【導(dǎo)讀】為1000kVA的降壓變電所，既含有高壓供電部分又含有電力變壓器低壓配電部分，其它各項(xiàng)設(shè)計(jì)，均應(yīng)根據(jù)本廠用電負(fù)荷的實(shí)際情況，并適當(dāng)考慮到工廠。生產(chǎn)的發(fā)展，按照安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。[1]于永源，楊綺雯．電力系統(tǒng)分析（第二版）[M]．北京：中國電力出版社，2工廠負(fù)荷計(jì)算及配電系統(tǒng)的確定·························································1. 變電所位置和型式的選擇··························································7. 3電氣設(shè)備的選擇與電氣校驗(yàn)······················································&

　　

【正文】 ③ 外部短路引起的過電流；④中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中外部接地短路引起的過電流及中性點(diǎn)過電壓；⑤過負(fù)荷；⑥油面降低；⑦變壓器溫度升高或油箱壓力升高或冷卻系統(tǒng)故障。不同容量、不同使用地點(diǎn)的變壓器裝設(shè)的保護(hù)裝置不同，見規(guī)程規(guī)定，下面主要介紹變壓器的瓦斯保護(hù)。 瓦斯保護(hù)稱氣體繼電保護(hù)，是保護(hù)油浸式電力變壓器內(nèi)部故障的一種基本的相當(dāng)靈敏的保護(hù)裝置，瓦斯保護(hù)的主要元件是瓦斯繼電器 (又稱氣體繼電器 KG)，它裝設(shè)在油浸式變壓器的油箱與油枕之間的聯(lián)通管中部。 a)正常狀態(tài) b)輕瓦斯動(dòng)作 c)重瓦斯動(dòng)作 d)嚴(yán)重漏油時(shí) 圖 a 圖 b 圖 c 圖 d ，瓦斯繼電器的容器內(nèi)包括其中的上下開口油杯，都 是充滿油的；而上下油杯因各自平衡錘的作用而升起，如圖 a 所示。此時(shí)上下兩對(duì)觸點(diǎn)都是斷開的。 ，由故障產(chǎn)生的少量氣體慢慢升起，進(jìn)入瓦斯繼電器的容器，并由上而下地排除其中的油，使油面下降，上油杯因其中盛有殘余的油而使其力矩大于轉(zhuǎn)軸的另一端平衡錘的 力矩而降落，如圖 b 所示。這時(shí)上觸點(diǎn)接通信號(hào)回路，發(fā)出音響和燈光信號(hào)，這稱之為“輕瓦斯動(dòng)作”。 ，如相間短路、鐵心起火等，由故障產(chǎn)電氣工程課程設(shè)計(jì)（報(bào)告） 15 生的氣體很多，帶動(dòng)油流迅猛地由變壓器油箱通過聯(lián)通管進(jìn)入油枕。這大量的油氣混合體在經(jīng)過瓦斯繼電器時(shí)，沖擊擋板，使下油杯下降，如圖 c 所示。這時(shí)下觸點(diǎn)接通跳閘回路 (通過中間繼電器 )，使斷路器跳閘，同時(shí)發(fā)出音響和燈光信號(hào)，這稱之為“重瓦斯動(dòng)作”。 ，使得瓦斯繼電器容器內(nèi)的油也慢慢流盡，如圖 d 所示。先是瓦斯繼電器的上油杯下降，上觸點(diǎn)接 通，發(fā)生報(bào)警信號(hào)；接著其下油杯下降，下觸點(diǎn)接通，使斷路器跳閘，同時(shí)發(fā)出跳閘信號(hào)。 主變壓器的過電流保護(hù) 反時(shí)限過電流保護(hù)裝置由 GL15 型感應(yīng)式電流繼電器組成，其原理如圖 82所示。當(dāng)一次電路發(fā)生相間短路時(shí)，電流繼電器 KA 動(dòng)作，經(jīng)過一定延時(shí)后 (反時(shí)限特性 )。其常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開，這時(shí)斷路器 QF 因其跳閘線圈 YR被“去分流”而跳閘，切除短路故障。在繼電器 KA 去分流跳閘的同時(shí)，其信號(hào)牌掉下，指示保護(hù)裝置已經(jīng)動(dòng)作。在短路故障切除后，繼電器自動(dòng)返回，其信號(hào)牌可利用外殼上的旋鈕手動(dòng)復(fù)位。要求，繼電器這 兩對(duì)觸點(diǎn)的動(dòng)作程序必須是常開觸點(diǎn)先閉合，常閉觸點(diǎn)后斷開的轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)。 電流保護(hù)動(dòng)作電流的整定 re l w m a xre iKKKKopLII? （ 51） 其中可靠系數(shù) ? ，繼電器返回系數(shù) ? ，接線系數(shù) 1wK? ，電流互感器的電流比 100 / 5 20iK ??， I1NT= 630 3 6 . 3 73 3 1 0N NS kVA AU k V??? m a x 2 2 3 6 . 3 7 7 2 . 7 4l I N TI I A A? ? ? ?，則 : 1. 5 1 72 .7 4 6. 820. 8 20OPI A A?? ? ?? 因此過電流保護(hù)動(dòng)作電流整定為 7A。 電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間的整定 變壓器過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間，也按階梯原則整定。但對(duì)車間變電所來說，由于它屬于電力系統(tǒng)的終端變電所，因此其動(dòng)作時(shí)間可整定為最小值 。 電流保護(hù)靈敏度的校驗(yàn) 電氣工程課程設(shè)計(jì)（報(bào)告） 16 變壓器過電流保護(hù)的靈敏度，按變壓器低壓側(cè)母線在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式時(shí)發(fā)生兩相短路（換算到高壓側(cè)的電流值）來校驗(yàn)。其靈敏 度的要求也與線路過電流保護(hù)相同，即 ?PS ,個(gè)別情況可以使 ?PS 。 主變壓器速斷電流保護(hù) 速斷電流的整定 re l w k m a xiIqb KKI K? （ 52） 其中， ? ， 1wK? ， 100 205iK ?? 32m a x 2 0 . 7 5 1 0 0 . 4 0 . 8 3kk T KAII K k V k V K A?? ?? 因此速斷保護(hù)電流為 1 . 5 1 8 3 0 6 2 . 2 520qb AIA???? 速斷電流倍數(shù) 6 2 . 2 5 9 . 1 36 . 8 2qbqb opI AN IA? ? ? 6 防雷和接地裝置的設(shè)計(jì) 接地電阻的要求 此變電所的公共接地裝置的接地電阻應(yīng)滿足一下條件： 4ER ?? 且 1 2 0 1 2 0 3 . 6 53 2 . 8 6EEVVR IA? ? ? ? 其中 ? ? ? ?1 0 0 3 5 3 01 3 5 1 1 0 3 2 . 8 63 5 0 3 5 0N o h c a bE UIA ????? ? ? ? 因此公共 接地裝置接地電阻 ?? 二接地裝置的設(shè)計(jì) 1）接地方案 初步考慮采用長(zhǎng) ，直徑 50mm的鋼管作為接地體，垂直打入地下，管頂與地面距離 ，鋼管沿變電所三面環(huán)形布置，鋼管之間的距離為 5m，且用電氣工程課程設(shè)計(jì)（報(bào)告） 17 40 40mm2 扁鋼焊接相聯(lián)。 2）計(jì)算單根鋼管的接地電阻 砂粘土的電阻率 ρ=100Ωm，則 ? ?1 1000 401 2 . 5E mR m??? ? ? ? 因此不滿足 ?? 3）接地電阻的驗(yàn)算及鋼管根數(shù)的計(jì) 算 ??1EEn R R? ? ?1 E 4 0 1 7 0 . 6 6 3 . 5 7EER R n?? ? ? ? ? ? 滿足 RE≤ 。 變電所接地裝置平面布置圖如圖 61 所示。 圖 變電所接地裝置平面布 7 結(jié) 論 通過這次課程設(shè)計(jì)，加強(qiáng)了動(dòng)手、思考和解決問題的能力。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，通過設(shè)計(jì)這個(gè)方案包括設(shè)計(jì)了負(fù)荷計(jì)算和無功功率補(bǔ)償，變電所位置和型式的選擇，變電所主變壓器臺(tái)數(shù)、容量及主結(jié)線方案的選擇，短路電流的計(jì)算，變電所一次設(shè)備的 選擇與校驗(yàn)，變電所高、低壓線路的選擇，變電所二次回路方案選擇及繼電保護(hù)的整定，防雷和接地裝置的確定。 電氣工程課程設(shè)計(jì)（報(bào)告） 18 參考文獻(xiàn) [1] 于永源，楊綺雯．電力系統(tǒng)分析（第二版） [M]．北京：中國電力出版社， 2020． [2] 電力工業(yè)部西北電力設(shè)計(jì)院編．電力工程電氣設(shè)備手冊(cè)（下冊(cè)） [M]．北京：中國電力出版社， 1998 年 10 月． [3] 電力工業(yè)部西北電力設(shè)計(jì)院編．變電所總布置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程 [M]．北京：中國電力出版社， 1996 年 12 月． [4] 電力工業(yè)部西北電力設(shè)計(jì)院編．電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)（ 1 冊(cè)） [M]．北京：中國電力出版社， 1996 年 6 月． [5] 電力工業(yè)部西北電力設(shè)計(jì)院編．供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范 [M]．北京：中國電力出版社， 1996 年 12 月． [6] 中國電機(jī)工程協(xié)會(huì)．供用電實(shí)用手冊(cè) [M]．沈陽：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社， 1998年版． [7] 劉介才．工廠供電簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè) [M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1998 年版． [8] 戈以草．電工技能手冊(cè) [M]．上海：上海交通大學(xué)出版社， 2020 年版． 電氣工程課程設(shè)計(jì)（報(bào)告） 19 附 錄 VVYYYS 9 6 3 0 / 1 02 2 0 / 3 8 0 VL J 9 5F S 4 1 0Z J Q 2 0 1 0 0 0 0No.1GG1A1G N 8 1 0 / 4 0 0R N 2 1 0 / 0 . 5L Q J 1 03 0 0 / 5 3 X 1 2 0J D Z 1 01 0 0 0 0 / 1 0 0G N 6 1 0 / 4 0 0No.2GG1A(F)11L Q J 1 03 0 0 / 5S N 1 0 1 0 I / 6 3 0G N 8 1 0 / 4 0 0No.3GG1A(F)54G N 8 1 0 / 2 0 0R N 2 1 0 / 0 . 5F S 4 1 0J D Z 1 01 0 0 0 0 / 1 0 0L M Y 3 ( 5 0 * 5 )Z L Q 2 0 1 0 0 0 0 3 X 1 2 0GG1A(F)11No.11(同No.2)No.4GG1A(F)03G N 8 1 0 / 2 0 0 1 0 / 6 3 0S N 1 01 0 0 / 5L Q J 1 0GG1A(F)03No.5(同No.4) 變壓器的 主結(jié)線方案圖 電氣工程課程設(shè)計(jì)（報(bào)告） 20 東北石油大學(xué)課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)表 課程名稱 電氣工程課程設(shè)計(jì) 題目名稱 某冶金機(jī)械廠降壓變電所的電氣設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) 指導(dǎo)教 師姓名 職稱 講師 講師 序號(hào) 評(píng)價(jià)項(xiàng)目 指 標(biāo) 滿分 評(píng)分 1 工作量、工作態(tài) 度和出勤率 按期圓滿的完成了規(guī)定的任務(wù)，難易程度和工作量符合教學(xué)要求，工作努力，遵守紀(jì)律，出勤率高，工作作風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)，善于與他人合作。 20 2 課程設(shè)計(jì)質(zhì)量 課程設(shè)計(jì)選題合理，計(jì)算過程簡(jiǎn)練準(zhǔn)確，分析問題思路清晰，結(jié)構(gòu)嚴(yán) 謹(jǐn)，文理通順，撰寫規(guī)范，圖表完備正確。 45 3 創(chuàng)新 工作中有創(chuàng)新意識(shí)，對(duì)前人工作有一些改進(jìn)或有一定應(yīng)用價(jià)值。 5 4 答辯 能正確回答指導(dǎo)教師所提出的問題。 30 總分 評(píng)語： 指導(dǎo)教師： 年 月 日