某机械厂课程设计
课程:某机械厂供配电设计
学号:xxx 姓名:xxx 班级:xxx 院系:xxx 指导老师:xxx
目录 第一章 设计任务
第二章 负荷计算和无功功率补偿 第三章 变电所位置与型式的选择
第四章 变电所主变压器及主接线方案的选择 第五章 短路电流的计算
第六章 变电所一次设备的选择校验
第七章 变压所进出线与邻近单位联络线的选择 第八章 变电所二次回路方案的选择与继电保护的整定 第九章 降压变电所防雷与接地装置的设计 参考文献
第一章 设计任务
1.1设计要求
要求根据本厂所能取得的电源及本厂用电负荷的实际情况,并适当考虑到工厂生产的发展,按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求,确定变电所的位置和型式,确定变电所主变压器的台数、容量与类型,选择变电所主接线方案及高低压设备和进出线,确定二次回路方案,选择整定继电保护,确定防雷和接地装置。最后按要求写出设计说明书,绘出设计图纸。
1.2 设计依据
1.2.1工厂总平面图
图1.1 工厂平面图
1.2.2 工厂负荷情况
工厂负荷情况:本厂多数车间为两班制,年最大负荷利用小时为4800h,日最大负荷持续时间8h。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。
1.2.3 供电电源情况
按照工厂与当地供电部门签订的供用电协议规定,本厂可由附近一条10Kv的公用电源线取得工作电源。该干线的走向参看工厂总平面图。该干线的导线牌号为LGJ-185,导线为等边三角形排列,线距为1.2m;电力系统馈电变电站距本厂6km,该干线首端所装高压断路器的断流容量为500MV.A,此断路器配备有定时限过电流保护和电流速断保护,其定时限过电流保护整定的动作时间为1.5S。为满足工厂二级负荷的要求,可采用高压或低压
联络线由邻近的单位取得备用电源。 1.2.4 气象资料
本厂所在地区(泰山区)的年最高气温为40℃,年平均气温为20℃年,年最低气温为-22.7℃,年最热月平均最高气温为31.5℃,年最热月平均气温为26.3℃,年最热月地下0.8米处平均温度28.7℃。年主导风向为东风,年雷暴日数31.3。 1.2.5 地质水文资料
本厂所在地区平均海拔130m,地层以沙粘土为主,地下水位为3m. 1.2.6
电费制度
本厂与当地供电部门达成协议,在工厂变电所高压侧计量电能,设专用计量柜,按两部电费制交纳电费。一部分为基本电费,按所装用的主变压器容量来计费。另一部分为电度电费,按每月时机耗用的电能计费。工厂最大负荷时的高压侧功率因数不低于0.9。
第二章 负荷计算和无功功率补偿
2.1 负荷计算
2.1.1单组用电设备计算负荷的计算公式 a)有功计算负荷(单位为KW)
P30=KdPe , Kd为系数
b)无功计算负荷(单位为kvar)
Q30= P30tan
c)视在计算负荷(单位为kvA)
S30=
P30
cos
d)计算电流(单位为A)
I30=
S30UN
, UN为用电设备的额定电压(单位为KV)
2.1.2多组用电设备计算负荷的计算公式 a)有功计算负荷(单位为KW)
P30=KpP30i
式中P30i是所有设备组有功计算负荷P30之和,Kp是有功负荷同时系数,可取0.85~0.95
b)无功计算负荷(单位为kvar)
Q30=KqQ30i,Q30i是所有设备无功Q30之和;Kq是无功负荷同时系数,可取0.9~0.97
c)视在计算负荷(单位为kvA) d)计算电流(单位为A)
22
S30=P30 Q30
I30=
S30UN
经过计算,得到各厂房和生活区的负荷计算表,如表2.1所示(额定电压取380V)
表2.1
各厂房和生活区的负荷计算表
2.2 无功功率补偿
无功功率的人工补偿装置:主要有同步补偿机和并联电抗器两种。由于并联电抗器具有安装简单、运行维护方便、有功损耗小以及组装灵活、扩容方便等优点,因此并联电抗器在供电系统中应用最为普遍。
由表2.1可知,该厂380V侧最大负荷时的功率因数只有0.75。而供电部门要求该厂10KV进线侧最大负荷时功率因数不低于0.9。考虑到主变压器的无功损耗元大于有功损耗,因此380V侧最大负荷时功率因数应稍大于0.9,暂取0.92来计算380V侧所需无功功率补偿容量:
QC=P30(tan1 - tan2)=810.8[tan(arccos0.75) - tan(arccos0.92) ] = 369.66 kvar
参照图2,选PGJ1型低压自动补偿评屏,并联电容器为BW0.4-14-3型,采用其方案1(主屏)1台与方案3(辅屏)4台相结合,总共容量为84kvar5=420kvar。补偿前后,
'
变压器低压侧的有功计算负荷基本不变,而无功计算负荷Q30=(727.6-420)kvar=307.6
kvar,视在功率S
'
30
PQ=867.2 kVA,计算电流I
230'230'30
'S30
3UN
=1317.6 A,功率因数提
P30
高为cos='=0.935。
S30
'
在无功补偿前,该变电所主变压器T的容量为应选为1250kVA,才能满足负荷用电的需
要;而采取无功补偿后,主变压器T的容量选为1000kVA的就足够了。同时由于计算电流的减少,使补偿点在供电系统中各元件上的功率损耗也相应减小,因此无功补偿的经济效益十分可观。因此无功补偿后工厂380V侧和10kV侧的负荷计算如表3所示。
图2.1 PGJ1型低压无功功率自动补偿屏的接线方案
表2.2
无功补偿后工厂的计算负荷
第三章 变电所位置与型式的选择
变电所的位置应尽量接近工厂的负荷中心,工厂的负荷中心按负荷功率矩法来确定。在工厂平面图的下边和左侧,分别作一直角坐标的x轴和y轴,然后测出各车间(建筑)
PP10分别代表厂房1、2、3...10号的功率,设和宿舍区负荷点的坐标位置,P1、P2、3定P5.6)、P2(3.6,3.6)、P3(5.7,1.5)、P4(4,6.6)、P5(6.2,6.6)、P6(6.2,1(2.5,
5.2)、P7(6.2,3.5)、P8(8.8,6.6)、P9(8.8,5.2)、P10(8.8,3.5),并设P11(1.2,1.2)为生活区的中心负荷,如图3-1所示。而工厂的负荷中心假设在P(x,y),其中
P+P11=Pi。因此仿照《力学》中计算中心的力矩方程,可得负荷中心的坐P=P1+P2+3
标:
PxP2x2P3x3P11x11x11
P1P2P3P11y
P1y1P2y2P3y3P11y11
P1P2P3P11
(Px) (3-1) P
iiiii
(Py) P
i
(3-2)
把各车间的坐标代入(1-1)、(2-2),得到x=5.38,y=5.38 。由计算结果可知,工厂的负荷中心在6号厂房(工具车间)的西北角。考虑到周围环境及进出线方便,决定在6号厂房的西侧紧靠厂房建造工厂变电所,器型式为附设式。
图3-1 按负荷功率矩法确定负荷中心
第四章 变电所主变压器及主接线方案的选择
4.1 变电所主变压器的选择
根据工厂的负荷性质和电源情况,工厂变电所的主变压器考虑有下列两种可供选择的
方案:
SNT为主变压器容量,S30 a)装设一台变压器 型号为S9型,而容量根据式SNTS30,
为总的计算负荷。选SNT=1000 KVA>S30=898.9 KVA,即选一台S9-1000/10型低损耗配电变压器。至于工厂二级负荷所需的备用电源,考虑由邻近单位相联的高压联络线来承担。
即
b)装设两台变压器 型号为S9型,而每台变压器容量根据式(4-1)、(4-2)选择,
SNT(0.6~0.7)898.9 KVA=(539.34~629.23)KVA
(4-1)
SNTS30()=(134.29+165+44.4) KVA=343.7 KVA (4-2)
因此选两台S9-630/10型低损耗配电变压器。工厂二级负荷所需的备用电源,考虑由邻近单位相联的高压联络线来承担。主变压器的联结组均为Yyn0 。
4.2 变电所主接线方案的选择
按上面考虑的两种主变压器方案可设计下列两种主接线方案:
4.2.1装设一台主变压器的主接线方案 如图4-1所示
GG1A(J-0
GG1A(F-5
GG1A(F-0
GG1A(F-0
主
联络(备用)
图4-1 装设一台主变压器的主接线方案
4.2.2装设两台主变压器的主接线方案 如图4-2所示
高压柜列GG- 1A(F) -113
GG- 1A(F) -11
GG- 1A(J) -01
GG- 1A(F) -96
GG- 1A(F) -07
GG- 1A(F) -54
联络 主 主
变 变 (备用)
图4-2 装设两台主变压器的主接线方案
4.3 主接线方案的技术经济比较
表4-1 主接线方案的技术经济比较
从上表可以看出,按技术指标,装设两台主变的主接线方案略优于装设一台主变的主接线方案,但按经济指标,则装设一台主变的主接线方案远由于装设两台主变的主接线方案,因此决定采用装设一台主变的主接线方案。
第五章 短路电流的计算
5.1 绘制计算电路
10.5kV 0.4kV
图5-1 短路计算电路
5.2 确定短路计算基准值
设基准容量Sd=100MVA,基准电压Ud=Uc=1.05UN,Uc为短路计算电压,即高压侧
Ud1=10.5kV,低压侧Ud2=0.4kV,则
Id1
Sd3Ud1SdUd2
100MVA10.5kV100MVA0.4kV
5.5kA
(5-1)
Id2
144kA (5-2)
5.3 计算短路电路中个元件的电抗标幺值
5.3.1电力系统
已知电力系统出口断路器的断流容量Soc=500MVA,故 X1=100MVA/500MVA=0.2 (5-3)
5.3.2架空线路
查表得LGJ-150的线路电抗x00.36/km,而线路长8km,故
X2x0l
Sd100MVA
(0.368)2.6 22Uc(10.5kV)
(5-4)
5.3.3电力变压器
查表得变压器的短路电压百分值Uk%=4.5,故
X3
Uk%Sd4.5100MVA
=4.5
100SN1001000kVA
(5-5)
式中,SN为变压器的额定容量
因此绘制短路计算等效电路如图5-2所示。
1 0.2
1 2.6
k-1
1 4.5
图5-2 短路计算等效电路
5.4 k-1点(10.5kV侧)的相关计算
5.4.1总电抗标幺值
**X(k1)X1X2=0.2+2.6=2.8
(5-6)
5.4.2 三相短路电流周期分量有效值
*Ik1
Id1
*
X(k1)
5.5kA
1.96kA 2.8
(5-7)
5.4.3 其他短路电流
(3))
I''(3)IIk(311.96kA
(5-8)
(5-9) (5-10)
(3)ish2.55I''(3)2.551.96kA5.0kA (3)Ish1.51I''(3)1.511.96kA2.96kA
5.4.4 三相短路容量
)Sk(31
SdX
*
(k1)
100MVA
35.7MVA 2.8
(5-11)
5.5 k-2点(0.4kV侧)的相关计算
5.5.1总电抗标幺值
***X(k1)X1X2X3=0.2+2.6+4.5=7.3 (5-12)
5.5.2三相短路电流周期分量有效值
*Ik2
Id2X
*
(k2)
144kA
19.7kA 7.3
(5-13)
5.5.3 其他短路电流
(3))
I''(3)IIk(3119.7kA
(5-14)
(5-15) (5-16)
(3)ish1.84I''(3)1.8419.7kA36.2kA (3)Ish1.09I''(3)1.0919.7kA21.5kA
5.5.4三相短路容量
)
Sk(32
Sd
*
X(k2)
100MVA
13.7MVA 7.3
(5-17)
以上短路计算结果综合图表5-1所示。
表5-1
短路计算结果
第六章 变电所一次设备的选择校验
6.1 10kV侧一次设备的选择校验
6.1.1按工作电压选则
设备的额定电压UNe一般不应小于所在系统的额定电压UN,即UNeUN,高压设备的额定电压UNe应不小于其所在系统的最高电压Umax,即UNeUmax。UN=10kV, Umax=11.5kV,高压开关设备、互感器及支柱绝缘额定电压UNe=12kV,穿墙套管额定电
压UNe=11.5kV,熔断器额定电压UNe=12kV。 6.1.2按工作电流选择
设备的额定电流INe不应小于所在电路的计算电流I30,即INeI30 6.1.3按断流能力选择
设备的额定开断电流Ioc或断流容量Soc,对分断短路电流的设备来说,不应小于它可能分断的最大短路有效值Ik(3)或短路容量Sk(3),即
(3)
Sk(3) IocIk(3)或Soc
对于分断负荷设备电流的设备来说,则为IocIOLmax,IOLmax为最大负荷电流。 6.1.4 隔离开关、负荷开关和断路器的短路稳定度校验 a)动稳定校验条件
(3)(3)
imaxish或ImaxIsh
(3)(3)
、Ish分别为开关所处的三相imax、Imax分别为开关的极限通过电流峰值和有效值,ish
短路冲击电流瞬时值和有效值
(3)2
timab)热稳定校验条件 It2tI
对于上面的分析,如表6-1所示,由它可知所选一次设备均满足要求。
表6-1 10 kV一次侧设备的选择校验
6.2 380V侧一次设备的选择校验
同样,做出380V侧一次设备的选择校验,如表6-2所示,所选数据均满足要求。
表6-2 380V一次侧设备的选择校验
6.3 高低压母线的选择
查表得到,10kV母线选LMY-3(404mm),即母线尺寸为40mm4mm;380V母线选LMY-3(12010)+806,即相母线尺寸为120mm10mm,而中性线母线尺寸为80mm6mm。
第七章 变压所进出线与邻近单位联络线的选择
7.1 10kV高压进线和引入电缆的选择
7.1.1 10kV高压进线的选择校验
采用LGJ型钢芯铝绞线架空敷设,接往10kV公用干线。
a).按发热条件选择 由I30=I1NT=57.7A及室外环境温度33°,查表得,初选LGJ-35,其35°C时的Ial=149A>I30,满足发热条件。
b).校验机械强度 查表得,最小允许截面积Amin=25mm2,而LGJ-35满足要求,故选它。
由于此线路很短,故不需要校验电压损耗。
7.1.2 由高压配电室至主变的一段引入电缆的选择校验
采用YJL22-10000型交联聚乙烯绝缘的铝芯电缆之间埋地敷设。
a)按发热条件选择 由I30=I1NT=57.7A及土壤环境25°,查表得,初选缆线芯截面为25mm2的交联电缆,其Ial=149A>I30,满足发热条件。
(3)b)校验热路稳定 按式AAminIimaC,A为母线截面积,单位为mm2;Amin为满足
(3)热路稳定条件的最大截面积,单位为mm2;C为材料热稳定系数;I为母线通过的三相
(3)短路稳态电流,单位为A;tima短路发热假想时间,单位为s。本电缆线中I=1960,
tima=0.5+0.2+0.05=0.75s,终端变电所保护动作时间为0.5s,断路器断路时间为0.2s,C=77,把这些数据代入公式中得AminI(3)
imaC19600.7522mm2
因此JL22-10000-3 25电缆满足要求。
7.2 380低压出线的选择
7.2.1铸造车间
馈电给1号厂房(铸造车间)的线路采用VLV22-1000型聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直接埋地敷设。
a)按发热条件需选择 由I30=201A及地下0.8m土壤温度为25℃,查表,初选缆芯截面120mm2,其Ial=212A>I30,满足发热条件。
b)校验电压损耗 由图1.1所示的工厂平面图量得变电所至1号厂房距离约为288m,而查表得到120mm2的铝芯电缆的R0=0.31/km (按缆芯工作温度75°计),
X0=0.07/km,又1号厂房的P30=94kW, Q30=91.8 kvar,故线路电压损耗为
(pRqX)94kW(0.310.288)91.8kvar(0.070.1)U23.78VUN0.38kV
U%23.78100%6.3%>Ual%=5%。 380
c)断路热稳定度校验 AminI(3)
imaC19700.75224mm2 76
不满足短热稳定要求,故改选缆芯截面为240mm2的电缆,即选VLV22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆,中性线芯按不小于相线芯一半选择,下同。
7.2.2 锻压车间
馈电给2号厂房(锻压车间)的线路,亦采用VLV22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设(方法同上,从略)。
7.2.3 热处理车间
馈电给3号厂房(热处理车间)的线路,亦采用VLV22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设(方法同上,从略)。
7.2.4 电镀车间
馈电给4号厂房(电镀车间)的线路,亦采用VLV22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设(方法同上,从略)。
7.2.5 仓库
馈电给5号厂房(仓库)的线路,由于仓库就在变电所旁边,而且共一建筑物,因此采用聚氯乙烯绝缘铝芯导线BLV-1000型5根(包括3根相线、1根N线、1根PE线)穿硬塑料管埋地敷设。
a)按发热条件需选择
由I30=16.2A及环境温度26C,初选截面积4mm2,其Ial=19A>I30,满足发热条件。
b)校验机械强度 查表得,Amin=2.5mm2,因此上面所选的4mm2的导线满足机械强度要求。
c) 所选穿管线估计长50m,而查表得R0=0.85/km,X0=0.119/km,又仓库的P30=8.8kW, Q30=6 kvar,因此
(pRqX)8.8kW(8.550.05)6kvar(0.1190.05)U10V UN0.38kV
U%10100%2.63%
故满足允许电压损耗的要求。
7.2.6 工具车间
馈电给6号厂房(工具车间)的线路 亦采用VLV22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设(方法同上,从略)。
7.2.7金工车间
馈电给7号厂房(金工车间)的线路 亦采用VLV22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设(方法同上,从略)。
7.2.8锅炉房
馈电给8号厂房(锅炉房)的线路 亦采用VLV22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设(方法同上,从略)。
7.2.9装配车间
馈电给9号厂房(装配车间)的线路 亦采用VLV22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设(方法同上,从略)。
7.2.10机修车间
馈电给10号厂房(机修车间)的线路 亦采用VLV22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设(方法同上,从略)。
7.2.11宿舍住宅区
馈电给生活区的线路 采用BLX-1000型铝芯橡皮绝缘线架空敷设。
1)按发热条件选择 由I30=413A及室外环境温度(年最热月平均气温)33℃,初选BLX-1000-1240,其33℃时Ial≈455A>I30,满足发热条件。
2)效验机械强度 查表可得,最小允许截面积Amin=10mm2,因此BLX-1000-1240满足机械强度要求。
3)校验电压损耗 查工厂平面图可得变电所至生活区的负荷中心距离600m左右,而查表得其阻抗值与BLX-1000-1240近似等值的LJ-240的阻抗R0=0.14/km,
,又生活区的P30=245KW,Q30=117.6kvar,因X0=0.30/km(按线间几何均距0.8m)
此
(pRqX)245kW(0.140.2)117.6kvar(0.30.2)U9.4V UN0.38kV
U%9.4100%2.5%
满足允许电压损耗要求。因此决定采用四回BLX-1000-1120的三相架空线路对生活区供电。PEN线均采用BLX-1000-175橡皮绝缘线。重新校验电压损耗,完全合格。
7.3 作为备用电源的高压联络线的选择校验
采用YJL22—10000型交联聚氯乙烯绝缘的铝心电缆,直接埋地敖设,与相距约2Km的临近单位变配电所的10KY母线相连。
7.3.1按发热条件选择
工厂二级负荷容量共335.1KVA,I30335.1kVA/(10kV)19.3A,最热月土壤平均温度为25℃。查表《工厂供电设计指导》8-43,初选缆心截面为25mm2的交联聚乙烯绝缘的铝心电缆,其Ial=90A>I30满足要求。
7.3.2校验电压损耗
由表《工厂供电设计指导》8-41可查得缆芯为25mm2的铝R01.54/km
(缆芯温度按80℃计),X00.12/km,而二级负荷的P30(9412935.8)kW258.8kW,Q30(91.893.826.3)kvar211.9kvar,线路长度按2km计,因此
258.8kW(1.542)211.9kvar(0.122) U85V 10kV
U%(85V/10000V)100%0.85Ual5%
由此可见满足要求电压损耗5%的要求。
7.3.3短路热稳定校验
按本变电所高压侧短路电流校验,由前述引入电缆的短路热稳定校验,可知缆芯25mm2的交联电缆是满足热稳定要求的。而临近单位10KV的短路数据不知,因此该联路线的短路热稳定校验计算无法进行,只有暂缺。
以上所选变电所进出线和联络线的导线和电缆型号规格如表 7-1所示。
表7-1 进出线和联络线的导线和电缆型号规格
第八章 变电所二次回路方案的选择与继电保护的整定
8.1变电所二次回路方案的选择
a)高压断路器的操作机构控制与信号回路 断路器采用手动操动机构,其控制与信号回路如《工厂供电设计指导》图6-12所示。
b)变电所的电能计量回路 变电所高压侧装设专用计量柜,装设三相有功电度表和无功电度表,分别计量全厂消耗的有功电能表和无功电能,并以计算每月工厂的平均功率因数。计量柜由上级供电部门加封和管理。
c)变电所的测量和绝缘监察回路 变电所高压侧装有电压互感器——避雷器柜。其中电压互感器为3个JDZJ——10型,组成Y0/Y0/(开口)Y0/Y0/的接线,用以实现电压侧量和绝缘监察,其接线图见《工厂供电设计指导》图6-8。作为备用电源的高压联路线上,装有三相有功电度表和三相无功电度表、电流表,接线图见《工厂供电设计指导》图6-9。高压进线上,也装上电流表。低压侧的动力出线上,均装有有功电度表和无功电度表,低压照明线路上装上三相四线有功电度。低压并联电容器组线路上,装上无功电度表。每一回路均装设电流表。低压母线装有电压表,仪表的准确度等级按符合要求。
8.2 变电所继电保护装置
8.2.1主变压器的继电保护装置
a)装设瓦斯保护。当变压器油箱内故障产生轻微瓦斯或油面下降时,瞬时动作于信号;当产生大量的瓦斯时,应动作于高压侧断路器。
b)装设反时限过电流保护。采用GL15型感应式过电流继电器,两相两继电器式结线,去分流跳闸的操作方式。
8.2.2护动作电流整定
IopKrelKwILmax KreKi
其中ILmax2I1NT21000KVA/(10KV)257.7A115A,可靠系数Krel=1.3,
接线系数Kw=1,继电器返回系数Kre=0.8,电流互感器的电流比Ki=100/5=20 ,因此动作电流为:
IOP1.31115A9.3A 因此过电流保护动作电流整定为10A。 0.820
8.2.3过电流保护动作时间的整定
因本变电所为电力系统的终端变电所,故其过电流保护的动作时间(10倍的动作电流动作时间)可整定为最短的0.5s 。
8.2.4过电流保护灵敏度系数的检验
SpIkmin Iop1
(2)(3)其中,IkminIK2/KT0.866IK2/KT=0.86619.7kA/(10kV/0.4kV)=0.682
Iop1IopKi/Kw10A20/1200A,因此其灵敏度系数为:
>1.5 Sp=682A/200A=3.4 1满足灵敏度系数的1.5的要求。
8.3装设电流速断保护
利用GL15的速断装置。
8.3.1速断电流的整定:利用式IqbKrelKw)其中IkmaxIk(3Ikmax,219.7kA,Krel=1.4,KiKT
Kw=1,Ki=100/5=20,KT=10/0.4=25,因此速断保护电流为Iqb1.4119700A55A 2025
速断电流倍数整定为Kqb=Iqb/Iop=55A/10A=5.5(注意Kqb不为整数,但必须在2~8之间)
8.3.2、电流速断保护灵敏度系数的检验 利用式SpIkmin(2)(3),其中IkminIK20.866IK20.8661.961.7kA,Iqb1
Iop1IopKi/Kw55A20/11100A,因此其保护灵敏度系数为S=1700A/1100A=1.55>1.5 从《工厂供电课程设计指导》表6-1可知,按GB50062—92规定,电流保护的最小灵敏度系数为1.5,因此这里装设的电流速断保护的灵敏度系数是达到要求的。但按JBJ6—96和JGJ/T16—92的规定,其最小灵敏度为2,则这里装设的电流速断保护灵敏度系数偏底。
8.4作为备用电源的高压联络线的继电保护装置
8.4.1装设反时限过电流保护。
亦采用GL15型感应式过电流继电器,两相两继电器式接线,去分跳闸的操作方式。 a)过电流保护动作电流的整定,利用式IopKrelKwILmax,其中 KreKiIL.max=2I30,取
I30=I30()(S30.1S30.4S30.8)/(3U1N)(13216044.4)kVA/(310kV)19.4A 0.6×52A=43.38A,Krel=1.3,Kw =1,Kre=0.8,Ki =50/5=10,因此动作电流为:
1.31Iop219.4A6.3A 因此过电流保护动作电流Iop整定为7A。 0.810
b)过电流保护动作电流的整定
按终端保护考虑,动作时间整定为0.5s。
c)过电流保护灵敏度系数
因无临近单位变电所10kV母线经联络线到本厂变电所低压母线的短路数据,无法检验灵敏度系数,只有从略。
8.4.2装设电流速断保护
亦利用GL15的速断装置。但因无临近单位变电所联络线到本厂变电所低压母线的短路数据,无法检验灵敏度系数,也只有从略。
8.4.3变电所低压侧的保护装置
a)低压总开关采用DW15—1500/3型低压短路器,三相均装设过流脱钩器,既可保护低压侧的相间短路和过负荷,而且可保护低压侧单相接地短路。脱钩器动作电流的整定可参看参考文献和其它有关手册。
b)低压侧所有出线上均采用DZ20型低压短路器控制,其瞬间脱钩器可实现对线路的短路故障的保护,限于篇幅,整定亦从略。
第九章 降压变电所防雷与接地装置的设计
9.1变电所的防雷保护
9.1.1 直接防雷保护
在变电所屋顶装设避雷针和避雷带,并引进出两根接地线与变电所公共接装置相连。如变电所的主变压器装在室外和有露天配电装置时,则应在变电所外面的适当位置装设独立避雷针,其装设高度应使其防雷保护范围包围整个变电所。如果变电所所在其它建筑物的直击雷防护范围内时,则可不另设独立的避雷针。按规定,独立的避雷针的接地装置接地电阻R
9.1.2 雷电侵入波的防护
a)在10KV电源进线的终端杆上装设FS4—10型阀式避雷器。引下线采用25 mm ×4 mm的镀锌扁刚,下与公共接地网焊接相连,上与避雷器接地端栓连接。
b)在10KV高压配电室内装设有GG—1A(F)—54型开关柜,其中配有FS4—10型避雷器,靠近主变压器。主变压器主要靠此避雷器来保护,防雷电侵入波的危害。 c)在380V低压架空线出线杆上,装设保护间隙,或将其绝缘子的铁脚接地,用以防护沿低压架空线侵入的雷电波。
9.2 变电所公共接地装置的设计
9.2.1接地电阻的要求
按《工厂供电设计指导》表9-6。此边点所的公共接地装置的接地电阻应满足以下条件: RE4
且 RE120V/IE120V/27A4.4
其中,IE10(803525)A27 因此公共接地装置接地电阻RE4 。 350
9.2.2接地装置的设计
采用长2.5m、50mm的钢管16根,沿变电所三面均匀布置,管距5 m,垂直打入地下,管顶离地面0.6 m。管间用40mm×4mm的镀锌扁刚焊接相接。变电所的变压器室有两条接地干线、高低压配电室各有一条接地干线与室外公共接地装置焊接相连,接地干线均采用25 mm ×4 mm的镀锌扁刚。变电所接地装置平面布置图如图9-1所示。接地电阻的验算:
RERE(1)
n/l100m/2.5m3.85 n160.65
满足RE4欧的接地电阻要求,式中,0.65查《工厂供电设计指导》表9-10”环行敖设”栏近似的选取。
图9-1变电所接地装置平面布置
参考文献
1、工厂供电技术 陈小虎主编 高等教育出版社
2、供配电技术 唐志平主编 电子工业出版社
3、工厂供电
4、工厂供电
5、工厂供配电技术
刘介才编 黄纯华编 何首贤编 机械工业出版社 天津大学出版社 中国电力出版社 - 30 -