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评分______日期______XX大学课程设计说明书课程名称:现代供电技术题目:某35KV变电所电气一次部分初步设计学院:XX学院专业:电子信息科学与技术学号:XX姓名:XX指导教师:XX完毕日期:XX《供电技术》课程设计任务书合用专业:电子信息科学与技术编写:机电系崔海波时间:2023年11月1.设计题目
——某35KV变电所电气一次部分初步设计2.设计任务(1)变电所位置及供电电源的拟定;(2)变电所的负荷记录与主变压器的选择;(3)变电所供电系统拟定;(4)短路电流计算;(5)电气设备的选择;(6)输电线路的选择与敷设;(7)变电所的继电保护与自动化装置。3.原始资料某年产90万t原煤的煤矿,其供电设计所需的基本原始数据如下:矿年产量:90万t;服务年限:75年;矿井沼气等级:煤与沼气突出矿井;立井深度:0.36km;冻土厚度:0.35m;矿井地面土质:一般黑土;两回35kv架空电源线路长度:l1=l2=6.5km;两回35kv电源上级出线断路器过流保护动作时间:t1=t2=2.5s;本所35kv电源母线上最大运营方式下的系统电抗:Xs.min=0.12(Sd=100MVA);本所35kv电源母线上最小运营方式下的系统电抗:Xs.min=0.22(Sd=100MVA);井下6kv母线上允许短路容量:Sal=100MVA;电费收取办法:两步电价制,固定部分按最高负荷收费;本所35kv母线上补偿后平均功率因数规定值:cos¢EQ’35.a≥0.9;地区日最高气温:θm=44℃;最热月室外最高气温月平均值:θm.o=42℃;最热月室内最高气温月平均值:θm.i=32℃;最热月土壤最高气温月平均值:θm.s=27℃;全矿负荷记录分组及有关需用系数、功率因数等如表1所示。表1全矿负荷记录分组表序号设备名称负荷等级电压(V)线路类型电动机类型单机容量(KW)安装台数/工作台数工作设备总容量(KW)需用系数(Kd)功率因数(cos¢)离35kv变电所的距离(km)1234567891011121主井提高26000CY10001/110000.950.850.382副井提高16000CY6301/16300.940.840.83扇风机116000KT8002/18000.88-0.911.54扇风机216000KT8002/18000.88-0.911.55压风机16000CT2504/25000.9-0.890.366地面低压设备1380C8700.720.780.057机修厂3380C7500.60.70.208洗煤厂2380K9200.750.780.469工人村3380K4800.760.852.010支农3380K3600.750.852.711主排水泵16000CX5007/525000.880.861.312井下低压设备2660CX23780.70.76注:1、线路类型:C表达电缆线路;K表达架空线路。2、电动机类型:Y表达绕线异步电动机;X表达鼠笼异步电动机;T表达同步电动机。前言电力已成为人类历史发展的上要动力资源,要科学合理的使用及分派电力,必须从工程的设计来提高电力系统的可靠性、灵活性和经济运营效率,从而达成减少成本,提高经济效益的目的。变电所是电力系统配电传输不可缺少的重要组成部分,它直接影响整个电力网络的安全和电力运营的经济成本,是联系发电厂和用户的中间环节,起着变换和分派电能的作用.电气主接线是发电厂变电所电气部分的主体,电气上接线的拟定直接关系着全厂(所)电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置方式的拟定,对电力系统的可靠、灵活、经济运营起着决定的作用。目前,35KV常规变电所在城农网中仍占有较大的比重,其一次、二次设备都比较落后,继电保护装置多为电磁式继电器组合而成,一般只具有本地控制功能,多为有人值班运营方式。随着电网运营自动化系统的提高,变电所综合自动化系统发挥着越来越强大的作用,少人或无人值守变电所将成为此后变电运营的上流方式,对原有电站及新建电站实现无人值守势在必行。对设计人员来讲,我们只有不断提高自身素质,才干跟得上电力系统的飞速发展,为电力事业的兴盛尽一点微薄之力。为了掌握简朴供电系统运营、维护和设计计算所需的基础知识和基础理论。我们进行了关于某35KV变电所电气一次部分初步设计。
目录前言HYPERLINK第一章变电所位置及供电电源的拟定HYPERLINK第一节.变电所位置的拟定HYPERLINK第二章变电所的负荷记录与主变压器的选择HYPERLINK第一节变电所的负荷记录HYPERLINK第二节无功功率的补偿HYPERLINK第三节主变压器的选择HYPERLINK第三章变电所供电电源的拟定HYPERLINK第一节变电所主接线方案的拟定HYPERLINK第二节绘制供电系统草图HYPERLINK第三节供电系统的运营方式HYPERLINK第四章短路电流计算HYPERLINK第一节计算短路电流的目的和任务HYPERLINK第二节计算短路电流的原则与规定HYPERLINK第三节计算短路电流所需的原始资料HYPERLINK第四节短路电流的计算HYPERLINK第五章电气设备的选择HYPERLINK第一节高压开关与熔断器的选择HYPERLINK第二节母线的选择HYPERLINK第三节支柱绝缘子和穿墙套管的选择HYPERLINK第四节电抗器的选择HYPERLINK第五节互感器的选择HYPERLINK第六节高压开关的选择HYPERLINK第六章输电线路的选择与敷设HYPERLINK第一节导线材料的选择HYPERLINK第二节导线截面的选择HYPERLINK第三节架空线路的选择与敷设HYPERLINK第四节电缆线路的结构与敷设HYPERLINK第七章变电所继电保护与自动化装置HYPERLINK第一节6(10)千伏配出线的继电保护HYPERLINK第二节电容器的继电保护HYPERLINK第三节变电所母线的保护HYPERLINK第四节主变压器的继电保护HYPERLINK第五节积极重合闸和备用电源自动投入装置结束语参考文献第一章变电所位置及供电电源的拟定第一节变电所位置的拟定一、变电所位置的拟定有以下原则:(一)接近负荷中心、进出线方便、便于设备运送;(二)应尽量设在污源的上风侧,尽量避开多尘、震动、高温、潮湿和有爆炸火灾危险的场合;(三)不应设在厕所、浴室或生产过程中地面上经常潮湿和容易积水场合的下面;(四)应考虑发展的余地,不应妨碍工厂和车间的发展;(五)应考虑电能质量和保证不间断的供电;(六)应保证设备安全及人身安全。二、根据负荷的分布情况,车间变电所的形式可按表1-1拟定表1-1车间变电所形式及合用场合结构形式结构特点合用场合车间外附式设于车间外与车间共用一面墙体,保持车间内整齐,不占车间面积但占厂区面积车间重要负荷在厂房边沿,或虽在厂房中间但其周边或边内无法设立变配电装置时车间内附式设于车间内与车间共用外墙,能保持车间外观整齐,但占车间面积车间重要负荷在厂房边沿,或虽在厂房中间但边内允许设立变配电装置时车间内变电所设于车间内部不与车间外墙相连,占车间面积负荷大的多跨厂房中间允许设立变配电装置时独立变电所变电所建筑物独立对几个车间供电的变电所,其负荷中心不在某个车间时或为了远离爆炸、火灾及腐蚀场合时屋外式或杆上式变配电装置均在屋外或屋外电杆上,结构简朴对小容量的分散负荷供电时.第二章变电所的负荷记录与主变压器的选择第一节变电所的负荷记录一、计算各设备或设备组的、及,并填入表2-1。对于主井提高机有:Pca.1=Kd1PN1=0.95×1000=950(kW)Qca.1=tan¢Pca.1=0.62×950=589(kvar)又如,对于扇风机1,由同步电动机拖动,表1中其cos¢标出负值,其因素是:同步电动机当负荷率>0.9,且在过励磁的条件下,其功率因数超前,向电网发送无功功率,故为负值。此时同步电动机的无功补偿率为40%~60%,近视计算取50%,故其补偿能力可按下式计算同理可得其余各组数据见表2-1。二、在表2-1的合计栏中,合计有功负荷9591kW和无功负荷5357kvar是表中12列和13列的代数和,而视在负荷10986kVA,则是据上述两个数值按式计算得出,视在容量的代数和无意义。以上△P0、△PK、I0%、UK%等参数由附表B查得。第二节无功功率的补偿一、35kV侧补偿前的负荷与功率因数为二、计算选择电容器柜与实际补偿容量。设补偿后功率因数提高到=0.9,则=0.4843,取平均负荷系数Klo=0.8,据式可得按表2-2选用GR-1C-08型,电压为6kV每柜容量qc=270kvar的电容器柜,则柜数N=QC/qc=1238/270=4.6,取偶数得Nf=6,实际补偿容量:Qc.f=Nfqc=6×270=1620(kvar),折算到计算补偿容量为QC.ca=QC.f/Klo=1620/0.8=2025(kvar)表2-1全矿负荷记录计算表编号设备名称电压(kV)线路类型电动机类型电机容量(kW)安装台数/工作台数工作设备总容量(kW)需用系数(Kd)功率因数cos¢tan¢计算容量离35kV变电所的距离(km)备注有功(kW)无功(kvar)视在(kVA)123456789101112131415161主井提高6CY10001/110000.950.850.6295058911180.382副井提高6CY6301/16300.940.840.655923857060.83扇风机16KT8002/18000.88-0.91-0.46704-1627221.5cos¢超前4扇风机26KT8002/18000.88-0.91-0.46704-1627221.5cos¢超前5压风机6CT2504/25000.9-0.89-0.51450-1154650.36cos¢超前6地面低压设备0.38C8700.720.780.86265018020.05T在所内7机修厂0.38C7500.60.71.024504596430.2三级负荷8洗煤厂0.38K9200.750.780.86905528840.469工人村0.38K4800.760.850.623652264292.0三级负荷10支农0.38K3600.750.850.622701673172.7三级负荷11主排水泵6CX5007/525000.880.860.592125147525871.312井下低压设备0.66CX23780.70.760.866166514422203合计∑Pca9591∑Qca5357Sca∑10986注:1、线路类型:C表达电缆线路;K表达架空线路。2、电动机类型:Y表达绕线异步电动机;X表达鼠笼异步电动机;T表达同步电动机。三、补偿后6kV侧的计算负荷与功率因数为=Qca.6-Qc.ca=4792-2025=2767(kvar),因补偿后前后有功计算负荷不变,故有四、补偿后主变压器最大损耗计算。补偿后一台运营的负荷率略有减小五、补偿后35kV侧的计算负荷与功率因数校验合乎规定。表2-2型号规格电压(kv)每柜容量(kva)接法重量外形尺寸(m)宽*厚*高GR-1C-076,,1012*18=2160.71.0*1.2*2.8GR-1C-086,,1015*18=2700.71.0*1.2*2.80GR-1C-036,,10(放电柜)0.70.8*1.2*2.8第三节主变压器的选择由表2-1负荷记录计算表可知、全矿三级负荷约占总负荷的15%,故可取负荷保证系数Kgu=0.85,则有合乎规定。按此参数也可选容量为8000kVA的主变压器,但设计上为了留有余地并考虑发展,选10000kVA为宜。两台主变压器经济运营的临界负荷可由下式求出。对于工矿公司变电所可取Kq=0.06,上式、由式求得,临界负荷为得经济运营方案为:当实际负荷Ss<6128kVA时,宜于一台运营,当Ss≥6128kVA时,宜于两台同时分列运营。所以主变压器的选择:35/6.3kvSF9-10000型两台。第三章变电所供电电源的拟定第一节变电所主接线方案的拟定一、拟定矿井地面供电系统图,应从35kV电源线开始,依次拟定电源进线回路、35kV和6KV主接线,再考虑各6kV负荷的分派与连接来构思。至于下井电缆的回路数,重要由负荷电流和井下开关最大额定电流,并兼顾是否设立限流电抗器来统筹考虑。最后绘制地面供电系统一次接线图。
(一)电源进线与主接线。按已知原始数据,上级变电所提供两回35kV架空电源线路,故电源进线回路为2。对于煤矿公司,因一、二级负荷占总负荷的2/3以上,故35kV侧宜用全桥接线,6kV则可采用单母线分两段的接线方式。
(二)负荷分派。考虑一、二级负荷必须由连于不同母线段的双回路供电,而主、副井提高机因相距较近,可采用环形供电。将下井电缆与地面低压等分派于两段母线上,力图在正常生产时两段6kV母线上的负荷接近相等。具体分派方案如图所示。
(三)下井电缆回数拟定。由表2-1中11、12行,考虑0.96的同时系数得井下总负荷为
井下最大长时负荷电流(计算电流)
二、根据井下开关的额定电流最大为400A,而《煤矿安全规程》规定:下井电缆至少两回,当一回因故停止供电时,其他电缆应能满足井下所有负荷的供电。所以,本例至少应选用三回,考虑到负荷分派运营的灵活性,最后拟定4回下井电缆,两两并联后分列运营。三、至于下井电缆上是否串接限流电抗器,应在短路计算完毕后,根据井下6kV母线上的短路容量是否超过原始资料中不大于100MVA的规定来决定。经粗略估算,本例可以不设立限流电抗器。
第二节绘制供电系统草图第三节供电系统的运营方式一、供电系统的运营方式对短路计算,设备选择和继电保护装置的设计等都有较大的影响。因此,当供电系统拟定以后,应拟定出本供电系统的近期、远期、最大、最小、正常运营方式。在拟定运营方式时,对倒闸操作过程中出现的短时运营情况一般不予考虑。二、在拟定正常运营方式时,一般以输电损耗和电压损失最小的原则来拟定,以保证正常时处在最经济、可靠的运营方式。对工矿公司供电系统为了简化继电保护,一般不采用两回电源线路并列运营的运营方式。此时,课根据电源系统的运营方式,采用两回线路分列运营或者采用一回路工作一回路带电备用的运营方式。三、最大最小运营方式的拟定,应根据也许出现的运营方式,从中分别选择出短路电流最大的一种和短路电流最小的一种运营方式(电力系统近期和远期的情况应综合考虑)。在拟定最大、最小运营方式时,应根据系统的情况和短路计算的内容进行具体的分析,不能一概而论。例如,欲计算具有两台主变压器的35/6.3kv母线短路,流经某一台变压器的穿越性短路电流时,两台变压器并列运营时反而电流最小,此时,应为最小运营方式。这一点在设计计算时应予以注意。第四章短路电流计算第一节计算短路电流的目的和任务一、为了对的地选择电气设备;选择和整定继电保护装置;拟定是否需要采用限流措施及对的选择限流设备;拟定系统的接线和运营方式。判断哪种主接线方案和运营方式更能保障供电的安全性和可靠性。需计算最大和最小运营方式下得短路电流有效值以及最大运营方式下的短路容量和短路电流的冲击值。二、所需计算的短路参数有:最大、最小运营方式下的次暂态短路电流,最大运营方式下的次暂态短路容量,短路冲击电流及冲击电流有效值,短路发生后0.2s时短路电流周期分量有效值和三相短路容量,稳态短路电流有效值等。第二节计算短路电流的原则与规定计算短路电流的原则与规定如下:一、拟定系统的最大、最小运营方式时,应为也许发生最大、最小短路电流时的正常运营方式,仅在倒闸操作过程中出现地方短时运营情况不予考虑。二、以供电电源的总额定容量为基准容量,当短路回路的相对基准阻抗大于3时,及电源总额定容量为某点短路容量的3倍及以上时,应视为无限大电源容量系统。三、假如元件的电抗大于电阻3倍时,只需计及元件的电抗值;当短路回路路中各元件的总电阻大于1/3的总电抗时,应同时考虑总电阻和总电流。四、计算高压短路电流时,不考虑短路点电弧电阻的影响。五、同步电动机在过激磁状态下运营,并且接在同一点总装机容量1000kw时,将其当作附加电源。在计算短路后0s和0.2s时的短路电流和短路冲击电流时考虑。六、当高压异步电动机在同一点的同时运营的装机容量800kw时,并且短路点就在电动机端头,才将其成附加电源。一般在计算短路冲击电流时考虑。七、计算最小短路电流时,不考虑电动机的影响。八、在计算电抗器、电抗值时,不应考虑忽略电抗器额定电压与平均电压的差值,否则误差太大。九、在简化系统阻抗时,据短路点远的电源不能与据短路点近的电源合并。十、应考虑电力系统5年—2023的发展规划及本工程的发展规划。第三节计算短路电流所需的原始资料一、上级变电所及电力系统的原始资料(一)上一级变电所出口处最大运营方式和最小运营方式下得短路容量或相对基准电抗和基准容量。(二)电力系统近期和远期的总额定容量。如附近有发电厂时需收集发电机组的型号,容量和功率因数等。二、本变电所的资料(一)变电所的主接线系统和运营方式。(二)各级变电所的型号、容量、台数和参数。(三)大型电机的资料。计算短路电流时还应考虑本变电所此后的发展,用发展后所需的主变电器参数计算最大短路电流,并校验电气设备。而用前期的主变电器参数计算最小短路电流,校验继电保护装置的灵敏度。第四节短路电流的计算一、选取短路计算点并绘制等效计算图一般选取各线路始、末端作为短路计算点。线路始端的最大三相短路电流常用来校验电气设备的动、热稳定性,并作为上一级继电保护的整定参数之一;线路末端的最小两相短路电流常用来校验相关继电保护的灵敏度。故本题在图附录一中可选35kV母线、6kV母线和各6kV出线末端为短路计算点。由于本题35/6kV变电所正常运营方式为全分列方式,任意点的短路电流由系统电源通过本回路提供,且各短路点的最大、最小短路电流仅与系统的运营方式有关。二、选择计算各基准值选基准容量Sd=100MVA,基准电压Ud1=37kV,Ud2=6.3kV,Ud3=0.4kV,则可求得各级基准电流为三、计算各元件的标么电抗(一)电源的电抗=0.26,=0.17(二)变压器电抗主变压器电抗地面低压变压器电抗(三)线路电抗35kV架空线路电抗下井电缆线路电抗扇风机1馈电线路电抗扇风机2馈电线路电抗主井提高馈电线路电抗副井提高馈电线路电抗压风机馈电线路电抗地面低压馈电线路电抗洗煤厂馈电线路电抗人村馈电线路电抗机修厂馈电线路电抗支农馈电线路电抗四、计算各短路点的短路参数(一)k35点短路电路计算1、最大运营方式下的三相短路电流2、最小运营方式下的两相短路电流(二)k66短路电流计算。1、最大运营方式下的三相短路电流2、最小运营方式下的两相短路电流(三)K21点短路电流计算(折算到6kV侧)。1、最大运营方式下的三相短路电流6kV侧的短路电流参数2、最小运营方式下的两相短路电流6kV侧的最小两相短路电流为(四)井下母线短路容量计算(k7)点。1、井下6kV母线距井上35kV变电所的最小距离是:副井距35kV变电所距离+井深+距井下中央变电所的距离,即,其电抗标么值为2、最大运营方式下井下母线短路的标么电抗为3、井下母线最大短路容量为该值小于井下6kV母线上允许短路容量100MVA,故不需要在地面加装限流电抗器。其他短路点的计算与以上各点类似。各短路点的短路电流计算结果如表4-1所示。表4-1短路电流计算结果短路点最大运营方式下短路参数最小运营方式下短路参数K352.977.574.51190.112.422.09K667.3018.6111.1079.626.815.68K257.1818.3110.9178.376.565.69K75.4113.778.2258.935.044.37K113.298.385.0135.873.142.73K133.298.385.0135.873.142.73K166.5116.619.8971.076.015.19K176.0415.399.1865.885.594.85K196.7917.3310.3274.156.245.14K’217.1318.1710.8377.756.545.66K235.2614.437.9957.484.934.27K272.787.104.2330.382.692.33K286.9617.7510.5875.976.385.53K302.295.853.4825.022.231.93第五章电气设备的选择第一节高压开关与熔断器的选择电气设备的类型,除了掌握电气设备选择理论外,还必须了解电气设备制造情况,才干选择合理型号。对具体设备选择时,需要弄清其两种运营方式(正常和短路运营)下的最大长时负荷电流和最大短路电流。热稳定校验是否合理,在很大限度上取决于继电保护动作时间拟定的合理性。本设计可按前述各设备的选择原理,依次选择变电所35KV与6KV的电气设备。一、35KV电气设备的选择(一)高压断路器的选择1、型号选择35KV接线形式为全桥式,而运营方式采用全分列式,所以35KV进线和变压器回路的断路器应选择相同形式的断路器。当一侧的变压器和另一侧的进线检修时,桥断路器必须把完好的进线和变压器联络起来,所以35KV的所以断路器应选用相同的型号,其最大长时负荷电流应为变压器的最大长时负荷电流,即按照工作室外工作电压为35KV和最大长时负荷电流为173A,可选择ZW7-40.5型户外真空断路器,其额定电压为35KV,额定电流为1250A。对ZW7-40.5型户外真空断路器按本地环境条件和短路情况进行校验。2、按本地环境条件校验ZW70-40.5型户外真空断路器,额定工作环境最高空气温度为40℃,实际工作环境温度为44℃,因此额定电流必须按本地环境温度进行修正。按当高于40℃时,其允许电流一般可按每增高1℃,额定电流减少1.8%进行修正。在44℃时允许通过的最大电流为符合规定。3、按短路条件校验(1)额定开断电流校验。断路器的额定开断电流,而K35点的短路电流为,因此额定关合电流符合规定。(2)额定关合电流校验。断路器的额定关合电流,而K35点的短路的冲击电流为,因此额定关合电流符合规定。(3)热稳定校验。因两回35KV电源上级出线断路器过流保护动作时间为2s,断路器的开断时间为0.1s,则短路电流通过断路器的最长时间为即假想时间。对无限大容量供电系统,有相称于4s的热稳定电流符合规定。(4)动稳定校验。由于,,则>符合规定。(二)隔离开关的选择布置室外的35KV隔离开关一般选用GW5型。基于35KV断路器选择相同型号的因素,35KV所有的隔离开关也应选用相同的型号。为了便于检修时接地,进线35KV隔离开关与电压互感器回路的隔离开关要选用带接地刀闸的,型号为GW5-35GD/630型,其余回路选用普通GW5-35/630型隔离开关,两者电气参数相同。在额定环境温度(40℃)下的额定电流为630A,实际环境温度(44℃)下允许通过的电流为隔离开关知需要按正常工作条件选择,按短路情况校验动、热稳定性,以进线隔离开关为例选择校验。表5-1列出了进线隔离开关的有关参数。假想时间的拟定:当短路发生在隔离开关后,并在断路器之前时,事故切除靠上一级变电所的过流保护,继电保护动作时限要比35KV进线的继电保护动作时限2s大一个时限级差,故。表5-1隔离开关的有关参数计算数据GW5-35GD型隔离开关参数计算数据GW5-35GD型隔离开关参数UNS=35kvUN=35kvImax=173A短路电流通过隔离开关的总时间为由表5-1可知,所选GW5-35GD型隔离开关符合规定。(三)熔断器的选择1、概念:熔断器是最简朴的保护电器,它用来保护电气设备免受过载和短路电流的损害;按安装条件及用途选择不同类型高压熔断器如屋外跌落式、屋内式,对于一些专用设备的高压熔断器应选专用系列;我们常说的保险丝就是熔断器类。2、用途:重要用于高压输电线路、电压变压器、电压互感器等电器设备的过载和短路保护。3、工作原理:其结构一般涉及熔丝管、接触导电部分、支持绝缘子和底座等部分,熔丝管中填充用于灭弧的石英砂细粒。熔件是运用熔点较低的金属材料制成的金属丝或金属片,串联在被保护电路中,当电路或电路中的设备过载或发生故障时,熔件发热而熔化,从而切断电路,达成保护电路或设备的目的4、型式的选择:在3~66kV的电站和变电所常用的高压熔断器有两大类:一类是户内高压限流熔断器,额定电压等级分3、6、10、20、35、66kV,常用的型号有RN1、RN3、RN5、XRNM1、XRNT1、XRNT2、XRNT3型,重要用于保护电力线路、电力变压器和电力电容器等设备的过载和短路;RN2和RN4型额定电流均为0.5~10A,为保护电压互感器的专用熔断器。另一类是户外高压喷射式熔断器,此类熔断器在熔体熔断产生电弧时,电弧烧损反白纸产气吹拉长电弧,弧感抗改变相位,正好电流过零时产生零休,才干开断电路,限流作用不明显。常用的为跌落式熔断器,型号有RW3、RW4、RW7、RW9、RW10、RW11、RW12、RW13和PRW系列型等,其作用除与RN1型相同外,在一定条件下还可以分断和关合空载架空线路、空载变压器和小负荷电流。户外瓷套式限流熔断器RW10-35/0.5~50-2023MVA型中RW10-35/0.5~1-2023MVA为保护35kV电压互感器专用的户外产品。所以根据熔断器的型式和不同的保护对象来选择。根据上述,可以初步选定RW10-35/0.5型的熔断器。5、RW10-35/0.5高压熔断器概述:额定电压:35KV,额定电流:0.5A。
跌落式熔断器及拉负荷跌落式熔断器是户外高压保护电器。它装置在配电变压器高压侧或配电线支干线路上、用作变压器和线路的短路、过载保护及分、合负荷电流。跌落式熔断器由绝缘支架和熔丝管二部分组成,静触头安装在绝缘支架两端,动触头安装在熔丝管两端,熔丝管由内层的消弧管和外层的酚醛纸管或环氧玻璃布管组成。拉负荷跌落式熔断器增强弹性辅助触头及灭弧罩,用以分,合负荷电流。
6、跌落式熔断器在正常运营时,熔丝管借助熔丝张紧后形成闭合位置。当系统发生故障时,故障电流时熔丝迅速熔断,并形成电弧,消弧管受电弧灼热,分解出大量的气体,使馆内形成很高压力,并沿管道形成纵吹,电弧被迅速拉长而熄灭。熔丝熔断后,下部动触头失去张力二下翻,锁紧机械,释放熔丝管,熔丝管跌落,形成明显的开断位置。当需要拉负荷时,用绝缘杆拉开动触头,此时积极、静动触头仍然接触,继续用绝缘杆拉动触头,辅助触头也分离,在辅助触头之间产生电弧,电弧在灭罩狭缝中被拉长,同时灭弧罩产气愤体,在电流过零时,将电弧熄灭。
7、RW10-35/0.5跌落式熔断器用途:
户外跌落式熔断器合用于35kv及以下电压频率50Hz电力系统中,作输电线路、电力变压器过载和短路保护,分合额定负荷电流只用机械寿命≥2023次。
8、RW10-35/0.5使用条件:
1.合用于环境温度上限40℃,下限-30℃之内。
2.海拔不超过1000m,风速不大于35m/s
3.熔断器不合用于下述场合
4.有燃料或爆炸危险的场合。
5.有剧烈震动或冲击的场合。
6.有异电化学气体作用及严重空气污秽,烟雾地区。综上所述:熔断器选择RW10-35/0.5高压熔断器。第二节母线的选择一、母线的材料及形状的选择母线材料一般采用铝导体。对于35kv及以上的户外母线常采用钢芯铝绞线或铝绞线.而6(10)kv及以下的母线一般采用矩形母线。当硬铝母线长度大于20m或室外主变压器的6(10)kv引出母线.应装设母线伸缩补偿器。二、母线截面选择变压器6KV侧回路选用矩形铝母线,其最大时负荷电流为变压器二次侧最大时负荷电流再乘以分派系数K=0.8(进线在母线中间)。其值为=Kx=0.8x101.36=808.29(A)选截面为80mmX6.3mm的矩形平放铝母线,其额定电流为1100A(25摄氏度)。实际环境温度为32摄氏度时,其长时允许电流为符合规定。三、母线动稳定性校验母线的最大弯矩为母线的短路电流产生最大电动应力为:该值小于铝材料的允许弯曲应力,故动稳定性符合规定。四、截面热稳定校验。先求假想时间:查表《现代供电技术》3-6可得热稳定系数为87。则最小热稳定截面为最小热稳定截面298小于所选铝母线截面80x6.3=494(),故热稳定符合规定。所以6KV侧所选母线为LMY80X6.3型矩形母线。第三节支柱绝缘子和穿墙套管的选择一、支柱绝缘子的选择由于母线为单一矩形母线,且面积不大,故选用ZNA-6型户内式支柱绝缘子,其额定电压为6KV,破坏力为3679N(=375X9.81),故最大允许抗弯力为由于母线为单一平放,其换算系数K1。故符合规定。二、穿墙套筒的选择(一)型号选择对穿墙套管,按电压及长时允许电流选择,并对其动稳定进行校验。由于变压器二次最大电流为1010.3A,电压为6KV,故选用户外式铝导线的穿墙绝缘子,型号为CLWB-10/1500,额定电压为10KV,额定电流为1500A。套管长度为0.6m,最大破坏力为7358N,5s热稳定电流为20KA。由于环境日最高温度为44℃,则其长时允许电流,符合规定。(二)动稳定校验穿墙套管与支持绝缘子之间的距离,穿墙套管自身长度为,则。穿墙套管端部所受得最大短路电动力为由于,则动稳定符合规定。(三)热稳定校验假想时间,稳态短路电流查得,则相称于5s的热稳定电流为符合规定。第四节电抗器的选择当短路容量太大.超过开关的断流容量或使所选设备不经济时。此时可采用变压器分列运营或装设电抗器来限制短路电流。当需要提高母线的残压时,也需装设电抗器。限流所需电抗器一般按额定电压、额定电流及百分电抗值选择,按正常工作时的电压损失和短路时的动、热稳定性校验。电抗器的额定电压和额定电流按式选择其动、热稳定性按参考书公式校验.其他参数按下述方法选择和校验。按比例电抗值选择一、将短路容量限制到规定值所必需的百分电抗值可按下式计算:二、按电压损失校验正常工作时,电抗器的电压损失不得过大,否则会使负载的端电压过低。正常工作时,规定电抗器的电压损失百分数不得超过5%,即:假如串联电抗器的目的是为了限制短路电流,则母线残压不作校验。第五节互感器的选择一、电流互感器的选择(一)型号选择选用ZW7-40.5型户外真空断路器配套的LZZBJ4-35型电流互感器,其额定电压为35kv,额定电流为300A。本型电流互感器为环氧树脂浇注全封闭结构,具有高动热稳定,高精度,多级次,并可制作复变比等特点,重要计算和继电保护用。其技术参数如表5-2所示。表5-2LZZBJ4-35型电流互感器技术参数变比准确级次组合额定输出(VA)4s热电流(有效值)(KA)动稳定电(峰值)(KA)300/50.5/0.5/10P10/10P1025/25/50/5017.142.8实际环境温度(44℃)下允许通过的电流为符合规定。(二)动稳定性校验由表可得:,符合规定。(三)热稳定校验,符合规定。二、电压互感器的选择35kv电压互感器为油浸绝缘型,均为单相,有双绕组与三绕组之分。如对35kv不进行绝缘检测时,可选两台双绕组互感器,接线为V形,供仪表用电压,否则选用三台三绕组互感器,接线组别为Yyd11。互感器短路保护采用限流高压熔断器。由于煤矿35kv变电所不对35kv进行绝缘检测(由上级变电所检测),则选两台JDJ-35型单相双绕组油浸式户外电压互感器。其重要技术数据为:一次电压35kv,工频实验电压95KV,二次电压0.1KV,极限容量1000VA,配用两台RW10-35/0.5型限流熔断器第六节高压开关的选择一、6KV电气设备选择6KV采用室内成套配电装置,选用铠装移开式交流封闭金属开关柜,型号为KYN28A-12(Z)。开关柜的一次接线方案与供电系统图上的规定相适应。开关柜中的电流互感器配置数量应根据继电保护与测量等规定进行选择。对双回路及环形供电的开关柜需选用两组隔离开关以利检修。电缆回路的开关柜都需装设零序电流互感器,作为向选择性漏电保护提供零序电流元件。在每段母线上还需装设电压互感器与避雷器柜,供6KV绝缘检测、仪表和继电保护用。(一)开关柜方案编号选择1.6KV进线柜方案编号选用架空进线柜019和母联柜052以及架空进线柜021和母联柜053配合使用,分别组成进线柜。2.母联柜方案编号选用母联柜009和母联柜052配合使用组成分段联络柜。3.出线柜方案编号电缆出线方案编号选001号。架空出线方案编号选023号。4.电压互感器与避雷器柜选用电压互感器与避雷器柜方案编号为043。(二)高压开关柜校验高压开关柜只需对其断路器进行校验。1.进线柜和母联柜断路器选择校验进线柜和母联柜配用ZN63A-6/1250型户内真空断路器,其技术参数如表5-2所示。表中表达断路器在实际环境温度(44℃)下允许的电流。假想时间的拟定:当短路发生在6KV母线上时,变压器差动保护不动作(因不是其保护范围),此时过流保护动作时限为1.5s(比进线保护少一个时限级差),则由表5-3可知,所选ZN63A-1250型真空断路器符合规定。表5-3ZN63A-6/1250型真空断路器技术参数计算数据ZN63A-6/1250型真空断路器技术参数计算数据ZN63A-6/1250型真空断路器技术参数6KV6KV22.06KA50KA1010.3A1156.25A8.65KA20KA22.06KA50KA2.出线柜断路器的选择校验出线柜均配用ZN63A-12/630型真空断路器。由于主排水泵供电回路负荷最大,可以按它进行校验。最大长时负荷电流为其他参数如表5-4所示。表5-4ZN63A-12/630型真空断路器技术参数计算数据ZN63A-12/630型真空断路器计算数据ZN63A-12/630型真空断路器6KV6KV22.06KA40KA249.7A582.75A8.65KA16KA22.06KA40KA表达断路器在实际温度环境温度(44℃)下允许的电流。假想时间的拟定:当短路发生在6KV线路末端时,过流保护动作,其时限为1s(比进线保护少两个实现级差),。由表5-4可知,所选ZN63A-12/630型真空断路器符合规定。3.6KV高压开关柜配用电流互感器的选择6KV开关柜选用专用型LZZBJ9-12/15型电流互感器,其额定电压为10KV。4.电压互感器与避雷器柜的选择电压互感器与避雷器柜配用JDZ10-10型电压互感器和HY5WS-17/50型避雷器。第六章输电线路的选择与敷设第一节导线材料的选择对于一级用电户,矿井地面35KV变电所规定双回路或环形供电,在前面已拟定为全分列运营,当一路故障时,另一路必须能保证全矿的供电,故最大长时负荷电流和正常工作电压损失均按一路供电考虑,6KV的一、二级负荷组也按此原则考虑。但在计算导线经济截面时,可按每路最多承担0.65-0.75的总负荷电流考虑。本设计可按以下6步求解。一、35KV电源架空线路选择。二、主、副井提高机6KV电缆线路选择。三、6KV下井电缆选择。四、压风机等其他负荷组6KV电缆线路选择。五、风扇机1等其他负荷组6KV架空线路选择。六、选择计算结果汇总。6KV架空线通常采用铝绞线,35KV及以上架空线路通常采用钢芯铝绞线,避雷线采用镀锌钢绞线,电力电缆一般采用铝芯电缆。根据我国产品供应市场情况和以铝代铜的技术政策,宜选用铝线,对于35KV架空线路,线杆挡距一般在100m以上,导线受力较大,故可选LGJ型钢芯铝绞线,线间几何均距设为2m。第二节导线截面的选择一、按经济电源密度初选导向截面一路供电的负荷电流Ilo=Ica===147.4(A)一般中型矿井Tmax=3000-5000h,查表可得,钢芯铝绞线的经济电流密度Jec=1.15A/mm2。则导线的经济截面为Sec==83.3(mm2)式中0.65——两分列运营线路的电流分派系数。初选导线为LGJ-70型钢芯铝绞线,查表得,其25℃时允许载流量Iac为274A。二、按长时允许负荷电流校验导线截面根据前几章可知,该地区最热月最高气温月平均值为42℃,钢芯铝绞线最高允许温度为70℃,根据式算得其温度修正系数为0.79.则修正后的允许载流量为=217(A)>147.4(A)符合规定。三、按允许电压损失校验导线截面取高压输电线路允许电压损失8%,得△Ual=35000*0.05=2800(V)。查表得该导线的单位长度电阻,电抗分为:r0=0.46Ω/km和x0=0,382Ω/km,而线路长度L为11.5km,故得35KV线路的电压损失为==2113(V)由于△U<△Ual=12800V,故电压损失校验合格。4.按机械强度校验导线截面查表得35KV钢芯铝绞线在非居民区的最小允许截面为16mm2,居民区为25mm2均小于所选截面70mm2,故机械强度校验合格。最后拟定该矿双回路35KV架空线路每路均选为LGJ-70型钢芯铝绞线,两路总长度为23Km。第三节架空线路的选择与敷设一、架空线路的选择架空线路由电杆、导线、绝缘子和金具等组成.其中导线的选择前面已经述及.下面介绍其他部分的选择方法。(一)绝缘子的选择35kv槊空线路绝缘子常采用悬垂式绝缘子。对直线杆其绝缘子串的绝缘子个数:35kv线路用3个;而耐张杆、转角杆和终端杆的绝缘子个数应比直线杆的绝缘子个数多1个。10kV及以F架空配电线路绝缘子的选择可以参考《工矿公司供电》。在空气污秽地区.应选择防污型绝缘子,或根据运营经验和也许污秽的限度.增长绝缘子.绝缘F串或瓷横担的泄漏距离或采用其他防污措施。绝缘子的组成方式应防止瓷裙积水。(二)金具的选择金具分为支持金具,紧固金具,连接金具,保护金具和拉线金具六大类,每一类又分为若干形式,各种类型应根据用途选择。金具应热镀锌,在有化学腐蚀的地区还应采用其他防腐措施。35KV及以上的架空电力线路还应根据导线或避雷针的防振规定设立防振措施。(三)电杆的选择35kV的送电线路.在便于运送和施工的地区宜采用钢筋混凝土电杆;在运送和施工困难的地区或跨度较大的地方则采用铁塔;10kV及以下配电线路应选用钢筋混凝土电杆。一般情况F应采用预应力钢筋混凝土电秆。电杆按用途分有直线杆、耐张杆、转角杆、终端杆和特殊杆等.特殊杆义分为跨越杆,换位杆和分支扦。二、架空线路的敷设(一)架空线路途径与杆位的选择架空线路途径与杆位的选择应符合下列规定:1、选取线路短、转角少、交叉跨越少的途径;2、尽量少占农田;3、采用有效措施防止对邻近设施如电台、弱电线路等的影响;4、尽量减少与其他设施的交叉;5、尽量避开爆炸物、易燃物和可燃液(气)体的生产厂房’仓库、储罐等;6、尽量避开洼地、冲刷地带以及易被车辆碰撞等处;7、交通运送要方便、不应引起交通和机耕困难;8、与城乡规划相协调。(二).架空线路挡距的拟定10KV及以下架空线路的挡距应根据运营经验拟定,35KV架空线路耐张段的长度不宜超过3KM;10KV一下架空线路耐张段的长度不宜超过2KM1、架空线路导线的排列高压架空线路的导线,一般宜采用三角形排列或水平排列,多回路线路的导线宜采用三角形,水平混合排列或垂直排列,低压架空线路的导线,一般采用水平排列。2、架空线路的高度架空导线对跨越物的距离,在最大计算弧垂情况下,不应小于下表所列数值,导线边沿与建筑物之间的最小距离为:35KV线路3.0M,3KV-10KV线路1.5M,低压线路1.0M。第四节电缆线路的结构与敷设一、电缆线路的结构电缆线路由电缆、电缆接线盒、电缆封端、电缆沟和电缆支架等组成。表6-1线路通过地区35KV1-10KV1KV以下居民区非居民区建筑物7.06.04.06.55.53.06.05.02.5能通航和浮运的河湖最高水位最高水位与船最高点6.02.06.01.56.01.0不能通航和浮运的河湖冬季至冰面至最高洪水位6.03.05.03.05.03.0电缆连接时.导电线芯连接处的接触电阻要小,要保持稳定;连接处应有足够的机械强度;连接处的绝缘强度不低于电缆原有值,并能在长期运营中保持绝缘密封良好;整个连接装置结构要简朴、体积要小。电缆芯线的常用连接方法有压接、焊接、螺栓连接和绑扎等.连接后在接线盒内灌注高压绝缘胶。电缆的端头应有封端盒.常用油浸纸绝缘电缆的封端盒有WDH系列户外鼎足式和WG系列户外倒挂式,后者多用于严重积雪、鸟害、多雨和潮湿地区。户内型的电缆封端盒有NTH系列和户内漏斗式。握料和橡胶绝缘电缆的封端头由分支首套和防雨罩构成.室内敷没时不用防雨罩。电缆封端的关键问题是防潮和绝缘。二、电缆线路的敷设(一)电缆线径应选最短途径,并符合以下规定:1、尽也许使电缆不受到各种损坏及腐蚀;2、避开规划中建筑工程需要挖掘的地方;3、便于维护。(二)主、副矿井提高机6Kv电缆线路选择:副井提高机为一级负荷,主井提高机为二级负荷,两组负荷采用环形电网供电,两者与矿35KV变电所的平面布置呈三角形,两者之间相距一般为80m,而主井离35KV变电所为380m,副井为800m,所以,在计算负荷电流和电压损失时应按开环运营、两组负荷由一路电缆供电考虑,80m长的联络线因较短,可选为与两路电源电缆用同型号同截面。(三)6KV电缆型号选择1、高压电缆的型号,应根据敷设地点与敷设方式选,在地面一般选用铅芯油浸纸绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆,型号为ZLQ22,数量不多时常采用直埋敷设。2、按经济电流密度选择主井、副井6KV电源电缆截面一路供电的负荷电流=175.5(A)按Tmax=3000-5000h,查表可得,铅芯电缆的经济电流密度Jec=1.73A/mm2。则电缆的经济截面为=101.5(mm2)初选ZLQ-6-3×95型铝芯电缆,其25℃时允许载流量为190A。3、按长时允许负荷电流校验电缆直埋地下,该地区最热月土壤最高气温月平均值为27℃,则修正后的长时允许负荷电流为=185(A)按一般黑土,土壤热阻率的修正系数为0.88,乘以185A后为163A<175.5A,故改选3×120mm2电缆,经修正后允许载流量为188.5A>175.5A合格。4、按允许电压损失校验电缆截面取高压配电线路允许电压损失为3%,则有线路实际电压损失(忽略电抗)(V)由于两路单独供电的实际电压损失均小于允许电压损失180V。故电压损失校验合格。5、按短路电流校验电缆的热稳定矿35KV变电所6KV母线上最大三相稳态短路电流为8650A。短路电流作用的假想时间取断路器动作时间,其过流保护动作时间,因当一路供电时,断路器是控制两级6KV终端负荷,可定为0.6s(时限级差0.3s)。对于无限大电源系统故得(0.05为电弧熄灭时间)电缆最小热稳定截面为由于=81.4<120,故所选ZLQ22-6-3120型电力电缆满足规定。主井提高与副井提高所选120电缆的总长度为380+800+80=1260(m)。四、6KV下井电缆选择:在井下6KV级总计算有功负荷为3684KW,最大长时负荷电流为445A,并拟定用四回下井电缆,两两并联后分列运营。因此,在拟定每回电缆中的负荷电流时,应当是0.75的一半(0.75为井下负荷分派系数),电压损失应按其中一路两回电缆并联考虑,热稳定校验则应按一路中某一回电缆首端发生短路考虑。一回下井电缆总长度应为由表2-9提供的1300m再加上井下中央变电所不同的布置方式而引起的长度增长50m,即=1350m。为了管理维护方便,四回下井电缆应选用同型号同截面的电力电缆。(一)6KV下井电缆型号选择根据《煤矿安全规程》的规定,立井井筒电缆应选用交联聚乙烯绝缘粗钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆,故选为MYJV42型钢芯电力电缆(42表达粗钢丝铠装)。(二)按经济电流密度选择下井电缆截面一路供电其中一回电缆的负荷电流按,取钢芯电缆的经济电流密度。电缆的经济截面为初选MYJV42-6-370型钢芯电缆,其25℃时允许载流量为221A。(三)按长时允许负荷电流校验电缆直埋地下,并途径立井井筒,该地区最热月土壤最高气温月平均值为27℃,则修正后的长时允许负荷电流为=按一般黑土土壤热阻率的修正系数为0.88,乘以217A后为191A>167A,合格。因电缆有360m,途径立井井筒,可再按电缆沟条件校验,该地区最热月室内最高气温月平均值为32℃,增长5℃后算得其修正系数为0.84,乘以221A后为185A>167A,合格。(四)按允许电压损失校验电缆截面取最高配电线路允许电压损失为3%,则有一路运营实际电压损失(忽略电抗),但导线截面加倍。即由于实际电压损失小于允许电压损失180V,故电压损失校验合格。(五)按短路电流校验电缆的热稳定矿35KV变电所6KV母线上最大三相稳态短路电流为8650A。短路电流作用的假想时间取断路器动作时间=0.15s,其过流保护动作时间因是控制6KV下井电缆,井下6KV电网尚有2-4级才到移动变电站终端负荷,故应定为0.9s(时限级差0.3s),有助于井下6KV系统选择性过流保护的时限装置。对于无限大电源系统=0.9+0.15=1.05(s)故得=1.05+0.05=1.1(s)(0.05为电弧熄灭时间)电缆最小热稳定截面为由于=6570,故所选MYJV42-6-370型电力电缆满足规定。四回70电缆的总长度为7004=2800(m)。五、压风机等其他负荷组6KV电缆线路选择:类似于前面的选择原则与方法,考虑地面高压可一律选用ZLQ22-6型铝芯电缆,因均为终端负荷,故控制开关过流保护动作时间可定为0.3s,即短路电流作用的假想时间为0.5s,据=8650A,算得各负荷组所选6KV电缆的最小热稳定截面=65,此即表白所选电缆截面应不小于70。压风机等其他三个负荷组的计算视在功率均小于主井副井,并且最长供电距离为360m,故凭设计经验可所有选为ZLQ22-6-370型铝芯电力电缆,满足所有选择、校验条件。各负荷组的电缆长度如下:压风机:2360=720(m),地面低压:250=100(m),机修厂:200(m)。六、扇风机1等其他负荷组6KV架空线路选择:(一)扇风机1架空导线型号选择根据我国产品供应市场情况和以铝代铜的技术政策,宜选用铝线,对于6KV架空线路,线杆挡距一般在100m一下,导线受力较小,故可选用LJ型铝绞线,线间几何均距设为1m。(二)按经济电流密度初选导线截面一路供电的负荷电流一般中型矿井,得铝绞线的经济电流密度。则导线的经济截面为式中0.7——两分列运营线路的电流分派系数。初选导线为LJ-35型铝绞线,其25℃时允许载流量为135A.(三)按长时允许负荷电流校验导线截面该地区最热月最高气温月平均值为42℃,铝绞线最高允许温度为70℃,查表5-4得,其温度修正系数为0.79。则修正后的允许载流量为合格。(四)按允许电压损失校验导线截面去最高压端负荷配电线路允许电压损失为4%,得。该导线的单位长度电阻、电抗分别为和,而线路长度L为1.5km,故得一路运营时的电压损失为由于,故电压损失校验合格。(五)按机械强度校验导线截面35KV钢芯铝绞线在非居民区的最小允许截面为25mm2,居民区为35mm2,均不大于所选截面35mm2,故机械强度校验合格。最后拟定扇风机1双回路6KV架空线路每路均选为LJ-35型铝绞线,两路总长度为3m.同理可拟定其他三个6KV负荷组的导线型号、截面与长度如下:扇风机2:LJ-35型铝绞线,两路总长度为35km。洗煤厂:LJ-50型铝绞线,两路总长度为0.92km。工人村:LJ-35型铝绞线,一路长度为2km。支农:LJ-25型铝绞线,一路长度为2.7km。选择计算结果汇总:上述各部选择计算结果如表6-2所示。表6-2选择计算结果编号设备名称电压(kv)所选导线型号截面导线总长度(m)035kv电源线35LGJ-70214.5=291主井提高6ZLQ22-6-31200.652副井提高6ZLQ22-6-31201.2+0.08=1.283扇风机16LJ-3521.5=34扇风机26LJ-3521.5=35压风机6ZLQ22-6-37020.36=0.726地面低压6ZLQ22-6-37020.05=0.17机修厂6ZLQ22-6-3700.28洗煤厂6LJ-5020.46=0.929工人村6LJ-352.010支农6LJ-252.711下井电缆6MYJV42-6-37040.7=2.8第七章变电所继电保护与自动化装置第一节6(10)千伏配出线的继电保护一、6(10)kv配出线的继电保护6(10)kV系统都是小接地电流系统。因此.通常只装设防止相阃短路的保护装置和防止单相接地的有选择性的高压漏电保护装置。(一)相间短路保护1、保护的装设原则(1)采用两相式接线,整个系统的像护装置均装设在同名相的两相上(一般为U、W相)。(2)一般均装设两段电流保护装置.第一段电流速断保护作为辅助保护,第二段过电流保护作为主保护。(3)电流速断保护应有选掸地动作.其装设条件是满足最小保护范围的规定。当不能满足最小保护范围规定期.且过流保护的动作时限不大于0.5s~0.7s则可不装设电流速断保护.或贝装设反时限过电流保护。(4)对电缆线路,当电流速断保护不满足保护范围规定期.如下一级线路装电流速断保护而本线路过电流保护的动怍时限在1.2s及以上时.可装设限时电流速断保护。(5)对母线残压有严格规定的变电所如山发电厂6(10)kv母线直配的变电所等]应用电流速断保护.切除使母线残压低于60%额定电压的各种故障.保护装置可无选择地动作;(6)负荷较大,总长在1KM以下的重要用户的电缆线路.为了加速切除短路故障可以采用纵联差动电流保护装置。由一个断路器送电的平行线路可采用横联差动电流保护装置。(7)负荷较小的非重要用户可以采用熔断器保护。(8)保护采用远后备打式。保护装置的接线方式请参见《煤矿电工二手册》.《钢铁公司电力设计参考资料》等有关手册或书籍。2、电流速断保护的整定与计算电流速断保护的动作电流按躲过被保护线路末端最大三相短路电流整定3、过电流保护整定计算过电流保护的动作电流按躲过被保护线路最大工作电路来整定即:对于反时限过电流保护,由于其动作时限与短路电流的大小有关.所以当其与上(靠近电源一侧)、下级(靠近负荷一侧)的保护装置进行时限配合时,为r保证动作的选择性,其动作时限应按下述方法拟定。拟定动作时限的配合点:相邻两级保护装置进行时限配合时,其动作时限的配合点应拟定在能使相邻两级保护动作.并且时限级差最小的一点.使该点的动作时限级差满足△t的规定.即可保证相邻保护之间动作上的选择性。具体拟定原则如下:(1)当反时限过电流保护与上一级反时限过电流保护以及与下一级定期限或反时限过电流保护配合时.其配合点应为同时通过相邻两级保护短路电流最大的一点.即为下级线路(或元件)的保护安装处。该点的最大三相短路电流,即为两级保护时限配合时的配合电流。(2)当相邻两级保护上级为定期限、下级为反时限时,其配合点应同时通过两个保护.并能使两个保护动作的短路电流最小的一点。该点的最小短路电流事实上就等于定期限过电流保护的动作电流,该动作电流即为配合电流。拟定动作特性曲线:当相邻两级保护的配合点与配合电流拟定以后.即可根据相邻的上.级或下一级保护的特性曲线.拟定本级保护的特性曲线(一般先拟定距电源最远的保护特性曲线.后逐级向电源侧拟定一当时限较紧张.上级变电所配出线的特性曲线已整定.而规定本变电所的保护装置与它配合时,则应先拟定电源侧保护的特性曲线)。在绘制反时限过电流保护的特性曲线时,应按以下环节进行:(1)根据相邻两级保护配合点的配合电流数值,在已知保护特性曲线的电流坐标上找到相应的点。(2)做通过该点井垂直于电流轴的垂线.与已知特性曲线相交于一点.该交点所相应的时间即为在配合电流作用下保护的动作时间。(3)在此时问的基础上,加上(下级特性曲线已知时)或减去(上级特性曲线已知时)△t。即为本保护在配合电流作用下的动作时间。在时降旺坐标轴上找到相应当动作时间的一点,然后做通过该点平行于电流轴的直线,该直线与刚才所做垂线的交点即为本保护特性曲线七的一点。(4)根据本级保护的配合电流(折算为流入继电器的电流)与继电器整定电流的比值,即整定电流倍数和该点的动作时间.查继电器的动作特性曲线,可在该曲线簇中拟定一点。当该点恰好在某一曲线上时,则该曲线就是本保护的特性曲线.当该点在两曲线之间时,则可按与上、下曲线的间隙比例关系拟定出本保护的特性曲线。(5)将该曲线的横、纵坐标换算成保护的一次电流与时问的关系(换算的点数不得少于5~7个点,其中应涉及动作电流、配合电流、10倍动作电流所相应的点).在需与其配合的保护特性曲线图上.通过描点作图的方法绘出本保护的特性曲线,以便比较配合情况。第二节电容器的继电保护一、保护的装设原则(一)6(10)kV电容器组应装设下列放障及异常运营方式的保护:1、电容器组与断路器之间连线上的短路;2、电容器内部故障及引出线短路;3、电容器组的单相接地故障。(二)电容器组与断路器连接线按F述原则装设短路保护:1、容量在400kvar及以下的电容器组可采用带有熔断器的负荷开关保护:2、容量在400kvar以上的电容器组应装无时限或带不大时限的过电流保护,动作于断路器跳闸一保护应躲过投入电容器时的冲击电流,一般采用两相式接线。(三)电容器内部故障及引出线的短路,可采用下列保护之一:1、将电容器分组(GR-I一02电容器柜5个电容器一组).在每组上装设熔断器保护。当电容器不多时亦可在每台上装设熔断器保护(如GR—J一0l型电容器柜)。2、将电容器提成容量相同的两组.装设差流式保护或横联差动保护。当电容器组为星形接线时,横差保护可装没在两个中性点的连线上;当为三角形接线时,横差保护装在每相的并联分支上电容器组的单相接地保护按下述原则装设:(1)当电容器组安装在绝缘支架上,或单相接地电流为20A及以下时,可不装设单相接地保护。(2)当单相接地电流大于20A时.且短路保护对接地短路不灵敏时.电容器组应设单相接地保护。保护的接线方式l请参见《煤矿电工手册》等有关设计手册。第三节变电所母线的保护一、保护的装设原则母线保护可分两大类:一类为由连接至该母线上的电源侧回路保护来实现;另一类为专用的母线保护装置。(一)大型公司总变电所的6(10)kV母线及并列运营的双母线,在下列情况应装设专用的母线保护:1、需快速而有选择地切除一段或一组母线上的故障,才干保证电力网安全运营和重要负荷的可靠供电;2、当线路装有电抗器,而不允许线路断路器切除电抗器前的短路。当不需装设专用的母线保护时。(二)公司总变电所常采用下述两种方法实现母线的保护。1、对不分段或正常分列运营的分段单母线变电所,可运用变压器的过电流保护实现母线保护:2、对母线分段断路器经常闭合的分段单母线变电所,为了保证一段母线故障时的选择性,运用分段断路器电流保护的配合实现母线的保护。(三)大多数公司总变电所,不需装设专用的母线保护。有关专用的母线保护的整定计算请参考《煤矿电工手册》等其他书籍。下面仅介绍运用分段断路器电流保护实现母线保护的整定计算。1、分段断路器电流保护一般装设两段式过电流保护装置。第一段电流保护与线路的速断保护和主变压器的主保护(速断或差动保护)配合:第二段电流保护与线路的过电流和主变压器的过电流保护配合。当线路保护只有一段过电流保护时.母线分段断路器也可为一段保护.并与线路过电流保护和变压器过电流保护配合。2、保护装置的动作时限整定:保护装置的动作时限应较配出线过电流保护最大的动作时限大-时限阶段;较主变压器过电流保护的动作时限小一时限阶段。第四节主变压器的继电保护一、保护的装设原则(一)电力变压器应装设的保护装置1、线圈及其引出线的相间短路、中性点直接接地侧的接地短路、绕组的匝问短路,应装设瞬时动作作于跳闸的保护装置。2、外部相间短路引起的过电流,直接接地电力网外部接地短路引起的过电流,中性点过电压.应装设带时限动作于跳闸的保护装置。3、变压器过负荷、油面减少、变压器温度升高和冷却系统故障时,应装设信号装置。电力变压器的继电保护装置。(二)对蹙压器保护装置的规定1、对变压器内部故障和油面减少采用瓦斯保护.油面减少和轻瓦斯时.应动作于信号:重瓦斯则动作于跳闸,断开变压器各侧断路器。如变压器一次侧无断路器又未采用其他切断故障的措施时.则应动作f单独的信号。2、对变压器引出线、套管及内部故障,采用纵联差动保护或电流速断保护,故障时,断开变压器各侧的断路器。对母线上进、出线较少的变电所,允许运用变压器套管内的电流互感器构成差动保护.此时不能保护套管引出线的故障;3、对变压器外部的相问短路,一般采用过电流保护,如过电流保护灵敏度不满足规定期,可装设复合电压或低电压启动的过电流保护,过电流保护均装了:主电源侧。保护装置的接线方式参见《煤矿电工手册》、《钢铁公司电力设计手册》等有关书籍。(三)纵联差动保护变压
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