【導讀】現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動力。為其它形式的能量以供應用；電能的輸送的分配既簡單經(jīng)濟，又便于控制、調(diào)節(jié)和測量，在產(chǎn)品成本中所占的比重一般很小。從另一方面來說，如果工廠的電能供應突然中斷，則對工業(yè)生產(chǎn)可能造成嚴重。因此，做好工廠供電工作對于發(fā)展工業(yè)生產(chǎn)，實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化，具有十分重要

　　

【正文】 4）斷路器的事故 跳閘 信號回路，應按“不對應原理”接線。 5）對有可能出現(xiàn)不正常工作狀態(tài)或故障的設備，應裝設預告信號。預告信號應能使控制室或值班室的中央信號 裝置發(fā)出音響和燈光信號，并 能指示故障地點和性質(zhì)。通常 預告 音響 信號用電鈴，而事故 音響 信號用電笛。 本設計中采用手動操作機構(gòu)的斷路器控制和信號回路。 按 GB50171—1992《電氣裝置安裝工程盤 、 柜及二次回路 接線施工及驗收規(guī)范》規(guī)定， 二次回路的 接線應符合下列要求： 1）按圖接線，接線正確。 2）導線與電氣元件間采用螺栓連接 、 插接 、 焊接或壓接等，均應牢固可靠。 3）盤 、柜內(nèi)的導線不應有接頭，導線芯線應無損傷。 4）電纜芯線和所配導線的端部均應標明其回路編號，編號應正確，字跡清晰且不易脫色。 5）配線應整齊、清晰、美觀，導線絕緣應良好，無 損傷。 第五章 降壓變電所二次回路的選擇及繼電保護設計 23 6）每個接線端子的每側(cè)接線宜為 1根，不得超過 2根；對于插接式端子，不同截面的兩根導線不得接在同一端子上；對于 螺栓連接 端子，當接兩根導線時，中間應加平墊片。 7）二次回路接地應設專用 螺栓。 8）盤 、 柜內(nèi)的二次回路配線：電流回路應采用電壓不低于 500V的銅芯 絕緣導線，其截面不應小于 178。；其他回路截面 不應小于 178。；對電子元件回路、弱電回路采用錫焊連接時，在滿足載流量和電壓降及有足夠機械強度的情況下，可采用 不小于178。截面的 絕緣導線。 主變壓器保護設置 按 GB50062—92《電力裝置的繼電保護和自動裝置設計規(guī)范》規(guī)定：對電力變壓器的下列故障及異常運行方式，應裝設相應的保護裝置： （ 1）繞組及其引出線的相間短路和在中性點直接接地側(cè)的單相接地短路； （ 2）繞組的匝間短路； （ 3）外部相間短路引過的過電流； （ 4）中性點直接接地電力網(wǎng)中外部接地短路引起的過電流及中性點過電壓； （ 5）過負荷； （ 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。 對于高壓側(cè)為 6～ 10kv的車間變電所主變壓器來說，通常裝設有帶時限的過電流保護；如過電流保護動作時間大于 ～ ，還應裝設電流速斷保護。容量在 800kvA及以上的油浸式變壓器和 400kvA及以上的車間內(nèi)油浸式變壓器，按規(guī)定應裝設瓦斯保護（又稱氣體繼電保護）。容量在 400kvA及以上的變壓器，當數(shù)臺并列運行或單臺運行并作為其它負荷的備用電源時，應根據(jù)可能過負荷的情況裝設過負荷保護。過負荷保護及瓦斯保護在輕微故障時（通稱 “輕瓦斯 ”），動作于信號，而其它保護包括瓦斯保護在嚴重故障時（通稱 “重瓦斯 ”），一般均動作于跳閘。 對于高壓側(cè)為 35kv及以上的工廠總降壓變電所主變壓器來說，也應裝設過電流保護、電流速斷保護和瓦斯保護；在 有可能過負荷時，也需裝設過負荷保護。但是如果單臺運行的變壓器容量在 10000kvA及以上和并列運行的變壓器每臺容量在 6300kvA及以上時，則要求裝設縱聯(lián)差動保護來取代電流速斷保護。 在本設計中，根據(jù)規(guī)程規(guī)定，容量小于 6300kvA變壓器要求裝設過電流保護、電流速斷保護、過負荷保護和瓦斯保護。 （ 1）瓦斯保護 防御變壓器鐵殼內(nèi)部短路和油面降低。輕瓦斯動作于信號，重瓦斯動作于跳閘。 （ 2）電流速斷保護 電氣工程系畢業(yè)論文（設計說明書） 防御變壓器線圈和引出線的多相短路，動作于跳閘。 （ 3）過電流保護 防御外部相間短路，并作為瓦斯保護和電流速斷 保護的后備保護，動作于跳閘。 （ 4）過負荷保護防御變壓器本身的對稱過負荷及外部短路引起的過載，按具體條件對于由外部相間短路引起的過電流，保護應裝于下列各側(cè)： 1）、對于雙線圈變壓器，裝于主電源側(cè)。 2）、對三線圈變壓器，一般裝于主電源的保護應帶兩段時限，以較小的時限斷開未裝保護的斷路器。當以上方式滿足靈敏性要求時，則允許在各側(cè)裝設保護。各側(cè)保護應根據(jù)選擇性的要求裝設方向元件。 3）、對于供電給分開運行的母線段的降壓變壓器，除在電源側(cè)裝設保護外，還應在每個供電支路上裝設保護。 4）、除主電源側(cè)外，其他各側(cè)保護 只要求作為相鄰元件的后備保護，而不要求作為變壓器內(nèi)部故障的后備保護。 5）、保護裝置對各側(cè)母線的各類短路應具有足夠的靈敏性。相鄰線路由變壓器作遠后備時，一般要求對線路不對稱短路具有足夠的靈敏性。相鄰線路大量瓦斯時，一般動作于斷開的各側(cè)斷路器。如變壓器高采用遠后備時，不作具體規(guī)定。 6）、對某些稀有的故障類型（例如 110kv及其以上電力網(wǎng)的三相短路）允許保護裝置無選擇性動作。 主變壓器保護設計相關的計算 （ 1）電流速斷保護 對于中小容量的變壓器，如工廠供電中的供配電變壓器，可以在其電源側(cè)裝設電流速斷保 護而不設置變壓器縱差動保護。速斷保護采用非全星形連接法 ， 非全星形連接法廣泛應用于中性點不接地系統(tǒng)，其對單相接地的誤動作率低。 速斷動作電流應躲過系統(tǒng)最大運行方式時，變壓器二次側(cè)三相短路電流值，即整定電流 Iop為 ? ? m a x2)3(35/ ZkOP IKI ?? 式中 , Iop－主變壓器一次側(cè)（ 35）側(cè)電流速斷保護整定電流值； )3( max2ZI －系統(tǒng)最大運行方式時，主變壓器二次側(cè)（ ）三相短路電流周期分量有效值； Kk－可靠系數(shù)，對電磁式電流繼電器取 ~,對感應式電流繼電器取 ~。 繼電器的動作電流為 TAkxopopK KkII /? 式中 , KTA－電流互感器的變比； 第五章 降壓變電所二次回路的選擇及繼電保護設計 25 kkx－電流互感器的接線系數(shù)，對于非全星形連接法，接線系數(shù)為 1。 電流速斷保護靈敏度用系統(tǒng)最小運行方式時，主變壓器一次側(cè)（ 35 kV）兩相短路電流穩(wěn)態(tài)值來校驗。 opZopZs IIIIk /23/ )3( m in1)2( m in1 ?? 式中 , )2( min1ZI －系統(tǒng)最小運行方式時，主變壓器一次側(cè)（ 35 kV）兩相短路電流穩(wěn)態(tài)值； )3( min1ZI －系統(tǒng)最小運行方式時，主變壓器一次側(cè)（ 35 kV）三相短路電流穩(wěn)態(tài)值； ks－電流速斷保護靈敏度，要求該值大于 2。 因此，電磁式電流繼電器 ? ? m a x2)3(35/ ZkOP IKI ?? =() = 動作電流 opk op kx TAI I K K? = （ 1/100） = 校驗 ( 2 ) ( 3 )1 m i n 1 m i n32s Z o p Z o pK I I I I??=＞ 2,滿足靈敏度要求。 （ 2）過電流保護 過電流保護動作電流應躲過可能出現(xiàn)的過負荷電流值 fhNTghkop kIkKI /? 式中 , Iop－主變壓器 35 kV側(cè)過電流保護整定電流值； INT－主變壓器一次側(cè)（ 35 kV）額定電流； Kk－可靠系數(shù)，對電磁式電流繼電器取 ~,對感應式電流繼電器取 ~； kgh－過負荷系數(shù)，無自啟動電動機時取 ~，有自啟動電動機時取 2~3 kfh－返回系數(shù)， DL型取 。 繼電器的動作電流 IopK為 TAkxopopK KkII /? kkx－電流互感器的接線系數(shù)，對于非全星形連接法，接線系數(shù)為 1； kTA－電流互感器變流比。過電流保護靈敏度用系統(tǒng)最小運行方式時，主變壓器二次側(cè)（ ）兩相短路電流穩(wěn)態(tài)值來校驗。 opZopZs IIIIk /23/ )3( m in2)2( m in2 ?? 式中 , )2( min2ZI －系統(tǒng)最小運行方式時，主變壓器二次側(cè)（ ）兩相短路電流穩(wěn)態(tài)值； )3( min2ZI －系統(tǒng)最小運行方式時，主變壓器二次側(cè)（ ）三相短路電流穩(wěn)態(tài)值； ks－電流速斷保護靈敏度，要 求該值大于或等于 。 變壓器過電流保護的動作時限應與下一級保護動作時限配合，一般取 ~。 電氣工程系畢業(yè)論文（設計說明書） 因此，感應式可靠系數(shù) Kk= DL型過負荷系數(shù) Kgh=3 3NT N NI S U? =600/（ 35） = op k gh NT fhI K k I k?=3 opk op kx TAI I k K?=（ 1/100） = (2)2 mins Z opkk I I? = (3)2min32 I=＞ 5 （ 3）變壓器過負荷保護 變壓器過負荷保護一般只對并列運行的變壓器或工作有可能過負荷的變壓器才裝設。過負荷在大多方面數(shù)情況下是三相對稱的，因此過負荷保護只要采用一個電流繼電器裝于一相電流中，保護裝置作用于信號，過負荷動作時限為 10~15s。變壓器過負荷保護動作整定值 IopK為 TANTNTTAfh kopK kIIkk kI )~(?? 式中 , INT－變壓器 額定電流； kk－可靠系數(shù)，一般取 ； kfh－返回系數(shù)， DL型取 ； kTA－電流互感器變流比。 (1 . 2 ~ 1 . 2 5 )k N To p k N Tfh T A T AkIIIk k k??=（ ~） ~ 第六章 降壓變電所防雷與接地設計 27 第六章 降壓變電所防雷與接地設計 露天的變電所建筑和電氣設備通常用避雷針或避雷線防止直擊雷，用避雷器防止由線路侵入的雷電波對變電所內(nèi)的電氣設備造成破壞。 （ 1）避雷針 避雷針的組成要素：接閃器、引下線、接地體。 避雷針的 保護范圍以它對直擊雷所保護的 空間來表示。單支避雷針的保護范圍 ： h－避雷針高度； hx－被保護物高度； hα－避雷針的有效高度 , hα＝ h－ hx； rx－對應 hα的避雷針有效保護半徑。 rx的計算方法：當 hx≥ h/2時， ? ?xxr h h p h p?? ? ? (m) 當 hx＜ h/2時， ? ?1. 5 2r h h p?? (m) 式中 , h－避雷針高度； hα－避雷針的有效高度； p－高度影響系數(shù)， h≤ 30m時為 1， 30＜ h≤ 120m時為 h 。 兩支或兩支以上避雷針的保護范圍計算方法可以參考相關設計手冊。 本次要求在降壓變電站根據(jù)戶內(nèi)外配電裝置和建筑的面積和高度，設計 3支避雷針以防御直擊雷。一支為 25m獨立避雷針，另外兩支為置于戶內(nèi)配電裝置建筑物邊緣的 15m高的附設式避雷針。要求保護整個變電所不受直接雷擊。 （ 2）避雷線 單根避雷線的保護范圍如圖 。其保護范圍 rx為 當 hx≥ h/2時， ? ?0. 47xxr h h p?? (m) 當 hx＜ h/2時， ? ? h h p?? (m) 式中各參數(shù)意義 （ 3）避雷器 常用的避雷器有：管型避雷器，閥型避雷器，氧化鋅避雷器 避雷器用于限制由線路侵入的雷電波對變電所內(nèi)的電氣設備造成過電壓，其一般裝設在各段母線與架空線的進出口處。避雷器與被保護設備的距離愈近愈好，并裝在沖擊波侵入方向。必要時用下式計算允許的最大保護距離。 )(2 )(m a x mvUUL chfjef ??? 式中 , Lmax－避雷器與被保護設備的最大保護距離， m； α－沖擊波波頭陡度，對 10kV系統(tǒng)取 150 ~ 300kV s?； v－雷電沖擊傳播速度， 300ms? ； Uchf－避雷器沖擊放電電壓， kV； Ujcf－被保護設備的絕緣沖擊耐壓值， kV。 缺乏相關數(shù)據(jù)，可按 5倍額定電壓計算。 電氣工程系畢業(yè)論文（設計說明書） （ 4）安全保護接地 防止人員間接觸電，將電氣設備外露可導電部分接地。安全保護系統(tǒng)有以下幾類： a. IT系統(tǒng) 在中性點不接地系統(tǒng)中，將電氣設備