工厂供电的设计

工厂供电的设计众所周知，电能是现代工业生产的要紧能源和动力。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，又便于操纵、调剂和测量，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，电能尽管是工业生产的要紧能源和动力，然而它在产品成本中所占的比重一样专门小〔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能够大大增加产量，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，假如工厂的电能供应突然中断，那么对工业生产可能造成严峻的后果。因此，做好工厂供电工作关于进展工业生产，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，而能源节约关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，关于节约能源、支援国家经济建设，也具有重大的作用。工厂供电工作要专门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，就必须达到以下差不多要求：〔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，既要照管局部的当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应进展。二、工厂供电设计的一样原那么按照国家标准GB50052-95 供配电系统设计规范、GB50053-9410kv及以下设计规范、GB50054-95低压配电设计规范等的规定，进行工厂供电设计必须遵循以下原那么：〔1）遵守规程、执行政策；必须遵守国家的有关规定及标准，执行国家的有关方针政策，包括节约能源，节约有色金属等技术经济政策。〔2）安全可靠、先进合理；应做到保证人身和设备的安全，供电可靠，电能质量合格，技术先进和经济合理，采纳效率高、能耗低和性能先进的电气产品。〔3）近期为主、考虑进展；应依照工作特点、规模和进展规划，正确处理近期建设与远期进展的关系，做到远近结合，适当考虑扩建的可能性。〔4）全局动身、统筹兼顾。按负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件等，合理确定设计方案。工厂供电设计是整个工厂设计中的重要组成部分。工厂供电设计的质量直截了当阻碍到工厂的生产及进展。作为从事工厂供电工作的人员，有必要了解和把握工厂供电设计的有关知识，以便适应设计工作的需要。三、设计内容及步骤全厂总降压变电所及配电系统设计，是依照各个车间的负荷数量和性质，生产工艺对负荷的要求，以及负荷布局，结合国家供电情形。解决对各部门的安全可靠，经济的分配电能问题。其差不多内容有以下几方面。1、 负荷运算全厂总降压变电所的负荷运算，是在车间负荷运算的基础上进行的。考虑车间变电所变压器的功率损耗，从而求出全厂总降压变电所高压侧运算负荷及总功率因数。列出负荷运算表、表达运算成果。2、 工厂总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，结合全厂运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依照变电所配电回路数，负荷要求的可靠性级别和运算负荷数综合主变压器台数，确定变电所高、低接线方式。对它的差不多要求，即要安全可靠有要灵活经济，安装容易修理方便。4、 厂区高压配电系统设计依照厂内负荷情形，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，运算出导线截面及电压缺失，由不同放案的可靠性，电压缺失，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。用厂区高压线路平面布置图，敷设要求和架空线路杆位明细表以及工程预算书表达设计成果。5、 工厂供、配电系统短路电流运算工厂用电，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运算。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运算求出总降压变电所的功率因数，通过查表或运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。如工厂有大型同步电动机还能够采纳操纵电机励磁电流方式提供无功功率，改善功率因数。7、 变电所高、低压侧设备选择参照短路电流运算数据和各回路运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。并依照需要进行热稳固和力稳固检验。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、 继电爱护及二次结线设计为了监视，操纵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，皆需要设置相应的操纵、信号、检测和继电器爱护装置。并对爱护装置做出整定运算和检验其灵敏系数。设计包括继电器爱护装置、监视及测量外表，操纵和信号装置，操作电源和操纵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爱护屏和操纵屏屏面布置图。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爱护范畴运算，幸免产生反击现象的空间距离运算，按避雷器的差不多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，频放电电压和最大承诺安装距离检验以及冲击接地电阻运算。10、专题设计11、总降压变电所变、配电装置总体布置设计综合前述设计运算结果，参照国家有关规程规定，进行内外的变、配电装置的总体布置和施工设计。第二章负荷运算及功率补偿一、负荷运算的内容和目的〔1）运算负荷又称需要负荷或最大负荷。运算负荷是一个假想的连续性的负荷，其热效应与同一时刻内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。在配电设计中，通常采纳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）尖峰电流指单台或多台用电设备连续1秒左右的最大负荷电流。一样取启动电流上午周期重量作为运算电压缺失、电压波动和电压下降以及选择电器和爱护元件等的依据。在校验瞬动元件时，还应考虑启动电流的非周期重量。〔3）平均负荷为一段时刻内用电设备所消耗的电能与该段时刻之比。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，有时也运算年平均负荷。平均负荷用来运算最大负荷和电能消耗量。二、负荷运算的方法负荷运算的方法有需要系数法、利用系数法及二项式等几种。本设计采纳需要系数法确定。要紧运算公式有：有功功率：P30=Pe^d无功功率：Q30=P30・迎视在功率：S3O=P30/Cosq运算电流:I30=S30/<3UN三、各用电车间负荷运算结果如下表：

序€率间官祢设备容堂（千瓦）it1篁卖荷受压器合款及容童苗注Pk（平瓦）Qk（平芝）一（Ttfc安）1可机嫁造车间2505加汹7SSiXiGCD1M罕变2加工军间苫沛藉3顼305IX400EZ车竟3新制牢同22233i403JX50C而牟番4原料牢间W3101£33601X400冲4车变5备件牛间562PP15-82MJX3156瞬车间ISO轮631X100日站车楚7耦炉房265侦m2621X315地了车醵空竭Bi1593411X315车芟S330打硝】X疝N秒牢变10大线圈车间3351871182211X25CHa10车变11半成品试验站涌2S7WIX5QGN511军变二成品试验站织扣6404S0如IX10CO拖17季斐加政256153演214IX25C14设畚处食库n举禁负荷）ns2SS加4IX50C15成品试验皱内大型里中负荷一3600掘02500舔0g每圳1:r；um四、全厂负荷运算取K£p=0.92;K£q=0.95依照上表可算出：ZP30i=6520kW;£Q30i=5463kvar那么P30=K£P£P30i=0.9>6520kW=5999kWQ30=K£q£Q30i=0.95x5463kvar=5190kvarS30=(P302+Q302)1/2^7932KV・AI30=S30/<3UN®94.5ACOS中=P30/Q30=5999/7932«0.75五、功率补偿由于本设计中上级要求COS?20.9,而由上面运算可知COS中=0.75<0.9,因此需要进行无功补偿。综合考虑在那个地点采纳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2.89FQc=5999x〔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，因此应为3的倍数，取28个正好无功补偿后，变电所低压侧的运算负荷为：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变电所高压侧运算负荷为：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：cosQ=P307S30'=6098/6821=0.9那么工厂的功率因数为：cosQ=P307S30'=0.920.9因此，符合本设计的要求第三章变压器的选择〔1)主变压器台数的选择由于该厂的负荷属于二级负荷，对电源的供电可靠性要求较高，宜采纳两台变压器，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、二级负荷连续供电，应选两台变压器。〔2)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：任一台单独运行时，ST2〔0.6-0.7S'30〔1)任一台单独运行时，ST2S'30〔1+II)由于S'30〔1)=7932KV・A，因为该厂差不多上上二级负荷因此按条件2选变压器。③ST2〔0.6-0.7>7932=〔4759.2〜5552.4〕KV・A2ST2S'30〔1+II〕因此选5700KV・A的变压器二台第四章主结线方案的选择一、变配电所主结线的选择原那么当满足运行要求时，应尽量少用或不用断路器，以节约投资。当变电所有两台变压器同时运行时，二次侧应采纳断路器分段的单母线接线。当供电电源只有一回线路，变电所装设单台变压器时，宜采纳线路变压器组结线。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，应采纳变压器分列运行。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。采纳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。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〔一样都安装计量柜〕。变压器低压侧为0.4KV的总开关宜采纳低压断路器或隔离开关。当有继电爱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纳低压断路器。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纳低压断路器时，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。二、主结线方案选择关于电源进线电压为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的高压配电电压，然后经车间变电所，降为一样低压设备所需的电压。总降压变电所主结线图表示工厂同意和分配电能的路径，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，继电爱护和操纵方式都有紧密关系，是供电设计中的重要环节。1、 一次侧采纳内桥式结线，二次侧采纳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。假如某路电源例如WL1线路停电检修或发生故障时，那么断开QF11，投入QF10〔其两侧QS先合），即可由WL2复原对变压器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、同时变电所的变压器不需要经常切换的总降压变电所。2、 一次侧采纳外桥式结线、二次侧采纳单母线分段的总降压变电所主电路图（以下图），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。假如某台变压器例如T1停电检修或发生故障时，那么断开QF11，投入QF10〔其两侧QS先合），使两路电源进线又复原并列运行。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。当一次电源电网采纳环行结线时，也宜于采纳这种结线，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爱护的整定都极为有利。3、 一、二次侧均采纳单母线分段的总降压变电所主电路图〔见以下图）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总降压变电所4、 一、二次侧均采纳双母线的总降压变电所主电路图采纳双母线结线较之采纳单母线结线，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，因此双母线结线在工厂电力系统在工厂变电所中专门少运用要紧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儿主变压器不需要经常切换，另外再考虑到今后的长远进展。采纳一、二侧单母线分段的总降压变电所主结线〔即全桥式结线）。第五章短路运算一、短路电流运算的目的及方法短路电流运算的目的是为了正确选择和校验电气设备，以及进行继电爱护装置的整定运算。进行短路电流运算，第一要绘制运算电路图。在运算电路图上，将短路运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，然后确定短路运算点。短路运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，按所选择的短路运算点绘出等效电路图，并运算电路中各要紧元件的阻抗。在等效电路图上，只需将被运算的短路电流所流经的一些要紧元件表示出来，并标明其序号和阻抗值，然后将等效电路化简。关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，因此一样只需采纳阻抗串、并联的方法即可将电路化简，求出其等效总阻抗。最后运算短路电流和短路容量。短路电流运算的方法，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）。二、本设计采纳标幺制法进行短路运算在最小运行方式下：〔1［确定基准值取Sd=100MV・A,UC1=60KV,UC2=10.5KV而Id1=Sd/<3UC1=100MV・A/（〈3x60KV）=0.96KAId2=Sd/<3UC2=100MV・A/(43x10.5KV)=505KA

〔2)运算短路电路中各要紧元件的电抗标幺值［电力系统〔SOC=310MV・A)X1*=100KVA/310=0.32［架空线路〔XO=0.4Q/km)X2*=0.4>4x100/10.52=1.52［电力变压器〔UK%=7.5〕X3*=UK%Sd/100SN=7.5>100x103/(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，并标出短路运算点。(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*E(K-1)=X1*+X2*=0.32+1.52=1.84三相短路电流周期重量有效值IK-1(3)=Id1/X*Z(K-1)=0.96/1.84=0.523)其他三相短路电流I"(3)=3(3)=Ik-1(3)=0.52KAish(3)=2.55».52KA=1.33KAIsh(3)=1.51».52KA=0.79KA4)三相短路容量Sk-1(3)=Sd/X*Z(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总电抗标幺值X*Z(K-2)=X1*+X2*+X3*//X4*=0.32+1.52+1.32/2=2.5三相短路电流周期重量有效值IK-2(3)=Id2/X*Z(K-2)=505KA/2.5=202KA其他三相短路电流I"(3)=3(3)=Ik-23)=202KAish(3)=1.84>202KA=372KAIsh(3)=1.09>202KA=220KA三相短路容量Sk-2(3)=Sd/X*Z(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/(〈3x60KV)=9.6Id2=Sd/<3UC2=1000MV-A/(<3x10.5KV)=55KA〔2)运算短路电路中各要紧元件的电抗标幺值［电力系统〔SOC=1338MV・A)X1*=1000/1338=0.75［架空线路〔XO=0.4Q/km)X2*=0.4x4x1000/602=0.453［电力变压器〔UK%=4.5〕X3*=X4*=UK%Sd/100SN=7.5X_000x103/(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，并标出短路运算点。1-1K :K—2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*Z(K-1)=X1*+X2*=0.75+0.45=1.2三相短路电流周期重量有效值IK-1(3)=Id1/X*E(K-1)=9.6KA/1.2=8KA其他三相短路电流I"(3)=3(3)=Ik-1(3)=8KAish(3)=2.55>8KA=20.4KAIsh(3)=1.51xX*E(K-1)8KA=12.1KA三相短路容量Sk-1(3)=Sd/X*Z(k-1)=1000/1.2=833MVA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K1)总电抗标幺值X*Z(K-2)=X1*+X2*+X3*〃X4*=0.75+0.45+13.2/2=7.8三相短路电流周期重量有效值IK-2(3)=Id2/X*Z(K-2)=55KA/7.8=7.05KA其他三相短路电流I"(3)=3(3)=Ik-2〔3〕=7.05KAish(3)=2.55>7.05KA=17.98KAIsh(3)=1.51>7.05KA=10.65KA三相短路容量Sk-2(3)=Sd/X*Z(k-2)=1000/7.05=141.8MV・A短路电流运算结果:1.最大运行方式三相短路电流/kab三相短路容量/MVA['51I⑸8.(5)l=t(3)l=h上炒’■■jn_K-1点88820.4833K-Z点7.057.057.0517.9810.-65'-141.S最小运行方式gongl^;三相短路电流演直三相短路-客量/MVAT（3）r(5)IkI[ 81=11I=kSkK-1点-0.52'0.520.521.330.7954.3.K艾点，20220220237240第六章导线、电缆的选择概述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以下条件：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运算电流时产生的发热温度，不应超过其正常运行时的最高承诺温度。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运算电流时产生的电压损耗，不应超过其正常运行时承诺的电压损耗。关于工厂内较短的高压线路，可不进行电压损耗校验。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〃。此种选择原那么，称为'、年费用支出最小〃原那么。工厂内的10KV及以下线路，通常不按此原那么选择。机械强度导线〔包括裸线和绝缘导线［截面不应小于其最小承诺截面。关于电缆，不必校验其机械强度，但需校验其短路热稳固度。母线也应校验短路时的稳固度。关于绝缘导线和电缆，还应满足工作电压的要求。依照设计体会，一样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，因此通常先按承诺电压损耗进行选择，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，那么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运算电流1)130=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第七章开关柜的选择第八章高、低压设备的选择高压设备选择的一样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纳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操纵和爱护发电机、变压器和高压线路之用，也可作为大型高压开关设备、爱护电器、监视外表和母线、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，那么可选用较为经济的固定式高压开关柜，那个地点选择GG1A-10Q〔F〕型。第九章变压器的继电爱护概述按GB50062—92电力装置的继电爱护和自动装置设计规范规定：对电力变压器的以下故障及专门运行方式，应装设相应的爱护装置：〔1［绕组及其引出线的相间短路和在中性点直截了当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［中性点直截了当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。关于高压侧为6〜10KV的车间变电所主变压器来说，通常装设有带时限的过电流爱护；如过电流爱护动作时刻大于0.5〜0.7s时，还应装设电流速断爱护。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，按规定应装设瓦斯爱护〔又称气体继电爱护）。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，应依照可能过负荷的情形装设过负荷爱护。过负荷爱护及瓦斯爱护在轻微故障时〔通称''轻瓦斯〃），动作于信号，而其它爱护包括瓦斯爱护在严峻故障时〔通称''重瓦斯〃），一样均动作于跳闸。关于高压侧为35KV及以上的工厂总降压变电所主变压器来说，也应装设过电流爱护、电流速断爱护和瓦斯爱护；在有可能过负荷时，也需装设过负荷爱护。然而假如单台运行的变压器容量在10000KV・A及以上和并列运行的变压器每台容量在6300KV・A及以上时，那么要求装设纵联差动爱护来取代电流速断爱护。在本设计中，依照要求需装设过电流爱护、电流速断爱护、过负荷爱护和瓦斯爱护。关于由外部相间短路引起的过电流，爱护应装于以下各侧：［、关于双线圈变压器，装于主电源侧［、对三线圈变压器，一样装于主电源的爱护应带两段时限，以较小的时限断开未装爱护的断路器。当以上方式满足灵敏性要求时，那么承诺在各侧装设爱护。各侧爱护应依照选择性的要求装设方向元件。［、关于供电给分开运行的母线段的降压变压器，除在电源侧装设爱护外，还应在每个供电支路上装设爱护。）、除主电源侧外，其他各侧爱护只要求作为相邻元件的后备爱护，而不要求作为变压器内部故障的后备爱护。5）、爱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，一样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，一样动作于断开的各侧断路器。如变压器高采纳远后备时，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［承诺爱护装置无选择性动作。差动爱护变压器差动爱护动作电流应满足以下三个条件应躲过变压器差动爱护区外显现的最大短路不平稳电流应躲过变压器的励磁涌流在电流互感器二次回路端线且变压器处于最大符合时，差动爱护不应动作变压器的过电流爱护1.过电流爱护动作电流的整定IL.max=2x5700/(<3x60)A=109.7A取Krel=1.3,Ki=150/5=30,KW=1,Kre=0.8因此lop=KrelWWxIL.max/(KreKi)=1.3>1x109.7A/(0.830)=5.94A故动作电流整定为6A。2.爱护动作时刻t〈=t17At=2-0.5=1.5S变压器过电流爱护的灵敏度Ik.max=0.866>7.02>4000x10/60=1037A那么：Sp=KWxIk.min/(KiIop)=1x1037/(6x30)=5.761>1.5满足爱护灵敏度的要求4.结线图四、变压器的过负荷爱护过负荷爱护动作电流的整定IOP(OL)=1.3I1N.T/Ki=1.3M04/40A=3A动作时刻取10〜15s五、变压器的瓦斯爱护瓦斯爱护，又称气体继电爱护，是爱护油浸式电力变压器内部故障的一种差不多的爱护装置。按GB50062—92规定，800KV・A及以上的一样油浸式变压器和400KV・A及以上的车间内油浸式变压器，均应装设瓦斯爱护。瓦斯爱护的要紧元件是气体继电器。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稳锤的力矩而降落。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峻故障时，由故障产生的气体专门多，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通过气体继电器时，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〃。假如变压器油箱漏油，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爱护动作后的故障分析变压器瓦斯爱护动作后，可由蓄积于气体继电器内的气体性质来分析和判定故障的缘故几处理要求，如下表：气体性质故障原因处理募求无色、无臭、小口J燃变压备内含有空r允许继续运行灰白色、有剧臭、可燃纸质绝缘烧毁应立即停电检修meg—黄色、滞燃木质绝缘烧毁 ；应停电检修探灰色或黑色、易燃「油内闪络，油质碳化应分析油样，丞要时停电检修第十章二次回路操作电源和中央信号装置二次回路的操作电源二次回路操作电源是供高压断路器跳、合闸回路和继电爱护装置、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专门高，容量要求足够大，尽可能不受供电系统运行的阻碍。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。其中，蓄电池要紧有铅酸蓄电池和镉镍蓄电池两种；整流电源要紧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。采纳镉镍蓄电池组作操作电源，除不受供电系统运行情形的阻碍、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。采纳交流操作电源，可使二次回路大大简化，投资大大减少，工作可靠，爱护方便，然而它不适于比较复杂的电路。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操纵室的信号装置。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，并在操纵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纳电笛〔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赶忙跳闸的情形时，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纳电铃，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。利用ZC-23型冲击继电器的中央复归重复动作的事故音响信号装置结线图第十一章电测量外表与绝缘监视装置电测量外表那个地点的''电测量外表〃按GBJ63—90电力装置的电测量外表装置设计规范的定义，''是对电力装置回路的电力运行参数所经常测量、选择测量、记录用的外表和作计费、技术经济分析考核治理用的计量外表的总称。〃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外表。电测量外表按其用途分为常用测量外表和电能计量外表两类，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外表，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、计量的外表，即各种电度表。变配电装置中各部格外表的配置供电系统变配电装置中各部格外表的配置要求如下：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，而且宜采纳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。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。如出线专门少时，绝缘监视电压表可不装设。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形而定。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。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。假如变压器高压侧未安装设有功电度表一只。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稳率大于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，一样应装设一只三相四线有功电度表。对负荷平稳的动力线路，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。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。二、绝缘监视装置绝缘监视装置用于小接地电流的系统中，以便及时发觉单相接地故障，设法处理，以免故障进展为两相接地短路，造成停电事故。6〜35KV系统的绝缘监视装置，可采纳三相双绕组电压互感器和三只电压表，也可采纳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那么升高到线电压。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及作为有选择性的单相接地爱护的一种辅助装第十二章防雷与接地防雷1.防雷设备防雷的设备要紧有接闪器和避雷器。其中，接闪器确实是专门用来同意直截了当雷击〔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，以免危及被爱护设备的绝缘。避雷器应与被爱护设备并联，装在被爱护设备的电源侧。当线路上显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，从而爱护了设备的绝缘。避雷器的型式，要紧有阀式和排气式等。2.防雷措施1.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，一样只在进出变配电所的一段线路上装设。而10KV及以下的线路上一样不装设避雷线。〔2［提高线路本身的绝缘水平在架空线路上，可采纳木横担、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差不多措施。〔3［利用三角形排列的顶线兼作防雷爱护线由于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爱护间隙。在显现雷电过电压时，顶线绝缘子上的爱护间隙被击穿，通过其接地引下线对地泄放雷电流，从而爱护了下面两根导线，也可不能引起线路断路器跳闸。〔4）装设自动重合闸装置线路上因雷击放电而产生的短路是由电弧引起的。在断路器跳闸后，电弧即自行熄灭。假如采纳一次ARD，使断路器经0.5s或稍长一点时刻后自动重合闸，电弧通常可不能复燃，从而能复原供电，这对一样用户可不能有什么阻碍。〔5）个别绝缘薄弱地点加装避雷器对架空线路上个别绝缘薄弱地点，如跨过杆、转角杆、分支杆、带拉线杆以及木杆线路中个别金属杆等处，可装设排气式避雷器或爱护间隙。2.变配电所的防雷措施〔1［装设避雷针室外配电装置应装设避雷针来防护直截了当雷击。假如变配电所处在邻近高建〔构）筑物上防雷设施爱护范畴之内或变配电所本身为室内型时，不必再考虑直击雷的爱护。〔2［高压侧装设避雷器这要紧用来爱护主变压器，以免雷电冲击波沿高压线路侵入变电所，损坏了变电所的这