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)和測量,有利于實(shí)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(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)的主要能源和動力,但是它在產(chǎn)品成本 中所占的比重一般很小(除電化工業(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,提高勞動生產(chǎn)率,降低生產(chǎn)成本,減

2、輕工 人的勞動強(qiáng)度,改善工人的勞動條件,有利于實(shí)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(yīng)突然中斷,則對工業(yè)生產(chǎn)可能造成嚴(yán)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(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重要方面,而能源節(jié)約對 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

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) 社會的發(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 和測量裝置。目前多以采用自動裝置,將計(jì)算機(jī)應(yīng)用到工廠配電控制系統(tǒng)中去。1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)荷分為三個等級,即一級負(fù)荷、二 級負(fù)荷、三級負(fù)荷。等級不同,對電力系統(tǒng)供電可靠性與穩(wěn)定性

4、的要求也不同。 如果停電,一級負(fù)荷將造成人身傷亡或引起對周圍環(huán)境嚴(yán)重污染對工廠將造 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,還可能引起社會秩序混亂或嚴(yán)重的政治影響。二級負(fù)荷會造成較 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 秩序混亂或較嚴(yán)重的政治影響。三級負(fù)荷造成的損失不大或不會造成直接經(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)荷等級不同,對供電的要 求也不相同:對于一級負(fù)荷,必須有二個獨(dú)立電源供電,且任何一個電源失去后, 能保證對全部一級負(fù)荷不間斷供電。對特別重要的一級負(fù)荷應(yīng)該由二個獨(dú)立電源 點(diǎn)供電。對

5、于二級負(fù)荷,一般要有兩個獨(dú)立電源供電,且任何一個電源失去后, 能保證全部或大部分二級負(fù)荷供電。對于三級負(fù)荷,一般只需一個電源供電。 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

6、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 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 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

7、23響供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行。還會給工程擴(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 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。 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)

8、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)算公式有功功率:30e d P P K =無功功率 : 3030Q P tg = 視在功率 : 3030cos S P = 計(jì)算電流 : max cos N I P =。式中:e P -用電設(shè)備組的總設(shè)備容量(不包括備用容量d K -用電設(shè)備組的需用系數(shù)tg -對應(yīng)與用電設(shè)備組功率因數(shù) cos 的正切值N U -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:30P P K = 無功功率:30Q Q K = 視在功率: 30s =式中:P -所有設(shè)備組有功功率

9、計(jì)算負(fù)荷 P 30之和Q-所有設(shè)備組無功功率計(jì)算負(fù)荷 Q 30之和K=0.85-0.95-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 各變電所負(fù)荷計(jì)算45NO.1 30P P K =832.39 kW30Q Q K = 1110.36 kvar30S =1387.7 kVANO.2 30P P K =801.8 kW30Q Q K = 923.28 kvar30S =1223 kVANO.3 30P P K =364.33 kW30Q Q K = 485.9 kvar30S =607 kVANO.4 30P P K =257 kW30Q Q K =

10、335.7 kvar30S =423 kVANO.5 30P P K =216.7 kW30Q Q K = 253.9 kvar30S =333.8 kVA工廠總負(fù)荷3030S S '=3974.5 kVA2.4無功功率補(bǔ)償由于本設(shè)計(jì)中上級要求 cos 0.9, 而由上面計(jì)算可知 cos 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 1.0.3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 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

11、10%30%考慮。 ” 一般主變壓器的容量的 15%,分在 610KV 兩段母線上安裝, 110KV 變電站可按照主變?nèi)萘康?10%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(cos 為各車間總功率因數(shù)NO.1 (30tanarccos tanarccos0.9var c Q P k =-=707 kvar 取:750 kvarNO.2 (30tanarccos tanarccos0.9var c Q P k =-=553 kvar 取:600 kvarNO.3 (30tanarccos tanarccos0.9var

12、 c Q P k =-=274 kvar 取:300 kvarNO.4 (30tanarccos tanarccos0.9var c Q P k =-=203 kvar 取:250 kvarNO.5 (30tanarccos tanarccos0.9var c Q P k =-=170 kvar 取:200 kvar其中電容器個數(shù) n 為:1n =15 250n =12 350n =6450n =5 550n =4因?yàn)槊拷M補(bǔ)償電容器為三個,所以所選個數(shù)為三的倍數(shù)。車間 4、 5所選補(bǔ)償電容器個數(shù)為 6、 3個,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

13、負(fù)荷為:NO.1 (1222303030C S P Q Q '=+-=(12228321110750+-=907 kVA NO.2 (1222303030C S P Q Q '=+-=(1222802932600+-=868 kVANO.3 (1222303030C S P Q Q '=+-=(1222364486300+-=409 kVANO.4 (1222303030C S P Q Q '=+-=(1222257336300+-=281 kVANO.5 (1222303030C S P Q Q '=+-=(1222217253150+-=241 kV

14、A變壓器的功率損耗: 主要公式:20100100N T N N N I U S Q S S S =+ (0T S N P P P S S =+ 式中:0I -空載電流N U -阻抗電壓N S -額定容量S -實(shí)際容量0P -空載損耗S P -短路損耗T1. 20100100N T N N N I U S Q S S S =+ =86.9 kvar(0T S N P P P S =+=17 kWT2. 20100100N T N N N I U S Q S S S =+ =84 kvar (0T S N P P P S S =+=15.8 kWT3. 20100100N T N N N I U

15、S Q S S S =+ =16.7 kvar(0T S N P P P S S =+=3.9 kWT4. 20100100N T N N N I U S Q S S S =+ =25.7kvar(0T S N P P P S S =+=7.1 kWT5. 20100100N T N N N I U S Q S S S =+ =1.04 kvar(0T S N P P P S S =+=3.4 kW變電所高壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷為:T1. 3030T P P P '=+=849.39 kW3030C T Q Q Q Q '=-+=447 kvar30S '=959 kVA T2.

16、 3030T P P P '=+=817.6 kW3030C T Q Q Q Q '=-+=416 kvar30S '=916 kVA T3. 3030T P P P '=+=368 kW3030C T Q Q Q Q '=-+=201.7 kvar30S '=419 kVA T4. 3030T P P P '=+=264 kW3030C T Q Q Q Q '=-+=61.7 kvar30S '=271 kVA T5. 3030T P P P '=+=220.12 kW3030C T Q Q Q Q '=

17、-+=104 kvar30S '=243 kVA 無功率補(bǔ)償后,工廠各變電所的功率因數(shù)為:NO.1 3030COS P S ''=0.89 NO.2 3030COS P S ''=0.89 NO.3 3030COS P S ''=0.88 NO.4 3030COS P S ''=0.97 NO.5 3030COS P S ''=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

18、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、高溫、潮濕有爆炸、火災(zāi)等場所。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所的正下面。 3.2變電所的形式的選擇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

19、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

20、到遠(yuǎn)期幾年發(fā)展,對城郊變電所,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?對有重要負(fù)荷的變電 站應(yīng)考慮一臺主變壓器停運(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、二級負(fù)荷;對一般性變電站,當(dāng)一臺主變停運(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. 同級電壓的單臺降壓變壓器容量的級別不宜太多,應(yīng)從全網(wǎng)出發(fā),推行系 列化,標(biāo)準(zhǔn)化。4. 具有三種電壓等級的變電站中,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裝一臺變壓器,主變壓器容量 NT S 應(yīng)不小于總計(jì)算負(fù)荷 30S

21、 即NT S >30S(2裝設(shè)兩臺變壓器,每臺變壓器容量 S NT 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 0, n Y y 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 ” , 高次諧波電流比較突出時(shí), 三相配電變壓 器的聯(lián)結(jié)組亦選 11, n D y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

22、可知應(yīng)當(dāng)采用 0, n Y y 的聯(lián)結(jié)組別。變壓器型號及參數(shù)見表 4-1表 4-1 變壓器型號選擇 根據(jù)變壓器選擇原則校驗(yàn):N0.3 3030=0.6=S S '364 kva 取 400 kvaN0.5 3030=0.6=S S '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)

23、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)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)自動化、變電所無人化是現(xiàn)代電網(wǎng)發(fā)展必然趨勢,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

24、。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)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)

25、計(jì)規(guī)范第 3.2.3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 3.2.4條:在采用單母線、 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

26、中的斷路器,有條件時(shí),亦可接入旁路 母線,采用 6SF 斷路器的主接線不宜設(shè)旁路設(shè)施。第 3.2.5條:當(dāng)變電站裝有兩臺主變時(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。5.2.1 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)荷為三級負(fù) 荷,所以總體方案為:由 66/10kV總降壓變電

27、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)

28、; 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 .1.2.3.4.5圖 5-2 低壓側(cè)接線10KV 電壓級, 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。綜上分析可以得出:變電站的電氣主接線形式為, 10KV 電壓級采用線路 變 壓器組結(jié)線方式的主接線形式, 380V 電壓級采用單母線形式。變電站電氣主接線

29、 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?？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機(jī)正常工作;發(fā)生接地短路時(shí)所出現(xiàn)的 不對稱短路電

30、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(shí),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。6.1.2 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)算保護(hù)裝置的整定值。chi 短路沖擊電流,用來檢驗(yàn)電器和母線的動穩(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

31、 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)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

32、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)饔玫漠惒诫妱訖C(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.

33、3各元件電抗 6.3.1 確定基準(zhǔn)取 d S =100 MVA C U =d U d1U =10.5 kV d2U =0.4 kV而:11= =d d d I S 10.5=5.5 kA 22d I S = 0.4=144.3 kA 211d d d Z U S =10.5×10.5÷100=1.1025 222d d d Z U S =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

34、 計(jì)算短路電流的等效電路圖1. 線路電抗 L X1L X =0.4×2=0.8 變壓器變比 12N N K U =26.3換算到低壓測 221L L X X K =0.0012 低壓側(cè)標(biāo)幺值:2LL d X X X '=0.75 2. 變壓器電抗 T X 變壓器低壓側(cè)阻抗 T X21%T s N N X u U S =5.5×0.4×0.4/100×1.6=0.0055 22%100T s N NX u U S =5.5×0.4×0.4/100×1.25=0.00704 23%T s N N X u U S =4&#

35、215;0.4×0.4/100×0.4=0.016 24%T s N N X u U S =4×0.4×0.4/100×0.5=0.0128 25%T s N N X u U S =4×0.4×0.4/100×0.2=0.032 標(biāo)幺值:112T T d X X X '=0.0055÷0.0016=3.44222T T d X X X '=0.00704÷0.0016=4.4 332T T d X X X '=0.016÷0.0016=10 442T T d X

36、 X X '=0.0128÷0.0016=8 552T T d X X X '=0.032÷0.0016=20表 6-1 變壓器阻抗 3. 系統(tǒng)電抗 S X2210200S N N X U S =0.5 換算到低壓側(cè): 2S S X X K =0.00072 標(biāo)吆值:2S S d X X X '=0.456.3.4 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 1k I X ''=0.222k I X ''=0.18 3k I X ''=0

37、.16 4k I X ''=0.11 5k I X ''=0.089有名值 112k k d I I I '=31.7 kA 222k k d I I I '=26 kA332k k d I I I '=23.3 kA442k k d I I I '=15.9 kA 552k k d I I I '=12.8 kA電力系統(tǒng)分析中提到當(dāng)系統(tǒng)的阻抗標(biāo)吆值大于 3.45時(shí)短路電流、次暫態(tài) 電流、穩(wěn)態(tài)電流相等,即:k I I I ''=111k I I I ''=31.7 kA 222k I I I

38、 ''=26 kA 333k I I I ''=12.8 kA 444k I I I ''=15.9 kA 555k I I I ''=6.8 kA 沖擊電流 ch i112.55ch i I ''=81 kA 222.55ch i I ''=64 kA 332.55ch i I ''=33 kA 442.55ch i I ''=41 kA 552.55ch i I ''=17 kA 計(jì)算結(jié)果見表 6-2表 6-2 短路電流計(jì)算 高壓側(cè) 1kS TI

39、X X '=+0.831k kd I I I '=4.57 kA k I I I ''=4.57 kAch i =2.55 I ''=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: max I = N0.1 max1I =2.02 kA max 2I =0.012 kA N0.2 max1I =1.845 kA max 2I =0.023 kA N0.3 max1I =0.74 kA m a x 2. 6I =0.184 kAN0.4 max1I = 0.19 kAmax 2I =0.056 kAN0.

40、5 max1I =0.27 kA max 2I =0.09 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 高壓側(cè)進(jìn)線電流maxI'=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237P 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 (電氣一次部分第 6 2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 。 35KV 220KV 可選

41、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 9.0.3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 (電氣一次部分第 2 8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. 對直接接地系統(tǒng),按三相配置;對非直接接地系統(tǒng),依具體要求按兩相或 三相裝配。7.1.3

42、 電壓互感器電力工程設(shè)計(jì)手冊規(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)滿足測量、保護(hù) 周期和自動裝置的要求。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 10.0.1條:電壓互感器應(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5.繼電保護(hù)及測量的要求第 10

43、.0.3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)確度等級滿足要求時(shí),宜采用電容式電 壓互感器。第 10.0.7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 11.0.7條:屋外支柱絕緣子宜采用棒式支柱絕緣子 , 屋外支柱絕緣子需倒

44、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 11.0.8條 :屋內(nèi)配電裝置宜采用鋁導(dǎo)體穿墻套管 , 對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) 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)與整個工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)一致。5

45、.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(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

46、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。26278.2 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 ec j =1.15A/2mm 。 主要公式: a l NI K I = K =0.905maxec ec I S J = min S =d z p o p ot t t =+

47、 以上各式中 I -短路電流穩(wěn)態(tài)值, A ; S K -肌膚效應(yīng)系數(shù), S K 取 1; dz t -熱穩(wěn)定計(jì)算時(shí)間, s;C-熱穩(wěn)定系數(shù), C 取 95; ec j -經(jīng)濟(jì)密度, A/2mmK-修正系數(shù) ;pop t op t -分別為保護(hù)動作時(shí)間、斷路器全開短時(shí)間。NO.1 按發(fā)熱條件選擇:由 max1I =2.02kA、 max 2I =12A得所需導(dǎo)線經(jīng)濟(jì)截面積為:2max1120201.151765ec ecI S mm =÷= 2max 22121.1510ec ecI S mm =÷=由于地下最熱月平均溫度為 33o C ,且為節(jié)省母線材料選取相鄰較小的截面積

48、,查 電力設(shè)備選型手冊 LHBJ 型導(dǎo)線參數(shù)表,初選 4×5002mm , 252mm 。 檢驗(yàn) max11I 0.905633570al N I KI A =>2max20.90510393al N I KI A I => 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 22min1202095404500S mm mm =÷=< 282min 21209525S mm =÷< 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 max1I =1.845kA、 max 2I =23A得所需導(dǎo)線經(jīng)濟(jì)截面積為:2m a 1185

49、01. 151608ec ecI S mm J =÷= 2max 22231.1520ec ecI S mm J =÷=由于地下最熱月平均溫度為 33o C ,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 LHBJ 型導(dǎo)線參數(shù)表,初選 3×6002mm , 252mm 。 檢驗(yàn) max11I 0.905709642al N I KI A =>2max20.90510393al N I KI A I => 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 22min1185095363600S mm mm =÷=<

50、2min 2239525S mm =÷ 所選導(dǎo)線滿足熱穩(wěn)定性要求。NO.3 按發(fā)熱條件選擇:由 max1I =740A、 max 2I =184A得所需導(dǎo)線經(jīng)濟(jì)截面積為:2max117401.15643ec ec I S mm =÷= 2max 221851.15160ec ecI S mm J =÷=由于地下最熱月平均溫度為 33o C ,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 LHBJ 型導(dǎo)線參數(shù)表,初選 2×4002mm , 1852mm 。 檢驗(yàn) max11I 0.905554501al N I KI A =>2max2

51、0.905347314al N I KI A I => 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 22min174095142400S mm mm =÷=< 292min 218495185S mm =÷ 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 max1I =190A、 max 2I =56A得所需導(dǎo)線經(jīng)濟(jì)截面積為:2max111851.15160ec ecI S mm =÷= 2max 22561.1549ec ecI S mm J =÷=由于地下最熱月平均溫度為 33o C ,且為節(jié)省母線材料選取相鄰較小的

52、截面積,查 電力設(shè)備選型手冊 LHBJ 型導(dǎo)線參數(shù)表,初選 1852mm , 502mm 。 檢驗(yàn) 1max10.905347314al N I KI A I =>2max20.905158142al N I KI A I => 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 2min119095185S mm =÷< 2min 2549550S mm =÷< 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 max1I =270A、 max 2I =90A得所需導(dǎo)線經(jīng)濟(jì)截面積為:2max112701.15134ec ecI S mm

53、J =÷= 2max 22601.1552ec ecI S mm =÷=由于地下最熱月平均溫度為 33o C ,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 LHBJ 型導(dǎo)線參數(shù)表,初選 2402mm , 702mm 。 檢驗(yàn) 1max10.905405360al N I KI A I =>2max20.905193174al N I KI A I => 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 2min127095240S mm =÷ 2min 2909570S mm =÷所選導(dǎo)線滿足熱穩(wěn)定性要求。變電所出線選

54、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) 表中數(shù)據(jù)見電力設(shè)備選型手冊 。30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 、信號繼電器 2KS 、 KS 、 XB 等組成。輕瓦斯觸點(diǎn)僅作用于 信號,重瓦斯觸點(diǎn)則瞬時(shí)作用于切斷變壓器各側(cè)斷路器。9.1.1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)行對于保證 電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行和對供電的可靠性,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)針對電力變壓器可能發(fā)生的故 障和不正常

55、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。9.1.2 變壓器繼

56、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)與安全自動裝置的運(yùn)行條 例 ,針對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) 。 800KV A 及以上的油浸式變壓器的 400KV A 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)動作于跳開變壓器各電源側(cè)斷路器輕瓦斯動作于發(fā)出信號。9.1.3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(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 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。 為了不妨礙氣體的流動, 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