小型工厂的供配电系统设计方案

重庆邮电大学本科毕业设计（论文） - 1 - - 1 - 小型工厂的供配电系统设计方案 第一章 绪论 第一节 工厂供电意义和要求 在工业生产和生活中，电能扮演着极其重要的角色。电能与其他形式的能量之间可以相互转化。做好电能输送和分配这项任务，不仅可以节约成本，而且还可以提高经济效益，提高生产效率。电能是现代文明的物质技术基础，没有了电能，就没有可能实现现代化进程。现代社会的各个方面都是建立在电气化的基础之上，一旦电力系统出现问题或停止工作，将会给用电用户带来严重的影响，甚至造成伤害。 所以设计出安全有效的工厂供电与配电方案有利于扩大工厂的生产能力，减少支出 ，提高工厂效益，加快工厂的发展具有重要的意义。此外，还有利于国民经济的提高，加快现代化进程，为实现 “中国梦” 做出应有的贡献。因而从各个方面来讲，做好工厂供配电工作都十分重要。 为了使工业生产和生活有序的进行下去，实现用户电能的要求，工厂供配电工作必须做到以下几点：安全 可靠 优质 经济 第二节 本厂的基本概况及设计要求 一、 生产任务及车间组成 表 生产规模及车间组成 生产规模（万吨） 产品规格 主要车间 辅助车间及其它设施 塑料制品 薄膜、单丝、管材、等制品 薄膜车间 单丝车间 管材车间 注射车间 原料库、成品库、包装材料库、注塑车间、备料复制车间、锻工车间、仓库、机修模具车间、锅炉房、等办公楼等。 重庆邮电大学本科毕业设计（论文） - 2 - - 2 - 二、 负荷性质及负荷情况 根据本工厂的实际情况，得出结论：生产车间为三班制，其余的为单班或两班制。该厂全年最大负荷利用小时数为 5000 小时，属于三级负荷。 全厂包涵 5 个车间变电所，每个车间包涵其独立的用电设备，全厂总的有功功率为 61030 ，全厂总的无功 功率为 ，全厂总的视在功率为 58398830 。 三、供电 需求 本工厂从位于该厂南侧 1 公里的某变电所取得 10 千伏架空线路的电源 。 变电所的整定时间为 2 秒，本厂配电所应不大于 。 在总配变电所 10 千伏侧计量。 要求本厂的功率因数值在 上。 供电系统技术数据： 变电所提供的电源系统为无限大，母线上的电压为 10 千伏，发生短路时，容量为200 兆伏安。供电系统如图 示 1。 图 供电系统图 四、本厂自然条件 1、气象条件 最高温度为 35C。 土壤中 1 米深处一年中最热月平均温度为 20C。 年雷暴日为 30 天。 土壤冻结深度为 。 主导风向夏季为南风。 2、地质及水文条件 地表平坦，土壤的成分为极土，厚 7 米 重庆邮电大学本科毕业设计（论文） - 3 - - 3 - 地下水位一般为 。 地耐压力为 20 吨 /平方米。 第三节 本章小结 本章主要介绍了安全有效的供电与配电对工厂的意义，一个合理的工厂电力系统所 具备的要求，所要设计工厂的基本状况：该厂生产的产品，生产产品需要的车间以及车间的设备，按照负荷对供电的要求划分级别，与当地的用电部门达成的供电协议以及工厂的自然条件。 重庆邮电大学本科毕业设计（论文） - 4 - - 4 - 第二章 负荷计算及无功功率 第一节 供电电压的选择 选择工厂供电电压时主要考虑以下几个因素：供电电压等级、工厂用电设备的容量、电压和供电距离。配送路线长度和配送容量在一定的情况下，供电电压与线路的电流成反相关，利用这一特点，可以降低线路投资和金属的消耗，如表 示 表 各级线路合理的输送功率和输送距离 线路电压 /路结构 输送功率 /送距离 / 6 10 10 35 66 110 220 架空线 电缆 架空线 电缆 架空线 电缆 架空线 架空线 架空线 架空线 100 175 1000 3000 2000 5000 200010000 350030000 1000050000 10000050000 10 8 620 10 2050 30100 50150 200300 本厂高压配电电压是 10于那些用电 设备所需的电压是 6通过专门的变压器把 10换成 而给设备供电。 第二节 负荷计算 一、 负荷计算的定义及计算方法 1、定义 计算负荷是人们假象中的负荷，在一定的时间内，负荷的发热量等于在工厂生产中，负荷在变动情况下所产生的热量 2。 尖峰电流指在持续时间为 1 秒的情况下，用电设备的最大电流 2。 平均负荷为用电设备在一段时间内所消耗的电能除以该段时间所得出的值 2。 2、负荷计算的方法 负荷计算的主要方法：需要系数法，利用系数法，二项式。本设计将采用需要系数法予以确定。下面 对需要系数法进行介绍： 重庆邮电大学本科毕业设计（论文） - 5 - - 5 - (1)、 基本公式 有功计算负荷为： 30(2无功计算负荷为： PQ (2视在计算负荷为： PS (2计算电流为： 2位为 30位为 位为 (2)、 用电设备是多组的情况下，负荷的计算方法 在计算多组有用设备或低压母线的负荷时，要考虑各用电设备出现的最大负荷不是同一个时间。因此在确定多组用电设备的计算负荷时，应结合具体情况对其用功负荷和无功负荷分别计入 一个同时系数3。 对车间干线，取 对低压母线，分两种情况： 由用电设备组计算负荷直接相加来计算时，取 由车间干线计算负荷直接相加来计算时，取 的有功计算负荷为： 3030(2总的无功计算负荷为： 3030(2别为各组设备的有功和无功计算负荷之和。 重庆邮电大学本科毕业设计（论文） - 6 - - 6 - 总的视在计算负荷为： 23023030 (2总的计算电流为： (2二、 负荷计算结果 由表 示数据可计算出全厂总负荷（参差系数取 = 全厂总的有功计算负荷 3 4 92 6 1 全厂总的无功计算负荷 v 2 3v 9 39503030 全厂总的视在计算负荷 230230 = 583 9 8 853 2 2 32 3 4 9 22 表 各车间用电设备及车间变电所负 荷计算表 序号 车间或 用电设备 组名称 设备 容量 （ 需要 系数 功率 因数 率因数 角正切 算负荷 有 功 30P (千瓦 ) 无功 30Q (千乏 ) 视 在 30S (千伏安 ) 各车间 380 伏负荷 (1)电所 1 薄膜车间 1400 40 原料库 30 0 25 3 15 3 生活间 10 0 8 0 8 4 成品库（一） 25 3 15 5 成品库（二） 24 包装材料库 20 2 7 小计 1509 166 (2)电所 1 单丝车间 1385 31 水泵房及其 附属设备 20 3 小计 1405 844 1090 (3)电所 1 注塑车间 189 管材车间 880 08 小计 1069 (4) 电所 1 备料复制车间 138 生活间 10 0 8 0 8 重庆邮电大学本科毕业设计（论文） - 7 - - 7 - 3 浴室 3 0 锻工车间 30 原料、生活间 15 0 12 0 12 6 仓库 15 机修模具车间 100 5 热处理车间 150 0 铆焊车间 180 4 0 小计 641 (5)电所 1 锅炉房 200 40 试验室 125 辅助材料库 110 2 油泵房 15 加油站 10 办公楼 招待所、食堂 15 小计 475 8 全厂合计 5099 2610 说明：根据上表所提供的资料， 电所配带两台变压器，其余皆配带一台变压器。 第三节 功率补偿 一、 意义 工厂有着大量的设备，这些设备中有些是属于电感参数的负载，会降低功率因数。如果想要使功率因数 达到 工厂规定的标准，就需要进行无功功率 的补偿。通过此做法，可以采用容量小的供电设备和导线电缆。这不仅节约了电能，还提高了用电质量 和 生产效率。另外进行了无功功率补偿之后，主变压器可以选取容量小的， 这既可以减少变电所的初投资，又可降低工厂的电费付出。因为在我国，对工厂电费的收取与居民的不一样，工厂电费分两部分：一部分是根据主变压器每月的 容量 ,另一部分按照每月电能 kWh。由此可见，提高工厂功率因数不仅有利于电力系统，而且节约工厂的成本。 二、 电容补偿 1、 补偿前的配电 所功率因数 考虑同时系数（ = 后，有功功率和无功功率分别为： 234930 重庆邮电大学本科毕业设计（论文） - 8 - - 8 - 视在计算负荷为： 功率因数为： 2349/、 无功补偿容量 按规定，配电所的功率因数 此在配电所进行无功补偿后的功率因数应略高于 里取 要使功率因数由 高到 要装设的 补偿装置 容量为 v a 2 2v a r)r c c o st a r c c o s( t a 4 9 取2400 这就是配电所母线上所需 补偿装置 的容量。 三、 补偿装置选择 常用的对无功功率因 数 进行提高的装置都是直接或间接并接于变配电所的母线上。下面介绍常用的三种补偿装置，如表 示 表 三种补偿装置的比较 补偿装置名称 工作原理 优点 缺点 同步调相 机 和同步电动机在空载运行条件下过励磁时运行的情况一样，将会提高系统的电压 4。 可以根据实际情况改变无功功率，实现电压的调节。遇到系统故障，系统的电压不仅能调整，而且系统的稳定性将会提高 运行维护复杂，有功功率损耗较大，即使调相机的容量小，但每千伏安容量的资耗也比较大。 静止补偿器 由可调电抗和电力电容器两部分组成。电容器发出无功功率，电抗器吸收无功功率，要调节无功功率的大小和方向，可用电抗器和电容器进行调节 4。 一种动态无功功率补偿装置，具有技术先进、调节性能、使用方便 设备造价太高 电力电容器 在变电所母线上可接成三角形联结和星形联结，它所提供的无功功率值与所节点的电压成正比 4。 装设容量不受限制，运行时功率损耗较小 因此相比较以上三种无功补偿装置后，无功补偿装置可选用并联电容器。重庆邮电大学本科毕业设计（论文） - 9 - - 9 - 本次设计选用 5的电容器 ,其额定容量为 100k 定电压为 定电容为 数为 1。由此得出电容器的个数： 241 0 02 4 0 0 /节 本章小结 本章主要介绍了负荷计算是如何定义，负荷计算是怎么样进行演算的，根据负荷计算的方法，对本工厂的设备参数进行应有的计算，并用表格的形式绘制出来。另一方面介绍了无功补偿的概念及意义，常用的进行无功补偿的装置类型，通过计算得出本次设计需要的补偿的容量和装置。 重庆邮电大学本科毕业设计（论文） - 10 - - 10 - 第三章 总配电所设计 第一节 配电所的位置及型式 一、 所址选择的一般原则 尽可能靠近设备 中心 ，有利于节约成本，避免原材料的浪费。 方便进出线，主要的是架空进出线方便。 尽可能接近电源侧，尤其是总降压变电所和高压配电所。 方便设备的运输，更需 要注意运输高低压成套配电装置。 如果配电所所在地区天气较热或可能发生地震，要做好预防措施。 如果配电所所在地区存有沙尘或有腐蚀性气体，做好预防工作 二、 总体布置要求 配电所的总体布置是否合理关系到工厂生产和安全的问题。如果处理不当，会降低工厂的生产效率，甚至带来巨大的危害。对总体布置有五个原则： 当设备遇到故障需要进行维修时，能够方便人员操作。 配电所的布置能使工厂的设备有效的运行，扩大工厂的生产能力。 配电所要便于线路的布置，进出线路要方便于人员架设。 尽量避免土地浪费，减少用于建筑的费用，提高 工厂的效益 能够满足工厂发展对电能的需求，适应社会的发展。 三、 配电所平面布置图 图 高压配电所平面布置图 重庆邮电大学本科毕业设计（论文） - 11 - - 11 - 第二节 主接线方案 一、 主接线的设计原则及基本要求 1、电气主接线的设计原则 变电所在电力系统的作用非常重要，首先考虑的是该系统能否安全运行，然后考虑的是建设的范围，容量的大小，电压等级等条件，最后考虑的是经济性和方便程度。 2、 对主接线的基本要求 安全性 能够达到相关的标准，保障人身安全和设备安全 5。 可靠性 满足工厂里面的设备对电能的需求，特别是对电能要求较高的 设备 。 灵活性 接线方式具有操作简单，检修方便。 经济性 主接线简单，费用低，成本少，节约 资源 。 二、 电气主接线的设计 关于电气主接线主要有单母线分段和单母线两种 6。然而选择哪一种接线方式是由电压高低和线路走向共同决定的。下面采用表格的形式进行对比，如表 示 表 单母线和单母线分段 根据 本厂 的 实际情况 ， 采用单母线分段，其接线方式如图 两种接线方式 优 点 缺 点 单母线接线 接线简单清晰，操作方便，所用设备比较少，投资少 母线发生短路，会造成全部短路，如要检修，该回路必须停电 单母分段接线 接线简单，设备少，操作方便，减少母线故障 影响范围 相比较来言，要好一些 重庆邮电大学本科毕业设计（论文） - 12 - - 12 - 图 单母线分段的接线方式 7 该配电所有两条 10电路进线来作为供电电源。一条是架空线，另一条是电缆线。其中架空线路取自 110/10电所，位于该厂南侧 1 公里处。而电缆线是当作备用电源，取自附近单位的联络线，以防万一。 第三节 短路电流计算 一、 产生短路电流的原因及危害 1、短路的原因 虽然工厂要求安全地对设备提供电能，但是出现故障就会使设备停止运行，影响工厂的生产。短路属于常见的故障，短路是指本 应该有 差异的导电部分经低阻相接不存在电位差。 造成短路的主要原因 ： 有带电设备的绝缘工作没做好，违反规定的操作，动物对线路的破坏等。 2、 短路的危害 在发生短路后，产生很大的短路电流会出现在电力系统中，电流过大超过设备承受的最大电流会使设备损坏，甚至发生火灾 ， 另外短路会使系统的出现不稳定的因素。由此可见，短路后所造成的影响很严重，如果不及时消除引起短路的因素，后果可想而知。 二、 短路 电流计算的目的及计算方法 短路电流计算在于选用合适的电气设备，同时便于校验设备，以及对保护装置进行整定计算。 重庆邮电大学本科毕业设计（论文） - 13 - - 13 - 计算短路电流的方法：有名单位制法和标幺制法，此次设计采用标幺制法 8。 三、 短路电流计算 1、 计算公式 标幺制法：先选定基准容量 基准容量：在工程设计中通常取00。 基准电压：一般取元件所在的短路计算电压，即 U (3基准电流 3 (3基准电抗 3 (3电力系统的电抗标幺值 *(3电力线路的电抗标幺值 20* (30X 为导线电缆的单位长度电抗平均值 (查表 得 )。 表 每相线路中以 单位的电抗平均值 （ / 线路结构 线 路 电 压 35以上 6 1020/380V 架空线路 电缆线路 出各主要元件的电抗标幺值以后，利用其等效电路图求出其总电抗 标幺值*X 。 在无限大容量系统中，发生三相短路时，电流中周期性的分量有效值的标幺值 8 *)*3(1 (3 由此可求得发生三相短路时，电路电流中周期性分量的有效值 *)3( 在 (3)出以后，可得三相短路次暂态电流和稳态电流 )3()3()3(3重庆邮电大学本科毕业设计（论文） - 14 - - 14 - 求出发生三相短路时的冲击电流，第一个周期内整个短路电流的有效值 (3发生三相短路时的容量 *)3( 2、 短路电流和短路容量计算 (1)、确定基准值 取基准容量 100 ， 基 准 电 压 基准电流 0551031 0 03 (2)、在短路电路中，元件的电抗标幺值 电力系统的电抗标幺值 由给定数据得 200,因此 50200100*1 架空线路的电抗标幺值 根据工厂实际资料， /00 ，因此 3 6 30)510(1 0 0140 2*2 . 发生短路时，电路的等效电路图如图 示，图中对元件的序列号和电抗标幺值进行了标注。 图 短路等效电路图 (3)、短路电路中 的总电抗标幺值、每一相的电流、容量 总电抗标幺值 8630363050*2*1* )1( . 三相短路电流周期分量有效值 768 6 30505)1()3( 1 其他三 相短路电流 k 376)3( 1)3()3( i 416376552)3( I 29376511)3( 三相短路容量 重庆邮电大学本科毕业设计（论文） - 15 - - 15 - 871158630100)1()3( 1表 短路计算表 短路 计算点 三相短路电流 /相短路容量 / )3()3(I )3(I )3()3()3(四节 主要电气设备选择 一、 选择条件 1、 按工作电压选择 电器额定电压 不低于所在电路额定电压 2、 按工作电流 选择 一般电器额定电流 3、 对开关类电气设备 应考虑 断流 性能 安装地点的最大三相短路电流 )3( 4、 短 路动稳定度的校验条件 9 断路器、负荷开关、隔离开关、电抗器的动稳定电流的峰值 不小于可能的最大的短路冲击电流其动稳定电流有效值 不小于可能的最大的短路冲击电流 )3( )3(3 电流互感器大多数给出动稳定倍数其动稳定度校验条件为 )3(12 (3式中，互感器的额定一次电流。 5、 短路热稳定度的校验条件 一般的电器元件的热稳定度校验条件为 )3(2 (3 该式中， 电器的热稳定电流； t 为其热稳定时间； )3(I 为通过电器时三相短路的稳态电流； 电流互感器大多给出热稳定倍数和热稳定时间 t，其热稳定度校验条件为 i m )3(21 )( (3重庆邮电大学本科毕业设计（论文） - 16 - - 16 - 表 一次设备选择校验的项目及满足的条件 序号 设备名称 电压 （ 电流 （ A） 断流能力 （ ） 短路稳定度校验 动稳定度 热稳定度 1 高压断路器 2 高压负荷开 关 3 高压隔离开 关 4 低压断路器 5 低压刀开关 6 熔断器 7 电流互感器 8 电压互感器 9 母线 10 电缆 11 支柱绝缘子 12 套管绝缘子 选择校验的条件 设备的额定电压应不小于装置 地点的额定电压 设备的额定电流应不小于通过设备的计算电流 设备的最大开端电流（或功率）应不小于它可能开端的最大电流（或功率） 按三相短路冲击电流校验 按三相短路稳态电流校验 备 注 校验 不校验 一般可不校验 表 一次设备短路稳定度校验公式 序号 设备名称 校验项目 校验公式 符号含义 1 高压断路器 高压负荷开关高压隔离开关 动稳定 设备的极限通 过电流峰值（ )3(通过设备的三相短路冲击电流（ 备的 t 秒热稳定电流（ t设备的热稳定实验时间 )3(I 三相短路稳态电流（ 号 3、 4 中用 A） 热稳定 )3(2 重庆邮电大学本科毕业设计（论文） - 17 - - 17 - 2 电流互感器 动稳定 )3(12 路假想时间 动稳定倍数 稳定倍数 1a 母线的最大允许应力 c 母线通过 (3)受到的最大计算应力 A 导体的截面 导体满足热稳定 的最小截面 C导体的短路热稳定系数 1绝缘子的最大允许载荷，为抗弯破坏载荷的 60% )3(F )3(过时产生的最大作用力 热稳定 im )3(21 )( 3 母线 动稳定 1 热稳定 im a)3(m 4 电缆和 绝缘导线 热稳定 im a)3(m 5 支柱绝缘子 动稳定 )3(1 F 6 套 管 绝 缘 子 动稳定 )3(1 热稳定 )3(2 二、 电气设备选择校验 1、 10的短路计算值 ： k 376)3()3()3( ， 416)3( ， 29)3( 03/(030 根据所算的值，选择合适的电气设备并进行校验，如表 示。 表 10电气设备 选择校验项目 额定电 压 额定电 流 额定开断 电流 动稳定度 热稳定度 装置地 点条件 参数 UN/30/A Ik/sh/kA 2 数据 10 压隔离开关10T/400 10 400 _ 40 980514 2 高压断路器30 10 630 16 40 1024416 2 电压互感器 0 - - - - 电流互感器 0 400/5 - 160 2 75 1 =900 高压熔断器 0 0 - - 重庆邮电大学本科毕业设计（论文） - 18 - - 18 - 避雷器 0 - - - - 根据上表校验， 10选设备均满足要求。 2、 高压开关柜选择 04 用途 受电、馈电 额定电流（ A） 630 4000 主回路 元器件 隔离开关 流互感器 0 熔断器 压互感器 )开关柜接线图 第五节 配电所进出线的选择 一、 概述 导线和电缆截面的正确选择是保障供电系统合理安全运行的 基础 ，也是节约成本的前提 ， 所以进行选择时要考虑以下条件： 1、发热条件 当线路中的电流是最大容量设备产生的时候，导线和电缆 (包括母线 )的温度，应限制在允许的温度范围之内。 2、电压损耗条件 当线路中的电流是最大容量设备产生的时候，导线和电缆上损失的电压，应重庆邮电大学本科毕业设计（论文） - 19 - - 19 - 限制在允许的损失电压范围之内。在工厂内较短的高压线路的情况下，电压损耗校验没得必要。 二、 10空线的选择 在本次设计中， 配电所 的电压为 10所需线路的距离较短 ， 根据实际情况 选择导线截面 考虑发热条件 。架空线路一般情况下采用铝绞线（ A. 3 4 9co 030 根据工厂具体实际情况，最热月平均最高温度为 35 C 。查表 许载流量135A30I=足发热条件。 线路的电压损耗为（ 800 ， 700 ,线路长 1 .(k.) .(517210 3301v a 线路的电压损耗百分值为 %U% 7211 0 0 00 15172100 因此所选 铝绞线满足电压损耗要求。 三、 备用电源电缆进线的选择 1、选择材料 在选择采用哪一种材料来作为电缆缆芯，考虑节约资源，采用铝芯电缆。经查阅资料进行比较，本厂选用聚乙烯绝缘电缆（交联型）来作为 10缆的材料。 2、选择经济截面 A. 3 4 9co 030 通过资料可知在一年之中，本厂有功负荷最长的利用时间为 5000 小时，所以通过查表可以得： 经济电流密度 2/731 。 故经济截面 2230 187/731 691 5 0 选标准截面 95 选用 交联聚乙烯绝缘电缆。 3、校验发热条件 查表得 许载流量（取本地区土壤中最热月平均温度 200C）166A30I=此满足发热条件。 重庆邮电大学本科毕业设计（论文） - 20 - - 20 - 四、 10线的选择 1、选择母线时需要校验动稳定和热稳定 动稳定 1(3 热稳定 m a/m i n (3母线所能承受的最大硬力，材质是硬铜的为 140质是硬铝为70 c母线通过 )3(受到的最大计算应力 。 A导体的截面 。 导体在热稳定条件下的最小截面 。 )3(I 三相短路冲击电流 。 短路假想时间 。 050 (3式中 实际短路时间， 短路保护装置实际动作时间， 断路器的断路时间，对一般油断路器取 (3式中 M 为母线在 )3(Nm）， W 为母线的截面系数 当母线档数为 1 2， 8/)3( (3当母线档数多于 2 时 ， 10/)3( ； 272)3()3( /10/3 (3 式子 (3 (3的 l 为母线的档距 当母线水平放置时 ， 6/2 (3式中 b 为母线截面宽度， h 为母 线截面高度。 电缆的机械强度很好，不必校验其短路动稳定度 10。 根据 10 线 处 的 电 流 电 压 等 初 选 母 线 型 号 为 3(404) 180A30I=合要求。 (1)、母线热稳定校验 23m i n 46387 75010376 i m a 160440 线满足热稳定要求。 (2)、动稳定校验 该 10线处的 ( 假设母线水平平放，档距为 900数大重庆邮电大学本科毕业设计（论文） - 21 - - 21 - 于 2， 相邻两相母线的轴线距离为 160 三相短路时的最大电动力 )3()3( 母线在 F(3)作用时的弯曲力矩为 M= 10)3( 2570=m 母线的截面系数为 W=0母线在三相短路时所受到的计算应力为 c =M/W=101硬铝母线（ 允许应力为 =70c =21此可见该母线满足短路动稳定度的要求。 五、 配电所出线的选择 1、选择材料 在选择采用哪一种材料来作为电缆缆芯，考虑节约资源，采用铝芯电 缆。经查阅资料进行比较，本厂选用聚乙烯绝缘电缆 11（交联型）来作为 10缆的材料。 2、选择经济截面 A. 3 4 9co 030 通过资料可知在一年之中，本厂有功负荷最长的利用时间为 5000 小时，所以通过查表可以得： 经济电流密度 2/731 。 故经济截面2230 187/731 691 5 0 选标准截面 95 选用 交联聚乙烯绝缘电缆。 3、校验发热条件 查表得 许载流量（取本地区土壤中最热 月平均温度 200C）166A30I=此满足发热条件。 重庆邮电大学本科毕业设计（论文） - 22 - - 22 - 第六节 主要设备继电装置的整定及保护 一、 概述 按照国家的相关规定 12：如果线路传输的电压是 3 66进行相与相之间的短路保护，每一相接地的保护，负荷过载的保护。 线路的相与相之间的短路保护，选用时间可以限制的过电流保护以及立即反应的电流速断保护。如果过电流保护的动作 时间限制小于等于 .0 s 时，不必装设电流速断保护。 二、 继电保护装置的接线方式 1、两相两继电器式接线 此接线，当发生短路时，至少有一个继电器要动作，从而使断路器跳闸。为了表示此接线方式中，继电器电流 电流互感器二次电流 2I 之间存在的关系，定义一个接线系数3, 2(3当一次电路发生任意相间短路时，即其保护灵敏度都相同。 2、两相一继电器式接线 工作时，通过电流互感器一、二次电流之差等通过继电器的电流。 发生三相短路时，流入继电器的电流相当于电流互感器第二次电流的 3 倍，即 3)3( 由于这种方式接线对各种故障所做出的反应不同，差于前面那一种的方式。但是比前面那一种来说，少用一个继电器，因而简单又经济。 三、 继电保护装置的操作方式 直流操作电源以及交流操作电源都可以为继电保护装置提供电压。相比直流操作电源而言，交流操作电源所需的成本少，便于运行，因而得到设计者的青睐。 交流操作电源供电的继电保护装置分两种操作方式： 1、直接动作式 断路器里的跳闸线圈 为直动式过流继电器存在着两种接线方式。进行工作时，通过 电流没有达到动作电流，就 不会动作，当相与相之间产生短路时，由于 存在，断路器 闸。这种操作方式存在着一个缺点：保护灵敏度不够，因而很少应用 13。 2、 “去分流跳闸 ”式 正常工作时，继电器中 闭触点的作用，会使没有电流经过跳闸线圈重庆邮电大学本科毕业设计（论文） - 23 - - 23 - 断路器 会动作。当电路中，相与相之间产生短路时，电流继电器闭合状态改变为断开状态，使得电流经过跳闸线圈 发断路器 就是所谓 “去分流跳闸 ”。这种接线方式带来的好处就是操作简单，安全可靠，不过对电流继电器 点的能力有高的要求，受到工厂供配电系统设计者的喜欢 13。 四、 电流速断保护 1、电流速断保护的 “死区 ” 在电力系统中，有时候会出现这种情况：线路两端上所产生的电流有可能不是短路时产生的电流，这时系统的保护不会做出反应，这说明一个重要的问题：电流速断保护不可能把整个电力系统都保护好。我们把不能被保护的区域称为“死区 ”14。 2、电流速断保护的灵敏度 电流速断保护的灵敏度是在系统最小运行方式下，线路首端的两相短路电流)2(成最小短路电流 计算。电流速断保护的灵敏度符合条件为 2K 按 1992,按 1996,。 五、 回路方案选择与继电保护的整定 1、高压短路器的操作机构控制与信号回路 短路器采用弹簧储能操作机构，可实现一次重合闸。 2、工厂的平均功率因数 配电所安装有功电能表和无功电能表， 统计工厂的功能损耗，可得出工厂的平均功率因数。 3、关于备用电源线路的继电保护装置 (1)、安装过电流保护（反时限） 本文采用的过电流继电器： 感应式，接线方式：两相两继电器式，操作方式：去分流跳闸。 过电流保护动作电流的整定 4 6 0282 3 022 30m a x ， ， ， 805400 i ， 因此动作电流为： P 3494608080 131 因 此过电流保护动作电流 定为 10A。 整定 过电流保护动作时间 。 重庆邮电大学本科毕业设计（论文） - 24 - - 24 - 过电流保护灵敏系数的检验 3( 1m i n 001/8010/1 因此其保护灵敏系数为：520A/800A=满足规定的灵敏系数 第七节 防 雷 及 接地 一、 概述 大家都知道雷电的危害。但是在电力的改造，城市电网的改造和变电站自动化系统的建设等方面，我们缺乏对设备的防雷接地保护的认识，引发了很多雷击事故，给人民、社会、国家带来了严重的影响。 1、电力线路的防雷与接地 (1)、输电线路防雷与接地 做好输电线路的防雷工作，应该从以下几个方面考虑：该线路中的电压级数、负荷特性、运行情况、地区是否经常打雷、土壤电阻率的高低。通过合理的比较，采用有效的防雷方式。 关于 10以下线路的防雷工作就是提高线路的绝缘程度，使之经得住雷击。对于那些绝缘程度不 是很好的地方可以使用避雷器，增设防雷保护线。 (2)、配电线路防雷与接地 如果线路是用来传输电能，可以使用避雷线或避雷器。系统中，电压大小不同采用的措施也不一样，不同的线路也是如此。 对于低压线路，在变压器出口处安装击穿保险器或低压避雷器，还要做好接地要求接地电阻不大于 4 。在低压电力网中，中性点直接接地的中性线应接地于电源点。低压配电线路干线和分支线的终端处应重复接地，要求每年接地电阻不大于 10 ，如果是较长的线路，重复接地应不少于 3 处。接户线上的绝缘装置应接地，这样可以有效的做好防雷工作，值得注意的是接地装置的电阻应小于30 15。 (3)、 电力电缆线路防雷与接地 电力电缆自身结构特点以及与另外电气设备连接的要求，使得不同电压等级拥有不同的防雷措施。 2、电气设备与电子设备的防雷与接地 变电所设备的防雷关键在于建筑物的防雷。按照相关规定，具有相同电位的设备 与建筑物要连在一起，避免形成电压差。因为打雷时，雷电所产生的电流重庆邮电大学本科毕业设计（论文） - 25 - - 25 - 值非常大，一旦流经设备会带来很高的电位，对人和设备带来危害。因而等电位连接是非常有效的防雷措施之一。 二、 防雷措施 1、配电所的防雷保护 (1)、 直击雷防护 一般在配电所的屋顶都装有避雷针或避雷带，同时从避雷装置上引出两根线与变电所一起接