10KV工廠配電系統(tǒng)設(shè)計

PAGEPAGE1目錄目錄第一章緒論 1第一章緒論 21.1工廠供電概述 2小結(jié) 41.2設(shè)計任務(wù) 51.3電力負荷計算 5第二章變壓所高壓電器設(shè)備選型 72.2補償電容器選擇 82.3主變壓器的選擇 82.4各變電所變壓器選擇 92.5架空線的選擇 10第三章短路電流及計算 113.1短路的概述 113.1.1短路的原因及類型 113.1.2短路的危害 113.1.3三相短路電流的計算目的 123.2短路電流的計算公式 123.3各母線短路電流列表 13第四章主變壓器繼電保護 134.1繼電保護基本知識 134.1.1繼電器保護的作用 134.1.2繼電器保護的任務(wù) 144.1.3對繼電保護的基本要求 144.1.4繼電保護裝置的組成 144.2保護裝置及整定計算 15第五章二次部分的設(shè)計5.1測量和監(jiān)視裝置 165.2電測量儀表 165.3絕緣監(jiān)視裝置-……………17第六章防雷及接地… 186.1防雷設(shè)備 176.2防雷措施 186.3接地與接地裝置 19第七章變電所設(shè)計說明 19結(jié)論 21致謝 21參考文獻 22第一章緒論1.1工廠供電概述工廠供電，即指工廠所需電能的供應和分配，亦稱工廠配電.電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和核心動力。電能既易于由其他形式的能量轉(zhuǎn)換而來，又易于轉(zhuǎn)換為其他形式的能量以供應用；電能的輸送、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。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。在企業(yè)工廠里，電能雖然是工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動力，但是它在產(chǎn)品成本中所占的比重一般很?。ǔ娀I(yè)外）。電能在工業(yè)生產(chǎn)中的重要性，并不在于它在產(chǎn)品成本中或投資總額中所占的比重多少，而在于工業(yè)生產(chǎn)實現(xiàn)電氣化以后可以大大增加產(chǎn)量，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高勞動生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，減輕工人的勞動強度，改善工人的勞動條件，有利于實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。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。可見，做好工廠供電工作對于發(fā)展工業(yè)自動化生產(chǎn)，實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化，具有十分重要的意義。由于能源節(jié)約是工廠供電工作的一個重要方面，而能源節(jié)約對于國家經(jīng)濟建設(shè)具有十分重要的戰(zhàn)略意義，因此做好工廠供電工作，對于節(jié)約能源、支援國家經(jīng)濟建設(shè)，也具有重大的作用。工廠供電工作要很好地為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)，切實保證工廠生產(chǎn)和生活用電的需要，并確實做好節(jié)能環(huán)保工作，就必須達到以下基本要求：（1）安全：在電能的供應、分配和使用中，不應發(fā)生人身事故和設(shè)備事故。（2）可靠：應滿足電能用戶對供電可靠性的要求。（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。此外，在供電工作中，應合理地處理局部和全局、當前和長遠等關(guān)系，既要照顧局部的當前的利益，又要有全局觀點，能顧全大局，適應社會的發(fā)展。為了保證工廠供電的正常運轉(zhuǎn)，就必須要有一套完整的保護，監(jiān)視和測量裝置。目前多以采用自動裝置，將計算機應用到工廠配電控制系統(tǒng)中去。按照國家標準GB50052-95《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》、GB50053-94《10kv及以下設(shè)計規(guī)范》、GB50054-95《低壓配電設(shè)計規(guī)范》等的規(guī)定，進行工廠供電設(shè)計必須遵循以下原則：（1）遵守規(guī)程、執(zhí)行政策。必須遵守國家的有關(guān)規(guī)定及標準，執(zhí)行國家的有關(guān)方針政策，包括節(jié)約能源，節(jié)約有色金屬等技術(shù)經(jīng)濟政策。（2）安全可靠、先進合理。

應做到保障人身和設(shè)備的安全，供電可靠，電能質(zhì)量合格，技術(shù)先進和經(jīng)合理，采用效率高、能耗低和性能先進的電氣產(chǎn)品。（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(shè)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。（4）全局出發(fā)、統(tǒng)籌兼顧。按負荷性質(zhì)、用電容量、工程特點和地區(qū)供電條件等，合理確定設(shè)計方案。工廠供電設(shè)計是整個工廠設(shè)計中的重要組成部分。工廠供電設(shè)計的質(zhì)量直接影響到工廠的生產(chǎn)及發(fā)展。作為從事工廠供電工作的人員，有必要了解和掌握工廠供電設(shè)計的有關(guān)知識，以便適應設(shè)計工作的需要。設(shè)計內(nèi)容及步驟

全廠總降壓變電所及配電系統(tǒng)設(shè)計，是根據(jù)各個車間的負荷數(shù)量和性質(zhì)，生產(chǎn)工藝對負荷的要求，以及負荷布局，結(jié)合國家供電情況。解決對各部門的安全可靠，經(jīng)濟的分配電能問題。其基本內(nèi)容有以下幾方面。

1、負荷計算

全廠總降壓變電所的負荷計算，是在車間負荷計算的基礎(chǔ)上進行的?？紤]車間變電所變壓器的功率損耗，從而求出全廠總降壓變電所高壓側(cè)計算負荷及總功率因數(shù)。列出負荷計算表、表達計算成果。

2、工廠總降壓變電所的位置和主變壓器的臺數(shù)及容量選擇

參考電源進線方向，綜合考慮設(shè)置總降壓變電所的有關(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。

3、工廠總降壓變電所主結(jié)線設(shè)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。對它的基本要求，即要安全可靠有要靈活經(jīng)濟，安裝容易維修方便。

4、廠區(qū)高壓配電系統(tǒng)設(shè)計

根據(jù)廠內(nèi)負荷情況，從技術(shù)和經(jīng)濟合理性確定廠區(qū)配電電壓。參考負荷布局及總降壓變電所位置，比較幾種可行的高壓配電網(wǎng)布置放案，計算出導線截面及電壓損失，由不同放案的可靠性，電壓損失，基建投資，年運行費用，有色金屬消耗量等綜合技術(shù)經(jīng)濟條件列表比值，擇優(yōu)選用。按選定配電系統(tǒng)作線路結(jié)構(gòu)與敷設(shè)方式設(shè)計。用廠區(qū)高壓線路平面布置圖，敷設(shè)要求和架空線路桿位明細表以及工程預算書表達設(shè)計成果。

5、工廠供、配電系統(tǒng)短路電流計算

工廠用電，通常為國家電網(wǎng)的末端負荷，其容量運行小于電網(wǎng)容量，皆可按無限容量系統(tǒng)供電進行短路計算。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。

6、改善功率因數(shù)裝置設(shè)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。由手冊或廠品樣本選用所需移相電容器的規(guī)格和數(shù)量，并選用合適的電容器柜或放電裝置。如工廠有大型同步電動機還可以采用控制電機勵磁電流方式提供無功功率，改善功率因數(shù)。

7、變電所高、低壓側(cè)設(shè)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(shè)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(shè)備。并根據(jù)需要進行熱穩(wěn)定和力穩(wěn)定檢驗。用總降壓變電所主結(jié)線圖，設(shè)備材料表和投資概算表達設(shè)計成果。

8、繼電保護及二次結(jié)線設(shè)計

為了監(jiān)視，控制和保證安全可靠運行，變壓器、高壓配電線路移相電容器、高壓電動機、母線分段斷路器及聯(lián)絡(luò)線斷路器，皆需要設(shè)置相應的控制、信號、檢測和繼電器保護裝置。并對保護裝置做出整定計算和檢驗其靈敏系數(shù)。

設(shè)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(shè)計成果。35kv及以上系統(tǒng)尚需給出二次回路的保護屏和控制屏屏面布置圖。

9、變電所防雷裝置設(shè)計

參考本地區(qū)氣象地質(zhì)材料，設(shè)計防雷裝置。進行防直擊的避雷針保護范圍計算，避免產(chǎn)生反擊現(xiàn)象的空間距離計算，按避雷器的基本參數(shù)選擇防雷電沖擊波的避雷器的規(guī)格型號，并確定其接線部位。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。

10、專題設(shè)計

11、總降壓變電所變、配電裝置總體布置設(shè)計綜合前述設(shè)計計算結(jié)果，參照國家有關(guān)規(guī)程規(guī)定，進行內(nèi)外的變、配電裝置的總體布置和施工設(shè)計。小結(jié)眾所周知，電能是生產(chǎn)的主要能源和動力。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；電能的輸送的分配既簡單，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。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。電能在工業(yè)生產(chǎn)中的重要性，在于工業(yè)生產(chǎn)實現(xiàn)電氣化以后可以大大增加產(chǎn)量，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高勞動生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，減輕工人的勞動強度，改善工人的勞動條件，有利于實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。若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。因此，做好工廠供電工作對于工業(yè)生產(chǎn)，實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化，具有十分重要的意義。

當下供配電系統(tǒng)的發(fā)展趨勢是：

提高供電電壓：以解決大型城市配電距離長，配電功率大的問題，這在我國城市已經(jīng)有先例。

逐步淘汰等級:

因為過細的電壓分級不利于電氣設(shè)備制造的發(fā)展。降低功率損耗:

擴大異步電動機的制造容量，只是由于我國在設(shè)備上還不能全面配套而尚未推廣。

供配電系統(tǒng)自動化：借助計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，對配電網(wǎng)進行離線和在線的智能化監(jiān)控管理。做到保護、運行、管理的自動化，提高工作效率，增強供配電系統(tǒng)的可靠性。關(guān)鍵詞：電力負荷計算、無功補償、短路電流計算、繼電保護1.2設(shè)計任務(wù)1.設(shè)計任務(wù)為某塑料制品廠設(shè)計全廠總配變電所及配電系統(tǒng)。(1)變電所電氣主接線設(shè)計。

(2)短路電流計算。(3)主要電氣設(shè)備選擇。2.原始資料(1)本廠設(shè)有薄膜、單絲、管材、注射等四個車間，設(shè)備選型全部采用我國新定型設(shè)備其外還有輔助車間及其它設(shè)施。(2)全廠各車間電氣設(shè)備及車間變電所負荷計算表（380伏側(cè)）。(3)該廠由處于廠南側(cè)一公里的110/35千伏變電所用35千伏架空線路向其供電，電業(yè)部門變電所配出線路定時限過電流保護裝置的整定時間為2秒，工廠配電所應不大于1.3秒，工廠的功率因數(shù)值要求在0.9以上。(4)生產(chǎn)車間為三班制，部分車間為單班或兩班制，全年最大負荷利用時間為5000小時，屬于三級負荷。(5)本地區(qū)最熱月平均最高溫度為35攝氏度，土壤中0.7—1深處一年最熱月平均溫度為20攝氏度，年暴雷日為30天，土壤凍結(jié)深度為1.10米，主導風向夏季為南風。(6)本廠地表面比較平坦，土壤主要成分為積土及砂質(zhì)粘土，層厚為1.6—7米不等，地下水位一般為0.7米，地耐壓力為20噸/平方米。1.3電力負荷計算表1-1全廠各車間電氣設(shè)備及車間變電所負荷計算表（380伏側(cè)）序號車間或用電設(shè)備組名稱設(shè)容量（千瓦）需要系數(shù)Kx功率因數(shù)Cos功率因數(shù)腳正切tan計算負荷有功(千瓦)無功(千乏)視在(千伏安)(1)NO1變電所1薄膜車間140038401117.214002原料庫3037.512.975153生活間100.810884成品庫（一）37.512.975155成品庫（二）37.212.45614.46包裝材料庫3610.38127小計1509876.21165.9861458.5（2）NO2變電所1單絲車2313852水泵及設(shè)備200.650.80.75139.7516.253小981398.4（3）NO3變電所1注塑車間18375.6100.5481262管材車間8800.350.61.33308409.64513.3333小計1069383.6510.188638.31(4）NO4變電所1復制車間13382.8143.244165.62生活室100.81883浴室30.812.42.44鍛工車間300.30.651.17910.5313.8465原料生活間150.8112126倉庫74.57.78597機修模具車間1000.250.651.732529.2538.4628熱處理車間15029091.8128.5719鉚焊車間18035493.4210810小計641287.7376.029473.46(5)NO5變電所1鍋爐房2000.70.750.88140123.2186.6672實驗室1331.2554.062562.53輔助材料庫132238.06444油泵房150.650.80.759.757.312512.18755加油站100.650.80.756.54.8758.1256辦公室3911.97157小計475218.5239.48324.188全廠合計509926103406.669乘以參差系數(shù)全廠合計（=0.9，=0.95）0.58723493236.333998.969乘以參差系數(shù)全廠合計（=0.9，=0.95）0.58723493236.333998.96根據(jù)公式：=Kx*=*tan=/Cos分別計算出各車間的有功和無功功率及視在功率的計算值填入表1-1。第二章變壓所高壓電器設(shè)備選型2.1電氣設(shè)備選擇的一般條件

盡管電力系統(tǒng)中各種電氣設(shè)備的作用和工作條件并不一樣，具體選擇方法也不完全相同，但對它們的基本要求卻是一致的。電氣設(shè)備要能可靠的工作，必須按正常工作條件進行選擇，并按短路狀態(tài)來校驗動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。

(一)按正常工作條件選擇電氣設(shè)備

1.額定電壓

電氣設(shè)備所在電網(wǎng)的運行電壓因調(diào)壓或負荷的變化，有時會高于電網(wǎng)的額定電壓，故所需電氣設(shè)備允許的最高工作電壓不得低于所接電網(wǎng)的最高運行電壓，通常，規(guī)定一般電氣設(shè)備允許的最高工作電壓為設(shè)備額定電壓的1.1～1.15倍，而電網(wǎng)運行電壓的波動范圍，一般不超過電網(wǎng)額定電壓的1.15倍。因此，在選擇電氣設(shè)備時，一般可按照電氣設(shè)備的額定電壓UN不低于裝置地點電網(wǎng)額定電壓USN的條件選擇，即

UN≥USN

(2-1)

2.額定電流

電氣設(shè)備的額定電流IN是指在額定環(huán)境溫度θ0

下，電氣設(shè)備的長期允許電流。IN不小于該回路在各種合理運行方式下的最大持續(xù)工作電流Imax，即

IN≥Imax

(2-2)

3.環(huán)境條件對設(shè)備選擇的影響

當電氣設(shè)備安裝地點的環(huán)境(尤其注意小環(huán)境)條件如溫度、風速、污穢等級、海拔高度、地震烈度和覆冰厚度等條件超過一般電氣設(shè)備使用條件時，應采取措施。

一般當海拔在1000～3500m范圍內(nèi)，若海拔比廠家規(guī)定值每升高100m，則電氣設(shè)備允許最高工作電壓要下降1%。當最高工作電壓不能滿足要求時，應采用高原型電氣設(shè)備，或采用外絕緣高一電壓等級的產(chǎn)品。對于110kV及以下電氣設(shè)備，由于外絕緣裕度較大，可在海拔2000m以下使用。

我國生產(chǎn)的電氣設(shè)備一般使用的額定環(huán)境溫度θ0

=40oC，若周圍環(huán)境溫度高于40

oC但不大于60

oC時，其允許電流一般可按每增高1

oC，額定電流減少1.8%進行修正；當環(huán)境溫度低于+40

oC時，環(huán)境溫度每降低1

oC，額定電流可增加0.5%，但其最大電流不得超過額定電流的20%

(二)按短路狀態(tài)校驗

1.短路熱穩(wěn)定校驗

短路電流通過電氣設(shè)備時，電氣設(shè)備各部件溫度(或發(fā)熱效應)應不超過允許值。滿足熱穩(wěn)定的條件為

2tkItQ

(2-3)

式中：Qk短路電流產(chǎn)生的熱效應；

It、t分別為電氣設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流和時間。

2.動穩(wěn)定校驗

動穩(wěn)定是電氣設(shè)備承受短路電流和機械效應的能力，亦稱動穩(wěn)定。滿足動穩(wěn)定的條件為

ies≥

ish

或

Ies≥Ish

(2-4)

式中：ish、Ish分別為短路沖擊電流幅值及其有效值；ies、Ies分別為電氣設(shè)備允許通過的動穩(wěn)定電流的幅值及其有效值。

同時，應按電氣設(shè)備在特定的工程安裝使用條件，對電氣設(shè)備的機械負荷能力進行校驗，即電氣設(shè)備的端子允許荷載應大于設(shè)備引線在短路時的最大電動力2.2補償電容器選擇由于本設(shè)計中上級要求cosφ≥0.9,而全廠自然功率因數(shù)：cos￠=Pjs/Qjs=2349/3998.95=0.587<0.9，因此需要進行無功補償?？紤]到主變壓器的無功損耗遠大于有功損耗，因此暫取cos￠=0.92來計算380V側(cè)所需無功功率補償容量。故：補償無功功率為Qc=Pjs(tan￠1-tan￠2)=2349[tan(arccos0.587)-tan(arccos0.92)]=2239.06Kvar采用24個BWF6.3-100-1并聯(lián)電容器進行補償，總共補償容量100Kvar*24=2400Kvar。2.3主變壓器的選擇由于該廠的負荷屬于二級負荷，對電源的供電可靠性要求較高，宜采用兩臺變壓器，以便當一臺變壓器發(fā)生故障后檢修時，另一臺變壓器能對一、二級負荷繼續(xù)供電，故選兩臺變壓器（暗備用），每臺容量按SN.T≥0.8×2493.44kVA=1994.8kVA因此選兩臺S9-2000/35型低損耗配電變壓器，其聯(lián)接組別采用Yyn0。因此無功補償后工廠380V側(cè)和35KV側(cè)的負荷計算如表2-1所示。表2-1無功補償后工廠的計算負荷項目cos￠計算負荷/kW/kvar/kVA380V側(cè)補償前負荷0.58723493236.333998.96380V側(cè)無功補償容量-2400380V側(cè)補償后負荷0.942349836.332493.44主變壓器功率損耗0.015=370.06=15035KV側(cè)負荷總計0.922386986.332581.832.4各變電所變壓器選擇NO1安裝兩臺變壓器互相暗備用，其容量按SN.T≥0.7×=0.7×1458.5kVA=1020.95kVA因此選兩臺S9-1250/10型低損耗配電變壓器，其聯(lián)接組別采用Yyn0。NO2安裝兩臺變壓器互相暗備用，其容量按SN.T≥0.7×=0.7×1398.4kVA=978.88kVA因此選兩臺S9-1000/10型低損耗配電變壓器，其聯(lián)接組別采用Yyn0。NO3安裝一臺變壓器，其容量按SN.T≥=638.31kva因此選一臺S9-800/10型低損耗配電變壓器，其聯(lián)接組別采用Yyn0。NO4安裝一臺變壓器，其容量按SN.T≥=473.46kVA因此選一臺S9-500/10型低損耗配電變壓器，其聯(lián)接組別采用Yyn0。NO5安裝兩臺變壓器互相暗備用，其容量按SN.T≥0.7×=0.7×324.18kVA=226.93kVA因此選兩臺S9-250/10型低損耗配電變壓器，其聯(lián)接組別采用Yyn0。表2-2各變壓器型號及其參數(shù)型號額定電壓/kV連接組別損耗/W空載電流（%）阻抗電壓（%）高壓低壓空載負載主變壓器兩臺暗備用S9-2000/35356.3Yyn02600190000.756.5NO1兩臺暗備用S9-1250/106.30.4Yyn01950120000.64.5NO2兩臺暗備用S9-1000/106.30.4Yyn01700103000.74.5NO3選一臺S9-800/106.30.4Yyn0140075000.84.5NO4選一臺S9-500/106.30.4Yyn096051001.04NO5兩臺暗備用S9-250/106.30.4Yyn056030501.242.5架空線的選擇1.由于本廠由電業(yè)部門某一110/35千伏變電所供電且兩臺主變壓器互相暗備用所以架空線選擇兩條互相明備用。2.架空線截面積的選擇(1)按經(jīng)濟電流密度選擇導線截面積線路在工作時的最大工作電流：Ig=/（*）=2581.83/（*35）=42.6A該生產(chǎn)車間為三班制，部分車間為單班或兩班制，全年最大負荷利用時數(shù)為5000小時，屬于三級負荷。其鋼芯鋁線的電流密度J=0.9所以導線的經(jīng)濟截面面積：Sj=Ig/J=42.6/0.9=47.33mm2考慮到線路投入使用的長期發(fā)展遠景，選用截面積為50mm2的導線，所以35KV架空線為LGJ-50的導線。(2)按長時允許電流校驗導線截面積。查表得LGJ-50型裸導線的長時允許電流Iy=220A(=25)當環(huán)境溫度為35度時，導線最高工作溫度為70度。其長時允許電流為：=Iy=194.02A當一臺變壓器滿載，一條輸電線檢修時導線負荷最大，這時的負荷電流為：Ie=Se/（*Un）=33A由于Ie<,所以符合要求。3)按電壓損失校驗查表得LGJ-50導線的單位長度電阻和電流為：R0=0.65X0=0.42線路總的電壓損失為：U=(P*R+Q*X)/Un=56.15V電壓損失百分比為：U%=U/Un=0.0016<0.05所以導線符合要求。(4)按機械強度校驗鋼芯鋁線非居民區(qū)35KV最小允許截面為10mm2所以符合要求。第三章短路電流及計算3.1短路的概述短路是指不同電位的導體之間的電氣短接。這是電力系統(tǒng)中最常見的一種故障，也是電力系統(tǒng)中最嚴重的一種故障。為了確保電力系統(tǒng)的安全運行，有必要研究短路及有關(guān)問題。3.1.1短路的原因及類型1.造成短路的原因有以下幾個方面：（1）電氣絕緣損壞。（2）誤操作及誤接。（3）飛禽跨接裸導線。（4）其他原因。如地質(zhì)災害、惡劣天氣使輸電線斷線、倒桿，或人為盜竊、破壞等原因?qū)е露搪贰?.短路的類型在三相供電系統(tǒng)中，可能發(fā)生短路的形式有：短路短路對稱電路三相短路不對稱電路單線短路兩線短路兩相短路接地兩相接地短路單項接中性線短路單相接地短路3.1.2短路的危害電力系統(tǒng)發(fā)生短路，導致網(wǎng)絡(luò)總阻抗減少，短路電流可能超過正常電流的十幾倍甚至幾十倍，數(shù)值高達幾萬安到幾十萬安。而且，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)電壓會降低，從而對電力系統(tǒng)產(chǎn)生極大的危害。主要表現(xiàn)在：（1）損壞線路或設(shè)備。（2）電壓驟降。（3）造成停電事故。（4）產(chǎn)生電磁干擾。（5）影響電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，造成系統(tǒng)癱瘓。3.1.3三相短路電流的計算目的為了保證電力系統(tǒng)安全運行，擇電氣設(shè)備時，要用流過該設(shè)備的最大短路電流進行熱穩(wěn)定校驗和動穩(wěn)定校驗，以保證設(shè)備在運行中能夠經(jīng)受住突發(fā)短路引起的發(fā)熱和點動力的巨大沖擊。同時，為了盡快切斷電源對短路點的供電，繼電保護裝置將自動地使有關(guān)斷路器跳閘。繼電保護裝置的整定和斷路器的選擇，也需要短路電流數(shù)據(jù)。3.2短路電流的計算公式（標幺值計算方法）：基準容量Sd，基準電壓Uav（1）電力系統(tǒng)的電抗標幺值：=Sd/Soc（2）電力線路的電抗標幺值：=LSd/（3）電力變壓器的電抗標幺值：=Uk%Sd/100SN（4）三相短路電流周期分量有效值：=Id/（5）短路點處的次暫態(tài)短路電流：==（6）短路沖擊電流：=2.55（高壓系統(tǒng)）=1.84(低壓系統(tǒng))（7）沖擊電流有效值=1.51（高壓系統(tǒng)）=1.09(低壓系統(tǒng))（8）三項短路容量：=Sd/（9）=0.866，=0.866，=0.8663.3各母線短路電流列表根據(jù)下圖和以上公式計算母線短路電流：圖3-1短路計算電路表3-1母線短路電流列表短路計算點三相短路電流/KA三相短路容量/MVAK-12.942.942.947.54.44188.68K-57.824.6346.4第四章主變壓器繼電保護4.1繼電保護基本知識4.1.1繼電器保護的作用繼電保護的作用是防止因短路故障或不正常運行狀態(tài)造成電氣設(shè)備或供配電系統(tǒng)的損壞，提高供電可靠性，繼電保護是變電所二次回路的重要組成部分。4.1.2繼電器保護的任務(wù)繼電保護裝置是一種能反映電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生的故障或異常運行狀態(tài)，并動作于斷路器跳閘或發(fā)出信號的一種自動裝置。他的基本任務(wù)是：（1）自動、迅速、有選擇的將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，并保證無故障部分迅速恢復正常運行；（2）正確反映電氣設(shè)備的不正常狀態(tài)，發(fā)出預告信號，以便操作人員采取措施，恢復電氣設(shè)備的正常運行；（3）與供電系統(tǒng)的自動裝置（如自動重合閘裝置、備用電源自動投入裝置等）配合，提高供電系統(tǒng)的運行可靠性。4.1.3對繼電保護的基本要求對于電力系統(tǒng)繼電保護裝置應滿足可靠性、選擇性、靈敏性和速動性的基本要求。(1)選擇性保護裝置的選擇性是指保護裝置動作時，僅將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使停電范圍盡量縮小，以保證電力系統(tǒng)中的無故障部分仍能繼續(xù)安全運行。滿足這一要求的動作成為“選擇性動作”。(2)可靠性保護裝置的可靠性是指在規(guī)定的保護區(qū)內(nèi)發(fā)生故障時，它不應該拒絕動作；而在正常運行或保護區(qū)外發(fā)生故障時，不應該誤動作。(3)速動性發(fā)生故障時，繼電保護應該盡快地動作，切出故障，減少故障引起的損失，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。(4)靈敏度靈敏度是表征保護裝置對其保護區(qū)內(nèi)發(fā)生故障或異常運行狀態(tài)的反應能力。4.1.4繼電保護裝置的組成繼電保護裝置的構(gòu)成原理一般情況下，整套的繼電保護裝置是由測量部分、邏輯部分和執(zhí)行部分組成的。其原理結(jié)構(gòu)如圖4-1所示測量部分測量部分邏輯部分執(zhí)行部分輸入信號輸入信號整定值1.測量部分測量部分測量被保護設(shè)備的某物理量，并與給定的整理值進行比較，根據(jù)比較的結(jié)果，從而判斷保護是否應該動作。2.邏輯部分邏輯部分是根據(jù)測量部分各輸出量的大小、性質(zhì)、輸出的邏輯狀態(tài)、出現(xiàn)的順序或它們的組合，使保護裝置按一定的邏輯關(guān)系工作，然后確定是否應該使斷路器跳閘或發(fā)出信號，并將有關(guān)命令傳給執(zhí)行部分。3.執(zhí)行部分執(zhí)行部分是根據(jù)邏輯部分傳送的信號，最后完成保護裝置所擔負的任務(wù)，如故障時動作于跳閘；異常運行時發(fā)出信號；正常運行時不動作等。4.2保護裝置及整定計算1.瓦斯保護采用FJ-80型開口杯擋板式氣體繼電器。2.裝設(shè)反時限過電流保護采用GL15型感應式過電流繼電器，兩相兩繼電器式接線，去分流跳閘的操作方式。3.電流互感器的選擇高壓側(cè)：I1N=2000/（35×）=32.99A電流互感器采用三角形接法，計算電流互感器變比Ki=（32.99×）/5=57.1/5，選用電流互感器變比Ki=100/5=20（1）過電流動作電流的整定IL.max=2.5×2000KVA/(×35kv)=82.48A取Krel=1.3,Ki=100/5=20,KW=1,Kre=0.8因此Iop=Krel×KW×IL.max/(Kre×Ki)=1.3×1×82.48A/(0.8×20)=6.7A故動作電流整定為7A。（2）過電流保護電流動作時間的整定過電流保護動作時間△t≥t1-t2=2-1.3=0.7s故其過電流保護的動作時間可整定為最短的0.7S。（3）過電流保護靈敏系數(shù)的校驗Ik.min=/KT=0.866×4.25/(35Kv/6.3KV)=0.66KAIop.1=Iop×Ki/KW=7×20/1=140A所以：Sp=660/140=4.7>1.5滿足規(guī)定的靈敏系數(shù)1.5的要求。3.裝設(shè)電流速斷保護采用GL15型繼電器的電流速斷裝置來實現(xiàn)。（1）速斷電流的整定Ik.max==4.25KAIqb=Krel×KW×Ik.max/(Ki×KT)=1.4×1×4.25KA/(20×5.56)=53.5A速斷電流倍數(shù)整定為Kqb=53.5/7=7.6滿足規(guī)定的倍數(shù)。（2）電流速斷保護靈敏度系數(shù)的整定Ik.min==0.866×2.94=2.55KA,Iqb.1=Iqb×Ki/KW=63×20/1=1260A所以：Sp=2550/1260=2.02>2滿足規(guī)定的靈敏系數(shù)2的要求。第五章二次部分的設(shè)計5.1測量和監(jiān)視裝置在總配電所10KV側(cè)進行計量，那么在總配電所的進線上就應該裝有PT，CT和測量儀表。5.2電測量儀表為了監(jiān)視供電系統(tǒng)一次設(shè)備的運行狀態(tài)和計量一次系統(tǒng)消耗的電能，保證供電系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)和經(jīng)濟合理地運行，工廠供電系統(tǒng)的電力裝置中必須裝設(shè)一定數(shù)量的電測量儀表。

為了躲開車間變壓器損耗引起的誤差，決定在電源進線處（即10KV側(cè)）進行計量。

各測量儀表的配置要求如下：

1.在工廠的電源進線上，裝設(shè)用于計費的有功電度表和無功電度表，為了解負荷電流，進線上還應裝設(shè)（1～3）只電流表。

2.高壓配電所的兩段母線上，分別裝設(shè)電壓表測量電壓。在小電流接地系統(tǒng)中，各段母線上還應裝設(shè)絕緣監(jiān)視裝置。3.10kv母聯(lián)短路器上應該裝設(shè)電流表。

4.對于車間變電所，在高壓側(cè)裝設(shè)電流表和有功電度表各一只。

5.10KV的配電線路上，應裝設(shè)電流表、有功和無功電度表各一只。

6.0.4KV的電源進線或車間變壓器低壓側(cè)，各相應裝設(shè)一只電流表。

7.8.0.4KV低壓配電母線上裝設(shè)一只電壓表。10KV高壓線路電氣測量儀表接線原理圖5.3絕緣監(jiān)視裝置絕緣監(jiān)視裝置用于中性點不接地（或經(jīng)消弧線圈接地）的系統(tǒng)中，以便及時發(fā)現(xiàn)單相接地故障，設(shè)法處理，以免故障發(fā)展為兩相接地短路，造成停電事故。

10KV系統(tǒng)的絕緣監(jiān)視裝置，可采用三相雙繞組電壓互感器和三只電壓表，也可采用三個單相三繞組電壓互感器或者一個三相五芯柱三繞組電壓互感器。接成Y0的二次繞組，其中三只電壓表均接各相的相電壓。當一次電路其中一相發(fā)生接地故障時，電壓互感器二次側(cè)的對應相的電壓表指零，其它兩相的電壓表讀數(shù)則升高到線電壓。由指零電壓表的所在相即可得知該相發(fā)生了單相接地故障。第六章防雷及接地6.1防雷設(shè)備信息時代的今天，電腦網(wǎng)絡(luò)和通訊設(shè)備越來越精密，其工作環(huán)境的要求也越來越高，而雷電以及大型電氣設(shè)備的瞬間過電壓會越來越頻繁的通過電源、天線、無線電信號收發(fā)設(shè)備等線路侵入室內(nèi)電氣設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，造成設(shè)備或元器件損壞，人員傷亡，傳輸或儲存的數(shù)據(jù)受到干擾或丟失，甚至使電子設(shè)備產(chǎn)生誤動作或暫時癱瘓、系統(tǒng)停頓，數(shù)據(jù)傳輸中斷，局域網(wǎng)乃至廣域網(wǎng)遭到破壞。其危害觸目驚心，間接損失一般遠遠大于直接經(jīng)濟損失。防雷設(shè)備就是通過現(xiàn)代電學以及其它技術(shù)來防止被雷擊中的設(shè)備。防雷的設(shè)備主要有接閃器和避雷器。其中，接閃器就是專門用來接受直接雷擊（雷閃）的金屬物體。接閃的金屬稱為避雷針。接閃的金屬線稱為避雷線，或稱架空地線。接閃的金屬帶稱為避雷帶。接閃的金屬網(wǎng)稱為避雷網(wǎng)。避雷器是用來防止雷電產(chǎn)生的過電壓波沿線路侵入變配電所或其它建筑物內(nèi)，以免危及被保護設(shè)備的絕緣。避雷器應與被保護設(shè)備并聯(lián)，裝在被保護設(shè)備的電源側(cè)。當線路上出現(xiàn)危及設(shè)備絕緣的雷電過電壓時，避雷器的火花間隙就被擊穿，或由高阻變?yōu)榈妥?，使過電壓對大地放電，從而保護了設(shè)備的絕緣。避雷器的型式，主要有閥式和排氣式等。6.2防雷措施1.架空線路的防雷措施（1）架設(shè)避雷線這是防雷的有效措施，但造價高，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，一般只在進出變配電所的一段線路上裝設(shè)。而10KV及以下的線路上一般不裝設(shè)避雷線。（2）提高線路本身的絕緣水平在架空線路上，可采用木橫擔、瓷橫擔或高一級的絕緣子，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。（3）利用三角形排列的頂線兼作防雷保護線由于3～10KV的線路是中性點不接地系統(tǒng)，因此可在三角形排列的頂線絕緣子裝以保護間隙。在出現(xiàn)雷電過電壓時，頂線絕緣子上的保護間隙被擊穿，通過其接地引下線對地泄放雷電流，從而保護了下面兩根導線，也不會引起線路斷路器跳閘。（4）裝設(shè)自動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或稍長一點時間后自動重合閘，電弧通常不會復燃，從而能恢復供電，這對一般用戶不會有什么影響。（5）個別絕緣薄弱地點加裝避雷器對架空線路上個別絕緣薄弱地點，如跨越桿、轉(zhuǎn)角桿、分支桿、帶拉線桿以及木桿線路中個別金屬桿等處，可裝設(shè)排氣式避雷器或保護間隙。變配電所的防雷措施（1）裝設(shè)避雷針室外配電裝置應裝設(shè)避雷針來防護直接雷擊。如果變配電所處在附近高建（構(gòu)）筑物上防雷設(shè)施保護范圍之內(nèi)或變配電所本身為室內(nèi)型時，不必再考慮直擊雷的保護。（2）高壓側(cè)裝設(shè)避雷器這主要用來保護主變壓器，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。為此要求避雷器應盡量靠近主變壓器安裝。避雷器的接地端應與變壓器低壓側(cè)中性點及金屬外殼等連接在一起。在每路進線終端和每段母線上，均裝有閥式避雷器。如果進線是具有一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。

（3）低壓側(cè)裝設(shè)避雷器這主要用在多雷區(qū)用來防止雷電波沿低壓線路侵入而擊穿電力變壓器的絕緣。當變壓器低壓側(cè)中性點不接地時（如IT系統(tǒng)），其中性點可裝設(shè)閥式避雷器或金屬氧化物避雷器或保護間隙。6.3接地與接地裝置電氣設(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體，稱為接地體，或稱接地極。專門為接地而人為裝設(shè)的接地體，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體，稱為接地線。接地線在設(shè)備、