某化纖廠總降壓變電站設(shè)計

1 電力行業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，它的發(fā)展直接關(guān)系到國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的興衰成敗，它為現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科學(xué)技術(shù)和國防提供必不可少的動力。以發(fā)電廠電氣部分、高電壓技術(shù)、繼電保護(hù)等專業(yè)知識為理論依據(jù)，主要對該廠變電站高壓部分進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計訓(xùn)練。設(shè)計步驟主要包括：負(fù)荷統(tǒng)計、負(fù)荷計算、方案比較、供電方式確定、短路電流計算、電氣設(shè)備選擇與繼電保護(hù)整定以及防雷接地等內(nèi)容。電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動力.隨著現(xiàn)代文明的發(fā)展與進(jìn)步，社會生產(chǎn)和生活對電能供應(yīng)的質(zhì)量和管理提出了越來越高的要求。工廠供電系統(tǒng)的核心部分是變電所。因此，設(shè)計和建造一個安全、經(jīng)濟(jì)的變電所，是極為重要的。本次是紡織廠35KV變電所的初步設(shè)計，主要為電氣一次部分。本《電力系統(tǒng)分析》、《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理》等),且對各類變電所了解后設(shè)計的。本次設(shè)計主要包括變電所總體分析、電力系統(tǒng)分析、主接線選擇、主變選擇、無功補(bǔ)償設(shè)備選擇、短路電流的計算、電氣設(shè)備的選擇、防雷設(shè)計、配電裝置和平面設(shè)置等。在主接線設(shè)計中，在35KV側(cè)我們把兩種接線方式在經(jīng)濟(jì)性、靈活性、可靠性三個方面進(jìn)行比較，最后選擇35KV采用單母線分段接線方式，在10KV側(cè)采用單母分段接線方式。因此，必需合理設(shè)計變電所各個系統(tǒng)和運(yùn)用先進(jìn)的電氣設(shè)備，這對滿足變電所安全供電是極為重要的，而經(jīng)濟(jì)性就是要求電氣設(shè)備的初期投資與運(yùn)行費(fèi)用達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理，只有滿足這幾項要求，才能使工廠生產(chǎn)不受影響。畢業(yè)設(shè)計是學(xué)習(xí)的重要環(huán)節(jié)，也是學(xué)校對我們所學(xué)專業(yè)知識的綜合，通過設(shè)計可以使我在分析計算，掌握工程設(shè)計的技術(shù)經(jīng)濟(jì)規(guī)定，查閱工具書等技能方面得以提高，為以后的工作打下良好的基礎(chǔ)。2 第1章工廠簡介及設(shè)計要求1.1工廠生產(chǎn)任務(wù)及車間組成1.1.1生產(chǎn)規(guī)模及產(chǎn)品規(guī)格本廠生產(chǎn)化纖產(chǎn)品，年生產(chǎn)能力為2.3×106m，其中厚織物占50%，中厚織物占30%，薄織物占20%。全部產(chǎn)品中以腈綸為主體的混紡物占60%，以滌綸為主體的混紡物占40%。本廠設(shè)有一個主廠房，其中有制條車間、紡紗車間、織造車間、染整車間等四個生產(chǎn)車間，還有輔助車間及其它設(shè)施，詳見全廠總平面布置1.2設(shè)計依據(jù)圖1-1化纖廠平面圖1.2.2供用電協(xié)議本廠與電業(yè)部門所簽訂的供用電協(xié)議主要內(nèi)容如下：(1)電業(yè)部門某35/10千伏變電所，用10千伏雙回架空線路向本廠供電，該所在廠南側(cè)1.0公里；3 秒，要求配電所不大于1.0秒；(3)在總配變電所10千伏則計量；(4)要求本廠的功率因數(shù)值在0.9以上。(5)配電系統(tǒng)技術(shù)數(shù)據(jù)：表1-1變電所10千伏母線短路數(shù)據(jù)表電源10電源10千伏母線短路容量S(3)=187兆伏安dmaxS(3)=107兆伏安dmin系統(tǒng)最大運(yùn)行方式時系統(tǒng)最小運(yùn)行方式時系統(tǒng)為無限大容量1.2.3工廠負(fù)荷性質(zhì)本廠多數(shù)車間為三班工作制，少數(shù)車間為一班或兩班制，年最大有功負(fù)荷利用小時為6000h，本廠屬二級負(fù)荷。1.2.4工廠自然條件（1）氣象條件年最高氣溫38℃,年平均氣溫23℃,年最低氣溫-8℃,年最熱月平均最高氣溫33℃,年最熱月平均氣溫26℃,年最熱月地下0.8m處平均溫度25℃,常年主導(dǎo)風(fēng)向為東北風(fēng)，年雷暴日數(shù)22。（2）地質(zhì)水文資料平均海拔500m，地層以砂粘土為主，地下水位3-5m。4 第2章負(fù)荷計算及功率因數(shù)補(bǔ)償計算2.1負(fù)荷計算2.1.1負(fù)荷計算的意義電力負(fù)荷是供電設(shè)計的依據(jù)參數(shù)。計算準(zhǔn)確與否，對合理選擇設(shè)備，安全可靠與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，均起決定性作用。工廠生產(chǎn)的電力負(fù)荷計算，基本上采用負(fù)荷密度法和需要系數(shù)法。負(fù)荷計算的目的是為了掌握用典情況，合理選擇配電系統(tǒng)的設(shè)備和元件，如導(dǎo)線、變壓器、開關(guān)等，負(fù)荷計算過小則依此選用的設(shè)備和載流部分有過熱的危險，輕者使線路和配電設(shè)備的壽命降低，重者則影響供電系統(tǒng)的安全運(yùn)行，為此，正確進(jìn)行負(fù)荷計算是供電設(shè)計的前提，也是實(shí)現(xiàn)供電系統(tǒng)安全，經(jīng)濟(jì)允許的必要手段。2.1.2負(fù)荷計算的方法法。在此次選擇的設(shè)計中，設(shè)備臺數(shù)較多，各臺設(shè)備容量相差不太懸殊，所以考慮采用需要系數(shù)法。需要系數(shù)法的主要步驟：(1)將用電設(shè)備分組，求出各組用電設(shè)備的總額定容量。(2)查出各組用電設(shè)備相應(yīng)需要系數(shù)及對應(yīng)的功率因數(shù)。(3)用需要系數(shù)法求車間或全廠的計算負(fù)荷時，需要在各級配電點(diǎn)乘以同期系數(shù)K。需要系數(shù)法的計算過程：先從用電端起逐級往電源方向計算，即：首先按需要系數(shù)法求得各車間低壓側(cè)有功及無功計算負(fù)荷，加上本車間變電所的變壓器有功及無功功率損耗，即得車間變電所高壓側(cè)計算負(fù)荷；其次是將全廠各車間高壓則負(fù)荷相加同時加上廠區(qū)配電線路的功率損耗，再乘以同時系數(shù)。便得出工廠總降壓變電所低壓側(cè)計算負(fù)荷；然后再考慮無功功率的影響和總降壓變電所主變壓器的功率損耗，其總和就是全廠計算負(fù)荷。需要系數(shù)法計算公式如表2-15表2-1需要系數(shù)法的計算公式表計算負(fù)荷有功（Kw）無功（Kvar）視在（KVA）電流（A）計算負(fù)荷計算公式P=KpQ=Ptanφ計算公式適用條件已知三相用電設(shè)備組或的設(shè)備容量及功率因數(shù)，求其計算負(fù)荷。適用條件有功（Kw）有功（Kw）`無功（Kvar）視在（KVA）已求出各設(shè)備組或各單Σp位的有功和無功計算負(fù)2222荷后，求總的計算負(fù)荷。I電流（A）I電流（A）NNP—設(shè)備組或單位的設(shè)備容量，不記備用設(shè)備容量。EU—設(shè)備額定電壓。EK—需要系數(shù)dK∑p\K∑q—有功和無功符荷同時系數(shù)。P∑\K∑—設(shè)備組的有功和無功計算負(fù)荷。（1）對反復(fù)短時工作制設(shè)備，其容量必須按規(guī)定的負(fù)荷持續(xù)率進(jìn)行換算（2）用電設(shè)備組、車間和工廠的需要系數(shù)參見有關(guān)表格。KΣP=0.85—0.95,KΣq=0.9—0.95。2.1.3全廠各車間電氣設(shè)備及車間變電所負(fù)荷計算表6表2-2各車間負(fù)荷計算表用電或車間單位名稱(kW)設(shè)備容量KXCOSΦTgΦ計算負(fù)荷備注(KW(KW)Q(Kvar)S(kVA)jssjssjs∑(1)NO1變電所12345678制條3400.80.80.75272204340車間紡紗3400.80.80.75272204340車間軟水86.10.650.80.7555.9741.9869.96站鍛工36.90.30.651.1711.0712.9517.03車間機(jī)修296.20.30.51.7388.86153.7177.7車間托兒所12.80.60.61.337.6810.2112.8幼兒園倉37.960.30.51.1711.3913.3322.780.9庫小10353.384.196.89647.1576.16866.43計(2)N變電所織造1車間染整2車間5250.80.80.754203155254900.80.80.7539229449031.880.81--1.504---1.5047理發(fā)室420.630.750.80.7515.4711.619.34獨(dú)身5宿舍小6計200.81--16---16951.83.563.962.03760.48558.54946.62(3)N變電所鍋爐1房水泵2房化驗3室卸油4泵房小6計1511185028312.30.750.750.750.752.70.80.80.80.82.880.750.750.750.752.7113.384.94141.5688.5110.62566.37588.5110.62537.546.87528.12537.546.8752115.7526.25234.2175.67292.792.2功率因數(shù)補(bǔ)償計算2.2.1工廠的功率因數(shù)最大負(fù)荷時的功率因數(shù)就是負(fù)荷計算中按有功計算負(fù)荷P30和視在計算負(fù)荷S30計算而得的功率因數(shù)，即PS《供電營業(yè)規(guī)則》規(guī)定：“用戶在當(dāng)?shù)毓╇娖髽I(yè)規(guī)定的電網(wǎng)高峰負(fù)荷時的功率因數(shù)，應(yīng)達(dá)到下列規(guī)定：100kV·A及以上高壓供電用戶功率因數(shù)為0.90以上。其他電力用戶和大、中型電力排灌站、躉購轉(zhuǎn)售電企業(yè)，功率因數(shù)為0.85以上。農(nóng)業(yè)用電，功率因數(shù)為0.80.凡功率因數(shù)不能達(dá)到上述規(guī)定的新用戶，供電企業(yè)可以拒絕供電。對已送電的用戶，供電企業(yè)應(yīng)督促和幫助用戶采取措施，提高功率因數(shù)。對在規(guī)定期限內(nèi)仍未采8 取措施達(dá)到上述要求的用戶，供電企業(yè)可以終止或限制供電?！?.2.2功率因數(shù)的補(bǔ)償供電單位在工廠進(jìn)行初步設(shè)計時對功率因數(shù)都要提出一定的要求，它是根據(jù)工廠電源進(jìn)線、電力系統(tǒng)發(fā)電廠的相對位置以及工廠負(fù)荷的容量決定的。根據(jù)《全國供用電規(guī)則》的規(guī)定，本設(shè)計要求用戶的功率因供電單位對工廠功率因數(shù)這樣高的要求，僅僅依靠提高自然功率因數(shù)的辦法，一般不能滿足要求。因此，工廠便需要裝設(shè)無功補(bǔ)償裝置，對功率因數(shù)進(jìn)行人工補(bǔ)償。補(bǔ)償容量可按下式確定：式中tanθ——補(bǔ)償前自然平均功率因數(shù)cosθ對應(yīng)的正切值；tanθ——補(bǔ)償后自然平均功率因數(shù)cosθ對應(yīng)的正切值；Δq——補(bǔ)償率kvar/kwcp——設(shè)計時求得的平均負(fù)荷，單位為kw；q——單個電容器的容量kvarcn——并聯(lián)電容器的個數(shù)補(bǔ)償前各變電所功率因數(shù)如2-3表所示：表2-3補(bǔ)償前各變壓器功率因數(shù)NO.10.66NO.20.79NONO.10.66NO.20.79NO.30.8COSΦ設(shè)計中考慮到經(jīng)濟(jì)實(shí)用的原則采用低壓集中補(bǔ)償方式，其特點(diǎn)是能補(bǔ)償?shù)蛪耗妇€以前的無功功率，可是變壓器的無功功率得到補(bǔ)償，從而有可能建交變壓器容量，且運(yùn)行維護(hù)也較方便。適用于中小型工廠或車間變電所低壓側(cè)基本無功功率的補(bǔ)償。并聯(lián)電容器采用我國生產(chǎn)的BW0.4—14—3系列靜電電容器，其單臺靜電電容器能夠發(fā)出的無功功率少，q=14kvar，容易組成所需的補(bǔ)c償容量，并且安裝拆卸方便，對于放電電阻采用6只220V25W白熾燈泡星形連接，即可滿足要求，但必須注意以下特點(diǎn)：(1)靜電電容器的周圍空氣極限溫度是-40℃—40℃,因此電容器室應(yīng)有良好的通風(fēng)，當(dāng)周圍空氣溫度達(dá)到35時，應(yīng)將電容器從電網(wǎng)中切除；(2)電容器對電壓較敏感，運(yùn)行時要嚴(yán)格監(jiān)視其電壓；(3)電容器從電網(wǎng)上切除時，電容器上有9殘余電量，危及工作人員安全，必須加接放電電阻。經(jīng)查表得Δq，根據(jù)以上公式求得各變電所所需的電容器個數(shù)，c列于2-4表：表2-4各變電所所需的電容器個數(shù)NONO.10.71459.433NO.30.3377.36NO.20.3828921cQCn補(bǔ)償后各變電所的計算負(fù)荷如2-5表所示：表2-5補(bǔ)償后各變電所的計算負(fù)荷計算負(fù)荷計算負(fù)荷序數(shù)有功（kW）COSΦ647.07760.48234.23無功（kvar）275.65323.9699.78視在（kVA）703.34826.61254.60號NO.1NO.2NO.30.920.920.92功率因但是這種電氣計算負(fù)荷還必須認(rèn)真地確定，因為它的準(zhǔn)確程度直接影響整個工廠供電設(shè)計的質(zhì)量。如計算過高，將增加供電設(shè)備的容量，浪費(fèi)有色金屬，增加投資。計算過低則可能使供電元件過熱，加速其絕緣損壞，增大電能損耗，影響供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行。還會給工程擴(kuò)兼帶來很大的困難。更有甚者，由于工廠企業(yè)是國家電力的主要用戶，以不合理的工廠計算負(fù)荷為基礎(chǔ)的國家電力系統(tǒng)的建設(shè)，將給國民經(jīng)濟(jì)帶來很大的浪費(fèi)和危害。例如：由于計算結(jié)果的偏大，我國不少工廠企業(yè)投產(chǎn)后的三-五年內(nèi)，在已經(jīng)達(dá)到其正常產(chǎn)量的條件下，變壓器的負(fù)荷率仍不足50﹪,這就意味著變壓器安裝容量被積壓了50﹪—60﹪以外，還使有色金屬消耗量增加75﹪—100﹪,浪費(fèi)了大量開關(guān)設(shè)備和電纜、導(dǎo)線，積壓了物資和資金，而且使電力系統(tǒng)的建設(shè)和運(yùn)行質(zhì)量受到影響，給國民經(jīng)濟(jì)帶來很大損失。第3章變電所位置和型式的選擇3.1站址選擇3.1.1土建專業(yè)的配合問題一個設(shè)計良好的變電所，除了技術(shù)先進(jìn)、設(shè)備良好、電氣開關(guān)設(shè)備和構(gòu)架布置整齊合理、控制操作維護(hù)方便外，配電建筑也要求美觀大方、通風(fēng)采光良好，給運(yùn)行人員創(chuàng)造一個舒適的環(huán)境。變電所的土木建筑是供配電的一個重要組成部分，如何在保證安全配電距離的前提下，因地制宜，設(shè)計出外型新穎、美觀大方的配電建筑，是必須與土建專業(yè)技術(shù)人同密切配合、精心設(shè)計、精心施工的，比如過去有的變電所為了變壓器的防爆防火問題，沒有與土建配合好，使得10KV高壓配電間不能開門開窗，影響了高壓室的通風(fēng)采光，如果有10KV高壓室外墻預(yù)埋好進(jìn)線架或電纜溝把主變10KV側(cè)的進(jìn)線改為架空進(jìn)行或電纜溝埋設(shè)，就可以把變壓器布置在防火防爆的距離之外，這樣布置即可以使得進(jìn)線美觀，一次設(shè)備排列整齊、視野開闊，又能使10KV高壓配電可配置大玻璃和開設(shè)大門，妥善解決了通風(fēng)和采光問題3.1.2變電所生產(chǎn)方面的選擇原則1.接近負(fù)荷中心。2.變電所后為大片開闊地，進(jìn)出線間隔走廊相當(dāng)開闊。3.交通運(yùn)輸方便，工程量小。4.有適宜的地質(zhì)條件。5.變電所的所址標(biāo)高在50年一遇的高水位之上，否則應(yīng)有防護(hù)設(shè)施。6.具有生產(chǎn)和生活有水的可靠的水源。7.確定所址時應(yīng)考慮對鄰近設(shè)施的影響。3.1.3負(fù)荷中心的確定根據(jù)該廠的車間變電所的位置情況，總配變電所應(yīng)該深入負(fù)荷中心。3.2變電所的形式的選擇1.車間內(nèi)變電所：設(shè)于車間內(nèi)部，不與車間外墻相連，適用于負(fù)荷大的多跨廠房，能深入負(fù)荷中心，但對防火要求較嚴(yán)。2.車間內(nèi)附式變電所：設(shè)于車間與車間共用外墻，能保持車間外觀整齊，但占車間面積。3.車間外附式變電所：附設(shè)在車間外，不占車間面積但占廠區(qū)面積。4.車間外附式露天變電所：與車間外附式相似，但變壓器裝于室外，結(jié)構(gòu)簡單但使用維護(hù)條件較差。5.獨(dú)立式露天變電所：變壓器和配電裝置均裝在室外，結(jié)構(gòu)簡單。6.獨(dú)立式變電所：它是獨(dú)立式建筑物，一般用于供給分配的負(fù)荷及有爆炸和火災(zāi)危險場所。7.桿上變電所：變壓器設(shè)于室外桿塔上，用于小容量分散負(fù)荷，如工人村等。8.配電所：一般為獨(dú)立式建筑物，也可以附于負(fù)荷較大的廠房，有時還帶有變電所。根據(jù)本廠情況變電所形式選用配電所：即獨(dú)立式建筑。 第4章變電所主變壓器臺數(shù)和容量、類型的選擇在變電所中，用來向用戶輸送功率的變壓器，稱為主變壓器。只供本廠用電的變壓器稱為廠用變壓器或自用變壓器。主變壓器是主接線的中心環(huán)節(jié)，其臺數(shù)、容量和型式的初步選擇是構(gòu)成各種主接線的基礎(chǔ)，并對發(fā)電廠和變電所的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性有很大的影響。4.1變壓器臺數(shù)的確定化纖廠總降壓變電所變壓器的容量與于臺數(shù)的選擇在很大程度上取決于負(fù)荷的大小及對供電可靠性的要求，同時應(yīng)考慮化纖廠發(fā)展規(guī)劃等因素并于電氣主結(jié)線的選擇統(tǒng)籌安排，應(yīng)力求變電所的電氣主結(jié)線簡單，運(yùn)行方便，供電可靠，節(jié)約電能與減少投資。變壓器臺數(shù)多則供電可靠性高，但設(shè)備投資也大，運(yùn)行費(fèi)用也要增加。因此，在能滿足可靠性要求時，變壓器臺數(shù)越少越好，對不重要負(fù)荷供電的變電所或能取得低壓備用電源的一級負(fù)荷供電時，皆選用一臺變壓器。設(shè)計中由于化纖廠屬于二級負(fù)荷，且各變電所總計算負(fù)荷均小于1250KVA，所以各變電所變壓器都只選用一臺就可以了。4.1.1變壓器容量的選擇當(dāng)選用一臺變壓器的時候，容量的選擇應(yīng)遵循下面的公式：S—單臺變壓器容量S—變電所總的計算負(fù)荷裝一臺主變壓器，主變壓器容量S應(yīng)不小于總計算負(fù)荷S即NT30S=4000KVA＞S30=3038KVANT即選用一臺SJL-4000/35型低損耗配電變壓器裝設(shè)兩臺主變壓器，每臺變壓器容量S不應(yīng)小于總的計算負(fù)荷的60%，NT最好為總計算的70%左右。S≈（0.6～0.7）S=（0.6～0.7）×3038KVA=（1822～2126）KVANT30從可靠性方面考慮，即選用SJL-2500/35型低損耗配電變壓器。 4.1.2變壓器損耗SL等型低損耗變壓器的功率損耗可按下列簡化公式近似計算：有功（KW）無功（Kvar）rNT根據(jù)以上選擇條件選出各變電所變壓器，見4-1表：表4-1各變電所變壓器變壓器損耗變壓器損耗變壓器有功損耗無功損耗聯(lián)結(jié)組別(kW)（kvar）12481156014.72518.91變壓器容量（KVA）8001000315Y/Y0—12Y/Y0—12Y/Y0—12變壓器阻抗電壓%序號NO.1NO.2NO.35.55.54SJL—1000/10SJL—800/10SJL—315/10變壓器型號全廠總負(fù)荷見下表：表4-2全廠總負(fù)荷計算負(fù)荷計算負(fù)荷有功（kW）1472.77無功（kvar）629.45視在（KVA）1601.64總計這時全廠的功率因數(shù)小于0.9。由于題目要求本廠的功率因數(shù)值在0.9以上，所以再進(jìn)行一次高壓集中補(bǔ)償，將功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)?.94。經(jīng)查表得Δq=0.26,Qc=0.26×1472.77=382.9kvar。選用BW0.4-14-3電容器，其c容量為14kvar。N=27經(jīng)過這次補(bǔ)償后全廠負(fù)荷如4-3表所示：表4-3補(bǔ)償后全廠負(fù)荷計算負(fù)荷計算負(fù)荷有功（kW）1472.77全廠負(fù)荷總計無功（kvar）246.55視在（KVA）1493.34.2變壓器類型的選擇在工廠供電電氣設(shè)計中，如何合理確定配電變壓器的容量，是十分重要的。對于經(jīng)營者來說，既希望變壓器的容量不要選得過大，以免增加初投資；又希望變壓器的運(yùn)行效率高，電能損耗小，以節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用。這是一對矛盾的兩個對立面。本文通過對變壓器相對年有功電能損耗率隨相對節(jié)能負(fù)荷率變化的函數(shù)關(guān)系從中找出主要矛盾及矛盾的主要方面，從而得出一種電能損耗既不高且又節(jié)省初投資的配電變壓器容量的主變壓器種類較多，一般有礦油變壓器、硅油變壓器、六氟化硫變壓器及環(huán)氧樹脂澆注變壓器等。表4-3各類變壓器性能的比較類別類別礦油變壓硅油變壓SF6變壓器干式變壓環(huán)氧樹脂器器器澆注變壓器價格低中高高較高安裝面積中中中大小體積中中中大小爆炸性有可能可能性小不爆不爆不爆噪聲低低低高低耐濕性良好良好良好弱優(yōu)耐塵性良好良好良好弱良好燃燒性可燃難燃不燃難燃難燃損失大大稍小大小絕緣等級AE主變壓器容量一般按變電所建成后5—10年的規(guī)劃負(fù)荷選擇，并適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期10—20年負(fù)荷發(fā)展。對于城郊變電所，主變電所容量應(yīng)與城市規(guī)劃相適合。根據(jù)負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)來確定主變壓器的容量。對重要變電所，應(yīng)考慮當(dāng)一臺主變壓器停運(yùn)時，其余變壓器容量在計及過負(fù)荷能力允許時間內(nèi)，應(yīng)滿足1類及2類負(fù)荷的供電；對一般性變電所，當(dāng)一臺主變壓器停運(yùn)時，其余變壓器容量應(yīng)能保證全部負(fù)荷的70%—80%具有三種電壓等級的變電所中，如果通過主變壓器各側(cè)繞組的功率均達(dá)到主變壓器容量的15%時，主變電壓器宜采用三繞組變壓器。裝一臺主變壓器，主變壓器容量S應(yīng)不小于總計算負(fù)荷S即NT30 S=4000KVA＞S30=3038KVANT即選用一臺SJL-4000/35型低損耗配電變壓器裝設(shè)兩臺主變壓器，每臺變壓器容量S不應(yīng)小于總的計算負(fù)荷的NT60%，最好為總計算的70%左右。S≈（0.6～0.7）S=（0.6～0.7）×3038KVA=（1822～2126）KVANT30從可靠性方面考慮，即選用SJL-2500/35型低損耗配電變壓器。工廠大多是防火要求的場所，為了減少低壓電力損耗主變壓器一般深入負(fù)荷的中心，也就是說：大多數(shù)情況下放置在用電場所的中央，對于工廠變壓器，有時還要分層布置，因此對變壓器防火性能要求嚴(yán)格。主變壓器是各種用電單位供電的關(guān)鍵設(shè)備之一，主變壓器設(shè)備的造型是一個值得重視的問題，一般來說，主變壓器選型應(yīng)考慮以下因素：1.用電單位所在的具體位置；2.用電單位的防火等級；3.用電單位的使用功能及對供電的要求；4.用電單位內(nèi)各種類用電設(shè)備對供電的要求；環(huán)氧樹脂澆注變壓器顯著的特點(diǎn)是防塵、耐潮、難燃等優(yōu)點(diǎn)，能深入負(fù)荷的中心，具體特點(diǎn)如下：1.難燃性、非爆性。高低壓是由具有防火、耐熱、耐潮的樹脂澆注而成，其特點(diǎn)是防火、防爆性能優(yōu)良，在用電單位中特別適用。2.維護(hù)保養(yǎng)容易。繞組結(jié)構(gòu)牢，不容易產(chǎn)生松弛現(xiàn)象，萬一有繞組損壞，可進(jìn)行繞組的更換，平時維護(hù)工作極少。3.體積小、重量輕、電損少、噪聲低。我國生產(chǎn)的環(huán)氧樹脂澆注變壓器采用鋁質(zhì)繞組，這是因為環(huán)氧樹脂熱膨脹系數(shù)與鋁接近。這個變電所采用兩臺變壓器，一臺作為備用，選用環(huán)氧樹脂澆鑄變壓器。第5章總配電所主接線方案的設(shè)計5.1概述配電所在大中型工廠中的作用是廠內(nèi)電能的中轉(zhuǎn)站，它的位置應(yīng)當(dāng)盡量地接近負(fù)荷中心，經(jīng)常是配電所與車間變電所設(shè)在一起。每個配電所的饋電線路一般不少于4～5回，配電所一般為單母線制，根據(jù)負(fù)荷的類型及進(jìn)出線回路數(shù)可考慮將母線分段。配電所的進(jìn)出線回路數(shù)與用戶的可靠性要求和傳送的功率大小有關(guān)。配電所的進(jìn)線可以采用負(fù)荷開關(guān)或斷路器。負(fù)荷開關(guān)斷流能力小，且不能實(shí)現(xiàn)供電系統(tǒng)的自動化。配電所設(shè)計的一般原則并結(jié)合工廠實(shí)際歸納如下：1.安全性：（1）在高壓斷路器的電源側(cè)及可能反饋電能的另一側(cè)，必須裝設(shè)高壓隔離開關(guān)；（2）在低壓斷路器（自動開關(guān)）的電源側(cè)及可能反饋電能的另一側(cè)，必須裝設(shè)低壓刀開關(guān)；（3）在裝設(shè)高壓熔斷器-負(fù)荷開關(guān)的出線柜母線側(cè)，必須裝高壓隔離開關(guān)；（4）配電所高壓母線上及架空線末端，必須裝設(shè)避雷器。裝于母線上的避雷器應(yīng)與電壓互感器共用一組隔離開關(guān)，線路上的避雷器前不必再裝隔離開關(guān)。2.可靠性：（1）配電所的主接線方案必須與其負(fù)荷級別相一致。對二級負(fù)荷，應(yīng)有兩回路或者一回專用架空線路供電；（2）接于公共干線上的（即采用樹干式供電的）配電所電源進(jìn)線首端，應(yīng)裝設(shè)帶有短路保護(hù)的開關(guān)設(shè)備；（3）對于一般生產(chǎn)區(qū)的車間變電所，宜由工廠總變配電所采用放射式高壓配電，以確保供電可靠性，但對輔助生產(chǎn)區(qū)及生活區(qū)的變電所，可采用樹干式配電；（4）變電所低壓側(cè)（電壓380V）的總開關(guān)，宜采用低壓斷路器。當(dāng)有繼電保護(hù)或自動切換電源要求時，低壓側(cè)總開關(guān)和低壓分段開關(guān)均采用低壓斷路器。3.靈活性:（1）配電所采用單母線和單母線分段接線；（2）主接線方案應(yīng)于主變壓器運(yùn)行要求相實(shí)應(yīng)。4.經(jīng)濟(jì)性:置，故柜型一般采用固定式；（2）工廠電源進(jìn)線上裝設(shè)專用的計量柜，其互感器只供記費(fèi)的電度表用。5.2總配電所主接線的設(shè)計電氣主接線是變電所的主要電路，它明確表示了變（配）電所電能接受與分配的主要關(guān)系，是變（配）電所運(yùn)行，操作的主要依據(jù)。在設(shè)計中，主結(jié)線的擬定對電氣設(shè)備選擇，配電裝置布置，保護(hù)和控制測量的設(shè)計，建設(shè)投資以及變電所運(yùn)行的可靠性，靈活性及經(jīng)濟(jì)性等都有密切關(guān)系，所以主接線的選擇是供電系統(tǒng)設(shè)計中一項綜合性的重要環(huán)節(jié)。5.2.1配電所（即車間變電所）的位置的確定（1）變配電所位址選擇的一般原則：盡量靠近負(fù)荷中心、靠近電源側(cè)、進(jìn)出線方便、設(shè)備運(yùn)輸方便、有擴(kuò)建和發(fā)展的余地。（2）由于工廠廠區(qū)供電來自總配電所，為經(jīng)濟(jì)起見：高壓配電所采用室內(nèi)型獨(dú)立式；車間變電所采用室內(nèi)型附設(shè)式（外附）。根據(jù)上述條件，本設(shè)計中把配電所的位置選在制條車間和紡紗車間的中間處。5.2.2對電氣主接線的基本要求（1）根據(jù)用電負(fù)荷的要求，保證供電的可靠性；（2）電氣主接線應(yīng)具有一定的運(yùn)行靈活性；（3）結(jié)線簡單，運(yùn)行方便；（4）結(jié)合工廠發(fā)展規(guī)劃，留有擴(kuò)建余地。設(shè)計中為了保證對本廠二級負(fù)荷可靠供電，總配電所采用兩回路供電，裝設(shè)兩臺主變壓器的橋式接線，橋式接線提高了線路運(yùn)行靈活性，增強(qiáng)了供電可靠性5.3電氣主接線的確定目前變電所常用的主接線形式有：單母線、單母線分段、單母線分段帶旁路、雙母線、雙母線分我們在比較各種電氣主接線的優(yōu)劣時，主要考慮其安全可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性三個方面。首先，在比較主接線可靠性的時候，應(yīng)從以下幾個方面考慮：①斷路器檢修時，能否不影響供電；②線路、斷路器或母線故障時以及母線或隔離開關(guān)檢修時，停運(yùn)出線回路數(shù)的多少和停電時間的長短，以及能否保證對Ⅰ、Ⅱ類用戶的供電；③變電所全部停電的可能性；④大型機(jī)組突然停電時，對電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響與后果因素。其次，電氣主接線應(yīng)該能夠適應(yīng)各種運(yùn)行狀態(tài)，并且能夠靈活地進(jìn)行運(yùn)行方式的切換。不僅正常時能安全可靠的供電，而且在電力系統(tǒng)故障或電氣設(shè)備檢修時，也能夠適應(yīng)調(diào)度的要求，并能靈活、簡便、迅速地切換運(yùn)行方式，使停電的時間最短，影響的范圍為最小。再次，在設(shè)計變電所電氣主接線時，電氣主接線的優(yōu)劣往往發(fā)生在可靠性與經(jīng)濟(jì)性之間，欲使電氣主接線可靠、靈活，必然要選用高質(zhì)量的電氣設(shè)備和現(xiàn)代化的自動化裝置，從而導(dǎo)致投資的增加。因此，電氣主接線在滿足可靠性與靈活性的前提下做到經(jīng)濟(jì)合理就可以了。分段帶旁路、1個半斷路器接線、橋形接線及線路變壓器組接線等。從形式上看，主接線的發(fā)展過程由簡單到復(fù)雜，再由復(fù)雜到簡單的過程。隨著新技術(shù)、高質(zhì)量電氣產(chǎn)品的運(yùn)用，主接線方式日趨可靠、安全、簡化。變電所電氣主接線形式應(yīng)根據(jù)可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性及技術(shù)環(huán)境統(tǒng)一性來決定。參考《35～110KV變電站設(shè)計規(guī)范》第3.2.3條：35～110KV線路為兩回及以下時，宜采用橋形線路變壓器組或線路分支接線。超過兩回時，宜采用擴(kuò)大橋形單母線或單母分段的接線形式，35～63KV線路為8回及以上時，亦可采用雙母線接線，110KV線路為6回及以上時，宜采用雙母線接線。第3.2.4條：在采用單母線、分段單母線或雙母線的35～110KV主接線中，當(dāng)不允許停電檢修斷路器時，可以設(shè)置旁路設(shè)施。當(dāng)有旁路母線時，首先宜采用分段斷路器或母聯(lián)斷路器兼做旁路斷路器的接線，35～63KV線路為8回及以上時，可裝設(shè)專用的旁路斷路器，主變壓器35～110KV回路中的斷路器，有條件時，亦可接入旁路母線，采用SF6斷路器的主接線不宜設(shè)旁路設(shè)施。第3.2.5條：當(dāng)變電所裝有兩臺主變時，6～10KV側(cè)宜采用分段單母線。線路為12回及以上時亦可采用雙母線。當(dāng)不允許停電檢修斷路器時，可設(shè)置旁路設(shè)施。 綜合以上規(guī)程規(guī)定，結(jié)合本變電所的實(shí)際情況，35KV側(cè)有4回進(jìn)線，10KV側(cè)有8回出線（電容器無功補(bǔ)償2回）。故可對各電壓等級側(cè)主接線設(shè)計方案作以下處理：1.35kv側(cè)：35kv側(cè)是本站的進(jìn)線段，它對本站的可靠性有很大影響。下面擬定兩種接線方案。如圖5-1圖5-1單母線分段和雙母線接線簡圖單母分段的適用范圍：(1)6～10kv配電裝置出線回路數(shù)為6回及以上時。(2)35～66kv配電裝置出線回路數(shù)為6～8回時。(3)110kv～220kV配電裝置出線回路數(shù)為3～4回時。雙母接線的適用范圍:當(dāng)母線回路數(shù)或母線上電源較多、輸送和穿越功率較大、母線故障后要求迅速恢復(fù)供電、母線或母線設(shè)備檢修時不允許影響對用戶的供電、系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)度對接線的靈活性有一定要求時采用，各級電壓采用的具體條件如下：(1)6～10kv配電裝置，當(dāng)短路電流較大、出線需要帶電抗器時。(2)35～66kV配電裝置，當(dāng)出線回路數(shù)超過8回時，或連接的電源較多、負(fù)荷較大時。(3)110～220kv配電裝置出線回路數(shù)為5回及以上時，或當(dāng)110kv~220kv配電裝置，在系統(tǒng)中后重要地位，出線回路數(shù)為4回及以上表5-1單母分段與雙母接線比較方案項目方案項目用斷路器把母線分段后,對重要用戶可從不同段引出兩個回路,保證不間斷供電，可靠。供電可靠，通過兩組母線隔離開關(guān)的倒換操作，可以輪流檢修一組母線而不致使供電中斷；一組母線故障后，能迅速恢復(fù)供電；檢修任一回路的母線隔離開關(guān)時，只需斷開此隔離開關(guān)所屬的一條回路和與此隔離開關(guān)相連的該組母線，其它回路均可通過另外一組母線繼續(xù)運(yùn)行。器自動將故障段隔離,保證正常段母線不間斷供電,不致使重要用戶停電。調(diào)度靈活，各個電源和各個回路負(fù)荷可以任意分配到某一組母線上，能靈活地適應(yīng)電力系統(tǒng)中各種運(yùn)行方式調(diào)度和潮流變化的需要。方案II雙母接線方案I單母分段可靠性靈活性綜合本站實(shí)際情況，35kv級是本站的進(jìn)線側(cè)，而且不需要經(jīng)常倒線操作，它對本站的供電可靠性至關(guān)重要。因此選擇方案Ⅰ,即單母分段接線。2.10kv側(cè)：10kv側(cè)是本站的一個出線電壓等級，它向工廠的三個車間變電所供電。三個車間負(fù)荷等級都是二級要求比較高。對10kv側(cè)的主接線設(shè)計了兩種方案，如圖5-2圖5-210kv側(cè)的主接線比較單母分段的適用范圍： (1)6～10kv配電裝置出線回路數(shù)為6回及以上時。(2)35～66kv配電裝置出線回路數(shù)為4～8回時。(3)110kv～220kV配電裝置出線回路數(shù)為3～4回時。單母線接線的適用范圍：一般適用于一臺主變壓器的以下三種情況：(1)6～10kv配電裝置的出線回路數(shù)不超過5回o(2)35～66kv配電裝置的出線回路數(shù)不超過3回。(3)110kv～220kv配電裝置的出線回路數(shù)不超過2回。根據(jù)本站實(shí)際情況，在10KV負(fù)荷中二類負(fù)荷比較大，發(fā)生斷電時，會造成生產(chǎn)機(jī)械的壽命縮短產(chǎn)品質(zhì)量下降和一定的經(jīng)濟(jì)損失.因此要盡可能保證其供電可靠性。因此選擇方案Ⅰ,即單母分段接線。因此，35KV側(cè)用單母分段接線10KV單母分段接線。第6章短路電流計算6.1概述工廠供電系統(tǒng)要求正常地不間斷地對用電符合供電，以保證工廠生產(chǎn)和生活的正常進(jìn)行。但是由于各種原因，也難免出現(xiàn)故障，而使系統(tǒng)的正常運(yùn)行遭到破壞。系統(tǒng)中最常見的故障就是短路。短路就是不同電位的導(dǎo)電部分之間的短接。造成短路的主要原因，是電氣設(shè)備載流部分的絕緣損壞。這種損壞可能是由于設(shè)備長期運(yùn)行、絕緣老化，或由于設(shè)備本身不合格、絕緣強(qiáng)度不夠而被正常電壓擊穿，或設(shè)備絕緣正常而被過電壓擊穿，或者是設(shè)備絕緣受到外力損傷而造成短路。在供電系統(tǒng)的設(shè)計與運(yùn)行中，不僅要考慮正常工作狀態(tài)，還要考慮可能發(fā)生的故障以及不正常運(yùn)行情況。對供電系統(tǒng)危害最大的是短路故障。短路電流將引起電動力效應(yīng)和發(fā)熱效應(yīng)以及電壓的降低等。因此短路電流是電氣主結(jié)線的方案比較、電氣設(shè)備及載流導(dǎo)體的選擇、接地計算以及繼電保護(hù)選擇和整定的基礎(chǔ)。由于短路后，電路的阻抗比正常運(yùn)行時電路的阻抗小的多，所以短路電流比正常電流一般要大幾十倍甚至幾百倍。在大的電力系統(tǒng)中，短路電流可達(dá)幾萬安培甚至幾十萬安培。這樣大的短路電流對供電系統(tǒng)將產(chǎn)生極大的危害：（1）短路時要產(chǎn)生很大的電動力和很高的溫度，而使故障元件和短路電路中的其它元件損壞；（2）短路時電壓要驟降，嚴(yán)重影響電氣設(shè)備的正常運(yùn)行；（3）短路時要造成停電事故，而且越靠近電源，短路引起的停電的范圍越大，給國民經(jīng)濟(jì)造成的損失也越大；（4）嚴(yán)重的短路要影響電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，可使并列運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組失去同步，造成系統(tǒng)解列；（5）但相對地短路，其電流將產(chǎn)生較強(qiáng)的不平衡磁場，對附近的通訊線路，信號系統(tǒng)及電子設(shè)備等產(chǎn)生干擾，影響其正常運(yùn)行，甚至使之發(fā)生誤動作。由此可見，短路的后果時非常嚴(yán)重的，因此必須盡力設(shè)法消除可能引起短路的一切因素。同時需要進(jìn)行短路電流計算，以便正確地選擇電氣設(shè)備，使電氣設(shè)備具有足夠的動穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定，以保證在發(fā)生可能有的最大短路電流時不致?lián)p壞。為了選擇切除短路故障的開關(guān)電器、整定短路保護(hù)的繼電保護(hù)裝置和選擇限制短路電流的元件等，也必須計算短路電流。6.2基本原則和規(guī)定6.2.1基本假定短路電流實(shí)用計算中，采用以下假設(shè)條件和原則：1.正常工作時，三相系統(tǒng)對稱運(yùn)行。2.所有電源的電動勢相位角相同。3.系統(tǒng)中的同步和異步電機(jī)為理想電機(jī)，不考慮電機(jī)飽和、磁滯、渦流及導(dǎo)體集膚效應(yīng)等影響；轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)完全對稱；定子三相繞組空間相差1200電氣角。隨電流大小變化。5.電力系統(tǒng)中所有電源都在額定負(fù)荷下運(yùn)行，其中50%負(fù)荷接在高壓母線上，50%負(fù)荷接在系統(tǒng)側(cè)。6.同步電機(jī)都具有自動調(diào)整勵磁裝置（包括強(qiáng)行勵磁）。7.短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間。8.不考慮短路點(diǎn)的電弧阻抗和變壓器的勵磁電流。9.除計算短路電流的衰減時間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡(luò)的短路電流外，元件的電阻都略去不計。10.元件的計算參數(shù)均取其額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整范圍。11.輸電線路的電容略去不計。12.用概率統(tǒng)計法制定短路電流運(yùn)算曲線。6.2.2一般規(guī)定流，應(yīng)按本工程的設(shè)計規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃（一般為本期工程建成的5~10年）。確定短路電流時，應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，而不應(yīng)按僅在切換過程中可能并列運(yùn)行的接線方式。2.選擇導(dǎo)體和電器用的短路電流，在電氣連接的網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)考慮具有反饋?zhàn)饔玫漠惒诫妱訖C(jī)的影響。 3.選擇導(dǎo)體和電器時，對不帶電抗器回路的計算短路點(diǎn)，應(yīng)選擇在正常接線方式時短路電流為最大的地點(diǎn)。對電抗器的6~10kV出線與廠用分支線回路，除其母線與母線隔離開關(guān)之間隔板前的引線和套管的計算短路點(diǎn)應(yīng)選擇在電抗器前外，其余導(dǎo)體和電器的計算短路點(diǎn)一般選擇在電抗器后。6.2.3短路電流的危害在供電系統(tǒng)中發(fā)生短路故障時，在短路回路中短路電流要比額定電流大幾倍至幾十倍，通?？蛇_(dá)數(shù)千安。短路電流通過電氣設(shè)備和導(dǎo)線必然要產(chǎn)生很大的電動力，并且使設(shè)備溫度急劇上升有可能損壞設(shè)備；在短路點(diǎn)附近電壓顯著下降，造成這些地方供電中斷或影響電動機(jī)正常工作；發(fā)生接地短路時所出現(xiàn)的不對稱短路電流，將對通信線路產(chǎn)生干擾；當(dāng)短路點(diǎn)離發(fā)電廠很近時，將造成發(fā)電機(jī)失去同步，而使整個電力系統(tǒng)的運(yùn)行解列。6.3短路電流計算結(jié)果6.3.1求各元件電抗表6-1變電所35KV母線短路數(shù)據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行方式系統(tǒng)運(yùn)行方式據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行方式據(jù)系統(tǒng)最大運(yùn)行方式S（3）=200MVA系統(tǒng)最小運(yùn)行方式S（3）=110MVA1.確定基準(zhǔn)值取S=100MV·A,dU=35KV,U=10KVd12.計算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)幺值（1）電力系統(tǒng)電抗當(dāng)S=110MV·A時， 當(dāng)S=200MV·A時，（2）架空線路（X=0.4Ω/km）OX*=SS/U=0.4×0.6×100/352=0.0220Idd2（3）電力變壓器（U%=7）kX*=U%S/100S=7×100×103/(100×4500)=1.56繪制等效電路如圖:X2X3XX2X3K-2K-1K-2圖6-1計算短路電流的等效電路圖6.3.2k-1點(diǎn)三相短路電流計算1.系統(tǒng)最大運(yùn)行方式時，總電抗標(biāo)幺值：X*Σ(K1)=X*1＋X2*=0.5+0.02=0.52（1）三相短路電流周期分量有效值I(K1)(3)=Id1/X*Σ(K1)=1.56/0.52=3（2）其他三相短路電流I''=I=I=3I=2.55×I=2.55×3=7.65（3）三相短路容量d/X*Σ(K1)=100MVA/0.52=192.312.系統(tǒng)最小運(yùn)行方式時，總電抗標(biāo)幺值X'*Σ(K1)=X1*＋X2*=0.91+0.02=0.93（1）三相短路電流周期分量有效值I/(k1)(3)=Id1/X'*Σ(K1)=1.56/0.93=1.68 （2）其他三相短路電流I′=I′∞=I'=1.68I/=2.55×I/=2.55×1.68=4.28（3）三相短路容量d/X'*Σ(K1)=100MVA/0.52=192.36.3.3k-2點(diǎn)三相短路電流計算1.系統(tǒng)最大運(yùn)行方式時，總電抗標(biāo)幺值：X*Σ(K2)=X*1＋X2*＋X*3=1+0.02+1.56=2.58（1）三相短路電流周期分量有效值I(k2)(3)=Id1/X*Σ(K2)=5.77/2.58=2.24（2）其他三相短路電流I''=I=I=2.34I=2.55×I=2.55×2.24=5.7（3）三相短路容量d/X*Σ(K2)=100MVA/2.58=392.系統(tǒng)最小運(yùn)行方式時，總電抗標(biāo)幺值X'*Σ(K2)=X1*＋X2*＋X*3=0.4+0.02+1.56=1.98（1）三相短路電流周期分量有效值I/(k2)(3)=Id1/X'*Σ(K2)=5.77/1.98=2.91（2）其他三相短路電流I′=I′∞=I/=2.91I'=2.55×I'=2.55×2.91=7.42 （3）三相短路容量(k-2)(3)′=Sd/X'*Σ(K-2)=100MVA/1.98=50.5第7章主要電氣設(shè)備的選擇與校驗7.1概述工廠總降壓配電所的各種高壓電氣設(shè)備，主要指6-10KV以上的斷路器，隔離開關(guān)，負(fù)荷開關(guān)，熔斷器，互感器，電抗器，母線，電纜等。這些電氣設(shè)備要能可靠的工作，必須按正常工作條件進(jìn)行選取，并且按短路情況進(jìn)行校驗。所謂的正常工作條件是指：（1）電器的額定電壓U不應(yīng)小于所在回路的工作電壓。e（2）電器的額定電流I不應(yīng)小于該回路的最大長期工作電流I。（3）選擇電器時應(yīng)考慮設(shè)備的裝設(shè)地點(diǎn)，即按工作環(huán)境，運(yùn)行條件和要求，選擇設(shè)備的型號規(guī)格，如屋內(nèi)或屋外設(shè)備，防爆型或普通型，如工作環(huán)境污染嚴(yán)重，應(yīng)加強(qiáng)絕緣的電器，電路操作頻繁時應(yīng)選取勝任頻繁操作的真空斷路器而不應(yīng)選取不適于頻繁操作的少油斷路器。7.2按短路情況校驗電器的穩(wěn)定性7.2.1短路熱穩(wěn)定校驗短路熱穩(wěn)定校驗就是要求所選的電器，當(dāng)短路電流通過它時，其最高溫度不應(yīng)超過制造廠規(guī)定的短路時發(fā)熱允許溫度，即：I2Rt<I2Rtjt或I2t<I2tjt式中I2Rt——短路電流所產(chǎn)生的熱量；jtt產(chǎn)生的熱量表示；t——短路延續(xù)時間，秒；j bfd式中t——短路延續(xù)時間，秒；dt——主保護(hù)動作時間，秒；bt——斷路器分閘時間，秒。fd如果缺乏斷路器分閘時間數(shù)據(jù)，當(dāng)主保護(hù)為速動時，短路電流可取下列數(shù)據(jù)；對于快速及中速短路器，t=0.15秒。d對于低速斷路器t=0.2秒。dddj7.2.2動力穩(wěn)定校驗電動力穩(wěn)定是指電器承受短路電流引起機(jī)械效應(yīng)的能力，在校驗時，用短路電流的最大幅值與制造廠規(guī)定的最大允許電流進(jìn)行比較或I<I式中i,I——短路沖擊電流及其有效值；i,I——電器極限通過電流的最大值及有效值。對于下列情況，可不進(jìn)行短路校驗：(1)用熔斷器保護(hù)的電器和導(dǎo)體可不校驗熱穩(wěn)定。除有限流作用的熔斷器保護(hù)電路，電器和裸導(dǎo)體的動穩(wěn)定仍應(yīng)校驗。(2)裝設(shè)在電壓互感器回路內(nèi)的電器和裸導(dǎo)線可不校驗動、熱穩(wěn)定。(3)架空線可不校驗動、熱穩(wěn)定。(4)在非重要用電場所的導(dǎo)體，當(dāng)變壓器容量在1250KVA以下，高壓側(cè)電壓為10KV以下，且不致因短路故障損壞導(dǎo)體而產(chǎn)生嚴(yán)重后果者，可不校驗動、熱穩(wěn)定。7.2.3選擇電氣設(shè)備時應(yīng)校驗的項目表7-1電氣設(shè)備校驗項目表電壓電流短路穩(wěn)定度校驗斷流能力號名稱KVA動穩(wěn)定熱穩(wěn)定1高壓斷路器√√2高壓負(fù)荷開關(guān)√√6電壓互感器√————E算電流I流校驗驗（1）表中“√”表示必須校驗，“—”表示不要校驗；（2）選擇變電所高壓側(cè)的設(shè)備和導(dǎo)體時，其計算電流應(yīng)取主變壓器高備注壓側(cè)額定電流；（3）對高壓斷路器，其最大開斷電流應(yīng)不小于實(shí)際開斷時間。7.3電氣設(shè)備的選擇與校驗7.3.135KV側(cè)設(shè)備的選擇校驗表7-235KV側(cè)設(shè)備的選擇校驗動穩(wěn)動穩(wěn)選擇校驗項目定度參數(shù)12.03數(shù)據(jù)KA額定參數(shù)高壓斷路器24.82×2SN2-35高壓隔離開關(guān)142×5GN2-35G高壓熔斷器 RN9-35電壓互感器—JDJJ-353580.1A35KV35KV35KV35KV1000A600A0.5A4.722×1.9tmax63.4KA50KA一次設(shè)備型號規(guī)格oc24.8KA裝置地點(diǎn)條件U（KV）I（A）4.72KA電壓電流斷流能力熱穩(wěn)定度Ksh50KA ——100×（65×0.15高壓隔離開關(guān)35KV600AGN2-35G電流互感器LCN-3535KV150/0—1507.3.210KV側(cè)設(shè)備的選擇校驗表7-210KV側(cè)設(shè)備的選擇校驗熱穩(wěn)熱穩(wěn)電壓定度I裝置地點(diǎn)條件一次設(shè)備型號規(guī)格參數(shù)數(shù)據(jù)額定參數(shù)高壓少油斷路器SN10-10I/600高壓隔離開關(guān)GN8-10T/600高壓熔斷器RN2-10/0.5電壓互感器JDZJ-103（100×0.1電流互感器)LAJ-10/D2×1=814.722×1.9t162×2=512202×5UN10KV10KV10KV斷流能力I（KA）600A600V0.5A16KA30KA50KA（KV）（A）80.1AK4.72KA動穩(wěn)定度i40KA52KA12KAi180×選擇校驗項目3電流0.3maxUocshN——————7.3.310KV饋電線路設(shè)備的選擇校驗表7-310KV饋電線路設(shè)備的選擇校驗熱穩(wěn)定熱穩(wěn)定選擇校驗項目度裝置地點(diǎn)條件一次設(shè)備型號規(guī)格參數(shù)數(shù)據(jù)額定參數(shù)高壓少油斷路器SN10-10/600高壓隔離開關(guān)GN6-10T/600高壓熔斷器RN2-10/0.5電壓互感器JDZJ-103（100×電流互感器0.1）LAJ-10/D4.722×1.9t162×2=5121080.1AU（KV）I（A）斷流能力10KV180×4.72KA12KA30KA52KA16KA40KAI（KA）i50KA—動穩(wěn)定度3Ksh202×5ocmax600A600V0.5A10KV10KV電流電壓0.3 ——7.4避雷器變電所防雷保護(hù)的特點(diǎn)：1.變電所屬于集中型設(shè)施,直接雷擊防護(hù)以避雷針為主。2.它們都與架空線路相連接,輸電線上的過電壓波會運(yùn)動而至變電所,對電氣設(shè)備構(gòu)成威脅。因此變電所要對過電壓波進(jìn)行防護(hù),主要手段是避雷器。損,一方面會對人民的生活和生產(chǎn)帶來巨大的損失,造成嚴(yán)重的后果；另一來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。所以變電所要采取周密的過電壓防護(hù)措施。4.為了充分發(fā)揮變電所防雷設(shè)備的保護(hù)作用,變電所應(yīng)有良好的接地系統(tǒng)。本變電所35kV選用氧化鋅避雷器，10kV選用硅橡膠氧化鋅避雷器。第8章變電所進(jìn)出線的選擇與校驗8.1變電所導(dǎo)線選擇原則8.1.1導(dǎo)線選擇原則1.應(yīng)滿足各種運(yùn)行、檢修、短路、過電壓情況下的要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展。2.應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件（如海拔、大氣污染程度和環(huán)境溫度等）校核。3.應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)、安全適用、經(jīng)濟(jì)合理。4.應(yīng)與整個工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)一致。5.選擇的導(dǎo)線品種不宜過多。6.選用新產(chǎn)品應(yīng)積極慎重，新產(chǎn)品應(yīng)有可靠的試驗數(shù)據(jù)，并經(jīng)主管單位鑒定合格。8.1.2變電所進(jìn)出線選擇準(zhǔn)則1.高壓架空線一般采用鋁絞線；當(dāng)檔距或交叉檔距較長、電桿較高時，宜采用鋼筋鋁絞線；沿海地區(qū)及有腐蝕性介質(zhì)的場所，宜采用銅絞線或防腐鋁絞線。2.高壓電纜線一般環(huán)境和場所，可采用鋁芯電纜；但在有特殊要求的場所，應(yīng)采用銅芯電纜埋地敷設(shè)的電纜，應(yīng)采用有外護(hù)層的鎧裝電纜；但在無機(jī)械損傷可能的場所，可采用塑料護(hù)套電纜或帶外護(hù)層的鉛包電纜。敷設(shè)在管內(nèi)或排管內(nèi)的電纜，一般采用塑料護(hù)套電纜，也可采用裸鎧裝電纜。交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜具有優(yōu)良的性能，宜優(yōu)先選用。3.低壓穿管塑料導(dǎo)線一般采用鋁芯絕緣線。但特別重要的或有特殊要求的線路可采用銅芯絕緣線。4.低壓電纜線一般采用鋁芯電纜，但特別重要的或有特殊要求的線路可采用銅芯電纜。明敷電纜一般采用裸鎧裝電纜。電纜溝內(nèi)電纜，一般采用塑料護(hù)套電纜，也可采用裸鎧裝電纜。TN系統(tǒng)的出線電纜應(yīng)采用四芯或五芯電纜。8.2架空線路的設(shè)計由于架空線路與電纜線路相比有較多優(yōu)點(diǎn)，如成本低，投資少，安裝容易，維護(hù)和檢修方便，易于發(fā)現(xiàn)和排除故障。根據(jù)本廠的情況，在本設(shè)計中，所有進(jìn)出線全部采用架空線的方式。架空線路有以下主要元件組成：導(dǎo)線、電桿、絕緣子和線路金屬等。為了防雷，有的架空線路上還架設(shè)有避雷器（架空地線）。為了加強(qiáng)電桿的穩(wěn)定性，有的電桿還安裝有拉線或扳樁。架空線路一般都采用裸導(dǎo)線，裸導(dǎo)線按其結(jié)構(gòu)分，有單股線和多股絞線，工廠中一般都用絞線。絞線又有銅絞線、鋁絞線和鋼心鋁絞線。本次次設(shè)計中的架空線路基本上選用了鋁絞線。根據(jù)機(jī)械強(qiáng)度的要求，一般規(guī)定架空裸導(dǎo)線最小截面如8-1表所示：表8-1架空裸導(dǎo)線最小允許的截面積最最小允許截面/mm高壓（至10KV）低壓3525與鐵路交叉跨越時應(yīng)為35mm2鋁及鋁合金線鋼芯鋁線導(dǎo)線種類架空線路在進(jìn)行鋪設(shè)時，要嚴(yán)格遵守有關(guān)技術(shù)規(guī)程的規(guī)定。整個施工過程中，要重視安全教育采取有效的安全措施，特別是立桿、組裝和架線時，更要注意人身安全，防止發(fā)生事故?？⒐ず?，要按照規(guī)定的手續(xù)進(jìn)行檢查和實(shí)驗，確保工程質(zhì)量。選擇架空線路的路徑時，應(yīng)考慮以下原則：（1）路徑要短，轉(zhuǎn)角要少；（2）交通運(yùn)輸方便，便于施工架設(shè)和維護(hù)；（3）盡量避開河洼河雨水沖刷地帶及易撞、易燃、易爆等危險的場所；（4）不應(yīng)引起機(jī)耕、交通和人行困難；（5）應(yīng)與建筑物保持一定的安全距離；（6）應(yīng)與工廠和城鎮(zhèn)的規(guī)劃協(xié)調(diào)配合，并適當(dāng)考慮今后的發(fā)展。8.3導(dǎo)線截面的選擇 8.3.1概述為了保證供電系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行，選擇導(dǎo)線和電纜時必須滿足下列條件：(1)發(fā)熱條件：導(dǎo)線和電纜包括母線在通過正常最大負(fù)荷電流時產(chǎn)生發(fā)熱溫度，不應(yīng)超過其正常運(yùn)行時的最高允許溫度。(2)電壓損耗條件：導(dǎo)線和電纜在通過最大負(fù)荷電流時產(chǎn)生的電壓損耗，不應(yīng)超過正常運(yùn)行時允許的電壓損耗。對于工廠內(nèi)較短的高壓線路，可不進(jìn)行電壓損耗校驗。(3)經(jīng)濟(jì)電流密度：高壓線路及特大電流的低壓線路，一般應(yīng)按規(guī)定的經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線和電纜的截面，以使線路的年運(yùn)行費(fèi)用接近最小，節(jié)約電能和有色金屬。但對工廠內(nèi)的很短的10KV及以下的高壓線路和睦線，可不按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。(4)機(jī)械強(qiáng)度：導(dǎo)線的截面不應(yīng)不小于最小允許截面。8.3.2按發(fā)熱條件選擇車間進(jìn)線（以NO.2變電所為例）按發(fā)熱條件選擇三相線路中的相線截面時，應(yīng)使其允許載流量I不小于通過相線的計算電流I，即：II所謂導(dǎo)線的允許載流量，就是在規(guī)定的環(huán)境溫度條件下，導(dǎo)線能夠連續(xù)承受而不致使其穩(wěn)定溫度超過規(guī)定值的最大電流。（1）NO.2變電所各車間負(fù)荷及計算電流如8-2表所示：表8-2變電所各車間負(fù)荷及計算電流車間負(fù)荷（KW）計算電流(A)紡織車間525797.7染整車間490744.5浴室、理發(fā)室1.5042.3食堂19.3429.4獨(dú)身宿舍24.3（注：UN=380V）（2）根據(jù)計算電流選擇導(dǎo)線截面及其載流量（見8-3表表8-3選擇的導(dǎo)線截面及其載流量校驗導(dǎo)線型號（鋁絞線）導(dǎo)線截面（mm2）導(dǎo)線數(shù)量（根）允許載流量結(jié)論紡織車間LJ—185型18524402合格染整車間LJ格浴室、理發(fā)室LJ—35351150合格食堂LJ—35351150合格獨(dú)身宿舍LJ—35351150合格8.435KV高壓進(jìn)線8.4.135KV進(jìn)線的選擇校驗采用LJ型鋁絞線架空敷設(shè)，接往35KV公用干線。1.按發(fā)熱條件選擇。由I=80.1A及室外環(huán)境溫度23℃,查“LJ型鋁絞線的主要技術(shù)數(shù)據(jù)”表，初選LJ-16，其26℃時的I≈105A＞alI，滿足發(fā)熱條件。2.校驗機(jī)械強(qiáng)度。查“架空裸導(dǎo)線的允許最小截面”表，最小允許，因此LJ-16不滿足機(jī)械強(qiáng)度要求，故改選LJ-35。由于此線路很短，不需要校驗電壓損耗。8.4.210KV高壓進(jìn)線的選擇校驗采用LJ型鋁絞線架空敷設(shè)，接往10KV公用干線。1.按發(fā)熱條件選擇。由I=I=80.1A及室外環(huán)境溫度23℃,查“LJ型鋁絞線的主要技術(shù)數(shù)據(jù)”表，初選LJ-16，其26℃時的I≈105A＞I，滿足發(fā)熱條件。2.校驗機(jī)械強(qiáng)度。查“架空裸導(dǎo)線的允許最小截面”表，最小允許截面A==2，因此LJ-16不滿足機(jī)械強(qiáng)度要求，故改選LJ-35。由于此線路很短，不需要校驗電壓損耗。8.5由高壓配電室至主變的一段引入電纜的選擇校驗 采用YJL22-10000型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。1.按發(fā)熱條件選擇。由I=I=80.1A及土壤溫度25℃查“10KV鋁alI，滿足發(fā)熱條件。2.校驗短路熱穩(wěn)定。ttI(3)I(3)A=77=22mm2＜A=25mm2A=式中的C值由“導(dǎo)線或電纜長期允許工作溫度和短路時的允許最高溫度及相應(yīng)的熱穩(wěn)定系數(shù)”表查得。因此YJL22-10000-3×25電纜滿足要求。8.610KV出線的選擇1.饋電給1號廠區(qū)的線路采用VLV22-1000型聚氯乙烯絕緣鋁心電纜直接埋地敷設(shè)。（1）按發(fā)熱條件選擇。由I=80.1A及地下0.8m土壤溫度為25℃,查“1～3KV鋁芯電纜的允許載流量”表，初選25mm2，其I=75A<I，不滿足發(fā)熱條件，故選用35mm2導(dǎo)線。2R0=0.31Ω/km，X0=0.07Ω/km,又1號廠區(qū)的P30=722kw，Q30=1263kvar,因此得：ΔU=【722×(0.31×0.6)+722×(0.07×0.6)】/10=16.5VΔU%=(16.5/10)×100%=1.65%<ΔU0=5%滿足允許電壓損耗5%的要求。（3）短路熱穩(wěn)定度校驗。則短路熱穩(wěn)定度的最小截面tI(3)imaAmin=C=12000×0.866/115=90.36mm2ima—變電所高壓側(cè)過電流保護(hù)動作時間按0.5s整定，再加上斷路器斷路時間0.2s，再加上0.05s。即VLV22-1000-3×240+1×120的四芯電纜滿足要求。2.饋電給2號廠區(qū)的線路采用VLV22-1000型聚氯乙烯絕緣鋁心電纜直接埋地敷設(shè)。（1）按發(fā)熱條件選擇。由I=79.45A及地下0.8m土壤溫度為25℃,查“1～10KV鋁芯電纜的允許載流量”表，初選24mm2，其I=128A＞al滿足發(fā)熱條件。 2R0=0.12Ω/km，X0=0.03Ω/km,又2號廠區(qū)的P30=914.3kw，Q30=1027.6kvar,因此得：ΔU=【914.3×(0.12×0.6)+914.3×(0.03×0.6)】/10=8.23VΔΔU%=(8.23/10)×100%=0.0823%<ΔU0=5%滿足允許電壓損耗5%的要求。（3）短路熱穩(wěn)定度校驗。則短路熱穩(wěn)定度的最小截面AI(3)=ttC=12000×0.866/115=90.36mm2ima—變電所高壓側(cè)過電流保護(hù)動作時間按0.5s整定，再加上斷路器斷路時間0.2s，再加上0.05s。即VLV22-1000-3×240+1×120的四芯電纜滿足要求。饋電給3號廠區(qū)的線路亦采用VLV22-1000聚氯乙烯絕緣鋁心電纜直埋敷設(shè)。（方法同上）纜芯截面選25mm2，即VLV22-1000-3×240+1×120的四芯電纜。第9章變電所二次回路方案的選擇及繼電保護(hù)的整定9.1單母線分段接線雙母線接線9.1.1可靠性一段母線發(fā)生故障，自動裝置可以保證正常母線不間斷供電。重要用戶可以從不同分段上引接。出線回路數(shù)較多，斷路器故障或檢修較多，母聯(lián)斷路器長期被占用，對變電站不利。9.1.2靈活性母線由分段斷路器進(jìn)行分段。當(dāng)一段母線發(fā)生故障時，由自動裝置將分段斷路器跳開，不會發(fā)生誤操作。1.各個電源和各個回路負(fù)荷可以任意分配到某一組母線上，2.能靈活的適應(yīng)系統(tǒng)中各種運(yùn)行方式的調(diào)度和潮流變化的需要。3.當(dāng)母線故障或檢修時，4.隔離開關(guān)作為倒換操作電器，5.容易誤操作。9.1.3經(jīng)濟(jì)性當(dāng)進(jìn)出線回路數(shù)相同的情況下，單母線分段接線所用的斷路器和隔離開關(guān)少于雙母線接線?？偨Y(jié)：對比兩種接線方式，從可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性以及可擴(kuò)建性等幾方面考慮，我認(rèn)為單母線分段接線方式較適合本設(shè)計要求，故高、中、低壓三側(cè)均采用單母線分段接線方式。9.2繼電保護(hù)9.2.1繼電保護(hù)的任務(wù)1.供電系統(tǒng)需迅速地切斷故障，并保護(hù)系統(tǒng)無故障部分繼續(xù)運(yùn)行。2.當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)非正常工作狀態(tài)時，要給值班人員發(fā)出信號，使值班人員及時進(jìn)行處理，以免引起設(shè)備故障。9.2.2繼電保護(hù)裝置基本要求選擇性：當(dāng)供電系統(tǒng)某部分發(fā)生故障時，繼電保護(hù)裝置應(yīng)使距離故障點(diǎn)的斷路器動作，將故障部分切除，縮小停電范圍，保障無故障部分運(yùn)行。度，可以迅速恢復(fù)供電正常的過程，減小對用戶的影響。靈敏性：靈敏性是指對被保護(hù)電氣設(shè)備可能發(fā)射的故障和不正常運(yùn)行發(fā)生的反應(yīng)能力。為了起保護(hù)作用，要求裝置由一定的保護(hù)靈敏性?？煽啃裕寒?dāng)發(fā)生故障時，要求保護(hù)裝置動作可靠，即在應(yīng)動作時不能拒動，而在不動作時不會誤動作。9.2.3主變壓器保護(hù)根據(jù)規(guī)程規(guī)定400kVA變壓器應(yīng)設(shè)下列保護(hù)；1.瓦斯保護(hù)防御變壓器內(nèi)部短路和油面降低，輕瓦斯動作于信號，重瓦斯動作于跳閘。2.電流速斷保護(hù)防御變壓器線圈和引出線的多相短路，動作于跳閘。3.過電流保護(hù)防御外部相同短路并作為瓦斯保護(hù)及電流速斷保護(hù)的后備保護(hù)，動作于跳閘。4.過負(fù)荷保護(hù)防御變壓器本身的對稱過負(fù)荷及外部短路引起的過載。9.2.435kV進(jìn)線線路保護(hù)1.電流速斷保護(hù)2.過電流保護(hù)3.過負(fù)載保護(hù)9.2.510kV線路保護(hù) 1.過電流保護(hù)防止電路中短路電流過大，保護(hù)動作于跳閘。2.過負(fù)載保護(hù)防止配電變壓器的對稱過載及各用電設(shè)備的超負(fù)荷運(yùn)行。9.3變電所二次回路方案的選擇9.3.1高壓斷路器的操動機(jī)構(gòu)控制與信號回路高壓斷路器是電力系統(tǒng)中最重要的開關(guān)設(shè)備，在正常運(yùn)行時斷路器可以接通和切斷電氣設(shè)備的負(fù)荷電流，在系統(tǒng)發(fā)生故障時則能可靠地切斷短路電流。斷路器基本跳、合閘回路如圖9-1所示，圖9-1斷路器基本跳、合閘回路其工作原理簡述如下：1.合閘操作。手動合閘是將控制開關(guān)SA打至“合閘”位置，此時5-8觸點(diǎn)瞬時接通；而斷路器在跳閘位置時其動斷觸點(diǎn)QF2是接通的，所以合閘接觸器KM線圈通電起動，其動合觸點(diǎn)接通，斷路器合閘線圈YC通電起動，斷路器合閘。當(dāng)合閘操作完成后，斷路器的動斷輔助觸點(diǎn)QF2準(zhǔn)備好跳閘回路，斷路器的自動合閘是由自動重合閘裝置的出口觸點(diǎn)1K閉合實(shí)現(xiàn)的。2.跳閘操作。手動跳閘是將控制開關(guān)SA打至“跳閘”位，此時其6-7觸點(diǎn)接通，而斷路器在合閘位置時其動合觸點(diǎn)QF1是接通的餓，所以跳閘線圈YT通電，斷路器進(jìn)行跳閘。當(dāng)跳閘操作完成后，斷路器的動合 觸點(diǎn)QF1斷開，而動斷觸點(diǎn)QF2接通，準(zhǔn)備好合閘回路。斷路器的自動跳閘是在保護(hù)裝置出口繼電器2K觸點(diǎn)閉和來實(shí)現(xiàn)的。圖中下面的“+”和“—”為合閘小母線，因合閘電流較大（一般在一百至數(shù)千安培所以采用專設(shè)的大容量合閘電源，與控制電源分開。9.3.2變電所的電能計量變電所的變壓器測量儀表裝在低壓側(cè)，儀表電流線圈全部裝在低壓側(cè)電流互感器5TA上，電壓線圈全部裝在6～10母線電壓互感器的回路一次回路：1.電流表是用來監(jiān)視負(fù)荷的，對35KV變電所一般只裝一只電流表。2.有功功率表和無功功率表是用來監(jiān)視變壓器運(yùn)行時，某一瞬間送出的有功和無功功率，并根據(jù)讀數(shù)進(jìn)行功率因數(shù)計算。3.有功電能表和無功電能表是用來計量變壓器某一時間段內(nèi)送出的有功和無功電能。9.4變壓器保護(hù)概述變壓器是變電所的核心設(shè)備，它的完好與否將直接影響供電是否可靠性和系統(tǒng)是否正常運(yùn)行。因此，變壓器必須裝設(shè)一定的主保護(hù)。對于本設(shè)計，根據(jù)變壓器的故障和不正常運(yùn)行的情況，從反應(yīng)各種不同故障的可靠、快速、靈敏及提高系統(tǒng)的安全性出發(fā)，主保護(hù)應(yīng)選取瓦斯保護(hù)和縱聯(lián)差動保護(hù)。9.5瓦斯保護(hù)的概論在變壓器油箱內(nèi)常見的故障有繞組匝間或?qū)娱g絕緣破壞造成的短路，或高壓繞組對地絕緣破壞引起的單相接地。變壓器油箱內(nèi)發(fā)生的任何一個故障時，由于短路電流和短路點(diǎn)電弧的作用，將使變壓器油及其他絕緣材料因受熱而分解產(chǎn)生氣體，因氣體比較輕，它們就要從油箱里流向油枕的上部，當(dāng)故障嚴(yán)重時，油會迅速膨脹并有大量的氣體產(chǎn)生，此時，回游強(qiáng)烈的油流和氣體沖向油枕的上部。利用油箱內(nèi)部的故障時的這一特點(diǎn)，可以構(gòu)成反映氣體變化的保護(hù)裝置，稱之為瓦斯保護(hù)。該保護(hù)是利用安裝在變壓器油箱與油枕間繁榮瓦斯繼電器來判別變壓器內(nèi)部故障的。當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時，電弧使油及絕緣物分解產(chǎn)生氣體。故障輕微時，油箱內(nèi)氣體緩慢的產(chǎn)生，氣體上升聚集在繼電器里，使油面下降，繼電器動作，接點(diǎn)閉合，這時讓其作用于信號，稱為輕瓦斯；故障嚴(yán)重時，油箱內(nèi)產(chǎn)生大量的氣體，在該氣體作用下形成強(qiáng)烈的油流，沖擊繼電器，使繼電器動作，接點(diǎn)閉合，這時作用于跳閘并發(fā)信，稱為重瓦斯保護(hù)。圖9-2瓦斯保護(hù)原理接線圖圖9-2瓦斯保護(hù)原理接線圖9.5.1瓦斯保護(hù)的整定原則重瓦斯保護(hù)動作的油流速度整定范圍為0.6～1.5m/s時，在整定流速時均以導(dǎo)油管中的流速為準(zhǔn)，而不依據(jù)繼電器處的流速。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗，管中油流速度整定為0.6～1.5m/s時，保護(hù)反映變壓器內(nèi)部故障是相當(dāng)靈敏的。但是，在變壓器外部故障時，由于穿越性故障電流的影響，在導(dǎo)油管中油流速度約為0.4～0.5m/s。因此，為了防止穿越性故障時瓦斯保護(hù)誤動作，可將油流速度整定在1m/s左右。9.5.2瓦斯保護(hù)的整定計算及繼電器選擇輕瓦斯保護(hù)的動作值按氣體容積為250～300cm2整定，本設(shè)計采用重瓦斯保護(hù)的動作值按導(dǎo)油管的油流速度為0.6～1.5m/s整定，本設(shè)計采用0.9m/s。故瓦斯繼電器選用FJ3-80型。9.6縱差保護(hù)的概論該保護(hù)是按循環(huán)電流的原理構(gòu)成的。在變壓器兩側(cè)都裝設(shè)電流互感器，其二次繞組按環(huán)流原則串聯(lián)，差動繼電器并接在回路臂中，在正常運(yùn)行和外部短路時，二次電流在臂中環(huán)流，使差動保護(hù)在正常運(yùn)行和外部短路時不動作，由電流互感器流入繼電器的電流應(yīng)大小相等，相位相反，使得流過繼電器的電流為零；在變壓器內(nèi)部發(fā)生相間短路時，從電流互感器流入繼電器的電流大小不等，相位相同，使繼電器內(nèi)有