某塑料制品廠總配變電所及高壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、 第1章 緒論工廠供電，即指工廠所需電能的供應(yīng)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(dòng)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應(yīng)用；電能的輸送的分配既簡單經(jīng)濟(jì)，又便于控制、調(diào)節(jié)和測(cè)量，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化。因此，電能在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)及整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)生活中應(yīng)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(dòng)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(shí)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(dòng)生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，減輕工人的勞

2、動(dòng)強(qiáng)度，改善工人的勞動(dòng)條件，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化。從另一方面來說，如果工廠的電能供應(yīng)突然中斷，則對(duì)工業(yè)生產(chǎn)可能造成嚴(yán)重的后果?？梢?，做好工廠供電工作對(duì)于發(fā)展工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)，實(shí)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(gè)重要方面，而能源節(jié)約對(duì)于國家經(jīng)濟(jì)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(duì)于節(jié)約能源、支援國家經(jīng)濟(jì)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(shí)保證工廠生產(chǎn)和生活用電的需要，并確實(shí)做好節(jié)能環(huán)保工作，就必須達(dá)到以下基本要求：1安全： 在電能的供應(yīng)、分配和使用中，不應(yīng)發(fā)生人身事故和設(shè)備事故。 2可靠： 應(yīng)滿足電能用戶對(duì)供電可靠性

3、的要求。3優(yōu)質(zhì)： 應(yīng)滿足電能用戶對(duì)電壓和頻率等質(zhì)量的要求。4經(jīng)濟(jì)： 供電系統(tǒng)的投資要少，運(yùn)行費(fèi)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(yīng)合理地處理局部和全局、當(dāng)前和長遠(yuǎn)等關(guān)系，既要照顧局部的當(dāng)前的利益，又要有全局觀點(diǎn)，能顧全大局，適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展。為了保證工廠供電的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，就必須要有一套完整的保護(hù)，監(jiān)視和測(cè)量裝置。目前多以采用自動(dòng)裝置，將計(jì)算機(jī)應(yīng)用到工廠配電控制系統(tǒng)中去。第2章 負(fù)荷計(jì)算和無功補(bǔ)償2.1負(fù)荷分析根據(jù)負(fù)荷允許停電程度的不同，可以將負(fù)荷分為三個(gè)等級(jí)，即一級(jí)負(fù)荷、二級(jí)負(fù)荷、三級(jí)負(fù)荷。等級(jí)不同，對(duì)電力系統(tǒng)供電可靠性與穩(wěn)定性的要求也不同。如果停電，一級(jí)負(fù)荷將

4、造成人身傷亡或引起對(duì)周圍環(huán)境嚴(yán)重污染對(duì)工廠將造成經(jīng)濟(jì)上的巨大損失，如重要的大型的設(shè)備損壞，重要產(chǎn)品或用重要原料生產(chǎn)的產(chǎn)品大量報(bào)廢，還可能引起社會(huì)秩序混亂或嚴(yán)重的政治影響。二級(jí)負(fù)荷會(huì)造成較大的經(jīng)濟(jì)損失，如生產(chǎn)的主要設(shè)備損壞、產(chǎn)品大量報(bào)廢或減產(chǎn)；還可能引起社會(huì)秩序混亂或較嚴(yán)重的政治影響。三級(jí)負(fù)荷造成的損失不大或不會(huì)造成直接經(jīng)濟(jì)損失。由此可知，供電的穩(wěn)定性直接影響經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，負(fù)荷等級(jí)不同，對(duì)供電的要求也不相同：對(duì)于一級(jí)負(fù)荷，必須有二個(gè)獨(dú)立電源供電，且任何一個(gè)電源失去后，能保證對(duì)全部一級(jí)負(fù)荷不間斷供電。對(duì)特別重要的一級(jí)負(fù)荷應(yīng)該由二個(gè)獨(dú)立電源點(diǎn)供電。對(duì)于二級(jí)負(fù)荷，一般要有兩個(gè)獨(dú)立電源供電，且任何一個(gè)電源

5、失去后，能保證全部或大部分二級(jí)負(fù)荷供電。對(duì)于三級(jí)負(fù)荷，一般只需一個(gè)電源供電。該廠最大負(fù)荷利用小時(shí)為5000h，日最大負(fù)荷持續(xù)時(shí)間為24h。該廠所有負(fù)荷均是三級(jí)負(fù)荷。該廠電源可由臨近的一座66/10KV變電站取得。為能確保對(duì)各車間可靠的供電，保證該廠各項(xiàng)工作的順利進(jìn)行，不得因中斷供電或電能質(zhì)量的問題給企業(yè)正常生產(chǎn)造成影響，需進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算。2.2計(jì)算負(fù)荷的意義工廠進(jìn)行電力設(shè)計(jì)的基本原始資料是工藝部門提供的用電設(shè)備安裝容量，但是這種原始資料要變成電力設(shè)計(jì)所需要的假想負(fù)荷稱為計(jì)算負(fù)荷，從而根據(jù)計(jì)算負(fù)荷按照允許發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)的導(dǎo)線截面，確定變壓器容量，制訂提高功率因數(shù)的措施，選擇及整定保護(hù)設(shè)備以及

6、校驗(yàn)供電電壓的質(zhì)量等，是一件復(fù)雜的事。電力裝備設(shè)計(jì)部門對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行電氣配套設(shè)計(jì)時(shí)，總有一定的裕度，即使電動(dòng)機(jī)功率完全符合機(jī)械計(jì)算的配套要求，在工廠中使用的情況不同，也會(huì)影響到電力負(fù)荷的大小，如不同的生產(chǎn)階段，不同的材料，不同的熟練程度，不同的時(shí)期，電氣負(fù)荷都是有差別的，它的變化與很多的隨機(jī)因素有關(guān)。但是這種電氣計(jì)算負(fù)荷還必須認(rèn)真地確定，因?yàn)樗臏?zhǔn)確程度直接影響整個(gè)工廠供電設(shè)計(jì)的質(zhì)量。如計(jì)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(jì)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(huì)給工程擴(kuò)建帶來很大的困難。更有甚者，由于工廠企業(yè)是國家電力的主要用

7、戶，以不合理的工廠計(jì)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(jì)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5060以外，還使有色金屬消耗量增加75100，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。所以，進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算是為了最大限度的節(jié)約資源。2.3 負(fù)荷計(jì)算 2.3.1負(fù)荷計(jì)算的方法負(fù)荷計(jì)算的方法有需要系數(shù)法、利用系數(shù)法及二項(xiàng)式等幾種。本設(shè)計(jì)采用需要系數(shù)法確定。主要計(jì)算公式有：1.單組計(jì)算公式有功

8、功率：無功功率: 視在功率: 計(jì)算電流: 。式中：-用電設(shè)備組的總設(shè)備容量（不包括備用容量）-用電設(shè)備組的需用系數(shù)-對(duì)應(yīng)與用電設(shè)備組功率因數(shù)的正切值-用電設(shè)備組的額定電壓（單位為KV）2.多組計(jì)算公式有功功率：無功功率：視在功率： 式中： -所有設(shè)備組有功功率計(jì)算負(fù)荷P30之和-所有設(shè)備組無功功率計(jì)算負(fù)荷Q30之和有功、無功負(fù)荷同時(shí)系數(shù)2.3.2 各車間負(fù)荷情況表2-1 工廠各車間380V負(fù)荷序號(hào)車間名稱設(shè)備容量iKdcos計(jì)算負(fù)荷車間變電所代號(hào)變壓器臺(tái)數(shù)及容量kVAP30Q30S30kwkwkvarKva1薄膜車間14000.60.684011201400N0-11×1600原料庫

9、300.250.57.51315生活間100.818010成品庫（一）250.30.57.51315成品庫（二）240.30.57.212.514.4包裝材料庫200.30.5610.312小計(jì)（K=0.95）0.68321110.3613882單絲車間13850.60.65831971.61279N0-21×1250水泵房200.650.8139.7516.25小計(jì)（K=0.95）0.65802932.2812303注塑車間1890.40.675.6100.894.5N0-32×315管材車間8800.350.6308410.67513.3小計(jì)（K=0.95）0.6336

10、4485.9607.34備料車間 1380.60.582.8143.4286.8N0-41×500生活間100.81808浴室50.81404鍛工車間300.30.65910.513.85原料車間150.8112012倉庫150.30.54.57.799機(jī)修模具車間1000.250.652529.238.46熱處理車間1500.60.79091.8128.6鉚焊車間1800.30.560103.2120小計(jì)（K=0.87）0.63257335.72436.35鍋爐房2000.70.75140123.47200N0-52×200實(shí)驗(yàn)室1250.250.531.354.162.

11、5輔助材料庫1100.20.52238.144油泵房150.650.69.751316.25加油站120.650.57.813.515.6辦公樓、食堂、招待所500.60.6304050小計(jì)（K=0.9）0.62217253.95333.9各變電所負(fù)荷計(jì)算 NO.1 832.39 kW1110.36 kvar1387.7 kVANO.2 801.8 kW923.28 kvar1223 kVANO.3 364.33 kW 485.9 kvar607 kVANO.4 257 kW335.7 kvar423 kVANO.5 216.7 kW253.9 kvar333.8 kVA工廠總負(fù)荷3974.5

12、 kVA2.4無功功率補(bǔ)償由于本設(shè)計(jì)中上級(jí)要求0.9,而由上面計(jì)算可知均小于0.9，因此需要進(jìn)行無功補(bǔ)償。綜合考慮在這里采用并聯(lián)電容器分別進(jìn)行高壓補(bǔ)償。并聯(lián)電容器裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程第條規(guī)定：“電容器裝置的總?cè)萘繎?yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)無功規(guī)劃設(shè)計(jì)，調(diào)相調(diào)壓計(jì)算及技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定，對(duì)35110KV變電站中的電容器的總?cè)萘?，按無功功率就地平衡的原則，可按主變壓器的10%30%考慮?！币话阒髯儔浩鞯娜萘康?5%，分在610KV兩段母線上安裝，110KV變電站可按照主變?nèi)萘康?0%選擇。 可選用BWF10.5-50-1W型的電容器，其額定電容為1.44µF。 各變電所需的無功補(bǔ)償量（為各車間總功率因數(shù)）

13、 NO.1 707 kvar ?。?50 kvar NO.2 553 kvar 取：600 kvarNO.3 274 kvar ?。?00 kvarNO.4 203 kvar ?。?50 kvarNO.5 170 kvar 取：200 kvar其中電容器個(gè)數(shù)n為：15 12 65 4因?yàn)槊拷M補(bǔ)償電容器為三個(gè)，所以所選個(gè)數(shù)為三的倍數(shù)。車間4、5所選補(bǔ)償電容器個(gè)數(shù)為6、3個(gè)，即補(bǔ)償容量均為300kvar、150kvar。無功補(bǔ)償后，變電所低壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為： NO.1 907 kVANO.2 868 kVANO.3 409 kVANO.4 281 kVANO.5 241 kVA變壓器的功率損耗：主

14、要公式：式中：-空載電流-阻抗電壓-額定容量-實(shí)際容量-空載損耗-短路損耗T1=86.9 kvar =17 kWT2=84 kvar =15.8 kWT3=16.7 kvar =3.9 kWT4=25.7kvar=7.1 kWT5=1.04 kvar =3.4 kW變電所高壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷為：T1849.39 kW 447 kvar959 kVAT2817.6 kW 416 kvar 916 kVAT3368 kW 201.7 kvar 419 kVAT4264 kW 61.7 kvar 271 kVAT5220.12 kW 104 kvar243 kVA無功率補(bǔ)償后，工廠各變電所的功率因數(shù)為：

15、NO.1 0.89NO.2 0.89NO.3 0.88NO.4 0.97NO.5 0.91經(jīng)補(bǔ)償后所有車間功率因數(shù)均在0.9左右，因此符合本設(shè)計(jì)的要求。并且由此可知，采用無功功率補(bǔ)償來提高功率因數(shù)，能使工廠取得可觀的經(jīng)濟(jì)效果。第3章 變電所位置和型式的選擇3.1變電所站址選擇原則變電站設(shè)計(jì)規(guī)范變電站站址的選擇，根據(jù)下列要求綜合考慮確定：1. 接近負(fù)荷中心。2. 進(jìn)出線方便。3. 便于設(shè)備運(yùn)輸。4. 根據(jù)需要適當(dāng)考慮發(fā)展。5. 盡量設(shè)在污染源的上風(fēng)。6. 盡量避開多塵、震動(dòng)、高溫、潮濕有爆炸、火災(zāi)等場(chǎng)所。7. 不應(yīng)設(shè)在廁所、浴室或生產(chǎn)過程中地面經(jīng)常潮濕和容易積水場(chǎng)所的正下面。3.2變電所的形式的

16、選擇1. 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(shí)還帶有變電所。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. 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(duì)防火要求較嚴(yán)。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(xiǎn)場(chǎng)所。7. 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。8. 桿上變電所：變壓器

17、設(shè)于室外桿塔上，用于小容量分散負(fù)荷，如工人村等。根據(jù)本廠情況變電所形式選用配電所：即獨(dú)立式露天變電所。第4章 變電所主變壓器選擇4.1變壓器臺(tái)數(shù)和容量的選擇1. 主變?nèi)萘窟x擇一般應(yīng)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)期幾年發(fā)展，對(duì)城郊變電所，主變?nèi)萘繎?yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。2. 根據(jù)變電所帶負(fù)荷性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變?nèi)萘?，?duì)有重要負(fù)荷的變電站應(yīng)考慮一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余主變壓器容量在計(jì)及過負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一、二級(jí)負(fù)荷；對(duì)一般性變電站，當(dāng)一臺(tái)主變停運(yùn)時(shí)，其余主變壓器應(yīng)能保證全部負(fù)荷的60正常運(yùn)行。3. 同級(jí)電壓的單臺(tái)降壓變壓器容量的級(jí)別不宜太多，應(yīng)從全網(wǎng)出發(fā)

18、，推行系列化，標(biāo)準(zhǔn)化。4. 具有三種電壓等級(jí)的變電站中，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(shí)，主變電壓器宜采用三繞組變壓器。（1）裝一臺(tái)變壓器，主變壓器容量應(yīng)不小于總計(jì)算負(fù)荷即（2）裝設(shè)兩臺(tái)變壓器，每臺(tái)變壓器容量SNT不應(yīng)小于總的計(jì)算負(fù)荷的60%，最好為總計(jì)算的70%左右。4.2變壓器類型的選擇變壓器聯(lián)結(jié)組別的選擇原則：1. 三相負(fù)荷基本平衡，其低壓中性線電流不致超過低壓繞組額定電流25%，且供電系統(tǒng)中諧波干擾不甚嚴(yán)重時(shí)，三相配電變壓器的聯(lián)結(jié)組可選型。2. 當(dāng)由單相不平衡負(fù)荷引起的中性線電流超過變壓器低壓繞組額定電流25%時(shí)，或供電系統(tǒng)中存在較大的“諧波源”，高次諧波電流

19、比較突出時(shí)，三相配電變壓器的聯(lián)結(jié)組亦選根據(jù)以上選擇原則并查電氣設(shè)備及運(yùn)行維護(hù) 附錄-10表可知應(yīng)當(dāng)采用的聯(lián)結(jié)組別。變壓器型號(hào)及參數(shù)見表4-1表4-1 變壓器型號(hào)選擇型號(hào)額定容量（kVA）空載損耗（W）短路損耗（W）空載電流（%）阻抗電壓（%）繞組鏈接組N0.1SZ-1600/1016002650165001.35.5均為Y,yn0接線N0.2SZ-1250/1012502200138001.45.5N0.3SZ-400/1040092058002.14N0.4SZ-500/10500108069002.14N0.5SZ-200/1020054034002.44根據(jù)變壓器選擇原則校驗(yàn)： N0.3

20、 364 kva 取400 kvaN0.5 200 kva 取200 kva第5章 電氣主接線的選擇5.1設(shè)計(jì)要求變電所主接線設(shè)計(jì)是電力系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)的組成部份。變電所主接線形式應(yīng)根據(jù)變電所在電力系統(tǒng)中的地位、作用、回路數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)及負(fù)荷性質(zhì)等條件確定，并且應(yīng)滿足運(yùn)行可靠、簡單靈活、操作方便和節(jié)約投資等要求。主接線設(shè)計(jì)的基本要求為： 1. 供電可靠性。主接線的設(shè)計(jì)首先應(yīng)滿足這一要求；當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，要求停電范圍小，恢復(fù)供電快。 2. 適應(yīng)性和靈活性。能適應(yīng)一定時(shí)期內(nèi)沒有預(yù)計(jì)到的負(fù)荷水平變化；改變運(yùn)行方式時(shí)操作方便，便于變電所的擴(kuò)建。 3. 經(jīng)濟(jì)性。在確保供電可靠、滿足電能質(zhì)量的前提下，要盡量節(jié)

21、省建設(shè)投資和運(yùn)行費(fèi)用，減少用地面積。 4. 簡化主接線。配網(wǎng)自動(dòng)化、變電所無人化是現(xiàn)代電網(wǎng)發(fā)展必然趨勢(shì)，簡化主接線為這一技術(shù)全面實(shí)施，創(chuàng)造更為有利的條件。 5. 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化。同類型變電所采用相同的主接線形式，可使主接線規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化，有利于系統(tǒng)運(yùn)行和設(shè)備檢修。5.2主接線設(shè)計(jì)隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展、調(diào)度自動(dòng)化水平的提高及新設(shè)備新技術(shù)的廣泛應(yīng)用，變電所電氣主接線形式亦有了很大變化。目前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、雙母線分段帶旁路、1個(gè)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)展過程是由簡單到復(fù)雜，再由復(fù)雜到簡單的過程。在70年代，由于當(dāng)時(shí)

22、受電氣設(shè)備制造技術(shù)、通信技術(shù)和控制技術(shù)等條件的制約，為了提高系統(tǒng)供電可靠性，產(chǎn)生了從簡單到復(fù)雜的主接線演變過程。在當(dāng)今的技術(shù)環(huán)境中，隨著新技術(shù)、高質(zhì)量電氣產(chǎn)品廣泛應(yīng)用，在某些條件下采用簡單主接線方式比復(fù)雜主接線方式更可靠、更安全，變電所主接線日趨簡化。因此，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。35110KV變電所設(shè)計(jì)規(guī)范第條：35110KV線路為兩回及以下時(shí)，宜采用橋形線路變壓器組或線路分支接線。超過兩回時(shí)，宜采用擴(kuò)大橋形單母線或分段單母線的接線，3563KV線路為8回及以上時(shí)，亦可采用雙母線接線，110KV線路為6回及以上時(shí)，宜采用雙母線接線。 第條：在采

23、用單母線、分段單母線或雙母線的35110KV主接線中，當(dāng)不允許停電檢修斷路器時(shí)，可以設(shè)置旁路設(shè)施。 當(dāng)有旁路母線時(shí)，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，當(dāng)110KV線路為6回及以上，3563KV線路為8回及以上時(shí)，可裝設(shè)專用的旁路斷路器，主變壓器35110KV回路中的斷路器，有條件時(shí)，亦可接入旁路母線，采用斷路器的主接線不宜設(shè)旁路設(shè)施。第條：當(dāng)變電站裝有兩臺(tái)主變時(shí)，610KV側(cè)宜采用分段單母線。線路為12回及以上時(shí)亦可采用雙母線。當(dāng)不允許停電檢修斷路器時(shí)，可設(shè)置旁路設(shè)施。因此次設(shè)計(jì)的工廠供電采用的是簡單的輻射式網(wǎng)絡(luò)，考慮到供電的可靠性，所以主接線形式選取單母的接線方式。5.2

24、.1 高壓側(cè)（10KV）a b c表5-1線路變壓器組結(jié)線1 進(jìn)線為隔離開關(guān)； 2 進(jìn)線為跌落式保險(xiǎn)； 3 進(jìn)線為斷路器根據(jù)上述全廠負(fù)荷以及無功功率補(bǔ)償?shù)挠?jì)算，并且塑料制品廠負(fù)荷為三級(jí)負(fù)荷，所以總體方案為：由66/10kV總降壓變電所10kV分段母線提供電源，從公共10kV高壓母線采用電纜進(jìn)線到廠區(qū)車間總變電所。為防止電網(wǎng)的故障或停電檢修，故在低壓從鄰近380V架空線路引入車間作為備用電源，以滿足不時(shí)之需。同時(shí)為了節(jié)省變電所建造的成本和簡化總體的布線，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。線路變壓器組結(jié)線方式的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)線簡單，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

25、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)來說線路變壓器組結(jié)線方式已經(jīng)可以達(dá)到設(shè)計(jì)的要求。線路變壓器組結(jié)線方式也按元件的不同組合分為：1進(jìn)線為隔離開關(guān)；2進(jìn)線為跌落式保險(xiǎn)；3進(jìn)線為斷路器。由于設(shè)計(jì)為工廠車間降壓變電站，負(fù)荷較大，選用3方式。5.2.2低壓側(cè)（400V） 圖5-2 低壓側(cè)接線10KV電壓級(jí)，綜合考慮主接線的基本要求，合理考慮工廠電力負(fù)荷的基本情況以及工廠的經(jīng)濟(jì)狀況，通過比較，最后選擇第方案，即采用單母線形式。這種主接線形式能夠滿足工廠電力負(fù)荷的用電要求，考慮了今后隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，還有擴(kuò)建和擴(kuò)展的可能，另外，由于進(jìn)出線回路數(shù)比較多，因此，選擇了單母線形式。

26、綜上分析可以得出：變電站的電氣主接線形式為，10KV電壓級(jí)采用線路變壓器組結(jié)線方式的主接線形式，380V電壓級(jí)采用單母線形式。變電站電氣主接線圖詳見附錄。第6章 短路電流計(jì)算在電力供電系統(tǒng)中，對(duì)電力系統(tǒng)危害最大的就是短路。短路的形式可以分為三相短路、兩相短路、兩相短路接地、單相短路接地。在短路電流計(jì)算過程中，以便都以最嚴(yán)重的短路形式為依據(jù)。因此，本文的短路電流計(jì)算都以三相短路為例。6.1 短路電流的計(jì)算目的6.1.1 短路電流的危害在供電系統(tǒng)中發(fā)生短路故障時(shí)，在短路回路中短路電流要比額定電流大幾倍至幾十倍，通常可達(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(dòng)力，并且使設(shè)備溫度急劇上升

27、有可能損壞設(shè)備和電纜；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(dòng)機(jī)正常工作；發(fā)生接地短路時(shí)所出現(xiàn)的不對(duì)稱短路電流，將對(duì)通信線路產(chǎn)生干擾；當(dāng)短路點(diǎn)離發(fā)電廠很近時(shí)，將造成發(fā)電機(jī)失去同步，而使整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行解列。6.1.2 計(jì)算短路電流的目的計(jì)算短路電流的目的是為了正確選擇和校驗(yàn)電器設(shè)備，避免在短路電流作用下?lián)p壞電氣設(shè)備，如果短路電流太大，必須采用限流措施，以及進(jìn)行繼電保護(hù)裝置的整定計(jì)算。為了達(dá)到上述目的，須計(jì)算出下列各短路參數(shù)：I 次暫態(tài)短路電流，用來作為繼電保護(hù)的整定計(jì)算和校驗(yàn)斷路器額定斷流容量。應(yīng)采用（電力系統(tǒng)在最大運(yùn)行方式下）繼電保護(hù)安裝處發(fā)生短路時(shí)的次暫態(tài)短路電流來計(jì)算保

28、護(hù)裝置的整定值。 短路沖擊電流，用來檢驗(yàn)電器和母線的動(dòng)穩(wěn)定。I 短路電流有效值，用來檢驗(yàn)電器和母線的熱穩(wěn)定。S 次暫態(tài)短路容量，用來檢驗(yàn)斷路器的遮斷容量和判斷母線短路容量是否超過規(guī)定值，作為選擇限流電抗器的依據(jù)。6.2 短路電流的計(jì)算6.2.1短路電流計(jì)算的一般規(guī)定為了使所選電器具有足夠的可靠性、經(jīng)濟(jì)性、靈活性并在一定的時(shí)期內(nèi)滿足電力系統(tǒng)發(fā)展的需要，應(yīng)對(duì)不同點(diǎn)的短路電流進(jìn)行校驗(yàn)。短路電流計(jì)算應(yīng)包括以下規(guī)定：1驗(yàn)算導(dǎo)體的穩(wěn)定性和電器的動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流的能力，應(yīng)按本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)規(guī)劃容量來計(jì)算，并考慮到電力系統(tǒng)的5-10發(fā)展規(guī)劃（一般應(yīng)按本工程的建成之后的5-10年）。在確定短路電流時(shí)應(yīng)

29、按可能發(fā)生的短路電流的正常接線方式，而不應(yīng)按照僅在切換時(shí)過程中的可能的并列運(yùn)行方式的接線方式。2選擇導(dǎo)體和電器時(shí)所用的短路電流，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?dòng)機(jī)的影響和電容補(bǔ)償裝置放電電流的影響。3選擇導(dǎo)體和電器時(shí)，對(duì)不帶電抗的回路的計(jì)算短路點(diǎn)，應(yīng)選擇在正常接線方式時(shí)短路電流最大的地點(diǎn)，對(duì)帶電抗器6-10kv出線與廠用分支回路，除其母線與隔離開關(guān)之間隔板前的引線和套管的計(jì)算短路點(diǎn)應(yīng)選擇在電抗器之前外，其余導(dǎo)體和電器的計(jì)算短路點(diǎn)一般選擇在電抗器后4導(dǎo)體和電器的動(dòng)穩(wěn)定，熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流，一般按三相短路驗(yàn)算。若發(fā)電機(jī)的出口的兩相短路或中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)及自耦變壓器等回路中的

30、單相，兩相接地短路較三相短路嚴(yán)重時(shí)，則應(yīng)按嚴(yán)重情況計(jì)算。6.3各元件電抗6.3.1 確定基準(zhǔn)取=100 MVA = =10.5 kV =0.4 kV 而：100/×10.5=5.5 kA100/×0.4=144.3 kA10.5×10.5÷100=1.1025 0.4×0.4÷100=0.0016 6.3.2 計(jì)算短路電路中各主要元件的電抗繪制等效電路如圖: 圖6-1 計(jì)算短路電流的等效電路圖由于系統(tǒng)中電阻R遠(yuǎn)小于電抗X，所以等效圖可以簡化為圖6-2。圖6-2 計(jì)算短路電流的等效電路圖1.線路電抗=0.4×2=0.8 變壓器

31、變比 26.3換算到低壓測(cè) 0.0012 低壓側(cè)標(biāo)幺值：0.752.變壓器電抗變壓器低壓側(cè)阻抗=5.5×0.4×0.4/100×1.6=0.0055 =5.5×0.4×0.4/100×1.25=0.00704 =4×0.4×0.4/100×0.4=0.016 =4×0.4×0.4/100×0.5=0.0128 =4×0.4×0.4/100×0.2=0.032 標(biāo)幺值：0.0055÷0.0016=3.440.00704÷0.00

32、16=4.40.016÷0.0016=100.0128÷0.0016=80.032÷0.0016=20表6-1 變壓器阻抗變壓器阻抗12345（） 0.00550.007040.0160.01280.032（標(biāo)幺值）3.444.4108203.系統(tǒng)電抗0.5 換算到低壓側(cè)： 0.00072 標(biāo)吆值：0.45 6.3.4 短路計(jì)算低壓側(cè)短路點(diǎn)選在線路首段，分別為k1、k2、k3、k4、k5，見圖6-2所示。標(biāo)幺值 0.220.180.160.110.089有名值 31.7 kA26 kA23.3 kA15.9 kA12.8 kA電力系統(tǒng)分析中提到當(dāng)系統(tǒng)的阻抗標(biāo)吆值大

33、于3.45時(shí)短路電流、次暫態(tài)電流、穩(wěn)態(tài)電流相等，即： 31.7 kA26 kA12.8 kA15.9 kA6.8 kA沖擊電流 81 kA64 kA33 kA41 kA17 kA計(jì)算結(jié)果見表6-2表6-2 短路電流計(jì)算N0.1N0.2N0.3N0.4N0.5（kA）31.72612.815.96.8（kA）31.72612.815.96.8（kA）31.72612.815.96.8（kA）8164334117高壓側(cè) 0.83 4.57 kA 4.57 kA =2.55 =11.6 kA6.3.5 各變壓器出線電流計(jì)算 各變壓器經(jīng)無功補(bǔ)償后的出線電流計(jì)算公式： N0.1 2.02 kA0.012

34、 kAN0.2 1.845 kA0.023 kAN0.3 0.74 kA 0.184 kAN0.4 0.19 kA0.056 kAN0.5 0.27 kA0.09 kA計(jì)算結(jié)果見表6-3所示表6-3 變壓器出線計(jì)算電流N0.1N0.2N0.3N0.4N0.5(kA)2.02 1.845 0.74 0.19 0.27(kA) 0.012 0.023 0.184 0.056 0.09高壓側(cè)進(jìn)線電流 229 A 第7章 電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn)7.1 電氣設(shè)備選擇的原則7.1.1 斷路器選擇電力工程設(shè)計(jì)手冊(cè)高壓斷路器選擇規(guī)定：斷路器型式的選擇除應(yīng)滿足各項(xiàng)技術(shù)條件和環(huán)境條件外，還應(yīng)考慮便于施工調(diào)試和運(yùn)行維

35、護(hù)，并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定選擇斷路器。電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)（電氣一次部分）第62節(jié)規(guī)定：35KV及以下，可選用少油、真空、多油斷路器等，應(yīng)注意經(jīng)濟(jì)性。35KV220KV可選用少油、SF6、空氣斷路器等7.1.2 電流互感器導(dǎo)體和電器選擇設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定第條：320KV屋內(nèi)配電裝置的電流互感器，應(yīng)根據(jù)安裝使用條件及產(chǎn)品情況，采用瓷絕緣結(jié)構(gòu)或樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)。35KV及以上配電裝置的電流互感器，宜采用油浸瓷箱式絕緣結(jié)構(gòu)的獨(dú)立式電流互感器，在有條件時(shí)，應(yīng)采用套管式電流互感器。電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)（電氣一次部分）第28節(jié)：a. 凡裝有斷路器的回路均應(yīng)裝設(shè)電流互感器。b. 發(fā)電機(jī)和變壓器的中性點(diǎn)、發(fā)電機(jī)和變

36、壓器的出口、橋形接線的跨條上等也應(yīng)裝設(shè)電流互感器。c. 對(duì)直接接地系統(tǒng)，按三相配置；對(duì)非直接接地系統(tǒng)，依具體要求按兩相或三相裝配。7.1.3 電壓互感器電力工程設(shè)計(jì)手冊(cè)規(guī)定：1. 電壓互感器的配置與數(shù)量和配置、主接線方式有關(guān)，并應(yīng)滿足測(cè)量、保護(hù)周期和自動(dòng)裝置的要求。電壓互感器應(yīng)能在運(yùn)行方式改變時(shí)，保護(hù)裝置不得失壓，周期點(diǎn)的兩側(cè)都能提取到電壓。2. 6220KV電壓等級(jí)的一組主母線的三相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器，旁路上是否需要裝設(shè)壓互，應(yīng)視各回出線外側(cè)裝設(shè)壓互的情況和需要確定。3. 當(dāng)需要監(jiān)視和檢測(cè)線路側(cè)有無電壓時(shí)，出線側(cè)的一相上應(yīng)裝設(shè)壓互。根據(jù)導(dǎo)體和電器選擇技術(shù)規(guī)定SDGJ14-86：第條：電壓互感

37、器應(yīng)按下列技術(shù)條件選擇和校驗(yàn)1一次回路電壓2二次電壓3二次負(fù)荷4準(zhǔn)確度等級(jí)5繼電保護(hù)及測(cè)量的要求第條：電壓互感器的型式應(yīng)按下列使用條件選擇：1.320KV屋內(nèi)配電裝置宜采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)，也可采用樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)的電磁式電壓互感器。2.35KV配電裝置宜采用電磁式電壓互感器。110KV及以上配電裝置，當(dāng)容量和準(zhǔn)確度等級(jí)滿足要求時(shí)，宜采用電容式電壓互感器。第條：用于中型點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的電壓互感器，其第三繞組電壓應(yīng)為100V，用于中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)的電壓互感器，其第三繞組電壓應(yīng)為100/3V。根據(jù)以上原則，可選擇電壓互感器。7.1.4 絕緣子和穿墻套管導(dǎo)體和電器選擇設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定第條：屋外支柱絕緣子

38、宜采用棒式支柱絕緣子, 屋外支柱絕緣子需倒裝時(shí), 采用懸掛式支柱絕緣子。導(dǎo)體和電器選擇設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定第條:屋內(nèi)配電裝置宜采用鋁導(dǎo)體穿墻套管,對(duì)于母線型穿墻套管應(yīng)校核窗口允許穿過的母線尺寸。7.2 設(shè)備的選擇和校驗(yàn)7.2.1 10kV側(cè)設(shè)備選擇和校驗(yàn)表7-1 10KV側(cè)設(shè)備的選擇校驗(yàn)選擇校驗(yàn)項(xiàng)目電壓電流斷流能力動(dòng)穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度裝置地點(diǎn)條件參數(shù)UN（KV）I30（A）IK（KA）ishItima數(shù)據(jù)10224A4.4KA11KA4.42×2一次設(shè)備型號(hào)規(guī)格額定參數(shù)UNI30IocimaxIt2t六氟化硫斷路器LW3-12104006.316162×2=512高壓隔離開GN-610

39、T/600106003052202×5電壓互感器JDZ-10電流互感器LAJ-10/D10180× ×0.3（100×0.1）2×1避雷器YH5WZ-17/45×2 10由以上計(jì)算可以得出表7-1所選設(shè)備均滿足要求。第8章 變電所進(jìn)出線的選擇與校驗(yàn)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(gè)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)

40、積極慎重，新產(chǎn)品應(yīng)有可靠的試驗(yàn)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(shí)，宜采用鋼筋鋁絞線；沿海地區(qū)及有腐蝕性介質(zhì)的場(chǎng)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(chǎng)所，可采用鋁芯電纜；但在有特殊要求的場(chǎng)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(chǎng)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

41、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 變電所出線選擇與校驗(yàn) 架空進(jìn)線的選擇按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線截面補(bǔ)償功率因數(shù)后的線路計(jì)算電流見表6-3，查的經(jīng)濟(jì)密度為=1.15A/。主要公式： 0.905以上各式中 -短路電流穩(wěn)態(tài)值，A； -肌膚效應(yīng)系數(shù)，取1； -熱穩(wěn)定計(jì)算時(shí)間，s; C-熱穩(wěn)定系數(shù)，C取95； -經(jīng)濟(jì)密度，A/ K-修正系數(shù); -分別為保護(hù)動(dòng)作時(shí)間、斷路器全開短時(shí)間。NO.1 按發(fā)熱條件選擇：由

42、=2.02kA、=12A得所需導(dǎo)線經(jīng)濟(jì)截面積為：由于地下最熱月平均溫度為，且為節(jié)省母線材料選取相鄰較小的截面積，查電力設(shè)備選型手冊(cè)LHBJ型導(dǎo)線參數(shù)表，初選4×500，25。檢驗(yàn) 滿足發(fā)熱條件。 按熱穩(wěn)定條件校驗(yàn)：則短路熱穩(wěn)定度的最小截面所選導(dǎo)線滿足熱穩(wěn)定性要求。NO.2 按發(fā)熱條件選擇：由=1.845kA、=23A得所需導(dǎo)線經(jīng)濟(jì)截面積為： 由于地下最熱月平均溫度為，且為節(jié)省母線材料選取相鄰較小的截面積，查電力設(shè)備選型手冊(cè)LHBJ型導(dǎo)線參數(shù)表，初選3×600，25。檢驗(yàn) 滿足發(fā)熱條件。 按熱穩(wěn)定條件校驗(yàn)：則短路熱穩(wěn)定度的最小截面所選導(dǎo)線滿足熱穩(wěn)定性要求。NO.3 按發(fā)熱條件

43、選擇：由=740A、=184A得所需導(dǎo)線經(jīng)濟(jì)截面積為：由于地下最熱月平均溫度為，且為節(jié)省母線材料選取相鄰較小的截面積，查電力設(shè)備選型手冊(cè)LHBJ型導(dǎo)線參數(shù)表，初選2×400，185。檢驗(yàn) 滿足發(fā)熱條件。按熱穩(wěn)定條件校驗(yàn)：則短路熱穩(wěn)定度的最小截面所選導(dǎo)線滿足熱穩(wěn)定性要求。NO.4 按發(fā)熱條件選擇：由=190A、=56A得所需導(dǎo)線經(jīng)濟(jì)截面積為：由于地下最熱月平均溫度為，且為節(jié)省母線材料選取相鄰較小的截面積，查電力設(shè)備選型手冊(cè)LHBJ型導(dǎo)線參數(shù)表，初選185，50。檢驗(yàn) 滿足發(fā)熱條件。按熱穩(wěn)定條件校驗(yàn)：則短路熱穩(wěn)定度的最小截面所選導(dǎo)線滿足熱穩(wěn)定性要求。NO.5按發(fā)熱條件選擇：由=270A、

44、=90A得所需導(dǎo)線經(jīng)濟(jì)截面積為：由于地下最熱月平均溫度為，且為節(jié)省母線材料選取相鄰較小的截面積，查電力設(shè)備選型手冊(cè)LHBJ型導(dǎo)線參數(shù)表，初選240，70。檢驗(yàn) 滿足發(fā)熱條件。按熱穩(wěn)定條件校驗(yàn)：則短路熱穩(wěn)定度的最小截面所選導(dǎo)線滿足熱穩(wěn)定性要求。變電所出線選用LHBJ型導(dǎo)線，該導(dǎo)線材料為鋁合金，導(dǎo)線參數(shù)見表9-1所示。表8-1 各變電所出線參數(shù)截面積（）計(jì)算面積（）根數(shù)/直徑（mm）外徑（mm）時(shí)直流電阻質(zhì)量()載流量（A）數(shù)量NO.1500 49837/4.1129.10.0673137663342524.77/2.126.41.344681031NO.260060361/3.35320.055

45、5166870932524.77/2.126.41.344681031NO.3400397.837/3.725.80.083410995542185182.819/3.517.50.1835043471NO.4185182.819/3.517.50.18350434715049.57/390.6171361581NO.5240236.419/3.89200.14165240517069.37/3.5510.70.481911931表中數(shù)據(jù)見電力設(shè)備選型手冊(cè)。第9章 變電所二次回路方案及繼電保護(hù)整定9.1 變壓器瓦斯保護(hù)由氣體繼電器KG、信號(hào)繼電器2KS、KS、XB等組成。輕瓦斯觸點(diǎn)僅作用于信號(hào)

46、，重瓦斯觸點(diǎn)則瞬時(shí)作用于切斷變壓器各側(cè)斷路器。電力變壓器故障及不正常運(yùn)行狀態(tài)電力變壓器是電力系統(tǒng)中非常重要的電力設(shè)備之一，它的安全運(yùn)行對(duì)于保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行和對(duì)供電的可靠性，以及電能質(zhì)量起著決定性的作用，同時(shí)大容量電力變壓器的造價(jià)也是十分昂貴。因此本節(jié)針對(duì)電力變壓器可能發(fā)生的故障和不正常的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析，然后重點(diǎn)研究應(yīng)裝設(shè)的繼電保護(hù)裝置，以及保護(hù)裝置的整定計(jì)算。變壓器的內(nèi)部故障可分為油箱內(nèi)故障和油箱外故障兩類，油箱內(nèi)故障主要包括繞組的相間短路、匝間短路、接地短路及經(jīng)鐵芯燒毀等。變壓器油箱內(nèi)的故障十分危險(xiǎn)，由于變壓器內(nèi)充滿了變壓器油，故障時(shí)的短路電流使變壓器油急劇的分解氣化，可能產(chǎn)生大量的

47、可燃性氣體（瓦斯），很容易引起油箱爆炸。油箱外故障主要是套管和引出線上發(fā)生的相間短路和接地短路。電力變壓器不正常和運(yùn)行狀態(tài)主要有外部相間短路、接地短路引起的相間過電流和零序過電流，負(fù)荷超過其額定容量引起的過負(fù)荷、油箱漏油引起的油面降低，以及過電壓、過礪磁等。 變壓器繼電保護(hù)的配置為了保證電力變壓器的安全運(yùn)行，根據(jù)繼電保護(hù)與安全自動(dòng)裝置的運(yùn)行條例，針對(duì)變壓器的上述故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)，電力變壓器應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù) 。800KVA及以上的油浸式變壓器的400KVA以上的車間內(nèi)油浸式變壓器，均應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。瓦斯保護(hù)用來反映變壓器油箱內(nèi)部的短路故障以及油面降低，其中重瓦斯保護(hù)動(dòng)作于跳開變壓器各電源側(cè)斷路

48、器輕瓦斯動(dòng)作于發(fā)出信號(hào)。 電力變壓器的瓦斯保護(hù)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(duì)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(gè)故障時(shí)，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(shí)，油會(huì)迅速膨脹并有大量的氣體產(chǎn)生，此時(shí)，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(shí)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)。1、氣體繼電器的構(gòu)成和動(dòng)作原理 瓦斯保護(hù)是利用安裝在變壓器油箱與油枕之間的連接管道中的氣體繼電器構(gòu)成的，如圖1-1所示。為了不妨

49、礙氣體的流動(dòng)，在安裝具有氣體繼電器的變壓器時(shí)，變壓器頂蓋與水平面應(yīng)具有1%1.5%的坡度，通往氣體繼電器的連接管具有2%4%的坡度，安裝油枕一側(cè)方向向上傾斜。這樣，當(dāng)變壓器發(fā)生內(nèi)部故障時(shí)，可使氣流容易進(jìn)入油枕，并能防止氣泡積聚在變壓器的頂蓋內(nèi)。圖9-1 氣體繼電器的安裝示意圖1-氣體繼電器 2-油枕 在瓦斯保護(hù)繼電器內(nèi)，上部是一個(gè)密封的浮筒，下部是一塊金屬檔板,兩者都裝有密封的水銀接點(diǎn)。浮筒和檔板可以圍繞各自的軸旋轉(zhuǎn)。在正常運(yùn)行時(shí)，繼電器內(nèi)充滿油，浮筒浸在油內(nèi)，處于上浮位置，水銀接點(diǎn)斷開；檔板則由于本身重量而下垂，其水銀接點(diǎn)也是斷開的。當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生輕微故障時(shí)，氣體產(chǎn)生的速度較緩慢，氣體上升

50、至儲(chǔ)油柜途中首先積存于瓦斯繼電器的上部空間，使油面下降，浮筒隨之下降而使水銀接點(diǎn)閉合，接通延時(shí)信號(hào)，這就是所謂的“輕瓦斯”；當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)，則產(chǎn)生強(qiáng)烈的瓦斯氣體，油箱內(nèi)壓力瞬時(shí)突增，產(chǎn)生很大的油流向油枕方向沖擊，因油流沖擊檔板，檔板克服彈簧的阻力，帶動(dòng)磁鐵向干簧觸點(diǎn)方向移動(dòng)，使水銀觸點(diǎn)閉合，接通跳閘回路，使斷路器跳閘，這就是所謂的“重瓦斯”。重瓦斯動(dòng)作，立即切斷與變壓器連接的所有電源，從而避免事故擴(kuò)大，起到保護(hù)變壓器的作用。瓦斯繼電器有浮筒式、檔板式、開口杯式等不同型號(hào)。目前大多采用QJ-80型繼電器，其信號(hào)回路接上開口杯，跳閘回路接下檔板。所謂瓦斯保護(hù)信號(hào)動(dòng)作，即指因各種原因造成

51、繼電器內(nèi)上開口杯的信號(hào)回路接點(diǎn)閉合，光字牌燈亮。QJ180型氣體繼電器分輕瓦斯和重瓦斯兩部分。輕瓦斯部分主要是由開口杯、固定在開口杯上的永磁鐵、干簧觸點(diǎn)構(gòu)成的。重瓦斯部分主要有擋板、固定在擋板的磁鐵、重瓦斯干簧觸點(diǎn)及流速整定螺桿構(gòu)成。當(dāng)變壓器正常工作時(shí)，氣體繼電器內(nèi)充滿了油，開口杯內(nèi)也充滿了油，由于開口杯在游內(nèi)重力所產(chǎn)生的力矩比平衡重錘產(chǎn)生的力矩小，因此開口杯處于向上翹起狀態(tài)。與開口杯固定在一起的永磁鐵處于遠(yuǎn)離輕瓦斯干簧位置，所以該干簧觸點(diǎn)處于斷開狀態(tài)。當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生輕微故障時(shí)，產(chǎn)生不少氣體，逐漸集聚在氣體繼電器的上部，使繼電器內(nèi)的油面緩慢下降，當(dāng)油面降到低于開口杯時(shí)，開口杯在空氣中重力加上

52、杯內(nèi)油的重力所產(chǎn)生的力矩，大于平衡重錘所產(chǎn)生的力矩，于是開口杯落下來，使固定在開口杯上的永磁鐵接近干簧觸點(diǎn)。當(dāng)氣體積聚到一定容積時(shí)，干簧觸點(diǎn)接通，發(fā)出輕瓦斯信號(hào)。可通過改變輕瓦斯觸點(diǎn)動(dòng)作的氣體容積在250300cm3的范圍內(nèi)調(diào)整。正常情況下，重瓦斯擋板在彈簧的作用下垂直位置，固定在擋板的永久磁鐵遠(yuǎn)離重瓦斯干簧觸點(diǎn)。當(dāng)變壓器油箱內(nèi)發(fā)生嚴(yán)重事故時(shí)，油氣流沖擊擋板的力量大于彈簧的彈力時(shí)，擋板傾斜了一個(gè)角度，使固定在擋板上的永久磁鐵靠近重瓦斯的干簧觸點(diǎn)，干簧觸點(diǎn)接通，發(fā)出跳閘脈沖。重瓦斯動(dòng)作的油流速度可利用流速整定螺桿，在0.71.5m/s的范圍內(nèi)調(diào)整。值得注意是，變壓器初次投入運(yùn)行時(shí)，由于換油等工作，油中混入少量的氣體，經(jīng)過一斷時(shí)間后，這些氣體又從油中分離出來，逐漸集聚在氣體繼電器的上部，迫使開口杯下降，使輕瓦斯動(dòng)作。此時(shí)，可以通過氣體繼電器頂部放氣閥將氣體放出。在故障發(fā)生后，為了便于分析故障原因及其性質(zhì)，可以通過放氣閥收集氣體，以便化驗(yàn)分析瓦斯氣體的成分。2、瓦斯保護(hù)的原理接線瓦斯保護(hù)的原理接線如圖92所示。氣體繼電器的輕瓦斯觸點(diǎn)KG1由開口杯控制，構(gòu)成輕瓦斯保護(hù)，其動(dòng)作后發(fā)出警報(bào)信號(hào)，重瓦斯觸點(diǎn)KG2由擋板控制，構(gòu)成重瓦斯保護(hù)，其動(dòng)作或經(jīng)信號(hào)發(fā)生