【正文】 長期的過負(fù)荷使設(shè)備絕緣老化和損。不正常的運(yùn)行狀態(tài)主要是指電流超過額定值引起的過負(fù)荷，斷線、接地及漏電等不正常工作情況。 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 26 7 繼電保護(hù)方案及整定 概述 供電系統(tǒng)在運(yùn)行中可能發(fā)生一些故障和不正常的運(yùn)行狀態(tài)。例如雷擊閃絡(luò)或鳥獸造成的線路短路故障，往往在雷閃過后或鳥獸電死以后，線路大多能恢復(fù)正常運(yùn)行。 絕緣監(jiān)視裝置 絕緣監(jiān)視裝置用于小接地電流的電力系統(tǒng)中，以便及時發(fā)現(xiàn)單相接地故障，設(shè)法處理，以免單相接地故障發(fā)展為兩相接地短路，造成停電事故。 電測量儀表按其用途，分為常用測量儀表和計量儀表，兩類。 電測量儀表與絕緣監(jiān)視裝置 電測量儀表 這里的“電測量儀表”按 GBJ631990《電力裝 置的電測量儀表裝置設(shè)計規(guī)范》定義，是對電力裝置回路的電力運(yùn)行參數(shù)作經(jīng)常測量、記錄用的儀表和作計費(fèi)、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析考核管理用的計量儀表的總稱。交流回路是由電流互感器、變電所用變壓器和電壓互感器供電的全部回路；直流回路是由直流電源的正極到負(fù)極的全部回路。 由于的二次回路的使用范圍廣、元件多、安裝分散，為了設(shè)計、運(yùn)行和維護(hù)方便，通常又可分成幾類。并聯(lián)電容器 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 24 6 變電所二次回路 二次回路的定義和分類 所謂二次設(shè)備，是指測量表計、控制及信號器具，繼電保護(hù)裝置、自動裝置、遠(yuǎn)動裝置等，這些設(shè)備構(gòu)成了發(fā)電廠、變電所的二次系統(tǒng)。適用于交流 50HZ、 10KV以下，中性點(diǎn)不直接接地的供電系統(tǒng)，供測量電壓、電能和功率以及繼電保護(hù)、自動裝置和信號裝置使用。 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 24 熱穩(wěn)定校驗： 熱穩(wěn)定倍數(shù) 75?tK 1 5 0 0 0202051 ???TAIK n ????TT j 滿足所需要求。其技術(shù)數(shù)據(jù)如下： 額定一次電流： 5~1500A，額定二次電流： 5A，電流互感器的級次組合為 。 斷路器額定遮斷容量必須大于安裝處的短路容量，其額定斷流能力 INQF 必須大于安裝處的短路電流 即滿足 )3(kn SQFS ? )3(kn IQFI ? 校驗 M V AM V ASQFS kn 0 0 0)3( ??? KAKAIQFI kn )3( ??? INQF≥Ik 均符合要求。適用于餓帝國電壓為 10KV、交流 50Hz 的電力系統(tǒng)中，供工礦企業(yè)、發(fā)電廠、變電所和具有相同要求的場所，作為電力設(shè)備和電力線路的控制和保護(hù)之用，也可用于操作較頻繁的地方和開斷電容器組，能進(jìn)行快速自動重合閘操作。 柜內(nèi)的主要設(shè)備有斷路器、電流互感器、電壓互感器、熔斷器等。 C，不低于 40。 電壓互感器的選項如下： 額定電壓與供電電壓相同合適類型由于二次側(cè)裝有熔斷器，無需力校驗，熱安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 22 穩(wěn)定校驗這里選擇 JDJ2— 35 型 3)熔斷器的選擇 保護(hù)電壓互感器的熔斷器，只需按額定電壓和斷流容量選擇，不必校驗額定電流這里選 RN2— 35 型額定電流 ，最大斷開電流 17A 三相最大斷流容量M VAM VA 1371000 ? （合格） 4)斷路器的選擇 線路正常時，用來通斷負(fù)荷電流，線路故障時，用來切斷巨大的短路電流。由于它的一、二次側(cè)均有熔斷保護(hù)，故不需進(jìn)行短路穩(wěn)定度的校驗。 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 21 動穩(wěn)定度校驗 )3(12 skNes IIK ?? 熱穩(wěn)定度校驗 imaNt TItIK 22)( )3(1 ?? 這里我們選 LCZ— 35 型 級次 額定一次電流 AA ? 動穩(wěn)定校驗 查表額定一次電流 20~600A 時，動穩(wěn)定倍數(shù) 150?esK 4 4 2 4 2 62 0 021 5 02 0 021 5 02 )5(1 ?????????? skNes IIK （ 合格） 熱穩(wěn)定校驗 查表的熱穩(wěn)定倍數(shù) 65?tK 則 1 3 0 0 02 0 0651 ???? Nt IK 1 3 0 0 3 4 1 3 71/??????? didi IttItt （合格） (3)電流互感器的型號含義 L—— 電流互感器 J—— 澆注絕緣 C—— 瓷絕緣 D—— 差動保護(hù) 2)電壓互感器的選擇 電壓互感器是測量高壓的，其有次線路繞組與高壓電路并聯(lián)額定電壓與電路電壓 同一等級，將高電壓變?yōu)榈碗妷?，供計量和繼電器保護(hù)用，電流互感器二次側(cè)額定電壓通常為 100V ，在這個柜中我們采用 VV型電壓互感器。 (1)電流互感器的選擇與校驗主要有以下幾個條件 電流互感器額定電壓應(yīng)不低于裝設(shè)點(diǎn)線路額定電壓 根據(jù)一次負(fù)荷電流 Ic選擇電流互感器變比 根據(jù)二次回路的要求選擇電流互感器的準(zhǔn)確度并校驗準(zhǔn)確度 校驗動穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度 (2)動穩(wěn)定度倍數(shù) Kes 和熱穩(wěn)定倍數(shù) K， t為電流穩(wěn)定時間。 配電所高壓開關(guān)柜的選擇 35KV 高壓開關(guān)柜及柜內(nèi)元?dú)饧倪x擇： 高壓開關(guān)柜的選擇為了保證高壓電器的可靠運(yùn)行，高壓電器應(yīng)按下列原則選擇 a按正常工作條件，及電壓，電流頻率、開關(guān)電流選擇 b按短路條件，及動穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性和持續(xù)時間校驗 c按環(huán)境溫度、濕度、海拔、介質(zhì)狀態(tài)等選擇。 (2)倒閘操作，投入備用母線或旁路母線以及改變運(yùn)行方式時，常用隔離開關(guān)配合斷路器，協(xié)同操作來完成。 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 20 各種電氣設(shè)備的選擇 斷路器的選擇 除需滿足各項技術(shù)條件和環(huán)境條件外，還應(yīng)考慮便于安裝調(diào)試和運(yùn)行維護(hù)，并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后才能確定。 本次設(shè)計的變電所所在地區(qū)最高氣溫 C??? 45max? ；最熱月平均最高溫度Cavm ??? 29? 。當(dāng)電器安裝點(diǎn)的環(huán)境溫度高于 +40 C? （但不高于 +60 C? ）時，每增高 1 C? ，建議額定電流減少 %；當(dāng)?shù)陀?+40 C? 時，每降低 1 C? ，建議額定電流增加 %，但總的增加值不得超過額定電流的 20%。當(dāng)所選電器的絕緣水平低于國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)數(shù) 值時，應(yīng)通過絕緣配合計算，選用適當(dāng)?shù)倪^電壓保護(hù)設(shè)備。 3)絕緣水平 在工作電壓和過電壓的作用下，電器的內(nèi)、外絕緣應(yīng)保證必要的可靠性。 (2)短路的熱穩(wěn)定條件 (51) 式中 kQ ――在計算時間 ts 秒內(nèi)，短路電流的熱效應(yīng) J ； It ――秒內(nèi)設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流 有效值（ kA）； t――設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流時間（ s）。 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 19 ② 用熔斷器保護(hù)的電器可不驗算熱穩(wěn)定。 2)短路穩(wěn)定條件 (1)校驗的一般原則 ①電器在選定后應(yīng)按最大可能通過的短路電流進(jìn)行動、熱穩(wěn)定校驗。高壓電器沒有明確的過載能力，所以在選擇其額定電流時，應(yīng)滿足各種可 能運(yùn)行方式下回路持續(xù)工作電流的要求。 1)長期工作條件 (1)電壓 選用的電器允許最高工作電壓 maxU 不得低于該回路的最高運(yùn)行電壓 gU ，即gm UU ? 。在特殊情況下，選用未經(jīng)正式鑒定的新產(chǎn)品時，應(yīng)經(jīng)上級批準(zhǔn)。 （ 5)計算短路點(diǎn)的總標(biāo)幺電抗與短路參數(shù) 。 （ 3)選取基準(zhǔn)容量 dS 和基準(zhǔn)電壓 dU ，計算各級基準(zhǔn)電流。M SKSX ? STK 為啟動電流倍數(shù) 三相短路計算的方法和步驟： （ 1)根據(jù)短路電流技術(shù)要求，根據(jù)供電系統(tǒng)圖選定短路計算點(diǎn)。M SU100%UX ? NSTd39。 4 .3. 6 短路電流計算 表 41 短路計算公式 參數(shù)名稱 有名值 標(biāo)幺值 說明 功率 S dSSS?? 一般 取 Sd=100MVA 電壓 U dUUU?? 一般取 Ud=Uev 電流 I dIII ?? ddd U3SI ? 變壓器電抗 N2NKT 100SU%UX ? NdkT 100SS%UX ?? 線路電抗 LXX 1L? 2d d1L ULSXX ?? 1X 為線路每公里電抗值 電抗器電抗 NNRR I3100 U%XX ? 2dN dNRR UI S3U100%XX ?? RX %為電抗器銘牌上數(shù)值 系統(tǒng)等值電抗 K2NS SUX ? NKdKdS UI3SSSX ??? KS 為某點(diǎn)短路容量，kI 為該點(diǎn)的 三相短路電流 電動機(jī)電抗 N2NK39。某一電氣量的標(biāo)么值就是它的實(shí)際值（有名值）與一個預(yù)先選定的同單位的基準(zhǔn)值的比值。標(biāo)么制屬于相對電位制的一種，在用標(biāo)么制計算時，各電氣元件的參數(shù)都用標(biāo)么值表示。 5)接地裝置需根據(jù)短路電流進(jìn)行設(shè)計。 3)在設(shè)計戶外高壓配電裝置時，需按短路條件效驗軟導(dǎo)線的相間和相對地的安全距離。 短路電流計算的目的 1)在選擇電氣主接線時，為了比較各種接線方案，或確定某一接線是否需要采取限制短路電流的措施等，均需要進(jìn)行必要的短路電流計算。強(qiáng)大的短路電流所產(chǎn)生的熱和電動力效應(yīng)會使電氣設(shè)備受到破壞；短路點(diǎn)的電弧可能燒壞電氣設(shè)備；短路點(diǎn)的電壓顯著降低，使供電受到嚴(yán)重影響或被迫中斷；若在發(fā)電廠附近發(fā)生短路，還可能使全電力系統(tǒng)運(yùn)行破裂，引起嚴(yán)重后果。一切不對稱短路在采用對稱分量法后，都可以歸納為對稱短路的計算。 短路的種類 在三相供電系統(tǒng)中可能發(fā)生的短路類型有三相短路、兩相短路、兩相接地短路和單相接地短路等。 圖 42 單母線分段接線 QF2 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 14 短路電流的分類與計算方法 短路的原因 主要原因是電氣設(shè)備載流部分絕緣所致。 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 13 W1 QF1 W2 QF2 QF1 QF1 QF3 QF1 內(nèi)橋型 外橋型 QF1 QF3 內(nèi)橋結(jié)線一次側(cè)可設(shè)線路保護(hù)，倒換線路時操作方便，設(shè)備投資與占地面積較全橋少，缺點(diǎn)是操作變壓器和擴(kuò)建成全橋或單母分段不如外橋方便，適用于進(jìn)線距離長，變壓器切換少的終端變電所。當(dāng)輸電線路較長，故障幾率較多，而變壓器又不需經(jīng)常切除時，用用內(nèi)橋式接線比較合適；外橋式接線則在出線較短，且變壓器隨經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的需要需經(jīng)常切換，或系統(tǒng)有穿越功率流經(jīng)本廠時，就更為適宜。 橋形接線 當(dāng)只有兩臺變壓器和兩條輸電線路時，多采用橋形接線，使用斷路器數(shù)目最少；橋形接線可分為內(nèi)橋式和外橋式；內(nèi)橋式橋連斷路器設(shè)置在變壓器側(cè)，外橋式橋連斷路器則設(shè)置在線路側(cè)。應(yīng)經(jīng)濟(jì)合理的選擇主變壓器的型式、容量和臺數(shù)，盡量避免兩次變壓而增加電能損耗。在運(yùn)輸條件許可的地方，都應(yīng)采用三相變壓器。①投資省：主接線應(yīng)簡單清晰，以節(jié)約斷路器、隔離開關(guān)等一次設(shè)備投資；要使控制、保護(hù)方式不過于復(fù)雜，以利于運(yùn)行并節(jié)約二次設(shè)備和電纜投資；要適當(dāng)限制短路電流 ,以選擇價格合理的電器設(shè)備；在終端或分支變電站中，應(yīng)推廣采用直降式 (110/610KV)變壓器，以質(zhì)量可靠的簡易電器代替高壓斷路器。③擴(kuò)建方便：應(yīng)能容易的從初期過渡到最終接線，使在擴(kuò)建過渡時，在不影響連續(xù)供電或停電時間最短的情況下，投入新裝變壓器或線路而不互相干擾，且一次和二次設(shè)備等所需的改造最少。①調(diào)度靈活，操作簡便：應(yīng)能靈活的投入（或切除）某些變壓器或線路，調(diào)配電源和負(fù)荷，能滿足系統(tǒng)在事故、檢修及特殊運(yùn)行方式下的調(diào)度要求。變電站全部停運(yùn)的可能性。 通常定性分析和衡量主接線可靠性時，均從以下幾方面考慮：斷路器檢修時，安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 12 能否不影響供電?？煽啃圆⒉皇墙^對的，同樣的主接線對某所是 可靠的，而對另一些所則可能還不夠可靠。主接線的可靠性，是由其各組成元件（包括一次設(shè)備和二次設(shè)備）的可靠性的綜合。我國現(xiàn)行設(shè)計技術(shù)規(guī)程中的各項規(guī)定，就是對運(yùn)行實(shí)踐經(jīng)驗的總結(jié)。 可靠性：供電可靠是電力生產(chǎn)和分配的首要要求，電氣主接線也必須滿足這個要求。 一般來說，主接線圖只表示電氣裝置的相連線因為三想交流電力裝置中的所有三相連接方法是相同的，所接的電氣設(shè)備也一樣，這種圖稱為單線圖。 10KV母線的選擇（銅芯電纜） AI c 4 6) 3 (6 3 0 0 ??? 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 10 母線計算截面 7 32/ 4 6/ mmjIS eccc ??? 其標(biāo)準(zhǔn)截面 2185mm 型號 YJV185 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 11 4 主接線 的確定與短路計算 變配電所類型的選擇 本廠為大型企業(yè)所以要設(shè)總降壓變電所和車間變電所選擇原則根據(jù) a盡量接近負(fù)荷中心，以降低配電系統(tǒng)的電能損耗、電壓損耗和有色金屬消耗量 b進(jìn)出線方便，特別是便于架空線進(jìn)出 c接近電源側(cè)，特別是工廠的總降壓變電所和高壓配電所 d設(shè)備運(yùn)輸方便，特別是要考慮電力變壓器和高壓成套配電裝置的運(yùn)輸 e不應(yīng)設(shè)在有劇烈震動或高溫的場所，無法避開時，應(yīng)有防震和隔熱的措施 f不宜設(shè)在多塵或有腐蝕性氣體的場所，無法遠(yuǎn)離時，不應(yīng)設(shè)在污染源的下風(fēng)側(cè) g 應(yīng)符合國標(biāo) GB50058— 1992《爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》的規(guī)定 接