小型工厂的供配电系统设计方案

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，

2、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、生产任务及车间组成表1.1 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。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

3、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Ro 2610kW，全厂总的无功功率为 Q303393.17k var，全厂总的视在功率为 S30 398858kV A。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1.3秒。 在总配变电所10千伏侧计量。 要求本厂的功率因数值在0.9以上。 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1.1所示。图1.1供

4、电系统图四、本厂自然条件1、气象条件 最高温度为35 Co 土壤中0.71米深处一年中最热月平均温度为 20 Co 年雷暴日为30天。 土壤冻结深度为1.10米。 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 1.67米 地下水位一般为 0.7 米。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。第二章负荷计算及无功功率第

5、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 2.1所示表2.1各级线路合理的输送功率和输送距离线路电压/ kV线路结构输送功率/kW输送距离/ km0.38架空线 100 0.250.38电缆 175 0.356架空线 电缆架空线 1000 106 3000810电缆 200062010架空线 5000 1035架空线200010000205066架空线35003000030100110架空线1000050

6、0005015022010000050000200300本厂高压配电电压是10kV,对于那些用电设备所需的电压是 6kV,可通过专门的变 压器把10kV转换成6.3 kV,从而给设备供电。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，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

7、:(1) 、基本公式有功计算负荷为：无功计算负荷为：视在计算负荷为：计算电流为：Kd 需要系数(2-1)(2-2)P30Kd PeQ30130 tan BCOS 0(2-3)S30(2-4)P30-有功计算负荷，单位为kWC3o-无功计算负荷，单位为kvarSbo-视在计算负荷，单位为kV A cos 9 -用电设备组的平均功率因数tan 9 -用电设备组平均功率因数的正切值、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

8、数 K p和K q3。 对车间干线，取K p =0.85 0.95K q =0.90 0.97 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K p =0.80 0.90K q =0.85 0.95由车间干线计算负荷直接相加来计算时，取K p =0.90 0.95K q =0.93 0.97总的有功计算负荷为:K pP30.i(2-5)总的无功计算负荷为:(2-6)以上两式中的 和。P 3O.i和 Q30.i分别为各组设备的有功和无功计算负荷之总的视在计算负荷为:(2-7)总的计算电流为: 3Un(28)二、负荷计算结果由表2.2所示数据可计算出全厂总负荷（参差系数取 K p

9、=0.9, K q二0.95） 全厂总的有功计算负荷P30 K pP30.i 0.9 2610kW 2349kW全厂总的无功计算负荷Q30 K qQ30.i 0.95 3393.17k var 3223.5k var全厂总的视在计算负荷S30 = P30)q3o = 2340 322352kV A 3988.58kV A表2.2各车间用电设备及车间变电所负荷计算表车间或设备需0.9，因此在配电所进行无功补偿后的功率因数应略高于0.9，这里取cos 9 = 0.92。要使功率因数由0.589提高到0.92，需要装设的补偿装置容量为QC 2349 (tanarccos0.589 tanarccos

10、0.92)k var 2222.15k var取 Qc = 2400k var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2.3所示表2.3三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冋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。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

11、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。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。 本次设计选用BWF10.5-100-1W型5的电容器,其额定容量为100k var ,额定电压 为10.5 kV，额定电容为2.89 uF,相数为1。由此得出电容器的个数：n Q

12、c/qc 2400/10024c c第四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。第二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

13、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、配电所平面布置图警卫室101No L16险.10：*鼬111躺LJ4出口104:弘 L13 No

14、IIP丽册 Lit伽 :UTNn尬1朝Me. uir恥 LQ%图3.1高压配电所平面布置图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 0 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

15、种。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3.1所示表3.1 单母线和单母线分段两种接线方式优 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 围相比较来言，要好一些3.2根据本厂的实际情况，采用单母线分段，其接线方式如图LOKV图3.2单母线分段的接线方式7该配电所有两条1OkV的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11O/1OkV变电所，位于该厂南侧1公里处。而电 缆线是

16、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、

17、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。计算短路电流的方法：有位制法和标幺制法，此次设计采用标幺制法8 0二、短路电流计算1、计算公式基准电压标幺制法：先选定基准容量Sd和基准电压Ud 基准容量：在工程设计常取 Sd=100MV-Ao 般取元件所在的短路计算电压，即(3-1)Ud Uc基准电流IdSd3UdSd3UC(3-2)基准电抗XdUd,3ldUcSd(3-3)电力系统的电抗标幺值SdXsSoc(3-4)电力线路的电抗标幺值(3-5)XwLXol 2U cXo为导线电缆的单位长度电抗平均值（查表3.2可得）表3.2

18、 每相线路中以km为单位的电抗平均值（Q/km）线路结构线路电压35kV及以上6 10kV220/380 V架空线路0.400.350.32电缆线路0.120.080.066求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(3-6)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I (3)I dI k*kX在Ik求出以后，可得三相短路次暂态电流和稳态电流l(3)I Ik3)(3-8)求出发生三相短路时的冲击电流，第一个周期整个短路电流的有效值Ish 1.51I(3-9)(3-7)2、(1)I

19、dish 2.55I发生三相短路时的容量Sk3)Sd*X(3-10)短路电流和短路容量计算、确定基准值取基准容量Sd =100MV-A，基准电压Uc =10.5kV，基准电流Sd100MV A-1= -；= 550kA3Uc3 105kV、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Soc 200MV A,因此100MV A X105200MV A架空线路的电抗标幺值根据工厂实际资料，Xo0.4 Q /km,因此c 100MV A0.4 120.363(105)2发生短路时，电路的等效电路图如图3.3所示，图中对元件的序列号和电抗X2标幺值进行了标注。t-1图3.3 短路等效

20、电路图、短路电路中k-1点的总电抗标幺值、每一相的电流、容量总电抗标幺值X；(k 1) X； X；0.5 0363 0863 三相短路电流周期分量有效值I (3)IdIk 1X 艺(k 1) 其他三相短路电流| (3)| (3)5.50kA08636 37 kAI k3；6.37kAiS3)；.55 637 kA 16.24kAI S3)1.51 6.37kA 9.6； A三相短路容量SdX E(k 1)100MV A0863115.87MV A表3.3短路计算表短路 计算点三相短路电流/kA三相短路容量/MVA| (3)I kI (3)I (3);(3) ish1 (3)I sh&3)k-1

21、6.376.376.3716.249.62 :115.87第四节 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U Ne应不低于所在电路额定电压UN2、按工作电流选择一般电器额定电流iNe应不低于所在电路的计算电流I30 o3、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应不大于设备的最大开断电流I4、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imax应不小于可能的最大的短路冲击电流ish，或其动稳定电流有效值Imax应不小于可能的最大 的短路冲击电流lsh即imaxishmax(3) I sh电流互感器大多数给出动稳定倍数 Kes(

22、3-11)imax/、刀卜其动稳定度校验条件iish(3-12)式中，I1N为电流互感器的额定一次电流。5、短路热稳定度的校验条件般的电器元件的热稳定度校验条件为It2t I (3)2tma(3-13)该式中，It为电器的热稳定电流；t为其热稳定时间；|为通过电器时三相 短路的稳态电流；tima为短路发热假象时间。电流互感器大多给出热稳定倍数Kt It/I in和热稳定时间t，其热稳定度校验条件为(KthN)2t I 2tima(3-14)表3.4一次设备选择校验的项目及满足的条件序 号设备名称电压(kV)电流(A)断流能力(kA或 MV A)短路稳定度校验动稳定 度热稳定度1高压断路器VVV

23、VV2咼压负荷开 关VVVVV3咼压隔离开 关VVVV4低压断路器VVV5低压刀开关VV6熔断器VVV7电流互感器VVVVV8电压互感器V9母线VVV10电缆VVV11支柱绝缘子VV12套管绝缘子VVVV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 电流校验备校验不校验一般可不校验注号设备名称校验项目校验公式符号含义1高压断路器咼压负何开关咼压隔离开关动稳定i maxi shimax 设备的极限通过电流峰值（

24、kA）iS3）通过设备的三相短路冲击电流（kA）11 设备的t秒热稳定电流（kA）t 设备的热稳定实验时间I三相短路稳态电流（kA,序号3、4中用A）tima 短路假想时间Kes 动稳定倍数K 热稳定倍数“ 母线的最大允许应力热稳定| 2tI(3)2tI t IIlima2电流互感器动稳定K鳥 2Ii (3)Kesx 2I 1Nish热稳定(K1N)2tI(3)2tima3母线动稳定a1c热稳定厂AAI lJimarmin1厂Ca1母线口 J最人丿允许应力C 母线通过i（Sh时受到的最 大计算应力A 导体的截面Amin导体满足热稳定的最 小截面C导体的短路热稳定系数F a1 绝缘子的最大允许载

25、何， 为抗弯破坏载荷的 60% fiSh通过时产生的最大 作用力4电缆和绝缘导线热稳定AAIrmin1厂C5支柱绝缘子动稳定(3)Fa1Fc6套管绝缘子动稳定FF (3)厂a1厂热稳定I2tI(3)2t1 t I1lima二、电气设备选择校验1、10kV侧的短路计算值：I I l；3) 6.37kA, iS3) 16.24kA, 辦 9.62kA130 S3o / 3U n 3988.58 /(- 3 10) 230.28 A根据所算的值，选择合适的电气设备并进行校验，如表3.6所示表3.6 10 kV侧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U

26、/kVI 30/ AI k/kAI sh/ kAI2 t数据10230.286.3716.2481.15咼压隔离开关GN8 10T/4001040040142 5 980高压断路器SN10-10/63010630164021641024电压互感器JDZ-1010-电流互感器LQJ-1010400/5-160 近 0.4=90.52(750.4)1=900高压熔断器RN2-10100.550-避雷器FS4-1010-根据上表校验，10kV所选设备均满足要求2、咼压开关柜选择04A片用途受电、馈电额定电流(A6304000主回路元器件隔离开关GN8-10电流互感器LQJ 10熔断器R2-10电压互

27、感器JDZ-10图3.4 GG-1A(J)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围之。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 限制在允许的损失电压围之。在工厂较短的高压线路的情况下，电压损耗校验没 得必要。二、10kV架空线的选择 在本次设计中，配电所的电压为10kV，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

28、情况下采用铝绞线（LJ）。IP302349弋J3U N cos. 3 10 0.9根据工厂具体实际情况，最热月平均最高温度为流量Ia1 =335A 130 =150.69A,满足发热条件。 线路的电压损耗为（&0.28 Q km，X0150.69A35 C。查表LJ-120允许载037 Q km,线路长 1km) 2349 kW （1 0.28） Q 3223.5k var （1 0.33） Q 10kV U172.15V线路的电压损耗百分值为100 172.15V U%1.72% Ual 5%10000V因此所选LJ-120型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

29、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 10kV电缆的材 料。2、选择经济截面30p30、3U n cos2349.3 10 0.9150.69A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jec 1.73A/mm2。故经济截面Aec如1569 2 87.1mm2jec 1.73A/ mm选标准截面95 口市即选用YJV-95型交联聚乙烯绝缘电缆。3、校验发热条件查表得 YJV-95允许载流量(取本地区土壤中最热月平均温度20C)Ia1 =266aI30=1

30、50.69A,因此满足发热条件。四、10kV母线的选择1、选择母线时需要校验动稳定和热稳定(3-15)(3-16)140MPa材质是硬铝为动稳定a1c热稳定A AminI Jlma /Cal 母线所能承受的最大硬力，材质是硬铜的为70MPac 母线通过iS3)时受到的最大计算应力A 导体的截面。Amin 导体在热稳定条件下的最小截面I(3)三相短路冲击电流。tima 短路假想时间。tima tk O05tk top toc(3-17)式中tk为实际短路时间，top为短路保护装置实际动作时间，toc为断路器的断路时间，对一般油断路器取0.2 sc M /W (3-18) 式中M为母线在iSJ通过

31、时产生的最大弯矩(Nm) ，W为母线的截面系数 当母线档数为12，M F 1/8(3-19)当母线档数多于2时，M F1/10; F ,3iS3)2 l/a 10 7N/A2(3-20)式子(3-19) , (3-20)中的I为母线的档距当母线水平放置时，W b2h/6 (3-21) 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10kV母线处的电流电压等初选母线型号为LMY 3(40 X 4)Ia1 =480A I30 =230.28A 符合要求。(1) 、母线热稳定校验Amin I -巴 6.37 103 -075 63.4mm2 V 40 4

32、 160 mrmC87母线满足热稳定要求。(2) 、动稳定校验该10kv母线处的iS3) 16.24kA假设母线水平平放，档距为900mm档数大于 2，相邻两相母线的轴线距离为160mm三相短路时的最大电动力F .3霜2 - 10 7N /mm23 (16.24 103)2 -09 10 7 257Na0.16母线在F(3)作用时的弯曲力矩为FIM= =257X 0.9/10=23.13 N-m10母线的截面系数为V=b2h/6=0.04 2X 0.004/6=1.1 X 10-5m故母线在三相短路时所受到的计算应力为53c=M V=23.13N M/1.1 X 10m=21MP而硬铝母线(L

33、MY的允许应力为al=70MP c=21MP由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10kV电缆的 材料。2、选择经济截面30p30.3U n cos2349.3 10 09150.69A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jec 1.73A/mm2。 故经济截面代c旦 15069 287.1mm2jec 1.73A/mm选标准截面95 口市即选用YJV-95型交联聚乙烯绝缘电

34、缆3、校验发热条件查表得 YJV-95允许载流量(取本地区土壤中最热月平均温度20C)Ia1 =266AI30=150.69A,因此满足发热条件。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366kV,应进行相与相之 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 0.50.75s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

35、接线方式中，继电器电流IkA和电流互感器二次电流|2之间存在的关系， 定义一个接线系数Kw 13,defKw Igl2(3-22)当一次电路发生任意相间短路时，Kw=1，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 KW 、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

36、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YR作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YR的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YR的存在，断路器QF跳闸。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KA常闭触点的作用，会使没有电流经过跳闸线圈 YR 而断路器QF不会动作。当电路中，相与相之间产生短路时，电流继电器KA的闭合状态改变为断开状态，使得电流经过跳闸线圈 YR引发断路器QF动作。这 就是所谓“去分流跳闸”。这

37、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KA触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 if看成最小短路电流I k.min来计算。电流速断保护的灵敏度符合条件为Sp KwIk 1.52(3-23)Kilqb按

38、 GB500621992,Sp 1.5 ;按 JBJ6 1996,$2。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：GL15型感应式，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Il max 21302 230.28 460A，Krel 1.3，Kre 08，Ki 400A/5A 80，1 3 1因此动

39、作电流为：I OP 460 a 9-34A0.8 80因此过电流保护动作电流Iop整定为10Ao 整定过电流保护动作时间t1 t2t 0.5 0.5 1s o 过电流保护灵敏系数的检验Ikmin 0.8661 畀 0.866 6.375.52kAIOP1 IOP Ki / KW 10 80/1800A因此其保护灵敏系数为：Sp=5520A/800A=6.91.5，满足规定的灵敏系数1.5 的要求。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

40、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10kV及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。、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

41、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 Q，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 Q15。(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 流值非常大，一旦流经设

42、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 与变电所一起接地。规定独立避雷针的接地装置的接地电阻 Re 10Q。通常装避雷针的杆塔附 近，采用36根长2.5 m,直径50mm勺钢管作一排基多边形排列。管之间相差 5m打入地下，管顶地面0.8 m接地管间接有40X4 mm2的镀锌扁钢。引下线用 40X4 mm2的镀锌扁钢，下与接地体焊接相连，并与装避雷针的杆塔能其基础的 钢筋相焊接，上与避雷焊接相连。避雷针采用直径 20mm的镀锌扁钢

43、，长15m。 独立避雷针的接地装置与变电所接地装置的距离至少相差 3m。(2) 、雷电侵入波的防护 在10kV高压配电室装设有FS4-10型避雷器。 在10kV架空出线上，为了防止雷电波，可以每隔一间隔装有保护或将有绝 缘性能的金属接地。三、接地装置1、确定接地电阻1kV以上大电流的接地系统的接地电阻应满足以下条件(3-24) Re 120I E Re 4 Q（3-25）2、接地装置的初步方案初步考虑围绕着变电所的四周打入钢管用来做接地导体，钢管距离变电所34m,每根钢管的直径是50mm长度是2.5 m每根钢管之间的距离为 5m管 间用40X4 mm勺扁钢焊接。3、计算单根钢管接地电阻查相关资

44、料得土质的电阻率P = 100 Qm单根钢管的接地电阻 RE100 Q m/25m40 Q4、确定接地钢管数和最终的接地方案根据Re（1）/Re 40/4 10。由于到管间的屏蔽效应，初选 15根直径50mm 长2.5 m的钢管作接地体。以n = 15和a/l 2再查有关资料可得E 0.66。因此可得n Re(d4015nR0.66 4要想达到接地装置的均匀对称（环形），在初选15根钢管的基础之上再增加1根，即选用16根钢管来作接地体选，用40X4mm的扁钢连接。在本次设计中，采用的是与地面垂直和与地面水平的； 在避雷装置及主变压 器的四周装设与地面垂直的接地体， 用来疏散电流，需注意的是接地电阻应低于 0.5 Q o 主接地网采用是棒状的钢管，它的直径为 50mm长度为2.5 m用60X6 的镀锌（热镀）扁钢把这些钢管连接成的是一个形状为圆环， 钢管上端与地表的距 离为0.8mo另外，在接地网靠近主变位置留一接地检查井。 接地网施工完毕后应进行实测，如果接地电阻RW0.5 Q ,将运