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2年1月1目錄前言3第一章設(shè)計(jì)任務(wù)4一、設(shè)計(jì)題目4二、設(shè)計(jì)要求4三、設(shè)計(jì)依據(jù)41工廠總平面圖42工廠負(fù)荷情況43供用電協(xié)議54氣象條件55地質(zhì)水文資料6第二章負(fù)荷計(jì)算6第三章變電所主變壓器臺(tái)數(shù)和容量及主接線方案的選擇11（一）年耗電量的估算11（二）變電所主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇11（三）變電所主變壓器容量的選擇11（四）變電所主接線方案的選擇12第四章變電所高、低壓線路的選擇10（一）高壓線路導(dǎo)線的選擇10（二）低壓線路導(dǎo)線的選擇10第五章改善功率因數(shù)裝置設(shè)計(jì)第六章短路電流的計(jì)算14第七章變電所一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)16（一）一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)校驗(yàn)的原則16I按工作電壓選擇16II按工作電流選擇16III按斷流能力選擇16IV隔離開(kāi)關(guān)、負(fù)荷開(kāi)關(guān)和斷路器的短路穩(wěn)定度校驗(yàn)16（二）變電所高壓側(cè)一次設(shè)備的選擇17（三）變電所高壓側(cè)一次設(shè)備的校驗(yàn)17（四）變電所低壓一次設(shè)備的選擇18（五）變電所低壓一次設(shè)備的校驗(yàn)18第八章變電所低壓干線、支線上的熔絲及型號(hào)19（一）保護(hù)電力線路的熔斷器熔體電流的選擇19（二）保護(hù)電力變壓器的熔斷器熔體電流的選擇20（三）保護(hù)電壓互感器的熔斷器熔體電流的選擇20（四）熔斷器的選擇與校驗(yàn)20（五）熔斷器保護(hù)靈敏度的檢驗(yàn)21第九章變電所二次回路方案選擇及繼電保護(hù)的整定22（一）二次回路方案選擇22（二）繼電保護(hù)的整定231變壓器繼電保護(hù)232）10KV側(cè)繼電保護(hù)243）038KV側(cè)低壓斷路器保護(hù)25結(jié)束語(yǔ)26參考文獻(xiàn)27附圖27附圖一某冶金機(jī)械廠變電所電氣主接線圖27附圖二某冶金機(jī)械廠變平面接線圖27前言眾所周知，電能是生產(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(lái)，又易于轉(zhuǎn)換為其它形式的能量以供；電能的輸送的分配既簡(jiǎn)單，又便于控制、調(diào)節(jié)和測(cè)量，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化。因此，電能在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)及整個(gè)國(guó)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(dòng)生產(chǎn)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(guò)程自動(dòng)化。從另一方面來(lái)說(shuō)，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。因此，做好工廠供電工作對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化，具有十分重要的意義。當(dāng)下供配電系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)是提高供電電壓以解決大型城市配電距離長(zhǎng)，配電功率大的問(wèn)題，這在我國(guó)城市已經(jīng)有先例。逐步淘汰等級(jí)因?yàn)檫^(guò)細(xì)的電壓分級(jí)不利于電氣設(shè)備制造的發(fā)展。降低功率損耗擴(kuò)大異步電動(dòng)機(jī)的制造容量，只是由于我國(guó)在設(shè)備上還不能全面配套而尚未推廣。供配電系統(tǒng)自動(dòng)化借助計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行離線和在線的智能化監(jiān)控管理。做到保護(hù)、運(yùn)行、管理的自動(dòng)化，提高工作效率，增強(qiáng)供配電系統(tǒng)的可靠性。關(guān)鍵詞電力、供配電系統(tǒng)、電能、節(jié)能、自動(dòng)化3第一章設(shè)計(jì)任務(wù)一、設(shè)計(jì)題目某冶金機(jī)械廠降壓變電所的電氣設(shè)計(jì)二、設(shè)計(jì)要求要根據(jù)本廠所能取得的電源及用電負(fù)荷的實(shí)際情況，并適當(dāng)考慮到工廠發(fā)展，按照可靠性、技術(shù)先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)合理的要求，確定變電所的位置與型式，確定變電所主變壓器的臺(tái)數(shù)、容量與類型，選擇變電所主接線方案及高低設(shè)備和進(jìn)出線，確定二次回路方案，選擇、整定繼電保護(hù)裝置，確定防雷和接地裝置,最后要求寫出設(shè)計(jì)說(shuō)明書，繪出設(shè)計(jì)圖樣。三、設(shè)計(jì)依據(jù)1工廠總平面圖如下宿舍區(qū)的負(fù)工廠宿舍區(qū)后廠門廠區(qū)北廠門鄰廠XX機(jī)械廠總平面圖比例120002工廠負(fù)荷情況該廠多數(shù)車間為兩班制，年最大負(fù)荷小時(shí)數(shù)為4800H，日最大負(fù)荷持續(xù)時(shí)間4為8H。該廠除鑄造車間、電鍍車間和鍋爐房屬二級(jí)負(fù)荷外，其余為三級(jí)負(fù)荷。低壓動(dòng)力設(shè)備均為三相，額定電壓為380V。照明及家用電器均為單相，額定電壓為220V。該廠的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料如下3供用電協(xié)議按照工廠與當(dāng)?shù)毓╇姴块T簽訂的供用電協(xié)議規(guī)定，本廠可由附近一條10KV的公用電源線取得工作電源。該干線的走向參看工廠總平面圖。該干線的導(dǎo)線牌號(hào)為L(zhǎng)GJ185,導(dǎo)線為等邊三角形排列，線距為12米；電力系統(tǒng)饋電變電站距本廠6KM,該干線首端所裝高壓斷路器的斷流容量為500MVA，此斷路器配備有定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)，其定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)整定的動(dòng)作時(shí)間為15秒。為5滿足工廠二級(jí)負(fù)荷的要求，可采用高壓或低壓聯(lián)絡(luò)線由鄰近的單位取得備用電源。4氣象條件（1）最熱月平均最高氣溫為315C；（2）年最高氣溫為40C；（3）土壤中08米深處一年中最熱月平均溫度為287C；（4）年雷暴日為313天；（5）土壤凍結(jié)深度為11米；（6）夏季主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|風(fēng)。5地質(zhì)及水文資料本廠所在地區(qū)平均海拔130M，地層以沙粘土為主，地下水位為3M。第二章負(fù)荷計(jì)算負(fù)荷計(jì)算采用需要系數(shù)法對(duì)各個(gè)車間進(jìn)行計(jì)算，并將照明和動(dòng)力部分分開(kāi)計(jì)算，照明部分最后和宿舍區(qū)照明一起計(jì)算。具體步驟如下1倉(cāng)庫(kù)動(dòng)力部分P301172KW0241728KW；Q30111728KW12012075KVARS30117493KVA；I30117493KVA11385A1732038KV照明部分P301234KW0782652KW；Q301102鑄造車間動(dòng)力部分P3021282KW0349588KW；Q30219588KW110810624KVARS302114311KVAI302114311KVA21744A1732038KV照明部分P30229KW078702KW；Q302203鍛壓車間動(dòng)力部分6P3031282KW0246768KW；Q30316768KW12658562KVARS303110914KVAI303110914KVA16583A1732038KV照明部分P30329KW078702KW；Q303204金工車間動(dòng)力部分P3041282KW0246768KW；Q30416768KW12658562KVARS304110914KVAI304110914KVA16583A1732038KV照明部分P30429KW078702KW；Q304205工具車間動(dòng)力部分P3051282KW0246768KW；Q30516768KW12658562KVARS305110914KVAI305110914KVA16583A1732038KV照明部分P30529KW078702KW；Q305206電鍍車間動(dòng)力部分Q306110176KW09099250KVARP3061212KW04810176KW；S306113752KVAI306113752KVA20895A1732038KV照明部分P30629KW078702KW；Q306207熱處理車間動(dòng)力部分P3071142KW0486816KW；Q30716816KW09096196KVARS30719211KVAI30719211KVA13995A1732038KV照明部分P30729KW078702KW；Q3072078裝配車間動(dòng)力部分P3081142KW0344828KW；Q30814828KW10495065KVARS30816997KVAI30816997KVA10631A1732038KV照明部分P30829KW078702KW；Q308209機(jī)修車間動(dòng)力部分P3091142KW0243408KW；Q30913408KW12014093KVARS30915326KVAI5326KVA30911732038KV8092A照明部分P309252KW0784056KW；Q3092010鍋爐房動(dòng)力部分P30101142KW0486816KW；Q301016816KW12018186KVARS3010110652KVAI3010110652KVA1732038KV16185A照明部分P3010234KW0782652KW；Q30102011宿舍區(qū)照明P30112282068KW19176KWQ301120取全廠的同時(shí)系數(shù)為KP095，KQ097，則全廠的計(jì)算負(fù)荷為1111P30095P30I1P30I20958869KW84256KWI1I111Q30097Q30I109771175KVAR69040KVARI1S30108929KVA；I30165500A8二無(wú)功功率補(bǔ)償由以上計(jì)算可得變壓器低壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷為S30108929KVA這時(shí)低壓側(cè)的功率因數(shù)為COS284256077，為使高壓側(cè)的功率因數(shù)108929090，則低壓側(cè)補(bǔ)償后的功率因數(shù)應(yīng)高于090，取COS095。要使低壓側(cè)的功率因數(shù)由077提高到095，則低壓側(cè)需裝設(shè)的并聯(lián)電容器容量為QC69040TANARCCOS077TANARCCOS095KVAR34516KVAR取QC350KVAR則補(bǔ)償后變電所低壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷為S30290872KVA計(jì)算電流I302138066A變壓器的功率損耗為P002ST30200290872KVA1817KWQT006S30200690872KVA5452KVAR變電所高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為P30184256KW1817KW86073KWQ3016904350KVAR5452KVAR39492KVARSA94700KVAI3013015468A補(bǔ)償后的功率因數(shù)為COS86073947000909滿足（大于090）的要求。9第三章變電所高、低壓線路的選擇為了保證供電的安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)，選擇導(dǎo)線和電纜時(shí)應(yīng)滿足下列條件發(fā)熱條件；電壓損耗條件；經(jīng)濟(jì)電流密度；機(jī)械強(qiáng)度。根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)一般10KV及以下的高壓線路和低壓動(dòng)力線路，通常先按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線和電纜截面，再校驗(yàn)其電壓損耗和機(jī)械強(qiáng)度。對(duì)于低壓照明線路，因?qū)﹄妷核揭筝^高，通常先按允許電壓損耗進(jìn)行選擇，再校驗(yàn)其發(fā)熱條件和機(jī)械強(qiáng)度。（一）高壓線路導(dǎo)線的選擇架空進(jìn)線后接銅芯交聯(lián)聚氯乙烯絕緣鋼鎧護(hù)套電力電纜BLV95,因高壓側(cè)計(jì)算電流I305468A滿足發(fā)熱5468A，所選電纜的允許載流量IAL125AI30條件。（二）低壓線路導(dǎo)線的選擇由于沒(méi)有設(shè)單獨(dú)的車間變電所，進(jìn)入各個(gè)車間的導(dǎo)線接線采用TNCS系統(tǒng)；從變電所到各個(gè)車間及宿舍區(qū)用埋地電纜供電，電纜采用LGJ185型鋼芯鋁線電纜，根據(jù)不同的車間負(fù)荷采用不同的截面。其中導(dǎo)線和電纜的截面選擇滿足條件1相線截面的選擇以滿足發(fā)熱條件即，IALI30；2中性線（N線）截面選擇，這里采用的為一般三相四線，滿足A005A；3保護(hù)線（PE線）的截面選擇一、A35MM2時(shí)，APE05A；二、A16MM2時(shí)，APEA三、16MM2A35MM2時(shí)，APE16MM24保護(hù)中性線（PEN）的選擇，?。∟線）與（PE）的最大截面。結(jié)合計(jì)算負(fù)荷，可得到由變電所到各個(gè)車間的低壓電纜的型號(hào)為倉(cāng)庫(kù)LGJ50IAL220A11385A鑄造車間LGJ50兩根并聯(lián)IAL2202A21744A鍛壓車間LGJ50IAL220A16583A金工車間LGJ50IAL220A16583A10工具車間LGJ50IAL220A16583A電鍍車間LGJ70IAL275A20895A熱處理車間LGJ50IAL220A13995A裝配車間LGJ50IAL220A10631A機(jī)修車間LGJ16IAL105A8092A鍋爐房LGJ50IAL220A1615A宿舍區(qū)LGJ95IAL335A29135A另外，送至各車間的照明線路采用銅芯聚氯乙烯絕緣導(dǎo)線BV型號(hào)。第四章變電所主變壓器臺(tái)數(shù)和容量及主接線方案的選擇（一）年耗電量的估算年有功電能消耗量及年無(wú)功電能耗電量可由下式計(jì)算得到年有功電能消耗量年無(wú)功電能耗電量WPP30TWQQ30T結(jié)合本廠的情況，年負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)T為4800H，取年平均有功負(fù)荷系數(shù)072，年平均無(wú)功負(fù)荷系數(shù)078。由此可得本廠年有功耗電量WP07284256KW4800H291106KWH6W0786904KVAR4800H25810KWH年無(wú)功耗電量Q（二）變電所主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇變壓器臺(tái)數(shù)應(yīng)根據(jù)負(fù)荷特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行進(jìn)行選擇。當(dāng)符合下列條件之一時(shí)，宜裝設(shè)兩臺(tái)及以上變壓器有大量一級(jí)或二級(jí)負(fù)荷；季節(jié)性負(fù)荷變化較大；集中負(fù)荷較大。結(jié)合本廠的情況，考慮到二級(jí)重要負(fù)荷的供電安全可靠，故選擇兩臺(tái)主變壓器。（三）變電所主變壓器容量選擇。11每臺(tái)變壓器的容量SNT應(yīng)同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件1、暗備用條件任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，宜滿足SNT0607S302、明備用條件任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)滿足SNTS30III，即滿足全部一、二級(jí)負(fù)荷需求。代入數(shù)據(jù)可得SNT（0607）94700KVA（5682066290）KVA?？紤]到未來(lái)510年的負(fù)荷發(fā)展，初步取SNT1000KVA?？紤]到安全性和可靠性的問(wèn)題，確定變壓器為SC9系列箱型干式變壓器。型號(hào)SC91000/10，其主要技術(shù)指標(biāo)如下表所示3000（四）變電所主接線方案的選擇方案高、低壓側(cè)均采用單母線分段優(yōu)點(diǎn)用斷路器把母線分段后，對(duì)重要用戶可以從不同母線段引出兩個(gè)回路，用兩個(gè)電路供電；當(dāng)一段母線故障時(shí)，分段斷路器自動(dòng)切除故障母線保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。缺點(diǎn)當(dāng)一段母線或母線隔離開(kāi)關(guān)檢修時(shí)該母線各出線須停電；當(dāng)出線為雙回路時(shí)，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越；擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建。方案單母線分段帶旁路優(yōu)點(diǎn)具有單母線分段全部?jī)?yōu)點(diǎn)，在檢修斷路器時(shí)不至中斷對(duì)用戶供電。缺點(diǎn)常用于大型電廠和變電中樞，投資高。方案高壓采用單母線、低壓?jiǎn)文妇€分段12優(yōu)點(diǎn)任一主變壓器檢修或發(fā)生故障時(shí)，通過(guò)切換操作，即可迅速恢復(fù)對(duì)整個(gè)變電所的供電。缺點(diǎn)在高壓母線或電源進(jìn)線進(jìn)行檢修或發(fā)生故障時(shí)，整個(gè)變電所需停電。以上三種方案均能滿足主接線要求，采用方案時(shí)雖經(jīng)濟(jì)性最佳，但是其可靠性相比其他兩方案差；采用方案需要的斷路器數(shù)量多，接線復(fù)雜，它們的經(jīng)濟(jì)性能較差；采用方案既滿足負(fù)荷供電要求又較經(jīng)濟(jì)，故本次設(shè)計(jì)選方案。主接線圖，參見(jiàn)附圖一高壓電氣主接線圖第五章改善功率因數(shù)裝置設(shè)計(jì)由計(jì)算可得變壓器低壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷為S30108929KVA這時(shí)低壓側(cè)的功率因數(shù)為COS284256077，為使高壓側(cè)的功率因數(shù)108929090，則低壓側(cè)補(bǔ)償后的功率因數(shù)應(yīng)高于090，取COS095。要使低壓側(cè)的功率因數(shù)由077提高到095，則低壓側(cè)需裝設(shè)的并聯(lián)電容器容量為QC69040TANARCCOS077TANARCCOS095KVAR34516KVAR取QC350KVAR則補(bǔ)償后變電所低壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷為S30290872KVA計(jì)算電流I302138066A變壓器的功率損耗為PT002S30200290872KVA1817KWQT006S30200690872KVA5452KVAR變電所高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為P30184256KW1817KW86073KWQ3016904350KVAR5452KVAR39492KVAR13S301A94700KVAI3015468A補(bǔ)償后的功率因數(shù)為COS860730909滿足（大于090）的要求。94700第六章短路電流的計(jì)算本廠的供電系統(tǒng)簡(jiǎn)圖如下圖所示。采用兩路電源供線，一路為距本廠6KM的饋電變電站經(jīng)LGJ185架空線，導(dǎo)線為等邊三角形排列，線距為12米；（系統(tǒng)按電源計(jì)），該干線首段所裝高壓斷路器的斷流容量為500MVA，此斷路器配備有定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)，其定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)整定的動(dòng)作時(shí)間為15秒；另外一路為鄰廠高壓聯(lián)絡(luò)線，滿足二級(jí)負(fù)荷的需要。下面計(jì)算本廠變電所高壓10KV母線上K1點(diǎn)短路和低壓380V母線上K2點(diǎn)短路的三相短路電流和短路容量。圖（一）下面采用標(biāo)么制法進(jìn)行短路電流計(jì)算。（一）確定基準(zhǔn)值取SD100MVA，UC1105KV，UC204KV則ID15500KA14ID2144000KA（二）計(jì)算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)么值1電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)么值X1100MVA0200500MVA017/KM6KM100MVA09252架空線路的電抗標(biāo)么值X2105KV23）電力變壓器的電抗標(biāo)么值由所選的變壓器的技術(shù)參數(shù)得UK6，因此XX346100MVA60001001000KVA短路等效電路圖如圖（二）所示圖（二）計(jì)算K1點(diǎn)的短路電路總電抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量1總電抗標(biāo)幺值XK1X1X20200092511252三相短路電流周期分量有效值IK31ID1XK1550KA4889KA112533其他三相短路電流I。IK314889KA取沖擊系數(shù)KSH183315148KA89ISH184889KA12445KAISH827KA34三相短路容量SK31SDXK1100MVA8889MVA1125計(jì)算K2點(diǎn)短路電路總電抗標(biāo)么值及三相短路電流和短路容量1總電抗標(biāo)么值XK2X1X2X3|X4020009256/24125152三相短路電流周期分量有效值IK32ID2XK2144KA3491KA412533其他三相短路電流IIK323491KA33ISH15134KA91ISH3491KA8886KA71KA524三相短路容量SK32SDXK2100MVA2424MVA4125第七章變電所一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)（一）一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)校驗(yàn)的原則I按工作電壓選擇設(shè)備的額定電壓UNE一般不應(yīng)小于所在系統(tǒng)的額定電壓UN，即UNEUN，高壓設(shè)備的額定電壓UNE應(yīng)不小于所在系統(tǒng)的最高電壓UMAX，即UNEUMAX，UN10KV，UMAX115KV，高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備、熔斷器、互感器及支柱絕緣額定電壓UNE12KV。II按工作電流選擇設(shè)備的額定電流INE不應(yīng)小于所在電路的計(jì)算電流I30，即INEI30III按斷流能力選擇設(shè)備的額定開(kāi)斷電流IOC或斷流容量SOC，對(duì)分?jǐn)喽搪冯娏鞯脑O(shè)備來(lái)說(shuō)，不應(yīng)小于它可能的最大短路有效值IK即3或短路容量SOC，3IOCIK3或SOCIK3對(duì)于分?jǐn)嘭?fù)荷設(shè)備電流的設(shè)備來(lái)說(shuō)，則為IOCIOLMAX，IOLMAX為最大負(fù)荷電流。IV隔離開(kāi)關(guān)、負(fù)荷開(kāi)關(guān)和斷路器的短路穩(wěn)定度校驗(yàn)16A動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)條件IMAXISH3或IMAXISH333IMAX、IMAX分別為開(kāi)關(guān)的極限通過(guò)電流峰值和有效值，ISH、ISH分別為開(kāi)關(guān)所處的三相短路沖擊電流瞬時(shí)值和有效值。B熱穩(wěn)定校驗(yàn)條件IT2TI32TIMA（二）變電所高壓側(cè)一次設(shè)備的選擇根據(jù)冶金機(jī)械廠所在地區(qū)的外界環(huán)境，高壓側(cè)采用JYN210（Z）型戶高壓熔斷器RN110/150電流互感器LQJ10/5電壓互感器JDZJ10高壓隔離開(kāi)關(guān)GN610/200（三）變電所高壓側(cè)一次設(shè)備的校驗(yàn)17由上表知高壓側(cè)所選一次設(shè)備的額定電壓、額定電流、動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定均滿足要求。（四）變電所低壓一次設(shè)備的選擇低壓側(cè)采用GGD2型低壓開(kāi)關(guān)柜，所選擇的主要低壓一次設(shè)備參見(jiàn)附圖三變電所低壓電氣主接線圖部分初選設(shè)備低壓斷路器DW15系列低壓熔斷器RM10系列電壓互感器JDG305電流互感器LQJ、LMZ1系列刀開(kāi)關(guān)HD系列（五）變電所低壓一次設(shè)備的校驗(yàn)18第八章變電所低壓干線、支線上的熔絲及型號(hào)（一）保護(hù)電力線路的熔斷器熔體電流的選擇保護(hù)線路的熔體電流，應(yīng)滿足下列條件1熔體額定電流INFE應(yīng)不小于線路的計(jì)算電流I30，以使熔體在線路正常運(yùn)行時(shí)不致熔斷，即INFEI302熔體額定電流INFE還應(yīng)躲過(guò)線路的尖峰電流IPK，以使熔體在線路上出現(xiàn)正常尖峰電流時(shí)也不致熔斷。由于尖峰電流是短時(shí)最大電流，而熔體加熱熔斷需一定時(shí)間，所以滿足條件為INFEKIPK式中，K為小于1的計(jì)算系數(shù)。對(duì)供單臺(tái)電動(dòng)機(jī)的線路熔斷器來(lái)說(shuō)，此系數(shù)應(yīng)根據(jù)熔斷器的特性和電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)情況決定起動(dòng)時(shí)間在3S以下（輕載起動(dòng)），宜取K025035；起動(dòng)時(shí)間在38S（重載起動(dòng)），宜取K03505；啟動(dòng)時(shí)間超過(guò)8S或頻繁起動(dòng)、反接制動(dòng)，宜取K0508。對(duì)多臺(tái)電動(dòng)機(jī)的線路熔斷器來(lái)說(shuō)，此系數(shù)應(yīng)視為線路上容量最大的一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)情況、線路尖峰電流與計(jì)算電流的比值接近于1，則可取K1但必須說(shuō)明，由于熔斷器品種繁多，特性各異，因此上述有關(guān)計(jì)算系數(shù)K的統(tǒng)一取值方法都不一定很恰當(dāng)，故GB500551993通用用電設(shè)備配電設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定保護(hù)交流電動(dòng)機(jī)的熔斷器熔體額定電流”應(yīng)大于電動(dòng)機(jī)19的額定電流，且其安秒特性曲線計(jì)及偏差后略高于電動(dòng)機(jī)恰當(dāng)電流和起動(dòng)時(shí)間交點(diǎn)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)頻繁起動(dòng)和制動(dòng)，熔體的額定電流應(yīng)再加大12級(jí)。”3熔斷器保護(hù)還應(yīng)與被保護(hù)的線路相配合，使之不致發(fā)生因過(guò)負(fù)荷和短路引起絕緣導(dǎo)線或電纜過(guò)熱起燃而熔體不熔斷的事故，因此還應(yīng)滿足條件INFEKOLIAL式中，IAL為絕緣導(dǎo)線和電纜的允許載流量；KOL為絕緣導(dǎo)線和電纜的允許短路是過(guò)負(fù)荷倍數(shù)。如果熔斷器只作短路保護(hù)時(shí)，對(duì)電纜和絕緣導(dǎo)線，取25；對(duì)明敷絕緣導(dǎo)線，取15。如果熔斷器不只作短路保護(hù)，而且要求作過(guò)負(fù)荷保護(hù)時(shí)應(yīng)取為1（當(dāng)INFE25A則取為085）。對(duì)有爆炸性氣體和粉塵的區(qū)域內(nèi)的線路應(yīng)取為08。二保護(hù)電力變壓器的熔斷器熔體電流的選擇保護(hù)變壓器的熔斷器熔體電流，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)滿足下式要求INFE1520I1NT式中，I1NT為變壓器的額定一次電流。上式考慮了以下三個(gè)因素1熔體電流要躲過(guò)變壓器允許的正常過(guò)負(fù)荷電流。油浸式變壓器的正常過(guò)負(fù)荷，在室內(nèi)可達(dá)20，室外可達(dá)30。正常過(guò)負(fù)荷下熔斷器不應(yīng)熔斷。2熔體電流要躲過(guò)來(lái)自變壓器低壓側(cè)的電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)引起的尖峰電流。3熔體電流還要躲過(guò)變壓器自身的勵(lì)磁涌流。勵(lì)磁涌流又稱空載合閘電流，是變壓器在空載投入時(shí)或者在外部故障切除后突然恢復(fù)電壓時(shí)所產(chǎn)生的一個(gè)電流。（三）保護(hù)電壓互感器的熔斷器熔體電流的選擇由于電壓互感器二次側(cè)的負(fù)荷很小，因此保護(hù)高壓電壓互感器的RN2型熔斷器的熔體額定電流一般為05A。（四）熔斷器的選擇與校驗(yàn)選擇熔斷器是應(yīng)滿足下列條件1熔斷器的額定電壓應(yīng)不低于線路的額定電壓。2熔斷器的額定電流應(yīng)不小于它所裝熔體的額定電流。203熔斷器的類型應(yīng)符合安裝條件（戶21末端的單相短路電流或單相接地故障高壓熔斷器來(lái)說(shuō)，為低壓側(cè)母線的兩相短路電流折算到高壓側(cè)之值；K為靈敏系數(shù)的最小比值，如下表所示。根據(jù)以上原則選擇的低壓干線、支路的熔絲及型號(hào)見(jiàn)附圖二第九章變電所二次回路方案選擇及繼電保護(hù)的整定一二次回路方案選擇1二次回路電源選擇二次回路操作電源有直流電源，交流電源之分。蓄電池組供電的直流操作電源帶有腐蝕性，并且有爆炸危險(xiǎn)；由整流裝置供電的直流操作電源安全性高，但是經(jīng)濟(jì)性差?？紤]到交流操作電源可使二次回路大大簡(jiǎn)化，投資大大減少，且工作可靠，維護(hù)方便。這里采用交流操作電源。2高壓斷路器的控制和信號(hào)回路高壓斷路器的控制回路取決于操作機(jī)構(gòu)的形式和操作電源的類別。結(jié)合上面設(shè)備的選擇和電源選擇，采用彈簧操作機(jī)構(gòu)的斷路器控制和信號(hào)回路。3電測(cè)量?jī)x表與絕緣監(jiān)視裝置A10KV電源進(jìn)線上電能計(jì)量柜裝設(shè)有功電能表和無(wú)功電能表；為了解負(fù)荷電流，裝設(shè)電流表一只。B變電所每段母線上裝設(shè)電壓表測(cè)量電壓并裝設(shè)絕緣檢測(cè)裝置。C電力變壓器高壓側(cè)裝設(shè)電流表和有功電能表各一只。D380V的電源進(jìn)線和變壓器低壓側(cè)各裝一只電流表。E低壓動(dòng)力線路裝設(shè)電流表一只。224電測(cè)量?jī)x表與絕緣監(jiān)視裝置在二次回路中安裝自動(dòng)重合閘裝置（ARD）（機(jī)械一次重合式）、備用電源自動(dòng)投入裝置（APD）。（二）繼電保護(hù)的整定繼電保護(hù)要求具有選擇性，速動(dòng)性，可靠性及靈敏性。由于本廠的高壓線路不很長(zhǎng)，容量不很大，因此繼電保護(hù)裝置比較簡(jiǎn)單。對(duì)線路的相間短路保護(hù)，主要采用帶時(shí)限的過(guò)電流保護(hù)和瞬時(shí)動(dòng)作的電流速斷保護(hù)；對(duì)線路的單相接地保護(hù)采用絕緣監(jiān)視裝置，裝設(shè)在變電所高壓母線上，動(dòng)作于信號(hào)。繼電保護(hù)裝置的接線方式采用兩相兩繼電器式接線；繼電保護(hù)裝置的操作方式采用交流操作電源供電中的“去分流跳閘”操作方式（接線簡(jiǎn)單，靈敏可靠）；帶時(shí)限過(guò)電流保護(hù)采用反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)裝置。型號(hào)都采用GL25/10。其優(yōu)點(diǎn)是繼電器數(shù)量大為減少，而且可同時(shí)實(shí)現(xiàn)電流速斷保護(hù)，可采用交流操作，運(yùn)行簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，投資大大降低。此次設(shè)計(jì)對(duì)變壓器裝設(shè)過(guò)電流保護(hù)、速斷保護(hù)裝置；在低壓側(cè)采用相關(guān)斷路器實(shí)現(xiàn)三段保護(hù)。1變壓器繼電保護(hù)變電所23限整定為05S。C電流速斷保護(hù)速斷電流倍數(shù)整定取KREL15,IKMAX3491KA040KV/10KV13964A，故其速斷電流為因此速斷電流倍數(shù)整定為NQB5236116452）10KV側(cè)繼電保護(hù)在此選用GL25/10型繼電器。由以上條件得計(jì)算數(shù)據(jù)變壓器一次側(cè)過(guò)電流保護(hù)的10倍動(dòng)作時(shí)限整定為05S；過(guò)電流保護(hù)采用兩相兩繼電器式接線；高壓側(cè)線路首端的三相短路電流4889KA；變比為200/5A保護(hù)用電流互感器動(dòng)作電流為45A。下面對(duì)高壓母線處的過(guò)電流保護(hù)裝置KA1進(jìn)行整定。（高壓母線處繼電保護(hù)用電流互感器變比為200/5A）整定KA1的動(dòng)作電流取ILMAX25I301255468A1367A，KREL13,KRE08,KW1，KI200/540，故IOP1KRELKW131ILMAX1367A555A，KREKI0840根據(jù)GL25/10型繼電器的規(guī)格，動(dòng)作電流整定為6A。整定KA1的動(dòng)作時(shí)限母線三相短路電流IK反映到KA2中的電流IK2KW2KI2IK14889KA1222A40IK2對(duì)KA2的動(dòng)作電流IOP2的倍數(shù)，即N2IK2IOP21222A271645A由反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限的整定曲線確定KA2的實(shí)際動(dòng)作時(shí)間06S。T2KA1的實(shí)際動(dòng)作時(shí)間T1T207S06S07S13S母線三相短路電流IK反映到KA1中的電流24IK1IK1KW1KI1IK14889KA1222A40IK1IOP11222A2046對(duì)KA1的動(dòng)作電流IOP1的倍數(shù)，即N1所以由10倍動(dòng)作電流的動(dòng)作時(shí)限曲線查得KA1的動(dòng)作時(shí)限T111S。3）038KV側(cè)低壓斷路器保護(hù)整定項(xiàng)目A瞬時(shí)過(guò)流脫扣器動(dòng)作電流整定滿足IOP0KRELIPKKREL對(duì)萬(wàn)能斷路器取135；對(duì)塑殼斷路器取225。B短延時(shí)過(guò)流脫扣器動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)間整定滿足IOPSKRELIPKKREL取12。另外還應(yīng)滿足前后保護(hù)裝置的選擇性要求，前一級(jí)保護(hù)動(dòng)作時(shí)間比后一級(jí)至少長(zhǎng)一個(gè)時(shí)間級(jí)差02S04S,06S。C長(zhǎng)延時(shí)過(guò)流脫扣器動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)間整定滿足IOPLKRELI30KRE取11。LD過(guò)流脫扣器與被保護(hù)線路配合要求滿足IOPLKOLIALKOL絕緣導(dǎo)線和電纜允許短時(shí)過(guò)負(fù)荷倍數(shù)對(duì)瞬時(shí)和短延時(shí)過(guò)流脫扣器，一般取45；對(duì)長(zhǎng)延時(shí)過(guò)流脫扣器，取1112。E熱脫扣器動(dòng)作電流整定滿足IOPTRKRELI30KRE取11，一般應(yīng)通過(guò)實(shí)際運(yùn)行進(jìn)行檢驗(yàn)。L25結(jié)束語(yǔ)通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，把所學(xué)理論知識(shí)和生產(chǎn)實(shí)際很好的聯(lián)系起來(lái),真正做到了學(xué)以致用，方才覺(jué)著自己幾年畢竟沒(méi)白學(xué)，能切切實(shí)實(shí)的解決一些實(shí)際問(wèn)題了。整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程足足用了近10天，從設(shè)計(jì)之初的模糊、困惑到設(shè)計(jì)完成之后的豁然開(kāi)朗，真正地可謂是脫胎換骨。之前對(duì)供電設(shè)計(jì)系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)是如何設(shè)計(jì)使系統(tǒng)能正常工作，通過(guò)設(shè)計(jì)才認(rèn)識(shí)到之前的觀念是片面的，因?yàn)橄到y(tǒng)所處的環(huán)境是不斷變化的，某一正常工作的系統(tǒng)在特定情況下是不穩(wěn)定的甚至是不正常的，那么對(duì)供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)就不僅僅是使其能正常工作，恰恰相反設(shè)計(jì)的核心卻是系統(tǒng)在環(huán)境不正常的情況下如何工作以避免、減小事故。不同的企業(yè)對(duì)供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求不同，但不同的供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程卻基本一致，即有一套成熟的設(shè)計(jì)理論。當(dāng)然設(shè)計(jì)過(guò)程中可以創(chuàng)新，但是對(duì)于工程設(shè)計(jì)，如果新方案沒(méi)有得到充分地論證、實(shí)踐，最好還是選擇成熟的設(shè)計(jì)的方案，不要一味地追求標(biāo)新立異，增加設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)，甚至釀出事故。當(dāng)然任何事情都不是絕對(duì)的，具體問(wèn)題具體分析。本次課程設(shè)計(jì)的另一個(gè)收獲是學(xué)會(huì)了對(duì)幾個(gè)軟件的使用，其一就是AUTOCADELECTRICAL2010雖然最終畫圖不是用此軟件繪制的但通過(guò)學(xué)習(xí)，已能進(jìn)行比較簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)。其二就是ALTIUMDESIGNERDXP，這個(gè)軟件以前用過(guò)，但以前的設(shè)計(jì)都是電子系統(tǒng)，也就是弱電系統(tǒng)，對(duì)于電氣設(shè)計(jì)不是該軟件的強(qiáng)項(xiàng)，甚至連最基本的電氣原件庫(kù)都沒(méi)有，但因其開(kāi)放性，可自繪原理圖庫(kù)，再加上以前對(duì)26這個(gè)軟件比較熟悉，所以最后的主接線圖是用該軟件繪制的。其三就是WORD文檔的使用，很多問(wèn)題譬如公式編輯、表格插入、目錄生成等，都通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)熟悉了。最后要衷心地感謝陳有根老師，老師豐富的工程經(jīng)驗(yàn)、對(duì)學(xué)生的悉心指導(dǎo)，特別是老師的敬業(yè)負(fù)責(zé)，讓學(xué)生不論是治學(xué)還是為人都受益匪淺參考文獻(xiàn)1蘇文成工廠供電（第2版）M北京機(jī)械工業(yè)出版社2唐志平供配電技術(shù)北京電子工業(yè)出版社20073劉介才編著供配電技術(shù)北京機(jī)械工業(yè)出版社20024劉介才編工廠供電（第3版）北京機(jī)械工業(yè)出版社19985劉介才工廠供電簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)北京機(jī)械工業(yè)出版社19936歐陽(yáng)昌華工廠供電講義附圖附圖一某冶金機(jī)械廠變電所電氣主接線圖附圖二某冶金機(jī)械廠平面接線圖27芃螆袂莃蒅蠆膁莂薈裊肇莁蝕蚈羃莀荿袃衿荿蒂蚆膈蒈薄袁肄蕆蚆蚄羀蕆莆袀羆肅薈螂袂肂蟻羈膀肁莀螁肆肁蒃羆羂肀薅蝿袈腿蚇薂膇膈莇螇肅膇葿薀聿膆螞袆羅膅莁蚈袁膅蒃襖腿膄薆蚇肅膃蚈袂羈節(jié)莈蚅袇芁蒀袀螃芀螞蚃膂艿莂罿肈艿蒄螂羄羋薇羇袀芇蠆螀腿芆荿薃肅蒞蒁螈羈莄薃薁袆莃芃螆袂莃蒅蠆膁莂薈裊肇莁蝕蚈羃莀荿袃衿荿蒂蚆膈蒈薄袁肄蕆蚆蚄羀蕆莆袀羆肅薈螂袂肂蟻羈膀肁莀螁肆肁蒃羆羂肀薅蝿袈腿蚇薂膇膈莇螇肅膇葿薀聿膆螞袆羅膅莁蚈袁膅蒃襖腿膄薆蚇肅膃蚈袂羈節(jié)莈蚅袇芁蒀袀螃芀螞蚃膂艿莂罿肈艿蒄螂羄羋薇羇袀芇蠆螀腿芆荿薃肅蒞蒁螈羈莄薃薁袆莃芃螆袂莃蒅蠆膁莂薈裊肇莁蝕蚈羃莀荿袃衿荿蒂蚆膈蒈薄袁肄蕆蚆蚄羀蕆莆袀羆肅薈螂袂肂蟻羈膀肁莀螁肆肁蒃羆羂肀薅蝿袈腿蚇薂膇膈莇螇肅膇葿薀聿膆螞袆羅膅莁蚈袁膅蒃襖腿膄薆蚇肅膃蚈袂羈節(jié)莈蚅袇芁蒀袀螃芀螞蚃膂艿莂罿肈艿蒄螂羄羋薇羇袀芇蠆螀腿芆荿薃肅蒞蒁螈羈莄薃薁袆莃芃螆袂莃蒅蠆膁莂薈裊肇莁蝕蚈羃莀荿袃衿荿蒂蚆膈蒈薄袁肄蕆蚆蚄羀蕆莆袀羆肅薈螂袂肂蟻羈膀肁莀螁肆肁蒃羆羂肀薅蝿袈腿蚇薂膇膈莇螇肅膇葿薀聿膆螞袆羅膅莁蚈袁膅蒃襖腿膄薆蚇肅膃蚈袂羈節(jié)莈蚅袇芁蒀袀螃芀螞蚃膂艿莂罿肈艿蒄螂羄羋薇羇袀芇蠆螀腿芆荿薃肅蒞蒁螈羈莄薃薁袆莃芃螆袂莃蒅蠆膁莂薈裊肇莁蝕蚈羃莀荿袃衿荿蒂蚆膈蒈薄袁肄蕆蚆蚄羀蕆莆袀羆肅薈螂袂肂蟻羈膀肁莀螁肆肁蒃羆羂肀薅蝿袈腿蚇薂膇膈莇螇肅膇葿薀聿膆螞袆羅膅莁蚈袁膅蒃襖腿膄薆蚇肅膃蚈袂羈節(jié)莈蚅袇芁蒀袀螃芀螞蚃膂艿莂罿肈艿蒄螂羄羋薇羇袀芇蠆螀腿芆荿薃肅蒞蒁螈羈莄薃薁袆莃芃螆袂莃蒅蠆膁莂薈裊肇莁蝕蚈羃莀荿袃衿荿蒂蚆膈蒈薄袁肄蕆蚆蚄羀蕆莆袀羆肅薈螂袂肂蟻羈膀肁莀螁肆肁蒃羆羂肀薅蝿袈腿蚇薂膇膈莇螇肅膇葿薀聿膆螞袆羅膅莁蚈袁膅蒃襖腿膄薆蚇肅膃蚈袂羈節(jié)莈蚅袇芁蒀袀螃芀螞蚃膂艿莂罿肈艿蒄螂羄羋薇羇袀芇蠆螀腿芆荿薃肅蒞蒁螈羈莄薃薁袆莃芃螆袂莃蒅蠆膁莂薈裊肇莁蝕蚈羃莀荿袃衿荿蒂蚆膈蒈薄袁肄蕆蚆蚄羀蕆莆袀羆肅薈螂袂肂蟻羈膀肁莀螁肆肁蒃羆羂肀薅蝿袈腿蚇薂膇膈莇螇肅膇葿薀聿膆螞袆羅膅莁蚈袁膅蒃襖腿膄薆蚇肅膃蚈袂羈節(jié)莈蚅袇芁蒀袀螃芀螞蚃膂艿莂罿肈艿蒄螂羄羋薇羇袀芇蠆螀腿芆荿薃肅蒞蒁螈羈莄薃薁袆莃芃