課程設(shè)計(jì)---某機(jī)修廠車間變電所初步設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)</b></p><p>　　課題 某機(jī)修廠車間變電所初步設(shè)計(jì)</p><p><b>　　姓名:</b></p><p><b>　　專業(yè):</b></p><p><b>　　班級(jí):</b></p>

2、<p><b>　　學(xué)號(hào):</b></p><p><b>　　日期:</b></p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1．原始數(shù)據(jù)2</b></p><p>　　2.負(fù)荷計(jì)算以及變壓器、補(bǔ)償裝置的選擇4<

3、/p><p>　　3.供電系統(tǒng)的選擇7</p><p>　　4.短路電流計(jì)算9</p><p>　　5.高、低壓一次設(shè)備選擇9</p><p>　　6.高壓側(cè)繼電保護(hù)選擇及整定12</p><p><b>　　7.防雷設(shè)計(jì)14</b></p><p><b>

4、;　　8.接地14</b></p><p><b>　　9.結(jié)束語(yǔ)16</b></p><p><b>　　緒論</b></p><p>　　電能是工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動(dòng)力，做好工廠供電設(shè)計(jì)對(duì)于發(fā)展工業(yè)生產(chǎn)、實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化，具有十分重要的意義。工廠供電系統(tǒng)首先要滿足工廠生產(chǎn)和生活用電的需求，其次要確保安全

5、、供電可靠、技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理，并做好節(jié)能。本設(shè)計(jì)是在認(rèn)真閱讀原始材料，分析材料，參考閱讀《中小型變電所實(shí)用設(shè)計(jì)手冊(cè)》、《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)電氣一次部分》、《發(fā)電廠變電站電氣設(shè)備》和《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)》以及《電力系統(tǒng)分析》等參考書(shū)籍，從工程的角度出發(fā)，按照變電所設(shè)計(jì)的基本要求，綜合地考慮各個(gè)方面的要素，對(duì)某機(jī)修廠機(jī)加工一車間供電系統(tǒng)進(jìn)行了合理的布局，其中對(duì)各車間進(jìn)行了負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功補(bǔ)償，確定了變電所變壓器的臺(tái)數(shù)、容量和型式，計(jì)算了短路

6、電流，選擇了各線路導(dǎo)線截面，配置了繼電保護(hù)裝置、防雷和接地裝置。在滿足各項(xiàng)技術(shù)要求的前提下，兼顧運(yùn)行方便、維護(hù)簡(jiǎn)單，盡可能地節(jié)省投資。</p><p><b>　　1 原始數(shù)據(jù)</b></p><p><b>　　1.1 設(shè)計(jì)依據(jù)</b></p><p>　?、贆C(jī)加工一車間用電設(shè)備明細(xì)表，見(jiàn)表1-1。</p>

7、<p>　　②車間變電所配電范圍。</p><p>　　a.一車間要求三路供電：1～13，32～34為一路，14～31為一路，照明為一路（同二車間）。</p><p>　　b.車間變電所除為機(jī)加工一車間供電外，還要為機(jī)加工二車，鑄造，鉚焊，電修等車間供電。</p><p>　　c.其他個(gè)車間對(duì)參數(shù)和要求見(jiàn)表1-2。</p><p>

8、;　　表1－1 機(jī)加工一車間用電設(shè)備明細(xì)表</p><p>　　表1－2 機(jī)加工二，鑄造，鉚焊，電修等車間計(jì)算負(fù)荷表</p><p>　　1.2 本車間負(fù)荷性質(zhì)</p><p>　　車間為三班工作制年最大負(fù)荷利用小時(shí)為5500小時(shí)。屬于三級(jí)負(fù)荷。</p><p><b>　　1.3供電電源條件</b></p>

9、<p>　?、匐娫磸?5/10kv廠總降壓變電所采用架空線路受電，線路長(zhǎng)度為200米。</p><p>　?、诠╇娤到y(tǒng)短路數(shù)據(jù)見(jiàn)下圖所示。</p><p>　?、蹚S總降壓變電所配出線路定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)裝置的整定時(shí)間為2秒。</p><p>　?、芤筌囬g變電所功率因數(shù)應(yīng)在0.9以上。</p><p>　?、莓?dāng)?shù)刈顭嵩碌钠骄鶞囟葹?/p>

10、25℃。 </p><p><b>　　供電系統(tǒng)短路圖</b></p><p>　　2 負(fù)荷計(jì)算以及變壓器、補(bǔ)償裝置的選擇</p><p>　　在進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算時(shí)選用需用系數(shù)法，具體計(jì)算公式如下：</p><p>　　(i=1,2,3…n) </p><p>　　2.1機(jī)加工車間一的負(fù)荷計(jì)算

11、</p><p>　　根據(jù)機(jī)加工車間一的負(fù)荷性質(zhì)，將一車間分為三路：1～13，32～34為一路，14～31為一路，照明電路為一路。</p><p>　　通過(guò)查閱電工手冊(cè)及相關(guān)資料分析得：機(jī)加工車間一的第一路屬于小批生產(chǎn)的金屬冷加工，查表得：Kd=0.16～0.2 cosφ=0.5 tanφ=1.73</p><p>　　Pca1=Kd Pn=0.2*Pn=3

12、7.255 kW</p><p>　　Qca1=Pca1*tanφ=64.451 kvar</p><p><b>　　其中：</b></p><p>　　Pn=10.125+2.075+7.625*3+4.625*7+3.125+35.7+10+70=186.275 kW</p><p>　　==74.445 kVA

13、 =/=107.453 A</p><p>　　機(jī)加工車間一的第二路屬于小批熱加工，查表得：Kd=0.25～0.3 cosφ=0.6 tanφ=1.33</p><p>　　Pca2=Kd Pn=0.3*Pn=55.163 kW</p><p>　　Qca2=Pca1*tanφ=73.366 kvar</p><p><b>

14、;　　其中：</b></p><p>　　Pn=10.125+7.625+8.5+3.125*2+10.2+1.75+3*2+13+9.125+4.1+4+1.7+0.6+24+45+31.9</p><p>　　=183.875 KW </p><p>　　==91.791 kVA =/=132.492 A</p><p>　

15、　第三路（供電回路）：</p><p>　　=10= =10/（*0.4）=14.434 A</p><p><b>　　車間負(fù)荷統(tǒng)計(jì)列表</b></p><p>　　2.2 車間總體負(fù)荷的計(jì)算 </p><p>　　根據(jù)附表2-2查得車間的同時(shí)系數(shù)Ksi=0.9，則</p><p>　　Pca

16、=（Pn1+…Pn5)*Ksi=537.091*0.9=483.382 kW </p><p>　　Qca=(Qn1+…+Qn5)*Ksi=622.914*0.9=560.622 kvar</p><p>　　Sca=740.239kVA cosφ=Pca/Sca=0.653 </p><p>　　2.3無(wú)功補(bǔ)償?shù)挠?jì)算和變壓器的選擇</p>

17、<p><b>　　變壓器的預(yù)選</b></p><p>　　變壓器低壓側(cè)：Pca=483.382 kW Qca=560.622 kvar Sca=740.239kVA</p><p>　　根據(jù)《簡(jiǎn)明電工手冊(cè)》P33頁(yè)預(yù)選SZ9型10KV有載調(diào)壓變壓器，相關(guān)參數(shù)全部列舉如下：額定容量：800kVA 高壓：10kV 高壓分接范圍（％）：±

18、;4*2.5 低壓：0.4KV 連接組標(biāo)號(hào)：Yyn0 空載損耗：1.36kW 負(fù)載損耗：9.4kW 空載電流（％）：1.2 阻抗電壓（％）：4.5 重量：器身—2050Kg 油重-805Kg 總重：3245kg </p><p>　　外形尺寸（mm）長(zhǎng)*高*寬：2445*800*2420</p><p>　　無(wú)功補(bǔ)償計(jì)算△Pt=△P0+△Pk（Sca/Sn）=

19、1.36+9.4*（731.389/800）=9.21kW</p><p>　　Qt=△Q0+△Qk（Sca/Sn）=（I0％/100）*Sn+ （)=*800+*800*（）=39.66 kW</p><p>　　高壓側(cè)：P高=Pca+△Pt=483.382+9.21=492.592 kW</p><p>　　Q高=Qca+△Qt=560.622+3

20、9.66=600.282 kvar</p><p>　　實(shí)際需要變壓器容量：St===776.521 kVA 此時(shí)功</p><p>　　率因數(shù)：cosφ=P高/St=492.592/776.521=0.634 φ=50.654</p><p>　　取補(bǔ)償后要求達(dá)到的功率因數(shù)為cosφ=0.92 φ=23.074</p><p&g

21、t;　　補(bǔ)償無(wú)功：Qc=P高（tan50.654-tan23.074）=391 kvar</p><p>　　根據(jù)以上計(jì)算選擇電力電容器：《簡(jiǎn)明電工手冊(cè)》中 BWM04-25-1 選16臺(tái)，每四臺(tái)一組，共分4組 Qc=25*16=400kvar</p><p>　　考慮無(wú)功補(bǔ)償后應(yīng)選的變壓器</p><p>　　無(wú)功補(bǔ)償后應(yīng)選的變壓器S=</p&g

22、t;<p><b>　　=</b></p><p>　　=509.37 kVA </p><p>　　考慮無(wú)功補(bǔ)償后最終確定變壓器： 根據(jù)《簡(jiǎn)明電工手冊(cè)》 應(yīng)選SZ9型， 額定容量為：630kVA</p><p>　?。?）變壓器的校驗(yàn)：</p><p>　　△PT=△P0+△Pk()=1.12+7.7

23、×()=6.154kW</p><p>　　△QT=SN+ SN()</p><p>　　=630×+630××()</p><p>　　=25.59kvar</p><p>　　考慮損耗后實(shí)際需要變壓器容量：</p><p><b>　　S實(shí)＝</b>&l

24、t;/p><p>　?。?24.076<630kVA</p><p>　　cos=＝＝0.934</p><p><b>　　3 供電系統(tǒng)的選擇</b></p><p>　　從原始資料我們知道車間為三級(jí)負(fù)荷，供電的可靠性要求并不是很高，且通過(guò)負(fù)荷計(jì)算我們知道車間的總消耗功率并不是很高，初步估計(jì)了后決定使用一臺(tái)變壓器來(lái)為

25、車間供電，同時(shí)為了節(jié)省變電所建造的成本和簡(jiǎn)化總體的布線，所以在設(shè)計(jì)中我們首先考慮了線路—變壓器組結(jié)線方式。</p><p>　　線路—變壓器組結(jié)線方式的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)線簡(jiǎn)單，使用設(shè)備少，基建投資省。缺點(diǎn)是供電可靠性低，當(dāng)主結(jié)線中任一設(shè)備（包括供電線路）發(fā)生故障或檢修時(shí)，全部負(fù)荷都將停電。但對(duì)于本設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)線路—變壓器組結(jié)線方式已經(jīng)可以達(dá)到設(shè)計(jì)的要求。</p><p>　　線路—變壓器組結(jié)線方式也按

26、元件的不同組合分為：a進(jìn)線為隔離開(kāi)關(guān)；b進(jìn)線為跌落式保險(xiǎn)；c進(jìn)線為斷路器。因?yàn)樵O(shè)計(jì)為車間為變電所，所以采用c方式。</p><p>　?。╝） （b） （c）</p><p>　　圖1.1 線路—變壓器組結(jié)線</p><p>　　a—進(jìn)線為隔離開(kāi)關(guān)；b—進(jìn)線為跌落式保險(xiǎn)；c—進(jìn)線為斷路器.根據(jù)普通變電所的設(shè)計(jì)要求，結(jié)合工程

27、實(shí)際車間變電所的電路總體如下：</p><p><b>　　4 短路電流計(jì)算</b></p><p>　　4.1各短路點(diǎn)的平均電壓</p><p>　　線路的平均電壓Uav1=10.5Kv Uav2=0.4Kv</p><p>　　4.2各元件電抗計(jì)算 </p><p>　　電源的電抗：Xs=

28、Uav1 /Sk==0.551?</p><p>　　線路L的電抗：Xl=0.2×0.4=0.08?</p><p>　　變壓器的電抗;Xt=Uk%×=4.5%×=7.875 ?</p><p>　　4.3各短路點(diǎn)總阻抗</p><p><b>　　K1點(diǎn)短路：</b></p>

29、<p>　　Xk1=Xs+XL=0.551+0.08=0.631 ?</p><p><b>　　K2點(diǎn)短路</b></p><p>　　Xk2=(0.631+7.875)()=0.01234 ?</p><p>　　4.4根據(jù)電抗值計(jì)算短路電流</p><p><b>　　K1點(diǎn)短路</b&

30、gt;</p><p>　?。蒶＝＝＝9.61ＫＡ</p><p>　　ish１＝2.55Ik1=2.55*9.61=24.51KA</p><p>　　Ish1=1.52IK1=1.52*9.61=14.61KA</p><p>　　Ica1===28.82A</p><p><b>　　K2點(diǎn)短路時(shí)<

31、;/b></p><p>　　Ik2===18.715 KA</p><p>　　ish2=1.84Ik2=1.84*18.715=34.43565 KA</p><p>　　Ish2=1.09Ik2=1.09*18.715=20.3994 KA</p><p>　　Ica2===735.23A</p><p>

32、　　5 高、低壓一次設(shè)備選擇</p><p>　　為了保證供電系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行，對(duì)導(dǎo)線和電纜截面進(jìn)行選擇時(shí)必須滿足下列條件:</p><p><b>　　(1)發(fā)熱條件</b></p><p>　　導(dǎo)線和電纜(包括母線)在通過(guò)正常最大負(fù)荷電流即線路計(jì)算電流時(shí)產(chǎn)生的發(fā)熱溫度，不應(yīng)超過(guò)其正常運(yùn)行時(shí)的最高允許溫度。</p>

33、<p><b>　　(2)電壓損耗條件</b></p><p>　　導(dǎo)線和電纜在通過(guò)正常最大負(fù)荷電流即線路計(jì)算電流時(shí)產(chǎn)生的電壓損耗，不應(yīng)超過(guò)其正常運(yùn)行時(shí)允許的電壓損耗。對(duì)于工廠內(nèi)較短的高壓線路，可不進(jìn)行電壓損耗校驗(yàn)。</p><p><b>　　(3)經(jīng)濟(jì)電流密度</b></p><p>　　35KV及以上的

34、高壓線路及電壓在35KV以下但距離長(zhǎng)電流大的線路，其導(dǎo)線和電纜截面宜按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇，以使線路的年費(fèi)用支出最小，所選截面，稱為“經(jīng)濟(jì)截面”。此種選擇原則，稱為“年費(fèi)用支出最小”原則。工廠內(nèi)的10KV及以下線路，通常不按此原則選擇。</p><p><b>　　(4)機(jī)械強(qiáng)度</b></p><p>　　導(dǎo)線（包括裸線和絕緣導(dǎo)線）截面不應(yīng)小于其最小允許截面。對(duì)于電纜，

35、不必校驗(yàn)其機(jī)械強(qiáng)度，但需校驗(yàn)其短路熱穩(wěn)定度。母線也應(yīng)校驗(yàn)短路時(shí)的穩(wěn)定度。對(duì)于絕緣導(dǎo)線和電纜，還應(yīng)滿足工作電壓的要求。</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，一般對(duì)高壓線路，常按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇，用其他三種方法校驗(yàn)。對(duì)10KV及以下高壓線路及低壓動(dòng)力線路，通常先按發(fā)熱條件來(lái)選擇截面，再由電壓損耗和機(jī)械強(qiáng)度校驗(yàn)。對(duì)低壓架空線路，常按長(zhǎng)時(shí)允許電流選擇，其余校驗(yàn)。對(duì)低壓照明線路，因其對(duì)電壓水平要求較高，因此通常先按允許電壓損

36、耗進(jìn)行選擇，再發(fā)熱條件和機(jī)械強(qiáng)度進(jìn)行校驗(yàn)。對(duì)長(zhǎng)距離大電流及35KV以上的高壓線路，則可先按經(jīng)濟(jì)電流密度確定經(jīng)濟(jì)截面，再校驗(yàn)其它條件。 </p><p>　　高低壓一次設(shè)備選:則：根據(jù)以上負(fù)荷計(jì)算和短路電流計(jì)算選擇高低壓一次設(shè)備。</p><p><b>　　5.1 選母線：</b></p><p>　　導(dǎo)體尺寸：63×8 單條

37、，平放：995 見(jiàn)《發(fā)電廠電氣部分》 </p><p><b>　　附表1</b></p><p>　　矩形鋁導(dǎo)線長(zhǎng)期允許載流量和肌膚效應(yīng)系數(shù)Kf</p><p>　　5.2 選低壓側(cè)QF：</p><p>　　選Dk2—1000型，見(jiàn)《低壓電器》P440 表2.41.1</p><p>

38、;　　DK2系列低壓真空智能型斷路器主要技術(shù)特征</p><p>　　5.3 高壓側(cè)選QF：</p><p>　　選SN10—10I，見(jiàn)《供電技術(shù)》P125</p><p>　　5.4 高壓側(cè)隔離開(kāi)關(guān)：</p><p>　　選GN6—10/600—52，見(jiàn)《發(fā)電廠電氣部分》 P346 附表7</p><p>&l

39、t;b>　　隔離開(kāi)關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)</b></p><p>　　5.5 電流互感器：</p><p>　　互感器是一次電路與二次電路間的聯(lián)絡(luò)元件，用以分別向量?jī)x表和繼電器的電壓線圈和電流線圈供電。</p><p><b>　　互感器的主要作用</b></p><p>　　(1)隔離高壓電路。互感器圓邊和副邊

40、沒(méi)有電的聯(lián)系，只有磁的聯(lián)系，因而是測(cè)量?jī)x表和保護(hù)電路與高壓電路隔開(kāi)，以保證二次設(shè)備和工作人員的安全。</p><p>　　(2)擴(kuò)大儀表和繼電器的使用范圍。例如一只5A量程的電流表，通過(guò)電流互感器就可測(cè)量很大的電流。</p><p>　　(3)是測(cè)量?jī)x表及繼電器小型化、標(biāo)準(zhǔn)化、并可簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，降低成本，有利于大規(guī)模生產(chǎn)。</p><p>　　在10kV配電所設(shè)計(jì)的過(guò)程

41、中，10kV電流互感器變比的選擇是很重要的，如果選擇不當(dāng)，就很有可能造成繼電保護(hù)功能無(wú)法實(shí)現(xiàn)、動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)不能通過(guò)等問(wèn)題，應(yīng)引起設(shè)計(jì)人員的足夠重視。10kV電流互感器按使用用途可分為兩種，一為繼電保護(hù)用，二為測(cè)量用；它們分別設(shè)在配電所的進(jìn)線、計(jì)量、出線、聯(lián)絡(luò)等柜內(nèi)。在設(shè)計(jì)實(shí)踐中，電流互感器變比的選擇偏小的現(xiàn)象不在少數(shù)。如在一臺(tái)630kVA站附變壓器(10kV側(cè)額定一次電流為36.4A)的供電回路中，配電所出線柜內(nèi)電流互感器變比僅為50/5

42、（采用GL型過(guò)電流繼電器、直流操作）,這樣將造成電流繼電器無(wú)法整定等一系列問(wèn)題。 對(duì)于繼電保護(hù)用10kV電流互感器變比的選擇，至少要按以下條件進(jìn)行選擇:一為一次側(cè)計(jì)算電流占電流互感器一次側(cè)額定電流的比例; 二為按繼電保護(hù)的要求; 三為電流互感器的計(jì)算一次電流倍數(shù)mjs小于電流互感器的飽和倍數(shù)mb1; 四為按熱穩(wěn)定; 五為按動(dòng)穩(wěn)定。而對(duì)于測(cè)量用10kV電流互感器的選擇,因其是用作正常工作條件的測(cè)量，故無(wú)上述第二、第三條要求；下面就

43、以常見(jiàn)的配電變壓器為例，說(shuō)明上述條件對(duì)10kV電流互感器的選擇的影響，并找出影響電流互感器變比</p><p>　　根據(jù)上述情況初步選用LFZJ1-3型電流互感器.具體參數(shù)如下:</p><p>　　電壓互感器選擇:型號(hào):JDJ-10具體參數(shù)如下:</p><p>　　6 高壓側(cè)繼電保護(hù)選擇及整定</p><p><b>　　變壓器

44、的繼電保護(hù)</b></p><p>　　按GB50062—92《電力裝置的繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：對(duì)電力變壓器的下列故障及異常運(yùn)行方式，應(yīng)裝設(shè)相應(yīng)的保護(hù)裝置：</p><p>　　（1）繞組及其引出線的相間短路和在中性點(diǎn)直接接地側(cè)的單相接地短路；</p><p>　?。?）繞組的匝間短路；</p><p>　?。?）外部

45、相間短路引過(guò)的過(guò)電流；</p><p>　?。?）中性點(diǎn)直接接地電力網(wǎng)中外部接地短路引起的過(guò)電流及中性點(diǎn)過(guò)電壓；</p><p><b>　?。?）過(guò)負(fù)荷；</b></p><p><b>　?。?）油面降低；</b></p><p>　?。?）變壓器溫度升高或油箱壓力升高或冷卻系統(tǒng)故障。</

46、p><p>　　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0.5～0.7s時(shí)，還應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)。容量在800KV?A及以上的油浸式變壓器和400KV?A及以上的車間內(nèi)油浸式變壓器，按規(guī)定應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)（又稱氣體繼電保護(hù)）。容量在400KV?A及以上的變壓器，當(dāng)數(shù)臺(tái)并列運(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)。過(guò)負(fù)荷

47、保護(hù)及瓦斯保護(hù)在輕微故障時(shí)（通稱“輕瓦斯”），動(dòng)作于信號(hào)，而其它保護(hù)包括瓦斯保護(hù)在嚴(yán)重故障時(shí)（通稱“重瓦斯”），一般均動(dòng)作于跳閘。</p><p>　　對(duì)于高壓側(cè)為35KV及以上的工廠總降壓變電所主變壓器來(lái)說(shuō)，也應(yīng)裝設(shè)過(guò)電流保護(hù)、電流速斷保護(hù)和瓦斯保護(hù)；在有可能過(guò)負(fù)荷時(shí)，也需裝設(shè)過(guò)負(fù)荷保護(hù)。但是如果單臺(tái)運(yùn)行的變壓器容量在10000KV?A及以上和并列運(yùn)行的變壓器每臺(tái)容量在6300KV?A及以上時(shí)，則要求裝設(shè)縱聯(lián)差

48、動(dòng)保護(hù)來(lái)取代電流速斷保護(hù)。</p><p>　　在本設(shè)計(jì)中，根據(jù)要求需裝設(shè)過(guò)電流保護(hù)、電流速斷保護(hù)、和瓦斯保護(hù)。對(duì)于由外部相間短路引起的過(guò)電流，保護(hù)應(yīng)裝于下列各側(cè)：</p><p>　　1）、對(duì)于雙線圈變壓器，裝于主電源側(cè)</p><p>　　2）、對(duì)三線圈變壓器，一般裝于主電源的保護(hù)應(yīng)帶兩段時(shí)限，以較小的時(shí)限斷開(kāi)未裝保護(hù)的斷路器。當(dāng)以上方式滿足靈敏性要求時(shí)，則允許

49、在各側(cè)裝設(shè)保護(hù)。</p><p>　　各側(cè)保護(hù)應(yīng)根據(jù)選擇性的要求裝設(shè)方向元件。</p><p>　　3）、對(duì)于供電給分開(kāi)運(yùn)行的母線段的降壓變壓器，除在電源側(cè)裝設(shè)保護(hù)外，還應(yīng)在每個(gè)供電支路上裝設(shè)保護(hù)。</p><p>　　4）、除主電源側(cè)外，其他各側(cè)保護(hù)只要求作為相鄰元件的后備保護(hù)，而不要求作為變壓器內(nèi)部故障的后備保護(hù)。</p><p>　　5

50、）、保護(hù)裝置對(duì)各側(cè)母線的各類短路應(yīng)具有足夠的靈敏性。相鄰線路由變壓器作遠(yuǎn)后備時(shí)，一般要求對(duì)線路不對(duì)稱短路具有足夠的靈敏性。相鄰線路大量瓦斯時(shí)，一般動(dòng)作于斷開(kāi)的各側(cè)斷路器。如變壓器高采用遠(yuǎn)后備時(shí)，不作具體規(guī)定。</p><p>　　6）、對(duì)某些稀有的故障類型（例如110KV及其以上電力網(wǎng)的三相短路）允許保護(hù)裝置無(wú)選擇性動(dòng)作。</p><p><b>　　差動(dòng)保護(hù)</b>

51、</p><p>　　變壓器差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作電流應(yīng)滿足以下三個(gè)條件</p><p>　　應(yīng)躲過(guò)變壓器差動(dòng)保護(hù)區(qū)外出現(xiàn)的最大短路不平衡電流</p><p>　　應(yīng)躲過(guò)變壓器的勵(lì)磁涌流</p><p>　　在電流互感器二次回路端線且變壓器處于最大符合時(shí)，差動(dòng)保護(hù)不應(yīng)動(dòng)作</p><p>　　由于車間變電所是三級(jí)負(fù)荷，變壓器容量

52、為500MVA在選用保護(hù)時(shí)選電流限時(shí)電流速斷保護(hù)，而不采用差動(dòng)保護(hù)。</p><p>　　1 速斷整定：Idz=Kk×Imax=1.3×16.4844=21.429</p><p>　　Ks=×16.4844/21.429=0.67<1.5</p><p>　　不能滿足靈敏度要求，可使用低壓閉鎖保護(hù)。</p>&l

53、t;p><b>　　過(guò)電流保護(hù)的整定：</b></p><p>　　Idz==2.18 KA</p><p>　　近后備保護(hù)的靈敏系數(shù)Km==6.548>2</p><p>　　動(dòng)作時(shí)限：△t=0.5s</p><p><b>　　變壓器的瓦斯保護(hù)</b></p><

54、p>　　瓦斯保護(hù)，又稱氣體繼電保護(hù)，是保護(hù)油浸式電力變壓器內(nèi)部故障的一種基本的保護(hù)裝置。按GB50062—92規(guī)定，800KV?A及以上的一般油浸式變壓器和400KV?A及以上的車間內(nèi)油浸式變壓器，均應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。</p><p>　　瓦斯保護(hù)的主要元件是氣體繼電器。它裝設(shè)在變壓器的油箱與油枕之間的聯(lián)通管上。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%～1.5%的傾斜度；而變

55、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。</p><p>　　當(dāng)變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生輕微故障時(shí)，由故障產(chǎn)生的少量氣體慢慢升起，進(jìn)入氣體繼電器的容器，并由上而下地排除其中的油，使油面下降，上油杯因其中盛有殘余的油而使其力矩大于另一端平衡錘的力矩而降落。這時(shí)上觸點(diǎn)接通而接通信號(hào)回路，發(fā)出音響和燈光信號(hào)，這稱之為“輕瓦斯動(dòng)作”。</p><p>　　當(dāng)變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)，

56、由故障產(chǎn)生的氣體很多，帶動(dòng)油流迅猛地由變壓器油箱通過(guò)聯(lián)通管進(jìn)入油枕。這大量的油氣混合體在經(jīng)過(guò)氣體繼電器時(shí)，沖擊擋板，使下油杯下降。這時(shí)下觸點(diǎn)接通跳閘回路（通過(guò)中間繼電器），同時(shí)發(fā)出音響和燈光信號(hào)（通過(guò)信號(hào)繼電器），這稱之為“重瓦斯動(dòng)作”。</p><p>　　如果變壓器油箱漏油，使得氣體繼電器內(nèi)的油也慢慢流盡。先是繼電器的上油杯下降，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，接著繼電器內(nèi)的下油杯下降，使斷路器跳閘，同時(shí)發(fā)出跳閘信號(hào)。<

57、/p><p><b>　　7 防雷設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　防雷措施</b></p><p>　　1〉架空線路的防雷措施</p><p>　?。?）架設(shè)避雷線 這是防雷的有效措施，但造價(jià)高，因此只在66KV及以上的架空線路上才沿全線裝設(shè)。35KV的架空線路上，一般只在進(jìn)出變配電所的一段線

58、路上裝設(shè)。而10KV及以下的線路上一般不裝設(shè)避雷線。</p><p>　?。?）提高線路本身的絕緣水平 在架空線路上，可采用木橫擔(dān)、瓷橫擔(dān)或高一級(jí)的絕緣子，以提高線路的防雷水平，這是10KV及以下架空線路防雷的基本措施。</p><p>　　（3）利用三角形排列的頂線兼作防雷保護(hù)線 由于3～10KV的線路是中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，因此可在三角形排列的頂線絕緣子裝以保護(hù)間隙。在出現(xiàn)雷電過(guò)電壓時(shí)，頂

59、線絕緣子上的保護(hù)間隙被擊穿，通過(guò)其接地引下線對(duì)地泄放雷電流，從而保護(hù)了下面兩根導(dǎo)線，也不會(huì)引</p><p><b>　　起線路斷路器跳閘。</b></p><p>　?。?）裝設(shè)自動(dòng)重合閘裝置 線路上因雷擊放電而產(chǎn)生的短路是由電弧引起的。在斷路器跳閘后，電弧即自行熄滅。如果采用一次ARD，使斷路器經(jīng)0.5s或稍長(zhǎng)一點(diǎn)時(shí)間后自動(dòng)重合閘，電弧通常不會(huì)復(fù)燃，從而能恢復(fù)供電

60、，這對(duì)一般用戶不會(huì)有什么影響。</p><p>　?。?）個(gè)別絕緣薄弱地點(diǎn)加裝避雷器 對(duì)架空線路上個(gè)別絕緣薄弱地點(diǎn)，如跨越桿、轉(zhuǎn)角桿、分支桿、帶拉線桿以及木桿線路中個(gè)別金屬桿等處，可裝設(shè)排氣式避雷器或保護(hù)間隙。</p><p>　　2〉變配電所的防雷措施</p><p>　　（1）裝設(shè)避雷針 室外配電裝置應(yīng)裝設(shè)避雷針來(lái)防護(hù)直接雷擊。如果變配電所處在附近高建（構(gòu)）筑物

61、上防雷設(shè)施保護(hù)范圍之內(nèi)或變配電所本身為室內(nèi)型時(shí)，不必再考慮直擊雷的保護(hù)。</p><p>　?。?）高壓側(cè)裝設(shè)避雷器 這主要用來(lái)保護(hù)主變壓器，以免雷電沖擊波沿高壓線路侵入變電所，損壞了變電所的這一最關(guān)鍵的設(shè)備。為此要求避雷器應(yīng)盡量靠近主變壓器安裝。</p><p>　　避雷器的接地端應(yīng)與變壓器低壓側(cè)中性點(diǎn)及金屬外殼等連接在一起。在每路進(jìn)線終端和每段母線上，均裝有閥式避雷器。如果進(jìn)線是具有一

62、段引入電纜的架空線路，則在架空線路終端的電纜頭處裝設(shè)閥式避雷器或排氣式避雷器，其接地端與電纜頭外殼相聯(lián)后接地。</p><p>　?。?）低壓側(cè)裝設(shè)避雷器 這主要用在多雷區(qū)用來(lái)防止雷電波沿低壓線路侵入而擊穿電力變壓器的絕緣。當(dāng)變壓器低壓側(cè)中性點(diǎn)不接地時(shí)（如IT系統(tǒng)），其中性點(diǎn)可裝設(shè)閥式避雷器或金屬氧化物避雷器或保護(hù)間隙。</p><p>　　在本設(shè)計(jì)中，配電所屋頂及邊緣敷設(shè)避雷帶，其直徑為

63、8mm的鍍鋅圓鋼，主筋直徑應(yīng)大于或等于10mm的鍍鋅圓鋼。</p><p><b>　　8 接地</b></p><p><b>　　1.接地與接地裝置</b></p><p>　　電氣設(shè)備的某部分與大地之間做良好的電氣連接，稱為接地。埋入地中并直接與大地接觸的金屬導(dǎo)體，稱為接地體，或稱接地極。專門(mén)為接地而人為裝設(shè)的接地體

64、，稱為人工接地體。兼作接地體用的直接與大地接觸的各種金屬構(gòu)件、金屬管道及建筑物的鋼筋混凝土基礎(chǔ)等，稱為自然接地體。連接接地體與設(shè)備、裝置接地部分的金屬導(dǎo)體，稱為接地線。接地線在設(shè)備、裝置正常運(yùn)行情況下是不載流的，但在故障情況下要通過(guò)接地故障電流。</p><p>　　接地線與接地體合稱為接地裝置。由若干接地體在大地中相互用接地線連接起來(lái)的一個(gè)整體，稱為接地網(wǎng)。其中接地線又分為接地干線和接地支線。接地干線一般應(yīng)采用

65、不少于兩根導(dǎo)體在不同地點(diǎn)與接地網(wǎng)連接。</p><p>　　2.確定此配電所公共接地裝置的垂直接地鋼管和連接扁鋼</p><p><b>　?。?）確定接地電阻</b></p><p>　　按相關(guān)資料可確定此配電所公共接地裝置的接地電阻應(yīng)滿足以下兩個(gè)條件：</p><p>　　RE ≤ 250V/IE</p>

66、<p><b>　　RE ≤ 10Ω</b></p><p><b>　　式中IE的計(jì)算為</b></p><p>　　IE = IC = 60×(60＋35×4)A/350 = 34.3A</p><p>　　故 RE ≤ 350V/34.3A = 10.2Ω</p>&l

67、t;p>　　綜上可知，此配電所總的接地電阻應(yīng)為RE≤10Ω</p><p>　　（2）接地裝置初步方案</p><p>　　現(xiàn)初步考慮圍繞變電所建筑四周，</p><p>　　距變電所2～3m，打入一圈直徑50mm、長(zhǎng)2.5m的鋼管接地體，每隔5m打入一根，管間用40×4mm2的扁鋼焊接。</p><p>　　（3）計(jì)算單根鋼

68、管接地電阻</p><p>　　查相關(guān)資料得土質(zhì)的ρ = 100Ω?m</p><p>　　則單根鋼管接地電阻RE(1) ≈ 100Ω?m/2.5m = 40Ω</p><p>　　（4）確定接地鋼管數(shù)和最后的接地方案</p><p>　　根據(jù)RE(1)/RE = 40/4 = 10。但考慮到管間的屏蔽效應(yīng)，初選15根直徑50mm、長(zhǎng)2.5m

69、的鋼管作接地體。以n = 15和a/l = 2再查有關(guān)資料可得ηE ≈ 0.66。 因此可得</p><p>　　n = RE(1)/(ηERE) = 40Ω/(0.66×4)Ω ≈ 15</p><p>　　考慮到接地體的均勻?qū)ΨQ布置，選16mm根直徑50mm、長(zhǎng)2.5m的鋼管作 </p><p>　　地體，用40×4mm2的扁鋼連接，環(huán)形布置

70、。</p><p><b>　　選擇雙針等高避雷</b></p><p>　　對(duì)于因?yàn)槔纂妼?dǎo)致的過(guò)電壓，一般分為感應(yīng)過(guò)電壓和傳導(dǎo)過(guò)電壓。對(duì)于車間變電所感應(yīng)過(guò)電壓是不太可能的，所以傳導(dǎo)過(guò)電壓就成了主要的防雷對(duì)象。對(duì)于防護(hù)由于傳導(dǎo)過(guò)電壓導(dǎo)致的雷電入侵波對(duì)設(shè)備產(chǎn)生的危害一般采用避雷器。避雷器是專設(shè)的放電電壓低于所有被保護(hù)設(shè)備正常耐壓值的保護(hù)設(shè)備。由于它具有良好的接地，故雷電

71、波到來(lái)時(shí)，避雷器首先被激穿并對(duì)地放電，從而使其他電氣設(shè)備受到保護(hù)。當(dāng)過(guò)電壓消失后，避雷器又能自動(dòng)恢復(fù)到起始狀態(tài)。</p><p>　　根據(jù)放電后在恢復(fù)原態(tài)過(guò)程中熄弧方式的不同，避雷器分為管型避雷器和閥型避雷器兩類。</p><p>　　管型避雷器采用的是自吹弧原理，其熄弧能力又切斷電流大小決定。管型避雷器的突出優(yōu)點(diǎn)是殘壓小，簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，但動(dòng)作時(shí)有氣體吹出，放電伏秒特性較陡，因此只用于室外線路

72、。</p><p>　　閥型避雷器由火花間隙和非線性電阻兩種基本元件串聯(lián)組成，全部組成均密封在瓷套內(nèi)，套管上端有引進(jìn)線，通過(guò)它和網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)線連接，下端引出線為接地線。變配電所一般采用閥型避雷器。</p><p>　　通過(guò)上面的分析我們知道對(duì)于這個(gè)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，它屬于變配電所，所以應(yīng)選擇閥型避雷器做為高壓側(cè)的防雷器件。</p><p><b>　　9 結(jié)束語(yǔ)<

73、/b></p><p>　　兩周的課程設(shè)計(jì)結(jié)束了，在這個(gè)過(guò)程中，我結(jié)合所學(xué)發(fā)電廠電氣部分、工廠供電、電力系統(tǒng)分析、繼電保護(hù)等專業(yè)知識(shí)，查閱相關(guān)資料，認(rèn)真分析并結(jié)合相關(guān)工程實(shí)際完成了某機(jī)修廠車間變電所初步設(shè)計(jì)。我懂得了設(shè)計(jì)過(guò)程的具體細(xì)節(jié)和步驟，鞏固了所學(xué)專業(yè)知識(shí)，通過(guò)查閱相關(guān)書(shū)籍對(duì)工程實(shí)際有了一定的了解，使基礎(chǔ)知識(shí)與實(shí)際操作緊密聯(lián)系。尤其對(duì)主接線，電氣設(shè)備以及電力系統(tǒng)的選擇方法進(jìn)一步掌握。我相信這個(gè)過(guò)程對(duì)我今

74、后的學(xué)習(xí)和工作帶來(lái)積極的影響，搭好平臺(tái)。在剩余的學(xué)校時(shí)間里，我會(huì)查漏補(bǔ)缺，提自己在這方面的能力。從這次設(shè)計(jì)中我對(duì)電氣工程有了一個(gè)基本的整體感覺(jué)，對(duì)生活中的電力供應(yīng)有了更好的理解。尤其通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)結(jié)合了這兩年學(xué)的相關(guān)的專業(yè)知識(shí)，對(duì)多門(mén)課程都有了一個(gè)較全面、系統(tǒng)的理解。這些必將對(duì)我以后的學(xué)習(xí)和工作有很好的幫助。最后感謝設(shè)計(jì)過(guò)程中老師的指導(dǎo)和同學(xué)們的幫助。</p><p><b>　　參考資料</b

75、></p><p>　　【1】 水利電力部西北電力設(shè)計(jì)院編.電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)（第一冊(cè)）電氣一次部分.北京：中國(guó)電力出版社，1996重印</p><p>　　【2】 肖艷萍主編.發(fā)電廠變電站電氣設(shè)備.北京：中國(guó)電力出版社，2008.</p><p>　　【3】 李海燕主編.電力系統(tǒng).北京：中國(guó)電力出版社，2006.</p><p&g

76、t;　　【4】 施懷瑾主編.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)（第二版）.重慶大學(xué)出版社.2005</p><p>　　【5】 丁毓山，雷振山 主編.《中小型變電所實(shí)用設(shè)計(jì)手冊(cè)》.水利水電出版社.2000</p><p>　　【6】 陳化鋼主編.企業(yè)供配電.北京：中國(guó)水利水電出版社，2003</p><p><b>　　附錄：</b></p>