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文檔簡介
1、供配電課程設計某建材廠總降壓變電所總變壓器的選擇和高壓配電系統(tǒng)電氣姓名: 班級: 學號: 指導老師: 完成時間:9 / 229一 負荷計算及功率補償二 變壓器的選擇 三 主結線方案的選擇 四 短路計算 五 導線、電纜的選擇 六 開關柜的選擇 七 高、低壓設備的選擇 八 變壓器的繼電保護 九 二次回路操作電源和中央信號裝置 十 電測量儀表與絕緣監(jiān)視裝置 十一防雷與接地參考文獻 小結設計任務書一 題目 某建材總降壓變電所總變壓器的選擇和高壓配電系統(tǒng)電氣設計二 設計要求根據(jù)本廠所能取得的電源及本廠用電符合的實際情況,并適當考慮到工廠生產的發(fā)展,按照安全可靠,技術先進,經濟合理的要求,確定變電所的位置
2、與形式, 確定變電所主變壓器的臺數(shù)與容量,選擇變壓所主接線方案及高低壓設備與進出線,確定二次回路方案,選擇并整定繼電保護裝置, 確定防雷和接地裝置,最后按要求寫出設計說明書,繪出設計圖樣.三 設計依據(jù)1 工廠總平面圖,另附(參看圖 C 3).2 工廠負荷情況: 本廠多數(shù)車間為三班制, 年最大負荷利用小時4000h, 日最大負荷持續(xù)時間為6h. 該廠生料車間,燒乘車間,鍋爐房屬二級負荷, 其余車間和生活區(qū)屬三級負荷,低壓動力設備均為三相,額定電壓380V.照明及家用電器均為單相,額定電壓為220V.本 廠的負荷統(tǒng)計資料如表C-1 工廠負荷情況:本廠多數(shù)車間為三班制,年最大負荷利用小時4000h,
3、 日最大負荷持續(xù)時間為6h. 該廠生料車間,燒乘車間,鍋爐房屬二級負荷,其余車間和生活區(qū)屬三級負荷,低壓動力設備均為三相,額定電壓380V.照明及家用電器均為單相, 額定電壓為220V. 本廠的負荷統(tǒng)計資料如表C-1 所示 .3 供電電源情況:按照工廠與當?shù)毓╇姴块T簽定的供用電協(xié)議規(guī)定,本廠可由附近一條6KV勺公用電源干線取得工作電源。該干線的走向參看工廠總平面圖。該干線的導線牌號為LGJ95 ,導線為等邊三角形排列,線距為m;干線首端(即電力系統(tǒng)的饋電變電 站)距離本廠約8km ,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限過電流保護和電流速斷保護,其定時限過電
4、流保護整定的動作時間為 1.0S。為滿足工廠二級負荷 的要求,可采用聯(lián)絡線由鄰近的單位取得備用電源。已知與本廠 高壓測有電氣聯(lián)系的架空線的架空線路總架空線路總長度達 100km ,電纜線路總長度達50km 。4氣象資料:本廠所在地區(qū)的年最高氣溫為k) C,年平均氣溫為l ),年最低氣溫為m )年最熱月平均最高氣溫為n )年最熱月平均氣溫為O) C,年最熱月地下0.8M處平均溫度為p) C。年 主導風向為q)風,年雷暴日數(shù)為r)。5地質水文資料:本廠所在地區(qū)平均海拔s) m,地層以t) (土)為主,地下水位為u) Mo6電費制度:本廠與當?shù)毓╇姴块T達成協(xié)議,在工廠變電所高壓測 計量電能,設專用計
5、量柜,按兩部電費制繳納電費。每月基本電 費按主變壓器容量為v)元/(KW.H)動力電費為w)元/(KW.H), 照明(含家電)電費為x)元/ (KW.H),工廠最大負荷時的功率 因數(shù)不得低于y)。(注:以上待填的原始數(shù)據(jù)資料,可依字母順序 由指導教師在表C-2所列賦值范圍內選?。?。表C-1工廠負荷統(tǒng)計資料廠房編 號用電單位名稱負荷性 質設備容量/KW需要系 數(shù)功率因數(shù)1生料車可動力8000.6-0.70.60-0.65照明500.7-0.91.02包裝車問動力3000.6-0.70.70-0.80照明500.7-0.91.03機修車問動力2000.5-0.60.60-0.70照明50.7-0.
6、91.04鍋爐房動力500.4-0.60.6-0.7照明20.7-0.91.05倉庫動力100.2-0.30.6-0.7照明20.7-0.91.0生活區(qū)照明2000.6-0.81.0注:1.表中數(shù)據(jù)為供設計指導教師下達任務書時填寫負荷資料參考的賦值范圍,應力求使每個者的負荷數(shù)據(jù)都有所偏差,廠房編號(110 )也可隨意編寫2.生活區(qū)的負荷除照明外,尚含家用電器。表C-2設計任務書中待填原始數(shù)據(jù)資料的賦值范圍序原始數(shù)據(jù)資料序原始數(shù)據(jù)序原始數(shù)據(jù)序原始數(shù)據(jù)號號資料號資料號資料A2500-5000h1.0-2.0o20-30V視當時當b3-8i100-200P20-30地電價自c6或10j30-50q東
7、西南北定dLGJ-95-LGJ-185k30-40r15-25w視當時當e0.8-1.5l10-30s50-1000地電價自f5-10m-20-5t粘土,砂定g300-500-750n25-35u粘土,黃x視當時當土y地電價自2-4定0.90-0.94圖方”機搐廠息干面圖一負荷計算及功率補償一負荷計算主要計算公式有:有功功率:P30 =Pe Kd無功功率:Q30 = P30 - tg小視在功率:S30 = P30/Cos小計算電流:I30 = S30/ 3 UN各用電車間負荷計算結果如下表:廠房 編號用電 單位 名稱設備容 量計算負荷變壓 器太 數(shù)容 量P30 KWS30KVAQ30Kvar1
8、生料 車間800動力5958351231200050照明2包裝 車間300動力24533535080050照明3機修 車間200動力143.5203.52712505照明4鍋爐 房50動力36.451.468.51602照明5倉庫10動力7.26.615.31602照明生活區(qū)200照明140140200250二、全廠負荷計算取K!2p = 0.92; K Eq = 0.95則 P30 = KEPEP30i =1133kWQ30 = K E qE Q30i = 2029kvarS30 ="% Q30 弋 2323KV - AI30 = S30/.3UN =128kACOS 6=P30/
9、S30 =1133/2323 =0.89三、功率補償由于本設計中上級要求 COS小> 0.9,而由上面計算可知 COS力 =0.89<0.9 ,因此需要進行無功補償。綜合考慮在這里采用并聯(lián)電容器進行高壓集中補償。可選用BWF6.3-100-1W型的電容器,其額定電容為2.89卜FQc =1133 x (tanarc cos0.67 tanarc cos0.92 ) Kvar=1000 Kvar因此,其電容器的個數(shù)為:n = Qc/qC = 1000/100 =10無功補償后,變電所低壓側的計算負荷為:S30 (2) ' = 1133+(2029-1000) 2 1/2 =4
10、6.5KV - A變壓器的功率損耗為: QT = 0.06 S30 ' = 0.06 *2323 =139.38Kvar PT = 0.015 S30 ' = 0.015 * 2323= 34.845Kw變電所高壓側計算負荷為:P30' (1) =1133+ 139.38= 1272.38KwQ30' (1) = (2029-1000)+ 139.38= 1168.38KvarS30' (1) = (P302 + Q302 ) 1/2=1727 KV .A無功率補償后,工廠的功率因數(shù)為:cos,= P30 ' / S30' =1272.3
11、8 / 1727= 0.901則工廠的功率因數(shù)為:cos 6'=P30 ' /S30 ' = 0.901 >0.9因此,符合本設計的要求二 變壓器的選擇( 1)主變壓器臺數(shù)的選擇由于該廠的負荷屬于二級負荷,對電源的供電可靠性要求較高,宜采用兩臺變壓器,以便當一臺變壓器發(fā)生故障后檢修時,另一臺變壓器能對一、二級負荷繼續(xù)供電,故選兩臺變壓器。三 主結線方案的選擇一、變配電所主結線的選擇原則1 . 當滿足運行要求時,應盡量少用或不用斷路器,以節(jié)省投資。2 .當變電所有兩臺變壓器同時運行時,二次側應采用斷路器分段的單母線接線。3 .當供電電源只有一回線路,變電所裝設單臺變
12、壓器時,宜采用線路變壓器組結線。4 .為了限制配出線短路電流,具有多臺主變壓器同時運行的變電所,應采用變壓器分列運行。5 .接在線路上的避雷器,不宜裝設隔離開關;但接在母線上的避雷器,可與電壓互感器合用一組隔離開關。6.610KV固定式配電裝置的出線側,在架空線路或有反饋可能的電纜出線回路中,應裝設線路隔離開關。7 .采用610 KV熔斷器負荷開關固定式配電裝置時,應在電源側 裝設隔離開關。8 .由地區(qū)電網供電的變配電所電源出線處,宜裝設供計費用的專用電壓、電流互感器(一般都安裝計量柜)。9 .變壓器低壓側為0.4KV的總開關宜采用低壓斷路器或隔離開關。當有繼電保護或自動切換電源要求時,低壓側
13、總開關和母線分段 開關均應采用低壓斷路器。10 . 當?shù)蛪耗妇€為雙電源,變壓器低壓側總開關和母線分段開關采用低壓斷路器時,在總開關的出線側及母線分段開關的兩側,宜裝設刀開關或隔離觸頭。二、主結線方案選擇對于電源進線電壓為35KV及以上的大中型工廠,通常是先經 工廠總降壓變電所降為610KV的高壓配電電壓,然后經車間變 電所,降為一般低壓設備所需的電壓??偨祲鹤冸娝鹘Y線圖表示工廠接受和分配電能的路徑,由各種電力設備(變壓器、避雷器、斷路器、互感器、隔離開關等) 及其連接線組成,通常用單線表示。主結線對變電所設備選擇和布置,運行的可靠性和經濟性,繼電保護和控制方式都有密切關系,是供電設計中的重要
14、環(huán)節(jié)。1、 、 一次側采用內橋式結線,二次側采用單母線分段的總降壓變電所,這種主結線的運行靈活性較好,供電可靠性較高,適用于一、二級負荷工廠。2、 一次側采用外橋式結線、二次側采用單母線分段的總降壓變電所, 。這種主結線的運行靈活性也較好,供電可靠性同樣較高,適用于一、二級負荷的工廠。但與內橋式結線適用的場合有所不同。這種外橋式適用于電源線路較短而變電所負荷變動較大、適用經濟運行需經常切換的總降壓變電所。當一次電源電網采用環(huán)行結線時,也宜于采用這種結線,使環(huán)行電網的穿越功率不通過進線斷路器QF11 、 QF12 ,這對改善線路斷路器的工作及其繼電保護的整定都極為有利。3、 一、 二次側均采用單
15、母線分段的總降壓變電所這種主結線圖兼有上述兩種橋式結線的運行靈活性的優(yōu)點,但所用高壓開關設備較多,可供一、二級負荷,適用于一、二次側進出線較多的總降壓變電所4、一、二次側均采用雙母線的總降壓變電所。本次設計的建材廠是連續(xù)運行,負荷變動較小,電源進線較短(2.5km) ,主變壓器不需要經常切換,另外再考慮到今后的長遠發(fā)展。采用一、二側單母線分段的總降壓變電所主結線(即全橋式結線)。5 、消弧線圈產生的感性電流補償了故障點的電容電流,從而使故障點的殘流變小達到自然熄弧。310 kV架空線路構成的系統(tǒng) 和所有35、66 kV電網,當單相接地故障電流大于10 A時,中性點 應裝設消弧線圈,310 kV
16、電纜線路構成的系統(tǒng),當單相接地故障電流大于30 A時,中性點應裝設消弧線圈.四短路計算一、本設計采用標幺制法進行短路計算1.在最小運行方式下:L>in(1)確定基準值1 計算三相短路電流和短路容量1-1電力系統(tǒng)電抗已知Sd = 500MV A,UC1 = 6kv而 Id1 = Sd / (百 UC1 )Id2 = Sd / 3UC2(2)計算短路電路中各主要元件的電抗標幺值1)電力系統(tǒng)X1* = 100KVA/Soc2)架空線路(Llgj195 的Xo = 0.36 Q/km,線長 150km)X2* = L*X03)電力變壓器(Uk% =5.5)X3* = UK%Sd/100SN繪制等
17、效電路如圖,圖上標出各元件的序號和電抗標幺值,并標 出短路計算點。(3)求k-1點的短路電路總電抗標幺值及三相短路電流和短路容量 總電抗標幺值X* 2(K-1)= X1* +X2*2三相短路電流周期分量有效值IK-1(3) = Id1/X* 2(K-1)3)其他三相短路電流I"(3) = I 00(3)= Ik-1 (3)ish(3) = 2.55 X0.02KAIsh(3) = 1.51 X0.02 KA4)三相短路容量Sk-1(3) = Sd/X* 2(k-1)(4)求k-2點的短路電路總電抗標幺值及三相短路電流和短路容量1)總電抗標幺值X* 2 (K-2) = X1* +X2*
18、 + X3*/ X4*2)三相短路電流周期分量有效值IK-2(3) = Id2/X* 2 (K-2)3)其他三相短路電流I"(3) = I 00(3) = Ik-23)ish(3) = 1.84 x IK-2(3)I 叫3) =1.09 x IK-2(3)4)三相短路容量Sk-2(3) = Sd/X* 2 (k-2)三.短路電流計算結果:斷路點計 算三相短路電流/KA三相短路容量/MVAIk (3)H"(3)I J3)ishIsh(3)k-1k-211.261.261.263.224.481.3713.913.913.925.515.19.6k-1k-221.261.261
19、.263.221.311.375.95.95.910.096.139.6k-1k-231.261.261.263.224.481.377.37.37.313.47.95.1k-1k-241.261.261.263.224.481.372.522.522.524.162.71.7k-1k-251.261.261.263.224.481.371.971.971.973.62.11.36k-1k-2小 區(qū)1.261.261.263.224.481.374.484.484.488.524.883.1五導線、電纜的選擇1發(fā)熱條件2電壓損耗條件3 .電流密度4 .機械強度5架空進線的選擇按發(fā)熱條件選擇導線
20、截面補償功率因素后的線路計算電流1)已知I30 = 76.33A由課本表 5-3查得jec=1.65,因此Aec=76.33/1.65=46.26mm2選擇準截面45mm2 ,既選 LGJ 45型鋁絞線校驗發(fā)熱條件和機械強度都合格六 開關柜的選擇一配電所高壓開關柜的選擇高壓開關柜是按一定的線路方案將有關一、二次設備組裝而成的一種高壓成套配電裝置,在發(fā)電廠和變配電所中作為控制和保護發(fā)電機、變壓器和高壓線路之用,也可作為大型高壓開關設備、保護電器、監(jiān)視儀表和母線、絕緣子等。七 高、低壓設備的選擇高壓設備選擇的一般要求必須滿足一次電路正常條件下和短路故障條件下的工作要求,同時設備應工作安全可靠,運行
21、方便,投資經濟合理。高壓刀開關柜的選擇應滿足變電所一次電路圖的要求,并各方案經濟比較優(yōu)選出開關柜型號及一次結線方案編號,同時確定其中所有一次設備的型號規(guī)格。工廠變電所高壓開關柜母線宜采用LMY 型硬母線八 變壓器的繼電保護按 GB50062 92電力裝置的繼電保護和自動裝置設計規(guī)范規(guī)定:對電力變壓器的下列故障及異常運行方式,應裝設相應的保護裝置:( 1) 繞組及其引出線的相間短路和在中性點直接接地側的單相接地短路;( 2)繞組的匝間短路;( 3)外部相間短路引過的過電流;( 4) 中性點直接接地電力網中外部接地短路引起的過電流及中性12 / 2211點過電壓;(5)過負荷;(6)油面降低;(7
22、)變壓器溫度升高或油箱壓力升高或冷卻系統(tǒng)故障。在本設計中,根據(jù)要求需裝設過電流保護、電流速斷保護、過負 荷保護和瓦斯保護。對于由外部相間短路引起的過電流,保護應 裝于下列各側:1)、對于雙線圈變壓器,裝于主電源側2)、對三線圈變壓器,一般裝于主電源的保護應帶兩段時限,以 較小的時限斷開未裝保護的斷路器。當以上方式滿足靈敏性要求 時,則允許在各側裝設保護。各側保護應根據(jù)選擇性的要求裝設方向元件。3)、對于供電給分開運行的母線段的降壓變壓器,除在電源側裝 設保護外,還應在每個供電支路上裝設保護。4)、除主電源側外,其他各側保護只要求作為相鄰元件的后備保 護,而不要求作為變壓器內部故障的后備保護。5
23、)、保護裝置對各側母線的各類短路應具有足夠的靈敏性。相鄰 線路由變壓器作遠后備時,一般要求對線路不對稱短路具有足夠 的靈敏性。相鄰線路大量瓦斯時,一般動作于斷開的各側斷路器。 如變壓器高采用遠后備時,不作具體規(guī)定。6)、對某些稀有的故障類型(例如110KV及其以上電力網的三相 短路)允許保護裝置無選擇性動作。差動保護變壓器差動保護動作電流應滿足以下三個條件應躲過變壓器差動保護區(qū)外出現(xiàn)的最大短路不平衡電流應躲過變壓器的勵磁涌流在電流互感器二次回路端線且變壓器處于最大符合時,差動保護不應動作變壓器的過電流保護1 .過電流保護動作電流的整定IL.max =2 6300/(內 >60)A = 1
24、21.2A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 X21.2A/(0.8 30) =6.6A 故動作電流整定為6A。2 .保護動作時間t <=t1-At=2-0.5=1.5S3 .變壓器過電流保護的靈敏度Ik.max = 0.866 7.02 1000X10/60= 1037A 則:Sp = KWMk.min/(Ki lop) = 1 1037/(6 30) = 5.761>1.5滿足保護靈敏度的要求4 .結線圖四、變壓器的過負荷保護過負荷保
25、護動作電流的整定IOP(OL) = 1.3I1N.T/Ki = 1.3 104/40A = 3A動作時間取1015s五、變壓器的瓦斯保護瓦斯保護,又稱氣體繼電保護,是保護油浸式電力變壓器內部故障的一種基本的保護裝置。按GB5006292規(guī)定,800KVA及以上的一般油浸式變壓器和400KV A及以上的車間內油浸式變 壓器,均應裝設瓦斯保護。瓦斯保護的主要元件是氣體繼電器。它裝設在變壓器的油箱 與油枕之間的聯(lián)通管上。為了使油箱內產生的氣體能夠順暢地通 過氣體繼電器排往油枕,變壓器安裝應取1%1.5%的傾斜度;而 變壓器在制造時,聯(lián)通管對油箱頂蓋也有2%4%的傾斜度。變壓器瓦斯保護動作后,可由蓄積
26、于氣體繼電器內的氣體性質來 分析和判斷故障的原因幾處理要求,如下表:與體醵KO8處理要求無色.無具不可燃費瑙內含翻氣充白包靛凰碘版所螺立立即停電桎修黃色tt本質理髏施畬電檢修悌處或黑環(huán)嬲軸內閃絡,應分fra隹心度時停檢陵九 二次回路操作電源和中央信號裝置二次回路的操作電源二次回路操作電源是供高壓斷路器跳、合閘回路和繼電保護 裝置、信號回路、監(jiān)測系統(tǒng)及其它二次回路所需的電源。因此對 操作電源的可靠性要求很高,容量要求足夠大,盡可能不受供電14 / 2213系統(tǒng)運行的。二次回路操作電源,分直流和交流兩大類。直流操作電源又有由蓄電池組供電的電源和由整流裝置供電的兩種。交流操作電源又由所用(站用)變壓
27、器供電的由儀用互感器供電的兩種。其中,蓄電池主要有鉛酸蓄電池和鎘鎳蓄電池兩種;整流電源主要有硅整流電容儲能式和復式整流兩種。而交流操作電源可分為電流源和電壓源兩種。采用交流操作電源,可使二次回路大大簡化,投資大大減少,工作可靠,維護方便,但是它不適于比較復雜的電路。中央信號裝置中央信號裝置是指裝設在變配電所值班室或控制室的信號裝置。中央信號裝置包括事故信號和預告信號兩種.中央信號裝置的要求是:在任一斷路器事故跳閘時,能瞬時發(fā)出音響信號,并在控制屏上或配電裝置有表示事故跳閘的具體斷路器位置的燈光指示信號。事故音響信號通常采用電笛(蜂鳴器) ,應能手動或自動復歸。中央預告信號裝置的要求是:當供電系
28、統(tǒng)中發(fā)生故障和不正常工作狀態(tài)但不需立即跳閘的情況時,應及時發(fā)出音響信號,并有顯示故障性質和地點的指示信號(燈光或光字牌指示)。預告音響信號通常采用電鈴,應能手動或自動復歸。十 電測量儀表與絕緣監(jiān)視裝置電測量儀表這里的 “電測量儀表”按 GBJ63 90電力裝置的電測量儀表裝置設計規(guī)范的定義,“是對電力裝置回路的電力運行參數(shù)所經常測量、選擇測量、記錄用的儀表和作計費、技術經濟分析考核管理用的計量儀表的總稱?!睘榱吮O(jiān)視供電系統(tǒng)一次設備(電力裝置)的運行狀態(tài)和計量一次系統(tǒng)消耗的電能,保證供電系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質和經濟合理地運行,工廠供電系統(tǒng)的電力裝置中必須裝設一定數(shù)量的電測量儀表。變配電裝置中各部分
29、儀表的配置供電系統(tǒng)變配電裝置中各部分儀表的配置要求如下:1. 在工廠的電源進線上,或經供電部門同意的電能計量點,必須裝設計費的有供電度表和無功電度表,而且宜采用全國統(tǒng)一標準的電能計量柜。為了解負荷電流,進線上還應裝設一只電流表。2. 變配電所的每段母線上,必須裝設電壓表測量電壓。在中性點非有效接地的(即小接地電流的)系統(tǒng)中,各段母線上還應裝設絕緣監(jiān)視裝置。如出線很少時,絕緣監(jiān)視電壓表可不裝設。3. 35110/610KV的電力變壓器,應裝設電流表、有功功率表、無功功率表、有功電能表和無功電能表各一只,裝在哪一側視具體情況而定。610/36KV的電力變壓器,在其一側裝設電流表、 有功和無功電度表
30、各一只。610/0.4KV的電力變壓器,在高壓側 裝設電流表和有功電度表各一只,如為單獨經濟核算單位的變壓器,還應裝設一只無功電度表。4. 310KV的配電線路,應裝設電流表、有功和無功電度表各一只。如不是送往單獨經濟核算單位時,可不裝無功電度表。當線路負荷在5000KV A及以上時,可再裝設一只有功功率表。5. 380V的電源進線或變壓器低壓側,各相應裝一只電流表。如果變壓器高壓側未安裝設有功電度表一只。6 .低壓動力線路上,應安裝一只電流表。低壓照明線路及三相負荷不平衡率大于15%的線路上,應裝設三只電流表分別測量三相電流。如需計量電能,一般應裝設一只三相四線有功電度表。對負荷平衡的動力線
31、路,可只裝設一只單相有功電度表,實際電能按其計度的3倍計。7 .并聯(lián)電力電容器組的回路上,應裝設三只電流表,分別測量三相電流,并應裝設一只無功電度表。二、絕緣監(jiān)視裝置絕緣監(jiān)視裝置用于小接地電流的系統(tǒng)中,以便及時發(fā)現(xiàn)單相接地故障,設法處理,以免故障為兩相接地短路,造成停電事故。635KV系統(tǒng)的絕緣監(jiān)視裝置,可采用三相雙繞組電壓互感器和三只電壓表,也可采用三個單相三繞組電壓互感器或者一個三相五芯柱三繞組電壓互感器。接成 Y0的二次繞組,其中三只電壓表均接各相的相電壓。當一次電路其中一相發(fā)生接地故障時,電壓互感器二次側的對應相的電壓表指零,其它兩相的電壓表讀數(shù)則升高到線電壓。由指零電壓表的所在相即可
32、得知該相發(fā)生了單相接地故障,但不能判明是哪一條線路發(fā)生了故障,因此這種絕緣監(jiān)視裝置是無選擇性的,只適于出線不多的系統(tǒng)及作為有選 擇性的單相接地保護的一種輔助裝置。十一 防雷與接地一防雷16 / 22151 .防雷設備防雷的設備主要有接閃器和避雷器。其中,接閃器就是專門用來接受直接雷擊(雷閃)的金屬物體。接閃的金屬稱為避雷針。接閃的金屬線稱為避雷線,或稱架空地線。接閃的金屬帶稱為避雷帶。接閃的金屬網稱為避雷網。避雷器是用來防止雷電產生的過電壓波沿線路侵入變配電所或其它建筑物內,以免危及被保護設備的絕緣。避雷器應與被保護設備并聯(lián),裝在被保護設備的電源側。當線路上出現(xiàn)危及設備絕緣的雷電過電壓時,避雷
33、器的火花間隙就被擊穿,或由高阻變?yōu)榈妥瑁惯^電壓對大地放電,從而保護了設備的絕緣。避雷器的型式,主要有閥式和排氣式等。2 .防雷措施1. 架空線路的防雷措施( 1) 架設避雷線這是防雷的有效措施,但造價高,因此只在 66KV及以上的架空線路上才沿全線裝設。35KV的架空線路上,一般只在進出變配電所的一段線路上裝設。 而10KV及以下的線路上一般不裝設避雷線。( 2)提高線路本身的絕緣水平在架空線路上,可采用木橫擔、瓷橫擔或高一級的絕緣子,以提高線路的防雷水平,這是10KV及以下架空線路防雷的基本措施。(3)利用三角形排列的頂線兼作防雷保護線由于310KV的線路是中性點不接地系統(tǒng),因此可在三角形
34、排列的頂線絕緣子裝以保護間隙。在出現(xiàn)雷電過電壓時,頂線絕緣子上的保護間隙被擊穿,通過其接地引下線對地泄放雷電流,從而保護了下面兩根導線,也不會引起線路斷路器跳閘。( 4)裝設自動重合閘裝置線路上因雷擊放電而產生的短路是由電弧引起的。在斷路器跳閘后,電弧即自行熄滅。如果采用一次ARD ,使斷路器經0.5葭稍長一點時間后自動重合閘,電弧通常不會復燃,從而能恢復供電,這對一般用戶不會有什么影響。( 5)個別絕緣薄弱地點加裝避雷器對架空線路上個別絕緣薄弱地點,如跨越桿、轉角桿、分支桿、帶拉線桿以及木桿線路中個別金屬桿等處,可裝設排氣式避雷器或保護間隙。2.變配電所的防雷措施( 1)裝設避雷針室外配電裝
35、置應裝設避雷針來防護直接雷擊。如果變配電所處在附近高建(構)筑物上防雷設施保護范圍之內或變配電所本身為室內型時,不必再考慮直擊雷的保護。(2)高壓側裝設避雷器 這主要用來保護主變壓器,以免雷電沖 擊波沿高壓線路侵入變電所,損壞了變電所的這一最關鍵的設備。 為此要求避雷器應盡量靠近主變壓器安裝。閥式避雷器至310KV主變壓器的最大電氣如下表。雨季經常運行的進線路數(shù)1234避雷器至主變壓器的最大電器距離|m15232730避雷器的接地端應與變壓器低壓側中性點及金屬外殼等連接在一 起。在每路進線終端和每段母線上,均裝有閥式避雷器。如果進 線是具有一段引入電纜的架空線路,則在架空線路終端的電纜頭 處裝
36、設閥式避雷器或排氣式避雷器,具接地端與電纜頭外殼相聯(lián) 后接地。(3)低壓側裝設避雷器這主要用在多雷區(qū)用來防止雷電 波沿低壓線路侵入而擊穿電力變壓器的絕緣。當變壓器低壓側中 性點不接地時(如IT系統(tǒng)),其中性點可裝設閥式避雷器或金屬氧 化物避雷器或保護間隙。在本設計中,配電所屋頂及邊緣敷設避雷帶,其直徑為 8mm的鍍 鋅圓鋼,主筋直徑應大于或等于10mm的鍍鋅圓鋼。二、接地1 .接地與接地裝置電氣設備的某部分與大地之間做良好的電氣連接,稱為接地。埋 入地中并直接與大地接觸的金屬導體,稱為接地體,或稱接地極。 專門為接地而人為裝設的接地體,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
37、件、金屬管道及建筑物的鋼筋 混凝土基礎等,稱為接地體。連接接地體與設備、裝置接地部分 的金屬導體,稱為接地線。接地線在設備、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。其中接地線又分為接 地干線和接地支線。接地干線一般應采用不少于兩根導體在不同 地點與接地網連接。2 .確定此配電所公共接地裝置的垂直接地鋼管和連接扁鋼18 / 2217( 1)確定接地電阻按相關資料可確定此配電所公共接地裝置的接地電阻應滿足以下兩個條件:RE < 250V/IERE < 10Q式中IE的計算為IE = IC = 60 X (60+ 35X 4)A/350 = 34.3A故 RE 0 350V/34.3A = 10.2 Q綜上可知,此配電所總的接地電阻應為 RE<10Q( 2)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
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