某某工厂6kv高压配电所毕业论文.doc

6KV高压配电所的设计摘要近几年来，依靠技术进步，走技改之路，使烧结法氧化铝产量从200kt/a提高到850kt/a。此次设计新增300kt/a选矿生产线，根据负荷要求在现有场地新新建6KV高压配电所。本次毕业设计只选择一个编号为12号的高压配电所设计做详细的设计。关键词：6KV、高压配电所、功率补偿、继电保护、综保设计Abstract The new design of 300kt / a dressing production line, according to the load requirements of the existing site of the new high-voltage power distribution by New 6KV. The graduation project is only a select number of high-voltage power distribution on the 12th designed to do the detailed design.目录1 设计说明1.1拟建6kv工厂配电所概况1.2第x号配电所负荷情况1.3设计内容2 设计原则及依据2.1 高压配电所设计的一般原则2.2 设计依据3 第x号高压配电所地址选取3.1高压配电所选址原则3.2第x号高压配电所地址选择4 负荷计算分析4.1 负荷计算的内容和目的4.2负荷计算的方法4.3负荷计算过程5 主接线方案设计5.1主接线类型5.2电气主接线设计原则5.3本配电所主接线选择6 配电设备选取6.1 高压设备选择6.2 低压设备选择7 继电保护定值计算及二次保护回路7.1继电保护计算7.2变压器保护7.3高压电机保护7.4电源进线BZT7.5电容器组保护定值整定7.6 二次回路操作电源8 高压配电所的进出线电缆选择9 防雷与接地9.1防雷设备9.2防雷措施9.3接地10 结论11 致谢12 主要参考文献1设计说明1.1 拟建6kv工厂配电所概况 新建6k配电所名称为中州铝厂第x号高压配电所，是某公司低温拜耳法生产线主要高压配电所，属于工厂电力网络中的工厂配电所，主要为中州分公司第一氧化铝厂六车间低温拜耳法生产线供电。本配电所的负荷类型为：类负荷30%，类负荷50%，类负荷20%。大部分用电类型为动力用电。本配电所位置位于靠近负荷中心的地方。1.2 第x号高压配电所负荷情况 第x号高压配电所负荷情况如附表一1.3 设计内容 第x号高压配电所及配电系统设计，是根据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，结合分公司供电情况。解决对各部门的安全可靠，经济的分配电能问题。其基本内容有以下几方面。1、配电所地址选取 依据使用单位用电实际情况和相关规范规定合理选择配电所地址。2、负荷计算及功率补偿设计高压配电所的负荷计算，是在车间负荷计算的基础上进行的。考虑车间变电所变压器的功率损耗，从而求出高压配电所高压侧计算负荷及总功率因数。列出负荷计算表、表达计算成果。按负荷计算求出总降压变电所的功率因数，通过查表或计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可以采用控制电机励磁电流方式提供无功功率，改善功率因数。3、主接线方案设计配电所的主接线应根据配电所所在电力网中的地位、出线回路数、设备特点及负荷性质等条件确定。并应满足供电可靠、运行灵活、操作检修方便、节约投资和便于扩建等要求。4、高、低压设备的设计及选择参照短路电流计算数据和各回路计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。并根据需要进行热稳定和力稳定检验。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。5、继电保护计算高压配电所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计算。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。然后根据短路电流计算出BZT、变压器、电动机继电保护。6、二次回路操作电源设计为了监视，控制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，皆需要设置相应的控制、信号、检测和继电器保护装置。并对保护装置做出整定计算和检验其灵敏系数。设计包括继电器保护装置、监视及测量仪表，控制和信号装置，操作电源和控制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。7、综保设计变配电站是电力系统组成的一个重要环节，是电力网中线路的重要连接部分，其作用是变换电压、汇集和分配电能。变配电站能否正常运行关系到电力系统的稳定和安全，因此对变电站进行监控和保护具有十分重要的意义。变配电站计算机监控技术是利用现代电子技术、通信技术、计算机及网络技术与电力设备相结合，将配电网在正常及事故情况下的监测、控制、计量和供电部门的工作管理有机地融合在一起。改进供电质量，力求供电最为安全、可靠、方便、灵活，经济性好，变配电管理更为有效，从而改善供电质量，提高服务水平，减少运行费用。8、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保护范围计算，避免产生反击现象的空间距离计算，按避雷器的基本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，频放电电压和最大允许安装距离检验以及冲击接地 电阻计算。2、设计原则及依据2.1 高压配电所设计的一般原则按照国家标准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，进行高压配电所设计必须遵循以下原则：（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；应做到保障人身和设备的安全，供电可靠，电能质量合格，技术先进和经济合理，采用效率高、能耗低和性能先进的电气产品。（3） 近期为主、考虑发展；应根据工作特点、规模和发展规划，正确处理近期建设与远期发展的关系，做到远近结合，适当考虑扩建的可能性。（4） 全局出发、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接影响到工厂的生产及发展。作为从事工厂供电工作的人员，有必要了解和掌握工厂供电设计的有关知识，以便适应设计工作的需要。2.2 设计依据1、10kV及以下变电所设计规范（GB5005394）2、中州分公司提供的可行性研究报告3、相关法律法规及规范标准3、第x号配电所地址选取3.1高压配电所选址原则一、接近负荷中心； 二、进出线方便； 三、接近电源侧； 四、设备运输方便； 五、不应设在有剧烈振动或高温的场所； 六、不宜设在多尘或有腐蚀性气体的场所，当无法远离时，不应设在污染源盛行风向的下风侧； 七、不应设在厕所、浴室或其他经常积水场所的正下方，且不宜与上述场所相贴邻； 八、不应设在有爆炸危险环境的正上方或正下方，且不宜设在有火灾危险环境的正上方或正下方，当与有爆炸或火灾危险环境的建筑物毗连时，应符合现行国家标准爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范的规定； 九、不应设在地势低洼和可能积水的场所。3.2第x号高压配电所地址选择根据高压配电所选址原则第x号高压配电所地址选择如附图一4、负荷计算分析4.1 负荷计算的内容和目的一、计算负荷又称需要负荷或最大负荷。计算负荷是一个假想的持续性的负荷，其热效应与同一时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。在配电设计中，通常采用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。二、 尖峰电流指单台或多台用电设备持续1秒左右的最大负荷电流。一般取启动电流上午周期分量作为计算电压损失、电压波动和电压下降以及选择电器和保护元件等的依据。在校验瞬动元件时，还应考虑启动电流的非周期分量。三、 平均负荷为一段时间内用电设备所消耗的电能与该段时间之比。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，有时也计算年平均负荷。平均负荷用来计算最大负荷和电能消耗量。4.2负荷计算的方法负荷计算的方法有需要系数法、利用系数法及二项式等几种。本设计采用需要系数法确定。主要计算公式有： 有功功率： P30 = PeKd无功功率: Q30 = P30 tg视在功率: S3O = P30/Cos计算电流: I30 = S30/3UN 4.3负荷计算过程取Kp = 0.9; Kq = 0.95根据表一可算出：P30i = 5970kW; Q30i = 4485kvar则 P30 = KPP30i = 0.96520kW = 5373kWQ30 = KqQ30i = 0.955463kvar = 4261kvarS30 = (P302+Q302)1/2 6857KVAI30 = S30/3UN 628ACOS = P30/Q30 = 5373/6857 0.78其中一厂房负荷计算结果如附表二5、主接线方案设计5.1 电气主接线的类型 常见的电气主接线类型有：单母线接线，单母线分段接线，双母线接线，单母线带旁路接线，双母线带旁路接线等。5.2工厂配电所主接线设计原则一、配电所的主接线应根据配电所所在电力网中的地位、出线回路数、设备特点及负荷性质等条件确定。并应满足供电可靠、运行灵活、操作检修方便、节约投资和便于扩建等要求。当能满足运行要求时，配电所高压侧宜采用断路器较少或不用断路器接线。 二、10kv及以下配电所母线绝大部分为单母线或者单母线分段。因一般配电所出线回路较少，母线和设备检修或清扫可趁全厂停电检修时进行。此外由于母线较短，事故很少，因此，对一般工业企业的配电所采用单母线或者单母线分段的接线方式已经满足供电要求。5.3 本配电所主接线选择 综合考虑本配电所在工厂供电电网中的地位，负荷性质，负荷对供电可靠性的要求，运行的灵活性，操作的方便性，投资的经济性及以后的扩建等要求，本配电所的主接线选择单母线分段。主接线如附图二。6、 配电设备的设计及选择6.1高压设备的选择高压设备选择的一般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用TMY型硬母线6.1.3 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控制和保护发电机、变压器和高压线路之用，也可作为大型高压开关设备、保护电器、监视仪表和母线、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6KV电源进线，电动机和变压器回路较多，则可选用较为经济的固定式高压开关柜，这里选择ABBZS1型。6.1.2设 计 与 结 构ZS1 开 关 柜 的 设 计 ， 应 使 得 正 常 运 行 、 监 视 和 维 护 工 作 能 安 全 方 便 地 进 行 。 维 护 工 作 包 括 ： 通 常 的 相 序 检 测 ， 元 件 的 维 修 、 电 缆 故 障 的 寻 找 和 电 缆 的 接 地 ， 耐 压 试 验 等 。 对 于 额 定 参 数 和 结 构 相 同 而 需 要 替 代 的 元 件 应 能 互 换 (含 可 移 开 部 件 )。 一、 一 般 结 构 要 求a） ZS1 开 关 柜 以 固 定 的 柜 体 和 可 抽 出 部 件（简 称 手 车） 两 大 部 分 组 成。 根 据 柜 内 电 气 设 备 的 功 能， 柜 体 用 隔 板 分 成 四 个 不 同 的 功 能 单 元： 母 线 室、 断 路 器 室 、 电 缆 室 和 低 压 室。 柜 体 的 外 壳 和 各 功 能 单 元 之 间 的 隔 板 均 采 用 敷 铝 锌 钢 板 弯 折 后 拴 接 而 成.B） ZS1开 关 柜 可 抽 出 部 件 可 配 置 VD4 型 真 空 断 路 器 ，HA 型SF6 断 路 器 ，电 流 互 感 器 ，电 压 互 感 器 ，隔 离 装 置 等.C） 为 提 高 相 间 及 相 地 间 绝 缘 强 度， 缩 小 体 积， 主 回 路 导 体 采 取 复 合 绝 缘 以 及 均 匀 电 场 等 必 要 措 施。D） 柜 门 采 用 高 强 度 钢 板 制 作, 每 个 柜 门 采 用 坚 实 可 靠 的 铰 链 及 三 个 高 强 度 的 门 锁 锁 紧， 且 用 较 为 理 想 的 密 封 条 将 其 严 密 地 封 闭， 在 不 使 用 工 具 时 ， 柜 门 无 法 打 开 、 拆 下 或 移 动。 门 上 的 观 察 窗 一 律 采 用 10 mm 双 层 胶 粘 的 防 爆 玻 璃 制 成， 以 确 保 操 作 人 员 及 开 关 设 备 的 安 全。二、 压 力 释 放 装 置a） 开 关 柜 的 顶 部， 在 断 路 器 室、 母 线 室 和 电 缆 室 的 上 方 均 设 有 压 力 释 放 装 置， 当 发 生 内 部 故 障 电 弧， 开 关 柜 内 部 气 压 升 高 时 ， 顶 部 装 设 的 压 力 释 放 金 属 板 将 被 自 动 打 开， 释 放 压 力 和 排 泄 气 体。 装 设 在 门 上 的 特 殊 密 封 圈 把 柜 前 面 封 闭 起 来，以 确 保 操 作 人 员 和 开 关 柜 的 安 全。 B） 在 每 组 柜 体 的 两 侧 面 均 加 保 护 端 板， 在 柜 与 柜 的 拼 接 处， 存 有 一 定 的 间 隙， 以 减 少 故 障 电 弧 对 邻 柜 之 影 响。三、 联 锁a) 只 有 当 断 路 器 处 在 分 闸 状 态 时， 才 能 够 将 断 路 器 手 车 从 试 验 位 置 推 入 工 作 位 置， 或 从 工 作 位 置 抽 出 到 试 验 位 置；b) 只 有 当 断 路 器 手 车 在 工 作 位 置 或 试 验 位 置 且 完 全 到 位 时， 才 能 对 断 路 器 进 行 分 合 闸 操 作；c) 只 有 当 断 路 器 手 车 处 于 试 验 或 抽 出 位 置 时，才 可 以 对 接 地 开 关 进 行 分 合 闸 操 作；d) 当 断 路 器 处 于 工 作 位 置 时， 其 二 次 插 接 被 锁 定， 只 有 当 断 路 器 手 车 处 于 试 验 位 置 时， 二 次 插 接 才 可 以 拔 出 或 插 上；e) 当 接 地 开 关 处 于 分 闸 状 态 时， 断 路 器 手 车 才 能 够 从 试 验 位 置 向 工 作 位 置 移 动；f) 当 选 用 带 接 地 开 关 的 负 荷 开 关 时 ， 其 本 身 的 联 锁 机 构 应 保 证 负 荷 开 关 和 接 地 开 关 不 能 同 时 合 闸 ； g) 当 选 用 SF6 断 路 器 时 ， 断 路 器 具 有 内 部 气 压 降 低 闭 锁 操 作 的 功 能 ； h) 只 有 当 隔 室 的 元 件 不 带 电 并 且 接 地 的 情 况 ， 隔 室 的 门 和 盖 板 才 能 开 启 。 四、接 地 装 置 a) ZS1开 关 柜 主 接 地 母 线 应 符 合 GB 3906 的 6.8接 地 的 规 定 ， 是 以 截 面 积 为 240 mm2 的 铜 排 预 制 而 成 ， 开 关 柜 安 装 定 位 后 再 用 同 样 截 面 积 铜 排 将 各 柜 的 主 接 地 母 线 联 接 。 接 地 处 应 有 明 显 的 接 地 符 号 。 b) 接 地 开 关 EK6 系 户 内 交 流 高 压 接 地 开 关 ， 应 满 足 标 准 GB 1985 的 要 求 。6.1.3 ZS1开关柜技术参数 技术参数如附表三 6.2低压配电所低压开关柜的选择氧化铝厂低压配电室特点就是电动机类负载较多，且电机从几KW到几百KW都有，停送电操作较为频繁，而氧化铝厂布置特点故配电室要求占地不能太大，所以考虑占地省，又安全我们采用了用ABB的MNS抽屉柜。6.2.1.主要技术标准ABB-MNS系统是型式试验的组合式低压开关柜TTA（所有标准方案均经过试验验证，与GTTA有区别），本设备的设计符合以下主要标准： 国际标准 IEC 439-1 低压成套开关设备和控制设备 国家标准 GB 7251.1-1997 低压成套开关设备 专业标准 ZBK 36001 低压抽出式成套开关设备而且ABB-MNS开关柜还符合以下标准EN60439-1、DIN VDE0660、第500部分BS5486、UTE63-410。6.2.1.1 主要电气技术数据ABB-MNS低压开关柜电气性能技术数据：额定绝缘电压Ui 1000VAC 3相, 1500V DC 额定工作电压Ue 380VAC 3相, 750V DC额定脉冲耐受电压Uimp 8KV 过电压等级 III污染等级 3额定频率 至60Hz主母线额定电流Ie 至6300A分支母线额定电流Ie 至2000A主母线额定峰值耐受电流Ipk 至220KA分支母线额定峰值耐受电流Ipk 至165KA主母线额定短时耐受电流(1S)Icw 至100KA分支母线额定短时耐受电流(1S)Icw 至86KA6.2.1.2 结构特性ABB-MNS系统的设计和所采用的材料均能最大程度地防止故障电弧的发生，一旦发生故障电弧，能在短时间内熄灭。ABB-MNS系统中所选用的塑胶材料(包括多功能板和塑料抽屉组件)不含CFC或卤素，因而具有阻燃和自熄灭的特性。ABB-MNS系统符合IEC298附件AA的要求，并通过独立试验机构的故障电弧测试及型式试验。在试验中，故障电弧产生后不影响相邻的抽出式组件。电弧熄灭，组件经清理后，仍具有操作功能；带有机械联锁的组件，在柜中的位置没有变动，甚至在隔离位置上，柜体表面也没有故障的痕迹。新颖的ABB-MNS系统与传统产品相比，具有更多的优越性。 结构紧凑，节省柜体体积 配电回路布置经济 全部选用标准元件，方便工程设计人员设计 全系列标准化 在一个柜体中可自由组合成固定式和抽出式2种型式 按要求柜体可满足抗地震、抗振荡和抗冲击 要求 设备更新、改进方便 柜体最大程度地做到了免维修 设备运行连续性和可靠性高 操作人员人身安全有保障框架结构分为下列小室:装置小室，母线小室和电缆小室。室和室之间用钢板或高强度阻燃多功能板分隔。装置小室安装设备组件，MNS柜可安装下列组件：抽屉单元,插入式组件和固定组件。母线小室内安装主母线和分支母线。电缆小室中为进出线电缆、母线槽(上下进出线均可)和组件之间的连接线及附件(电缆夹,电 缆连接件,并联线,走线槽等),400mm的连接区域空间大,可适应国内电缆的连接需要,方便施工和维护，而且进出线位置可根据客户要求适当调整。在抽出式开关柜或抽出式和固定式混装的柜中,分支母线安装在绝缘灭弧材料制成的多功能板中,不加隔板就能达到(IP20)抗冲击的防护等级。敞开式结构的,柜中最多可安装双母线系统。多功能分隔板有抗故障电弧的性能，并作为装置小室和母线小室之间的隔离。6.2.1.3选用全系列ABB电器元件 (一) Emax-全新系列的ABB框架式空气断路器Emax系列空气开关整套意大利SACE公司进口，能够满足系统电压、电流、频率和分断能力的要求。所有Emax空气开关都可以配备PR111、PR112、等保护单元，具备L、S、I、G四段保护功能，区域选择性闭锁功能、电流测量功能、通讯远动功能，故障显示功能、故障信号功能，开关状态指示功能等，同时具有宽广的时间和电流调节范围，而且保护单元不需要外接电源。ABB的Emax系列开关能进行区域联锁，具有选择保护功能。在多台开关串联组成的系统中，每台开关可以通过连线和上游的开关通讯，可以快速判断故障范围，缩小开关的动作时间，减少保护装置承受的热应力。PR112保护单元使用16位微处理机，大大提高了开关的故障判断速度和处理精度，同时采用了LCD式的人机界面，便于调试。另外，该保护单元还配有钥匙，只有得到授权的操作者才能够对保护单元内的数据进行修改，提高操作的安全性。PR112保护单元可以把开关的运行状态情况通过通讯单元存储到上层监控系统中。所有Emax空气开关都配备手动、自动储能装置，辅助触点，闭锁装置，分、合闸线圈。抽出式Emax空气开关不需要另加任何附件，就可以实现零飞弧。所有Emax空气开关的安装方式都有抽出式和固定式。所有二次联接都是前联接，开关内部的附件都是采用预联线，安装方便。后部的进、出线方式根据用户的需要而定。Emax系列空气开关整体结构紧凑小巧，尺寸小，全系列产品具有同样的高度和深度。开关内部结构简洁，外露部分没有容易积存污垢的地方。所有Emax空气开关为模块化结构设计，附件具有高度的统一性。所有附件，包括各种动作线圈、电机等附件，都具有交直流通用的特性。其中，分励和合闸线圈是同一种线圈，放在不同位置可以起不同的功能。无论在交流或直流情况下，都只需要准备分励(合闸)、欠压两种线圈就可满足全系列开关的需求。所有附件都已经预接线，对于附件的安装，只用简单的插拔操作就可实现，用户调试和更换附件极为方便，利于维修保养。一、二次回路采用了双重绝缘技术，具有很好的安全性。Emax空气开关功耗小，E开关所使用的线圈具有及小的功耗，YO/YC、YU线圈的功耗都只是DC=5W；AC=5VA。Emax空气开关具有很长的电气寿命和机械寿命。Emax空气开关具有很好的绝缘性能和防误操作装置，能有效保证用户的操作安全。 (二) MCCB-ABB低压塑壳断路器系列Isomax-SABB公司IsomaxS系列塑壳断路器能满足系统电压、电流、频率和分断能力等性能水平的要求(框架电流范围从125A到1600A)。IsomaxS系列塑壳断路器是模块化设计，安装简单方便，在加装各种附件(包括分闸线圈、欠压线圈、辅助触头模块、电操结构、各类联接端子)时，不需要改变断路器的结构，同时实现附件标准化，便于用户的维护。ABB公司IsomaxS系列开关有插入式，抽出式，固定式三种安装方式，可供用户选用。得益于其插入、抽出结构设计的简洁、牢固、高效，直到S5的断路器都可以使用插入式安装。接线方式有前接线、后水平接线、后垂直接线等，并提供各种接线端子附件，能满足不同的用户需求。在采用固定抽出式安装时，二次回路也具有插接式整体连接装置。ABB的塑壳开关S1、S2、S3、系列能够配备热磁脱扣保护单元，S4、S5、S6系列可以配备电子脱扣器PR211、PR212。ABB的IsomaxS系列塑壳开关设计非凡，利用随接触器提供的接线端子，塑壳断路器和接触器可以实现完全的无缝联接，无缝联接可以帮助柜厂节省大量的联接电缆，减少了联接问题造成的故障。IsomaxS系列塑壳开关的防护等级为IP20，开关柜前面板防护等级可达IP32，开关柜内防护等级可达IP54，S系列塑壳开关的双绝缘设计，保证用户使用的安全性。ABB的IsomaxS系列塑壳断路器符合国际IEC9472、IEC8982标准，欧洲CENELECEN60947标准，美国UL标准等一系列标准，通过了Lloyds船级型式试验报告。 (四) A Line -ABB全新系列接触器ABB全新A系列接触器是ABB法国公司和瑞典公司的新型进口产品，能够满足系统的电压、电流和频率的要求，能与各种电气元件很好的配合，满足用户的需要。A系列接触器是一种模块化程度很高的新型接触器，主回路和控制回路完全独立，主回路所有接线都在开关的底座部分，用户在维修和更换线圈等附件时不需要对主回路电缆作任何操作，而且由于线圈在上面，在拆开接触器时，线圈是第一个分离的，有效保护了操作人员的安全。A系列接触器所有的接线，包括一次和二次的接线都是前接线，这样大大减轻操作者的劳动强度和工作难度。同时，由于所有的接线端子都是内置式的，大大增强了接触器的保护等级，完全避免了使用者无意中碰到端子的可能性，另外与端子盖板配合，还可以避免由于意外导致两极间被导体连通而造成短路的事故可能性。A系列接触器是一种安全性很好的接触器，面板的防护等级为IP20，而且可以防止无意的手动操纵，在面板上有清晰的触头状态显示。A系列接触器采用了电子接口的线圈，可以避免线圈的抖动，减少了线圈的消耗，在运行时没有普通线圈的嗡嗡声，交流和直流情况下都适用。A系列接触器还配有完备的附件，比如正反传套件、联锁套件、全系列通用的辅助接点模块、主回路接线块等等，能够进行卡式安装，可以装4对辅助触点，主触头有自清洁功能。6.2.1.4 框架结构 ABB-MNS选用的C形框架，是从德国ABB公司进口的用覆履铝锌板经柔性加工技术而成的C型骨架,而非普通未经处理冷轧板或镀锌板,经过表面处理的履铝锌板可以在较为恶劣的环境(如潮湿，腐蚀环境)下三十年不发生金属锈蚀。框架零件均为免维护，可做到三十年免维修，且整个开关柜无焊点。 C型骨架其基本规格的零件均带有25mm间隔的模数孔，所有框架零件均为免维修型，这是因为框架结构的连接使用了新技术的自攻螺钉和ESLOK螺钉。由于采用25mm模数孔系统，框架结构无需专用工具即能组装成各种型式的柜体。对于进线单元断路器电流超过3200A的情况，ABBMNS采用特殊材料制成的C型防磁骨架，有效地避免了磁滞涡流的产生，消灭了因此而产生的发热，大大提高了开关柜的热稳定性能，同时消除了因有效散热而增大开关设备体积的问题。 C型框架设计适合前操作式，背靠背式单独和多个组装型的开关柜。 ABBMNS开关柜采用由新型防电弧材料制成的多功能板作为设备区和母线区的分隔板，开关柜的配电母线包裹在多功能板的内部，因而提高了防护等级，该种灭弧材料可在0.04秒内切断故障电弧，保证设备的高安全性和可靠性。6.2.1.5 开关柜外壳及开关柜防护等级 ABB-MNS开关柜外壳用冷钢板轧成，表面作粉末喷涂防锈处理并且漆面为菊纹状，推荐使用RAL7032或RAL7035色。开关柜系统按不同的使用要求，可设计出不同防护等级的外壳。后操作和联屏柜可选用正面防护等级为IP30的外壳，全封闭外壳防护等级为IP40-IP54(抽出式开关柜均为全封闭结构)。6.2.1.6 仪表ABB-MNS低压开关柜可根据客户要配置各种仪表：电压表电流表有功电度表无功电度表功率因数表其它各种特殊表等6.2.1.7 母线 ABB-MNS低压开关柜内母线及绝缘导线敷设,母线布置在柜后，分为上，下两层，可同时走两排水平母线。主母线和配电母线均采用进口铜排，其相对导电率不小于99%。主母线上加绝缘热缩套管防护，以增强散热性能和防止相间短路。柜内母线及绝缘导线敷设时均按照德国ABB公司严格的工艺要求进行固定和联接，独有的转接技术（铜柱）、防潮的母线紧固夹、母排夹等优质的材料和先进的技术，保证了ABB-MNS的母线系统不仅能承载额定的电流外，能耐受电流所产生的机械应力和热应力的冲击，满足低压柜的动稳定性和热稳定性要求。6.2.1.8 接插件性能ABB-MNS低压开关柜系统中使用的一次接插件采用银锡合金材料制造，根据通过电流的大小分为不同的规格。依靠独特的专利结构与特殊的工艺使得接插件和L型母线及转接件达到完美的配合，充分保证了抽屉组件或插入式组件和整个系统的安全性和可靠性。一次接插件和L型母线的生产在德国ABB工厂同步进行，因而其卓越的品质得到了可靠保证。ABB-MNS的一次接插件还在国家权威检测机构通过了单项委托试验，各项技术招标及参数均大大优于国标规定，尤其是机械寿命试验更是以500次的寿命而远超过国标50次的规定10倍（备有国家权威的检测机构出具的单项委托试验报告，供用户查阅）。ABB-MNS系统二次接插端子选用德国PHOENIX或WEIDMULLER公司的产品。7、继电保护定值计算及二次保护回路7.1继电保护计算概述按GB5006292电力装置的继电保护和自动装置设计规范规定： 对于高压侧为610KV的车间变电所主变压器来说，通常装设有带时限的过电流保护；如过电流保护动作时间大于0.50.7s时，还应装设电流速断保护。容量在800KVA及以上的油浸式变压器400KVA及以上的车间内油浸式变压器，按规定应装设瓦斯保护（又称气体继电保护）。容量在400KVA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，应根据可能过负荷的情况装设过负荷保护。过负荷保护及瓦斯保护在轻微故障时（通称“轻瓦斯”），动作于信号，而其它保护包括瓦斯保护在严重故障时（通称“重瓦斯”），一般均动作于跳闸。在本设计中以1600KVA变压器为例，根据要求需装设过电流保护、电流速断保护、过负荷保护和瓦斯保护。本系统采用标么值计算，取基准容量Sj=100MVA，基准电压为Uj=6.3KV。电源到12配高压母线的总电抗标么值X*；系统为最大运行方式时X*=0.39；系统最小运行方式时X*=0.49312配变压器额定阻抗电压800KVA-1600KVA均为Ud%=4.5 630KVA为Ud%=4 见系统图图（1）示：7.2 变压器保护定值计算7.2.1 容量为1600KVA变压器保护定值计算、d1点短路电流和d2点穿越短路电流计算当d1点短路时：Id1（3）=I*d1Ij1=1/X*Sj/Uj1=1/ X100/6.3Id1min（3）= 1/ 0.493100/(6.3)=2.039.16=18.58(KA)当d2点短路时: Id2=I*d1Ij2=1/X*(2)Sj/Uj2其穿越短路电流即是将Id2折算到高压侧,用Id2= Id2/KT= Id2Uj2/Uj1 =1/X*(2)Sj/Uj2 Uj2/Uj1=1/X*(2)Sj/Uj1此处 X*(2)= X*+X*b= X*+Ud%/Se= X*+4.5/1.6= X*+2.813系统最小运行方式时两相短路穿越电流: I(2)d2.min=/2 I(3)d2.min=/21/( 0.493+2.813) Sj/Uj1=2405(A)、过电流保护的整定计算过电流保护的起动电流计算：变压器一次侧额定电流Ieb=146.6A，两相式接线（Kj=1），Ki=200/5；并取Mgh=3（此时不考虑Kk和Kf），继电器起动电流为：Idzj= Kj/kIMghIeb=1/20035146.6=10.99(A) 取Idzj=11(A) 过电流保护动作时限整定取0.7S校验灵敏度: 按变压器二次侧d2点在系统最小运行方式时两相穿越短路电流I(2)d2.min来校验. 因为Idz1 =Ki Idzj/Kj =200/511/1=440（A）所以KL（2）= I(2)d2.min /Idz1=2405/440=5.461.57.2.2 同理容量为1250KVA变压器保护定值计算 过电流保护的起动电流计算为：Idzj= Kj/kIMghIeb=1/20035114.6=8.59(A) 取Idzj=9(A)校验灵敏度: Idz1 =Ki Idzj/Kj =200/59/1=360（A）所以KL（2）= I(2)d2.min /Idz1=2405/360=5.681.57.2.3 容量为1000KVA变压器保护定值计算 过电流保护的起动电流计算为：Idzj= Kj/kIMghIeb=1/2003591.6=6.87(A) 取Idzj=7(A)校验灵敏度: Idz1 =Ki Idzj/Kj =200/57/1=280（A）所以KL（2）= I(2)d2.min /Idz1=2405/280=8.51.57.2.4 容量为630KVA变压器保护定值计算 过电流保护的起动电流计算为：Idzj= Kj/kIMghIeb=1/2003557.7=4.3(A) 取Idzj=5(A)校验灵敏度: Idz1 =Ki Idzj/Kj =200/55/1=200（A）所以KL（2）= I(2)d2.min /Idz1=2405/200=121.57.3 250KW高压电机保护定值计算 电动机过电流整定：Idzj=KkKjIed/KfKi=1.2124/0.8530=1.13(A)电动机速断保护整定:Idzj=KkKjIqmax/Ki=1.21248/30=7.7(A)校验灵敏度: KL（2）= Klx(2)(I(3)d2.min /Idz1)=0.852405/(3.730)=181.5 7.4 电源进线BZT根据运行经验，工作电源的释放电压一般为网络额定电压的25%，即满足要求。因此工作电源电压跳：25V 低电压保护启动时间取：t=1S备用电源电压一般为网络额定电压的70%，备用电源电压：70V 电压回路断线闭锁BZT7.5 电容器组保护定值整定电容器组参数：容量1500KVAR，Ue=6KV，Ie=192A CT=150/5定时限过电流：动作电流Idz=(KkKjxIe)/ni=(1.21192)/30=7.68A定时限过电流保护动作整定值为8A，动作时限0.4S灵敏系统校验:Klm=(3/2)Idmin/Idz1.21.5 =(0.86642.985)/8=4.6531.21.5 满足灵敏度要求。单相接地保护:300mA动作于跳闸，动作时限1S低电压保护整定计算：Udz=（Kmin/ny）Uhm=(0.5/60) 6.3=0.55KV=55V低电压保护整定值为55V，动作时限0S过电压保护整定计算：U=Kv（1-A）/ ny Uem=110V过电压保护整定值为110V，动作是时限4S。7.6 二次回路操作电源二次回路操作电源是供高压断路器跳、合闸回路和继电保护装置、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很高，容量要求足够大，尽可能不受供电系统运行的影响。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，蓄电池主要有铅酸蓄电池和镉镍蓄电池两种；整流电源主要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。采用镉镍蓄电池组作操作电源，除不受供电系统运行情况的影响、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。采用交流操作电源，可使二次回路大大简化，投资大大减少，工作可靠，维护方便，但是它不适于比较复杂的电路。故12高压配电室采用直流操作。经过直流负荷统计及计算选择容量为65AH直流屏。每套直流屏系统由1面微机高频开关电源屏(含2个10A模块)、1面电池屏及1组65AH型阀控式密封铅酸蓄电池蓄电池(18只/组，装于蓄电池屏内)组成，系统装设WZCK-11型微机直流系统监控装置、ZTY13型自动调压装置、江都华宇生产的HDM-1000型电压绝缘监察装置各1台；接线方式为单母线。设闪光母线。7.6.1 高频开关电源屏技术要求1、型号：PZ61-ZK-20/220 （含2个10A模块）。2、整流装置由数个高频开关电源模块组成N1冗余并联组合供电方式，充分保证各种状态下的输出电流、电压。电源模块可带电更换，个别模块故障不会影响系统的正常工作。3、充电屏具有对蓄电池的自动及手动充电、浮充电及均衡充电功能。具有按照阀控式密封铅酸蓄电池的特性自动充电的功能，并具有根据温度变化自动补偿浮充电电压的功能。4、充电屏能承受2In以上的短时冲击电流，并具有良好的软启动功能，可避免对电池及直流系统造成的冲击。5、高频开关电源屏交流输入端装设防雷器，并结合整流模块内部的D级防雷器，具有高效快速等优点，可有效吸收雷击，将雷电对系统的危害降至最小。6、整流装置可实现本地和远方投切控制。7、充电屏可通过采用EMI滤波措施有效防止高频干扰进入交流系统。8、高频开关整流模块特点：整流模块采用高频开关脉宽调制控制技术，取消了工频变压器和电抗器，具有体积小，重量轻，效率高，技术指标高等优点。整流模块可通过内部CPU进行整流模块的比较、放大运算电路的PI控制运算和参数设定，实现整流模块的全数字化控制；同时可通过数字口与直流系统监控装置配合，实现与外部信息的交换及对内部故障信息的判断处理。整流模块工作方式分为自主和受控两种：通常情况下，模块处于受控方式，其工作状态由微机直流系统监控装置控制；当监控装置因故障退出时，整流模块自动进入自主控制方式，按预先设定的正常浮充电压值运行，保证系统安全供电。整流模块的直流输出采用无级限流，可根据蓄电池充电电流及负荷电流的大小，手动或由系统监控装置自动选择限流值，保证电池不过充、不欠充，充电电流调整范围为20100%；并联模块间的均流采用先进的低差自主均流技术，具有很高的均流精度。整流模块具备完善的保护及告警功能：包括输入欠压、过压、缺相，输出欠压、过压、过流、功率器件过热等。整流模块内还设置了短路回收特性，既使模块长期处于短路状态也不会损坏。9、直流系统装设1台WZCK-11型微机直流系统监控装置，具有以下特点和功能：硬件由以486为CPU的工控主板为核心组成。包括工控主板、液晶显示器、操作键盘、A/D模块、开入模块、开出模块等组成。可对直流系统中的高频开关整流模块、蓄电池监视装置、微机直流绝缘检测装置、直流隔离电压变送模块、蓄电池环境温度检测模块等下级监测控制设备实施数据采集并加以显示，并可根据系统的各种设置数据进行告警处理和历史数据管理，同时对这些处理结果加以判断，根据不同的情况实行电池智能管理、输出控制等操作；最后监控装置通过RS485串行口实现与上位机的通信，将数据上送或接受上位机的指令，实现直流系统的集中监控和“四遥”功能。采集显示功能：监控装置可实时全汉化显示各个下级设备的各种信息及采集数据、设置数据等，通过监控装置的键盘和LCD，可随时查看整个直流系统的运行状况，如直流母线电压、总负荷电流、整流器电压和电流、蓄电池电压和电流等。设置功能：监控装置可将装置本身或下级设备在以后的运行过程中需要的参数通过键盘和LCD输入到系统中去。对下级设备的设置可通过串口来实现，监控装置会提示设置是否成功。监控装置的设置功能均有相应的密码保护。控制功能：监控装置可对所采集数据的处理作出判断，对下级设备执行相应的动作，如：调节整流模块的输出电压、限制蓄电池的充电电流、控制整流器的开关和均浮充转换。外，用户可通过输入密码后在LCD上通过键盘手动执行上述动作。告警功能：监控装置实时地监视下级设备的各种异常信息，当下级设备发生异常时，监控装置会自动弹出告警屏显示当前告警内容，利用翻页键可以浏览当前所有的告警信息。控制命令可通过串口或开出接点发出，除监控装置可自动执行某些动作历史记录功能：监控装置可将系统运行过程中一些重要的状态和数据根据时间等条件储存起来，以备后查。可分别储存历史告警、均充和放电信息各50条，每一条均包括信息的内容、起始时间和结束时间，并保证掉电后不会消失，用户可在LCD上随时浏览。异常处理和保护功能：当直流系统出现异常时（如：母线电压过高、蓄电池开路或短路、蓄电池熔断器熔断等），为保证蓄电池的安全，同时兼顾到直流负荷的正常电压水平要求情况，监控装置会自动将整流模块置为浮充状态，直到直流系统恢复正常为止。当整流模块与监控装置通信失败或监控装置自身异常时，整流模块自动进入安全模式，按事先设定的浮充电压值运行。智能蓄电池管理功能：监控装置具有先进的电池管理系统，它以电池组的端电压、充放电电流、环境温度及总的负载电流为参考依据，根据电池的充放电情况估算电池容量的变化，还能在电池放电后按用户事先设定的条件和运行参数，通过调节整流模块的输出电压及限流值，自动完成蓄电池的限流充电和均浮充转换，