【正文】 電力電容器的保護(hù)根據(jù)《繼電保護(hù)與自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》規(guī)定，本變電所的6KV電力電容器裝設(shè)如下保護(hù)：電容器和斷路器之間連線的多項(xiàng)短路保護(hù)，采用兩相式電流速斷保護(hù)。電容器內(nèi)部故障的保護(hù)，采用橫差保護(hù)。兩相電流速斷保護(hù)采用DL11型電流繼電器，接線方式不完全星形，而發(fā)生多相短路故障時(shí)，電流速斷瞬時(shí)動(dòng)作于跳閘，橫差保護(hù)采用DL11型電流繼電器，接線方式為三角形。(1)電流速斷保護(hù)動(dòng)作電流: =(A)式中： n= =40 =選用DL11/10繼電器整定值為9A靈敏度校驗(yàn) 2滿足要(2)內(nèi)部故障的橫差保護(hù)① 電流互感器的變比選擇INCT≤1/2NmaxIN=1/2440=80A式中：Amax每祖電容器組最大安裝臺(tái)數(shù)IN單臺(tái)電容器額定電流因橫差保護(hù)所用的電流互感器反映的故障電流很小，而正常工作電流很大，因此電流互感器的變化應(yīng)盡量選擇小些，使電流互感器的額定電流INCT≤80A。取INCT=75A Kid=75/5動(dòng)作電流：式中：QN單臺(tái)電容器額定容量Km靈敏系數(shù)取 β單臺(tái)電容器故障無件允許的百分?jǐn)?shù)取75%故選用同類加強(qiáng)型電流互感器DL11/，~。 6KV母線聯(lián)絡(luò)柜保護(hù)原理及整定 保護(hù)裝置的裝設(shè)原則6KV母線是本系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，當(dāng)母線發(fā)生多相短路，過流和失壓時(shí)，將使連接在故障母線上的所有元件在修復(fù)故障母線期間或換到另一組無故障的母線上的運(yùn)行，以免停電。本設(shè)計(jì)的6KV母線的保護(hù)，除利用主變壓器一次側(cè)帶時(shí)限，過流保護(hù)來實(shí)現(xiàn)外，同時(shí)還在二次側(cè)斷路器上裝設(shè)帶時(shí)限電流閉鎖，電壓速斷作為母線的保護(hù)，該保護(hù)為二相式。本設(shè)計(jì)的母線聯(lián)絡(luò)斷絡(luò)器裝設(shè)如下保護(hù)：電流速斷保護(hù)，作為母線耐壓試驗(yàn)時(shí)的速動(dòng)保護(hù)并做為配出線電流速斷保護(hù)的后備保護(hù)。 保護(hù)裝置的接線方式，圖見主變保護(hù)圖。 保護(hù)裝置的整定計(jì)算：閉鎖元件的動(dòng)作電流按式Ian=Ik2min/KmKid=5410300=選用DL11/20型電流繼電器整定值為10A，按式592Val=Vmin/KrecKv=35/60=式中:=27VIa電流元件動(dòng)作電流Vrmin配出線最遠(yuǎn)點(diǎn)短路時(shí)最小殘余電壓Kv電壓互感器變比6000/100(1)電流速斷保護(hù)整定① 按電流互感器一次額定電流計(jì)算動(dòng)作電流Iaq=KrelKalINCT/Ki=41500/300=26A式中： Kal過負(fù)荷系數(shù)取4INCT電流互感器一次額定電流1500AKi電流互感器的變比為1600/5② 5410/26300=2經(jīng)校驗(yàn)其靈敏系數(shù)不符合要求，因此需要按最小允許靈敏系數(shù)重新整定。③ 按最小靈敏系數(shù)重新整定Iaq=Ikimin/KmKi=5410/2 300= 故重新整定值為Iaq=8A，選用DL11/10型電流繼電器。(2)過電流保護(hù)整定① 動(dòng)作電流Iaoc=KrecIam/KictKi=916/300= 取Iaoc=5A② 靈敏度校驗(yàn)5410/5300=Km=2 故滿足要求③ 后備保護(hù)靈敏系數(shù)=4970300= Km= 故滿足要求式中：Ik2min取K3點(diǎn)最小工相短路電流穩(wěn)態(tài)值經(jīng)校驗(yàn)，滿足后備保護(hù)的需要。④ 保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)限動(dòng)作時(shí)限應(yīng)較配出線過電流保護(hù)最大時(shí)限大一時(shí)限價(jià)段?T=，則本裝置的動(dòng)作時(shí) T=T1+=第7章 防雷保護(hù)與安全接地規(guī)劃設(shè)計(jì)電力系統(tǒng)中電氣設(shè)備的絕緣，在正常工作時(shí)只承受額定電壓。由于某種原因，造成設(shè)備的電壓異常升高，其數(shù)值大大超過設(shè)備的額定電壓，使設(shè)備絕緣級(jí)擊穿或閃絡(luò)，這就是過電壓，過電壓分內(nèi)部過電壓和大氣過電壓兩種。內(nèi)部過電壓是由于系統(tǒng)的操作、故障或某些不正常運(yùn)行狀態(tài)，使系統(tǒng)發(fā)生電磁能量的轉(zhuǎn)換而產(chǎn)生的過電壓。內(nèi)部過電壓的大小與電網(wǎng)電壓成正比，最大不超過相電壓的7倍。大氣過電壓是指由雷云直接對(duì)地面上的電氣設(shè)備放電或?qū)υO(shè)備附近的物體放電在電力系統(tǒng)中引起的過電壓。前者稱直接雷擊過電壓，其值可達(dá)數(shù)百萬伏，電流可達(dá)數(shù)十萬安，危害性極大；后者稱感應(yīng)過電壓，其幅值一般不30KV，個(gè)別可達(dá)500~600KV。大氣過電壓不僅對(duì)電力系統(tǒng)有很大危害，而且也可能使建筑物受到破壞，并能點(diǎn)燃易燃易爆品，危及人身安全，故應(yīng)加強(qiáng)防雷措施。 防直擊雷的保護(hù) 防直擊雷的措施變電所室外布置的電氣設(shè)備，需要裝設(shè)避雷針的保護(hù)，避雷針裝設(shè)在室外的四角，使室外的設(shè)備和建筑物全部置于避雷針的保護(hù)范圍之內(nèi)。為了防止在避雷針落雷時(shí)，造成向被保護(hù)物反擊的情況，避雷針與被保護(hù)物之間留有一定距離，這一計(jì)算按下式進(jìn)行：地上部分：Sk≥+ （71）Sk≥5m地下部分：Sd≥ （72）S≥5m式中：RS接地裝置的沖擊接地電阻取10ΩHx被保護(hù)物的高度取9m所以本設(shè)計(jì)中的Sk＞5m Sd＞3m 避雷針的高度及位置的確定根據(jù)室外設(shè)備布置的道路的寬度范圍，結(jié)合避雷針與被保護(hù)的地上，地下距離，避雷針的位置確定：四只避雷針之間的相對(duì)距離：針 D34=D12=46mD13=D24=50mD14=D23=68m已知：進(jìn)線門型架構(gòu)高9米，母線架構(gòu)高7米，高壓室高5m。因?yàn)椋? D34=D12=46/7=D13=D24=50/7=D14=D23=68/7=，即保護(hù)的高度hx=9mh1=h2=9+=留有一定富裕系數(shù)針1和2取20mh3=h4=9+=留有一定富容系數(shù)針3和針4取24m：因h＜30m，故P取1針針2: r1= r2=()=2029=12m ho=hD12/7==bx=(hohx)=()=針針4: r3= r4=2425=26mr3′= r4′= =2429=18mr3″= r4″= =2427=22m ho=h1D34/7==′bx34=(hohx)=()=″bx34=(hohx)=()=bx34=(hohx)=()=針3的保護(hù)范圍r1=12m r3=26m=504=46mho=hD13/7=2046/7=bx13=(hohx)=()=:r1=12 r4=26mD141=D14—（h1—h1）=68—4=64mb14=（ho—hx）=（—9）=經(jīng)校檢bx＞0所以避雷針可保護(hù)整個(gè)變電所設(shè)備故符合要求。 作避雷針保護(hù)范圍平面圖由各D/2或D1/2作相應(yīng)的兩針間的中垂線，量取各相應(yīng)的bX值，由bX端點(diǎn)作對(duì)應(yīng)針的保護(hù)圖切線（對(duì)不等高的避雷針做真空避雷針的保護(hù)圖切線）即得到全部保護(hù)范圍，本設(shè)計(jì)變電所所有被保護(hù)的物都包括在內(nèi)達(dá)到保護(hù)要求，計(jì)算合理。 內(nèi)過電壓的抑制，采用不重燃斷路器，帶有分閘并聯(lián)的電阻的斷路器，可將內(nèi)過壓幅值限制在計(jì)算倍數(shù)以內(nèi)，電網(wǎng)采用磁吹避雷器或氧化鋅避雷器，并能抑制這種過電壓。，在斷路器斷口裝并聯(lián)電阻就能將過電壓倍數(shù)限制在計(jì)算值數(shù)以內(nèi)，裝閥式避雷器于主變與斷路器之間亦能。 對(duì)60KV進(jìn)線段的保護(hù)為了使60KV進(jìn)線段得到保護(hù)，本設(shè)計(jì) 在60KV終端桿的頂部加裝兩個(gè)獨(dú)立避雷針，針高為3m與桿塔構(gòu)成兩個(gè)獨(dú)立的避雷針，全高為20m經(jīng)過計(jì)算和校驗(yàn)，60KV進(jìn)線段全部得到保護(hù)，這里不再復(fù)計(jì)算。 對(duì)雷電入侵波的防護(hù)因本設(shè)計(jì)的變電所為沿1—2公里架設(shè)避雷線，所以不設(shè)進(jìn)線避雷線保護(hù)，本設(shè)計(jì)采用每組60KV母線和6KV母線上均裝設(shè)閥型避雷器，并且所有避雷器以最短的接地線同配電裝置的主接地網(wǎng)連接同時(shí)在其附近裝設(shè)集中裝置接地、60KV閥型避雷器與主變壓器的距離不超過最大允許間距，6KV側(cè)的兩段母線上均裝有閥型避雷器分別裝設(shè)在各側(cè)的電壓互感器柜內(nèi)。根據(jù)系統(tǒng)電壓為60KV中性點(diǎn)為非接地系統(tǒng)選擇Fz0型閥式避雷器，該避雷器是由2XFz0+ XFz0+FZ5組裝成的避雷器技術(shù)表型號(hào)額定電壓滅弧電壓有值工頻放電阻值RV—20微秒沖擊電壓幅值波形為10/20微秒沖擊電幅下殘壓幅值不大于KV不小于不大于220 kv3 KA5 KA10KVFz606014017335 kv227250Fs60616192830校驗(yàn)：避雷器的額定電壓：Ve=60KV 合格避雷器的滅弧電壓：Vm=系統(tǒng)內(nèi)部過電壓:Vn=40UP=60 3= 小于工頻放電電壓Vg≥140KV（2）6KV母線上裝設(shè)的閥式避雷器的選擇（3）放電記錄器的選擇選用JS4型放電記錄器安裝，在60KV避雷器上。 接地措施由《煤礦電工手冊(cè)》，查得60KV和6KV側(cè)接地電阻高低壓設(shè)備的聯(lián)合接地電阻值均不大于4Ω，根據(jù)《電設(shè)備接地設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》規(guī)定，本設(shè)計(jì)的保護(hù)接地的電阻值為不大于4Ω。 接地裝置的敷設(shè)根據(jù)變電所地質(zhì)情況，綜合考慮決定采用人工工頻接地裝置，該裝置的垂直埋入地下的鋼管和水平埋入地下的鋼帶聯(lián)接組合而成的。其中垂直接地體為主，水平接地體為輔，垂直接地體采用φ502500mm的鋼管垂直埋入地下，其頂端距離地面800mm，相互之間間距5000，用404扁鋼帶相連接。己知：土壤為砂質(zhì)粒土。P01000Ωcm土壤電阻率：P=ΦP0=104Ωcm （73）式中:φ—P0《電工手冊(cè)》104Ωcm 接地電阻的計(jì)算：利用簡化式：RV=KP=104104=式中：K—簡化計(jì)算系數(shù)得K=104垂直體的根數(shù)：n≥==30根。 （74）式中：。Rd接地電阻的要求值為4n。 ：本設(shè)計(jì)變電所接地母線改接地支線均采用404扁鋼帶，其截面校驗(yàn)為：S= 404式中：Ike—單相接地短路系統(tǒng)電流穩(wěn)態(tài)值，對(duì)中性點(diǎn)非接地系統(tǒng)按不超過30KA計(jì)算。tf短路電流持續(xù)時(shí)間根據(jù)要求，獨(dú)立避雷針的接地電阻應(yīng)不大于10Ω，為此本設(shè)計(jì)的四支獨(dú)立的避雷針接地裝置均采用φ502500的鋼管垂直埋設(shè)。：R==104102=45Ω不考慮管間的屏蔽作用采取φ502500的鋼管工頻接地電組為:Rf=R/nne=45/41=沖擊接地電阻為：Rs=2Rf==＜10Ω （75）式中：2—單獨(dú)接地體的沖擊系數(shù)（）1. 接觸雷壓、跨步電壓：當(dāng)發(fā)生短路時(shí)；按地網(wǎng)表面的最大接觸電勢：Fjmax=EvEe=KnKdKAIid （76）==式中:Kn均壓帶影響系數(shù)Kn=+=Ijd電網(wǎng)單相接地電流Ijd=re（Ln+35Lc）/350=6（7+358）/350、接地電勢允許值：Ec=50+=50+104=275V＞Ejmax跨步電PY壓的值：Esm=KsEc=KsIjdRid== （77）式中：Ks—=50+=50+104=305V＞Esm符合要求。第8章 變電所室內(nèi)外配電裝置的設(shè)計(jì)本變電所的主要變壓器及一次電壓60KV側(cè)的設(shè)備均采用室外布置，其室外配裝置的最小凈距滿足規(guī)程要求。本設(shè)計(jì)的兩臺(tái)變壓器中心距為16m，變壓器與建筑物之間的距離為17m， 60KV配電裝置的有關(guān)尺寸弧垂母 線 出 線 線間距離門型母線架 出 線 架構(gòu)高度母線架構(gòu) 出線架構(gòu) 門型母線架 出 線 支架高度隔離開關(guān) 電流互感器 電壓互感器 避 雷 器 SWZ—60 室外布置的縱向尺寸見附圖變電所平面布置圖，由于本變電所屬于二級(jí)電壓變電所，故變壓器布置在高低配電裝置之間（60KV與6KV之間）高壓進(jìn)線正對(duì)主變壓壓器高壓端60KV室外母線橋,將主變6KV端與室內(nèi)的受電柜相連，主變壓器采用落地布置，下設(shè)有積油坑，坑內(nèi)鋪設(shè)卵石層。本變電所的60KV側(cè)設(shè)有寬7m半徑10米的環(huán)形車道,為了便于檢修和安裝的需要，同時(shí)利用控制電纜的電纜溝蓋板作為巡視，操作和檢修屋外配電裝置的通道，各設(shè)備之間的距離及與建設(shè)物之間的距離均滿足設(shè)計(jì)規(guī)程中的最小安全凈距和防水要求。本變電所的外圍墻采用2米高的實(shí)體圍墻，大門采用輕型鐵門，變電所與礦區(qū)公里連接。本設(shè)計(jì)的室內(nèi)6KV配電裝置采用雙側(cè)離墻均有距離放置，靠主變壓器的進(jìn)線形式采用鋁排進(jìn)線而另一側(cè)出線形式為：電纜出線—架空線出線形式,并設(shè)有PK11型控制臺(tái)。本設(shè)計(jì)變電所室內(nèi)布置有高壓室、配電室、配電間、控制室、載波室、休息室、辦公室、修理室等為單層建筑，建筑在主建筑的一側(cè)，室內(nèi)的電容器與電壓互感器柜兩組稍離墻有段距離放置并經(jīng)過電纜與高壓配電室內(nèi)的控制柜相連。結(jié) 論本設(shè)計(jì)主要完成了年產(chǎn)為180萬噸煤礦地面變電所的設(shè)計(jì)，根據(jù)負(fù)荷計(jì)算的結(jié)果對(duì)該變電所電力系統(tǒng)的運(yùn)行方式進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)，并結(jié)合該變電所的實(shí)際情況，確定出最合適的運(yùn)行方式進(jìn)行優(yōu)化。同時(shí)考慮到煤礦供電系統(tǒng)的特點(diǎn)，對(duì)變電所的負(fù)荷進(jìn)行分組，達(dá)到合理，經(jīng)濟(jì)的的目的，同時(shí)對(duì)功率因數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償。通過短路計(jì)算電流的計(jì)算，確定了系統(tǒng)的主接線及運(yùn)行方式，同時(shí)對(duì)校驗(yàn)電氣設(shè)備，繼電保護(hù)整定，采