機(jī)械廠總變電所的設(shè)計(jì)

1、第1章 緒 論1.1 工廠供電的意義和要求工廠供電，就是指工廠所需電能的供應(yīng)和分配，亦稱工廠配電。眾所周知，電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動(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；電能的輸送和分配既簡單經(jīng)濟(jì)，又便于控制、調(diào)節(jié)和測量，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)

2、率，降低生產(chǎn)成本，減輕工人的勞動(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，則可能對工業(yè)生產(chǎn)造成嚴(yán)重的后果。因此，做好工廠供電工作對于發(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。由于節(jié)約能源是工廠供電工作的一個(gè)重要方面，而節(jié)約能源對于國家經(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，并做好節(jié)能工作，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

3、電能用戶對供電可靠性的要求。（3） 優(yōu)質(zhì) 應(yīng)滿足電能用戶對電壓和頻率等質(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)發(fā)展。 1.2 工廠供電設(shè)計(jì)的一般原則按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB50052-95 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范、GB50053-94 10kv及以下設(shè)計(jì)規(guī)范、GB50054-95 低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范等的規(guī)定，進(jìn)行工廠供電設(shè)計(jì)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(biāo)準(zhǔn)，執(zhí)行國家的有關(guān)方針政策，包括節(jié)

4、約能源，節(jié)約有色金屬等技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策。（2） 安全可靠、先進(jìn)合理；應(yīng)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(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理，采用效率高、能耗低和性能先進(jìn)的電氣產(chǎn)品。（3） 近期為主、考慮發(fā)展； 應(yīng)根據(jù)工作特點(diǎn)、規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃，正確處理近期建設(shè)與遠(yuǎn)期發(fā)展的關(guān)系，做到遠(yuǎn)近結(jié)合，適當(dāng)考慮擴(kuò)建的可能性。（4） 全局出發(fā)、統(tǒng)籌兼顧。按負(fù)荷性質(zhì)、用電容量、工程特點(diǎn)和地區(qū)供電條件等，合理確定設(shè)計(jì)方案。工廠供電設(shè)計(jì)是整個(gè)工廠設(shè)計(jì)中的重要組成部分。工廠供電設(shè)計(jì)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(jì)的有關(guān)知識(shí)，以便適應(yīng)設(shè)計(jì)工作的需要。1.3 本人設(shè)計(jì)

5、的主要工作 設(shè)計(jì)要求1要求根據(jù)本廠所能取得的電源及本廠用電負(fù)荷的實(shí)際情況，并適當(dāng)考慮到工廠生產(chǎn)的發(fā)展，按照安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的要求，確定變電所位置與型式并繪制工廠總平面圖；2.確定變電所主變壓器的臺(tái)數(shù)與容量、類型；3.選擇變壓所主結(jié)線方案及高低壓配電柜型號(hào)及供電設(shè)備；4.確定導(dǎo)線、電纜、開關(guān)柜、母線規(guī)格，選擇整定繼電保護(hù)裝置；5.確定防雷和接地裝置； 6.要求寫出設(shè)計(jì)說明書，繪制設(shè)計(jì)圖樣。1.3.2 本人設(shè)計(jì)思路從工廠供電的技術(shù)要求出發(fā)并結(jié)合工廠的實(shí)際情況，首先進(jìn)行符合計(jì)算和無功功率補(bǔ)償，確定主變壓器臺(tái)數(shù)、容量及類型，綜合各種技術(shù)規(guī)程及供電協(xié)議的要求確定主接線方案，計(jì)算出短路電流，進(jìn)

6、行一次設(shè)備的選擇和校驗(yàn)，確定進(jìn)出線的選擇與校驗(yàn)。再根據(jù)短路電流進(jìn)行動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定校驗(yàn)；繼電保護(hù)及二次回路的整定計(jì)算，為掌握供電系統(tǒng)的運(yùn)行情況提供了有效的數(shù)據(jù)，并且在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)能夠準(zhǔn)確及時(shí)的將故障設(shè)備從供電系統(tǒng)中切除，提高了系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性。最后根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況確定防雷和接地裝置。第2章 負(fù)荷計(jì)算與無功功率補(bǔ)償2.1 設(shè)計(jì)步驟全廠總降壓變電所及配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，是根據(jù)各個(gè)車間的負(fù)荷數(shù)量和性質(zhì)，生產(chǎn)工藝對負(fù)荷的要求，以及負(fù)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(jì)的分配電能問題。其基本內(nèi)容有以下幾方面。1.負(fù)荷計(jì)算全廠總降壓變電所的負(fù)荷計(jì)算，是在車間負(fù)荷計(jì)算的基礎(chǔ)上進(jìn)行的?？紤]車間變電

7、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(jì)算負(fù)荷及總功率因數(shù)。列出負(fù)荷計(jì)算表、表達(dá)計(jì)算成果。2.工廠總降壓變電所的位置和主變壓器的臺(tái)數(shù)及容量選擇參考電源進(jìn)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(jì)算負(fù)荷以及擴(kuò)建和備用的需要，確定變壓器的臺(tái)數(shù)和容量。3.工廠總降壓變電所主接線設(shè)計(jì)根據(jù)變電所配電回路數(shù)，負(fù)荷要求的可靠性級(jí)別和計(jì)算負(fù)荷數(shù)綜合主變壓器臺(tái)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(jì)，安裝容易維修方便。4.工廠供、配電系統(tǒng)短路電流計(jì)算工廠用電，通常為國家電網(wǎng)的末端負(fù)荷，其容量運(yùn)行小于電網(wǎng)容量，皆可按無限容量系統(tǒng)供電進(jìn)行短路計(jì)算。由系統(tǒng)不同運(yùn)行

8、方式下的短 路參數(shù)，求出不同運(yùn)行方式下各點(diǎn)的三相及兩相短路電流。5.改善功率因數(shù)裝置設(shè)計(jì)按負(fù)荷計(jì)算求出總降壓變電所的功率因數(shù)，通過查表或計(jì)算求出達(dá)到供電部門要求數(shù)值所需補(bǔ)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(dòng)機(jī)還可以采用控制電機(jī)勵(lì)磁電流方式提供無功功率，改善功率因數(shù)。6.變電所高、低壓側(cè)設(shè)備選擇參照短路電流計(jì)算數(shù)據(jù)和各回路計(jì)算負(fù)荷以及對應(yīng)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(jìn)行熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定檢驗(yàn)。用總降壓變電所主結(jié)線圖，設(shè)備材料表和投

9、資概算表達(dá)設(shè)計(jì)成果。7.繼電保護(hù)及二次結(jié)線設(shè)計(jì)為了監(jiān)視，控制和保證安全可靠運(yùn)行，變壓器、高壓配電線路移相電容器、高壓電動(dòng)機(jī)、母線分段斷路器及聯(lián)絡(luò)線斷路器，皆需要設(shè)置相應(yīng)的控制、信號(hào)、檢測和繼電器保護(hù)裝置。并對保護(hù)裝置做出整定計(jì)算和檢驗(yàn)其靈敏系數(shù)。設(shè)計(jì)包括繼電器保護(hù)裝置、監(jiān)視及測量儀表，控制和信號(hào)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)。8.變電所防雷裝置設(shè)計(jì) 參考本地區(qū)氣象地質(zhì)材料，設(shè)計(jì)防雷裝置。進(jìn)行防直擊的避雷針保護(hù)范圍計(jì)算，避免產(chǎn)生反擊現(xiàn)象的空間距離計(jì)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(hào)，并確定其接線部位。進(jìn)行避雷滅弧電壓，頻放電電壓和最大允許安裝距離檢驗(yàn)以及沖

10、擊接地 電阻計(jì)算。9.總降壓變電所變、配電裝置總體布置設(shè)計(jì)綜合前述設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果，參照國家有關(guān)規(guī)程規(guī)定，進(jìn)行內(nèi)外的變、配電裝置的總體布置和施工設(shè)計(jì)。2.2 負(fù)荷計(jì)算2.2.1 按需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷有功計(jì)算負(fù)荷，其中為需要系數(shù)。無功計(jì)算負(fù)荷 ，其中為對應(yīng)于用電設(shè)備組的正切值。視在計(jì)算負(fù)荷 ，其中為用電設(shè)備組的平均功率因數(shù)。計(jì)算電流，其中為用電設(shè)備組的額定電壓。由上面公式可算出各廠房的動(dòng)力負(fù)荷。1處理車間： P30 = Pe·Kd =0.6×200=120KW Q30 = P30 ·tg=120×0.75=90KvarS30= P30/cos=120/0.

11、8=150Kva I30= S30/3UN=150/（1.732×0.38）=227.9A2電鍍車間： P30 = Pe·Kd =0.5×600=300KW Q30 = P30 ·tg=300×0.75=225KvarS30= P30/cos=300/0.8=375Kva I30= S30/3UN=375/（1.732×0.38）=569.8A3金工車間： P30 = Pe·Kd =0.3×1000=300KW Q30 = P30 ·tg=300×1.17=351KvarS30= P30/cos

12、=300/0.65=461.5Kva I30= S30/3UN=461.5/（1.732×0.38）=701.2A4鍋爐房： P30 = Pe·Kd =0.7×100=70KW Q30 = P30 ·tg=70×0.8=56KvarS30= P30/cos=70/0.75=93.3Kva I30= S30/3UN=93.3/（1.732×0.38）=141.8A5裝配車間： P30 = Pe·Kd =0.3×200=60KW Q30 = P30 ·tg=60×0.8=48KvarS30= P30

13、/cos=60/0.75=80Kva I30= S30/3UN=80/（1.732×0.38）=121.6A 5門衛(wèi)房： P30 = Pe·Kd =0.8×2=1.6KWS30= P30/cos=1.6/1=1.6Kva I30= S30/3UN=1.6/（1.732×0.38）=2.4A各車間的照明負(fù)荷總和計(jì)算如下：P30 = Pe·Kd =0.8×(10+10+10+10+2)=33.6KW S30= P30/cos=33.6/1=33.6Kva I30= S30/3UN=33.6/（1.732×0.38）=51.1A2

14、.2.2 多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的確定確定擁有多組用電設(shè)備的干線上或車間變電所低壓母線上的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)考慮各組用電設(shè)備的最大負(fù)荷不同時(shí)出現(xiàn)的因素。因此在確定多組用電 設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)結(jié)合具體情況對其有功負(fù)荷和超負(fù)荷無功負(fù)荷分別計(jì)入一個(gè)同時(shí)系數(shù)（又稱參差系數(shù)或綜合系數(shù)）和。對車間干線取： =0.850.95=0.900.97對低壓母線1、由用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷直接相加來計(jì)算時(shí)?。?0.800.90=0.850.952、由車間干線計(jì)算負(fù)荷直接相加來計(jì)算時(shí)?。?0.900.95=0.930.97總的有功計(jì)算負(fù)荷為：總的無功計(jì)算負(fù)荷為：以上兩式中的和分別為各組設(shè)備的有功和無功計(jì)算負(fù)荷之和。總的視在計(jì)

15、算負(fù)荷為：總的計(jì)算電流為：有以上公式可得出總的負(fù)荷： 取，=0.85×885.2=752.4kW=0.90×770=693kvar=752.42+6932=1022.9Kva=1022.9/3UN=2039.2A由以上可得出各廠房和生活區(qū)的負(fù)荷如表2.1：表2.1 各廠房的負(fù)荷編號(hào)名稱類別設(shè)備容量需要系數(shù)計(jì) 算 負(fù) 荷1熱處理車間動(dòng)力2000.60.80.7512090150227.9照明100.81.0080/2電鍍車間動(dòng)力6000.50.80.75300225375569.8照明100.81.0080/3金工車間動(dòng)力10000.30.65157

16、01.2照明100.81.0080/4鍋爐房動(dòng)力1000.70.80.75705693.3141.8照明20.81.001.60/5裝配車間動(dòng)力2000.30.80.75604880121.6照明100.81.0080/6門衛(wèi)房照明20.81.001.601.62.4總計(jì)(380側(cè))動(dòng)力2100/885.2770/照明44計(jì) 0.74/752.46931022.92039.22.3無功功率補(bǔ)償由表2.1可知，考慮到主變壓器的無功損耗遠(yuǎn)大于有功損耗,因此380V側(cè)最大負(fù)荷應(yīng)稍大于0.90,暫取0.92來計(jì)算,380V側(cè)所需的無功功率補(bǔ)償容量:1=752.4/1022.9=0.74Qc=P30(1

17、-2) =752.4tan(arccos0.74)- tan (arccos0.92) =752.4×(0.91-0.43) =361.2Kvar(1)并聯(lián)電容器的選擇 GR-1型高壓電容器柜的選擇 GR-1型高壓電容器柜有01、02、03、04等4種方案，如圖2.1所示。選擇步驟： a. 根據(jù)所需無功補(bǔ)償容量，選擇一臺(tái)或數(shù)臺(tái)01號(hào)或02號(hào)電容器柜。 b. 根據(jù)進(jìn)線方向選擇一臺(tái)03或04號(hào)放電互感器柜。(2)PGJ1型低壓無功功率自動(dòng)補(bǔ)償屏 PGJ1型低壓無功功率自動(dòng)補(bǔ)償屏有1、2、3、4等4種方案，如圖2.2所示。由于1、3屏電容器為BW0.4-14-3型,每屏共84kvar,2、

18、4屏電容器亦為BW0.4-14-3型，每屏共112kvar。根據(jù)計(jì)算負(fù)荷與無功功率補(bǔ)償，可選PGJ1型低壓自動(dòng)補(bǔ)償屏方案2(主屏)一臺(tái)與方案1(輔屏)3臺(tái)相結(jié)合?？?cè)萘?12+84×3=364kvar>361.2kvar。因此滿足要求，其無功功率補(bǔ)償后工廠380V和10KV側(cè)的負(fù)荷計(jì)算如表2.2所示。表2.2 無功功率補(bǔ)后工廠的計(jì)算負(fù)荷項(xiàng)目計(jì)算負(fù)荷380V側(cè)補(bǔ)償前0.74752.46931022.92039.2380V側(cè)無功補(bǔ)償容量/-364/380V側(cè)補(bǔ)償后負(fù)荷0.92752.4329821.21247.7主變壓器功率損耗/0.015S30=12.30.06S30=49.3/

19、10KV側(cè)負(fù)荷總計(jì)0.90764.7378.3853.21296.3計(jì)算高壓配電電線的負(fù)荷，應(yīng)該是該線所供車間的變電所低壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷，加上變壓器的功率損耗PT和高壓配電線的功率損耗PWL1逐級(jí)計(jì)算，但對一般工廠供電系統(tǒng)而言，由于線路不長，因此PWL1可略去不計(jì)。即： =752.4+12.3=764.7KW=329+49.3=378.3kvar第3章 變電所變壓器和供電主接線方案的選擇3.1 變電所主變壓器的選擇根據(jù)工廠的負(fù)荷性質(zhì)和電源情況，工廠變電所的主變壓器可有下列兩種案：(1)裝設(shè)一臺(tái)主變壓器，型式采用S9，其容量不應(yīng)小于總計(jì)算負(fù)荷。即：ST=1195KVA所以根據(jù)計(jì)算，可選擇一臺(tái)S9-1

20、250/10型的低損耗變壓器。 (2)裝設(shè)二臺(tái)主變壓器，型式采用S9，其容量不應(yīng)小于總計(jì)算負(fù)荷的60%,最好為總計(jì)算負(fù)荷的70%左右,同時(shí)每臺(tái)主變壓器容量不應(yīng)小于全部一、二級(jí)負(fù)荷之和,本設(shè)計(jì)沒有一級(jí)負(fù)荷，二級(jí)負(fù)荷為電鍍車間和鍋爐房，其總負(fù)荷為: =483+94.9=577.9kW即： ST=（0.60.7）=（717836.5）STS30（+）= 577.9注:當(dāng)用電設(shè)備容量較大,負(fù)荷集中且運(yùn)行合理時(shí),亦可選用較大容量變壓器。同理，工廠二級(jí)負(fù)荷的備用電源應(yīng)由與鄰近的單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來承擔(dān)，不能直接采用低壓聯(lián)絡(luò)線作備用電源。根據(jù)計(jì)算可選擇兩臺(tái)S9-1000/10型低損耗配電變壓器。上述變壓器

21、的聯(lián)結(jié)組別均采用Yyn03.2 變電所主結(jié)線方案的選擇按上述兩種方案考慮的兩種變壓器可設(shè)計(jì)兩種主結(jié)線方案。1.裝設(shè)一臺(tái)主變壓器的主結(jié)線方案如圖3.1所示。2.裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器的主結(jié)線方案如圖3.2所示。按技術(shù)指標(biāo)，裝設(shè)兩臺(tái)主變的主結(jié)線方案略優(yōu)于裝設(shè)一臺(tái)主變的主結(jié)線方案，但按經(jīng)濟(jì)指標(biāo),則裝設(shè)一臺(tái)主變的方案遠(yuǎn)優(yōu)于裝設(shè)兩臺(tái)主變的方案，因此決定采用裝設(shè)一臺(tái)主變的方案。第4章 短路電流計(jì)算4.1 短路電流計(jì)算的目的及方法短路電流計(jì)算的目的是為了正確選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備，以及進(jìn)行繼電保護(hù)裝置的整定計(jì)算。短路電流計(jì)算的方法，常用的有歐姆法（有稱有名單位制法）和標(biāo)幺制法（又稱相對單位制法），本設(shè)計(jì)采用標(biāo)幺制法進(jìn)

22、行短路計(jì)算。進(jìn)行短路電流計(jì)算，首先要繪制計(jì)算電路圖。在計(jì)算電路圖上，將短路計(jì)算所考慮的各元件的額定參數(shù)都表示出來，并將各元件依次編號(hào)，然后確定短路計(jì)算點(diǎn)。短路計(jì)算點(diǎn)要選擇得使需要進(jìn)行短路校驗(yàn)的電氣元件有最大可能的短路電流通過。接著，按所選擇的短路計(jì)算點(diǎn)繪出等效電路圖，并計(jì)算電路中各主要元件的阻抗。在等效電路圖上，只需將被計(jì)算的短路電流所流經(jīng)的一些主要元件表示出來，并標(biāo)明其序號(hào)和阻抗值，然后將等效電路化簡。對于工廠供電系統(tǒng)來說，由于將電力系統(tǒng)當(dāng)作無限大容量電源，而且短路電路也比較簡單，因此一般只需采用阻抗串、并聯(lián)的方法即可將電路化簡，求出其等效總阻抗。最后計(jì)算短路電流和短路容量。4.2 繪制短路

23、電流計(jì)算電路短路電流計(jì)算電路如圖4.1所示：4.3 確定基準(zhǔn)值設(shè)=100MVA,即高壓側(cè)=10.5KV,低壓側(cè)=0.4KV,則： =100MVA/(×10.5)=5.5kVA=100MVA/(×0.40)=144kVA4.4 計(jì)算短路電路中各元件的電抗標(biāo)么值1.電力系統(tǒng)=100MVA/500MVA=0.22.架空線路 查附錄表8得LGJ-150的x0=0.36/km,而線路長為8km,故： 3.電力變壓器 查相關(guān)資料得,UZ%=4.5,故: X3=(4.5×100 MVA)/(100×1000KVA)=4.5因此繪等效電路,如圖4.2所示。圖4.2 電抗

24、等效電路4.5 計(jì)算k-1點(diǎn)(10.5kV側(cè))的短路總電抗及三相短路電流和容量(1) 總電抗標(biāo)么值=0.2+2.6=2.8(2) 三相短路電流=5.5kA/2.8=1.96kA(3) 其它短路容量=1.96kA=2.55×1.96=5.0kA=1.51×1.96=2.96kA(4) 三相短路容量=100MVA/2.8=35.7MVA4.6 計(jì)算k-2點(diǎn)(0.4kV側(cè))的短路總電抗及三相短路電流和容量1.總電抗標(biāo)么值=0.2+2.6+4.5=7.32.三相短路電流周期分量有效值=144/7.3=19.7kA3.其它短路電流=19.7kA=1.84×19.7=36.2

25、kA=1.09×19.7=21.5kA4.三相短路容量=100MVA/7.3=13.7MVA以上結(jié)果綜合如表4.1所示：表4.1 短路計(jì)算電流表短路計(jì)算點(diǎn)三相短路電流/kA三相短路容量/MVAk-1點(diǎn)1.961.961.965.02.9635.7k-2點(diǎn)19.719.719.736.221.513.7第5章 導(dǎo)線、電纜、開關(guān)柜及低壓設(shè)備的選擇5.1 導(dǎo)線、電纜的選擇為了保證供電系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行，進(jìn)行導(dǎo)線和電纜截面時(shí)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)荷電流即線路計(jì)算電流時(shí)產(chǎn)生的發(fā)熱溫度，不應(yīng)超過其正常運(yùn)行時(shí)的最高允許溫度。2.電壓損耗條

26、件導(dǎo)線和電纜在通過正常最大負(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)超過其正常運(yùn)行時(shí)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(yàn)。3.經(jīng)濟(jì)電流密度35kV及以上的高壓線路及電壓在35kV以下，但距離長、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。4.機(jī)械強(qiáng)度導(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。對于電纜，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。對于絕緣導(dǎo)線和電纜，還應(yīng)滿足工作電

27、壓的要求。根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，一般10kV及以下高壓線路及低壓動(dòng)力線路，通常先按發(fā)熱條件來選擇截面，再校驗(yàn)電壓損耗和機(jī)械強(qiáng)度。低壓照明線路，因其對電壓水平要求較高，因此通常先按允許電壓損耗進(jìn)行選擇，再校驗(yàn)發(fā)熱條件和機(jī)械強(qiáng)度。對長距離大電流及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。5.1.1 10kV高壓進(jìn)線和引入電纜的選擇1.10kV高壓進(jìn)線的選擇與校驗(yàn)。采用LJ型鋁絞線，架空敷設(shè)，接往10kV公用干線。a.按發(fā)熱條選擇：=853.2/1.73×10=49.32A由=49.32A及室外環(huán)境溫度33，查相關(guān)資料初選LJ-16型進(jìn)線，其中35時(shí)，滿足發(fā)熱條件。

28、b.校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度：查相關(guān)資料，10kV鋁及鋁合金最小允許最小截面為35mm2，所以不滿足機(jī)械強(qiáng)度的要求，故改選LJ-35型鋁絞線。c.由于此線路很短，不需要校驗(yàn)電壓損耗。2.由高壓配電室至主變的一段引入電纜的選擇校驗(yàn)。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)。a.按發(fā)熱條選擇：=564.72/1.73×10=49.32A由=49.324A及土壤溫度25，查相關(guān)資料，初選纜芯為25mm2的交聯(lián)電纜，其，滿足發(fā)熱條件。b.校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定度。 首先查得相關(guān)資料，取=0.5s,真空斷路器為0.1s-0.15s，取0.15s，再加0.05s，得短路假想時(shí)間=0.5+0.

29、15+0.05=0.7s，并查得C=77，因此可確定短路熱穩(wěn)定度的最小截面為：=1960×/77mm2=21.30 mm2<25mm2因此滿足熱穩(wěn)定度要求。即可選YJL22-10000-3×25電纜。5.1.2 380V低壓出線的選擇查相關(guān)資料取C=76。1.饋電給鑄造車間的線路選擇采用VLV22-1000型聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。a.按發(fā)熱條選擇：由=290.90A及地下0.8m處土壤溫度25，查相關(guān)資料，初選185mm2，其，滿足發(fā)熱條件。b.校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定度：首先查得相關(guān)資料，取=0.5s,真空斷路器為0.1s-0.15s，取0.15s，再加0.05

30、s，得短路假想時(shí)間=0.5+0.15+0.05=0.7s，因此可確定短路熱穩(wěn)定度的最小截面為:由于前面所選185mm2<247.70 mm2不滿足熱穩(wěn)定度要求，所以改選300 mm2的聚氯乙烯絕緣電纜，即可選VLV22-1000-3×300+1×150四芯電纜。2.饋電給鍛壓車間的線路選擇采用VLV22-1000型聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。a.按發(fā)熱條選擇：由=340.65A及地下0.8m處土壤溫度25，查相關(guān)資料，初選300mm2，其，滿足發(fā)熱條件。b.校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定度：首先查得相關(guān)資料，取=0.5s,真空斷路器為0.1s-0.15s，取0.15s，再加0

31、.05s，得短路假想時(shí)間=0.5+0.15+0.05=0.7s，因此可確定短路熱穩(wěn)定度的最小截面為:由于前面所選300mm2>247.70mm2滿足熱穩(wěn)定度要求，所以選300mm2的聚氯乙烯絕緣電纜，即可選VLV22-1000-3×300+1×150四芯電纜。3.饋電給熱處理車間的線路選擇采用VLV22-1000型聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。a.按發(fā)熱條選擇：由=198.84A及地下0.8m處土壤溫度25，查相關(guān)資料，初選150mm2，其，滿足發(fā)熱條件。b.校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定度：首先查得相關(guān)資料，取=0.5s,真空斷路器為0.1s-0.15s，取0.15s，再加0

32、.05s，得短路假想時(shí)間=0.5+0.15+0.05=0.7s，因此可確定短路熱穩(wěn)定度的最小截面為由于前面所選150mm2<247.70mm2不滿足熱穩(wěn)定度要求，所以改選300mm2的聚氯乙烯絕緣電纜，即可選VLV22-1000-3×300+1×150四芯電纜。4.饋電給電鍍車間的線路選擇采用VLV22-1000型聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。a.按發(fā)熱條選擇：由=271.10A及地下0.8m處土壤溫度25，查相關(guān)資料，初選185mm2，其，滿足發(fā)熱條件。b.校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定度：首先查得相關(guān)資料，取=0.5s,真空斷路器為0.1s-0.15s，取0.15s，再加0

33、.05s，得短路假想時(shí)間=0.5+0.15+0.05=0.7s，因此可確定短路熱穩(wěn)定度的最小截面為：由于前面所選185mm2<247.70mm2不滿足熱穩(wěn)定度要求，所以改選300mm2的聚氯乙烯絕緣電纜，即可選VLV22-1000-3×300+1×150四芯電纜。5.饋電給倉庫的線路選擇采用VLV22-1000型聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。a.按發(fā)熱條選擇：由=16.20A及地下0.8m處土壤溫度25，查相關(guān)資料，初選4mm2，其，滿足發(fā)熱條件。b.校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定度：首先查得相關(guān)資料，取=0.5s,真空斷路器為0.1s-0.15s，取0.15s，再加0.05s

34、，得短路假想時(shí)間=0.5+0.15+0.05=0.7s，因此可確定短路熱穩(wěn)定度的最小截面為：由于前面所選4mm2<247.70mm2不滿足熱穩(wěn)定度要求，所以改選300mm2的聚氯乙烯絕緣電纜，即可選VLV22-1000-3×300+1×150四芯電纜。6.饋電給工具車間的線路選擇采用VLV22-1000型聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。a.按發(fā)熱條選擇：由=294.42A及地下0.8m處土壤溫度25，查相關(guān)資料，初選240mm2，其，滿足發(fā)熱條件。b.校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定度：首先查得相關(guān)資料，取=0.5s,真空斷路器為0.1s-0.15s，取0.15s，再加0.05s，

35、得短路假想時(shí)間=0.5+0.15+0.05=0.7s，因此可確定短路熱穩(wěn)定度的最小截面為：由于前面所選240mm2<247.70mm2不滿足熱穩(wěn)定度要求，所以改選300mm2的聚氯乙烯絕緣電纜，即可選VLV22-1000-3×300+1×150四芯電纜。7.饋電給金工車間的線路選擇采用VLV22-1000型聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。a.按發(fā)熱條選擇：由=243.87A及地下0.8m處土壤溫度25，查相關(guān)資料，初選185mm2，其，滿足發(fā)熱條件。b.校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定度：首先查得相關(guān)資料，取top=0.5s,真空斷路器為0.1s-0.15s，取0.15s，再加0.

36、05s，得短路假想時(shí)間=0.5+0.15+0.05=0.7s，因此可確定短路熱穩(wěn)定度的最小截面為：由于前面所選185mm2<247.70mm2不滿足熱穩(wěn)定度要求，所以改選300mm2的聚氯乙烯絕緣電纜，即可選VLV22-1000-3×300+1×150四芯電纜。8.饋電給鍋爐房的線路選擇采用VLV22-1000型聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。a.按發(fā)熱條選擇：由=81.82A及地下0.8m處土壤溫度25，查相關(guān)資料，初選25mm2，其，滿足發(fā)熱條件。b.校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定度：首先查得相關(guān)資料，取top=0.5s,真空斷路器為0.1s-0.15s，取0.15s，再加0

37、.05s，得短路假想時(shí)間=0.5+0.15+0.05=0.7s，因此可確定短路熱穩(wěn)定度的最小截面為：由于前面所選25mm2<247.70mm2不滿足熱穩(wěn)定度要求，所以改選300mm2的聚氯乙烯絕緣電纜，即可選VLV22-1000-3×300+1×150四芯電纜。9.饋電給裝配車間的線路選擇采用VLV22-1000型聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。a.按發(fā)熱條選擇：由=122.57A及地下0.8m處土壤溫度25，查相關(guān)資料，初選50mm2，其，滿足發(fā)熱條件。b.校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定度：首先查得相關(guān)資料，取top=0.5s,真空斷路器為0.1s-0.15s，取0.15s，再

38、加0.05s，得短路假想時(shí)間=0.5+0.15+0.05=0.7s，因此可確定短路熱穩(wěn)定度的最小截面為：由于前面所選50mm2<247.70mm2不滿足熱穩(wěn)定度要求，所以改選300mm2的聚氯乙烯絕緣電纜，即可選VLV22-1000-3×300+1×150四芯電纜。10.饋電給機(jī)修車間的線路選擇采用VLV22-1000型聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。a.按發(fā)熱條選擇：由=79A及地下0.8m處土壤溫度25，查相關(guān)資料，初選25mm2，其，滿足發(fā)熱條件。b.校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定度：首先查得相關(guān)資料，取=0.5s,真空斷路器為0.1s-0.15s，取0.15s，再加0.0

39、5s，得短路假想時(shí)間=0.5+0.15+0.05=0.7s，因此可確定短路熱穩(wěn)定度的最小截面為：由于前面所選25mm2<247.70mm2不滿足熱穩(wěn)定度要求，所以改選300mm2的聚氯乙烯絕緣電纜，即可選VLV22-1000-3×300+1×150四芯電纜。11.饋電給生活區(qū)的線路選擇采用LJ型鋁絞線架空敷設(shè)。a.按發(fā)熱條選擇：由=473.24A及室外溫度33，查相關(guān)資料，初選LJ-240，其中，滿足發(fā)熱條件。b.校驗(yàn)電壓損耗：變電所至生活區(qū)負(fù)荷中心距離設(shè)為250m，而查有關(guān)資料得LJ-240的=0.14/km(線間幾何距離為0.8m計(jì))，而生活區(qū)=280kW，=13

40、4.34kvar,所以：所以對生活區(qū)采用一回LJ-185架空線路供電是不行的。為確保生活用電的電壓質(zhì)量決定采用四回LJ-150架空線對生活區(qū)供電。查相關(guān)資料LJ-150的=0.23/km，=0.29/km(線間幾何距離為0.6m)，所以：滿足要求，其中性線可采用LJ-95鋁絞線。5.1.3 作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線的選擇與校驗(yàn)采用YJL22-10000型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁心電纜，直接埋地敷設(shè)，與相距約2km的鄰近單位變配電所的10kv母線相聯(lián)。1.按發(fā)熱條選擇由于工廠二級(jí)負(fù)荷達(dá)=410.1kvar，=410.1/1.73×10=23.71A,最熱月土壤平溫度為25，查相關(guān)資料，初選2

41、5mm2的該電纜，其=90A>23.71A，滿足發(fā)熱條件。2.校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定度按本變電所高壓側(cè)短路電流校驗(yàn)，上述25mm2的該電纜滿足要求，而鄰近單位10kV的短路數(shù)據(jù)不知，因此該聯(lián)絡(luò)線的短路熱穩(wěn)定度校驗(yàn)無法計(jì)算，只有暫缺。3.校驗(yàn)電壓損耗查相關(guān)資料，得纜芯為25mm2的鋁芯電纜的=1.54/km，(溫度80計(jì)) =0.12/km，又二級(jí)負(fù)荷：=127.9+144+43.6=315.5kW=123.93+105+31.5=260.43kvar線路長度為2km滿足電壓損耗的要求。5.1.4 衡陽機(jī)械廠主變壓器降壓變電所主結(jié)線圖衡陽機(jī)械廠主變壓器降壓變電所主結(jié)線圖見附錄。5.2 開關(guān)柜的選擇

42、高壓開關(guān)柜是按一定的線路方案將有關(guān)一、二次設(shè)備組裝而成的一種高壓成套配電裝置，在發(fā)電廠和變配電所中作為控制和保護(hù)發(fā)電機(jī)、變壓器和高壓線路之用，也可作為大型高壓開關(guān)設(shè)備、保護(hù)電器、監(jiān)視儀表和母線、絕緣子等。高壓開關(guān)柜有固定式和手車式（移可式）兩大類型。由于本設(shè)計(jì)是10kV電源進(jìn)線，則可選用較為經(jīng)濟(jì)的固定式高壓開關(guān)柜，這里選擇GG1A-10Q（F）型。高壓設(shè)備選擇的一般要求必須滿足一次電路正常條件下和短路故障條件下的工作要求，同時(shí)設(shè)備應(yīng)工作安全可靠，運(yùn)行方便，投資經(jīng)濟(jì)合理。高壓刀開關(guān)柜的選擇應(yīng)滿足變電所一次電路圖的要求，并各方案經(jīng)濟(jì)比較優(yōu)選出開關(guān)柜型號(hào)及一次結(jié)線方案編號(hào)，同時(shí)確定其中所有一次設(shè)備的

43、型號(hào)規(guī)格。工廠變電所高壓開關(guān)柜母線宜采用LMY型硬母線。5.3 高、壓設(shè)備的選擇 10KV側(cè)一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)10KV側(cè)一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)如表5.1所示：表5.1 10KV側(cè)一次設(shè)備的選擇與校驗(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)定度其它裝置地點(diǎn)條件參數(shù)數(shù)據(jù)10kv72.25A1.96KA1.96KA1.962×1.9=7.3高壓一次設(shè)備的技術(shù)參數(shù)額定參數(shù)真空斷路器VD1 No.101、No.103、No.10412kv630A31.5KVA31.52×4=3969工作頻率50HZ旋轉(zhuǎn)式隔離開關(guān)GN30-12QD12KV400A31.5KA12.5KA高壓熔斷器RN

44、2-1010KV0.5A50KA電壓互感器RZL-10 No.101 103 10420/5-100/5電流互感器AS12/150b/2s AS12/150b/4sNo.101、No.103、No.10412KV200/5382KA150KA避雷器HYWS2-17/5017KV接地開關(guān)ES1No.103、No.10412KV630A80KA31.5KA工頻耐壓42V電壓互感器RZL-10 No.102100/5100/5100/5表5.1所選設(shè)備均滿足要求。5.3.2 380V側(cè)一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)380V側(cè)一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)如表5.2所示：表5.2 380V側(cè)一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)選擇校驗(yàn)項(xiàng)

45、目電壓電流斷流能力動(dòng)穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度其它裝置地點(diǎn)條件參數(shù)數(shù)據(jù)380v總計(jì)1536.84A22.5KA41.4KA22.5×0.7=354.38高壓一次設(shè)備的技術(shù)參數(shù)額定參數(shù)低壓斷路器ME.AE-400/3C No.202-No.213380V400A30KA以上31.52×4=3969工作頻率50HZ低壓斷路器RMM1.DZ20-400/3C No.201380V400A30KA以上31.5KA12.5KA電流互感器LMZ1-0.66A/5 No.202-No.205380V600/5A30KA以上刀開關(guān)HD13BX-400/31No.202-No.213380V400A30

46、KA以上電流互感器LMZ1-0.66A/5 No.201380V600/5A30KA以上382KA150KANT-ANo.206-No.213380V30KA以上由表5.2可知，所選設(shè)備均滿足要求。5.4 高低壓母線的選擇查相關(guān)資料可知：10kV母線選LMY-3×(40×4)的母線。380V母線選LMY-3×2(100×10)的母線。第6章 變壓器的繼電保護(hù)及二次接線設(shè)計(jì)6.1 變壓器的繼電保護(hù)按GB5006292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：（1）繞組及其引出線的相間短路和在中性點(diǎn)

47、直接接地側(cè)的單相接地短路；（2）繞組的匝間短路；（3）外部相間短路引過的過電流；（4）中性點(diǎn)直接接地電力網(wǎng)中外部接地短路引起的過電流及中性點(diǎn)過電壓；（5）過負(fù)荷；（6）油面降低；（7）變壓器溫度升高或油箱壓力升高或冷卻系統(tǒng)故障。對于高壓側(cè)為610kV的車間變電所主變壓器來說，通常裝設(shè)有帶時(shí)限的過電流保護(hù)；如過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間大于0.50.7s時(shí)，還應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)。容量在800kVA及以上的油浸式變壓器和400kVA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400kVA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)可能過負(fù)荷的情況

48、裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。過負(fù)荷保護(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。對于高壓側(cè)為35kV及以上的工廠總降壓變電所主變壓器來說，也應(yīng)裝設(shè)過電流保護(hù)、電流速斷保護(hù)和瓦斯保護(hù)；在有可能過負(fù)荷時(shí)，也需裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。但是如果單臺(tái)運(yùn)行的變壓器容量在10000kVA及以上和并列運(yùn)行的變壓器每臺(tái)容量在6300kVA及以上時(shí)，則要求裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)來取代電流速斷保護(hù)。在本設(shè)計(jì)中，根據(jù)要求需裝設(shè)過電流保護(hù)、電流速斷保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)和瓦斯保護(hù)。對于由外部相間短路引起的過電流，保護(hù)應(yīng)裝于下列各側(cè)：(1) 對于雙線圈變壓器，裝于主電源

49、側(cè)(2) 對三線圈變壓器，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)，則允許在各側(cè)裝設(shè)保護(hù)。各側(cè)保護(hù)應(yīng)根據(jù)選擇性的要求裝設(shè)方向元件。(3) 對于供電給分開運(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)。(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)。(5) 保護(hù)裝置對各側(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)，一般要求對線路不對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。(

50、6) 對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)裝置無選擇性動(dòng)作。6.1.1 差動(dòng)保護(hù)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：應(yīng)躲過變壓器差動(dòng)保護(hù)區(qū)外出現(xiàn)的最大短路不平衡電流；應(yīng)躲過變壓器的勵(lì)磁涌流；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。 變壓器的過電流保護(hù)6.1.2.1 過電流保護(hù)動(dòng)作電流的整定因?yàn)椋?取= 1.3 , = 150/5 = 30 , = 1 , = 0.8因此 ： = 1.3×1×109.7A/(0.8×30) =5.94A故動(dòng)作電流整定為6A。6.1.2.2 保護(hù)動(dòng)作時(shí)間 =2-0.5=

51、1.5s6.1.2.3 變壓器過電流保護(hù)的靈敏度因?yàn)?= 0.866×7.02×1000× 10/60= 1037A則： = 1×1037/(6×30) = 5.761>1.5滿足保護(hù)靈敏度的要求。6.1.3 變壓器的過負(fù)荷保護(hù)過負(fù)荷保護(hù)動(dòng)作電流的整定=1.3×104/40A =3A動(dòng)作時(shí)間取1015s。6.1.4 變壓器的瓦斯保護(hù)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GB5006292規(guī)定，800kVA及以上的一般油浸式變壓器和400kVA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)

52、。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；而變壓器在制造時(shí)，聯(lián)通管對油箱頂蓋也有 2%4%的傾斜度。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”。當(dāng)變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)，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聯(lián)通管進(jìn)入油枕。這大量的油氣混

53、合體在經(jīng)過氣體繼電器時(shí)，沖擊擋板，使下油杯下降。這時(shí)下觸點(diǎn)接通跳閘回路（通過中間繼電器），同時(shí)發(fā)出音響和燈光信號(hào)（通過信號(hào)繼電器），這稱之為“重瓦斯動(dòng)作”。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)。變壓器瓦斯保護(hù)動(dòng)作后的故障分析，變壓器瓦斯保護(hù)動(dòng)作后，可由蓄積于氣體繼電器內(nèi)的氣體性質(zhì)來分析和判斷故障的原因幾處理要求，如下表6.1：表6.1 故障判斷及處理要求氣體性質(zhì)故障原因處理要求無色、無臭、不可燃變壓器內(nèi)含有空氣允許繼續(xù)運(yùn)行灰白色、有劇臭、可燃紙質(zhì)絕緣燒毀應(yīng)立即停電檢修黃色、難燃木質(zhì)絕緣

54、燒毀應(yīng)停電檢修深灰色或黑色、易燃油內(nèi)閃絡(luò)，油質(zhì)碳化應(yīng)分析油樣，必要時(shí)停電檢修6.2 二次回路的操作電源二次回路操作電源是供高壓斷路器跳、合閘回路和繼電保護(hù)裝置、信號(hào)回路、監(jiān)測系統(tǒng)及其它二次回路所需的電源。因此對操作電源的可靠性要求很高，容量要求足夠大，盡可能不受供電系統(tǒng)運(yùn)行的影響。二次回路操作電源，分直流和交流兩大類。直流操作電源又有由蓄電池組供電的電源和由整流裝置供電的兩種。交流操作電源又由所用（站用）變壓器供電的由儀用互感器供電的兩種。其中，蓄電池主要有鉛酸蓄電池和鎘鎳蓄電池兩種；整流電源主要有硅整流電容儲(chǔ)能式和復(fù)式整流兩種。而交流操作電源可分為電流源和電壓源兩種。采用鎘鎳蓄電池組作操作電源，除不受供電系統(tǒng)運(yùn)行情況的影響、工作可靠外，還有大電流放電性能好，比功率大，機(jī)械強(qiáng)度高，使用壽命長，腐蝕性小，無需專用房間等優(yōu)點(diǎn)，從而大大降低了投資等優(yōu)點(diǎn)，因此在工廠供電系統(tǒng)這應(yīng)用比較普遍。采用交流操作電源，可使二次回路大大簡化，投資大大減少，工作可靠，維護(hù)方便，但是它不適于比較復(fù)雜的電路。6.3 中央信號(hào)裝置中央信號(hào)裝置是指裝設(shè)在變配電所值班室或控制室的信號(hào)裝置。中央信號(hào)裝置包括事故信號(hào)和預(yù)告信號(hào)兩種。中央信