【正文】 US2 = 2 237100 = 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 20 頁(yè) 變壓器： X3*da=tndaz SSU,100% = = 35KV電纜線路 X4*da=X0L4dadaUS2= 237100= 6KV電纜線路 X5*da=X0L5dadaUS2 = = 計(jì)算短路電流和短路容量 (1)S1點(diǎn)短路時(shí)短路回路總是相對(duì)基準(zhǔn)電抗： X∑ *da=X1*da+X2*da+X3*da+X4*da+X5*da =++++ = (2)S1點(diǎn)的短路電流和短路容量： S1點(diǎn)基準(zhǔn)電流： Ida=da3USda = 3100 = 三相短路電流： I(3)S1=?da*XIda = = 兩相短路電流： I(2)s1=(3)s1= = 三相短路容量： Ss1=?dadaXS*= = 第 六 章 變配電所一次設(shè)備的選擇校驗(yàn) 一次設(shè)備是指直接參與生產(chǎn)﹑變換﹑輸送﹑分配和消耗電能的設(shè)備， 常用的高壓一次電氣設(shè)備有：高壓熔斷器、高壓隔離開關(guān)、高壓負(fù)荷開關(guān)、高壓斷路器、高壓開關(guān)柜、高壓避雷器和互感器等。在建筑工程常見的低壓電氣設(shè)備有刀開關(guān)、熔斷器、自動(dòng)空氣開關(guān)、接觸器、低壓配電柜等。 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 21 頁(yè) 一次設(shè)備選擇與校驗(yàn)的條件與項(xiàng)目 一次設(shè)備選擇與校驗(yàn)的條件 為了保證一次設(shè)備安全可靠地 運(yùn)行，必須按下列條件選擇和校驗(yàn)： （ 1）按正常工作條件，包括電壓﹑電流﹑頻率﹑開斷電流等選擇。 （ 2）按短路條件，包括動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定來(lái)校驗(yàn)。 （ 3）考慮電氣設(shè)備運(yùn)行環(huán)境條件如溫度﹑濕度﹑海拔以及有無(wú)防塵﹑防腐﹑防火﹑防爆等要求。 （ 4）按各類設(shè)備的不同特點(diǎn)和要求入斷路器的操縱性能﹑互感器的二次負(fù)荷準(zhǔn)確級(jí)等進(jìn)行選擇。 一次設(shè)備選擇與校驗(yàn)的項(xiàng)目 選擇一次設(shè)備時(shí)應(yīng)校驗(yàn)的項(xiàng)目如表 51 表 51 選擇一次設(shè)備的校驗(yàn)項(xiàng)目 一次設(shè)備名稱 額定電壓 V 額定電流 A 開斷電流 KA 短路電流校驗(yàn) 環(huán)境條件 其 他 動(dòng)穩(wěn)定 熱穩(wěn)定 高低壓熔斷器 是 是 是 不一定 否 是 高壓隔離開關(guān) 是 是 否 是 是 是 操作性能 高壓負(fù)荷開關(guān) 是 是 是 是 是 是 操作性能 高壓斷路器 是 是 是 是 是 是 操作性能 低壓刀開關(guān) 是 是 是 不一定 不一定 是 操作性能 低壓負(fù)荷開關(guān) 是 是 是 不一定 不一定 是 操作性能 低壓斷路器 是 是 是 不一定 不一定 是 操作性能 電流互感器 是 是 否 是 是 是 二次負(fù)平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 22 頁(yè) 載準(zhǔn)確級(jí) 電壓互感器 是 否 否 否 否 是 二次負(fù)荷準(zhǔn)確級(jí) 并聯(lián) 電容器 是 否 否 否 否 是 額定容量 母線 否 是 否 是 是 是 電纜 是 是 否 否 是 是 支柱絕緣子 是 否 否 是 否 是 穿墻套管 是 是 否 是 是 是 備注 表中“是”表示必須校驗(yàn)，“否”表示不必校驗(yàn)，“不一定”表示一般不必校驗(yàn) 繼電保護(hù)的整定 1 對(duì) 400 KVA 及以上的中小型變電所內(nèi)油浸式電力變壓器、戶外 800 KVA 以上油浸式電力變壓器應(yīng)裝設(shè)氣體保護(hù)。 2 對(duì) 10 MVA 以下變壓器，且過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限大于 s 時(shí)，應(yīng)采用電流速斷保護(hù)。 3 對(duì)并列運(yùn)行或單獨(dú)運(yùn)行的變壓器。 1）對(duì) 1000 KVA 以上的變壓器如果電流速斷保護(hù)靈敏度達(dá)不到要求時(shí)，應(yīng)裝設(shè)縱差動(dòng)保護(hù)。 2）對(duì)并列運(yùn)行的變壓器容量為 6300 KVA 及以上，允許裝設(shè)電流速斷保護(hù)來(lái)代替縱差動(dòng)保護(hù)。 3）對(duì)廠用工作變壓器，容量為 6300 KVA 及對(duì)工廠備用變壓器，允許裝設(shè)電流速斷保護(hù)來(lái)代替縱差動(dòng)保護(hù)。 4）對(duì)單獨(dú)運(yùn)行的電力變壓器容量為 10 MVA 及以上時(shí)，應(yīng)裝設(shè)縱差動(dòng)保護(hù)。 5）過(guò)電流保護(hù)一般用于降壓變壓器。復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)過(guò)電流保護(hù)，一般用于升壓變壓器及降壓變壓器。 6）負(fù)序 電流及單相式低壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)，一般用于大容量升壓變壓器及系平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 23 頁(yè) 統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器。 7）針對(duì) 60 KV 系統(tǒng)的二次降壓變電所，主容量在 10MVA 左右時(shí)，應(yīng)考慮裝設(shè)氣體保護(hù)，電流速斷保護(hù)和過(guò)負(fù)荷保護(hù)。 繼電保護(hù)裝置原理圖 繼電保護(hù)裝置展開圖 第 七 章 防雷保護(hù)和接地裝置的設(shè)計(jì) 配電變壓器防雷接線 目前，常規(guī)的 配電變壓器防雷接線 如 圖 1 所示 。 它是將配電變壓器的防雷、工作、保護(hù)這三種接地共同接在了一起的。 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 24 頁(yè) 圖 1 配電變壓器防雷、工作、保護(hù)共同接地 接地電阻的 數(shù)值 三點(diǎn)共同接地就 是將 防雷接地（高 、低 壓避雷器）、保護(hù)接地（外殼）和工作接地（低壓中性點(diǎn)） 連接在同 一個(gè)接地裝置，其接地電阻應(yīng)滿足三者之中的最小值，其中防雷接地一般規(guī)定小于 10Ω ，但要有垂直接地極，以利散流。低壓工作接地一般應(yīng)小于 4Ω 。因而接地電阻主要取決于高壓側(cè)對(duì)地?fù)舸r(shí)的保護(hù)接地，一般情況下配電變壓器都是向 B 類建筑物供電的，標(biāo)準(zhǔn)上 有規(guī)定，只有當(dāng)保護(hù)接地的接地電阻 R≤50/I 時(shí)，高壓側(cè)防雷及保護(hù)接地才能與低壓側(cè)工作接地共用一個(gè)接地裝置。反過(guò)來(lái)說(shuō)，如果采取三點(diǎn)共同接地，則 R≤50/I 時(shí)，其中 I為高壓系統(tǒng)的單相接地電流。 對(duì)不接地系統(tǒng)， I 為系統(tǒng)的電容電流，對(duì)消弧線圈接地系統(tǒng)， I為故障點(diǎn)的殘流。 有些系統(tǒng)雖裝有消弧線圈，但常常運(yùn)行不正常而退出運(yùn)行，目前不少 10 kV系統(tǒng) IC 都在 40 A 左右，所以較大的高壓系統(tǒng)中 R 應(yīng)取 1Ω 。 如果按上述計(jì)算結(jié)果大于 4Ω ，則由 于 低壓工作接地要求，不得大于 4Ω 。公式 R≤50/I 中， 50為低系統(tǒng)的安全電壓，即高壓側(cè) 對(duì)外殼單相接地時(shí)，接地電流流過(guò)接地裝置的壓降不得超過(guò) 50 V。 而 10 kV 系統(tǒng)中的電容電流差別很大，有的不足 10 A，有的高達(dá)上百安或數(shù)百安，所以配電變壓器三點(diǎn)共同接地時(shí)，要根據(jù)所在高壓系統(tǒng)的情況來(lái)確定接地裝置的接地電阻，不能籠統(tǒng)地規(guī)定 4Ω 或 10Ω 。當(dāng)?shù)蛪汗ぷ鹘拥貑为?dú)另設(shè)時(shí)，平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 25 頁(yè) 100 kVA 以下的配電變壓器的低壓側(cè)工作接地電阻，可放寬到 10Ω ， 因?yàn)?變壓器小， 繞組的 阻抗大，限制了接地電流，也就限制了地電位的升高。 共同接地的 連 接方式 除圖 1的方式外，施工中還 有 其它接地 裝置的連接 方式，見圖 3所示 。 圖 2 施工中常用的接地方式 圖 3 施工中常用接地方式 這 三種方式中都是共同 接地的， 只是它們連接的次序不同，最終還是連在了一起了。 采用哪種方式為好，現(xiàn)分析如下。 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 26 頁(yè) 高壓側(cè)避雷器的作用是用來(lái)保護(hù)變壓器高壓線圈與外殼之間的絕緣，按圖 2的接法，高壓線圈與外殼之間承受的電壓除避雷器殘壓外，還增加了接地引下線的電阻上的壓降，這個(gè)壓降在雷電流沖擊下是不可忽視的，使其保護(hù)效果大為降低。 而圖 1的接法也會(huì)產(chǎn)生一個(gè)問(wèn)題，就是低壓線圈及中性線全部承受接地裝置上的壓降，特別是當(dāng)中性點(diǎn)存在重復(fù)接地，接地電阻小于配電變壓器接地電阻，且離配電變壓器較近時(shí)，高壓側(cè)避雷器的放電沖擊電流將較多流向重復(fù)接地，有時(shí)會(huì)將重 復(fù)接地的引下線燒斷（重復(fù)接地線一般較細(xì)）。 所以圖 3 的接法較為合理，對(duì)高壓線圈的防雷保護(hù)合理，對(duì)低壓中性線的沖擊也較小，因?yàn)椴糠掷纂娏饕淹ㄟ^(guò)接地裝置流入地中。 接地裝置的設(shè)計(jì) 經(jīng)驗(yàn) 有關(guān) 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，配電變壓器臺(tái)區(qū)的接地裝置應(yīng)敷設(shè)為閉合環(huán)形，并加垂直接地極，這是因?yàn)榄h(huán)形內(nèi)的接觸電壓比較低，而沿環(huán)形接地體走路的行人，其跨步電壓也較小，城區(qū)的配電變壓器大多安裝在路邊，因常有人走動(dòng)，為行人安全著想，必須敷設(shè)為環(huán)形。 環(huán)形的大小，一般以 5m 為直徑，這是因?yàn)橐l(fā)揮水平接地極和垂直接地極的散流效果，減少相互屏蔽，降 低接地電阻而必需的。但有些安裝地點(diǎn)過(guò)于狹窄時(shí)，則可為橢圓形，短軸距不得低于 3 m。由 圖 4可見 ，兩個(gè)垂直接地極宜打在短軸兩端點(diǎn)附近，高壓避雷器及外殼接地和中性點(diǎn)的接地分別引至垂直接地極附近，以利于散流。如土壤電阻率較高，做一個(gè)環(huán)后，測(cè)試接地電阻不合要求，則應(yīng)在環(huán)外再做一個(gè)大環(huán)，兩環(huán)相距 4～ 5 m，埋深比第一環(huán)深，至少兩處相連接，直至滿足要求為止。 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 27 頁(yè) 圖 4 接地裝置敷設(shè)為橢圓形 接地引下線的連接方式 按部頒標(biāo)準(zhǔn)，除設(shè)備的接線端子可用螺栓連接外，引下線及接地裝置都應(yīng)使用焊接，但為安裝方便，通常在電桿下的 ～ m 處有一個(gè)斷接卡，也用螺栓連接。引下線一般用扁鋼，但也有采用鋼絞線。鋼絞線與扁鋼的連接應(yīng)制作接線板，最好采用雙螺栓相連， 并且采用不銹鋼的螺栓， 以利于接觸良好。 目前的實(shí)際情況是，高壓避雷器接地端分別用鋼絞線接線，三根鋼絞線再連在一起，且都是絞合連接，配電變壓器外殼的接地線也用鋼絞 線與避雷器接地線絞合，然后再與接地裝置的引上線用螺栓連接，有的也未壓制接線鼻，這些連接都不符合標(biāo)準(zhǔn)的要求，接頭過(guò)多， 容易造成 接觸不良。 比較好的做法是將 三個(gè)高壓避雷器的接地端用 304 的扁鋼連成一體，從中間引下與外殼的接地扁鋼相連，均采用焊接，也不宜在中間設(shè)斷連卡，而直接入地與接地裝置進(jìn)行焊接，低壓中性點(diǎn)直接用扁鋼引至接地裝置與之焊接，扁鋼宜采用 3040 mm2 。 接地裝置的施工 接地裝置的地下水平接地極應(yīng)采用 404 的扁鋼，垂直接地極用 L404 ，埋深大于 60cm，填土?xí)r用干凈的原土并夯實(shí)。有 條件時(shí)，應(yīng)將環(huán)形水平接地極的面積適當(dāng)增大些，或往環(huán)外再做一個(gè)環(huán)，兩處相連，以降低接地電阻，盡可能達(dá)到 1Ω 。地下連接處應(yīng)采用焊接，并符合要求。扁鋼的搭接長(zhǎng)度應(yīng)為扁鋼寬度的 2 倍，且應(yīng)三面或四面焊接，三面焊接時(shí)盡量二短邊一長(zhǎng)邊，利于電流通過(guò)，平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 28 頁(yè) 圓鋼的焊接長(zhǎng)度為圓鋼直徑的 6 倍，應(yīng)兩面焊接，且不得有虛焊。焊接處應(yīng)采取防腐措施。 低壓側(cè) 安 裝避雷器 由于采用三點(diǎn)共地后，高壓側(cè)避雷器的放電電流（特別當(dāng)三相同時(shí)放電時(shí)）很大，在接地電阻上的壓降也很高。該壓降加在低壓線圈上，通過(guò)低壓線路電容接地，在低壓線圈中就有一沖擊 電流使線圈勵(lì)磁，通過(guò)電磁感應(yīng)使高壓線圈感應(yīng)出很高的電壓。高壓側(cè)電壓受高壓側(cè)避雷器殘壓所限制，高壓線圈中性點(diǎn)電位就很高，容易在中性點(diǎn)附近，導(dǎo)致對(duì)地?fù)舸┗蛟验g短路而損壞變壓器，因而必須采取措施，限制低壓線圈承受的電壓，即一般采取低壓側(cè)也加一組避雷器。當(dāng)?shù)仉娢簧邥r(shí)，通過(guò)避雷器放電，使低壓線圈只承受低壓避雷器的殘壓（ 1300 V 左右），這樣高壓中性點(diǎn)附近的過(guò)電壓就被限制在可承受范圍之內(nèi)，這就是防止逆變換損壞變壓器，見圖 5所示 。同樣當(dāng)?shù)蛪壕€路感應(yīng)雷傳到配電變壓器時(shí)，低壓側(cè)避雷器也會(huì)動(dòng)作，使雷電流入地，低壓線圈的電壓 被限制在低壓避雷器殘壓之內(nèi)，防止配電變壓器高壓側(cè)被按變比 由低壓而 感應(yīng)的電壓所損壞 。因此，必須在配電變壓器的低壓側(cè)安裝一組 低壓避雷器。這 種情況 屬于正變換過(guò)電壓，由于配電變壓器的低壓側(cè)絕緣裕度高于高壓側(cè)，所以配電變壓器雷擊事故常發(fā)生在高壓側(cè)，尤其是中性點(diǎn)附近， 如 圖 6 所示 。 圖 5 配電變壓器逆變換情 況 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 29 頁(yè) 圖 6 配電變壓器正變換情況 低壓側(cè)加裝避雷器，因其往往采用高、低壓架空線，容易受雷擊， 35/ kV直配變壓器因其變比大，更應(yīng)在低壓側(cè)加裝一組避雷器。加裝低壓避雷器后，原來(lái)的三點(diǎn)共同接地就成了四點(diǎn)共同接地，見圖 1。 中性線及 其 連接 做法 中性線在三相負(fù)荷不平衡時(shí)流過(guò)電流，按有關(guān) 規(guī)定該電流不得大于相線電流的 25%。 另外，中性線、中性點(diǎn)接地線與配電變壓器低壓中性線端頭的連接應(yīng)可靠，應(yīng)制作接線鼻（板），螺栓應(yīng)壓緊，防止接觸不良流過(guò)電流時(shí)發(fā)熱燒斷。中性線斷線意味著低壓系統(tǒng)失去接地，成為不接地系統(tǒng)。三相負(fù)荷不平衡時(shí)，導(dǎo)致三相電壓相差很大， 過(guò)高的電壓將 燒毀用電設(shè)備。 配電變壓器低壓側(cè)的接地型式 前述配電變壓器低壓側(cè)中性點(diǎn)接地，并與高壓側(cè)避雷器接地共用一個(gè)接地裝置，適應(yīng)于大量采用的低壓系統(tǒng)為 TN 和 TT，但是如采用 IT 制式，則中性點(diǎn)就不能接地。 TN 系統(tǒng)，又分三種情況： TNC 系統(tǒng) ，整個(gè)系統(tǒng)中用電氣設(shè)備外殼保護(hù)線與中性線合一； 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 30 頁(yè) TNS 系統(tǒng) ,整個(gè)系統(tǒng)中電氣設(shè)備外殼保護(hù)接地線與中性線分開，有專用保護(hù)線； TNCS系統(tǒng)，系統(tǒng)中有部分線路的中性線和保護(hù)線合一。 TT