【導讀】東風化工廠高壓配電系統(tǒng)設計是對工廠供電具有針對性的設計。繼電保護設計，配電裝置設計，防雷和接地設計等。本設計考慮了所有用電設備并對這些負荷進行了計算。通過計算出的有功、電壓的要求，計算電容器補償裝置的容量，從而得出所需電容器的大小。根據(jù)與供電部門的協(xié)議，決定總配變電所及配電系統(tǒng)的主接線圖。路器等主要設備的保護配置提出了要求，明確了保護定值計算方法。

　　

【正文】 流 opI 整定為 6A ②過電流保護動作時間的整定 題目中給出變電站 10KV 配電線路定時限過電流保護裝置整定時間為 ，所以這里的電源進線過電流保護動作時間應整定為 。 ③過電流保護靈敏系數(shù)的檢驗 ,m in. ?? opkp IIS ，式中 為在電力系統(tǒng)最小運行方式下，被保護線路末端的兩相短路電流， AKAII kk . )3(1m i n. ???? ?， 為動作電流折算到一次電路的值。 AAKKII wiopop 2401/406/1 ????? ，因此其靈敏度系數(shù)為： 240 in. ??? opkp IIS＞ ，滿足靈敏度系數(shù)的要求。 2）．裝設電流速斷保護， 利用 GL15 的速斷裝置。 ①電流速斷保護動作電流（速斷電流）的整定 m a ki wreqb IKKKI ?， 式中 為被保護線路末端的三相短路電流，這里 =， ?relK ， wK =1 ， iK =200/5=40 ， 因 此 動 作電 流 為 ： 32 KAI qb ???? ,因此動作電流整定為 207A。整定的速斷電流倍數(shù) ???opqbqb IIn 。 ②電流速斷保護靈敏系數(shù)的校驗 21,min. ?? opkp IIS ，式中 為在電力系統(tǒng)最小運行方式下，被保護線路首端的兩相短路電流， AKAII kk . )3(1m i n. ???? ?， 為速斷電流折算到一次電路的值， AAKKII wiopop 2401/406/1 ????? ，因此靈敏度系數(shù)為： in. ??? opkp IIS ＞ 2，滿足靈敏度系數(shù)的要求。 車間變電所高壓進線的 繼電保護 以 車間變電所高壓進線為例，其他車間變電所高壓進線的保護方案與 車間變電所高壓進線保護方案相同。 1）．裝設定時限過電流保護，采用 DL15型電磁式過電流繼電器。 ①過電流保護動作電流的整定 m a x????? Lire wrelop IKK KKI 式中 .maxLI =2 30I ， 30I 為線路的計算電流，數(shù)值 2 應為電動機的自啟動系數(shù) Kst , 30I =， ?relK , wK =1， reK =， iK =150/5=30，因此動作電流為：AAI op ?????? ，因此過電流保護動作電流 opI 整定為 5A。 ②過電流保護動作時間的整定 ttt ??? 21 式中 1t 為后一級保護的線路首端發(fā)生三相短路時，前一級保護的動作時間； 2t為后一級保護中最長的一個動作時間，這里取 ， t? 為前后兩級保護裝置的時間級差，對定時限過電流保護取 ，前一級保護動作時間為 ，故??t s，所以過電流保護動作時間整定為 。 ③過電流保護靈敏系數(shù)的檢驗 33 ,m in. ?? opkp IIS ，式中 為在電力系統(tǒng)最小運行方式下，被保護線路末端的兩相短路電流， AKAII kk . )3(1m i n. ???? ?， 為動作電流折算到一次電路的值。 AAKKII wiopop 1501/305/1 ????? ， 因此其靈敏度系數(shù)為： 150 in. ??? opkp IIS＞ ，滿足靈敏度系數(shù)的要求 。 2）．裝設電流速斷保護 利用 DL15 的速斷裝置。 ①電流速斷保護動作電流（速斷電流）的整定 m a ki wreqb IKKKI ?， 式中 為被保護線路末端的三相短路電流，這里 =， ?relK ， wK =1 ， iK =150/5=30 ， 因 此 動 作電 流 為 ：KAI qb ???? ,因此動作電流整定為 320A。整定的速斷電流倍數(shù) 20 ???opqbqb IIn 。 ②電流速斷保護靈敏系數(shù)的校驗 21,min. ?? opkp IIS ，式中 為在電力系統(tǒng)最小運行方式下，被保護線路首端的兩相短路電流， AKAII kk . )3(1m i n. ???? ?， 為速斷電流折算到一次電路的值， AAKKII wiopop 1801/305/1 ????? ， in. ??? opkp IIS ＞ 2 滿足靈敏度系數(shù)的要求。 變壓器繼電保護 變壓器的繼電保護裝置 以 車間變電所選用的 S9— 1000/10 型變壓器為例 （ 1）裝設瓦斯保護， 當變壓器油箱內故障產生輕微瓦斯或油面下降時，瞬時動 34 作于信號；當產生大量的瓦斯時，應動作于高壓側斷路器。 （ 2） 裝設定時限過電流保護， 采用 DL15 型電磁式過電流繼電器，兩相兩繼電器式接線，去分流跳閘的操作方式。 ①過電流保護動作電流的整定 m a x????? Lire wrelop IKK KKI 式中 AAKVK V AII TNL )103/(1 0 0 022 1m a x ??????? ? ，可靠系數(shù)?relK ，接線系數(shù) 1wK= ，繼電器返回系數(shù) = ，電流互感器的電流比iK =150/5=30 ，動作電流為： AI op ????? 因此過電流保護動作電流整定為 6A。 ②過電流保護動作時間的整定 : ttt ??? 21 , 式中 1t 為變壓器低壓母線發(fā)生三相短路時高壓側繼電保護動作時間； 2t 為變壓器低壓側保護在低壓母線上發(fā)生三相短路時最長的一個動作時間， t? 為前后兩級保護裝置的時間級差，對定時限過電流保護，取 ，故過電流保護動作時間整定為 。 ③過電流保護靈敏系數(shù)的檢驗 1m in???opkp IIS 式中， TKTKk KIKII /)3( 2)2( 2m in ??? ?? =? (10kV/)=；AAKKII wiopop 2101/307/1 ????? ，因此其靈敏度系數(shù)為： in. ??? opkp IIS＞ ，滿足靈敏度系數(shù)的要求。 （ 3）裝設電流速斷保護，利用 DL15 的速斷裝置。 ①電流速斷保護動作電流（速斷電流）的整定 利用式 m a x????? kTi wrelqb IKK KKI 式中 kAII kk )3( 2m a x ?? ?? ， = ， =1wK ， 305/150 ??iK ， =10/=25TK ， 因此速斷保護電流為 AAIqb 422 2 5 3 02530 ????? 35 速斷電流倍數(shù)整定為 6742 ??? opqbqb IIK，（ qbK 在 2～ 8之間）。 ②電流速斷保護靈敏系數(shù)的檢驗 利用式 1min???qbkp IIS 式中 , KAKAIII KKk )3( 1)2( 2m i n ????? ??? ，AAKKII wiqbop 1 2 6 01/3042/1 ????? ， 因 此 其 保 護 靈 敏 度 系 數(shù) 為 ： 0550 in. ??? opkp IIS ＞ 2， 因此 ,裝設的電流速斷保護的靈敏度系數(shù)是達到要求的。 (4)裝設過負荷保護 ①過負荷保護動作電流的整定 利用式 ?)(OLopI (～ )iNKI1 式中 NI1 為變壓器的額定一次電流，即 NI1 =1000A， iK 為電流互感器的變流比，即 iK =150/5=30，因此其動作電流為： ?)(OLopI ?? 。 ②過負荷保護動作時間的整定： ?)(OLopt 10～ 15s （其他車間變電所的變壓器的繼電保護裝置方案與本車間變電所的變壓器保護的選擇方法和整定計算方法相同，只是整定值不同。 ） 變電所低壓側的保護裝置 1)． — 四 個車間變電所低壓側出線上分別采用 DW15— 2500/3， DW15— 2500/3， DW15— 1000/3， DW15— 1000/3， DW15— 600 型低壓斷路器作為總開關，三相均裝設過流脫鉤器，既可保護低壓側的相間短路和過負荷，而且可保護低壓側單相接地短路。 2)．低壓側所有出線上均采用 DW15型萬能式低壓斷路器控制。其瞬間脫鉤器可實現(xiàn)對線路的短路故障的保護。 36 第 6 章 防雷接地 變電所的防雷保護 直接防雷保護 在變電所屋頂裝設避雷針和避雷 帶，并引進出兩根接地線與變電所公共接裝置相連。如變電所的主變壓器裝在室外和有露天配電裝置時，則應在變電所外面的適當位置裝設獨立避雷針，其裝設高度應使其防雷保護范圍包圍整個變電所。如果變電所所在其它建筑物的直擊雷防護范圍內時，則可不另設獨立的避雷針。按規(guī)定，獨立的避雷針的接地裝置接地電阻 R10W （表 96）。通常采用 36 根長 m 的剛管，在裝避雷針的桿塔附近做一排和多邊形排列，管間距離 5 m，打入地下，管頂距地面 m。接地管間用 40mm 4mm 的鍍鋅 扁剛焊接相接。引下線用 25 mm 4 mm 的鍍鋅扁剛，下與接地體焊接相連，并與裝避雷針的桿塔及其基礎內的鋼筋相焊接，上與避雷針焊接相連。避雷針采用直徑20mm 的鍍鋅扁剛，長 1～ 。獨立避雷針的接地裝置與變電所公共接地裝置應有 3m 以上的距離。 雷電侵入波的防護 1）．在 10KV 電源進線的終端桿上裝設 FS4— 10 型閥式避雷器。引下線采用 25 mm 4 mm 的鍍鋅扁剛，下與公共接地網(wǎng)焊接相連，上與避雷器接地端栓連接。 2）．在 10KV 高壓配電室內裝設有 GG— 1A（ F） — 54 型開關柜，其中配 有 FS4—10 型避雷器，靠近變壓器。變壓器主要靠此避雷器來保護，防雷電侵入波的危害。 3）．在 380V 低壓出線桿上，裝設保護間隙，或將其絕緣子的鐵腳接地，用以防護沿低壓架空線侵入的雷電波。 變電所接地裝置的計算 本系統(tǒng)為 10KV 中性點不接地系統(tǒng)，故其接地電阻值 ??10R 。低壓電器設備要求阻值 ??4R ，故選擇 ??4WR 。 自然接地電阻 自然界地電阻約為 12? ，則人工接地電阻為 ?CR； 37 ???????? 6412 412WWC RRRRR 由于本設計中本地區(qū)接地電阻率較高 40 105 ???? ，故采用棒形垂直體 50? 長 鋼管為主，連接 420? 扁體得接地體，埋深為其上端距地 深敷設。 利用系數(shù)計算接地電阻 1）．單相接地體的接地電阻 ?KRC? ??? 0? 式中 K 為各種接地體得簡化計算系數(shù)，查《供配電設計手冊》 P444 表 10610可取為 ?? ； 0? 為雷季節(jié)中無雨水時測量土壤的電阻率； ? 為考慮土壤干燥所取得的季節(jié)系數(shù)，查《供配電設計手冊》 P447 表 10615 可取為 。 所以 440 ?? ?????? ??? 則 ??????? ?? 44?KR C 2）． n根接地體的總接地電阻 cCC nRR ??? 所以cCCRRn ??? 初選取 n=80，查《供配電設計手冊》 P443 圖 1061知 ?c? ( 1/ ?La ) 0 3 ?????cCCR Rn ? (根 ) 3）．按垂直體與水平體交式接地裝置計算接地電阻 cwCR Rn ?39。? ???? 639。 Cw RR 39。 ????? cw CR Rn ? (根 ) 取 n=60 根 4）．核算總接地電阻 ?????? 39。 c Cw n RR ? 滿足要求，故選擇 60 根。 38 結論 畢業(yè)設計是本科學習階段一次非常難得的理論與實際相結合的機會，通過這次比較完整的 變電站接地 設計，我擺脫了單純的理論知識學習狀態(tài)，和實際設計的結合鍛煉了我的綜合運用所學的專業(yè)基礎知識，解決實際問題的能力，同時也提高我查閱文獻資料、設計手冊、 設計規(guī)范 等其他專業(yè)能力水平，而且通過對整體的掌控，對局部的取舍，以及對細 節(jié)的斟酌處理，都使我的能力得到了鍛煉，經(jīng)驗得到了豐富，并且意志品質力 、 抗壓能力及耐力也都得到了不同程度的提升。這是我們都希望看到的也正是我們進行畢業(yè)設計的目的所在。 在本次畢業(yè)設計中，我對工廠配電的平面布置 ， 短路 電流的計算， 高低壓設備的選擇 ， 避雷 接地參數(shù)計算 ,保護 方案分析比較都作了說明，特別是詳細的計算，基本上完成了本次設計任務，達到了設計的目的。 提高是 有限的 但提高也是全面的，正是這一次設計讓我積累了無數(shù)實際經(jīng)驗，使我的頭腦更好的被知識武裝了起來，也必然會讓我在未來的工作學習中表現(xiàn)出更高的應變能力，更強的 溝通力和理解力。 39 參 考 文 獻 [1] 西北電力設計院等 . 電力工程設計手冊 [M].上海人民出版社 .1972 [2] 戈東方 鐘大文 .電力工程電氣設計手冊 [M].水利電力出版社 .1989. [3] 呂繼紹等 . 電力系統(tǒng)繼電保護設計原理 [M].水電水利出版社 .1986. [4] 工廠常用電氣設備