设计4444444444-电气自动化技术-变电所

PAGEPAGEPAGEIII阳泉职业技术学院毕业设计说明书毕业生姓名：专业：电气自动化技术学号：指导教师：所属系（部）：信息系二〇一〇年五月PAGEI阳泉职业技术学院毕业论文评阅书题目：卫东煤矿机修厂加工一车间低压配电系统及车间变电所信息系电气自动化技术专业姓名设计时间：2010年3月15日—2010年5月16日评阅意见：成绩：指导教师：（签字）职务：2010年月日阳泉职业技术学院毕业论文答辩记录卡信息系电气自动化技术专业姓名答辩内容问题摘要评议情况记录员：（签名）成绩评定指导教师评定成绩答辩组评定成绩综合成绩注：评定成绩为100分制，指导教师为30%，答辩组为70%。专业答辩组组长：（签名）2010年月日PAGEiv摘要本文是对机修厂加工一车间低压配电系统及车间变电所系工厂供电基本知识的具体应用。本文主要包括：负荷的计算及无功功率的补偿；变电所主变压器台数和容量确定；变电所主接线方案的选择；进出线的选择；短路计算和开关设备的选择；二次回路方案的确定及继电器保护的选择和整定；防雷保护与接地装置的设计；车间配电线路的确定；线路导线及其配电设备和保护设备的选择；以及电气照明的设计，还有电路图的绘制。本文是在所学的工厂供电的理论基础上，运用所学知识，分析和解决生产实际问题，并初步掌握继电保护设计的内容、步骤和方法，提高计算和制图技能。关键词：变电所隔离开关互感器熔断器AbstractThisarticleisaworkshopjixiuChangprocessinglow-voltagedistributionsystemandtheworkshopofthefactoryelectricitysubstationbasicknowledgeofthespecificapplication.Inthispaper,including:loadandthecalculationofreactivepowercompensation;maintransformersubstationnumberandcapacityofTaiwantodetermine;substationmainwiringprogrammeofchoice;entersgoingbeyondalinethechoice;short-circuitcalculationsandthechoiceofswitchingequipment;secondarycircuitForidentifyingandrelayprotectionandthechoiceofsetting;lightningprotectionandgroundingequipmentdesign;workshopdistributionlinestobeconfirmed;wirelineanddistributionequipmentandprotectiveequipmentofchoice,andelectricallightingdesign,circuitDrawing.Thispaperisinthepowerofthefactoryonthebasisofthetheory,theuseoftheknowledge,analysisandproductionofpracticalproblemstosolve,andpreliminarydesignmasterrelaythecontents,methodsandstepstoimprovethecalculationandmappingskills.Keywords：SubstationDisconnectorsTransformersFuse目录摘要 iAbstract ii第一篇绪论 1第一章工厂供电的意义和目的 1第二章课程设计原始数据 2第三章设计内容及步骤 3第二篇变电所数据的计算 6第一章负荷计算的内容和目的 6第三章全厂负荷计算 7第四章功率补偿 8第三篇变电所方案的选择 9第一章变电所位置和型式的选择 9第二章变压器的选择 10第一节主变压器台数的选择 10第二节变电所主变压器容量的选择 10第三章主结线方案的选择 10第一节变配电所主结线的选择原则 10第二节主接线方案的选择 11第四章短路计算 13第一节短路电流计算的目的及方法 13第二节采用标幺制法进行短路计算 13第五章导线、电缆的选择 17第六章变电所二次回路方案选择 18第一节二次回路方案选择 18第二节电测量仪表与绝缘监视装置 21第三节绝缘监视装置 23第六章变压器的继电保护 23第一节概述 23第二节变配电站继电保护的作用 25第三节变配电站继电保护的基本工作原理 25第四节变配电站继电保护按保护性质分类 25第五节变电站继电保护按被保护对象分类 27第六节差动保护 28第七节变压器的瓦斯保护 29第八章防雷与接地 30第一节防雷设备 30第二节防雷措施 30第三节接地 32结论 34参考文献 35致谢 36 阳泉职业技术学院毕业论文PAGE38第一篇绪论第一章工厂供电的意义和目的众所周知，电能现代工业生产的主要能源和动力。电能既易于由其它形式的能量转换而来，又易于转换为其它形式的能量以供应用；电能的输送的分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。因此，电能在现代工业生产及整个国民经济生活中应用极为广泛。在工厂里，电能虽然是工业生产的主要能源和动力，但是它在产品成本中所占的比重一般很小（除电化工业外）。电能在工业生产中的重要性，并不在于它在产品成本中或投资总额中所占的比重多少，而在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产成本，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。从另一方面来说，如果工厂的电能供应突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果。因此，做好工厂供电工作对于发展工业生产，实现工业现代化，具有十分重要的意义。由于能源节约是工厂供电工作的一个重要方面，而能源节约对于国家经济建设具有十分重要的战略意义，因此做好工厂供电工作，对于节约能源、支援国家经济建设，也具有重大的作用。工厂供电工作要很好地为工业生产服务，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并做好节能工作，就必须达到以下基本要求：（1）安全在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。（2）可靠应满足电能用户对供电可靠性的要求。（3）优质应满足电能用户对电压和频率等质量的要求（4）经济供电系统的投资要少，运行费用要低，并尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗量。此外，在供电工作中，应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，既要照顾局部的当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应发展。

第二章课程设计原始数据表1车间设备明细表 设备代号设备名称型号台数单台容量总容量设备代号设备名称型号台数单台容量总容量kWkWkWkW1车床C630M110.12510.1251951单梁吊车110.210.22万能工具磨床M5M12.0752.07520立式砂轮11.751.754普通车床C620-117.6257.62522牛头刨床B6651335普通车床C620-117.6257.62523万能铣床X63WT113136普通车床C620-315.6255.62524立式铣床X52K19.1259.1257普通车床C62014.6254.62525滚齿机Y-3614.14.18普通车床C62014.6254.62526插床B50321449普通车床C62014.6254.62527弓锯机G7211.71.710普通车床C62014.6254.62528立式钻床Z51210.60.611普通车床C61814.6254.62529电极式盐浴电阻炉1202012普通车床C61614.6254.62530井式回火电阻炉12424单相380V13螺旋套丝机S-813913.1253.12531箱式加热电阻炉1454514普通车床C630110.12510.12532车床CW6-1131.931.915管螺纹车床Q11917.6257.62533立式车床C512-1A135.735.716摇臂钻床Z3518.58.534卧室镗床J681101017圆柱立式钻床Z504013.1253.12535单臂刨床B10101707018圆柱立式钻床Z504013.1253.125总计工厂负荷情况：本厂多数车间为三班工作制，年最大负荷利用小时为3500h，日最大负荷持续时间6h。该厂除铸造车间、电镀车间和锅炉房属二级负荷外，其余均属三级负荷。低压动力设备均为三相，额定电压为380V。照明及家用电器均为单相，额定电压为220V。本厂的负荷统计资料如表1所示。供电电源条件本车间变电所从本厂35/10kV总降压变电所用架空线路引进10kV电源，如下图所示。架空线路长300m。绘制等效电路如图表1配电系统图工厂总降压变电所10kV母线上的短路容量按200MVA计。工厂总降压变电所10kV配电出线定时限过流保护装置的整定时间Iop=1.7s。要求车间变电所最大4时功率因数不得低于0.9。要求在车间变电所10kV侧计量。气象资料：本厂的车间内最热月的平均温度为28℃，地中最热月的平均温度为19℃，土壤冻结深度为地质水文资料：本厂所在地区为耕地，地势平坦。地层以砂粘土为主。地下水位为2.8~5.3m.第三章设计内容及步骤全厂降压变电所及配电系统设计，是根据各车间的负荷数量和特性，生产对负荷的要求，以及负荷布局，结合国家供电情况。解决对各部门的安全，可靠，优质，经济的分配电能问题。其具体内容如下：(1)负荷计算全厂降压变电所的负荷计算，考虑车间变电所变压器的功率损耗，从而求出全厂降压变电所高压侧计算负荷及总功率因数。列出负荷计算表、表达计算成果。(2)工厂降压变电所的位置和主变压器的台数及容量选择参考电源进线方向，综合考虑设置总降压变电所的有关因素，结合全厂计算负荷以及扩建和备用的需要，确定变压器的台数和容量。(3)工厂总降压变电所主结线设计根据变电所配电回路数，负荷要求的可靠性级别和计算负荷数综合主变压器台数，确定变电所高、低接线方式。对它的基本要求，即要安全可靠又要灵活经济，安装容易维修方便。(4)厂区高压配电系统设计根据厂内负荷情况，从技术和经济合理性确定厂区配电电压。参考负荷布局及总降压变电所位置，比较几种可行的高压配电网布置放案，计算出导线截面及电压损失，由不同放案的可靠性，电压损失，基建投资，年运行费用，有色金属消耗量等综合技术经济条件列表比值，择优选用。按选定配电系统作线路结构与敷设方式设计。(5)工厂供、配电系统短路电流计算工厂用电，通常为国家电网的末端负荷，其容量运行小于电网容量，皆可按无限容量系统供电进行短路计算。由系统不同运行方式下的短路参数，求出不同运行方式下各点的三相及两相短路电流。(6)改善功率因数装置设计按负荷计算求出总降压变电所的功率因数，通过查表或计算求出达到供电部门要求数值所需补偿的无功率。由手册或厂品样本选用所需移相电容器的规格和数量，并选用合适的电容器柜或放电装置。(7)变电所高、低压侧设备选择参照短路电流计算数据和各回路计算负荷以及对应的额定值，选择变电所高、低压侧电器设备，如隔离开关、断路器、母线、电缆、绝缘子、避雷器、互感器、开关柜等设备。并根据需要进行热稳定和力稳定检验。用总降压变电所主结线图，设备材料表和投资概算表达设计成果。(8)继电保护及二次结线设计为了监视，控制和保证安全可靠运行，变压器、高压配电线路移相电容器、高压电动机、母线分段断路器及联络线断路器，皆需要设置相应的控制、信号、检测和继电器保护装置。并对保护装置做出整定计算和检验其灵敏系数。设计包括继电器保护装置、监视及测量仪表，控制和信号装置，操作电源和控制电缆组成的变电所二次结线系统，用二次回路原理接线图或二次回路展开图以及元件材料表达设计成果。35kv及以上系统尚需给出二次回路的保护屏和控制屏面布置图。(9)变电所防雷装置设计参考本地区气象地质材料，设计防雷装置。进行防直击的避雷针保护范围计算，避免产生反击现象的空间距离计算，按避雷器的基本参数选择防雷电冲击波的避雷器的规格型号，并确定其接线部位。进行避雷灭弧电压，频放电电压和最大允许安装距离检验以及冲击接地电阻计算。第二篇变电所数据的计算第一章负荷计算的内容和目的（1）计算负荷又称需要负荷或最大负荷。计算负荷是一个假想的持续性的负荷，其热效应与同一时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。在配电设计中，通常采用30分钟的最大平均负荷作为按发热条件选择电器或导体的依据。（2）尖峰电流指尖峰电流是指持续时间1~2s的短时最大负荷电流。尖峰电流主要用来选择熔断器和低压断路器、整定继电保护装置及检验电动机自启动条件等。在校验瞬动元件时，还应考虑启动电流的非周期分量。（3）平均负荷为一段时间内用电设备所消耗的电能与该段时间之比。常选用最大负荷班（即有代表性的一昼夜内电能消耗量最多的一个班）的平均负荷，有时也计算年平均负荷。平均负荷用来计算最大负荷和电能消耗量。第二章负荷计算的方法负荷计算的方法在工程中常用的有需要系数法及二项式等系数法。本设计采用需要系数法。主要计算公式有：有功功率(单位为kw)：=·Kd（公式2-2）无功计算负荷（单位为kvar）:Q30=P30·tgφ（公式2-2）视在计算负荷（单位为kva）:=P30/φ（公式2-3）计算电流(单位为A):=/（公式2-4）各用电车间负荷计算结果如表2表2机加工二车间和铸造、铆焊、电修等车间的负荷计算表序号车间名称供电回路代号设备容量kWP30(kW)Q30(kvar)S30(kVA)I30(A)1机加工二车间No.1供电回路15546.554.477.54.8No.2供电回路1203642.160.03.5No.3供电回路108013.30.82铸造车间No.4供电回路1606465.391.45.3No.5供电回路1405657.180.04.6No.6供电回路1807273.4102.95.9No.7供电回路86.409.10.53铆焊车间No.8供电回路15045No.9供电回路1705110178.54.5No.10供电回路75.608.60.54电修车间No.11供电回路150457869.24.0No.12供电回路146446567.73.9No.13供电回路108012.30.7总计第三章全厂负荷计算取cosφ=0.6，根据上表可算出：则S30=P30/cosφ≈77.5KVAI30=I30=S30/3UN≈4.5AS30=P30/cosφ≈60Kva≈60.0kVAI30=I30=S30/3UN≈3.46A=P30/cosφ≈13.3kVAI30==/UN≈0.77A第四章功率补偿综合考虑在这里采用并联电容器进行高压集中补偿。可选用BWF6.3-100-1W型的电容器，其额定电容为2.89µFQc=5999×（tanarccos0.75－tanarccos0.92）Kvar=2724Kvar取Qc=2800Kvar因此，其电容器的个数为：n=Qc/qC=2800/100=28而由于电容器是单相的，所以应为3的倍数，取28个正好，无功补偿后，变电所低压侧的计算负荷为：S30（2）′=[59992+(5463-2800)2]1/2=6564KV·A变压器的功率损耗为：△QT=0.06S30′=0.06*6564=393.8Kvar△PT=0.015S30′=0.015*6564=98.5Kw变电所高压侧计算负荷为：P30′=5999+98.5=6098KwQ30′=(5463-2800)+393.8=3057KvarS30′=(P302+Q302)1/2=6821KV.A无功率补偿后，工厂的功率因数为：cosφ′=P30′/S30′=6098/6821=0.9则工厂的功率因数为：cosφ′=P30′/S30′=0.9≥0.9第三篇变电所方案的选择第一章变电所位置和型式的选择变电所位置的选择应遵循以下原则：(1)接近负荷中心。(2)进出线方便。(3)接近电源侧。(4)设备吊装、运输方便。(5)不应设在有剧烈振动的场所。(6)不宜设在多尘、水雾(如大型冷却塔)或有腐蚀性气体的场所，如无法远离时，不应设在污源的下风侧。(7)不应设在厕所、浴室或其他经常积水场所的正下方或贴邻。(8)不应设在爆炸危险场所以内和不宜设在有火灾危险场所的正上方或正下方，如布置在爆炸危险场所范围以内和布置在与火灾危险场所的建筑物毗连时，应符合现行的《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》的规定。(9)配变电所为独立建筑物时，不宜设在地势低洼和可能积水的场所。(10)高层建筑地下层配变电所的位置，宜选择在通风、散热条件较好的场所。(11)配变电所位于高层建筑(或其他地下建筑)的地下室时，不宜设在最底层。当地下仅有一层时，应采取适当抬高该所地面等防水措施。并应避免洪水或积水从其他渠道淹渍配变电所的可能性。根据GB50053--1994《10KV及以下变电所设计规范》相关规定：装有可燃性油浸电力变压器的变电所，不应设在耐火等级为三、四级的建筑中。在无特殊防火要求的多层建筑中，装有可燃性油的电气设备的配变电所，可设置在底层靠外墙部位，但不应设在人员密集场所的上方、下方、贴邻或疏散出口的两旁。高层建筑的配变电所，宜设置在地下层或首层；当建筑物高度超过100m时，也可在高层区的避难层或上技术层内设置变电所。一类高、低层主体建筑内，严禁设置装有可燃性油的电气设备的配变电所二类高、低层主体建筑内不宜设置装有可燃性油的电气设备的配变电所，如受条件限制亦可采用难燃性油的变压器，并应设在首层靠外墙部位或地下室，且不应设在人员密集场所的上下方、贴邻或出口的两旁，并应采取相应的防火和排油措施。大、中城市除居住小区的杆上变电所外，民用建筑中不宜采用露天或半露天的变电所，如确因需要设置时，宜选用带防护外壳的户外成套变电所。第二章变压器的选择第一节主变压器台数的选择由于该厂的负荷属于三级负荷，对电源的供电可靠性要求较高，宜采用两台变压器，以便当一台变压器发生故障后检修时，另一台变压器能对一、二级负荷继续供电，故选两台变压器。第二节变电所主变压器容量的选择装设两台主变压器的变电所，每台变压器的容量ST应同时满足以下两个条件：①任一台单独运行时，ST≥（0.6-0.7）S′30（1）②任一台单独运行时，ST≥S′30（Ⅰ+Ⅱ）由于S′30（1）=7932KV·A，因为该厂都是上二级负荷所以按条件2选变压器。③ST≥（0.6-0.7）×7932=（4759.2～5552.4）KV·A≥ST≥S′30（Ⅰ+Ⅱ）因此选5700KV·A的变压器二台第三章主结线方案的选择第一节变配电所主结线的选择原则(1)当满足运行要求时，应尽量少用或不用断路器，以节省投资。(2)当变电所有两台变压器同时运行时，二次侧应采用断路器分段的单母线接线。(3)当供电电源只有一回线路，变电所装设单台变压器时，宜采用线路变压器组结线。(4)为了限制配出线短路电流，具有多台主变压器同时运行的变电所，应采用变压器分列运行。(5)接在线路上的避雷器，不宜装设隔离开关；但接在母线上的避雷器，可与电压互感器合用一组隔离开关。(6)6～10KV固定式配电装置的出线侧，在架空线路或有反馈可能的电缆出线回路中，应装设线路隔离开关。(7)采用6～10KV熔断器负荷开关固定式配电装置时，应在电源侧装设隔离开关。(8)由地区电网供电的变配电所电源出线处，宜装设供计费用的专用电压、电流互感器（一般都安装计量柜）。(9)变压器低压侧为0.4KV的总开关宜采用低压断路器或隔离开关。当有继电保护或自动切换电源要求时，低压侧总开关和母线分段开关均应采用低压断路器。(10)当低压母线为双电源，变压器低压侧总开关和母线分段开关采用低压断路器时，在总开关的出线侧及母线分段开关的两侧，宜装设刀开关或隔离触头。第二节主接线方案的选择对于电源进线电压为35KV及以上的大中型工厂，通常是先经工厂总降压变电所降为6—10KV的压配电电压，然后经车间变电所，降为一般低压设备所需的电压。降压变电所主结线图表示工厂接受和分配电能的路径，由各种电力设备（变压器、避雷器、断路器、互感器、隔离开关等）及其连接线组成，通常用单线表示。主结线对变电所设备选择和布置，运行的可靠性和经济性，继电保护和控制方式都有密切关系，是供电设计中的重要环节。一次侧采用内桥式结线，二次侧采用单母线分段的总降压变电所主电路图如下。这种主结线，其一次侧的QF10跨接在两路电源线之间，犹如一座桥梁，而处在线路断路器QF11和QF12的内侧，靠近变压器，因此称为内桥式结线。这种主结线的运行灵活性较好，供电可靠性较高，适用于一、二级负荷工厂。如果某路电源例如WL1线路停电检修或发生故障时，则断开QF11，投入QF10（其两侧QS先合），即可由WL2恢复对变压器T1的供电，这种内桥式结线多用于电源线路较长因而发生故障和停电检修的机会较多、并且变电所的变压器不需要经常切换的降压变电所。(2)一次侧采用外桥式结线、二次侧采用单母线分段的降压变电所主电路图，这种主结线，其一次侧的高压断路器QF10也跨接在两路电源进线之间，但处在线路断路器QF11和QF12的外侧，靠近电源方向，因此称为外桥式结线。这种主结线的运行灵活性也较好，供电可靠性同样较高，适用于一、二级负荷的工厂。但与内桥式结线适用的场合有所不同。如果某台变压器例如T1停电检修或发生故障时，则断开QF11，投入QF10（其两侧QS先合），使两路电源进线又恢复并列运行。这种外桥式适用于电源线路较短而变电所负荷变动较大、适用经济运行需经常切换的总降压变电所。当一次电源电网采用环行结线时，也宜于采用这种结线，使环行电网的穿越功率不通过进线断路器QF11、QF12，这对改善线路断路器的工作及其继电保护的整定都极为有利。(3)一、二次侧均采用单母线分段的降压变电所主电路图(见附图)。这种主结线图兼有上述两种桥式结线的运行灵活性的优点，但所用高压开关设备较多，可供一、二级负荷，适用于一、二次侧进出线较多的降压变电所。(4)一、二次侧均采用双母线的降压变电所主电路图采用双母线结线较之采用单母线结线，供电可靠性和运行灵活性大大提高，但开关设备也大大增加，从而大大增加了初投资，所以双母线结线在工厂电力系统在工厂变电所中很少运用主要用与电力系统的枢纽变电所。本次设计的电机修造厂是连续运行，负荷变动较小，电源进线较短（2.5km）,主变压器不需要经常切换，另外再考虑到今后的长远发展。采用一、二侧单母线分段的总降压变电所主结线（即全桥式结线）。方案Ⅰ：低压侧均采用单母线分段。优点：用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同母线段引出两个回路，用两个电路供电；当一段母线故障时，分段断路器自动切除故障母线保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。缺点：当一段母线或母线隔离开关检修时该母线各出线须停电；当出线为双回路时，常使架空线路出现交叉跨越；扩建时需向两个方向均衡扩建。方案Ⅱ：单母线分段带旁路。优点：具有单母线分段全部优点，在检修断路器时不至中断对用户供电。缺点：常用于大型电厂和变电中枢，投资高。方案Ⅲ：低压采用单母线、低压单母线分段。优点：任一主变压器检修或发生故障时，通过切换操作，即可迅速恢复对整个变电所的供电。缺点：在高压母线或电源进线进行检修或发生故障时，整个变电所仍需停电。以上三种方案均能满足主接线要求，采用三方案时虽经济性最佳，但是其可靠性相比其他两方案差；采用方案二需要的断路器数量多，接线复杂，它们的经济性能较差；采用方案一既满足负荷供电要求又较经济，故本次设计选用方案Ⅰ。第四章短路计算第一节短路电流计算的目的及方法短路电流计算的目的是为了正确选择和校验电气设备，以及进行继电保护装置的计算。进行短路电流计算，首先要绘制计算电路图。在计算电路图上，将短路计算所考虑的各元件的额定参数都表示出来，并将各元件依次编号，然后确定短路计算点。短路计算点要选择得使需要进行短路校验的电气元件有最大可能的短路电流通过。接着，按所选择的短路计算点绘出等效电路图，并计算电路中各主要元件的阻抗。在等效电路图上，只需将被计算的短路电流所流经的一些主要元件表示出来，并标明其序号和阻抗值，然后将等效电路化简。对于工厂供电系统来说，由于将电力系统当作无限大容量电源，而且短路电路也比较简单，因此一般只需采用阻抗串、并联的方法即可将电路化简，求出其等效总阻抗。最后计算短路电流和短路容量。短路电流计算的方法，常用的有欧姆法（有称有名单位制法）和标幺制法（又称相对单位制法）。第二节采用标幺制法进行短路计算(1)确定基准值取Sd=100MV·A,UC1=60KV,UC2=10.5KV而Id1=Sd/3UC1=100MV·A/(3×60KV)=0.96KAId2=Sd/3UC2=100MV·A/(3×10.5KV)=505KA(2)计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值1）电力系统（SOC=310MV·A）X1*=100KVA/310=0.322）架空线路（XO=0.4Ω/km）X2*=0.4×4×100/10.52=1.523)电力变压器（UK%=7.5）X3*=UK%Sd/100SN=7.5×100×103/(100×5700)=1.32绘制等效电路如图，图上标出各元件的序号和电抗标幺值，并标出短路计算点。绘制等效电路如图(3)求k-1点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量总电抗标幺值X*Σ(K-1)=X1*＋X2*=0.32+1.52=1.84三相短路电流周期分量有效值(3)=Id1/X*Σ(K-1)=0.96/1.84=0.52其他三相短路电流I"(3)=I∞(3)=Ik-1(3)=0.52KAish(3)=2.55×0.52KA=1.33KAIsh(3)=1.51×0.52KA=0.79KA三相短路容量Sk-1(3)=Sd/X*Σ(k-1)=100MVA/1.84=54.3(4)求k-2点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量1)总电抗标幺值X*Σ(K-2)=X1*＋X2*＋X3*/X4*=0.32+1.52+1.32/2=2.52)三相短路电流周期分量有效值IK-2(3)=Id2/X*Σ(K-2)=505KA/2.5=202KA3)其他三相短路电流I"(3)=I∞(3)=I(k-23)=202KAish(3)=1.84×202KA=372KAIsh(3)=1.09×202KA=220KA4)三相短路容量Sk-2(3)=Sd/X*Σ(k-1)=100MVA/2.5=40MV·A在最大运行方式下：(1)确定基准值取Sd=1000MV·A,UC1=60KV,UC2=10.5KV而Id1=Sd/3UC1=1000MV·A/(3×60KV)=9.6Id2=Sd/3UC2=1000MV·A/(3×10.5KV)=55KA（2）计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值1）电力系统（SOC=1338MV·A）X1*=1000/1338=0.752）架空线路（XO=0.4Ω/km）X2=0.4×4×1000/602=0.45电力变压器（UK%=4.5）X3=UK%Sd/100SN=7.5×1000×103/(100×5700)=13.2绘制等效电路如图，图上标出各元件的序号和电抗标幺值，并标出短路计算点。绘制等效电路如图(3)求k-1点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量1)总电抗标幺值X*Σ(K-1)=X1*＋X2*=0.75+0.45=1.22)三相短路电流周期分量有效值IK-1(3)=Id1/X*Σ(K-1)=9.6KA/1.2=8KA3)其他三相短路电流I"(3)=I∞(3)=Ik-1(3)=8KAish(3)=2.55×8KA=20.4KAIsh(3)=1.51×X*Σ(K-1)8KA=12.1KA4)三相短路容量Sk-1(3)=Sd/X*Σ(k-1)=1000/1.2=833MVA(4)求k-2点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量1)总电抗标幺值X*Σ(K-2)=X1*＋X2*＋X3*/X4*=0.75＋0.45＋13.2/2=7.82)三相短路电流周期分量有效值IK-2(3)=Id2/X*Σ(K-2)=55KA/7.8=7.05KA3)其他三相短路电流I"(3)=I∞(3)=Ik-2（3）=7.05KAish(3)=2.55×7.05KA=17.98KAIsh(3)=1.51×7.05KA=10.65KA4)三相短路容量Sk-2(3)=Sd/X*Σ(k-2)=1000/7.05=141.8MV·A（5）短路电流计算结果1）最大运行方式表3三厢短路电流，电容最大值三相短路电流/KA∞三相短路容量/MVA∞K-1点88820.412.1833K-2点7.057.057.0517.9810.65141.82）最小运行方式表4三厢短路电流，电容最小值三相短路电流/KA三相短路容量/MVAK-1点0.520.520.521.330.7954.3K-2点20220220237222040第五章导线、电缆的选择（1）为了保证供电系统安全、可靠、优质、经济地运行，进行导线和电缆截面时必须满足下列条件:发热条件导线和电缆(包括母线)在通过正常最大负荷电流即线路计算电流时产生的发热温度，不应超过其正常运行时的最高允许温度。（2）电压损耗条件导线和电缆在通过正常最大负荷电流即线路计算电流时产生的电压损耗，不应超过其正常运行时允许的电压损耗。对于工厂内较短的高压线路，可不进行电压损耗校验。（3）经济电流密度35KV及以上的高压线路及电压在35KV以下但距离长电流大的线路，其导线和电缆截面宜按经济电流密度选择，以使线路的年费用支出最小。所选截面，称为“经济截面”。此种选择原则，称为“年费用支出最小”原则。工厂内的10KV及以下线路，通常不按此原则选择。（4）机械强度导线（包括裸线和绝缘导线）截面不应小于其最小允许截面。对于电缆，不必校验其机械强度，但需校验其短路热稳定度。母线也应校验短路时的稳定度。对于绝缘导线和电缆，还应满足工作电压的要求。根据设计经验，一般10KV及以下高压线路及低压动力线路，通常先按发热条件来选择截面，再校验电压损耗和机械强度。低压照明线路，因其对电压水平要求较高，因此通常先按允许电压损耗进行选择，再校验发热条件和机械强度。对长距离大电流及35KV以上的高压线路，则可先按经济电流密度确定经济截面，再校验其它条件。架空进线的选择按发热条件选择导线截面补偿功率因素后的线路计算电流已知I30=76.33A由课本表5-3查得jec=1.65，因此Aec=76.33/1.65=46.26mm2选择准截面45mm2，既选LGJ—45型铝绞线校验发热条件和机械强度都合格。一、高、低压设备的选择高压设备选择的一般要求必须满足一次电路正常条件下和短路故障条件下的工作要求，同时设备应工作安全可靠，运行方便，投资经济合理。高压刀开关柜的选择应满足变电所一次电路图的要求，并各方案经济比较优选出开关柜型号及一次结线方案编号，同时确定其中所有一次设备的型号规格。工厂变电所高压开关柜母线宜采用LMY型硬母线二、配电所高压开关柜的选择高压开关柜是按一定的线路方案将有关一、二次设备组装而成的一种高压成套配电装置，在发电厂和变配电所中作为控制和保护发电机、变压器和高压线路之用，也可作为大型高压开关设备、保护电器、监视仪表和母线、绝缘子等。高压开关柜有固定式和手车式（移可式）两大类型。由于本设计是10KV电源进线，则可选用较为经济的固定式高压开关柜，这里选择GG1A-10Q（F）型。第六章变电所二次回路方案选择第一节二次回路方案选择一、二次回路电源选择（1）二次回路种类变配电站二次回路包括：测量、保护、控制与信号回路部分。测量回路包括：计量测量与保护测量。控制回路包括：就地手动合分闸、防跳联锁、试验、互投联锁、保护跳闸以及合分闸执行部分。信号回路包括开关运行状态信号、事故跳闸信号与事故预告信号。（2）测量回路测量回路分为电流回路与电压回路。电流回路各种设备串联于电流互感器二次侧（5A），电流互感器是将原边负荷电流统一变为5A测量电流。计量与保护分别用各自的互感器（计量用互感器精度要求高），计量测量串接于电流表以及电度表，功率表与功率因数表电流端子。保护测量串接于保护继电器的电流端子。微机保护一般将计量及保护集中于一体，分别有计量电流端子与保护电流端子。电压测量回路，220/380V低压系统直接接220V或380V，3KV以上高压系统全部经过电压互感器将各种等级的高电压变为统一的100V电压，电压表以及电度表、功率表与功率因数表的电压线圈经其端子并接在100V电压母线上。微机保护单元计量电压与保护电压统一为一种电压端子。（3）控制回路合分闸通过合分闸转换开关进行操作，常规保护为提示操作人员及事故跳闸报警需要，转换开关选用预合-合闸-合后及预分-分闸-分后的多档转换开关。以使利用不对应接线进行合分闸提示与事故跳闸报警，国家已有标准图设计。采用微机保护以后，要进行远分合闸操作后，还要到就地进行转换开关对位操作，这就失去了远分操作的意义，所以应取消不对应接线，选用中间自复位的只有合闸与分闸的三档转换开关。当合闸回路出现故障时进行分闸，或短路事故未排除，又进行合闸（误操作），这时就会出现断路器反复合分闸，不仅容易引起或扩大事故，还会引起设备损坏或人身事故，所以高压开关控制回路应设计防跳。防跳一般选用电流启动，电压保持的双线圈继电器。电流线圈串接于分闸回路作为启动线圈。电压线圈接于合闸回路，作为保持线圈，当分闸时，电流线圈经分闸回路起动。如果合闸回路有故障，或处于手动合闸位置，电压线圈起启动并通过其常开接点自保持，其常闭接点马上断开合闸回路，保证断路器在分闸过程中不能马上再合闸。防跳继电器的电流回路还可以通过其常开接点将电流线圈自保持，这样可以减轻保护继电器的出口接点断开负荷，也减少了保护继电器的保持时间要求。有些微机保护装置自己已具有防跳功能，这样就可以不再设计防跳回路。断路器操作机构选用弹簧储能时，如果选用储能后可以进行一次合闸与分闸的弹簧储能操作机构（也有用于重合闸的储能后可以进行二次合闸与分闸的弹簧储能操作机构），因为储能一般都要求10秒左右，当储能开关经常处于断开位置时，储一次能，合完之后，将储能开关再处于断开位置，可以跳一次闸；跳闸之后，要手动储能之后才能进行合闸，此时，也可以不再设计防跳回路。（4）试验与互投联锁与控制对于手车开关柜，手车推出后要进行断路器合分闸试验，应设计合分闸试验按钮。进线与母联断路，一般应根据要求进行互投联锁或控制。（5）保护跳闸保护跳闸出口经过连接片接于跳闸回路，连接片用于保护调试，或运行过程中解除某些保护功能。（6）合分闸回路合分闸回路为经合分闸母线为操作机构提供电源，以及其控制回路，一般都应单独画出。（7）信号回路开关运行状态信号由合闸与分闸指示两个装于开关柜上的信号灯组成：经过操作转换开关不对应接线后接到正电源上。采用微机保护后，转换开关取消了不对应接线，所以信号灯正极可以直接接到正电源上。事故信号有事故跳闸与事故预告两种信号，事故跳闸报警也要通过转化开关不对应后，接到事故跳闸信号母线上，再引到中央信号系统。事故预告信号通过信号继电器接点引到中央信号系统。采用微机保护后，将断路器操作机构辅助接点与信号继电器的接点分别接到微机保护单元的开关量输入端子，需要有中央信号系统时，如果微机保护单元可以提供事故跳闸与事故预告输出接点，可将其引到中央信号系统。否则，应利用信号继电器的另一对接点引到中央信号系统。二、二次回路操作电源二次回路操作电源是供高压断路器跳、合闸回路和继电保护装置、信号回路、监测系统及其它二次回路所需的电源。因此对操作电源的可靠性要求很高，容量要求足够大，尽可能不受供电系统运行的影响。二次回路操作电源，分直流和交流两大类。直流操作电源又有由蓄电池组供电的电源和由整流装置供电的两种。交流操作电源又由所用（站用）变压器供电的由仪用互感器供电的两种。蓄电池主要有铅酸蓄电池和镉镍蓄电池两种；整流电源主要有硅整流电容储能式和复式整流两种。而交流操作电源可分为电流源和电压源两种。采用镉镍蓄电池组作操作电源，除不受供电系统运行情况的影响、工作可靠外，还有大电流放电性能好，比功率大，机械强度高，使用寿命长，腐蚀性小，无需专用房间等优点，从而大大降低了投资等优点，因此在工厂供电系统这应用比较普遍。采用交流操作电源，可使二次回路大大简化，投资大大减少，工作可靠，维护方便，但是它不适于比较复杂的电路。三、中央信号装置中央信号装置是指装设在变配电所值班室或控制室的信号装置。中央信号装置包括事故信号和预告信号两种。中央信号装置的要求是：在任一断路器事故跳闸时，能瞬时发出音响信号，并在控制屏上或配电装置有表示事故跳闸的具体断路器位置的灯光指示信号。事故音响信号通常采用电笛（蜂鸣器），应能手动或自动复归。中央事故信号装置按操作电源分，有直流操作的交流操作的两类。按事故音响信号的动作特性分，有不能重复动作的和能重复动作的两种。中央预告信号装置的要求是：当供电系统中发生故障和不正常工作状态但不需立即跳闸的情况时，应及时发出音响信号，并有显示故障性质和地点的指示信号（灯光或光字牌指示）。预告音响信号通常采用电铃，应能手动或自动复归。中央预告信号装置亦有直流操作的和交流操作的两种，同样有不能重复动作的和能重复动作的两种。电测量仪表与绝缘监视装置一、电测量仪表这里的“电测量仪表”按GBJ63—90《电力装置的电测量仪表装置设计规范》定义，“是对电力装置回路的电力运行参数所经常测量、选择测量、记录用的仪表和作计费、技术经济分析考核管理用的计量仪表的总称。”为了监视供电系统一次设备（电力装置）的运行状态和计量一次系统消耗的电能，保证供电系统安全、可靠、优质和经济合理地运行，工厂供电系统的电力装置中必须装设一定数量的电测量仪表。电测量仪表按其用途分为常用测量仪表和电能计量仪表两类，前者是对一次电路的电力运行参数作经常测量、选择测量和记录用的仪表，后者是对一次电路进行供用电的技术经济考核分析和对电力用户用电量进行测量、计量的仪表，即各种电度表。变配电装置中各部分仪表的配置供电系统变配电装置中各部分仪表的配置要求如下：（1）在工厂的电源进线上，或经供电部门同意的电能计量点，必须装设计费的有供电度表和无功电度表，而且宜采用全国统一标准的电能计量柜。为了解负荷电流，进线上还应装设一只电流表。（2）变配电所的每段母线上，必须装设电压表测量电压。在中性点非有效接地的（即小接地电流的）系统中，各段母线上还应装设绝缘监视装置。如出线很少时，绝缘监视电压表可不装设。（3）35～110/6～10KV的电力变压器，应装设电流表、有功功率表、无功功率表、有功电能表和无功电能表各一只，装在哪一侧视具体情况而定。6～10/3～6KV的电力变压器，在其一侧装设电流表、有功和无功电度表各一只。6～10/0.4KV的电力变压器，在高压侧装设电流表和有功电度表各一只，如为单独经济核算单位的变压器，还应装设一只无功电度表。（4）3～10KV的配电线路，应装设电流表、有功和无功电度表各一只。如不是送往单独经济核算单位时，可不装无功电度表。当线路负荷在5000KV·A及以上时，可再装设一只有功功率表。（5）380V的电源进线或变压器低压侧，各相应装一只电流表。如果变压器高压侧未安装设有功电度表一只。（6）低压动力线路上，应安装一只电流表。低压照明线路及三相负荷不平衡率大于15%的线路上，应装设三只电流表分别测量三相电流。如需计量电能，一般应装设一只三相四线有功电度表。对负荷平衡的动力线路，可只装设一只单相有功电度表，实际电能按其计度的3倍计。（7）并联电力电容器组的回路上，应装设三只电流表，分别测量三相电流，并应装设一只无功电度表。第三节绝缘监视装置绝缘监视装置用于小接地电流的系统中，以便及时发现单相接地故障，设法处理，以免故障发展为两相接地短路，造成停电事故。6～35KV系统的绝缘监视装置，可采用三相双绕组电压互感器和三只电压表，也可采用三个单相三绕组电压互感器或者一个三相五芯柱三绕组电压互感器。接成Y0的二次绕组，其中三只电压表均接各相的相电压。当一次电路其中一相发生接地故障时，电压互感器二次侧的对应相的电压表指零，其它两相的电压表读数则升高到线电压。由指零电压表的所在相即可得知该相发生了单相接地故障，但不能判明是哪一条线路发生了故障，因此这种绝缘监视装置是无选择性的，只适于出线不多的系统。这里根据GBJ63-1990的规范要求选用合适的电测量仪表并配用相应绝缘监视装置。低压侧的动力出线上，均专有有功电度表和无功电度表，低压照明线路上专有三相四线有功电度表。低压并联电容器线路上，专有无功电度表。每一回路均专有电流表。低压母线专有电压表。仪表的准确度等级按规范要求。（1）6KV电源进线上：电能计量柜装设有功电能表和无功电能表；为了解负荷电流，装设电流表一只。变电所每段母线上：装设电压表测量电压并装设绝缘检测装置。电力变压器高压侧：装设电流表和有功电能表各一只。（4）380V的电源进线和变压器低压侧：各装一只电流表。第六章变压器的继电保护第一节概述按GB50062—92《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》规定：对电力变压器的下列故障及异常运行方式，应装设相应的保护装置：（1）绕组及其引出线的相间短路和在中性点直接接地侧的单相接地短路；（2）绕组的匝间短路；（3）外部相间短路引过的过电流；（4）中性点直接接地电力网中外部接地短路引起的过电流及中性点过电压；（5）过负荷；（6）油面降低；（7）变压器温度升高或油箱压力升高或冷却系统故障。对于低压侧的车间变电所主变压器来说，通常装设有带时限的过电流保护；如过电流保护动作时间大于0.5～0.7s时，还应装设电流速断保护。容量在800KV·A及以上的油浸式变压器和400KV·A及以上的车间内油浸式变压器，按规定应装设瓦斯保护（又称气体继电保护）。容量在400KV·A及以上的变压器，当数台并列运行或单台运行并作为其它负荷的备用电源时，应根据可能过负荷的情况装设过负荷保护。过负荷保护及瓦斯保护在轻微故障时（通称“轻瓦斯”），动作于信号，而其它保护包括瓦斯保护在严重故障时（通称“重瓦斯”），一般均动作于跳闸。在本设计中，根据要求需装设过电流保护、电流速断保护、过负荷保护和瓦斯保护。对于由外部相间短路引起的过电流，保护应装于下列各侧：1）对于双线圈变压器，装于主电源侧2）对三线圈变压器，一般装于主电源的保护应带两段时限，以较小的时限断开未装保护的断路器。当以上方式满足灵敏性要求时，则允许在各侧装设保护。各侧保护应根据选择性的要求装设方向元件。对于供电给分开运行的母线段的降压变压器，除在电源侧装设保护外，还应在每个供电支路上装设保护。除主电源侧外，其他各侧保护只要求作为相邻元件的后备保护，而不要求作为变压器内部故障的后备保护。5）保护装置对各侧母线的各类短路应具有足够的灵敏性。相邻线路由变压器作远后备时，一般要求对线路不对称短路具有足够的灵敏性。相邻线路大量瓦斯时，一般动作于断开的各侧断路器。如变压器高采用远后备时，不作具体规定。6）对某些稀有的故障类型（例如110KV及其以上电力网的三相短路）允许保护装置无选择性动作。第二节变配电站继电保护的作用变配电站继电保护能够在变配电站运行过程中发生故障（三相短路、两相短路、单相接地等）和出现不正常现象时（过负荷、过电压、低电压、低周波、瓦斯、超温、控制与测量回路断线等），迅速有选择性发出跳闸命令将故障切除或发出报警，从而减少故障造成的停电范围和电气设备的损坏程度，保证电力系统稳定运行。第三节变配电站继电保护的基本工作原理变配电站继电保护是根据变配电站运行过程中发生故障时出现的电流增加、电压升高或降低、频率降低、出现瓦斯、温度升高等现象超过继电保护的整定值（给定值）或超限值后，在整定时间内，有选择的发出跳闸命令或报警信号。根据电流值来进行选择性跳闸的为反时限，电流值越大，跳闸越快。根据时间来进行选择性跳闸的称为定时限保护，定时限在故障电流超过整定值后，经过时间定值给定的时间后才出现跳闸命令。瓦斯与温度等为非电量保护。可靠系数为一个经验数据，计算继电器保护动作值时，要将计算结果再乘以可靠系数，以保证继电保护动作的准确与可靠，其范围为1.3~1.5。发生故障时的最小值与保护的动作值之比为继电保护的灵敏系数，一般为1.2~2，应根据设计规范要进行选择。第四节变配电站继电保护按保护性质分类（1）电流速断保护：故障电流超过保护整定值无时限（整定时间为零），立即发出跳闸命令。（2）电流延时速断保护：故障电流超过速断保护整定值时，带一定延时后发出跳闸命令。（3）过电流保护：故障电流超过过流保护整定值，故障出现时间超过保护整定时间后发出跳闸命令。（4）过电压保护：故障电压超过保护整定值时，发出跳闸命令或过电压信号。（5）低电压保护：故障电压低于保护整定值时，发出跳闸命令或低电压信号。（6）低周波减载：当电网频率低于整定值时，有选择性跳开规定好的不重要负荷。（7）单相接地保护：当一相发生接地后对于接地系统，发出跳闸命令，对于中性点不接地系统，发出接地报警信号。（8）差动保护：当流过变压器、中性点线路或电动机绕组，线路两端电流之差变化超过整定值时，发出跳闸命令称为纵差动保护，两条并列运行的线路或两个绕组之间电流差变化超过整定值时，发出跳闸命令称横差动保护。（9）距离保护：根据故障点到保护安装处的距离（阻抗）发出跳闸命令称为距离保护。（10）方向保护：根据故障电流的方向，有选择性的发出跳闸命令称为方向保护。（11）高频保护：利用弱电高频信号传递故障信号来进行选择性跳闸的保护称为高频保护。（12）过负荷：运行电流超过过负荷整定值（一般按最大负荷或设备额定功率来整定）时，发出过负荷信号。瓦斯保护：对于油浸变压器，当变压器内部发生匝间短路出现电气火花，变压器油被击穿出现瓦斯气体冲击安装在油枕通道管中的瓦斯继电器，故障严重，瓦斯气体多，冲击力大，重瓦斯动作于跳闸，故障不严重，瓦斯气体少，冲击力小，轻瓦斯动作于信号。温度保护：变压器、电动机或发电机过负荷或内部短路故障，出现设备本体温度升高，超过整定值发出跳闸命令或超温报警信号。（15）主保护：满足电力系统稳定和设备安全要求，出现故障后能以最快速度有选择性的切除被保护设备或线路的保护。（16）后备保护：主保护或断路器拒动时，用来切除除故障的保护。主保护拒动，本电力系统或线路的另一套保护发出跳闸命令的为近后备保护。当主保护或断路器拒动由相邻（上一级）电力设备或线路的保护来切除故障的后备保护为远后备保护。（17）辅助保护：为补充主保护和后备保护的性能，或当主保护和后备保护检修退出时而增加的简单保护。（18）互感器二次线路断线报警：电流互感器或电压互感器二次侧断线会引起保护误动作，所以在其发生断线后应发出断线信号。（19）跳闸回路断线：断路器跳闸回路断线后，继电保护发出跳闸命令断路器也不能跳开，所以跳闸回路断线时应发出报警信号。（20）自动重合闸：对于一些瞬时性故障（雷击、架空线闪路等）故障迅速切除后，不会发生永久性故障，此时再进行合闸，可以继续保证供电。继电保护发出跳闸命令断路器跳开后马上再发出合闸命令，称为重合闸。重合闸一次后不允许再重合的称为一次重合闸，允许再重合一次的称为二次重合闸（一般很少使用）。有了重合闸功能之后，在发生故障后，继电保护先不考虑保护整定时间，马上进行跳闸，跳闸后，再进行重合闸，重合后故障不能切除，然后再根据继电保护整定时间进行跳闸，此种重合闸为前加速重合闸。发生事故后继电保护先根据保护整定时间进行保护跳闸，然后进行重合闸，重合闸不成功无延时迅速发出跳闸命令，此种重合闸称为后加速重合闸。备用电源互投：两路或多路电源进线供电时，当一路断电，其供电负荷可由其它电源供电，也就是要进行电源切换，人工进行切换的称为手动互投。自动进行切换的称为自动互投。互投有利用母联断路器进行互投的（用于多路电源进行同时运行）和进线电源互投（一路电源为主供，其它路电源为热备用）等多种形式。对于不允供电电源并列运行的还应加互投闭锁。同期并列与解列：对于多电源供电的变电站或发电厂要联网或上网时必须满足同期并列条件后才能并网或上网，并网或上网有手动与自动两种。第五节变电站继电保护按被保护对象分类（1）发电机保护发电机保护有定子绕组相间短路，定子绕组接地，定子绕组匝间短路，发电机外部短路，对称过负荷，定子绕组过电压，励磁回路一点及两点接地，失磁故障等。出口方式为停机，解列，缩小故障影响范围和发出信号。（2）电力变压器保护电力变压器保护有绕组及其引出线相间短路，中性点直接接地侧单相短路，绕组匝间短路，外部短路引起的过电流，中性点直接接地电力网中外部接地短路引起的过电流及中性点过电压、过负荷，油面降低，变压器温度升高，油箱压力升高或冷却系统故障。（3）线路保护线路保护根据电压等级不同，电网中性点接地方式不同，输电线路以及电缆或架空线长度不同，分别有：相间短路、单相接地短路、单相接地、过负荷等。（4）母线保护发电厂和重要变电所的母线应装设专用母线保护。（5）电力电容器保护电力电容器有电容器内部故障及其引出线短路，电容器组和断路器之间连接线短路，电容器组中某一故障电容切除后引起的过电压、电容器组过电压，所连接的母线失压。高压电动机保护高压电动机有定子绕组相间短路、定子绕组单相接地、定子绕组过负荷、定子绕组低电压、同步电动机失步、同步电动机失磁、同步电动机出现非同步冲击电流。第六节差动保护变压器差动保护动作电流应满足以下三个条件（1）应躲过变压器差动保护区外出现的最大短路不平衡电流（2）应躲过变压器的励磁涌流（3）在电流互感器二次回路端线且变压器处于最大符合时，差动保护不应动作变压器的过电流保护1.过电流保护动作电流的整定IL.max=2×5700/(3×60)A=109.7A取Krel=1.3,Ki=150/5=30,KW=1,Kre=0.8因此Iop=Krel×KW×IL.max/(Kr×eKi)=1.3×1×109.7A/(0.8×30)=5.94A故动作电流整定为6A。2．保护动作时间t=t1-△t=2-0.5=1.5S3.变压器过电流保护的灵敏度Ik.max=0.866×7.02×1000×10/60=1037A则：Sp=KW×Ik.min/(Ki×Iop)=1×1037/(6×30)=5.761>1.5满足保护灵敏度的要求。第七节变压器的瓦斯保护瓦斯保护，又称气体继电保护，是保护油浸式电力变压器内部故障的一种基本的保护装置。按GB50062—92规定，800KV·A及以上的一般油浸式变压器和400KV·A及以上的车间内油浸式变压器，均应装设瓦斯保护。瓦斯保护的主要元件是气体继电器。它装设在变压器的油箱与油枕之间的联通管上。为了使油箱内产生的气体能够顺畅地通过气体继电器排往油枕，变压器安装应取1%～1.5%的倾斜度；而变压器在制造时，联通管对油箱顶盖也有2%～4%的倾斜度。当变压器油箱内部发生轻微故障时，由故障产生的少量气体慢慢升起，进入气体继电器的容器，并由上而下地排除其中的油，使油面下降，上油杯因其中盛有残余的油而使其力矩大于另一端平衡锤的力矩而降落。这时上触点接通而接通信号回路，发出音响和灯光信号，这称之为“轻瓦斯动作”。当变压器油箱内部发生严重故障时，由故障产生的气体很多，带动油流迅猛地由变压器油箱通过联通管进入油枕。这大量的油气混合体在经过气体继电器时，冲击挡板，使下油杯下降。这时下触点接通跳闸回路（通过中间继电器），同时发出音响和灯光信号（通过信号继电器），这称之为“重瓦斯动作”。如果变压器油箱漏油，使得气体继电器内的油也慢慢流尽。先是继电器的上油杯下降，发出报警信号，接着继电器内的下油杯下降，使断路器跳闸，同时发出跳闸信号。变压器瓦斯保护动作后的故障分析变压器瓦斯保护动作后，可由蓄积于气体继电器内的气体性质来分析和判断故障的原因几处理要求，如下表表5气体性质，原因及处理要求气体的性质故障原因处理要求无色，无臭，不可燃变压器内含有空气允许继续运行灰白色，有巨臭，可燃纸质绝缘销毁应立即停电检修黄色，难燃木质绝缘烧毁应停电检修深灰色或黑色，易燃油内闪络，油质碳化应分析抽样，必要时停电检修第八章防雷与接地第一节防雷设备防雷的设备主要有接闪器和避雷器。其中，接闪器就是专门用来接受直接雷击（雷闪）的金属物体。接闪的金属称为避雷针。接闪的金属线称为避雷线，或称架空地线。接闪的金属带称为避雷带。接闪的金属网称为避雷网。避雷器是用来防止雷电产生的过电压波沿线路侵入变配电所或其它建筑物内，以免危及被保护设备的绝缘。避雷器应与被保护设备并联，装在被保护设备的电源侧。当线路上出现危及设备绝缘的雷电过电压时，避雷器的火花间隙就被击穿，或由高阻变为低阻，使过电压对大地放电，从而保护了设备的绝缘。避雷器的型式，主要有阀式和排气式等。第二节防雷措施一、架空线路的防雷措施（1）架设避雷线这是防雷的有效措施，但造价高，因此只在66KV及以上的架空线路上才沿全线装设。35KV的架空线路上，一般只在进出变配电所的一段线路上装设。而10KV及以下的线路上一般不装设避雷线。（2）提高线路本身的绝缘水平在架空线路上，可采用木横担、瓷横担或高一级的绝缘子，以提高线路的防雷水平，这是10KV及以下架空线路防雷的基本措施。（3）利用三角形排列的顶线兼作防雷保护线由于3～10KV的线路是中性点不接地系统，因此可在三角形排列的顶线绝缘子装以保护间隙。在出现雷电过电压时，顶线绝缘子上的保护间隙被击穿，通过其接地引下线对地泄放雷电流，从而