【正文】 ）25（非居民區(qū)） 16≤1kV 16 正式 6 8(3)母線、導(dǎo)線熱穩(wěn)定性校驗(yàn) (54)fjxchktCIS)3(min??式中，S min滿(mǎn)足熱穩(wěn)定要求的導(dǎo)線最小截面積(mm 2)； C熱穩(wěn)定系數(shù)； 三相短路電流穩(wěn)態(tài)有效值(A) ；)3(chI 假想時(shí)間(s)；jxt 集膚效應(yīng)系數(shù)，對(duì)于電纜及小面積導(dǎo)線取 1。fk石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)25表 514　各種起始溫度下℃值起始溫度（ 0Ｃ）40 45 50 55 60 65 70 75 80 85鋁材 99 97 95 93 91 89 87 85 83 79銅材 186 183 181 179 176 174 171 169 165 161(4)硬母線動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) (55)ca??1式中，σ a1母線材料的最大允許應(yīng)力(MP a)； σc母線通過(guò) 時(shí)所受到的最大沖擊應(yīng)力。)3(chi最大電動(dòng)力按下式計(jì)算 (56))()3()3( ????alikFchx式中， 導(dǎo)體形狀修正系數(shù)，約為 1；xk 三相短路沖擊電流；)3(chi l平行母線長(zhǎng)度 (mm)； a母線間距(mm)。最大沖擊應(yīng)力按下式計(jì)算 (Pa) (57)610/2)3(／hblFWMc??式中，10跨距數(shù)大于 2 時(shí)的取值； 8跨距數(shù)等于 2 時(shí)的取值； h硬母線截面寬邊長(zhǎng)度(mm) ； b硬母線截面窄邊長(zhǎng)度(mm) ?！?dǎo)線選型及校驗(yàn)(1)室外 110kV 進(jìn)線側(cè)的軟母線選型及校驗(yàn)室外 110kV 進(jìn)線側(cè)母線為軟母線，母線最大工作電流按變壓器過(guò)載 倍考慮，由前面計(jì)算知 A??? AkIga ???選用 LGJ150 型鋼芯鋁絞線LGJ150 型鋼芯鋁絞線的允許最大電流為 360A 大于 alI石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)26檢驗(yàn)?zāi)妇€熱穩(wěn)定性 )3(min ＜???fjxchktCIS由于所選母線實(shí)際截面 ,因此該母線滿(mǎn)足短路熱穩(wěn)定度要min210S?求。(2)室外 側(cè)進(jìn)線的軟母線選型及校驗(yàn)同理可得 ??kIa ??選用 LGJ3240 鋼芯鋁絞線LGJ3240 鋼芯鋁絞線的允許最大電流為 1482A＞校驗(yàn)?zāi)妇€熱穩(wěn)定性 )3(min ???fjxchktCIS由于所選母線實(shí)際截面 ，故選用 LGJ3240 鋼芯鋁導(dǎo)線min27S?符合要求?！∧妇€選型及校驗(yàn)(1) 硬母線選型及校驗(yàn)由 ， ，可初步選型 LMY ?? ?810?硬鋁母線動(dòng)穩(wěn)定性校驗(yàn)：三相短路時(shí)間電動(dòng)力 NalikFchx . 67272)3()( ????? ???PaPalFc 7165)3( ????????滿(mǎn)足要求，選用 LMY 平放的硬鋁母線?！≈С纸^緣子支持絕緣子在配電裝置中用以固定母線和導(dǎo)體，并使導(dǎo)體與地或處在其他石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)27電位下的設(shè)備絕緣，其選擇依據(jù)見(jiàn)表 515 所示：表 515　支持絕緣子和穿墻套管選擇與校驗(yàn)選擇 校驗(yàn)電壓 電流 熱穩(wěn)定 動(dòng)穩(wěn)定支持絕緣子 geU?— — jsyxF?穿墻套管 max??geIIt2t≥ jxsht)3( js.在三相短路電流下，中間相母線承受的機(jī)械應(yīng)力最大。若絕緣子間跨距和絕緣子管間跨距分別為 L 和 ，則左端絕緣子1l(N)72)3(1max 07.????aiFch(N)1)(2?lLF1max3ax??　支持絕緣子選型及校驗(yàn)(1)110kV 側(cè)母線支持絕緣子選型及校驗(yàn)取 L=1m，a=1m, 則 ?????校驗(yàn)： 306.??選擇則 ZS—110/3 型號(hào)支持絕緣子。(2) 側(cè)母線支持絕緣子選型及校驗(yàn)取 L=2m，a=40cm 則 NF ?????校驗(yàn)： 1ax406.??選擇則 ZS—35/4 型號(hào)支持絕緣子。　穿墻套管選型及校驗(yàn)(1) 進(jìn)線側(cè)穿墻套管選型及校驗(yàn)因?yàn)槟妇€ ，選擇 CWLB—35/1000 穿墻絕緣陶瓷套管。??動(dòng)穩(wěn)定性校驗(yàn)：，查表，可知 ，故 ， ??石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)28校驗(yàn)。熱穩(wěn)定性校驗(yàn)：， ， 18,0tIkAts?A??kch18.)3( ?，滿(mǎn)足要求。jxsh2)3(?所以選擇 CWLB—35/1000 穿墻絕緣陶瓷套管。(2) 出線側(cè)穿墻套管選型及校驗(yàn)同理， 出線側(cè)選擇 CWLB—35/1000 型號(hào)的穿墻套管。石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)29第 6 章　繼電保護(hù)的配置與整定　繼電保護(hù)的任務(wù)和要求　繼電保護(hù)的任務(wù)(1)當(dāng)電力系統(tǒng)中的電氣設(shè)備發(fā)生短路故障時(shí)，能自動(dòng)、迅速、有選擇性地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使故障元件免于繼續(xù)遭到破壞，保證其它無(wú)故障部分迅速恢復(fù)正常運(yùn)行；(2)當(dāng)電力系統(tǒng)中的電氣設(shè)備出現(xiàn)不正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，并根據(jù)運(yùn)行維護(hù)的條件(例如有無(wú)經(jīng)常值班人員)，而動(dòng)作于發(fā)出信號(hào)、減負(fù)荷或跳閘。此時(shí)一般不要求保護(hù)迅速動(dòng)作，而是根據(jù)對(duì)電力系統(tǒng)及其元件的危害程度規(guī)定一定的延時(shí)，以免誤動(dòng)作?！±^電保護(hù)基本要求對(duì)于動(dòng)作于跳閘的繼電保護(hù)裝置，在技術(shù)上一般應(yīng)滿(mǎn)足 4 個(gè)基本要求，即可靠性、選擇性、速動(dòng)性、靈敏性。(1)可靠性：是指繼電保護(hù)裝置自身在工作過(guò)程中的安全性和信賴(lài)性，是對(duì)繼電保護(hù)最基本的性能要求。它又可分為可信賴(lài)性和安全性 2 個(gè)方面?？尚刨?lài)性要求繼電保護(hù)在異?；蚬收锨闆r下，能準(zhǔn)確地完成設(shè)計(jì)所要求的動(dòng)作；安全性要求繼電保護(hù)在非設(shè)計(jì)所要求動(dòng)作的所有情況下，能夠可靠地不動(dòng)作。(2)選擇性：是指當(dāng)電力系統(tǒng)中的電氣設(shè)備發(fā)生短路故障時(shí)，電力系統(tǒng)中的所有繼電保護(hù)裝置應(yīng)該有選擇性地動(dòng)作，將故障設(shè)備從電力系統(tǒng)中切除，并保證切除故障設(shè)備后電力系統(tǒng)的停電范圍最小。(3)速動(dòng)性：是指當(dāng)電力系統(tǒng)中電氣設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置應(yīng)能盡快地在最短時(shí)間內(nèi)切除故障?？焖賱?dòng)作的目的是減少設(shè)備及用戶(hù)在大電流、低電壓運(yùn)行的時(shí)間，降低設(shè)備的損壞程度，提高系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性。(4)靈敏性：是指繼電保護(hù)裝置對(duì)其保護(hù)范圍內(nèi)的電氣設(shè)備發(fā)生短路故障時(shí)的反應(yīng)能力。能滿(mǎn)足靈敏性要求的繼電保護(hù)，在規(guī)定的范圍內(nèi)出現(xiàn)設(shè)備故障時(shí)，不論短路點(diǎn)的類(lèi)型如何，以及短路點(diǎn)是否有過(guò)渡電阻，都能正確反應(yīng)并動(dòng)作。石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)30　牽引變壓器的保護(hù)變壓器是電力系統(tǒng)普遍使用的重要電氣設(shè)備。它的安全運(yùn)行直接關(guān)系到電力系統(tǒng)供電和穩(wěn)定運(yùn)行，特別是大容量變壓器，一旦因故障而損壞造成的損失就更大。因此必須針對(duì)變壓器的故障和異常工作情況，根據(jù)其容量和重要程度，裝設(shè)動(dòng)作可靠，性能良好的繼電保護(hù)裝置。一般包括：　縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)變壓器差動(dòng)保護(hù)是反映變壓器繞組、引出線及套管上的各種短路故障，是變壓器的主保護(hù)，保護(hù)變壓器本體及其引出線。但由于他對(duì)油箱內(nèi)部的匝間短路故障不夠靈敏，而變壓器油箱內(nèi)部的故障又是電力系統(tǒng)最危險(xiǎn)故障之一，因此縱差保護(hù)必須和瓦斯保護(hù)一起構(gòu)成變壓器的主保護(hù)。變壓器縱差保護(hù)是按照循環(huán)電流原理構(gòu)成的，如圖 61 示出了雙繞組變壓器縱差保護(hù)原理接線圖。差動(dòng)保護(hù)整定計(jì)算： AIKUfI kstnpzaunb 1507)..0()( . ???????? AIubrelactk 96331.. ??靈敏度系數(shù)的校驗(yàn)： ?圖 61　縱差保護(hù)原理接線圖II2I1 I2I2I2I1KT KTA2KTA1石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)31靈敏度系數(shù)一般不應(yīng)低于 2 所以滿(mǎn)足要求縱差保護(hù)是電氣主設(shè)備的主保護(hù)，它靈敏度高、選擇性好，在變壓器保護(hù)上運(yùn)用較為成功。變壓器縱差保護(hù)基本原理：由于變壓器高壓側(cè)和低壓側(cè)的額定電流不同，因此為了保證縱差保護(hù)的正確工作，就須適當(dāng)選擇兩側(cè)電流互感器的變比，使得正常運(yùn)行和外部故障時(shí)，兩個(gè)電流相等。正常運(yùn)行或外部故障時(shí)，差動(dòng)繼電器中的電流等于兩側(cè)電流互感器的二次電流之差，欲使這種情況下流過(guò)繼電器的電流基本為零，則應(yīng)恰當(dāng)選擇兩側(cè)電流互感器的變比。另外，由于縱差保護(hù)的構(gòu)成原理是基于比較變壓器各側(cè)電流的大小和相位，受變壓器各側(cè)電流互感器以及諸多因素影響，變壓器在正常運(yùn)行和外部故障時(shí)，其縱差保護(hù)回路中有不平衡電流，使縱差保護(hù)處于不利的工作條件下。為保證變壓器縱差保護(hù)的正確靈敏動(dòng)作，必須對(duì)其回路中的不平衡電流進(jìn)行分析，找出產(chǎn)生的原因，采取措施予以消除。圖 62　瓦斯保護(hù)原理圖　瓦斯保護(hù)瓦斯保護(hù)在油浸式變壓器的保護(hù)裝置中具有特殊的地位。它作為變壓器的主保護(hù)使用，既可以反映變壓器油箱內(nèi)部故障(如匝間短路、層間短路等)，又可以反映變壓器的不正常工作狀態(tài)(如油面過(guò)低、長(zhǎng)期過(guò)熱等)，所以瓦斯保護(hù)石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)32也分為重瓦斯和輕瓦斯，重瓦斯動(dòng)作于跳閘，輕瓦斯動(dòng)作于報(bào)警。工作原理如圖 61 所示　過(guò)電流保護(hù)過(guò)電流保護(hù)在變壓器保護(hù)裝置中主要作為后備保護(hù)使用。在實(shí)際應(yīng)用中，由于牽引供電系統(tǒng)為重負(fù)荷供電線路，常采用低電壓?jiǎn)?dòng)方式提高過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作靈敏性，即采用低電壓?jiǎn)?dòng)過(guò)電流保護(hù)。而且，由于牽引供電系統(tǒng)變壓器二次為單相獨(dú)立供電負(fù)荷，一般情況下過(guò)電流保護(hù)在變壓器的高壓側(cè)和低壓側(cè)分別設(shè)置，高壓側(cè)設(shè)置三相過(guò)電流保護(hù)(稱(chēng) 110kV 側(cè)過(guò)電流)，低壓側(cè)設(shè)置兩單相過(guò)電流保護(hù)( 稱(chēng) 側(cè)過(guò)電流)。需要說(shuō)明的是， 側(cè)過(guò)電流主要作為變壓器二次側(cè)引出線至 側(cè)母線間(包括母線 )的主保護(hù)和牽引網(wǎng)饋線的后備保護(hù)。110kV 側(cè)過(guò)電流保護(hù)則是作為變壓器縱差保護(hù)的近后備保護(hù)和 側(cè)過(guò)電流保護(hù)的遠(yuǎn)后備保護(hù)。　接地保護(hù)接地保護(hù)在變壓器的保護(hù)裝置中作為反映變壓器一次側(cè)發(fā)生接地故障時(shí)的保護(hù)，是一種相對(duì)獨(dú)立的保護(hù)，也是縱差保護(hù)的一種輔助保護(hù)。對(duì)中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)，由外部接地短路引起過(guò)電流時(shí)，如變壓器中性點(diǎn)接地運(yùn)行，應(yīng)裝設(shè)零序電流保護(hù)。零序電流保護(hù)通常由兩段組成，每段可各帶兩個(gè)時(shí)限，并均以較短的時(shí)限用于縮小故障影響范圍，以較長(zhǎng)的時(shí)限用于斷開(kāi)變壓器各側(cè)的斷路器。當(dāng)電力網(wǎng)中部分變壓器中性點(diǎn)接地運(yùn)行，為防止發(fā)生接地時(shí)，中性點(diǎn)接地的變壓器跳閘后，中性點(diǎn)不接地的變壓器(低壓側(cè)有電源)仍帶接地故障繼續(xù)運(yùn)行，應(yīng)根據(jù)具體情況，裝設(shè)專(zhuān)用的保護(hù)裝置，如零序過(guò)電壓保護(hù)及在中性點(diǎn)裝設(shè)放電間隙加零序電流保護(hù)等?！○伨€的保護(hù)(1)距離保護(hù)①距離保護(hù)第一段為無(wú)延時(shí)的速動(dòng)段，它應(yīng)該只反映本線路的故障，下級(jí)線路出口發(fā)生短路故障時(shí)，應(yīng)可靠不動(dòng)作。所以其測(cè)量元件的整定阻抗，應(yīng)該按躲過(guò)本線路末端短路時(shí)的測(cè)量阻抗來(lái)整定。設(shè)饋線長(zhǎng)度 =30km。被保護(hù)線路單位長(zhǎng)度的正序阻抗為BAL?距離I段的整定阻抗為 針可靠系數(shù) 則)/(???IrelK線路AB的正序阻抗為 ??ZKrelIst ???BABALZ路距離保護(hù)I段配合。石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)33為了保證在下級(jí)線路上發(fā)生故障，上級(jí)線路保護(hù)處的保護(hù)Ⅱ段不至于越級(jí)跳閘，其Ⅱ段的動(dòng)作范圍不應(yīng)該超出保護(hù)2I段的動(dòng)作范圍。若保護(hù)2I段的整定阻抗為 )(. ????IsetbBAIrelIset ZKZ靈敏度校驗(yàn)。距離保護(hù)Ⅱ段，應(yīng)該保護(hù)線路的全長(zhǎng)，本線路末端短路時(shí)，應(yīng)該有足夠的靈敏度?？紤]到各種誤差因素，要求靈敏度系數(shù)應(yīng)滿(mǎn)足 ??BAIsetsenZ石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)34第 7 章　變電所的防雷保護(hù)與接地裝置的設(shè)計(jì)　變電所的防雷保護(hù)由氣象資料得知，牽引變電所所在地區(qū)的年雷暴雨日數(shù)為 20 天。雖然發(fā)生雷暴的幾率不屬于高頻地區(qū)，但是雷電過(guò)電壓產(chǎn)生的雷電沖擊波對(duì)供電系統(tǒng)的危害極大，因此必須對(duì)雷電過(guò)電壓加以防護(hù)?！≈睋衾追雷o(hù)在變電所縱向中心軸線位置設(shè)置兩支間距 D=98 、高度為 的等高m35?h避雷針保護(hù)室外高壓配電裝置、主變壓器及所有建筑物。已知出線構(gòu)架高 (變電所最高點(diǎn))，其最遠(yuǎn)點(diǎn)距較近避雷針 ，建筑物高 7 ，其最遠(yuǎn)點(diǎn)m距避雷針 。按“滾球法”校驗(yàn)避雷針保護(hù)范圍如下：本變電所建筑物防雷級(jí)別為二級(jí)，滾球半徑為 。45?rh因?yàn)? ，且 D=98 ，所以避雷針35?hm4r )2(?在出線構(gòu)架高度上的水平保護(hù)半徑為 )(.13453)2()2( ???????xrxrx hr而其最遠(yuǎn)點(diǎn)距避雷針 ，可見(jiàn)出線構(gòu)架在避雷針的保護(hù)范圍內(nèi)。避雷針在建筑物高度上的水平保護(hù)半徑為 .9)74(m)2()()( ??xrxrxhr 而其最遠(yuǎn)點(diǎn)距避雷針 ，可見(jiàn)建筑物也在避雷針的保護(hù)范圍內(nèi)。m根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果可知，變電所裝設(shè)的兩支 35 等高避雷針能保護(hù)變電所內(nèi)的所有設(shè)施。　雷電波侵入的防護(hù)為防止線路侵入的雷電波過(guò)電壓，在變電所 1 2km 的 110kV 進(jìn)線段架設(shè)~避雷線，主變壓器各側(cè)出口分別安裝閥型避雷器。為保護(hù)主變壓器中性點(diǎn)絕緣，在主變壓器 110kV 側(cè)中性點(diǎn)裝設(shè)一臺(tái)避雷器。石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)35　接地裝置　接地與接地裝置的定義電氣設(shè)備的某部分與大地之間做良好的電氣連接，稱(chēng)為接地。埋入地中并直接與大地接觸的金屬導(dǎo)體，稱(chēng)為接地體，或稱(chēng)接地極。專(zhuān)門(mén)為接地而人為裝設(shè)的接地體，稱(chēng)為人工接地體。兼作接地體用的直接與大地接觸的各種金屬構(gòu)件、金屬管道及建筑物的鋼筋混凝土基礎(chǔ)等，