[優(yōu)秀畢業(yè)論文]藥廠變電站

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1、藥廠變電站 題 目： 藥廠變電站 完成日期： 2010 年 7 月 15 日 摘 要 變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分，它直接影響整個電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟運行，是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。電氣主接線是發(fā)電廠變電所的主要環(huán)節(jié)，電氣主接線的擬定直接關系著全廠（所）電氣設備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護和自動裝置的確定，是變電站電氣部分投資大小的決定性因素。所以搞好工廠供電工作對于發(fā)展工業(yè)生產(chǎn)，實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化，具有十分重要的意義。而能

2、源節(jié)約對于國家經(jīng)濟建設是一項具有戰(zhàn)略意義的工作，也是工廠供電工作的一項重要任務，因此搞好工廠供電工作，對于節(jié)約能源，支持國家經(jīng)濟也有重大作用。本設計的內(nèi)容為380V低壓配電裝置。設計中主要包括主接線的選擇、短路計算、電氣設備的選擇及校驗、二次接線、繼電保護和接地裝置和防雷保護，并且對系統(tǒng)短路和繼電保護整定進行了計算。本設計所涉及到的圖有主接線系統(tǒng)圖，主變壓器二次接線圖，照明平面布置圖以及施工圖等幾個方面內(nèi)容。 關鍵詞：變電所；配電裝置；二次接線；繼電保護 目 錄 第1章 緒 論.. TOC \o "1-3" \h \z \u .....

3、...................................1 第2章 變壓器及主接線的選擇 .............. ...........2 2.1變電所設計條件要求..................................2 2.2變壓器臺數(shù)、容量選擇............ ....................2 2.3主接線的選擇......................................3 2.4 主接線設計原則......................................4 2.5主接線方案的確定......

4、...............................4 第3章 三相短路電流和短路容量的計算..................6 3.1求K-1點的三相短路電流和短路容量......................6 3.1.1計算短路電路中各元件的電抗及總電抗.................6 3.1.2 求K-2點的的三相短路電流和短路容量................7 第4章 電器設備選擇...................................8 4.1 高壓斷路器的選擇.................................8

5、 4.2 10KV側(cè)高壓隔離開關的選擇..........................9 4.3 電壓互感器的選擇...................................10 4.4 電流互感器的選擇...................................10 4.5 穿墻套管的選擇.....................................11 4.5.1 穿墻套管的選擇.....................................11 4.5.2 絕緣子的選擇................................

6、.......11 4.6 避雷器的選擇.......................................11 4.7 低壓斷路器的選擇...................................12 第5章 母線選擇......................................12 5.1 10KV側(cè)母線選擇.....................................13 5.2 0.4KV側(cè)母線的選擇..................................13 5.3 饋出回路的選擇.................

7、....................14 5.3.1 制劑車間1DX箱......................................14 5.3.2 制劑車間2DX箱......................................15 5.3.3 麻醉劑車間1DX箱....................................15 5.3.4 麻醉劑車間2DX箱....................................16 5.3.5 麻醉劑車間3DX箱....................................16

8、 5.3.6 麻醉劑車間4DX箱....................................16 5.3.7 麻醉劑車間5DX箱....................................16 5.3.8 倉庫...............................................17 5.3.9 辦公樓.............................................18 第6章 變電所設備的平面布置..........................18 6.1 一般原則....................

9、.......................18 第7章 接地裝置與防雷保護............................18 7.1 確定接地電阻值.....................................19 7.2 接地裝置的初步方案.................................18 7.2.1 計算單根鋼管接地電阻...............................19 7.2.2 確定接地鋼管數(shù)和最終接地方案.......................19 7.3 裝設避雷針 ..................

10、........................20 第8章 繼電保護的整定計算...........................20 8.1 電流速斷保護整定計算...............................20 8.2 過負荷保護的整定...................................23 第9章 結(jié)論..........................................25 參考資料致...........................................26 致 謝....................

11、............................26 附錄1................................................27 附錄2................................................27 第1章 緒 論 變電所供電就是指工廠所需電能的供應和分配問題。眾所周知，電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動力。電能既易于由其他形式的能量轉(zhuǎn)換而來，又易于轉(zhuǎn)換為其他形式的能量以供應用，它的輸送和分配既簡單經(jīng)濟。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

12、現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)及整個國民經(jīng)濟生活中應用極為廣泛。 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。例如在機械工業(yè)中。電費開支僅占產(chǎn)品成本的5％左右。所以電能在工業(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，減輕工人的勞動強度，改善工人的勞動條件，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。例如某些對供電可靠性要求很高的工廠，即使是極短時間的停電，也會引起重大的設備損壞，或引起大量產(chǎn)品報廢，甚至可能

13、發(fā)生重大的人身事故，給國家和人民帶來經(jīng)濟上甚至政治上的重大損失。< 因此，搞好工廠供電工作對于發(fā)展工業(yè)生產(chǎn)，實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化，具有十分重要的意義。而能源節(jié)約對于國家經(jīng)濟建設是一項具有戰(zhàn)略意義的工作，也是工廠供電工作的一項重要任務，因此，搞好工廠供電工作，對于節(jié)約能源，支持國家經(jīng)濟建設，也具有重大的作用。 第2章 變壓器及主接線的選擇 2.1變電所設計條件要求 該廠用電負荷為三級負荷；本廠廠區(qū)西側(cè)有10kV高壓線路,Kd取0.7，補償前功率因數(shù)為=0.65；確定變壓器臺數(shù)、容量，計算補償容量，高低壓側(cè)設備的選型、校驗，導線電纜的選型、校驗（包

14、括進廠線纜、變電室至各車間或建筑物的線纜等），二次接線圖（包括電能測量、計量；設備必要的繼電保護等），變配電所及廠區(qū)的簡單平面布置圖，防雷接地等。 2.2變壓器臺數(shù)、容量選擇 該廠總?cè)萘繛椋? Pe =60+80+125+150+140+200+120+20+50=945 kW 視在功率： P30=KdPe=661.5 kW 計算負荷： S30= P30/=661.5/0.65=1017.7 kVA 無功功率： Q30=773.4 kvar 變壓器容量選擇條件≥S30(2),因此在未進行補償前，應選擇1250 kVA容量的變壓器。對無功功率進行補償： 變電所高壓側(cè)的≥0.

15、9，無功功率損耗⊿QT>>有功功率損耗⊿PT,設=0.92 所以并聯(lián)電容器容量為： QC=661.5(tanarccos0.65 - tanarccos0.92)=491.6kvar 取整QC=500 kvar 補償后的變壓器容量： S30（2）=　=715.8kVA 進行補償后，應選擇800kVA容量的變壓器1臺。 變壓器的功率損耗為： ⊿QT=0.06S30(2)=0.06715.8=42.9kvar ⊿PT=0.015S30(2)=0.015715.8=10.7 kW 變電所高壓側(cè)的計算負荷為： =661.5+1

16、0.7=672.2 kW =（773.4-500）kvar+43.1 kvar=316.5kvar ==743kVA 補償后工廠的功率因數(shù)： 因此滿足規(guī)定0.9要求。 考慮到線損為10%和容量的擴展： S=(1+10%)=787.4kVA 選用 S9-1000/10(6)三相油浸式室內(nèi)變壓器聯(lián)結(jié)組為DYN11 變壓器型號參數(shù)表. 型號 額定容量/KV.A 額定電壓KV 聯(lián)結(jié)組標號 損耗/W 空載電流（%） 阻抗電壓（%） 高壓 低壓 空載 負載 S9-1250/10(6) 1250 10 0.4 Dyn11 2000 11000

17、2.5 5 2.3 主接線的選擇 主接線的確定是對電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活、經(jīng)濟運行以及變電所電器設備的選擇、配電裝置的布置、續(xù)電保護和控制方法的擬定將會產(chǎn)生直接影響。 首先,對主接線的基本要求分析如下： 1.可靠性 所謂可靠性是指主接線能可靠的工作，以保證對用戶不間斷的供電。衡量可靠性的客觀標準是運行實踐。主接線的可靠性是它的各組成元件，包括一二次部分在運行中可靠性的組合。因此不僅要考慮一次設備對供電可靠性的影響，還要考慮繼電保護二次設備的故障對供電設備的影響。同時，可靠性對不是絕對的而是相對的。一中主接線對某些變電所是可靠的，而對另一些變電所可能是不可靠的，評價主接線可靠性

18、的標志是： （1）斷路器檢修是是否影響供電 （2）線路、斷路器、母線故障和檢修時，停運線路的回數(shù)和停運時間的長短，以及能否保證對重要用戶的供電； （3）變電所全部停電的可靠性； （4）有些國家以每年用戶不停電時間的百分比來表示供電的可靠性，先進的指標都在99.9%以上。 2.靈活性 主接線的靈活性有以下幾方面要求： （1）調(diào)度要求?？梢造`活的投入和切除變壓器、線路，調(diào)配電源和負荷；能夠滿足系統(tǒng)在事故運行方式下、檢修方式下以及特殊運行方式下的調(diào)度要求。 （2）檢修要求?？梢苑奖愕耐＿\斷路器、母線及其繼電保護設備進行安全檢修，且不至影響對用戶的供電。 （3）擴建要求?？梢匀菀椎膹?/p>

19、初期過度到終期接線，使在擴建時，無論一次和二次設備改造量最小。 3.經(jīng)濟性 經(jīng)濟性主要是投資省、占地面積小、能量損失小。 2.4 主接線設計原則 主接線的設需考慮以下幾個方面： （1）考慮變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用 （2）考慮近期和遠期的發(fā)展規(guī)模 （3）考慮負荷的重要性分級和出線回數(shù)多少對主接線的影響 （4）考慮主變臺數(shù)對主接線的影響 （5）考慮備用容量的有無和大小對主接線的影響 2.5主接線方案的確定 根據(jù)以上對主接線的各方面分析，設計將采用單母線分斷的接線方式,如圖3.1所示。 單母線分段接線方式簡介，單母線分段主接線是通過在母線某一臺適合位置處裝設斷路

20、器后，將母線分段而形成的，連接兩段母線的斷路器稱為分段斷路器。母線分段后，有條件情況下，對重要用戶可由分別接于兩段母線上的兩條出線同時供電，當任一組母線故障或檢修時，重要用戶仍可通過完好段母線繼續(xù)供電；而兩段母線同時故障檢修的幾率很小，大大提高了對重要用戶的供電連續(xù)性。 單母線分段接線方式具有以下特點： 主要優(yōu)點有：接線簡單、投資少，較為經(jīng)濟；操作靈活方便，便于擴建和采用成套配電裝置，較單母線在一定程度上提高了供電可靠性，有條件情況下可滿足重要負荷要求。 主要缺點有：某一段母線或母線隔離開關發(fā)生故障或檢修時，該段母線上所連接的全部引線都要在檢修期間停電，不實用于大容量發(fā)電廠和樞紐變電所。

21、 根據(jù)以上對主接線的各方面分析，設計將采用單母線接線方式見附錄 第3章 三相短路電流和短路容量的計算 3.1求K-1點的三相短路電流和短路容量（Ucl =10.5KV） 3.1.1計算短路電路中各元件的電抗及總電抗 1）電力系統(tǒng)的電抗：斷路器的斷流容量SOC =500MV.A 因此 =/SOC = 2）架空線路的電抗：由表得 ： 因此： 3）繪K-1點短路的等效電路如圖： (2)計算三相短路電流和短路容量 1）三相短路電流周期分量有效值 ===3.08 kA 2）三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流： 3）三相短路沖擊電流及第

22、一個周期短路全電流有效值： 4）三相短路容量： 3.1.2求K-2點的的三相短路電流和短路容量（Uc2=0.4KV） 1) 電力系統(tǒng)的電抗： = = 2）架空線路的電抗： ==0.35(Ω/km) 3）電力變壓器的電抗，由表5得到=5，因此 計算總電抗： 計算三相短路電流和短路容量： 1）三相短路電流周期分量有效值： ===21.3 kA 2）三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流： 3）三相短路沖擊電流及第一個周期短路全電流有效值： 4）三相短路容量： 5）額定電流： 短路計算表 短路

23、 計算點 三相短路電流/KA 三相短路容量/MVA K-1 3.08 3.08 3.08 7.85 4.65 56.0 K-2 21.3 21.3 21.3 39.2 23.2 14.8 第4章 電器設備選擇 4.1高壓斷路器的選擇 為了計算方便本設計在設備選擇中把系統(tǒng)容量視為無窮大電源。無窮大電源的 點是短路周期分量不衰減其短路電流周期分量衰減系數(shù)為1。 10KV側(cè)的斷路器的最大長期工作電流計算如下 Iwmax=1.05630/(10)=38.2A 根據(jù)最大長期工作電

24、流和電壓斷路器選為SN10-10I型戶內(nèi)少油短路器。SN10-10I型斷路器的固有分閘時間為0.06S，取繼電保護整定時間為0.5S則 短路電流持續(xù)時間： 0.05+0.5+0.05=0.6S =0.051=0.05S 查表得 =0.55S 則 =+=0.05+0.55=0.6S 斷路器觸頭開斷計算時間為： 0.05+0.5=0.55S 因為>0.1S斷路器觸頭開斷瞬間的短路電流為: =3.08KA 0.05S=0.65S 因為>所以滿足熱穩(wěn)定要求. 斷路器選擇表 計算數(shù)據(jù) SN10-10I的參數(shù) 工作電壓（KV） 10KV 工作

25、電壓（KV） 10KV 最大持續(xù)工作電流（A） 38.2 額定電流（A） 630 短路電流（KA） 3.08 額定開斷電流（KA） 16 沖擊電流（KA） 7.85 動穩(wěn)定電流峰值（KA） 40 6.2 1024 經(jīng)過比較，各項均滿足要求，所以斷路器SN10-10I選擇合格。 4.2 10KV側(cè)高壓隔離開關的選擇 根據(jù)最大長期工作電流選擇GN8-10/600型計算數(shù)據(jù)和隔離開關的參數(shù)見下表 高壓隔離開關選擇表 計算數(shù)據(jù) GN8-10/600型的參數(shù) 工作電壓（KV） 10KV 工作電壓（KV） 10KV 最大持續(xù)工作電流（A）

26、 38.2 額定電流（A） 600 沖擊電流（KA） 7.85 動穩(wěn)定電流峰值（KA） 52 6.2 2000 經(jīng)過比較，各項均滿足要求，所以斷路器10/600選擇合格. 4.3 電壓互感器的選擇 電壓互感器的選擇是根據(jù)額定電壓,裝置種類,夠造形式,準確度級以及按副邊負載選擇JDZ-10型. 電壓互感器形式表 形式 最大容量（VA） 額定變比系數(shù) . .準確等級 在等級下的額定容量（VA） JDZ-10 500 1000/100 0.5 80 由于電壓互感器與電網(wǎng)并聯(lián),當系統(tǒng)發(fā)生短路時,互感器本身并不遭受短路電流的作用,因此,

27、不需要校驗動穩(wěn)定與熱穩(wěn)定. 4.4電流互感器的選擇 根據(jù)電壓等級和電流互感器安裝處的最大長期工作電流,一次側(cè)選LQZ-10澆注絕緣，支持式電流互感器二次側(cè)選LMZJ1-0.5樹脂澆注絕緣支柱母線式電流互感器。 10KV 電流互感器參數(shù)表 型號 額定電壓KV 額定電流比 級次組合 額定二次阻抗Ω 一秒熱穩(wěn)定倍數(shù) 動穩(wěn)定倍數(shù) 0.5級 1級 3級 D級 LQZ-10 10 200/5 0.5/3 0.4 0.4 0.6 0.6 75 225 LMZJ1-0.5 0.5 1250/5 0.5/D 1 2 表中L

28、QZ-10型電流互感器安裝于變壓器回路. LQZ-10電流互感器: =200225=63.6KA>=7.85KA 校驗熱穩(wěn)定: LQZ-10電流互感器: =1=1 因此所選電流互感器均能滿足動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定的要求. 4.5穿墻套管與絕緣子的選擇 4.5.1穿墻套管的選擇 根據(jù)變壓器的額定電壓和最大長期工作電流,均選擇CLB-10/1500型的戶內(nèi)外通用鋁導體穿墻套管. 4.5.2絕緣子的選擇 瓷橫擔選擇CD10-1，抗彎破壞不小于250KM，戶內(nèi)支柱瓷絕緣子選擇ZNA-10MM，抗彎破壞不小于375KM 動穩(wěn)定度校驗： =1.73=1.73

29、=1495N=150KM =0.6250=150= =0.6375=225> 所選絕緣子滿足要求。 4.6避雷器的選擇 10kv側(cè)選用FS-10閥型避雷器. 4.7低壓斷路器的選擇 低壓斷路器的選擇應滿足下列條件： 1)低壓斷路器的額定電壓不低于線路的額定電壓。 2)低壓斷路器的額定電流不低于通過它的計算電流。 3)低壓斷路器的類型應符合安裝條件，設備性能和操作要求。 4)應校驗低壓斷路器的斷流能力。 本設計中二次側(cè)的計算電流為，三相短路電流為=21.3KA。 根據(jù)需要選DW10-2500最大分斷電流為30KA>21.3KA滿足要求。 5）低壓斷路器與導線之間的配

30、合 當線路發(fā)生短路或過載時，為保證低壓斷路器脫扣器能可靠動作，應滿足： -低壓斷路器脫扣器整定電流。 -導線的允許載流量 -導線的允許短時過載系數(shù)對于做短路保護的瞬時脫扣器取為4.5 設瞬時脫扣器電流整定為3倍額定電流，即 =32500A=7500A =4.51134A=5103A 所以滿足要求。 第5章 母線選擇 5.1 10KV側(cè)母線選擇 (1).經(jīng)濟截面選擇： I30===83.9A 查表得=4800 查表得=1.15 A/mm2,所以 =73.0mm2 選標準截面70 mm2，即LGJ-70

31、型剛芯鋁線。 (2).檢驗發(fā)熱條件 查表16得LGJ-70的允許載流量（假設環(huán)境溫度為40℃），Ial=217A＞I30=83.9A,因此滿足發(fā)熱條件。 (3).檢驗機械強度 查表14得10kV架空鋁絞線的最小截面積Amin=16mm2＜A=70，因此所選LGJ-70型剛芯鋁線滿足機械強度要求。 5.2 0.4KV側(cè)母線的選擇 查表得=4800 查表得=1.15 A/mm2,所以 ==986.1mm2 相線選10010=1000mm2>986.1mm2。 中性母線截面選606 所以選用LMY-3（100 10）+1（606）型矩型硬鋁母線 按最大長期

32、工作電流校驗。查表得10010=1000mm2 水平放置環(huán)境溫度為25℃時允許載流量為 =1728A>=1134A 校驗熱穩(wěn)定 取短路動作保護時間=0.6S 由表得C=87Amm2 =0.6s故 ==21.3KA=190 mm2 由于母線實際截面A=100Χ10=1000 mm2 >,因此該母線滿足熱穩(wěn)定度要求。 校驗動穩(wěn)定：檔距為L=900mm,檔數(shù)大于2，相臨倆相母線的軸線距離a=160mm 因此母線在三相短路時所受到的最大電動力為： =1.73=1.73=1495N 母線在作用下的彎曲力矩為

33、 ===134.6N.m 母線的截面系數(shù)為 ==1.667 故母線在三相短路時所受的應力為 ==8.1MPa 而硬鋁母線的允許應力為70 MPa>8.1 MPa 故動穩(wěn)定滿足要求。 5.3 饋出回路的選擇 設計11條饋出回路其中1-9條分別引到麻醉劑車間1DX箱，2DX箱，3DX箱，4DX箱，5DX箱，制劑車間1DX箱，2DX箱，倉庫和辦公樓。另外倆條作為備用。=0.7 5.3.1 制劑車間1DX箱 有功功率: P30 =0.7200KW=140KW 視在功率： S30==153.8 kV

34、A 計算電流：I30==233.7 A 按發(fā)熱條件選擇導線截面 Ial =266A> I30 =233.7A 由表得BX的截面為70 mm2 =35mm2 所以選BX-500-（370+135）銅心橡皮絕緣線。斷路開關HR3-280/32 5.3.2 制劑車間2DX箱 有功功率: P30 =0.7120KW=84KW 視在功率： S30==92.3kVA 計算電流：I30==140.2 A 按發(fā)熱條件選擇導線截面 Ial =166A> I30 =140.2A 由表得BX的截面為35 mm2 =25 mm2 所以選BX-5

35、00-（335+125）銅心橡皮絕緣線。斷路開關HR3-200/32 5.3.3 麻醉劑車間1DX箱 有功功率: P30 =0.760KW=42KW 視在功率： S30==46.2 kVA 計算電流：I30==70.2 A 按發(fā)熱條件選擇導線截面 Ial =77A> I30 =70.2A 由表得BX的截面為10 mm2 =6 mm2 所以選BX-500-（310+16）銅心橡皮絕緣線。斷路開關HR3-100/32 5.3.4 麻醉劑車間2DX箱 有功功率: P30 =0.780KW=56KW 視在功率： S30==61.5 kVA

36、計算電流：I30==93.4 A 按發(fā)熱條件選擇導線截面 Ial =102A> I30 =93.4A 由表得BX的截面為16 mm2 =10 mm2 所以選BX-500-（316+110）銅心橡皮絕緣線。斷路開關HR3-120/32 5.3.5 麻醉劑車間3DX箱 有功功率: P30 =0.7125KW=87.5KW 視在功率： S30==96.2kVA 計算電流：I30==146.2 A 按發(fā)熱條件選擇導線截面 Ial =166A> I30 =146.2A 由表得BX的截面為35mm2 =25 mm2 所以選BX-500

37、-（335+125）銅心橡皮絕緣線。斷路開關HR3-180/32 5.3.6 麻醉劑車間4DX箱 有功功率: P30 =0.7150KW=105KW 視在功率： S30==115.4 kVA 計算電流：I30==175.3 A 按發(fā)熱條件選擇導線截面 Ial =210A> I30 =175.3A 由表得BX的截面為50 mm2 =25 mm2 所以選BX-500-（350+125）銅心橡皮絕緣線。斷路開關HR3-200/32 5.3.7 麻醉劑車間5DX箱 有功功率: P30 =0.7140KW=98KW 視在功率： S30==107

38、.7 kVA 計算電流：I30==163.6 A 按發(fā)熱條件選擇導線截面 Ial =210A> I30 =163.6A 由表得BX的截面為50 mm2 =25 mm2 所以選BX-500-（350+125）銅心橡皮絕緣線。斷路開關HR3-200/32 5.3.8 倉庫 有功功率: P30 =0.720KW=14KW 視在功率： S30==15.4 kVA 計算電流：I30==23.4 A 按發(fā)熱條件選擇導線截面 Ial =25A> I30 =23.4A 由表得BX的截面為2.5mm2 =2.5 mm2 所以選BX-50

39、0-（32.5+12.5）銅心橡皮絕緣線。斷路開關HR3-25/32 5.3.9 辦公樓 有功功率: P30 =0.750KW=35KW 視在功率： S30==38.5 kVA 計算電流：I30==58.5 A 按發(fā)熱條件選擇導線截面 Ial =77A> I30 =58.5A 由表得BX的截面為10 mm2 =6 mm2 所以選BX-500-（310+16）銅心橡皮絕緣線。斷路開關HR3-100/32 第6章 變電所設備的平面布置 6.1 一般原則 布置緊湊合理，便于設備操作，檢修和試驗，還要考慮發(fā)展的可能性。盡量利用自然采光和自然通

40、風。適當安排各個房間的相對位置，以方便進出線。低壓配電室應靠近變壓器室。電容器室盡量與高壓配電室相鄰。變壓器室和電容器室盡量避免西曬，控制室盡可能朝南。 環(huán)境條件 周圍環(huán)境溫度不高于40攝氏度，且24小時平均溫度不高于35攝氏度，不低于－5攝氏度。 空氣相對濕度為50%，在較低的溫度時，允許有較高的相對濕度（例如：20攝氏度時為90%）。 垂直安裝，傾斜度不大于5度 設備安裝在沒有爆炸、火災危險、無嚴重污染和化學腐蝕氣體的場所。 地震烈度不大于8度。 第7章 接地裝置與防雷保護 7.1 確定接地電阻值 由表可確

41、定此變電所公共接地裝置的接地電阻應滿足以下倆個條件： （1） 4Ω （2） ==0.14A =120/0.14=857Ω 比較（1）與（2）可知，此變電所的總接地電阻值應為4Ω。 7.2 接地裝置的初步方案 先初步考慮圍繞變電所建筑周圍，距變電所墻腳2-3m，打入一圈直徑50mm，長2.5m的鋼管接地體，每隔5m打入一根，管子之間用404的扁鋼焊接相聯(lián)。 7.2.1 計算單根鋼管接地電阻 查表得沙質(zhì)黏土的電阻率=100Ω/m可求得單根鋼管接地電阻為 /≈100/2.5≈40Ω 7.2.2

42、確定接地鋼管數(shù)和最終接地方案 根據(jù)=10，考慮到管子之間的電流屏蔽效應，初選15根直徑50mm，長2.5m的鋼管作為接地體。 以n=15和a/l=5m/2.5m=2去查表可得β≈0.66可得 n=β≈15 考慮到接地體的均勻?qū)ΨQ布置，選16根直徑為50mm，長2.5m的鋼管作接地體，管距5m，用404的扁鋼連接，環(huán)形布置。 7.3 裝設避雷針 室外應設避雷針來防護直接雷擊 根據(jù)變電所的電氣布置初選h=20m的避雷針。 由表得滾球半徑=60m,h=7m+20m=27m ,5m 由 ==26.1m 由此可見避雷針完全能夠保護變電所 第

43、8章 繼電保護的整定計算 8.1 電流速斷保護整定計算 電流速斷保護的靈敏度系數(shù)應不小于2，且用保護安裝處最小兩相短路電流來校驗；變壓器電流速斷保護可以按照兩相式接線，電流速斷保護的動作時限可取為0.01s。 對于中、小容量的變壓器，例如工廠供電中的供配電變壓器，可以在其電源側(cè)裝設電流速斷保護代替差動保護，作為變壓器電源側(cè)線圈和電源側(cè)套管及引出線故障的主要保護。 根據(jù)變壓器電流速斷保護的原理，電流互感器裝在電源側(cè)。電源側(cè)為中性點直接接地系統(tǒng)時，保護采用完全星行接線形式；電源側(cè)為中性點不接地或經(jīng)消弧線圈及接地系統(tǒng)時，則采用不完全性行接線方式。 為了反應變壓器外部短路引起的過電流,

44、并作為變壓器主保護的后備保護,變壓器還要裝設過電流保護。當系統(tǒng)中發(fā)生短路時，其特征之一就是線路中的電流劇增。過電流保護就是利用這特征在電流增大到超過事先按最大負載電流整定的數(shù)值而引起動作的一種保護裝置。它按時限特性可分為定時限過電流保護和反時限過電流保護。所謂定時限過電流保護是指不管故障電流超過整定值多少，其動作時間總是一定的；若動作時間與故障電流值成反比，即故障電流超過整定值越多，動作越快，則稱之為反時限過電流保護。如果故障電流超過整定值若干倍以后，動作時間不再成反比例關系而趨于恒定者，則稱為有時限過電流保護。過電流保護的接線方式有三相星形接線、兩相不完全星形接線。 定時限過電流保護 定

45、時限過電流保護是一種簡單的而比較可靠的保護方式，應用非常廣泛。但由于為了保證選擇性，保護動作時間的整定按逆向階梯原則，且時限級差較大，這樣如果線路段數(shù)較多時，則越靠近電源處，保護的動作時間越長，常累積至4～5秒，而靠近電源處的短路故障，短路電流很大，這對電源是一個嚴重威脅，這是過電流保護從原理上存在的缺點。 定時限過電流保護原理接線如圖，在圖6.4中，構(gòu)成保護裝置的主要元件有： 1LJ、2LJ、3LJ——電磁式電流互感器，是保護的測量元件； SJ——電磁式時間繼電器，保護的邏輯元件（延時）； XJ——信號繼電器，保護的出口元件； BCJ——中間繼電器，保護的出口元件 過電流保護

46、原理圖 保護裝置動作情況如下： 正常運行情況下，電流繼電器1L～3LJ中流過負荷電流對應的二次電流，其接點斷開，時間繼電器SJ線圈不帶電，接點也斷開，跳閘線圈TQ不帶電，斷路器DL處于合閘狀態(tài)。 當線路發(fā)生短路時，短路電流經(jīng)電流互感器轉(zhuǎn)換為二次側(cè)電流流入1LJ～3LJ中相應的繼電器，由于電流大于該電流繼電器中的動作電流而起動。又由于1LJ～3LJ的常開接點是并聯(lián)的，因此，只要其中一個LJ起動，其常開接點閉合，就能使SJ起動，經(jīng)過一個固定的時間t其接點閉合，正電源經(jīng)SJ接點、XJ線圈送至BCJ線圈上，BCJ動作，其接點閉合。于是正電源經(jīng)BCJ接點，斷路器輔助接點DL1，送至斷路器跳閘線圈T

47、Q上，從而使斷路器跳閘切除故障。在SJ接點閉合起動BCJ時，也使XJ啟動，其接點閉合，同時XJ掉牌并發(fā)出信號。 當故障不是發(fā)生在本段線路，而是在下一段線路，但因短路電流仍流過這段線路的保護，因此1LJ～3LJ也啟動，使SJ勵磁，但在SJ的接點尚未閉合時，由于下一段線路的保護裝置整定時間段，也將故障切除，故短路電流消失，LJ返回，SJ斷電返回，整套保護返回。 繼電器采用GL-15/10型，接成兩相兩繼電器式。 過電流保護動作電流的整定按下式 ——帶時限過電流保護的動作電流。 ——保護裝置的可靠系數(shù)。 ——保護裝置的接線系數(shù)。 ——保護裝置的返回系數(shù)。 ——電流互感器一，二次的

48、額定電流比。 ——線路的最大電流。 取=1.3，而=1，=0.8，=200/5=40，=2=21000KV.A/(10KV)=115.5A故其動作電流 A 動作電流整定為5A。 過電流動作保護時限的整定 考慮到該變電所為終端變電所，因此其過電流保護的10倍動作電流的動作時限整定為0.5S。 電流速斷保護速斷電流倍數(shù)的整定按下式 取=1.5，而=21.3KA0.4KV/10KV=852A，故其速斷電流 A 因此速斷電流倍數(shù)整定為

49、 4）過電流保護的靈敏度校驗 倆相短路電流0.866=0.8663.08=2.67KA =14.2>1.5 所以靈敏度滿足要求 5）電流速斷保護的靈敏度校驗 所以靈敏度滿足要求。 8.2 過負荷保護的整定 變壓器過負荷時三相電流是同時增加的，所以過負荷保護只需裝在一相上用一只電流繼電器,為了防止短時過負荷或在外部短路時發(fā)出不必要信號，需裝設一只延時閉合的時間繼電器，其動作時限應大于過電流保護動作時限1至2個時限級差。同時時間繼電器的線圈，應

50、允需有較長時間通過電流，所以應選用線圈串有限流電阻的時間繼電器。 過負荷保護和過電流保護合用一組電流互感器，它只裝在有運行人員監(jiān)視的變壓器上，過負荷保護動作后只發(fā)出信號，運行人員接到信號后可進行處理。 過負荷保護的一次動作電流，按躲過變壓器額定電流來整定，即 = 取2A動作時限制取10S。 第9章 結(jié)論 本設計從實際出發(fā)， 考慮到生活和工業(yè)生產(chǎn)中的各種因素的存在，在設計過程中把可靠性作為第一位，同時也考慮到了運行的經(jīng)濟性等因素，合理的選擇運行方式及各種元器件，力求使設計方案達到優(yōu)化組合的要求。另外，在設計過程中，盡量采用了一

51、些國外的先進元器件和技術。 本文首先在進行負荷計算的基礎上，確定無功補償容量，選擇變壓器。隨后進行了短路電流的計算，并由短路計算所獲得的短路電流，本著技術先進、經(jīng)濟合理、可靠性高的原則，進行了斷路器、電流互感器、母線以及低壓成套裝置主要設備的選擇與校驗。各主要低壓設備選定后，經(jīng)過簡單論述確定了系統(tǒng)的主接線方案，以單母線分段接線作為10KV配電部分的主接線方式，并繪制了系統(tǒng)接線圖；對各種繼電保護進行整定計算與設計；其中線路采用了帶時限的電流速斷保護和定時限過電流保護，并使各種保護相互配合；對變壓器采用了過電流保護，電流速斷保護。 通過以上設計內(nèi)容，基本完成了預期的設計要求，理論上能夠滿足實際

52、的需求。同時,設備選擇時盡量地采用了較新的型號,以適應技術發(fā)展的需要，更好的滿足生活和生產(chǎn)對供電質(zhì)量的要求，更好的實現(xiàn)電力超前于經(jīng)濟發(fā)展的目標。 參考資料 [1]周鴻昌.工廠供電及例題習題.上海：同濟大學出版社.1992 [2]羅會昌.電工電子技術實驗與課程設計.北京：中國科學科技大學出版社.1996 [3]芮靜康.通用電氣設備維修手冊.北京：中國建筑工業(yè)出版社.2000 [4]黃純?nèi)A.工廠供電.天津：天津大學出版社.2000 [5]周文俊.電氣設備實用手冊.北京：中國水利水電出版社.1999 [6]沙振舜.電工實用技

53、術手冊.江蘇：江蘇科學技術出版社.2002 [7]錢清泉.實用電工手冊. 北京：電子科技大學出版社.1996 [8]顧永輝.工礦企業(yè)10KV供電. 北京：煤炭工業(yè)出版社.1994 [9]王維儉.電力系統(tǒng)繼電保護基本原理. 北京：清華大學出版社.1989 [10]王靜茹.輸電線路電流電壓保護. 北京：水力電力出版社.1989 [11]李建基.高中壓開關設備實用技術. 北京：機械工業(yè)出版社.2001 [12]徐臘元.配電網(wǎng)自動化設備優(yōu)選指南. 北京：中國水利水電出版社.1998 [13]劉寶貴.電氣主系統(tǒng)及高壓電器設備.沈陽：沈陽電力高等?？茖W校.1998 [14]王章啟，顧霓鴻

54、.配電自動化開關設備.北京：水利電力出版社.1994 [15]范錫普．發(fā)電廠電氣部分．北京：水利電力出版社．1990 [16]吳希再，熊信銀，張國強．武漢：華中科技大學出版社．2002 致 謝 在這三個月的設計中，我得到了呂永超老師和電氣工程系其他老師的熱心幫助、耐心指導，以及同學們的大力協(xié)助，在此表示衷心地感謝。 由于時間緊促，限于能力和水平，設計中會存在許多不足，希望各位老師批評指教。 最后，再次向在設計過程中，給予我?guī)椭睦蠋?、同學們致以真誠的感謝。

55、 設備總表 設備名稱 設備型號 數(shù)量 備注 變壓器 S9-1250/10(6) 1 高壓斷路器 SN10-10I 1 高壓隔離開關 GN8-10/600 1 電壓互感器 JDZ-10 1 電流互感器 LQZ-10 2 電流互感器 LMZJ1-0.5 1 穿墻套管 CLB-10/1500 5m 瓷橫擔選擇 CD10-1 9 瓷絕緣子 ZNA-10mm 30 閥型避雷器. FS-10 1 低壓斷路器 DW10-2500 1 熔斷器 RN2-10-0.5 1 電能計量柜 GG1-A-G 1 高壓進線柜 GG-1-A（F）-11 1 低壓出線柜1 GG-D2-33 1 低壓出線柜2 GG-D2-33 1 低壓出線柜3 GG-D2-05 1 低壓出線柜4 GG-D2-34 1 電容器柜 GG-J1-01 2 低壓進線柜 GG-D2-18 1 避雷針 1 20m 接地鋼管 16 50mm-2.5m 第 27 頁