機械廠供配電及綜合自動化系統(tǒng)設(shè)計電氣自動化專業(yè)畢業(yè)論文

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1、I機械廠供配電及綜合自動化系統(tǒng)設(shè)計機械廠供配電及綜合自動化系統(tǒng)設(shè)計摘要摘要本文對象為一機械廠， 有大量的高低壓供電設(shè)備。 本文通過分析負荷及增容的具體情況，選出新配電室的具體位置，明確負荷等級，調(diào)整母線所接負荷，確定系統(tǒng)運行方案及配電柜參數(shù)，運用負荷計算、短路電流計算和動熱穩(wěn)定校驗計算，選擇并校驗符合條件的電氣設(shè)備，設(shè)計出二次回路，使變電所一次設(shè)備的控制、調(diào)節(jié)、繼電保護和自動裝置、測量和信號回路以及操作電源系統(tǒng)能有效的運行。在優(yōu)化系統(tǒng)的過程中，盡量提高電能的利用率和使用效率，采取多種方式降低線損，從而節(jié)約能源節(jié)約資金，努力降低改造成本。在對供配電系統(tǒng)進行設(shè)計的基礎(chǔ)上，根據(jù)變配電站實現(xiàn)綜合自動化

2、的現(xiàn)狀，從設(shè)計原則、系統(tǒng)配置及結(jié)構(gòu)、功能、技術(shù)指標等方面著手，對本廠變配電室綜合自動化系統(tǒng)進行了可行性分析，設(shè)計出了符合本廠情況的綜合自動化系統(tǒng)。最后，還進行了綜合自動化系統(tǒng)的軟件設(shè)計，使變配電室智能化水平得到了極大地提升。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞:負荷計算；二次回路；綜合自動化；智能化IIAbstractThe study object of the paper is about a large fertilizer factory where a lotof high and low voltage supply devices are. According to analyze the concre

3、tesituation about the possessed load and the increased capacity, it is to choose thelocation of the new switch room, definitude the load grade, adjust the loadtogether with generatrix, confirm the system running plan and the parameters ofelectrical power distribution cabinet. Choosing and testing th

4、e electrical devicesmatched condition, researching and designing the second loop by calculation ofload, short circuit current and peak/short-time withstand current test. They canguarantee the effective running for the loop of the controlling, adjusting, relayprotection and automation equipment, meas

5、urement and signal and the operatedsupply power. On the course of system optimizing, to save energy, fund and theimproving cost, it should raise the utilization and the usage efficiency of electricpower as far as possible .At last, it studied the system structure of theautomation system and combined

6、 ourselves to discuss the foundation ofintelligent transformation and distribution station as the basis of realization forthe system improvement. On the base of designing the power supply anddistribution system， withthe state of realising automatization for power supplyand distribution room ,we prog

7、ress feasibility analysis from design principle,system configure and construction, function and technique index. At last, thesoft design is also progressed. and to upgrade the power supply and distributionrooms intelligence level with the design of the automatization systemKeywords: intelligence ；lo

8、ad calculation, ； second loop, ； integratedautomatizationIII目錄目錄摘要摘要.IAbstractAbstract.II1 1 緒論緒論.11.1 課題背景.11.2 研究設(shè)計的主要內(nèi)容.32 2 工廠用電負荷計算工廠用電負荷計算. 42.1 負荷計算的定義.42.2 負荷計算的方法.42.3 負荷統(tǒng)計計算.63 3 工廠供配電系統(tǒng)設(shè)計工廠供配電系統(tǒng)設(shè)計.73.1 高壓供電線路設(shè)計.73.2 無功補償.143.3 高壓側(cè)短路電流，短路容量的確定.153.4 設(shè)備的選擇與校驗.193.5 工廠供配電二次回路的設(shè)計.303.6 節(jié)能措施.3

9、44 4 工廠變配電室綜合自動化設(shè)計工廠變配電室綜合自動化設(shè)計.374.1 變配電室綜合自動化的可行性分析.374.2 綜合自動化系統(tǒng)設(shè)計方案.394.3 提高變配電室綜合自動化系統(tǒng)可靠性的措施.444.4 工廠變配電綜合自動化系統(tǒng)功能.454.5 變電站綜合自動化系統(tǒng)的軟件可靠性研究. 455 5 結(jié)論結(jié)論.49參考文獻參考文獻.50致謝致謝.52- 1 -1 1 緒論緒論一切大規(guī)模的現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)都需要電能。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，又便于控制、調(diào)節(jié)和測量，有利于實現(xiàn)生產(chǎn)

10、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(yīng)突然中斷，則對工業(yè)生產(chǎn)可能造成嚴重的后果。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

11、源節(jié)約對于國家經(jīng)濟建設(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)濟建設(shè)，也具有重大的作用。1.11.1 課題背景課題背景隨著生產(chǎn)和生活的用電量大幅度增加，電能在給人們的生活和生產(chǎn)帶來極大便利的同時也留下了安全隱患。據(jù)中國火災(zāi)統(tǒng)計年鑒公布，我國主要城市所發(fā)生的火災(zāi)當中，電氣火災(zāi)已經(jīng)成為威脅人民生活和生產(chǎn)安- 2 -全的重要因素。而引起電氣火災(zāi)的主要原因便是短路和過負載運行所產(chǎn)生的導(dǎo)線超溫情況。而線路絕緣膠皮燃燒產(chǎn)生的氯化氨與空氣中的水分相結(jié)合，化合成稀鹽酸附著在電氣設(shè)備、儀器裝置上生成導(dǎo)電薄膜，嚴重降低了機電設(shè)備和一、二次接線回路的絕緣性能，直接影響機電設(shè)備和發(fā)電機組

12、的安全運行并縮短其壽命。另外，建筑供配電系統(tǒng)的可靠性，也直接關(guān)系到人身安全，任何事故都將造成公共場所秩序混亂，由此產(chǎn)生嚴重的經(jīng)濟損失乃至政治影響等。該公司原有的供電系統(tǒng)已經(jīng)很難滿足現(xiàn)有現(xiàn)有生產(chǎn)的要求，況且電氣設(shè)備的老化及落后已經(jīng)極大的制約了新設(shè)備的投入。為了保障人身安全，供電可靠，技術(shù)先進和經(jīng)濟合理，供配電系統(tǒng)設(shè)計必須從全局出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧，通過研究負荷性質(zhì)、用電容量、工程特點和地區(qū)供電條件，合理確定設(shè)計方案。此次供配電系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)根據(jù)工程特點、規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃，做到遠近期結(jié)合，以近期為主。供配電系統(tǒng)應(yīng)采用符合國家現(xiàn)行有關(guān)標準的效率高、能耗低、性能先進的電氣產(chǎn)品。只進行工廠供配電的設(shè)計，使其滿足現(xiàn)

13、有的基本要求，顯然是不夠的。變配電室綜合自動化使供配電系統(tǒng)更具有智能化。20 世紀 70 年代， 國外就開展了變配電站綜合自動化的相關(guān)研究，技術(shù)也相對較成熟。而我國變配電站綜合自動化系統(tǒng)的相關(guān)研究開始于 20 世紀 80 年代中后期。隨著微電子技術(shù)、計算機技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，變電站綜合自動化技術(shù)也得到了迅速發(fā)展。變電站綜合自動化是將變電站二次設(shè)備(包括測量儀表、信號系統(tǒng)、繼電保護、自動裝置和遠動裝置等)經(jīng)過功能的組合和優(yōu)化設(shè)計，利用先進的計算機技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)和信號處理技術(shù)，實現(xiàn)對全變電站的主要設(shè)備和輸、配線路的自動監(jiān)視、測量、自動控制和微機保護。變電站綜合自動化系統(tǒng)，即利用微型

14、計算機和大規(guī)模集成電路組成的自動化系統(tǒng)，代替常規(guī)的測量和監(jiān)視儀表，代替常規(guī)控制屏、中央信號系統(tǒng)和遠動屏，用微機保護代替常規(guī)的繼電保護屏，變電站綜合自動化系統(tǒng)可以- 3 -采集到比較齊全的數(shù)據(jù)和信息，利用計算機的高速計算能力和邏輯判斷功能，可方便監(jiān)視和控制變電站內(nèi)各種設(shè)備的運行和操作。由此看來，在電力系統(tǒng)自動化技術(shù)日新月異的今天，變配電綜合自動化系統(tǒng)在電力生產(chǎn)中發(fā)揮著重要的作用。所以，將變配電站的綜合自動化技術(shù)應(yīng)用到電壓等級低一級的供配電室，從而進行工廠供配電室的綜合自動化設(shè)計是十分必要的。1.21.2 研究設(shè)計的主要內(nèi)容研究設(shè)計的主要內(nèi)容本課題設(shè)計的主要內(nèi)容如下：一、通過對工廠供配電最優(yōu)化方案

15、的研究，設(shè)計出高壓供電線路，從而確定增容后系統(tǒng)的接線方案。二、優(yōu)化方案實施過程中，分析系統(tǒng)屬性確定無功補償?shù)姆绞?，根?jù)負荷計算，短路電流計算和動熱穩(wěn)定校驗計算，選擇出符合條件的電氣設(shè)備。三、根據(jù)供配電一次回路的特點，設(shè)計出變配電系統(tǒng)的二次回路，同時，采取必要的節(jié)能措施以減少改造成本。四、通過工廠供配電系統(tǒng)的可行性分析，設(shè)計出符合本廠供配電的綜合自動化系統(tǒng)。五、采取有力措施提高變電站綜合自動化系統(tǒng)的可靠性。六、根據(jù)工廠實際情況，設(shè)計出本廠的變配電室綜合自動化系統(tǒng)軟件。- 4 -2 2 工廠用電負荷計算工廠用電負荷計算2.12.1 負荷計算的定義負荷計算的定義一、計算負荷又稱需要負荷或最大負荷。計

16、算負荷是一個假想的持續(xù)性的負荷，其熱效應(yīng)與同一時間內(nèi)實際變動負荷所產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)相等。在配電設(shè)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)。二、平均負荷為一段時間內(nèi)用電設(shè)備所消耗的電能與該段時間之比。常選用最大負荷班（即有代表性的一晝夜內(nèi)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。2.22.2 負荷計算的方法負荷計算的方法負荷計算的方法有需要系數(shù)法、利用系數(shù)法及二項式等幾種。由于本機械廠用電部門較多，用電設(shè)備臺數(shù)較多，設(shè)計采用需要系數(shù)法予以確定一、單臺組用電設(shè)備計算負荷的計算公式1、有功計算負荷(單位為 kW)

17、：30dePK P(2.1)式中：30P設(shè)備有功計算負荷(單位為 kW)；eP用電設(shè)備組總的設(shè)備容量(不含備用設(shè)備容量，單位為 kW)；dK用電設(shè)備組的需要系數(shù)。- 5 -2、無功計算負荷(單位為 kvar)3030tanQP=(2.2)式中：30Q設(shè)備無功計算負荷(單位為 kvar)；tan對應(yīng)于用電設(shè)備組功率因數(shù)cos的正切值。3、視在計算負荷(單位為 kVA)3030cosPS=(2.3)式中：30S視在計算負荷(單位為 kVA)；cos用電設(shè)備組的功率因數(shù)。4、計算電流(單位為 A)30303NSIU=(2.4)式中：30I計算電流(單位為 A)；30S用電設(shè)備組的視在功率(單位為 k

18、VA)；NU用電設(shè)備組的額定電壓(單位為 kV)。二、多組用電設(shè)備計算負荷的計算公式1、有功計算負荷(單位為 kW)3 30zpiPKP(2.5)式中：zP3多組用電設(shè)備有功計算負荷(單位為 kW)；iP30所有設(shè)備組有功計算負荷30P之和；PK有功負荷同時系數(shù)，可取 0.70.95。2、無功計算負荷(單位為 kvar)330zqiQKQ=(2.6)式中：zQ3多組用電設(shè)備無功計算負荷(單位為 kvar)；- 6 -30 iQ所有設(shè)備組無功計算負荷30Q之和；qK無功負荷同時系數(shù)，可取 0.80.95。3、視在計算負荷(單位為 kVA)22333zzzSpQ+(2.7)4、計算電流(單位為 A

19、)333zzNSIU=(2.8)5、功率因數(shù)33coszzPS(2.9)2.32.3 負荷統(tǒng)計計算負荷統(tǒng)計計算根據(jù)提供的資料，列出負荷計算表。因設(shè)計的需要，計算了各負荷的有功功率、無功功率、視在功率、計算電流等。表中生活區(qū)的照明負荷中已經(jīng)包括生活區(qū)各用戶的家庭動力負荷。具體負荷的統(tǒng)計計算見附錄三。- 7 -3 3 工廠供配電系統(tǒng)設(shè)計工廠供配電系統(tǒng)設(shè)計3.13.1 高壓供電線路設(shè)計高壓供電線路設(shè)計3.1.13.1.1 配電室選址配電室選址一、配電所的設(shè)計要求:1、供電可靠，技術(shù)先進，保障人身安全，經(jīng)濟合理，維修方便。2、根據(jù)工程特點，規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃，以近期為主，適當考慮發(fā)展，正確處理近期建設(shè)和原

20、期發(fā)展的關(guān)系，進行遠近結(jié)合。3、結(jié)合負荷性質(zhì)，用電容量，工程特點，所址環(huán)境，地區(qū)供電條件和節(jié)約電能等因素，并征求建設(shè)單位的意見，綜合考慮，合理確定設(shè)計方案。4、變配電所采用的設(shè)備和元件，應(yīng)符合國家或行業(yè)的產(chǎn)品技術(shù)標準，并優(yōu)先選用技術(shù)先進，經(jīng)濟適用和節(jié)能的成套設(shè)備及定型產(chǎn)品。5、地震基本強度為 7 度及以上的地區(qū)，變配電所的設(shè)計和電氣設(shè)備的安裝應(yīng)采取必要的抗震措施。二、變配電所選址：變配電所地址選擇應(yīng)根據(jù)下列要求綜合考慮確定：1、 接近負荷中心；2、 接近電源側(cè)；3、 進出線方便；4、 運輸設(shè)備方便；5、 不應(yīng)設(shè)在有劇烈震動或高溫的地方；6、 不宜設(shè)在多塵或有腐蝕性氣體的場所；7、 不應(yīng)設(shè)在廁所

21、，浴室或其他經(jīng)常積水場所的正下方，也不宜與上述場所相貼鄰；- 8 -8、 不應(yīng)設(shè)在地勢低洼和可能積水的場所；9、 不應(yīng)設(shè)在有爆炸危險的區(qū)域里；10、不宜設(shè)在有火災(zāi)危險區(qū)域的正上方或正下方。3.1.23.1.2 負荷等級的劃分負荷等級的劃分一、符合下列情況之一時，應(yīng)為一級負荷：1、中斷供電將造成人身傷亡時。2、中斷供電將在政治、經(jīng)濟上造成重大損失時。例如:重大設(shè)備損壞、重大產(chǎn)品報廢、用重要原料生產(chǎn)的產(chǎn)品大量報廢、國民經(jīng)濟中重點企業(yè)的連續(xù)生產(chǎn)過程被打亂需要長時間才能恢復(fù)等。3、中斷供電將影響有重大政治、經(jīng)濟意義的用電單位的正常工作。例如:重要交通樞紐、重要通信樞紐、重要賓館、大型體育場館、經(jīng)常用于

22、國際活動的大量人員集中的公共場所等用電單位中的重要電力負荷。在一級負荷中，當中斷供電將發(fā)生中毒、爆炸和火災(zāi)等情況的負荷，以及特別重要場所的不允許中斷供電的負荷，應(yīng)視為特別重要的負荷。二、符合下列情況之一時，應(yīng)為二級負荷：1、中斷供電將在政治、經(jīng)濟上造成較大損失時。例如:主要設(shè)備損壞、大量產(chǎn)品報廢、連續(xù)生產(chǎn)過程被打亂需較長時間才能恢復(fù)、重點企業(yè)大量減產(chǎn)等。2、中斷供電將影響重要用電單位的正常工作。例如:交通樞紐、通信樞紐等用電單位中的重要電力負荷，以及中斷供電將造成大型影劇院、大型商場等較多人員集中的重要的公共場所秩序混亂。不屬于一級和二級負荷者應(yīng)為三級負荷。根據(jù)工廠的生產(chǎn)特性，并考慮中斷供電對

23、其所產(chǎn)生的影響情況，故將本廠的用電負荷劃分為二級負荷。- 9 -3.1.33.1.3 對接線方案的選擇對接線方案的選擇一、主接線方案設(shè)計原則與要求變電所的主接線，應(yīng)根據(jù)變電所在供電系統(tǒng)中的地位、進出線回路數(shù)、設(shè)備特點及負荷性質(zhì)等條件確定，并應(yīng)滿足安全、可靠、靈活和經(jīng)濟等要求。1、安全 應(yīng)符合有關(guān)國家標準和技術(shù)規(guī)范的要求，能充分保證人身和設(shè)備的安全。2、可靠 應(yīng)滿足電力負荷特別是其中一、二級負荷對供電可靠性的要求。3、靈活 應(yīng)能必要的各種運行方式，便于切換操作和檢修，且適應(yīng)負荷的發(fā)展。（4、經(jīng)濟 在滿足上述要求的前提下，盡量使主接線簡單，投資少，運行費用低，并節(jié)約電能和有色金屬消耗量。二、常見主

24、接線方案1、只裝有一臺主變壓器的變電所主接線方案只裝有一臺主變壓器的變電所，其高壓側(cè)一般采用無母線的接線，根據(jù)高壓側(cè)采用的開關(guān)電器不同，有三種比較典型的主接線方案：（1）高壓側(cè)采用隔離開關(guān)-熔斷器或戶外跌開式熔斷器的主接線方案；（2）高壓側(cè)采用負荷開關(guān)-熔斷器或負荷型跌開式熔斷器的主接線方案；（3）高壓側(cè)采用隔離開關(guān)-斷路器的主接線方案。2、裝有兩臺主變壓器的變電所主接線方案裝有兩臺主變壓器的變電所的典型主接線方案有：（1）高壓無母線、低壓單母線分段的主接線方案；- 10 -（2）高壓采用單母線、低壓單母線分段的主接線方案；（3）高低壓側(cè)均為單母線分段的主接線方案。三、主接線方案確定1、10k

25、V 側(cè)主接線方案的擬定由工廠負荷計算表（見附錄三）可知，高壓側(cè)進線有一條 10kV 的公用電源干線，為滿足工廠二級負荷的要求，又采用與附近單位連接高壓聯(lián)絡(luò)線的方式取得備用電源，因此，變電所高壓側(cè)有兩條電源進線，一條工作，一條備用， 同時為保證供電的可靠性和對擴建的適應(yīng)性所以 10kV 側(cè)可采用單母線或單母線分段的方案。2、380V 側(cè)主接線方案的擬定由原始資料可知，工廠用電部門較多，為保證供電的可靠性和靈活性可采用單母線或單母線分段接線的方案，對電能進行匯集，使每一個用電部門都可以方便地獲得電能。3、方案確定根據(jù)前面章節(jié)的計算，若主變采用一臺 S11 型變壓器時，總進線為兩路。為提高供電系統(tǒng)的

26、可靠性，高壓側(cè)采用單母線分段形式，低壓側(cè)采用單母線形式，其系統(tǒng)圖見圖 3.1。若主變采用兩臺 S11 型變壓器時，總進線為兩路，為提高供電系統(tǒng)的可靠性，高壓側(cè)采用單母線分段形式，兩臺變壓器在正常情況下分裂運行，當其中任意一臺出現(xiàn)故障時另一臺作為備用，當總進線中的任一回路出現(xiàn)故障時兩臺變壓器并列運行。低壓側(cè)采用也單母線分段形式，其系統(tǒng)圖見圖 3.2。- 11 -圖3.1采用一臺主變時的系統(tǒng)圖圖3.2采用兩臺主變時的系統(tǒng)圖- 12 -表3.1上表3.1是兩種主接線方案的比較，從上表可以看出，按技術(shù)指標，裝設(shè)兩臺主變的主接線方案優(yōu)于裝設(shè)一臺主變的方案。從經(jīng)濟指標來看，裝設(shè)一臺主變的方案優(yōu)于裝設(shè)兩臺主

27、變的方案。由于集中負荷較大，已經(jīng)大1250kVA,低壓側(cè)出線回路數(shù)較多，且有一定量的二級負荷，考慮今后增容擴建的適應(yīng)性，從技術(shù)指標考慮，采用于裝設(shè)兩臺主變的方案。3.1.43.1.4 配電柜選擇配電柜選擇對于配電柜選擇的選擇，應(yīng)滿足下列要求:一、高壓開關(guān)柜的結(jié)構(gòu)應(yīng)保證工作人員的安全和便于運行、維護、檢查、檢修和試驗。二、高壓開關(guān)柜的結(jié)構(gòu)應(yīng)有足夠的機械強度，以保證在操作一次設(shè)備比較項目裝設(shè)一臺主變的方案裝設(shè)兩臺主變的方案技術(shù)指標供電安全性滿足要求滿足要求供電可靠性基本滿足要求滿足要求供電質(zhì)量由于一臺主變，電壓損耗略大由于兩臺主變并列，電壓損耗略小靈活方便性只有一臺主變，靈活性不好由于有兩臺主變，

28、靈活性較好擴建適應(yīng)性差一些更好經(jīng)濟指標電力變壓器的綜合投資額按單臺 22.598 萬元計，綜合投資為 222.598=45.196 萬元按單臺 15.217 萬元計，綜合投資為 415.217=60.868 萬元高壓開關(guān)柜 （含計量柜） 的綜合投資額按每臺 4.2 萬元計,綜合投資約為51.54.2=31.5 萬元6 臺 GG-1A（F）型柜綜合投資約為 61.54.2=37.8 萬元電力變壓器和高壓開關(guān)柜的年運行費主變和高壓開關(guān)柜的折舊和維修管理費約 7 萬元主變和高壓開關(guān)柜的折舊和維修管理費約 10 萬元交供電部門的一次性供電貼費按 800 元/kVA 計，貼費為 16000.08 萬元=

29、128 萬元貼費為 210000.08=160 萬元- 13 -時，二次設(shè)備不會產(chǎn)生永久性變形和影響性能的彈性變形。三、開關(guān)柜內(nèi)必須有工作位置、試驗位置、以保證手車處于以上位置時，不能隨意移動。四、開關(guān)柜內(nèi)手車的推進與拉出應(yīng)靈活方便，不產(chǎn)生沖擊力，相同規(guī)格的手車應(yīng)具有互換性。五、沿所有開關(guān)柜整個長度延伸方向應(yīng)設(shè)有專用的接地導(dǎo)體。六、 “五防”聯(lián)鎖要求:斷路器手車只能在試驗或工作位置時，斷路器才能進行合、分闡操作。當接地開關(guān)處于分閘狀態(tài)時，手車才能從試驗或斷開位置移到工作位置。手車處于工作位置時，接地開關(guān)操作軸被鎖定，接地開關(guān)不能合閘。當斷路器處于合閘狀態(tài)時，絲桿被鎖定，不能移動手車。只有當接地

30、開關(guān)合上，電纜室門才能打開檢修電纜。斷路器在工作位置，二次插頭不能撥下。七、二次回路導(dǎo)線應(yīng)有足夠的截面，從而不致影響互感器準確度，應(yīng)使用銅導(dǎo)線，其截面電流回路采用不小于 2.5mm2、電壓回路不小于 1.5mm2.八、開關(guān)柜電纜室門要求做成帶絞鏈，并與斷路器聯(lián)鎖，滿足五防功能。九、電流互感器的安裝要求便于拆裝和做試驗。十、高壓開關(guān)柜的結(jié)構(gòu)必須是中置式開關(guān)柜，斷路器室下部必須是一個獨立小室，中間加隔板完全分開。對于原有系統(tǒng)，采用的是固定式開關(guān)柜，柜內(nèi)繼電保護主要是電磁式繼電器，操作復(fù)雜，穩(wěn)定性差，制約生產(chǎn)因素多，屬于落后產(chǎn)品，且防護- 14 -等級已經(jīng)達不到現(xiàn)有要求，不能滿足現(xiàn)有生產(chǎn)的需要。綜合

31、比較現(xiàn)有的多種配電柜，研究其各自的特點，最終采用了 KYN 系列開關(guān)柜，此柜采用中置式結(jié)構(gòu)，節(jié)約了斷路器室約 50%的空間，更有利于電纜的安裝，且技術(shù)含量高，容量大，結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，牢固，外型美觀，安全可靠，防護等級高，維修量小等特點，還可以與微機接口，實現(xiàn)配電站的自動化。3.23.2 無功補償無功補償工廠供配電系統(tǒng)中，功率因數(shù)的高低是衡量一個工廠電能質(zhì)量的重要指標，功率因數(shù)偏低就意味著系統(tǒng)中無功電源不足，會導(dǎo)致系統(tǒng)電壓降低而造成電能損耗增加，用電效率降低，限制了供電線路的送電能力。供電部門一般要求工廠的月平均功率因素達到 0.9 以上， 當企業(yè)的自然總平均功率因數(shù)較低，單靠提高用電設(shè)備的自然功

32、率達不到要求時，應(yīng)采用必要的無功功率補償設(shè)備進一步提高工廠的功率因數(shù)。本工廠中，采用電力電容器進行無功功率補償。補償方式有兩類：一、高壓集中補償高壓集中補償是將并聯(lián)電容器集中裝設(shè)在高壓配電所的高壓母線上，這種補償方式只能補償高壓母線前邊所有線路上的無功功率，而高壓母線后面的無功功率得不到補償，這種補償方式只適合于大中型企業(yè)。二、低壓集中補償?shù)蛪杭醒a償將并聯(lián)電容器裝設(shè)在變電所的低壓母線上，一般負荷較集中的小型企業(yè)用此補償方式比較經(jīng)濟。并聯(lián)電容器量ccQ的確定如下公式所示:) 1/(cos1) 1/(cos11)/(cos1) 1/(cos131max21maxPQPcc（3.1）公式中：max

33、P-總平均最大功率 kW；- 15 -1cos-最大使用時平均功率因數(shù)；2cos，3cos-目標功率因數(shù)，取 0.970.98。三、低壓分散補償?shù)蛪悍稚⒀a償是將并聯(lián)電容器分散地裝設(shè)在各個用電負荷的附近。這種補償范圍大，不僅能減少高壓線路上的無功功率同時也減少了低壓線路中的無功功率，減少了電氣設(shè)備的容量和各導(dǎo)線的截面，降低了電能的損耗。這種方式用在負荷比較分散，補償容量小的企業(yè)比較適宜。補償容量ccQ計算如下公式所示:cccavccPqtgtgPtgtgPQ)()(2121（3.2）21tgtgqc公式中：1tg-補償前企業(yè)自然平均功率角的正切值；2tg-補償后企業(yè)功率因數(shù)角的正切值；-年平均有

34、功負荷系數(shù)，一般取 0.70.75；cq-無功功率補償率，kvar/kW 。根據(jù)實際情況，考慮到本工廠負荷多為高壓供電，故采用高壓集中補償?shù)姆绞竭M行補償。由于本廠配備的用電設(shè)備大多屬于電動機，故需要補償?shù)娜萘勘容^小，采用的是電容器自動投補的方式。3.33.3 高壓側(cè)短路電流，短路容量的確定高壓側(cè)短路電流，短路容量的確定進行短路電流計算，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，并計算出電路中各主- 1

35、6 -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（又稱有名單位制法，因其短路計算中的阻抗都采用有名單位“歐姆”而得名）和標幺制法（又稱相對單位制法，因其短路計算中的有關(guān)物理量采用標幺值即相對單位而得名） 。本設(shè)計采用標幺制法計算一、標幺制法計算步驟和方法1、繪計算電路圖，選擇短路計算點。計算電路圖上應(yīng)將短路

36、計算中需計入的所以電路元件的額定參數(shù)都表示出來，并將各個元件依次編號。2、設(shè)定基準容量dS和基準電壓dU，計算短路點基準電流dI。一般設(shè)Sd=100MVA，設(shè) Ud=Uc（短路計算電壓） 。短路基準電流按下式計算：3dddSIU(3.3)3、計算短路回路中各主要元件的阻抗標幺值。一般只計算電抗。電力系統(tǒng)的電抗標幺值*dsocSXS(3.4)式中：Soc電力系統(tǒng)出口斷路器的斷流容量（單位為 MVA） 。電力線路的電抗標幺值02dWLcSXX lU(3.5)式中 Uc線路所在電網(wǎng)的短路計算電壓（單位為 kV） 。- 17 -電力變壓器的電抗標幺值*%100kdTNUSXS(3.6)式中：Uk%變壓

37、器的短路電壓（阻抗電壓）百分值；SN變壓器的額定容量（單位為 kVA,計算時化為與 Sd同單位） 。4、 繪短路回路等效電路， 并計算總阻抗。 用標幺制法進行短路計算時，無論有幾個短路計算點，其短路等效電路只有一個。5、計算短路電流。分別對短路計算點計算其各種短路電流：三相短路電流周期分量)3(kI、短路次暫態(tài)短路電流)3*(I、短路穩(wěn)態(tài)電流)3(I、短路沖擊電流)3(shi及短路后第一個周期的短路全電流有效值（又稱短路沖擊電流有效值）)3(kI。(3)*dkIIX(3.7)在無限大容量系統(tǒng)中，存在下列關(guān)系：)3*(I=)3(I=)3(kI(3.8)高壓電路的短路沖擊電流及其有效值按下列公式近

38、似計算：)3(shi=2.55)3*(I(3.9)3(shI=1.51)3*(I(3.10)低壓電路的短路沖擊電流及其有效值按下列公式近似計算：)3(shi=1.84)3*(I(3.11)3(shI=1.09)3*(I(3.12)6、計算短路容量- 18 -(3)dkSSX(3-13)圖3.3 并列運行時短路計算電路二、兩臺變壓器并列運行計算（由以上公式進行計算，計算過程此處略）三、兩臺變壓器分裂運行計算（由以上公式進行計算，計算過程此處略）四、短路電流計算結(jié)果短路電流計算結(jié)果見表 3.1、表 3.2：表3.1并列運行時短路電流計算結(jié)果短路計算點三相短路電流/kA三相短路容量/MVA( 3 )

39、kI( 3 )I( 3 )I( 3 )s hi( 3 )s hI( 3 )kSK11.961.961.965.02.9635.7K219.719.719.736.2521.4713.7K319.719.719.736.2521.4713.7- 19 -表3.2 并列運行時短路電流計算結(jié)果比較變壓器并列和分裂運行兩種情況下的短路計算，可得出分裂運行時的低壓側(cè)短路電流較并列運行時有明顯減小，因此，為降低短路電流水平，所設(shè)計變電站通常情況下應(yīng)分裂運行。3.43.4 設(shè)備的選擇與校驗設(shè)備的選擇與校驗供配電系統(tǒng)中的導(dǎo)線及電氣設(shè)備包括電力變壓器，高低壓開關(guān)電器，互感器等，均需要依據(jù)正常工作條件，環(huán)境條件及

40、安裝條件進行選擇，部分設(shè)備還需要依據(jù)故障情況進行短路電流的動穩(wěn)定度，熱穩(wěn)定度校驗，在保障供配電系統(tǒng)安全可靠工作的前提下，力爭做到運行維護方便，技術(shù)先進，投資經(jīng)濟合理。供配電系統(tǒng)中的電氣設(shè)備按正常工作條件進行選擇，就是要考慮電氣設(shè)備裝設(shè)的環(huán)境條件和電氣要求：環(huán)境條件是指電氣設(shè)備所處的位置(戶內(nèi)或戶外)，環(huán)境溫度，海拔高度以及有無防塵，防腐，防火，防爆等要求;電氣要求是指電氣設(shè)備對電壓，電流，頻率等方面的要求；對開關(guān)電器及保護用設(shè)備，如開關(guān)，熔斷器等，還應(yīng)考慮其斷流能力。電氣設(shè)備短路情況進行校驗，就是要按最大可能的短路故障(通常為三相短路故障)時的動，熱穩(wěn)定度進行校驗。但熔斷器和有熔斷保護的電器和

41、導(dǎo)體(如電壓互感器等)，以及架空線路，一般不必考慮動穩(wěn)定度，熱穩(wěn)定度短路計算點三相短路電流/kA三相短路容量/MVA( 3 )kI( 3 )I( 3 )I( 3 )s hi( 3 )s hI( 3 )kSK11.961.961.965.02.9635.7K225.825.825.852.531.119.8- 20 -的校驗，對電纜，也不必進行動穩(wěn)定度的校驗。在供配電系統(tǒng)中盡管各種電氣設(shè)備的作用不一樣，但選擇的要求和條件有諸多是相同的。為保證設(shè)備安全，可靠的運行，各種設(shè)備均應(yīng)按正常工作條件下的額定電壓和額定電流選擇，并按短路故障條件校驗其動穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度。3.4.13.4.1 一次設(shè)備選擇與校

42、驗的條件一次設(shè)備選擇與校驗的條件為了保證一次設(shè)備安全可靠地運行，必須按下列條件選擇和校驗：一、按正常工作條件，包括電壓、電流、頻率、開斷電流等選擇。二、按短路條件，包括動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定來校驗。三、考慮電氣設(shè)備運行的環(huán)境條件和溫度、濕度、海拔以及有無防塵、防腐、防火、防爆等要求。3.4.23.4.2 按正常工作條件選擇按正常工作條件選擇一、按工作電壓選擇設(shè)備的額定電壓NeU不應(yīng)小于所在線路的額定電壓NU，即NeNUU(3.14)二、按工作電流選擇設(shè)備的額定電流NeI不應(yīng)小于所在電路的計算電流30I，即30IINe(3.15)三、按斷流能力選擇設(shè)備的額定開斷電流 Ioc或斷流容量 Soc不應(yīng)小于設(shè)備

43、分斷瞬間的短路電流有效值 Ik或短路容量 Sk，即ockII(3.16)或- 21 -ockSS(3.17)3.4.33.4.3 按短路條件校驗按短路條件校驗短路條件校驗，就是校驗電器和導(dǎo)體在短路時的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。一、隔離開關(guān)、負荷開關(guān)和斷路器的短路穩(wěn)定度校驗1、動穩(wěn)定校驗條件(3)maxshii(3.18)或(3)maxshII(3.19)式中：maxi、maxI開關(guān)的極限通過電流 （動穩(wěn)定電流） 峰值和有效值 （單位為 kA） ；)3(shi、)3(shI開關(guān)所在處的三相短路沖擊電流瞬時值和有效值（單位為 kA） 。2、熱穩(wěn)定校驗條件2(3)2timaI tIt(3.20)式中：tI 開

44、關(guān)的熱穩(wěn)定電流有效值（單位為 kA） ；t 開關(guān)的熱穩(wěn)定試驗時間（單位為 s） ；)3(I 開關(guān)所在處的三相短路穩(wěn)態(tài)電流（單位為 kA） ；imat 短路發(fā)熱假想時間（單位為 s） 。二、電流互感器的短路穩(wěn)定度校驗1、動穩(wěn)定校驗條件(3)maxshii(3.21)或- 22 -3(3)1210esNshK Ii(3.22)式中：maxi電流互感器的動穩(wěn)定電流（單位為 kA） ；esK電流互感器的動穩(wěn)定倍數(shù)（對NI1） ；NI1電流互感器的額定一次電流（單位為 A） 。2、熱穩(wěn)定校驗條件(3)imattIIt(3.23)或(3)1imatNtK IIt(3.24)式中：tI 電流互感器的熱穩(wěn)定電

45、流（單位為 kA） ；t 電流互感器的熱穩(wěn)定試驗時間，一般取 1s；tK 電流互感器的熱穩(wěn)定倍數(shù)（對NI1） 。3.4.43.4.4 高低壓母線的選擇高低壓母線的選擇按照最大負荷計算高壓母線上的最大電流為maxHI=115.5A，低壓母線上的最大電流maxDI=3039A。根據(jù)計算電流和GB5005394 10kV 及以下變電所設(shè)計規(guī)范中的規(guī)定，高壓母線選擇 TMY-3(606)型母線，相母線尺寸均為 60mm6mm，其載流量為 2240A；低壓母線選擇 TMY-3(8010)+ 606 型母線，即相母線尺寸為 80mm10mm,中性母線尺寸為60mm6mm，其載流量為 3232A。3.4.5

46、3.4.5 高壓側(cè)斷路器的選擇與校驗高壓側(cè)斷路器的選擇與校驗對于高壓側(cè)斷路器，以前使用的是 II 型少油斷路器。經(jīng)過多年的使用- 23 -發(fā)現(xiàn)，10kV 少油斷路器運行中存在檢修次數(shù)頻繁、檢修工作量大，滲漏問題較難處理問題，在一定的條件下會產(chǎn)生高壓可燃的氣體，乃至發(fā)生爆炸，所以在電力發(fā)展過種中，這種斷路器越來越不能滿足社會發(fā)展的需要。由于放置在室內(nèi)，且其開斷能力較大，故使用真空斷路器。研究發(fā)現(xiàn)，真空斷路器與少油斷路器相比較有著明顯的優(yōu)勢:一、真空斷路器維護簡單，無爆炸危險，無污染，噪音低，檢修費用低，故障率低。二、滅弧室開斷后介質(zhì)恢復(fù)快，不需要冷卻和更換，熄弧能力底，無損耗，觸頭壓力小。三、開

47、斷電流大，主回路接觸電阻小，并適合于頻繁操作等比較苛刻的工作條件。四、真空斷路器使用壽命長，一般可達 20 年左右，可靠性高。相比各種真空斷路器，VS1 的機械傳動設(shè)計的比較好，可靠性高，選擇型號為 VS1-12 的真空斷路器，且與配電柜為成套產(chǎn)品。對于高壓側(cè)斷路器的校驗，只需其開斷能力大于短路電流即可。由于其為成套產(chǎn)品，查產(chǎn)品樣本，斷路器的選擇均滿足要求。而斷路器的速斷保護、過電流保護、零序保護、高溫報警等，均與二次回路有關(guān)。3.4.63.4.6 互感器的選擇與校驗互感器的選擇與校驗互感器是電流互感器和電壓互感器的統(tǒng)稱。他們實質(zhì)上是一種特殊的變壓器，可稱為儀用變壓器或測量互感器?；ジ衅魇歉鶕?jù)

48、變壓器的變壓，變流原理將一次電量(電壓，電流)轉(zhuǎn)變成同類型的二次電量的電器，該二次電量可作為二次回路中測量儀表，保護繼電器等設(shè)備的電源或信號源。因此，他們在供配電系統(tǒng)中具有重要的作用，其主要功能為：變換功能：將一次回路的大電壓和大電流變換成適合儀表，繼電器工- 24 -作的小電壓和小電流。隔離和保護功能：互感器作為一，二次電路之間的中間元件，不僅使儀表，繼電器等二次設(shè)備與一次主電路隔離，提高了電路工作的安全性和可靠性，而且有利于人身安全。擴大儀表、繼電器等二次設(shè)備的應(yīng)用范圍：由于互感器的二次側(cè)的電流或電壓額定值統(tǒng)一規(guī)定為 5A（1A）及 100V，通過改變互感器的變比，可以反映任意大小的主電路

49、電壓和電流值，而且便于二次設(shè)備制造規(guī)格統(tǒng)一和批量生產(chǎn)。一、電流互感器的選擇與校驗1、電流互感器的選擇電流互感器應(yīng)能做到系統(tǒng)正常時長期運行，并取得準確等度級要求的電流傳變值。同時尚應(yīng)能承受短時短路電流的作用。（1）滿足工作電壓要求，即：NrUU WmUU式中 ：mU為電流互感器最高工作電壓；WU為電流互感器最裝設(shè)處的最高工作電壓；rU為電流互感器額定電壓；nU為系統(tǒng)的標稱電壓。（2）滿足工作電流要求應(yīng)對一，二次側(cè)分別考慮。1)一次側(cè)額定電流1rI：crII1式中，cI為線路計算短路電流。2)二次額定電流2rI：AIr52- 25 -3)準確度等級已知電流互感器的準確度與一次側(cè)電流大小和二次側(cè)負荷

50、大小有關(guān)。2、電流互感器的校驗因線路短路時，短路電流會流過電流互感器的一次繞組，所以應(yīng)做動，熱穩(wěn)定校驗。以高壓側(cè)任一電流互感器為例：查出其動穩(wěn)定倍數(shù)為 215，熱穩(wěn)定倍數(shù)為 120（1）動穩(wěn)定性校驗由公式：shNesiIK31102（3.25）計算：kAikAIkshNes3 .304 .30101002152102331滿足動穩(wěn)定要求。式中esK為電流互感器的動穩(wěn)定倍數(shù)(對NI1)；（2）熱穩(wěn)定性校驗由公式：ttIIKimaNt)3(1（3.26）計算：kAttIkAIkimakNtt71. 31 . 072.111210100120)3(31滿足熱穩(wěn)定要求。式中：tK為電流互感器的熱穩(wěn)定倍

51、數(shù)(對NI1)；t為電流互感器的熱穩(wěn)定試驗時間，一般取 1s。imat為短度發(fā)熱假想時間，高速斷路器取 0.1s?？芍?，電流互感器的選擇滿足要求。其他電流互感器的選擇類似。- 26 -二、電壓互感器的選擇1、對一次側(cè)電壓要求：NrUU1WmUU1式中：1mU為電壓互感器最高工作電壓；WU為電壓互感器裝設(shè)處的最高工作電壓1rU為電壓互感器額定電壓NU為系統(tǒng)的標稱電壓2、二次側(cè)電壓2rU：電壓互感器二次側(cè)額定電壓應(yīng)滿足儀表額定電壓為 100V 的要求。本題采用完全星型接法。本題中用在高壓側(cè)的電壓互感器，考慮以上條件，選擇型號均為JDZ-1010/0.1 KV 的電壓互感器。3.4.73.4.7 避

52、雷器的選擇避雷器的選擇避雷器是一種能釋放雷電或兼能釋放電力系統(tǒng)操作過電壓能量，保護電工設(shè)備免受瞬時過電壓危害，又能截斷續(xù)流，不致引起系統(tǒng)接地短路的電器裝置。避雷器通常接于帶電導(dǎo)線與地之間，與被保護設(shè)備并聯(lián)。當過電壓值達到規(guī)定的動作電壓時，避雷器立即動作，流過電荷，限制過電壓幅值，保護設(shè)備絕緣;電壓值正常后，避雷器又迅速恢復(fù)原狀，以保證系統(tǒng)正常供電。避雷器有管式和閥式兩大類。閥式避雷器分為碳化硅避雷器和金屬氧化物避雷器(又稱氧化鋅避雷器)。管式避雷器主要用于變電所、發(fā)電廠的進線保護和線路絕緣弱點的保護。碳化硅避雷器廣泛應(yīng)用于交、直流系統(tǒng)，保護發(fā)電、變電設(shè)備的絕緣。氧化鋅避雷器由于保護性能優(yōu)于碳化

53、硅避雷- 27 -器，正在逐步取代后者，廣泛應(yīng)用于交、直流系統(tǒng)，保護發(fā)電、變電設(shè)備的絕緣，尤其適用于中性點有效接地的 110 千伏及以上電網(wǎng)。這里，我們選用 ZnO 避雷器，是因為:氧化鋅閥片具有很理想的非線性伏安特性。普通的閥型避雷器的閥片是金剛砂 SiC,試驗中發(fā)現(xiàn) ZnO、 SiC電阻閥片在 10KA 電流下的殘壓相同，但在額定電壓下 ZnO 對應(yīng)的電流一般在 10-5A 以下， 可近似的認為其續(xù)流為零， 而 SiC 的續(xù)流卻是 100A 左右。也就是說在工作電壓下，氧化鋅閥片實際上相當一絕緣體。ZnO 避雷器除了有效理想的非線性伏安特性外，其主要優(yōu)點是:一、無間隙。在工作電壓作用下，Z

54、nO 實際上相當于一絕緣體，因而工作電壓不會使 ZnO 閥片燒壞，所以不用串聯(lián)間隙來隔離工作電壓(SiC 閥片在正常工作電壓下有幾十安電流，會燒壞閥片，因此，不得不串聯(lián)間隙)。由于無間隙，當然也就沒有傳統(tǒng)的 SiC 避雷器那樣因串聯(lián)間隙而帶來的一系列問題，如污穢，內(nèi)部氣壓變化使串聯(lián)間隙放電電壓不穩(wěn)定等。同時，因無間隙，故大大改善了陡波下的響應(yīng)特性。二、無續(xù)流。當作用在 ZnO 閥片上的電壓超過某一值(此值稱為起始動作電壓)時，將發(fā)生“導(dǎo)通”其后，ZnO 閥片上的殘壓受其良好的非線性特性所控制，當系統(tǒng)電壓降至起始動作電壓以下時，ZnO 避雷器的“導(dǎo)通”狀態(tài)終止，有相當于一絕緣體，因此不存在工頻續(xù)

55、流，而 SiC 避雷器卻不同，它不僅要吸收過電壓的能量，而且還要吸收過電壓能量即可，這樣對ZnO 避雷器的熱容量的要求就比 SiC 低的多。三、 電氣設(shè)備所受過電壓可以降低。 雖然 10KA 雷電流下的殘壓值 ZnO避雷器與 SiC 相同，當后者只在串聯(lián)間隙放電后才一可將電流泄放，而前者在整個過電壓過程中都有電流流過，因此降低了作用在變電站電氣設(shè)備上的過電壓。四、通流容量大。ZnO 避雷器的通容流量較大可以用來限制內(nèi)部過電壓。此外，由于無間隙和通流容量大，故 ZnO 避雷器體積小、重量小、結(jié)- 28 -構(gòu)簡單、運行維護方便、使用壽命也長。由于無續(xù)流，故也可使用于直流輸電系統(tǒng)。ZnO 避雷器的主

56、要特性有起始動作電壓及壓比等。起始動作電壓又稱轉(zhuǎn)折電壓，從這一點開始，電流將隨電壓的升高而迅速增加，也即其非線性系數(shù) a 將迅速進入 0.020.05 的區(qū)域。 通常是以 1 mA 下的電壓作為起始動作電壓，其值的最大允許工作電壓峰值的 105%115%。壓比是指氧化鋅避雷器通過大電流是的殘壓與通過一毫安直流電流時的電壓之比，例如 10kA 壓比是指通過沖擊電流 10kA 時的殘壓與 1 mA(直流)時電壓之比，壓比越小，意味著通過大電流時之殘壓越低，則 ZnO 的保護性能越好，目前，此值約為 1.62.0。目前，各國生產(chǎn)的氧化鋅避雷器，在電壓等級較低時(如 110KV 以下)大部分是采用無間

57、隙的。對于超高壓避雷器，在電壓等級較低壓比時，則采用并聯(lián)或串聯(lián)間隙的方法：為了降低大電流時的殘壓而又不加大閥片在正常運行中的電壓負擔以減輕氧化鋅閥片的老化，往往也才用并聯(lián)或串聯(lián)間隙的方法。由于氧化鋅避雷器具有上述一系列的優(yōu)點，且造價較低，故取代 SiC避雷器已是大勢所趨。目前已有額定電壓 750KV 以下的系列產(chǎn)品，我國也己生產(chǎn) 10KV 及以下電壓等級的氧化鋅避雷器。選擇的氧化鋅避雷器型號為 HY5WS-17/45。其中，H 表示復(fù)合有機外套，Y 表示金屬氧化物避雷器，5 表示標稱放電電流為 5kA,W 表示無間隙，S 表示配電，17 表示避雷器的額定電壓為 17kV , 45 表示標稱放電

58、電流下最大殘壓為 45kV 。3.4.83.4.8 接地裝置接地裝置的選擇的選擇一、電氣設(shè)備的某部分與大地之間做良好的電氣連接，稱為接地。埋- 29 -入地中并直接與大地接觸的金屬導(dǎo)體，稱為接地體，或稱接地極。專門為接地而人為裝設(shè)的接地體，稱為人工接地體。兼作接地體用的直接與大地接觸的各種金屬構(gòu)件、金屬管道及建筑物的鋼筋混凝土基礎(chǔ)等，稱為自然接地體。連接接地體與設(shè)備、裝置接地部分的金屬導(dǎo)體，稱為接地線。接地線在設(shè)備、裝置正常運行情況下是不載流的，但在故障情況下要通過接地故障電流。接地線與接地體合稱為接地裝置。由若干接地體在大地中相互用接地線連接起來的一個整體，稱為接地網(wǎng)。其中接地線又分為接地干

59、線和接地支線。接地干線一般應(yīng)采用不少于兩根導(dǎo)體在不同地點與接地網(wǎng)連接。二、確定此配電所公共接地裝置的垂直接地鋼管和連接扁鋼1、確定接地電阻按相關(guān)資料可確定此配電所公共接地裝置的接地電阻應(yīng)滿足以下兩個條件：RE 250V/IERE 10式中 IE 的計算為IE = IC = 60(60354)A/350 = 34.3A故 RE 350V/34.3A= 10.2綜上可知，此配電所總的接地電阻應(yīng)為 RE102、接地裝置初步方案現(xiàn)初步考慮圍繞變電所建筑四周，距變電所 23m，打入一圈直徑50mm、長 2.5m 的鋼管接地體，每隔 5m 打入一根，管間用 404mm2的扁鋼焊接。3、計算單根鋼管接地電阻

60、查相關(guān)資料得土質(zhì)的 = 100m則單根鋼管接地電阻 RE(1) 100m/2.5m = 40- 30 -4、確定接地鋼管數(shù)和最后的接地方案根據(jù) RE(1)/RE = 40/4 = 10。但考慮到管間的屏蔽效應(yīng)，初選 15 根直徑50mm、 長 2.5m 的鋼管作接地體。 以 n = 15 和 a/l = 2 再查有關(guān)資料可得E 0.66。 因此可得n = RE(1)/(ERE) = 40/(0.664) 15考慮到接地體的均勻?qū)ΨQ布置，選 16mm 根直徑 50mm、長 2.5m 的鋼管作地體，用 404mm2的扁鋼連接，環(huán)形布置。3.53.5 工廠供配電二次回路的設(shè)計工廠供配電二次回路的設(shè)計

61、變電所的電氣設(shè)備分為一次設(shè)備和二次設(shè)備。一次設(shè)備(也稱主設(shè)備)是構(gòu)成電力系統(tǒng)的主體，它是直接生產(chǎn)、輸送和分配電能的設(shè)備，包括發(fā)電機、電力變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、電力母線、電力電纜和輸電線路等。二次設(shè)備是對一次設(shè)備進行控制、調(diào)節(jié)、保護和監(jiān)測的設(shè)備，它包括控制器具、繼電保護和自動裝置、測量儀表、信號器具等。二次設(shè)備通過電壓互感器和電流互感器與一次設(shè)備取得電的聯(lián)系。一次設(shè)備及其連接的回路稱為一次回路。二次設(shè)備按照一定的規(guī)則連接起來以實現(xiàn)某種技術(shù)要求的電氣回路稱為二次回路。二次回路包括監(jiān)視、測量與計量儀表、繼電保護及自動裝置、開關(guān)控制與信號設(shè)備、操作電源與控制線路所組成的回路，用以保證一次設(shè)備的工作

62、與安全運行系統(tǒng)。二次回路的設(shè)計，包括二次回路接線原理圖、二次回路原理展開圖和二次回路平面布置圖。二次回路可劃分為下列幾部分；電壓回路：由電壓互感器與儀表、繼電器等的電壓線圈組成。電流回路：由電流互感器與儀表、繼電器等的電壓線圈組成。操作回路：由操作電源與斷路器的掉閘、合閘線圈等組成。- 31 -信號回路：由信號電源與光字牌、警鈴、電笛等組成。二次回路包括交流回路和直流回路兩大部分。交流回路包括電壓互感器的電壓回路和電流互感器的電流回路。直流回路包括控制、合閘、信號等回路共有 25 條直流小母線。每條小母線都用專用文字符號和數(shù)字符號標示。參照二次回路基本圖例，并結(jié)合系統(tǒng)實際情況，在最大程度的優(yōu)化

63、設(shè)備控制及運行的情況下，研究設(shè)計出了能滿足本廠供配電系統(tǒng)安全可靠供電的二次回路。各種測量二次回路如下圖所示(以 3 號 HM 壓縮機為例):A 電流測量圖3.4電流測量裝置圖B 過流保護測量- 32 -圖3.5過流保護測量裝置圖C 接地保護測量圖3.6接地保護裝置圖D 電壓測量- 33 -圖3.7電壓測量裝置圖圖3.8差動保護測量回路圖測量回路，主要是利用各種電流，電壓互感器進行測量。測量的各種數(shù)據(jù)，將傳遞給各自的保護回路。保護回路控制一次回路上斷路器的分合，就可以實現(xiàn)各種突發(fā)事件的控制。如差動保護測量回路將電信號傳遞給差- 34 -動保護二次回路，以實現(xiàn)保護功能。如下圖所示。圖3.9差動保護

64、二次回路示意圖從圖中可以看出各種回路雖然保護對象不同，但只要保護的對象發(fā)生異常情況，都可以根據(jù)觀察信號燈，操作控制開關(guān)來進行各一次回路上斷路器的合閘與跳閘。而且從燈的顏色也可以辯明事故信號，預(yù)告信號等重要信息。這樣，保護裝置和監(jiān)測裝置動作后都要發(fā)出相應(yīng)的信號提醒或提示運行人員，從而保障供電的安全性。3.63.6 節(jié)能措施節(jié)能措施為了提高電能的利用率和使用效率，節(jié)約能源節(jié)約資金，工廠的節(jié)電工作涉及面很廣，既包括配電系統(tǒng)的節(jié)能改造，也包括電動機、風(fēng)機、水泵等用電設(shè)備的節(jié)能改造。其中，配電系統(tǒng)的電能損耗率(簡稱線損率)是工廠一項重要的電氣綜合技術(shù)經(jīng)濟指標，電氣管理人員必須切實做好線損管- 35 -理

65、工作。工廠的配電系統(tǒng)電能損耗與廠內(nèi)的負荷分布、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、無功配量、運行方式、用電構(gòu)成、電壓等級以及一、二次設(shè)備的技術(shù)性能等因素有關(guān)。配電網(wǎng)損耗理論上由三部分組成，即發(fā)生在線路導(dǎo)線電阻上的電能損失，發(fā)生在配電變壓器高低壓繞組電阻上的電能損失和發(fā)生在配電變壓器鐵心上的電能損失。本工程中采用如下幾種措施降低配電系統(tǒng)的損耗:一、改造迂回線路隨著工廠的發(fā)展，負荷的變化，配電線路的延伸，廠內(nèi)逐年自然形成的電網(wǎng)不一定合理，甚至有迂回送電的情況，所以，對迂回線路必須進行改造。在線路走向改造時，主干線要接近負荷中心，分支線角度不能超過90 度角。二、改造卡脖子線，增大導(dǎo)線截面隨著生產(chǎn)發(fā)展的需要，廠內(nèi)線路有的增大

66、了負荷，增加了大的用戶，有的由于電源的重新布點，使原來線路的末端變成了首端，有的由于建廠時線路建設(shè)標準低，形成了卡脖子線。改造時應(yīng)增大這些導(dǎo)線的截面，既保證供電容量，又降低線路電阻，達到降損節(jié)能的目的。改造卡脖子線的標準是使線路導(dǎo)線截面在最大負荷時，其電流密度不大于 11.5A/mm2。當線路的導(dǎo)線截面一定時，在條件允許時采用己有的雙回路并聯(lián)工作和盡量利用備用線路供電，通過間接增大配電線路的導(dǎo)線截面，降低導(dǎo)線電能損耗。三、改造導(dǎo)線的接續(xù)方法線路導(dǎo)線接續(xù)不好會使接續(xù)點發(fā)熱，并損耗能源。我們對導(dǎo)線的接續(xù)采取了如下的措施:1、導(dǎo)線接續(xù)盡量避免纏繞法，改為炮接、有張力時的鉗接和無張力時的設(shè)備線夾連接。2、 不同導(dǎo)線接續(xù)在耐張桿的引流或設(shè)備上完成， 應(yīng)該用鋁銅過渡線夾。- 36 -3、導(dǎo)線或設(shè)備線夾在安裝前就處理好，無銹蝕，安裝時要緊固好。四、采用無功補償，提高功率因數(shù)由于有功損耗與2cos成反比，又由于功率因數(shù)的改善，也將引起網(wǎng)絡(luò)電壓的上升，所以采用無功補償，提高功率因素2cos可大大降低損耗。同時，功率因素的提高，在輸送相同的有功功率時，也可降低配電變壓器及配電線路的負荷電流。配電系統(tǒng)進行無