工廠供電系統(tǒng)畢業(yè)論文范文

1、 . . 24/27xxxxxxxxxx學院畢業(yè)設計（論文）中文題目： * 英文題目： * 學生： *學 號： * 專 業(yè)：指導老師： * 論文提交時間： TOC o 1-2 h z u HYPERLINK l _Toc383730221容摘要 PAGEREF _Toc383730221 h 1HYPERLINK l _Toc383730224一、緒論 PAGEREF _Toc383730224 h 2HYPERLINK l _Toc383730225二、負荷計算和功率補償 PAGEREF _Toc383730225 h 3HYPERLINK l _Toc383730226（一）負荷計算的容和

2、目的 PAGEREF _Toc383730226 h 3HYPERLINK l _Toc383730227（二）負荷計算的方法 PAGEREF _Toc383730227 h 3HYPERLINK l _Toc383730228三、變壓器容量和數(shù)量的選擇 PAGEREF _Toc383730228 h 3HYPERLINK l _Toc383730229（一）變壓器選擇： PAGEREF _Toc383730229 h 4HYPERLINK l _Toc383730230四、主接線方案的選擇 PAGEREF _Toc383730230 h 5HYPERLINK l _Toc383730231（

3、一）對變電所主結線的一般要求 PAGEREF _Toc383730231 h 5HYPERLINK l _Toc383730232（二）變電所主結線 PAGEREF _Toc383730232 h 5HYPERLINK l _Toc383730233五、短路電流的計算 PAGEREF _Toc383730233 h 8HYPERLINK l _Toc383730234（一）短路電流計算的目的與方法： PAGEREF _Toc383730234 h 8HYPERLINK l _Toc383730235六、導線、電纜的選擇 PAGEREF _Toc383730235 h 9HYPERLINK l

4、_Toc383730236（一）導線電纜的使用條件 PAGEREF _Toc383730236 h 9HYPERLINK l _Toc383730237（二）導線電纜的選擇 PAGEREF _Toc383730237 h 9HYPERLINK l _Toc383730238七、電氣設備的選擇 PAGEREF _Toc383730238 h 10HYPERLINK l _Toc383730239（一）電氣設備選擇的一般原則 PAGEREF _Toc383730239 h 10HYPERLINK l _Toc383730240（二）高壓開關電器的選擇 PAGEREF _Toc383730240 h

5、 11HYPERLINK l _Toc383730241本設計中，為戶變電所，故選擇戶少油斷路器 PAGEREF _Toc383730241 h 11HYPERLINK l _Toc383730242（三）配電所高壓開關柜的選擇 PAGEREF _Toc383730242 h 11HYPERLINK l _Toc383730243第八章變壓器的繼電保護 PAGEREF _Toc383730243 h 11HYPERLINK l _Toc383730244（一）概述 PAGEREF _Toc383730244 h 11HYPERLINK l _Toc383730245(二)繼電保護配置 PAGE

6、REF _Toc383730245 h 13HYPERLINK l _Toc383730246九、二次回路操作電源和中央信號回路 PAGEREF _Toc383730246 h 15HYPERLINK l _Toc383730247(一) 二次回路的操作電源 PAGEREF _Toc383730247 h 15HYPERLINK l _Toc383730248（二）中央信號回路 PAGEREF _Toc383730248 h 16HYPERLINK l _Toc383730249十、測量和絕緣監(jiān)視回路 PAGEREF _Toc383730249 h 17HYPERLINK l _Toc3837

7、30250（一）測量儀表的配置 PAGEREF _Toc383730250 h 17HYPERLINK l _Toc383730251（二）絕緣監(jiān)視裝置 PAGEREF _Toc383730251 h 18HYPERLINK l _Toc383730252十一、防雷和接地 PAGEREF _Toc383730252 h 19HYPERLINK l _Toc383730253（一）過電壓與雷電概述 PAGEREF _Toc383730253 h 19HYPERLINK l _Toc383730254（二）防雷 PAGEREF _Toc383730254 h 19HYPERLINK l _Toc3

8、83730255（三）電氣裝置的接地 PAGEREF _Toc383730255 h 20HYPERLINK l _Toc383730256結束語 PAGEREF _Toc383730256 h 22HYPERLINK l _Toc383730257參考文獻 PAGEREF _Toc383730257 h 23HYPERLINK l _Toc383730258致 PAGEREF _Toc383730258 h 24容摘要本畢業(yè)設計為工廠供電系統(tǒng)中變電所設計，對在變電所設計中的若干問題：負荷計算，高低壓設備的選擇，變壓器的繼電保護，變電所二次回路與自動裝置，防雷與接地，變電所的過電壓保護，計量，

9、等幾方面的設計進行了述。關鍵詞：負荷計算繼電保護防雷接地AbstractThis graduation design is the design of substation power supply system, on some problems in design of substations: load calculation, high and low voltage equipment selection, transformer relay protection, substation secondary circuit two and automatic device, ligh

10、tning protection and grounding, over voltage protection, substation metering, design several aspects of the statement.關鍵詞： 負荷計算 繼電保護 防雷 接地Keywords: load calculation of relay protection earthing工廠供電系統(tǒng)設計一、緒論工廠供電，就是指工廠所需電能的供應和分配，亦稱工廠配電。電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動力。電能既易于由其它形式的能量轉換而來，又易于轉換為其它形式的能量以供應用；電能的輸送的分配既簡單經(jīng)濟

11、，又便于控制、調(diào)節(jié)和測量，有利于實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。因此，電能在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)與整個國民經(jīng)濟生活中應用極為廣泛。在工廠里，電能雖然是工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動力，但是它在產(chǎn)品成本中所占的比重一般很小。電能在工業(yè)生產(chǎn)中的重要性在于工業(yè)生產(chǎn)實現(xiàn)電氣化以后可以大大增加產(chǎn)量，提高產(chǎn)品質(zhì)量，有利于實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。從另一方面來說，如果工廠的電能供應突然中斷，則對工業(yè)生產(chǎn)可能造成嚴重的后果。按照國家標準GB50052-95 供配電系統(tǒng)設計規(guī)、GB50053-94 10kV與以下設計規(guī)、GB50054-95 低壓配電設計規(guī)等的規(guī)定，進行工廠供電設計必須遵循以下原則：遵守規(guī)程、執(zhí)行政策；必須遵守國家的有關規(guī)定與標

12、準，執(zhí)行國家的有關方針政策，包括節(jié)約能源，節(jié)約有色金屬等技術經(jīng)濟政策。安全可靠、先進合理；應做到保障人身和設備的安全，供電可靠，電能質(zhì)量合格，技術先進和經(jīng)濟合理，采用效率高、能耗低和性能先進的電氣產(chǎn)品。近期為主、考慮發(fā)展；應根據(jù)工作特點、規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃，正確處理近期建設與遠期發(fā)展的關系，做到遠近結合，適當考慮擴建的可能性。全局出發(fā)、統(tǒng)籌兼顧。必須從全局出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧，按負荷性質(zhì)、用電容量、工程特點和地區(qū)供電條件等，合理確定設計方案。工廠供電設計是整個工廠設計中的重要組成部分。工廠供電設計的質(zhì)量直接影響到工廠的生產(chǎn)與發(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計的有關知識，以便適

13、應設計工作的需要。二、負荷計算和功率補償（一）負荷計算的容和目的計算負荷又稱需要負荷或最大負荷。計算負荷是指導體過一個等效負荷時，導體的最高溫升正好和通過實際的變動負荷時產(chǎn)生的最高溫升相等，該等效負荷就稱為計算負荷。計算負荷是供電設計計算的基本依據(jù)。計算負荷的確定是否合理，將直接影響到電氣設備和導線電纜的選擇是否經(jīng)濟合理。在配電設計中，通常采用30分鐘的最大平均負荷作為按發(fā)熱條件選擇電器或?qū)w的依據(jù)。尖峰電流指單臺或多臺用電設備持續(xù)12秒左右的最大負荷電流。它是由于電動機啟動，電壓波動等原因引起的，它與計算電流不同，計算電流是指半小時最大電流，尖峰電流比計算電流大的多，一般取啟動電流上午周期分

14、量作為計算電壓損失、電壓波動和電壓下降以與選擇電器和保護元件等的依據(jù)。在校驗瞬動元件時，還應考慮啟動電流的非周期分量。平均負荷就是指電力負荷在一定時間消耗的功率的平均值。常選用最大負荷班（即有代表性的一晝夜電能消耗量最多的一個班）的平均負荷，有時也計算年平均負荷。平均負荷用來計算最大負荷和電能消耗量。（二）負荷計算的方法負荷計算的方法有估算法、需要系數(shù)法、單相負荷計算與二項式法等幾種。三、變壓器容量和數(shù)量的選擇（一）變壓器選擇：應滿足用電負荷對可靠性的要求。在一二級負荷的變電所中，選擇兩臺主變壓器，當在技術，經(jīng)濟上比較合理時，也可以多于兩臺。對季節(jié)性負荷變化較大的宜采用經(jīng)濟運行方式的變電所，技

15、術經(jīng)濟合理時可選擇兩臺主變壓器。三級負荷一般選擇一臺主變壓器，負荷較大時，也可選擇兩臺主變。裝單臺變壓器時，其額定容量Sn應能滿足全部用電設備的計算負荷Sc，考慮負荷發(fā)展應留有一定的容量裕度，并考慮變壓器的經(jīng)濟運行，即：Sn（1.15-1.4）Sc裝設兩臺主變壓器的變電所，每臺變壓器的容量Sn應同時滿足以下兩個條件：任一臺主變壓器單獨運行時Sn=（0.6-0.7）Sc任一臺主變壓器單獨運行時SnSc（+）四、主接線方案的選擇（一）對變電所主結線的一般要求變電所主接線要求安全，可靠，靈活，經(jīng)濟。主要有以下一些原則：在高壓斷路器的電源側與可能反饋電能的另一側，必須安裝高壓隔離開關。在低壓斷路器的電

16、源側與可能反饋電能的另一側，必須裝設低壓刀開關。在裝設高壓熔斷器-負荷開關的出線柜母線側，必須裝設高壓隔離開關。變配電所高壓母線上與架空線末端，必須裝設避雷器，裝于母線上的避雷器宜與電壓互感器共用一組隔離開關，線路上避雷器前不必裝設隔離開關。變電所的主接線方案，必須與其負荷類型相適應，對于一級負荷，應由兩個電源供電，對二級負荷，應由兩回路或者一回專用架空線路供電。接于公共干線上的變配電所電源進線首端，應裝設帶有短路保護的開關設備。對一般的生產(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)的變電所，可采用樹干式配電。變電所低壓側的總開關，宜采用低壓斷路器，

17、當有繼電保護或自動切換電源要求時，低壓側總開關和低壓母線分段開關均應采用低壓斷路器。兩路電源進線，裝有兩臺主變壓器的變電所，當兩路電源同時供電時，兩臺主變壓器一般分列運行，當只有一路電源供電，另一路電源備用時，則兩臺主變壓器并聯(lián)運行。需帶負荷切換主變壓器的變電所，高壓側應裝設高壓斷路器或者高壓負荷開關。（二）變電所主結線主結線對變電所設備選擇和布置，運行的可靠性和經(jīng)濟性，繼電保護和控制方式都有密切關系，是供電設計中的重要環(huán)節(jié)。1單電源進線的變電所主接線當單電源進線一臺變壓器時，主接線采用一次側線路-變壓器組，二次側單母線不分段接線，如圖4.1，這種主接線經(jīng)濟簡單，可靠性不高，適用于負荷不大的三

18、級負荷情況。也可采用一次側單母線不分段，二次側單母線分段主接線，如圖4.2，適用于三級負荷與部分二級負荷。圖4.1 單電源進線接線圖圖4.2 一側，二側單母線接線圖2雙回電源進線變電所主接線（1）一，二次側均采用單母線分段主接線該主接線由于進線開關和母線分段開關均采用了斷路器控制，操作十分靈活，供電可靠性較高，適用于大中型企業(yè)的一，二級負荷供電。（2）橋式主接線一次側采用橋式結線，二次側采用單母線分段的總降壓變電所主接線如圖4.3，線路1WL，2WL來自兩個獨立電源，斷路器1QF，2QF分別接至變壓器1T，2T的高壓側，向變電所供電，變壓器回路僅裝設隔離開關3QF，6QF。當線路1WL發(fā)生故障

19、或檢修時，斷開1QF，1T由線路2WL經(jīng)橋接斷路器3QF繼續(xù)供電，同理，當2WL發(fā)生故障或者檢修時，2T由線路1WL繼續(xù)供電。因此，這種主接線大大提高了供電的可靠性和靈活性，但當變壓器檢修時，須進行倒閘操作，操作較復雜且時間較長，這種接線適用于大中型企業(yè)的一，二級負荷供電。當變壓器1T發(fā)生故障時，1QF和3QF因故障跳閘，此時，打開3QS后再合上1QF和3QF，即可恢復1WL線路的工作。這種橋式結線多用于電源線路較長因而發(fā)生故障和停電檢修的機會較多、并且變電所的變壓器不需要經(jīng)常切換的總降壓變電所。適用于以下條件的總降壓變電所：供電線路長，線路故障幾率大；負荷比較平穩(wěn)，主變壓器不需要頻繁切換操作

20、；沒有穿越功率的終端總降壓變電所。圖4.3 變電所橋式接線圖圖4.4 變電所外橋式接線圖（3）外橋式主接線一次側采用外橋式結線、二次側采用單母線分段的總降壓變電所主接線如圖4.4，其特點是變壓器回路裝設斷路器，線路1WL，2WL僅裝線路隔離開關，任一變壓器檢修或發(fā)生故障時，如變壓器1T發(fā)生故障，斷開1QF，打開其兩端隔離開關，然后合上3QF兩側隔離開關，在合上3QF，使兩路電源進線又恢復并聯(lián)運行。但當線路檢修或發(fā)生故障時，須進行倒閘操作，操作較復雜且時間較長，外橋式的優(yōu)點是對變壓器回路的操作非常方便，靈活，供電可靠性高，適用于有一，二級負荷的用戶和企業(yè)。適用于以下條件的總降壓變電所：供電線路短

21、，線路故障幾率??；用戶負荷變化大，變壓器操作頻繁；有穿越功率流經(jīng)的中間變電所，因為采用外橋式主接線，總降壓變電所運行方式的變化將不影響公共電力系統(tǒng)的潮流。（4）一、二次側均采用單母線分段的總降壓變電所主接線如圖4.5。這種主結線圖兼有上述兩種橋式結線的運行靈活性的優(yōu)點，但所用高壓開關設備較多，可供一、二級負荷，適用于一、二次側進出線較多的總降壓變電所。（5）一、二次側均采用雙母線的總降壓變電所主電路圖采用雙母線結線較之采用單母線結線，供電可靠性和運行靈活性大大提高，但開關設備也大大增加，從而大大增加了初投資，所以雙母線結線在工廠電力系統(tǒng)在工廠變電所中很少運用,主要用與電力系統(tǒng)的樞紐變電所。圖4

22、.5 一二側均采用單母線分段接線圖五、短路電流的計算（一）短路電流計算的目的與方法：短路電流計算的目的是為了正確選擇和校驗電氣設備，以與進行繼電保護裝置的整定計算。進行短路電流計算，首先要繪制計算電路圖。在計算電路圖上，將短路計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，然后確定短路計算點。短路計算點要選擇得使需要進行短路校驗的電氣元件有最大可能的短路電流通過。接著，按所選擇的短路計算點繪出等效電路圖，并計算電路中各主要元件的阻抗。在等效電路圖上，只需將被計算的短路電流所流經(jīng)的一些主要元件表示出來，并標明其序號和阻抗值，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)當作

23、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。最后計算短路電流和短路容量。短路電流計算的方法，常用的有歐姆法（有稱有位制法）和標幺制法（又稱相對單位制法）。六、導線、電纜的選擇（一）導線電纜的使用條件導線和電纜的選擇必須滿足安全，可靠，經(jīng)濟的條件。所以，進行導線和電纜截面選擇時必須按照下列選擇原則：1按允許載流量選擇導線和電纜截面導線和電纜(包括母線)在通過正常最大負荷電流即線路計算電流時產(chǎn)生的發(fā)熱溫度，不應超過其正常運行時的最高允許溫度。以防止導線因過熱而引起絕緣損壞或老化。這就要求通過導線或電纜的最大負荷電流不應大于其允許載流量

24、。2按允許電壓損失選擇導線和電纜截面導線和電纜在通過正常最大負荷電流即線路計算電流時產(chǎn)生的電壓損耗，不應超過其正常運行時允許的電壓損耗，以保證電壓質(zhì)量。3按經(jīng)濟電流密度選擇導線和電纜截面經(jīng)濟電流密度是指使線路的年運行費用支出最小的電流密度。按這種原則選擇的導線和電纜截面稱為經(jīng)濟截面。對于35kV與以上的高壓線路與電壓在35kV以下但距離長，電流大的線路，宜按經(jīng)濟電流密度選擇，對10kV與以下線路，通常不按此原則選擇。4按機械強度選擇導線和電纜截面導線（包括裸線和絕緣導線）截面不應小于其最小允許截面。對于電纜，不必校驗其機械強度，但需校驗其短路熱穩(wěn)定度。母線也應校驗短路時的穩(wěn)定度。對于絕緣導線和

25、電纜，還應滿足工作電壓的要求。（二）導線電纜的選擇根據(jù)設計經(jīng)驗，對長距離大電流與35kV以上的高壓線路，則可先按經(jīng)濟電流密度確定經(jīng)濟截面，再校驗其它條件。一般10kV與以下高壓線路與低壓動力線路，通常先按允許載流量選擇截面，再校驗電壓損耗和機械強度。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行選擇，再校驗發(fā)熱條件和機械強度。選擇導線截面時，要求在滿足上述4個原則的基礎上選擇其中最大的截面。七、電氣設備的選擇（一）電氣設備選擇的一般原則供配電系統(tǒng)中的電氣設備是在一定的電壓，電流，頻率和工作環(huán)境條件下工作的，電氣設備的選擇，除了應滿足在正常工作時能安全可靠運行之外，還應滿足在

26、短路故障時不至損壞的條件，開關電器還必須具有足夠的斷流能力，并適應所處位置，環(huán)境溫度，海拔高度，以與防塵，防腐，防火，防爆等環(huán)境條件。電氣設備選擇應遵循以下三個原則：1按工作環(huán)境與正常工作條件選擇電氣設備；2按短路條件校驗電氣設備的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定；動穩(wěn)定校驗或（7.1）式中，為電氣設備的極限通過電流峰值;為電氣設備的極限通過電流有效值。熱穩(wěn)定校驗（7.2）式中，為電氣設備的熱穩(wěn)定電流;t為熱穩(wěn)定時間。3開關電器斷流能力校驗。高壓設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，同時設備應工作安全可靠，運行方便，投資經(jīng)濟合理。高壓刀開關柜的選擇應滿足變電所一次電路圖的要求，

27、并各方案經(jīng)濟比較優(yōu)選出開關柜型號與一次結線方案編號，同時確定其中所有一次設備的型號規(guī)格。工廠變電所高壓開關柜母線宜采用LMY型硬母線（二）高壓開關電器的選擇1高壓斷路器的選擇本設計中，為戶變電所，故選擇戶少油斷路器2高壓隔離開關的選擇由于隔離開關主要是用于隔離而不是分斷正常負荷電流和短路電流，因此，只需要選擇其額定電壓和額定電流，校驗動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。3電流互感器的選擇一般情況下，計量用的電流互感器變比的選擇應使其一次額定電流不小于線路中電流互感器用于計量和保護。計算電流。動穩(wěn)定校驗（7.4）熱穩(wěn)定校驗（7.5）（三）配電所高壓開關柜的選擇高壓開關柜是按一定的線路方案將有關一、二次設備組裝而成的

28、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發(fā)電機、變壓器和高壓線路之用，也可作為大型高壓開關設備、保護電器、監(jiān)視儀表和母線、絕緣子等。高壓開關柜有固定式和手車式（移可式）兩大類型。第八章變壓器的繼電保護（一）概述供配電系統(tǒng)的電力變壓器有總降壓變壓器和車間變電所或建筑物變電所的配電變壓器，其常見的故障分短路故障和不正常運行狀態(tài)兩種。按GB5006292電力裝置的繼電保護和自動裝置設計規(guī)規(guī)定：對電力變壓器的下列故障與異常運行方式，應裝設相應的保護裝置：繞組與其引出線的相間短路和在中性點直接接地側的單相接地短路；繞組的匝間短路；外部相間短路引過的過電流；中性點直接接地電力網(wǎng)中外部接地短

29、路引起的過電流與中性點過電壓；過負荷；油面降低；變壓器溫度升高或油箱壓力升高或冷卻系統(tǒng)故障。對于高壓側為610kV的車間變電所與小型工廠變電所主變壓器來說，通常裝設有電流保護和電流速斷保護；如過電流保護動作時間不大于0.5s時，可不裝設電流速斷保護。容量在800kVA與以上的油浸式變壓器和400kVA與以上的車間油浸式變壓器，還需裝設氣體繼電保護（又稱瓦斯保護）。如兩臺并聯(lián)運行的變壓器容量（單臺）在400kVA與以上，以與雖為單臺運行但又作為備用電源用的變壓器有可能過負荷時，還需裝設過負荷保護。過負荷保護與瓦斯保護在輕微故障時（通稱“輕瓦斯”），動作于信號，而其它保護包括瓦斯保護在嚴重故障時（

30、通稱“重瓦斯”），一般均動作于跳閘。對于高壓側為35kV與以上的工廠總降壓變電所主變壓器來說，一般也裝設過電流保護，電流速斷保護和氣體繼電保護。在有可能過負荷時，也裝設過負荷保護。但如果單臺運行的變壓器容量在10000kVA與以上，兩臺并列運行的變壓器容量（單臺）在6300kVA與以上時，則要求裝設差動保護來取代電流速斷保護。(二)繼電保護配置1.變壓器的過電流保護(1) 對于由外部相間短路引起的過電流，保護應裝于下列各側：對于雙線圈變壓器，裝于主電源側對三線圈變壓器，一般裝于主電源的保護應帶兩段時限，以較小的時限斷開未裝保護的斷路器。當以上方式滿足靈敏性要求時，則允許在各側裝設保護。各側保護

31、應根據(jù)選擇性的要求裝設方向元件。對于供電給分開運行的母線段的降壓變壓器，除在電源側裝設保護外，還應在每個供電支路上裝設保護。除主電源側外，其他各側保護只要求作為相鄰元件的后備保護，而不要求作為變壓器部故障的后備保護。保護裝置對各側母線的各類短路應具有足夠的靈敏性。相鄰線路由變壓器作遠后備時，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，一般動作于斷開的各側斷路器。如變壓器高采用遠后備時，不作具體規(guī)定。對某些稀有的故障類型（例如110kV與其以上電力網(wǎng)的三相短路）允許保護裝置無選擇性動作。(2) 定時限過電流保護的接線方式和工作原理當變壓器發(fā)生短路時，通過線路的電流使流經(jīng)繼電器的

32、電流大于繼電器的動作電流，電流繼電器KA瞬時動作，其常開觸點閉合，時間繼電器KT線圈得電，其觸點經(jīng)一定延時后閉合，使中間繼電器KM和信號繼電器KS動作。KM的常開觸點閉合，接通斷路器跳閘線圈YR回路，斷路器QF跳閘，切除短路故障線路。KS動作，其指示牌掉下，同時其常開觸點閉合，起動信號回路，發(fā)出燈光和音響信號。(3) 保護整定計算變壓器過電流保護繼電器的動作電流為式中， I1N為變壓器一次側額定電流；Krel可靠系數(shù)；KW接線系數(shù)；Kre返回系數(shù)；Ki 為電流互感器的變比。變壓器過電流保護動作時限應比二次側出線過電流保護的最大動作時限大一個t，一般取0.5-0.7s。靈敏度按下式校驗式中，為變

33、壓器二次側在系統(tǒng)最小運行方式下，發(fā)生兩相短路時一次側的穿越電流。2.變壓器的電流速斷保護(1) 電流速斷保護的接線和工作原理電流速斷保護是一種不帶時限的過電流保護，實際中常與過電流保護配合使用。接線圖如圖8.1。當線路發(fā)生短路，流經(jīng)繼電器的電流大于電流速斷的動作電流時，電流繼電器動作，其常開觸點閉合，接通信號繼電器2KS和中間繼電器KM回路，KM動作是斷路器跳閘，2KS動作表示電流速斷保護動作，并起動信號回路發(fā)出燈光和音響信號。(2) 整定計算由于電流速斷保護動作不帶時限，為了保護速斷保護動作的選擇性，在下一級線路首端發(fā)生最大短路電流時，電流速斷保護不應該動作，既速斷保護動作電流，從而，速斷好

34、漢繼電器的動作電流整定值為式中，為線路末端最大三相短路電流；為可靠系數(shù)；DL型繼電器取1.3，GL型繼電器取1.5；為接線系數(shù)；電流互感器變比。靈敏度校驗只能用線路首端最小兩相短路電流校驗，即過電流保護由保護的動作時限實現(xiàn)選擇性，電流速斷保護由保護的動作電流實現(xiàn)選擇性。氣體繼電保護，又稱瓦斯保護，是保護油浸式電力變壓器部故障的一種基本的保護裝置。按GB5006292規(guī)定，800kVA與以上的一般油浸式變壓器和400kVA與以上的車間油浸式變壓器，均應裝設氣體保護。氣體保護的主要元件是氣體繼電器。它裝設在變壓器的油箱與油枕之間的聯(lián)通管上。為了使變壓器產(chǎn)生的氣體能夠順暢地通過氣體繼電器排往油枕，要

35、求變壓器安裝應取1%1.5%的傾斜度；而變壓器在制造時，聯(lián)通管對油箱頂蓋也有 2%4%的傾斜度。當變壓器油箱部發(fā)生輕微故障時，產(chǎn)生的氣體較少，氣體緩慢上升，聚集在氣體繼電器容器上部，使繼電器油面下降，上開口油杯露出油面，上開口油杯因其產(chǎn)生的力矩大于平衡錘的力矩而處于下降位置，上干簧觸點閉合，發(fā)出報警信號，稱為輕瓦斯動作。當變壓器油箱部發(fā)生嚴重故障時，產(chǎn)生大量氣體，油汽混合物迅猛地從油箱通過連通管沖向油枕，在油汽混合物沖擊下，氣體繼電器擋板被掀起，使下開口油杯下降上，下干簧觸點閉合，發(fā)出跳閘信號，使斷路器跳閘，稱為重瓦斯動作。如果變壓器油箱漏油，使得氣體繼電器的油也慢慢流盡。先是繼電器的上油杯下

36、降，發(fā)出報警信號，接著繼電器的下油杯下降，使斷路器跳閘，同時發(fā)出跳閘信號。變壓器瓦斯保護動作后，運行人員應立即對變壓器進行檢查，查明原因，可由蓄積于氣體繼電器的氣體性質(zhì)來分析和判斷故障的原因幾處理要求，如下表8.1：表8.1 氣體繼電器動作后的氣體分析和處理要求氣體性質(zhì)故障原因處理要求無色，無臭，不可然變壓器含有空氣允許繼續(xù)運行灰白色，有劇臭，可燃紙質(zhì)絕緣物燒毀應立即停電檢修黃色，難燃木質(zhì)絕緣部分燒毀應停電檢修深灰色或黑色，易燃油閃絡，油質(zhì)炭化分析油樣，必要時停電檢修九、二次回路操作電源和中央信號回路(一) 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裝置、信號回路、

37、監(jiān)測系統(tǒng)與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)運行的影響。二次回路的操作電源主要有直流操作電源和交流操作電源兩類。直流操作電源有蓄電池和硅整流直流電源兩種。交流操作電源有電壓互感器，電流互感器和所用電變壓器。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能式和復式整流兩種。采用鎘鎳蓄電池組作操作電源，除不受供電系統(tǒng)運行情況的影響、工作可靠外，還有大電流放電性能好，比功率大，強度高，壽命長，腐蝕性小，無需專門的蓄電池室等優(yōu)點，從而大大降低了投資。因此在工廠供電系統(tǒng)這應用普遍。采用交流操作電源，接線簡單，投資低廉，工作

38、可靠，維護方便，但是交流繼電器性能沒有直流繼電器完善，不能構成復雜的保護，不適于比較復雜的電路。因此，在小型變配電所中應用較廣。（二）中央信號回路1概述中央信號裝置是指裝設在變配電所值班室或控制室的信號裝置。中央信號回路包括事故信號回路和預告信號回路兩種。中央信號有：事故信號，預告信號，位置信號，指揮信號，和聯(lián)系信號等。2對中央信號回路的要求中央事故信號裝置應保證在任一斷路器跳閘后，立即發(fā)出音響信號和燈光信號；中央預告信號裝置應保證在任一電路發(fā)生故障后，能按要求準確發(fā)出音響信號和燈光信號；中央事故音響信號和預告音響信號應有區(qū)別；中央信號裝置在發(fā)出音響信號后，應能手動或自動復歸音響，而燈光信號與

39、其他信號應保持到清除故障為止；接線簡單，可靠，應能監(jiān)視信號回路的完好性；應能對事故信號，預告信號與其他光字牌是否完好進行校驗。3中央事故信號回路中央事故信號回路按操作電源分，有直流操作的交流操作的兩類。按復歸方法可分為就地復歸和中央復歸兩種；按其能否重復動作分為不重復動作和重復動作兩種。4中央預告信號回路中央預告信號是指在供電系統(tǒng)中，發(fā)生不正常工作狀態(tài)時發(fā)出的音響信號。常用電鈴發(fā)出聲響，并利用燈光和光字牌來顯示故障的性質(zhì)和地點。中央預告信號裝置有直流操作的和交流操作的兩種，也有不重復動作（如圖9.1）的和重復動作的兩種.圖9.1 中央復歸不重復動作預告信號回路圖十、測量和絕緣監(jiān)視回路供電系統(tǒng)的

40、測量和絕緣監(jiān)視回路是二次回路的重要組成部分，電氣測量儀表的配置應符合“電氣測量儀表裝置設計技術規(guī)程GBJ63-90”的規(guī)定，以滿足電氣設備安全運行的需要。（一）測量儀表的配置變配電裝置中測量儀表的配置要求如下：在供配電系統(tǒng)每一條電源進線上，必須裝設計費用的有功電度表和無功電度表與反映電流大小的電流表。通常采用標準計量柜，計量柜有計算專用電流，電壓互感器。在變配電所的每一段母線上（3-10kV），必須裝設電壓表4只，其中一只測量線電壓，其他3只測量相電壓。 35/6-10kV變壓器應該在高壓側或低壓側裝設電流表，有功功率表，無功功率表，有功電度表和無功電度表各一只，6-10/0.4kV的配電變壓

41、器，應在高壓側或抵壓側裝設一只電流表和一只有功電度表，如為單獨經(jīng)濟核算的單位變壓器，還應該裝設一只無功電度表。 3-10kV配電線路，應裝設電流表，有功電度表，無功電度表各一只，當線路負荷大于5000kVA與以上時，還應裝設一只有功功率表。低壓動力線路上應裝設一只電流表，照明和動力混合供電的線路上，照明負荷占總負荷15%-20%以上時，應在每相上裝一只電流表，如需電能計量，一般應裝設一只三相四線有功電度表。并聯(lián)電容器總回路上，每相應裝設一只電流表，并應裝設一只無功電度表。（二）絕緣監(jiān)視裝置當變電所出線回路較少或線路允許短時停電時，可采用無選擇性的絕緣監(jiān)視裝置作為單相接地的保護裝置。在變電所每段

42、母線上，裝一只三相五柱電壓互感器或3只單相三繞組電壓互感器，在接成Y形的二次繞組上接3只相電壓表，在接成開口三角形的二次繞組上接一只電壓繼電器。系統(tǒng)正常運行時，三相電壓對稱，3只相電壓表讀數(shù)近似相等，開口三角形繞組兩端電壓近似為零，電壓繼電器不動作。系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，接地相對地電壓近似為零，該相電壓表度數(shù)近似為零，非故障相對地電壓升高倍，非故障相的兩只電壓度數(shù)升高，近似為線電壓。同時，開口三角形繞組兩端電壓也升高，近似為100V，電壓繼電器動作，發(fā)出單相接地信號，以便運行人員與時處理。因此，絕緣監(jiān)視裝置又稱零序電壓保護。由指零電壓表的所在相即可得知該相發(fā)生了單相接地故障，但不能判明是哪一

43、條線路發(fā)生了故障，因此這種絕緣監(jiān)視裝置是無選擇性的。只能采用依次拉合的方法，判斷接地故障線路。因此，絕緣監(jiān)視裝置只適于出線不多的系統(tǒng)與作為有選擇性的單相接地保護的一種輔助裝置。十一、防雷和接地（一）過電壓與雷電概述過電壓是指在電氣設備或線路上出現(xiàn)的超過正常工作要求并對其絕緣構成威脅的電壓，分部過電壓和雷電過電壓。部過電壓是由于電力系統(tǒng)正常操作，事故切換，發(fā)生故障或負荷突變時引起的過電壓，可分為操作過電壓，弧光接地過電壓與諧振過電壓。雷電過電壓是由電力系統(tǒng)中的設備或建筑物遭受來自大氣中的雷擊或雷電感應而引起的過電壓。雷電可分為直擊雷，感應雷，雷電侵入波3大類。（二）防雷1防雷設備防雷的設備主要有

44、接閃器和避雷器，引下線和接地裝置。其中，接閃器就是專門用來接受直接雷擊（雷閃）的金屬物體。接閃器的金屬稱為避雷針。接閃的金屬線稱為避雷線，或稱架空地線，主要用于保護輸電線路；接閃的金屬帶稱為避雷帶。接閃的金屬網(wǎng)稱為避雷網(wǎng)，主要用于保護建筑物。避雷器是用來防止雷電產(chǎn)生的過電壓波沿線路侵入變配電所或其它建筑物，以免危與被保護設備的絕緣。避雷器應與被保護設備并聯(lián)，裝在被保護設備的電源側。當線路上出現(xiàn)危與設備絕緣的雷電過電壓時，避雷器的火花間隙就被擊穿，或由高阻變?yōu)榈妥?，使過電壓對放電，從而保護了設備的絕緣。避雷器的型式，主要有閥式和排氣式，金屬氧化物避雷器和保護間隙。2防雷保護措施（1）架空線路的防

45、雷保護架設避雷線。這是線路防雷的有效措施，但成本較高，因此只在66kV與以上的架空線路上才沿全線裝設。提高線路本身的絕緣水平。在線路上采用瓷橫擔代替鐵橫擔，改用高一絕緣等級的絕緣子，以提高線路的防雷水平，這是10kV與以下架空線路防雷的基本措施。利用三角形排列的頂線兼作防雷保護線。由于310kV的線路其中性點通常是不接地的，因此可在三角形排列的頂線絕緣子裝以保護間隙。在出現(xiàn)雷電過電壓時，頂線絕緣子上的保護間隙被擊穿，通過其接地引下線對地泄放雷電流，從而保護了下面兩根導線，一般不會引起線路斷路器跳閘。裝設自動重合閘裝置。線路上因雷擊放電而產(chǎn)生的短路是由電弧引起的。在斷路器跳閘后，電弧即自行熄滅。如果采用一次ARD，使斷路器經(jīng)0.5s或稍長一點時間后自動重合閘，電弧通常不會復燃，從而能恢復供電，這對一般用戶不會有什么影響。加強對絕緣薄弱點的保護。對架空線路