【正文】 避雷器的型式，主要有閥式和排氣式，金屬氧化物避雷器和保護間隙。接閃的金屬網(wǎng)稱為避雷網(wǎng)，主要用于保護建筑物。 防雷 防雷設備 防雷的設備主要有接閃器和避雷器，引下線和接地裝置。青島理工大學畢業(yè)設計（論文） 31 第十一章 防雷和接地 過電壓及雷電概述 過電壓是指在電氣設備或線路上出現(xiàn)的超過正常工作要求并對其絕緣構(gòu)成威脅的電壓，分內(nèi) 部過電壓和雷電過電壓。因此，絕緣監(jiān)視裝 置又稱零序電壓保護。在變電所每段母線上，裝一只三相五柱電壓互感 器或 3 只單相三繞組電壓互感器，在接成青島理工大學畢業(yè)設計（論文） 30 Y形的二次繞組上接 3 只相電壓表，在接成開口三角形的 二次繞組上接一只電壓繼電器。 ⑤ 低壓動力線路上應裝設一只電流表，照明和動力混合供電的線路上，照明負荷占總負荷 15%20%以上時，應在每相上裝一只電流表， 如需電能計量，一般應裝設一只三相四線有功電度表。通常采用標準計量柜，計量柜內(nèi)有計算專用電流，電壓互感器。常用電鈴發(fā)出聲響，并利用燈光和光字牌來顯示故障的性質(zhì)和地點。 對中央信號回路的要求 ① 中央事故信號裝置應保證在任一斷路器跳閘后，立即發(fā)出音響信號和燈光信號； ② 中央預告信號裝置應保證在任一電路發(fā)生故障后，能按要求準確發(fā)出音響信號和燈光信號； ③ 中央事故音響信號和預告音響信號應有區(qū)別； 青島理工大學畢業(yè)設計（論文） 28 ④ 中央信號裝置在發(fā)出音響信號后，應能手動或自動復歸音響，而燈 光信號及其他信號應保持到清除故障為止； ⑤ 接線簡單，可靠，應能監(jiān)視信號回路的完好性； ⑥ 應能對事故信號，預告信號及其他光字牌是否完好進行校驗。因此，在小型變配電所中應用較廣。其中，蓄電池主要有鉛酸蓄電池和鎘鎳蓄電池兩種；整流電源主要有硅整流電容儲能式和復式整流兩種。因此對操作電源的可靠性要求很高，容量要求足夠大，盡可能不受供電系統(tǒng)運行的影響。 青島理工大學畢業(yè)設計（論文） 26 當變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生嚴重故障時，產(chǎn)生大量氣體，油汽混合物迅猛地從油箱通過連通管沖向油枕，在油汽混合物沖擊下，氣體繼電器擋板被掀起，使下開口油杯下降上，下干簧觸點閉合，發(fā)出跳閘信號，使斷 路器跳閘，稱為重瓦斯動作。 氣體保護的主要元件是氣體繼電器。.minKI 校驗，即 ( 2 ) 39。接線圖如圖 。 靈敏度按下式校驗 (2)39。 KS 動作，其指示牌掉下，同時其常開觸點閉合，起動信號回路，發(fā)出燈光和音響信號。如變壓器高采用遠后備時，不作具體規(guī)定。 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。 變壓器的過電流保護 ① 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。對 Yd11 連接的變壓器二次側(cè) a,b，兩相短路 ，流經(jīng)保護裝置的穿越電流僅為二次側(cè)的 1/ 3 。 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，一般也裝設過電流保護，電流速斷保護和氣體繼電保護。 對于高壓側(cè)為 6～ 10kV 的車間變電所及小型工廠變電所主變壓器來說，通常裝設有電流保護和電流速斷保護；如過電流保護動作時間不大于 時，可不裝設電流速斷保護。 高壓開關(guān)柜有固定式和手車式（移可式）兩大類型。 ② 動穩(wěn)定校驗 12 1 6 0 1 .4 1 4 0 .4 9 0 .5 8 .5e s N s hK I I k A? ? ? ? ? ? ? 滿足動穩(wěn)定要求。 表 高壓隔離開關(guān)選擇校驗表 序 號 GN610T/600 選擇要求 裝設地點電氣條件 結(jié) 論 項目 數(shù)據(jù) 項目 數(shù)據(jù) 1 NU 10kV ? .WNU 10kV 合格 2 In 600A ? CI 465A 合格 3 maxI 52kA ? (3)shi 合格 4 2TI 200 2kAS ? 2 imaIT?? 2kAS 合格 電流互感器的選擇 一般情況下，計量用的電流互感器變比的選擇應使其一次額定電流 1nI 不小于線路中電流互感器用于計量和保護。 2 1600 23123 3 0 . 4NN NSIAU? ? ?? （ ） 查表得 ， 選擇 SN1010III/3000 型少油斷路器，比 較其計算參數(shù)和裝設地點電氣條件后得知，所選斷路器合格。 高壓設備選擇的一般要求必須滿足一次電路正常條件下和短路故障條件下的工作要求，同時設備應工作安全可靠，運行方便，投資經(jīng)濟合理。 maxI — 為電氣設備的極限通過電流有效值。 peS的選擇 按 peSS??要求，選擇 2120S mm? ? 。 溫度校正系數(shù)為 39。0? — 為導線敷設地點實際的環(huán)境溫度。若實際環(huán)境溫度與規(guī)定的環(huán)境溫度不一致時，允許載流量乘上溫度 修正系數(shù) K? ，以求出實際的允許載流量。一般 10kV 及以下高壓線路及低壓動力線路，通常先按允許載流量選擇截面，再校驗電壓損耗和機械強度。對于電纜，不必校驗其機械強度，但需校驗其短路熱穩(wěn)定度。 ③ 按經(jīng)濟電流密度選擇導線和電纜截面 經(jīng)濟電流密度是指使線路的年運行費用支出最小的電流密度。 所以，進行導線和電纜截面選擇時必須按照下列選擇原則： ① 按允許載流量選擇導線和電纜截面 導線和電纜 (包括母線 )在通過正常最大負荷電流即線路計算電流時產(chǎn)生的發(fā)熱溫度，不應超過其正常運行時的最高允許溫度。最后計算短路電流和短路容量。短路計算點要選擇得使需要進行短路校驗的電氣元件有最大可能的短路電流通過。 10kV 進線高壓供電系統(tǒng)圖詳見附件 A，低壓供電系統(tǒng)圖詳見附件 B。 ⑤ 一、二次側(cè)均采用雙母線的總 降壓變電所主電路圖采用雙母線結(jié)線較之采用單母線結(jié)線，供電可靠性和運行靈活性大大提高，但開關(guān)設備也大大增加，從而大大增加了初投資，所以雙母線結(jié)線在工廠電力系統(tǒng)在工廠變電所中很少運用 ,主要用與電力系統(tǒng)的樞紐變電所。但當線路檢修或發(fā)生故障時，須進行倒閘操作，操作較復雜且時間較長，外橋式的優(yōu)點是對變壓器回路的操作非常方便，靈活 ，供電可靠性高，適用于有一，二級負荷的用戶和企業(yè)。 當變壓器 1T 發(fā)生故障時， 1QF 和 3QF 因故障跳閘，此時，打開 3QS 后再合上 1QF 和 3QF，即 可恢復 1WL 線路的工作。 35 kv 電源進線1 QS1 QFT2 QF2 QS6 10 kv 1 QS1 QF1 T2 QF2 QS圖 4 13 QS3 QF2 T4 QF4 QS5 QF6 10 kv35 kv 電源進線 圖 單電源進線接線圖 圖 一側(cè)，二側(cè)單母線接線圖 雙回電源進線變電所主接線 ① 一，二次側(cè)均采用單母線分段主接線 該主接線由于進線開關(guān)和母線分段開關(guān)均采用了斷路器控制，操作十分靈活，供電可靠性較高，適用于大中型企業(yè)的一，二級負荷供電。通常以單線表示三相系統(tǒng)。 ⑨ 兩路電源進線，裝有兩臺主變壓器的變電所，當兩路電源同時供電時，兩臺主變壓器一般分列運行，當只有一路電源供電，另一路電源備用時，則兩臺主變壓器并聯(lián)運行。 ⑤ 變電所的主接線方案，必須與其負荷類型相適應，對于一級負荷，應由兩個電源供電，對二級負荷，應由兩回路或者一回專用架空線路供電。 主要有以下一些原則： ① 在高壓斷路器的電源側(cè)及可能反饋電能的另一側(cè)，必須安裝高壓隔離開關(guān)。 裝單臺變壓器時，其額定容量 Sn應能滿足全部用電設備的計算負荷 Sc，考慮負荷發(fā)展應留有一定的容量裕度，并考慮變壓器的經(jīng)濟運行，即 Sn≥（ ） Sc () 裝設兩臺主變壓器的變電所，每臺變壓器的容量 Sn應同時滿足以下兩個條件： 1）任一臺主變壓器單獨運行時 Sn=（ ） Sc () 2）任一臺主變壓器單獨運行時 Sn≥ Sc（Ⅰ +Ⅱ） () 在本設計中，工廠負荷屬于三級負荷，因此選擇單臺變壓器運行，根據(jù)以上計算結(jié)果可得，如下： ∑ eP = 1636kW。 主要計算公式有： 有功功率： dejP KP? () 無功功率 : tanjjQP?? () 視在功率 : / cosjjSP ?? () 計算電流 : /3NjjI S U? () 青島理工大學畢業(yè)設計（論文） 6 第三章 變壓器容量和數(shù)量的選擇 變壓器臺數(shù)確定原則： ① 應滿足用電負荷對可靠性的要求。 Wtav tp ?常選用最大負荷班（即有代表性的一晝夜內(nèi)電能消耗量最多的一個班）的平均負荷，有時 也計算年平均負荷。 尖峰電流指單臺或多臺用電設備持續(xù) 1— 2秒 左右的最大負荷電流。計算負荷是指導體中通過一個等效負荷時，導體的最高溫升正好和通過實際的變動負荷時產(chǎn)生的最高溫升相等，該等效負荷就稱為計算負荷。的避雷器的規(guī)格型號，并確定其接線部位。并對保護裝置做出整定計算和檢驗其靈敏系數(shù)。 ⑥ 變電所高、低壓側(cè)設備選擇 參照短路電流計算數(shù)據(jù)和各回路計算負荷以及對應的額定值，選擇變電所高、低壓側(cè)電器設備，如隔離開關(guān)、斷路器、母線、電纜、絕緣子、避雷器、互感器、開關(guān)柜等設備。由系統(tǒng)不同運行方式下的短路參數(shù)，求出不同運行方式下各點的三相及兩相短路電流。 青島理工大學畢業(yè)設計（論文） 3 ② 工廠變電所變壓器的臺數(shù)及容量選擇 參考電源進線方向，綜合考慮設置工廠變電所的有關(guān)因素，結(jié)合全廠計算負荷以及擴建和備用的需要，確定變壓器的臺數(shù)和容量。解決對各部門的安全可靠，經(jīng)濟的分配電能問題。 工廠供電設計是整個工廠設計中的重要組成部分。 ② 安全可靠、先進合理； 應做到保障人身和設備的安全，供電可靠，電能質(zhì)量合格，技術(shù)先進和經(jīng)濟合理，采用效率高、能耗低和性能先進的電氣產(chǎn)品。 ② 可靠 應滿足電能用戶對供電可靠性的要求。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)可能造成嚴重的后果。電能既易于由其它形式的能量轉(zhuǎn)換而來，又易于轉(zhuǎn)換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， 有利于實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。 該工廠變電所采用 10kV 單電源進線，采用一臺 1600kVA 的主變壓器，最大設備容量 1636kW，采用并聯(lián)電容器進行低壓集中補償，對變壓器進行過電流，電流速斷，瓦斯保護，按三類防雷建筑物設防，采用強弱電聯(lián)合接地系統(tǒng)對建筑物進行保 護。 在對供電系統(tǒng)短路計算的基礎上，進行電力電纜和電氣設備的選擇設計，同時也對戶外平面布置進行了初步的設計。因此，電能在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)及整個國民經(jīng)濟生活中應用極為廣泛。 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，具有十分重要的意義。 ③ 優(yōu)質(zhì) 應滿足電能用戶對電 壓和頻率等質(zhì)量的要求 ④ 經(jīng)濟 供電系統(tǒng)的投資要少，運行費用要低，并盡可能地節(jié)約電能和減少有色金屬的消耗量。 ③ 近期為主、考慮發(fā)展； 應根據(jù)工作特點、規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃，正確處理近期建設與遠期發(fā)展的關(guān)系，做到遠近結(jié)合，適當考慮擴建的可能性。工廠供電設計的質(zhì)量直接影響到工廠的生產(chǎn)及發(fā)展。其基本內(nèi)容有以下幾方面： ① 負荷計算 工廠變電所的負荷計算，是在車間負荷計算的基礎上進行的。 ③ 工廠變電所主接線設計 根據(jù)變電所配電回路數(shù)，負荷要求的可靠性級別和計算負荷數(shù)綜合主變壓器臺數(shù)，確定變電所高、低接線方式。 ⑤ 改善功率因數(shù)裝置設計 按負荷計算求出總降壓變電所的功率因數(shù)，通過查表或計算求出達到供電部門要求數(shù)值所需補償?shù)臒o功率。并根據(jù)需要進行熱穩(wěn)定和力穩(wěn)定檢驗。設計包括繼電器保護裝 置、監(jiān)視及測量儀表，控制和信號裝置，操作電源和控制電纜組成的變電所二次結(jié)線系統(tǒng)，用二次回路原理接線圖或二次回路展開圖以及元件材料表達設計成果。進行避雷滅弧電壓，頻放電電壓和最大允許安裝距離檢驗以及沖擊接地電阻計算。計算負荷是供電設計計算的基本依據(jù)。它是由于電動機啟動，電壓波動等原因引起的，它與計算電流不同，計算電流是指半小時最大電流，尖峰電流比計算電流大的多，一般取啟動電流上午周期分量作為計算電壓損失、電壓波動和電壓下降以及選擇電器和保護元件等的依據(jù)。平均負荷用來計