【正文】 ② 變電所的防雷措施 (a) 采取避雷針或避雷線對(duì)變壓器作防直擊雷保護(hù)； (b) 采用閥型避雷器對(duì)變壓器作防雷電侵入波保護(hù)； (c) 利用變壓器工作接地兼作避雷針和避雷器的防雷； (d) 將配電室進(jìn)出線處架空線絕緣子鐵腳與變電所工。這是防雷最有效的措施，但造價(jià)高，一 38 般用在 66KV及以上的架空線路上； (b) 加強(qiáng)線路絕緣或裝設(shè)避雷器，以防線路絕緣閃絡(luò)； (c) 在架空線路上采用木橫擔(dān)、瓷橫擔(dān)或高一級(jí)的絕緣子，以提高線路防雷水平 ，10KV及以下架空線路防雷基本措施； (d) 利用三角形排列的頂線兼作防雷保護(hù)線； (e) 在線路遭受雷擊并發(fā)生閃絡(luò)時(shí)也要不使它發(fā)展為短路故障而導(dǎo)致線路跳閘 ； (f) 裝設(shè)自動(dòng)重合閘裝置（ ARD），迅速恢復(fù)供電。如圖 91所示。當(dāng)線路上出現(xiàn)危及設(shè)備劇院的雷電過(guò)電壓時(shí)，避雷器的火花間隙就被擊穿，或由高阻變?yōu)榈妥瑁惯^(guò)電壓對(duì)大地放電，從而保護(hù)了設(shè)備的絕緣。 避雷器： 用來(lái)防止雷電產(chǎn)生的過(guò)電壓波沿線路侵入變配電所或其它建筑物內(nèi)，以免危及被保護(hù)設(shè)備的絕緣。 接閃的金屬帶稱為避雷帶，接閃的金屬網(wǎng)稱為避雷網(wǎng)。 接閃器：專門(mén)用來(lái)接受直接雷擊的金屬物體，接閃器的金屬成為避雷針。 一個(gè)完整的防雷設(shè)備由接閃器或避雷針、引下線和接地裝置 3部分組成。 表 81 瓦斯保護(hù)故障判斷和處理 氣體性質(zhì) 故障原因 處理要求 無(wú)色、無(wú)臭、不可燃 變壓器內(nèi)含空氣 允許積蓄運(yùn)行 灰白色、有劇毒、可燃 紙質(zhì)絕緣燒毀 應(yīng)立即停電檢修 黃色、難燃 木質(zhì)絕緣燒毀 應(yīng)停電檢修 深灰色或黑色、易燃 油內(nèi)閃絡(luò)，優(yōu)質(zhì)炭化 應(yīng)分析油樣，必要時(shí)停電檢修 37 第九章 防雷和接地裝置的確定 措施 雷電會(huì)造成過(guò)電壓，其沖擊波的電壓幅值可高達(dá) 1億伏，電流幅值可高達(dá)幾十萬(wàn)安，可能毀壞電氣設(shè)備和線路的絕緣，燒毀線路，造成大面積長(zhǎng)時(shí)間停電。為了使油箱內(nèi)產(chǎn)生的氣體能夠順暢地通過(guò)氣體繼電器排往油枕，變壓器安裝應(yīng)取 1% %的傾斜度；而變壓器在制造時(shí)，聯(lián)通管對(duì)油箱頂蓋也有 2% 4%的傾斜度。 ⑶變壓器的瓦斯保護(hù) 36 瓦斯保護(hù)的主要元件是氣體繼電器。 動(dòng)作電流整定： ? ? .1. 1 .2 ~ 1 .5 NTop l TA II k?=1 .4 4 6 .2 2 .1 630 AA? ? ，取整數(shù) 2A。 ⑵變壓器 的 過(guò)負(fù)荷保護(hù) 變壓器的過(guò)負(fù)荷保護(hù)是用來(lái)反應(yīng)變壓器正常運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的過(guò)負(fù)荷情況，而且這種過(guò)負(fù)荷大多數(shù)都三相對(duì)稱的，因此只需在一相上裝設(shè)一個(gè)電流繼電器。知 .m ax .1( 3)l NTII? =? ? 3 ? 。 ⑴ 變壓器的 過(guò)電流保護(hù) 變壓器的過(guò) 電流保護(hù)裝置一般都裝設(shè)在變壓器的電源側(cè)，保護(hù)原理和線路保護(hù)相同。 因此，本設(shè)計(jì)中，根據(jù)需求需裝設(shè)過(guò)電流保護(hù)、過(guò)負(fù)荷保護(hù)和瓦斯保護(hù)。容量在400KVA 及以上的變壓器，當(dāng)數(shù)臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行或單臺(tái)運(yùn)行并作為其它負(fù)荷的備用電源時(shí)，應(yīng)根據(jù)可能過(guò)負(fù)荷的情況裝設(shè)過(guò)負(fù)荷保護(hù)。 對(duì)于高壓側(cè)為 6 10KV的車間變電所主變壓器來(lái)說(shuō)，通常裝設(shè)有帶時(shí)限的過(guò)電流保護(hù)；如過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間大于 ，還應(yīng)裝 設(shè)電流速斷保護(hù)。電力變壓器的故障分為內(nèi)部故障和外部故障 。 具體措施為是在電源母線上裝設(shè)一個(gè) 0//YY? 的電壓互感器，電壓互感器的二次側(cè)： 0Y形接法繞組接三個(gè)電壓表來(lái)檢測(cè)各相對(duì)地電壓大小來(lái)判斷是否出線了單相接地故障；開(kāi)口三角形接法來(lái)檢測(cè)單相接地故障時(shí) 出現(xiàn)的零序電壓 0U ，在系統(tǒng)運(yùn)行正常時(shí)，三相電壓對(duì)稱，0 0UV? ，當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，其它非 故障兩相對(duì)地電壓升高了 3 倍， 0U ? 0V，出現(xiàn)了零序電壓， 電壓繼電器 KV動(dòng)作，發(fā)出接地故障信號(hào)，提醒檢修人員去排除。 中性點(diǎn)不接地的電力 系統(tǒng)當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，線間電壓值不變，不接地的兩相對(duì)地電壓升高了 3 倍，而單相接地電容電流為系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)每相對(duì)地電容電流的 3倍。 在 2KA處整定動(dòng)作電流 ： ? ?32 . m a x 22k kxqp kTAkkIIk???= ? ?1 .6 1 3 6 4 .6 630 A? ?? = 10A。 在上述兩處反時(shí)限過(guò)流保護(hù)都應(yīng)設(shè)置電流速斷保護(hù)。 電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流qpI應(yīng)躲過(guò)它所保護(hù)線路末端的最大短路電流 ?? 來(lái)整定。 電流速斷保護(hù)實(shí)際 34 上是一種瞬時(shí)動(dòng)作的過(guò)流保護(hù)。 由此，整定 2KA的動(dòng)作時(shí)間 2t =。 整定 2KA的動(dòng)作電流 ： ? ? . m a x 2k k x lo p k T A rekkIIkk????= ? ?1 .3 1 2 6 4 .6 63 0 0 .8 A? ??? =，即 為 7A。 選 1KA10倍動(dòng)作電流的動(dòng)作時(shí)間為 。 線路 1 的計(jì)算電流為1CI = 1 A A? ,線路 2 的計(jì)算電流為 2 ? 。系統(tǒng)圖如下： GI I 1 K A2 K A1QF2QF 1WL2WL? ?3k 圖 81 反時(shí)限過(guò)流保護(hù)系統(tǒng)圖 由前面設(shè)計(jì)知：兩段線路均采用兩相兩繼電器接線，繼電器的型號(hào)均為 GL15/10型。 反時(shí)限過(guò)流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間，必須根據(jù)該繼電器的動(dòng)作曲線來(lái)整定，且對(duì)于反時(shí)限保護(hù)，t? 取 。即前一級(jí)的保護(hù)動(dòng)作時(shí)間 1t 要比后一級(jí)的保護(hù)動(dòng)作時(shí)間 2t 差一個(gè)時(shí)間級(jí) t? 。 所以，繼電器最小動(dòng)作電流按以下公式整定： . .m axk kxop k lTA rekkIIkk???? 式中： .maxlI —— 最大線路啟動(dòng)電流， .maxlI =（ 3） CI ； k —— 保護(hù)裝置的可靠系數(shù)， GL型為 ； rek —— 返回系數(shù)， GL型為 ； kxk —— 電流互感器的接線系數(shù)，兩相兩接發(fā)為 1； TAk —— 電流互感器的變流比； .opkI —— 電流互感器的二次側(cè)繼電器的動(dòng)作電流。 采用 GL型感應(yīng)式帶有瞬動(dòng)元件的電流繼電器，兩相兩接線方式。反時(shí)限所用繼電器數(shù)量少，接線簡(jiǎn)單，可作帶時(shí)限和速斷電流保護(hù)，但動(dòng)作時(shí)間整定和配合較麻煩，誤差大。 32 供電網(wǎng)絡(luò)的保護(hù) ⑴過(guò)電流保護(hù) 當(dāng)流過(guò)被保護(hù)元件中的電流超過(guò)預(yù)先整定的某個(gè)數(shù)值 時(shí)，就使斷路器跳閘或發(fā)出報(bào)警信號(hào)的裝置即為過(guò)流保護(hù)裝置，它有定時(shí)限和反時(shí)限兩種。繼電保護(hù)裝置就是能反映供配電系統(tǒng)中電氣設(shè)備發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)，并能使斷路器跳閘或啟動(dòng)信號(hào)裝置發(fā)出預(yù)告信號(hào)的一種自動(dòng)裝置。 備用電源自動(dòng)投入裝置（ APD）就是當(dāng)主電源線路中發(fā)生故障而斷電時(shí)，能自動(dòng)而且迅速將備用電源投入運(yùn)行，以確保供電的可靠性 。所以我們 在二次回路中安裝自動(dòng)合閘裝置（ ARD電氣 一次重合式） 。 自動(dòng)重合閘裝置和備用電源自動(dòng)投入裝置 電力系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明：架空線路上的故障大多數(shù)是瞬時(shí)性短路，這些 雖然引起斷路器跳閘，但短路故障后，故障點(diǎn)的絕緣一般能自行恢復(fù)。 中央預(yù)告信號(hào)裝置亦有直流操作和交流操作兩種，同樣有不能重復(fù)動(dòng)作和能重復(fù)動(dòng)作的兩種。 中央信號(hào)裝置的要求是：在任一斷路器事故跳閘時(shí)，能瞬時(shí)發(fā)出音響信號(hào)，并在控制屏上或配電裝置有表示事故跳閘的具體斷路器位置的燈光指示信號(hào)。 ②絕緣監(jiān)視裝置 在變電所電源母線上裝接一個(gè)三相五芯 式電壓互感器，其二次側(cè)的星形接法繞組接有三個(gè)電壓表，以測(cè)量各相對(duì)地電壓，另一個(gè)二次繞組接成開(kāi)口三角形，接入電壓繼電器，用來(lái)反應(yīng)線路單相接地時(shí)出現(xiàn)的零序電壓。 ① 這里根據(jù) GBJ631990的規(guī)范要求選用合適的電測(cè)量?jī)x表。 高壓斷路器的控制回路取決于操作機(jī)構(gòu)的形式和操作電源的類別。 交流操作電源 可使二次回路大大簡(jiǎn)化，投資大大減小， 接線簡(jiǎn)單， 工作可靠，維修方便，適于用在小型變電所中采用手動(dòng)合閘配以交流操作的保護(hù)。在工廠供電系統(tǒng)中應(yīng)用比較 普遍 。 直流操作電源有蓄電池和硅整流直流電源兩種 。 因此對(duì)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(yùn)行的影響。 二次回路按功能可分為斷路器 控制回路、信號(hào)回路、監(jiān)測(cè)回路和自動(dòng)化回路、操作電源回路等。 30 第八章 變電所二次回路方案選擇及繼電保護(hù)整定 二次回路方案選擇 變電所的二次回路是保障一次回路正確、安全、可靠運(yùn)行的系統(tǒng)。 表 76 各車間 電流互感器 的型號(hào) 編號(hào) 名稱 類別 CI (A) 一次側(cè)額定電流（ A） 電流互感器 型號(hào) 1 鑄造 車間 動(dòng)力 400 1 ? 照明 20 2 鍛壓 車間 動(dòng)力 400 照明 20 3 金工 車間 動(dòng)力 400 照明 20 4 工具 車間 動(dòng)力 400 照明 20 29 5 電鍍 車間 動(dòng)力 200 照明 20 6 熱處理車 間 動(dòng)力 200 照明 20 7 裝配 車間 動(dòng)力 200 照明 20 8 機(jī)修 車間 動(dòng)力 200 照明 20 9 鍋爐 車間 動(dòng)力 200 照明 20 10 倉(cāng)庫(kù) 車間 動(dòng)力 50 照明 20 11 生活區(qū) 照明 600 ⑸電壓互感器 電壓互感器的一、二次側(cè)均有熔斷器保護(hù)，所以不需要校驗(yàn)短路動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。一次側(cè)電流按計(jì)算電流選擇，二次側(cè)電流為 5A。所以我們可以在所有的車間干線上安裝此種型號(hào)的低壓刀開(kāi)關(guān)。 刀開(kāi)關(guān)選擇時(shí)，應(yīng)使其額定電壓等于或大于電路的額定電壓，電流應(yīng)等于或大于電路的額定電流。 各車間選擇原則同上，低壓 斷路器 型號(hào)見(jiàn)表 75。 ? 照明線路選擇 DZ20100/20Y型低壓斷路器。 ? 動(dòng)力線路選擇 DZ20400/350Y型低壓斷路器。 表 74 各車間低壓熔斷器型號(hào) 編號(hào) 名稱 類別 CI (A) 額定電流（ A） 低壓熔斷器型號(hào) 熔斷器 熔體 1 鑄造 車間 動(dòng)力 400 350 RT0400/350 照明 15 15 RM1015/15 2 鍛壓 車間 動(dòng)力 400 300 RT0400/300 照明 15 15 RM1015/15 3 金工 車間 動(dòng)力 400 300 RT0400/300 照明 15 15 RM1015/15 4 工具 車間 動(dòng)力 400 300 RT0400/300 照明 15 15 RM1015/15 5 電鍍 車間 動(dòng)力 200 200 RT0200/200 照明 15 15 RM1015/15 6 熱處理 車間 動(dòng)力 200 200 RT0200/200 照明 15 15 RM1015/15 7 裝配 車間 動(dòng)力 200 150 RT0200/150 照明 15 15 RM1015/15 8 機(jī)修 車間 動(dòng)力 200 150 RT0200/150 照明 15 15 RM1015/15 9 鍋爐 車間 動(dòng)力 200 150 RT0200/150 照明 15 15 RM1015/15 10 倉(cāng)庫(kù) 車間 動(dòng)力 100 40 RT0100/40 照明 15 15 RM1015/15 11 生活區(qū) 照明 600 600 RM10600/600 ⑵低壓斷路器 ① 低壓斷路器選擇的一般原則： 27 ? 低壓斷路器的型號(hào)及操作機(jī)構(gòu)形式應(yīng)符合工作環(huán)境、保護(hù)性能等方面的要求； ? 低壓斷路器的額定電壓應(yīng)不低于裝設(shè)地點(diǎn)線路的額定電壓； ? 低壓斷路器的額定電流應(yīng)不小于它所能安裝的最大脫扣器的額定電流。 26 校驗(yàn)：額定工作電壓 380V? 線路電壓 220V； 額定工作電流 15A? 線路計(jì)算電流 ； 最大分段電流 。 校驗(yàn)：額定工作電壓 380V? 線路電壓 380V； 額定工作電流 350A? 線路計(jì)算電流 ； 最大分段電流 50KA。 以鑄造車間為例選擇動(dòng)力和照明干線的低壓熔斷器。 變電所低壓一次設(shè)備的選擇 ⑴低壓 熔斷器 低壓熔斷器通常接在被保護(hù)的設(shè)備前或接 在電源引出線上。 ⑺變壓器型號(hào) 在第二章已選，型號(hào)為 S11M800/10。 因廠區(qū)有二級(jí)負(fù)荷，選擇 KYN10型移開(kāi)式開(kāi)關(guān)柜。 ⑹ 高壓開(kāi)關(guān)柜 高壓開(kāi)關(guān)柜是成套設(shè)備柜內(nèi)有斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、互感器設(shè)備等。 25 表 73 電流互感器 選擇校驗(yàn)表 序號(hào) LQJ10150/5 選擇要求 裝設(shè)地點(diǎn)電氣條件 結(jié)論 項(xiàng)目 數(shù)據(jù) 項(xiàng)目 數(shù)據(jù) 1 NU 10KV ? .WNU 10KV 合格 2 NI 150A ? CI 合格 3 maxi esK 12 NI? = ? ??3shi 合格 4 2tIt? 275KAs ? 2 imaIt?? 221. 77 3 1. 2 3. 77 K A s?? 合格 ⑸電壓互感器 電壓互感器的一、二次側(cè)均有熔 斷器保護(hù)，所以不需要校驗(yàn)短路動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。 esK = 其