某化工厂总变配电所供电系统初步设计任务书

1 某化工厂总变配电所供电系统初步设计任务书 1 绪论 厂供电的意义 众所周知，电能是现代工业生产的主要能源和动力。电能既易于由其他形式的能量转换而来，也易于转换为其他形式的能量以供应用。电能的输送和分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化，而且现代社会的信息技术和其他高新技术无一不是建立在电能应用的基础之上的。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。 本设计书论述了供配系统的整体功能和相关的技术知识，重点介绍了工厂供配电系统的组成和部分。系统的设计和计 算相关系统的运行与管理，并根据工厂所能取得的电源及工厂用电负荷的实际情况，并适当考虑到工厂的发展，按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求，确定了变电所的位置与形式及变电所至变压的台数与容量、类型及选择变电所主接线方案及高低设备与进出线。 供电设计首先要确定供电系统并进行用电负荷计算，然后将设计的供电系统图及用电容量向供电部门申请。申请用电容量的大小应满足生产需要，也要考虑到节省投资和节约能源，这就要求设计者对工艺专业和公用专业用电负荷系数有足够的把握。在设计计算中除了查找资料外，还必须借助于设计者在实践中长 期积累的经验数据。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，文献 1提出必须达到下列基本要求： a. 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。 b. 可靠：应满足电能用户对供电可靠性即连续供电的要求。 c. 优质：应满足电能用户对电压和频率等质量的要求。 d. 经济：供电系统的投资要省，运行费用要低，并尽可能节约电能和减少有色金属的消耗量。 此外，在供电工作中，应合理的处理局部和全局，当前和长远等关系，既要照顾全局和当前的利益，又要有全局观 点，能顾全大局，适当发展。供电设计必须遵守国家的有关法令、标准和规范，具体如下： a. 必须从全局出发，统筹兼顾，按照负荷性质、用电性质、用电容量、供电特点和地区的供电条件，合理设计方案。 b. 应做到保障人生安全、供电可靠、供电可靠、电能质量合格、技术先进和经济合理，设计中符合国家有关标准的效率高、能耗低、性能先进的电气产品。 本设计书共分部分，包括：负荷计算和无功功率补偿、变电所位置和形式选择、变电所主变压器的台数、类型容量及主接线方案的选择、短路电流的计算、变电所一次设备的选择与校验、变电所电气主结 线图、 电所二次回路方案的选择及继电保护的整定、防雷保护和接地装置的设计 。 某化工厂总变配电所供电系统初步设计 2 厂用电设备情况 载大小 各车间负荷统计见表 1表 厂负荷统计资料 车间号 车间 负荷类型 设备容量 （千瓦） 需要系数 功率因数 1 铸造车间 ( ) 动力 250 明 5 2 锻压车间 ( ) 动力 300 明 6 3 金工车间 ( ) 动力 350 明 7 4 电镀车间 ( ) 动力 360 明 8 5 热处理车间 ( ) 动力 280 明 9 6 装配车间 ( ) 动力 420 明 8 7 机修车间 ( ) 动力 240 明 7 8 工具车间 ( ) 动力 200 明 6 9 锅炉房 ( ) 动力 340 明 5 10 仓库 ( ) 动力 180 明 6 11 生活区 380 负荷类型 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。电气照明及家用电器均为单相，额定电压为220V。 a. 本厂多数车间为两班制，年最大负荷利用小时为 4500h， b. 全厂负荷分布：见厂区平面布置图。（图 1 3 电 源 干 线大 街厂 门大 街厂 区后 厂 门河 流工 厂 生 活 区生 活 区 的负 荷 中 心某 机 械 厂 总 平 面 图 比例 1 ： 2 0 0 0北邻 厂1 362471 0859图 1区平面布置图 源情况 a. 工作电源 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 10干线的走向参看工厂总平面图。该干线的导线型号为线为等边三角形排列，线距为 2m；干线首端距离本厂约 8线首端所装设的高压断路器断流容量为 500断路器配备有定时限过电流保护和电流速断保护，定时限过电流保护整定的动作时间为 b. 备用电源 为满足工厂二级负荷的要求，可采用高压联络线由邻近的单位取得备用电源。已知与本厂高压侧有电气联系的架空线路总长度为 80电缆线路总长度为 25统要求，只有在工作电源停电时，才允许备用电源供电。 c. 功率因素 当以 10据不同的车间，功率因数的要求值不一样。车间的照明负荷功率因数都为 1。详见表一。 d. 电价 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。 基本电费：按主变压器容量计为 18元 / 电度电费：动力电费为 明电费为 e. 工厂最大负荷时的功率因数不得低于 外，电力用户需按新装变压器某化工厂总变配电所供电系统初步设计 4 容量计算，一次性地向供电部门交纳 供电贴费 600元 / 2 负荷计算和无功功率补偿 荷计算 负荷计算的目的是为了合理选择配电系统各组成部分，如导线、电缆、变压器、开关等。一般采用需要系数法计算各车间变电所的计算负荷，然后相加（见表 2 表 2降压变电所负荷计算表 车间号 车间 负荷类型 设备容量（ 需要系数 功率因数 有功功率（ 无功功率(1 铸造车间 动力 250 5 明 5 2 锻压车间 动力 300 5 明 6 3 金工车间 动力 350 明 7 4 电镀车间 动力 360 明 8 5 热处理车 间 动力 280 明 9 6 装配车间 动力 420 明 8 6 0 7 机修车间 动力 240 明 7 8 工具车间 动力 200 4 明 6 9 锅炉房 动力 340 明 5 10 仓库 动力 180 明 6 11 生活区 380 85 计（ 380 间无功功率补偿容量的计算 电力部规定，无带负荷调整电压设备的工厂需要系数必须在 上。为此，一般工厂均需安装无功功率补偿装备，以改善功率因数。 5 低压补偿容量用下式确定： 0 1 2() tg =577 2 式 中 为月平均有功负荷系数，在 偿前均权功率因数角的正切值；2补充后低压侧必须达到的功率因数角的正切值。由表 1厂 380侧最大负荷是的功率因数只有 供电部门要求该厂 10虑到主变电器的无功损耗远大于有功损耗，因此 380V 侧最大负荷时功率因数应稍大于 取 算 380同的12的数值可查阅相关表：计算结果见表 2择 低压自动补偿屏，并联电容器为 ，每屏共 84用6 步控制，每步投入 14用其方案 1（主屏） 1 台和方案 3（辅屏） 6 台相组合，总共容量是 84=588图 3因此无功补偿后工厂 380V 侧和 10 表 2功功率补偿容量的计算 项目 计算负荷 W 30/30/A 38080 380变压器功率损耗 7 10 变电所位置和型式的选择与设计 根据厂区的范围和负荷分布情况，全 场可设置一个总降压变电所来满足伸长需要。总降压变电所位置和供电的可靠性、经济性以及电压质量密切相关，现则变电所地址时应该注意以下几点： a. 接近负荷中心； b. 进出线要方便，高压架空进出线走廊的位置应与变电所位置同时确定，高压架空线路要有一定的走廊宽度； c. 便于主变压器等大型设备的运输； d. 不应妨碍企业的发展，有扩建的可能； e. 远离污染源或位于污染源上风侧； f. 躲开低洼地区和剧烈震动环境； g. 屋外变、配电设备与其它工业建筑物间保持一定的防火间距； h. 与附近的冷却塔、喷水池之间，保 持一定的距离。 综合上要选择要求，最重要一点是变电所的位置应尽量接近工厂的负荷中心。某化工厂总变配电所供电系统初步设计 6 工厂的负荷中心按功率矩法来确定，其中 P 为功率， X， Y 为到变电所的距离，计算公式为： X= (23 )/( 2+） = ( Y=（ 23 /(2+ ) = ( 3 P（ 4 P（ 5 P（ 6 P（ 7 P（ 8 P（ 9P（ （ 11P（ 12P（ X= (23 )/( 2+） = ( =（ 23 /(2+ ) = ( 算： X= Y=计算结果可知，工厂的负荷中心在 2， 4， 5， 7， 8号车间之间。考虑到方便进出线，周边环境及交通情况，决定在 7号车间的西侧仅靠车间修建工厂变电所，其形式为附设式。 图 34 变电所主结线方案的设计 根据设计任务书的要求， 本厂多数车间为两班制 ， 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。 。主 结线 的设计必须满足工厂电气设备的上述要求 。 故可设计下列两种主结线方案： 7 a. 装设一台主变压器的主结线方案 b. 装设两台 主变压器的主结线方案 c. 两种主结线方案的计算经济比较 表 4种主结线方案的比较 比较项目 装设一台主变的方案 装设两台主变的方案 技术指标 供电安全性 满足要求 满足要求 供电可靠性 基本满足要求 满足要求 供电质量 由于一台主变，电压损耗略大 由于两台主变并列，电压损耗略小 灵活方便性 只一台主变，灵活性稍差 由于有两台主变，灵活性较好 扩建适应性 稍差一些 更好一些 经济指标 电力变压器的综合投资额 由表查得 价为 元，而由表查得变压器综合投资约为其单价的 2 倍，因此其投资为2*由表查得 此两台综合投 资 为 4*元= 1台主变方案多投资 高压开关柜的综合投资额 查表得 F）型柜按每台 表得其综合投资按设备价 计，因此其综合投资约为4*21万元 本 方 案 采 用 6 台1A(F)柜，其综合投资约为 6*元=元，比 1 台主变的方案多投资 电力变压器和高压开关柜的年运行费 参照表计算，主变和高压开关柜的折旧和维修管理费每年为 元 主变和高压开关柜的折旧费和维修管理费每年为 1台主变的方案多耗 交供电部门的一次性供电贴费 按 800元 /费为 1000*80万元 贴费为 2*630*元= 1台主变的方案多交 从上表可以看出，按技术指标，装设两台主变的主结线方案略优于装设一台主变的主结线方案，但按经济指标，则装设一台主变的方案远优于装设两台主变 的方案，因此决定采用装设一台主变的方案。 5 变电所主变压器台数和容量、类型的选择 根据设计方案的选择结果，本 厂 只设计 一 台主变压器即可满足需要，根据补偿后的总计算负荷 ，同时考虑工厂 5的负荷增长，变压器容量考虑一定的预留，某化工厂总变配电所供电系统初步设计 8 本期工厂负荷能保证变压器运行在 60济负荷区内即可，因此选择型号为：0(6)型主变压器。 表 5变压器参数 型号 0(6) 额定容量（ 1250 联接组标号 载电流（ %） 抗电压（ %） 短路电流的计算 制计算电路： 系 统( 1 )5 0 0 M V J - 1 8 5 . 1 0 K M( 2 )K - 1( 3 )S 9 - 1 2 5 0K - 20 . 4 K . 5 K 算电路 定基准值 设 00c,即高压侧 压侧 （ 6 算短路电路中各元件的电抗标幺值 a. 电力系统 00*1 M V （ 6 b. 架空线路 查表，得 线路长 10 100)2*2 （ 6 c. 电力变压器 查表，得 9 010 010 K V （ 6 因此绘等效电路图，如图 6图 6效电路 算 (10 )的短路总电抗及三相短路电流和短路容量 a. 总电抗标幺值 *1* )1( k （ 6 b. 三相短路电流周期分量有效值 )1(1)3( 1 （ 6 c. 其他短路电流 ()3()3()3()3(1)3()3( （ 6 d. 三相短路容量 M )1()3( 1 （ 6 算 ( )的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量 a. 总电抗标幺值 *2*1* )2( k （ 6 b. 三相短路电流周期分量有效值 1 4 4* )2(2)3( 2 （ 6 c. 其它短路电流 k ( 2)3()3( （ 6 ( （ 6 d. 三相短路容量 某化工厂总变配电所供电系统初步设计 10 M V )2()3( 2 （ 6 以上计算结果综合如表 6 表 6路计算结果 短路计算点 三相短路电流 /相短路 容量 /3( 3I )3(I )3()3()3( 变电所一次设备的选择与校验 0一次设备的选 择校验 表 70一次设备的选择校验 选择校验项目 电压 电流 断流能 力 动稳定度 热稳定 度 装置地点条件 参数 30 Ik ）（ 3 数据 101N T) 次设备型号规格 额定参数 N t 高压真空断路器30 1030A 8028 高压隔离开关 00 1000A - 00 高压熔断器00 - 电压互感器0/ - - - 电压互感器310 - - - 电流互感器000/5A - 255* 2 *1 避雷器 0 - - - 户外式高压隔离开关 00 1500A - 11 80 侧一次设备的选择校验 表 780 侧一次设备的选择校验 选择校验项目 电压 电流 断流能 力 动稳定 度 热稳定度 装置地点条件 参数 30 )3()3(2)3(I 据 380次设备型号规格 额定参数 N 低压断路器 电动 380V 1500A 40 低压断路器 80V 630A 一般30 低压断路器 80V 200A 一般25 低压到开关0 380V 1500A - 电流互感器 00V 1500/5A - 电流互感器 00V 160/5A 100/5A - 表 7低压母线的选择 表 7电所高低压 硬铝母线的常用尺寸 变压器容量/00 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 高压母线 40*4 低压母线 相母线 40*4 50*5 60*6 80*6 80*8 100*8 120*10 2（ 100*10） 2（ 120*10） 中性母线 40*4 50*5 60*6 80*6 80*8 80*10 8 变电所进出线的选择与校验 某化工厂总变配电所供电系统初步设计 12 10压进线和引入电缆的选择 0压进线的选择校验 采用 往 10 a. 按发热条件选择。由 1N T=8，初选 38时的 416A 足发热条件。 b. 校验机械强度。查表，最小允许截面 5此 改选 由于此线路很短，不需要校验电压损耗。 高压配电室至主变的一段引入电缆的选择校验 采用 a. 按发热条件选择。由 1N T=5，初选缆芯为 25 0A 足发热条件。 b. 校验短路热稳定。按式（ 5算满足短路热稳定的最小截面 222)3(m i n 252277 im （ 8 式中的 因此 25电缆满足要求。 80V 低压出线选择 A. 馈电给 1号厂房 (铸造车间 )的线路采用 a. 按发热条件选择。由 565，查表，初选 240 19A 足发热条件。（注意：如当地土壤温度不为 25，则其 b. 校验电压损耗。由图所示平面图量得变电所至 1号厂房距离约 50m，而由表查得 2400=缆芯工作温度 75计 )， 1号厂房的 6030=此按式得； (va 60 （ 85% 0 0)3 8 0/ （ 8 满足允许电压损耗 5%的要求。 c. 短路热稳定度校验。按式 (17)求满足短路热稳定度的最小截面 22)3(m i n 2 0 0 im （ 8 式中 变电所高压侧过电流保护动作时间按 整定 (终端变电所 )，再 13 加上断路器断路时间 ，再加 参看式 5 由于前面所选 120满足短路热稳定度要求，因此改选缆芯 150聚氯乙烯电缆，即 240+1 120的四芯电缆 (中性线芯按不小于相线芯一半选择，下同 )。 B. 馈电给 2 号厂房 (锻压车间 )的线路 亦采用 氯乙烯绝缘铜芯电缆直埋敷设。 (方法同上，从略 )缆芯截面选 240 240+1 120的四芯电缆。 C. 馈点给 3 号厂房 (金工车间 )的线路 亦采用 氯乙烯绝缘铜芯电缆直埋敷设。 (方法同前，从略 )缆芯缆芯截面选 240 240+1 120的四芯电缆。 D. 馈电给 4 号厂房 (电镀车间 )的线路 由于就在变电所旁边，而且共一建筑物，因此采用聚氯乙烯绝缘铜芯导线 根 (3根相线、一根中性线、一根保护线 )穿硬塑料管埋地敷设。 a. 按发热条件选择。由 99年最热平均气温 )26，相线 截面初选 120 215A 足发热条件。 按规定，中性线和保护线也选为 120相线截面相同，即选用 120根穿内径 25 b. 校验机械强度。查表，最小允许截面 20 c. 校验电压损耗。所选穿管线，估计长度 50m，而表查得 仓库的 30=此 (va （ 8 %5% 0 0)3 8 0/10(% （ 8 满足允许的电压损耗 5%的要求。 E. 馈点给 5号厂房 (热处理车间 )的线路 亦采用 (方法同前，从略 )缆芯缆芯截面选 240 240+1 120的四芯电缆。 F. 馈电给 6 号厂房 (装配车间 )的线路 亦采用 氯乙烯铜芯电缆直埋敷设。 (方法同前，此略 )缆芯截面选 240 240+1 120 的四芯电缆。 G. 馈电给 7 号厂房 (机修车间 )的线路 亦采用 氯乙烯铜芯电缆直埋敷设。 (方法同前，此略 )缆芯截面选 240 240+1 120 的四芯电缆。 H. 馈电给 8号厂房工具车间 )的线路 亦采用 (方法同前，此略 )缆芯截面选 240 240+1 120 的四芯电缆。 某化工厂总变配电所供电系统初步设计 14 I. 馈电给 9 号厂房 (锅炉房 )的线路 亦采用 氯乙烯铜芯电缆 直埋敷设。 (方法同前，此略 )缆芯截面选 240 240+1 120 的四芯电缆。 J. 馈电给 10号厂房 (仓库 )的线路 亦采用 (方法同前，此略 )缆芯截面选 240 240+1 120 的四芯电缆。 K. 馈电给生活区的线路 采用 a. 按发热条件选择。由 365及室外环境温度为 33，查表，初选 33时的 390A 足发热条件。 b. 校验 机械强度。查表，最小允许截面 6此 c. 校验电压损耗。由图 1所示平面图量得变电所枝生活区负荷中心约 80m，而由表查得 按线间几何均距 )，又生活区的 40此 )40 %5% 0 0)3 8 0/ 满足要求。中性线采用 表 8电所进出线和联络线的型号规格 线路名称 导线货电缆的型 号规格 10相三线架空） 主变引入电缆 5交联电缆 (直埋 ) 380至 1号厂房 40+1*120四芯塑料电缆（直埋） 至 2号厂房 40+1*120四芯塑料电缆（直埋） 至 3号厂房 40+1*120四芯塑料电缆（直埋） 至 4号厂房 40+1*120四芯塑料电缆（直埋） 至 5号厂房 40+1*120四芯塑料电缆（直埋） 至 6号厂房 40+1*120四芯塑料电缆（直埋） 至 7号厂房 40+1*120四芯塑料电缆（直埋） 至 8号厂房 40+1*120四芯塑料电缆（直埋） 至 9号厂房 40+1*120四芯塑料电缆（直埋） 至 10号厂房 40+1*120四芯塑料电缆（直埋） 至生活区 四回路 3*相四 线架空 ) 9 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和无功电能，并据以计算每月工厂的平均功率因数，计量柜由 15 上级供电部门加封和管理。 由于本设计要求 10计量，故变电所 10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和无功电能，并据以计算每月工厂的平均功率因数 。原理电路如图 9 T A 1W v a va a 量 a W V b W V a rv a 电所的电能计量回路原理图 10 变电所二次回路方案的选择及继电保护的整定 电所二次回路方案 的选择 工厂变配电所的二次回路是指用来控制、指示、监测和保护一次电路运行的电路，亦称二次系统，包括继电保护、控制系统、信号系统、监测系统和自动化系统等。 二次设备是指对一次设备的工作进行监测、控制、调节、保护以及为运行、维护人员提供运行工况或生产指挥信号所需的低压电气设备。由二次设备相互连接 ,构成对一次设备进行监测、控制、调节和保护的电气回路称为二次回路。二次回路在电力系统的安全运行中起着极其重要的作用。 对于变电所二次回路中设备的选择，出口中间继电器应选用不易“误碰”的继电器 ,不宜选用带试验按钮的继电器 ,并且应与同屏其他继电器明显区别。 330 500 . 63 /1于集成电路型、微机保护的。端子排应选用由阻燃材料构成且导电部分为铜质的产品 ,不应选用导电部分为铁质的端子排 ,如果在户外使用应采用防潮能力较好的产品。 目前有些二次设计中往往只注意空气开关的额定电流选择而忽视了时间 /电流某化工厂总变配电所供电系统初步设计 16 脱扣特性曲线所带来的级间的选择性 ,级与级间应选用同一种类脱扣特性的微型断路器 ,注意级间额定电流与动作电流的组配。如果要在直流回路中采用交流空开 ,应注意空开动作电流的变动和绝缘是否满足要 求 ,具体可查阅有关产品手册。电流、电压和信号接点引入线 ,应采用屏蔽电缆 ,屏蔽层在开关场与控制室同时接地。目前有些二次设计中往往只注意空气开关的额定电流选择而忽视了时间 /电流脱扣特性曲线所带来的级间的选择性 ,级与级间应选用同一种类脱扣特性的微型断路器 ,注意级间额定电流与动作电流的组配。如果要在直流回路中采用交流空开 ,应注意空开动作电流的变动和绝缘是否满足要求 ,具体可查阅有关产品手册。 电所的保护装置 变压器的继电保护装置 防变压器铁壳内部短路和油面降低。轻瓦斯动作于 信号；重瓦斯动作于跳闸。当变压器的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 感应式电流继电器，两相两继电器式结线，去分流跳闸的操作方式。 a. 过电流保护动作电流的整定 利用公式 W/中*100002*W=1,i=100/5=20，因此动作电流 为： 1）（ 20） 定为9A。 b. 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倍动作电流动作时间）可整定为最短的 c. 过电流保护灵敏系数的检验：利用公式 (2)T= 10A 20/1=180A,因此其保护灵敏系数为： 32/180=足灵敏系数 要求。 C. 装设电流速断保护。利用 a. 速断电流的整定：利用公式 W/I(3), 00/5=20,0/5,因此速断电流为： 1） /(20 25) 18210=断电流整定为 =b. 电流速断保护灵敏系数的检验：利用公式 2 (2)T=i/ 20/1=此其保护灵敏系数为： 580A/ 定，电流保护（含电流速断保护）的最小灵敏度系数为 此这里装设的电流速断保护的灵敏系数是达到要求的，而且按 16最小灵敏系数为 2，在这里装的电流速断保护灵敏系数是达到要求的。 17 1 0 k 1T A 1 T A 2T A 2K A 1K A 2 K A 4K A 3W V 3K A 4K A 2K S 2W V 1K A 1K S 3K A 5 5接地保护W S +K S 3 接地信号010力线路 继电保护原理图 电流继电器（ 时间继电器（ 信号继电器（ 中间继电器 电流互感器 零序电流互感器 为备用电源的高压联络线的继电保护装置 A. 装设反时限过电流保护 亦采用 感应式过电流继电器，两相两继电器湿结线，去分流跳闸的操作方式。 a. 过电流保护动作电流的整定利用公式 W/30=, 0/5=10,0/5因此动作电流为 1）（ 10） 2 0A。 b. 过电流保护动作时间的整定。按终端保护考虑，动作时间整定为 无邻近单位变电所 10法检验灵敏系数，只有从略。 B装设电流速断保护。亦采用 是因为邻近单位变电所 10 法整定计算和检验灵敏系数，只有从略。 用电源自动投入装置 主变压器二次侧断路器与 10用电源进线断路器组成备用电源自动投入装置（ 当工作电源失去电压时，备用电源立即自动投入如图 10示。备用电源自动投入装置应符合下列要求： a. 保证备用电源在工作电压断开后才投入备用电源。 b. 工作电压不论何种原因消失时，备用电源自动投入装置均应延时动作。 c. 手动断开工作电源时，不应起动备用电源自动投入装置。 某化工厂总变配电所供电系统初步设计 18 d. 保证备用电源自动投入装置只动作一次。 e. 备用电源自动投入装置 动作后，如投到故障上，必要时应使保护加速动作。 f. 备用电源自动投入装置中，可设置工作电源的电流闭锁回路。 1 Q F 22143W L 1 W L 2图 10用电源自动投入（ 理电路 主变二次侧断路器 备用电源进线断路器 合闸线圈 时间继电器（ 合闸接触器 电所的测量和绝缘监察回路 变电所 10压侧装有电压互感器 中电压互感器为 3 个 0/（开口三角）的结线，用以实现电压测量和绝缘监察。 0母线的电压测量和绝缘监察原理图 电压互感器 高压隔离开关及其辅助触点 电压表 电压转换开关 电压继电器 信号继电器 控制小母线 信号小母线 预报信号小母线 19 11 变电所的防雷保护与接地装置的 设计 电所的防雷保护 击雷防护 在变电所屋顶装设避雷针或避雷带，并引出两根接地线与变电所公共接地装置相连。如变电所的主变压器装在室外或有露天配电装置时，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括整个变电所。如果变电所处 在其它建筑物的直击雷防护范围以内时，则可不另设独立避雷针。按规定，独立避雷针的接地装置接地电阻 0。通常采用 36 根长 径 50钢管，在装避雷针的杆塔附近作一排或多边形排列，管间距离 5m，打入地下，管顶距地面 地管间用 40镀锌扁钢焊接相连。引下线用 25与接地体焊接相连，并与装避雷针的杆塔及其基础内的钢筋相焊接，上与避雷针焊接相连。避雷针采用直径 20镀锌圆钢，长 1立避雷针的接地装置与变电所公共接地装置应有 3m 以上距离。 电侵入波的防护 为了保护 10电线， 在 10、 母线 处各装设 )开关柜，其中配有 阀式避雷器。 电所公共接地装置的设计 地概述 地与接地装置 电气设备的某部分与大地之间做良好的电气连接，称为接地。埋入地中并直接与大地接触的金属导体，称为接地体，或称接地极。专门为接地而人为装设的接地体，称为人工接地体。兼作接地体用的直接与大地接触的各种金属构件、金属管道及建筑物的钢筋混凝土基础等，称为自然接 地体。连接接地体与设备、装置接地部分的金属导体，称为接地线。接地线在设备、装置正常运行情况下是不载流的，但在故障情况下要通过接地故障电流。 接地线与接地体合称为接地装置。由若干接地体在大地中相互用接地线连接起来的一个整体，称为接地网。其中接地线又分为接地干线和接地支线。接地干线一般应采用不少于两根导体在不同地点与接地网连接。 实行接地或接零的设备 凡因绝缘损坏而可能有危险电压的电气设备及电气装置的金属外壳和框架均应可靠接地或接零，其中包括： a. 电动机，变压器，变阻器，电力电容 器，开关设备的金属外壳。 b. 配电屏，控制屏的金属框架和底座，邻近带电设备的金属遮拦。 c. 电线电力电缆的金属保护管和金属包皮，电缆终端头与中间接头的金属包皮及母线的外罩。 d. 照明灯具，电扇及电热设备的金属底座与外壳。 某化工厂总变配电所供电系统初步设计 20 e. 避雷针，避雷器，保护间隙和耦合电容器，装有避雷线的电力线路金属杆塔。 f. 互感器的二次线圈。 地装置的设计 a. 确定接地电阻值 查表得变电所公共接地装置的接地电阻应满足 4b. 接地装置的初步方案 现初步考虑围绕变 电所建筑四周，距变电所墙角 23m，打入一圈直径 d=50 L=钢管接地体，每隔 5m 打入一根， 钢管之间 采用 400镀锌扁钢 相联。 c. 计算单根钢管接地电阻 根据设计任务书的条件，工厂区域地点的土壤为