畢業(yè)設(shè)計(jì)--110kvxx水泥廠變電站設(shè)計(jì)

1、<p>　　XXXX學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</p><p>　　110kV XX水泥廠變電站設(shè)計(jì)</p><p>　　學(xué) 生：XXX</p><p>　　學(xué) 號(hào)：XXXXXXXXXXX</p><p>　　專 業(yè)：XXXXXXXXX</p><p>　　班 級(jí)：XXXXXX</p

2、><p><b>　　指導(dǎo)教師：XX</b></p><p>　　XXXXXX自動(dòng)化與電子信息學(xué)院</p><p><b>　　二O一一年六月</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)針對(duì)YW水泥廠110kV變電所工程

3、。按照變電站設(shè)計(jì)規(guī)范和電力設(shè)計(jì)手冊(cè)。以原始資料和生產(chǎn)實(shí)際為依據(jù)，以變電站按最佳方式運(yùn)行為基礎(chǔ)，在充分考慮工廠未來(lái)發(fā)展的前提下，通過(guò)實(shí)際計(jì)算，進(jìn)行了電氣設(shè)備選擇，主接線設(shè)計(jì)，繼電保護(hù)設(shè)計(jì)，完成了總體電氣部分的設(shè)計(jì)工作，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　關(guān)鍵詞：一次部分；變電所；變壓器；電氣設(shè)備</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p>

4、<p>　　The design is in accordance with the designing standard of transformer substation and the designing pamphlet of electric power, aiming at the power transformation of 110kV in YW Cement Plant. It is also on th

5、e base of original reference and the practical produce, adopting the best method of operation of transformer substation. Under the precondition of sufficient considering the development of the plant’s future, this design

6、 consists of a series of processing, such as practical calculation, sele</p><p>　　Key words: major system; transformer; substation; electricity equipments</p><p><b>　　目錄</b></p>

7、;<p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　ABSTRACTII</p><p><b>　　引 言- 1 -</b></p><p>　　第1章 變電站負(fù)荷統(tǒng)計(jì)和無(wú)功補(bǔ)償- 2 -</p><p>　　1.1 變電所分類- 2 -</p>&

8、lt;p>　　1.2 變電所設(shè)計(jì)要求- 2 -</p><p>　　1.2 變電站的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)- 2 -</p><p>　　1.2.1 負(fù)荷統(tǒng)計(jì)的目的- 2 -</p><p>　　1.2.2 水泥廠主要生產(chǎn)工藝流程- 2 -</p><p>　　1.2.3 主要設(shè)備及其負(fù)荷計(jì)算- 3 -</p><p&g

9、t;　　1.2.4 主變壓器的選擇- 5 -</p><p>　　1.2 無(wú)功補(bǔ)償- 6 -</p><p>　　1.2.1 無(wú)功補(bǔ)償?shù)哪康? 6 -</p><p>　　1.2.2 無(wú)功補(bǔ)償?shù)挠?jì)算- 6 -</p><p>　　第2章 短路電流的計(jì)算- 8 -</p><p>　　2.1 短路電流的計(jì)算-

10、 8 -</p><p>　　2.2各點(diǎn)的短路電流- 8 -</p><p>　　第3章 電氣設(shè)備的選擇及其校驗(yàn)- 12 -</p><p>　　3.1 設(shè)備選擇的原則- 12 -</p><p>　　3.2 設(shè)備校驗(yàn)原則- 13 -</p><p>　　3.3 導(dǎo)線和電纜的選擇- 13 -</p>

11、;<p>　　3.4 斷路器及隔離開(kāi)關(guān)的選擇- 14 -</p><p>　　3.4.1 110kV斷路器選擇- 14 -</p><p>　　3.4.2 10kV段斷路器及隔離開(kāi)關(guān)選擇- 17 -</p><p>　　3.5 互感器的選擇- 19 -</p><p>　　3.5.1 110kV段互感器選擇- 19 -

12、</p><p>　　3.5.2 10kV段互感器選擇- 20 -</p><p>　　3.6 電氣主接線的基本要求- 21 -</p><p>　　3.7 主接線的基本接線形式- 21 -</p><p>　　第4章 繼電保護(hù)與防雷設(shè)計(jì)- 24 -</p><p>　　4.1 繼電保護(hù)的作用和基本任務(wù)- 2

13、4 -</p><p>　　4.1.1 繼電保護(hù)的作用- 24 -</p><p>　　4.1.2 繼電保護(hù)的基本任務(wù)- 24 -</p><p>　　4.2 過(guò)電壓保護(hù)和接地保護(hù)- 24 -</p><p>　　4.2.1 過(guò)電壓保護(hù)- 24 -</p><p>　　4.2.2 過(guò)電壓的類型- 24 -&l

14、t;/p><p>　　4.2.3 接地保護(hù)概述- 25 -</p><p>　　4.2.4 中性點(diǎn)接地原則- 25 -</p><p>　　4.2.5 中性點(diǎn)接地方式- 26 -</p><p>　　4.3 雷電過(guò)電壓保護(hù)- 26 -</p><p>　　4.4 本站接地保護(hù)設(shè)計(jì)- 27 -</p>

15、<p>　　4.5 主變壓器及線路的整定計(jì)算- 28 -</p><p>　　結(jié)束語(yǔ)- 29 -</p><p>　　致 謝- 30 -</p><p>　　參考文獻(xiàn)- 31 -</p><p><b>　　附錄- 33 -</b></p><p>　　附圖 主接線圖- 3

16、3 -</p><p><b>　　引 言</b></p><p>　　設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容就是進(jìn)行YW水泥廠的一次供電設(shè)計(jì)。在確定主接線方案的同時(shí)，對(duì)變電所的電氣設(shè)備進(jìn)行了選擇，并對(duì)其進(jìn)行了校驗(yàn)，短路電流的計(jì)算，斷路器及其隔離開(kāi)關(guān)的選擇。針對(duì)線路、變壓器等介紹了其保護(hù)方法，其中介紹了過(guò)電壓保護(hù)、雷電過(guò)電壓保護(hù)和接地保護(hù)，接地保護(hù)采用中性點(diǎn)接地方式。</p>

17、<p>　　當(dāng)前，能源嚴(yán)重短缺，合理用電、節(jié)約用電的迫切性和必要性已為人們所認(rèn)識(shí)。電力工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的作用已為人所共知：它不僅全面地影響國(guó)民經(jīng)濟(jì)其他部門的發(fā)展，同時(shí)也極大地影響人民的物質(zhì)與文化生活水平的提高，影響整個(gè)社會(huì)的進(jìn)步。</p><p>　　限于本人水平，設(shè)計(jì)中錯(cuò)漏難免，敬請(qǐng)老師們批評(píng)指正，本人不勝感激！</p><p>　　第1章 變電站負(fù)荷統(tǒng)計(jì)和無(wú)功補(bǔ)償</p

18、><p><b>　　1.1 變電所分類</b></p><p>　　變電所除了可以簡(jiǎn)單的分為升壓變電所和降壓變電所外，還可按照設(shè)備的布置地點(diǎn)分為戶內(nèi)變電所和戶外變電所、箱式變電所和地下變電所等。如果按容量和重要性還可以分為樞紐變電所、中間變電所和終端變電所。樞紐變電所一般容量較大，處于聯(lián)系電力網(wǎng)各部分的中樞位置，地位重要。中間變電所一般處于電廠與負(fù)荷中間，從這里可轉(zhuǎn)供一

19、部分負(fù)荷。終端變電所基本上都是降壓變電所，只負(fù)責(zé)供應(yīng)一個(gè)局部和某些用戶而不承擔(dān)功率的轉(zhuǎn)送[1]。</p><p>　　1.2 變電所設(shè)計(jì)要求</p><p>　　變電所作為整個(gè)電力系統(tǒng)不可或缺的一環(huán)，其設(shè)計(jì)要求當(dāng)然也是非常嚴(yán)格的。第一，變壓器的選擇，必須根據(jù)負(fù)荷大小、類型與系統(tǒng)容量來(lái)初步選定變壓等級(jí)數(shù)量，其中還必須考慮外界環(huán)境、負(fù)荷裕量、擴(kuò)建等來(lái)最終確定變壓器的型號(hào)。第二，主接線的設(shè)計(jì)，主

20、接線設(shè)計(jì)至關(guān)重要，主接線是將大系統(tǒng)、變電所與負(fù)荷連接起來(lái)的紐帶，合理的設(shè)計(jì)不僅可以節(jié)省投資，而且便于運(yùn)行與維護(hù)，提高供電的可靠性。第三，主要電氣元件選擇，變電所除了變壓器、主接線外，一般還要有斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、互感器、避雷器等元器件，對(duì)它們的選擇也是非常重要的。第四，各種保護(hù)，變電所要安全可靠的運(yùn)行，各種各樣的保護(hù)必不可少。其中還有各種其他要求，比如：配電裝置、圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、所址選擇等等[1]。</p><p>　　

21、1.2 變電站的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)</p><p>　　1.2.1 負(fù)荷統(tǒng)計(jì)的目的</p><p>　　進(jìn)行企業(yè)電力負(fù)荷計(jì)算的主要目的就是為正確選擇企業(yè)各級(jí)變電站的變壓器容量、各種電氣設(shè)備以及供電網(wǎng)絡(luò)所用導(dǎo)線等提供科學(xué)的依據(jù)[2]。</p><p>　　1.2.2 水泥廠主要生產(chǎn)工藝流程</p><p><b>　　主要生產(chǎn)流程為：</

22、b></p><p>　　石灰石破碎及儲(chǔ)存→粘土、鐵粉儲(chǔ)存 →原煤的儲(chǔ)存 →生料制備 →生料均化→ 燒成系統(tǒng)(①生料的烘干與脫水②碳酸鹽分解；③固相反應(yīng)；④熟料的燒成） →煤粉制備及輸送 →熟料儲(chǔ)存水泥粉磨 →水泥儲(chǔ)存、散裝與包裝</p><p>　　1.2.3 主要設(shè)備及其負(fù)荷計(jì)算</p><p><b>　　表1-1各車間負(fù)荷</b>

23、</p><p><b>　　計(jì)算公式：</b></p><p><b>　　有功功率：</b></p><p><b>　　（1-1）</b></p><p><b>　　無(wú)功功率：</b></p><p><b>　　

24、（1-2）</b></p><p><b>　　視在功率：</b></p><p><b>　?。?-3）</b></p><p><b>　　電流：</b></p><p><b>　　（1-4）</b></p><p&g

25、t;　　泥粉磨及水泥庫(kù)頂電力室 </p><p>　　(2) 窯頭電力配電室</p><p>　　(3) 水泥燒成電力配電室</p><p>　　(4) 生料粉磨及礦山電力配電室</p><p>　　表1-2車間負(fù)荷計(jì)算結(jié)果</p><p>　　1.2.4 主變壓器的選擇</p><p>　　

26、主變壓器的選擇原則：主變壓器的容量應(yīng)根據(jù)水泥廠5-10年的發(fā)展擴(kuò)建規(guī)劃進(jìn)行選擇，并適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期10～20年的負(fù)荷發(fā)展。同時(shí)還應(yīng)該考慮變壓器遇到事故時(shí)的過(guò)負(fù)荷能力，對(duì)裝兩臺(tái)變壓器的變電所[3]。</p><p>　　變壓器單獨(dú)運(yùn)行是應(yīng)該滿足的條件：</p><p>　　Sn=0.6S (1-5)</p><p>&

27、lt;b>　　(1-6)</b></p><p>　　式中S為變電所最大負(fù)荷，S1+2為全部的一、二級(jí)負(fù)荷。</p><p>　　對(duì)一般性變電站停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量就能保證全部負(fù)荷的60～70%。這樣，當(dāng)其中一臺(tái)變壓器停用時(shí)，可以保證負(fù)荷60%的供電?？紤]變壓器的事故過(guò)負(fù)荷能力，則可保證負(fù)荷84%的供電。由于一般電網(wǎng)變電所大約有25%的非重要負(fù)荷，因此，采用Sn=0.6

28、Pm，對(duì)變電所保證重要負(fù)荷來(lái)說(shuō)多數(shù)是可行的，能滿足一、二級(jí)負(fù)荷的供電需求。</p><p>　　一般情況下采用三相式變壓器，具有三種電壓的變電所，如通過(guò)主變壓器各側(cè)繞組的功率均達(dá)到15%Sn以上時(shí)，可采用三繞組變壓器。其中，當(dāng)高壓電網(wǎng)為110～220kV，而低壓電網(wǎng)為10kV時(shí)，由于負(fù)荷較大，最大和最小運(yùn)行方式下電壓變化也較大，故采用帶負(fù)荷調(diào)壓的三繞組變壓器。</p><p>　　目前限制

29、低壓側(cè)短路電流措施，一般采用高阻抗變壓器，且根據(jù) 110kV 系統(tǒng)短路水平(不超過(guò)30 kA)。經(jīng)過(guò)推算，10kV短路電流(不超過(guò)30kA)。所選開(kāi)關(guān)柜等電氣設(shè)備均可滿足要求(10kV不并列)。故本次設(shè)計(jì)采用高阻抗主變壓器。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)結(jié)合實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，要求主變壓器本體油枕由原A相移至C相。這樣有利于主變壓器中性點(diǎn)接地隔離開(kāi)關(guān)連接安裝，且操作檢修方便。</p><p>　

30、　根據(jù)總負(fù)荷S=3563.816(kVA),選擇對(duì)裝兩臺(tái)三相自冷雙繞組有載調(diào)壓電力變壓器SFZ10-6300/110型[4]。</p><p><b>　　1.2 無(wú)功補(bǔ)償</b></p><p>　　1.2.1 無(wú)功補(bǔ)償?shù)哪康?lt;/p><p>　　無(wú)功功率補(bǔ)償裝置在電子供電系統(tǒng)中所承擔(dān)的作用是提高電網(wǎng)的功率因數(shù)，降低供電變壓器及輸送線路的損耗

31、，提高供電效率，改善供電環(huán)境。所以無(wú)功功率補(bǔ)償裝置在電力供電系統(tǒng)中處在一個(gè)不可缺少的非常重要的位置。合理的選擇補(bǔ)償裝置，可以做到最大限度的減少網(wǎng)絡(luò)的損耗，使電網(wǎng)質(zhì)量提高。反之，如選擇或使用不當(dāng)，可能造成供電系統(tǒng)，電壓波動(dòng)，諧波增大等諸多因素。 </p><p>　　1.2.2 無(wú)功補(bǔ)償?shù)挠?jì)算</p><p>　　1. 自然平均功率因數(shù)</p><p><b&g

32、t;　　負(fù)荷的有功功率：</b></p><p>　　=633.6+698.4+460.8+885.6+7.02+7.99+5.28+9.51</p><p><b>　　=2708.2kW</b></p><p><b>　　負(fù)荷的無(wú)功功率： </b></p><p>　　=501.6

33、+552.9+364.8+701.1+33.54+42.16+22.6+44.8</p><p>　　=2263.5kVar</p><p>　　平均功率因數(shù),取an =0.75，βn=0.8</p><p>　　=0.75提高到=0.9</p><p><b>　?。?-7）</b></p><p&

34、gt;<b>　　2.補(bǔ)償容量</b></p><p><b>　　補(bǔ)償容量：</b></p><p><b>　?。?-8）</b></p><p>　　=0.75×2708.2×0.40</p><p>　　=812.46kVar</p>

35、<p><b>　　那么</b></p><p><b>　?。?-9）</b></p><p>　　考慮到三相均衡分配，所以取n=18，每相6并聯(lián)，這時(shí)并聯(lián)電容器的實(shí)際補(bǔ)償容量為：</p><p><b>　　3.補(bǔ)償后功率因數(shù)</b></p><p>　　補(bǔ)償后的

36、功率因數(shù)計(jì)算如下：</p><p>　　選擇BWF10.5-50-1W此為十二烷基苯浸澤，薄膜與紙復(fù)合介質(zhì)，額定電壓為10.5kV，額定容量50kvar，單相，戶外。</p><p>　　第2章 短路電流的計(jì)算</p><p>　　2.1 短路電流的計(jì)算</p><p>　　圖2.1 網(wǎng)絡(luò)示意圖 </p><p>　　

37、2.2各點(diǎn)的短路電流</p><p>　　短路電流的計(jì)算常采用近似標(biāo)么值計(jì)算。取=100MW，各級(jí)基準(zhǔn)電壓為平均額定電壓。本變電站由資陽(yáng)董家灣變電站供電，架空線約為L(zhǎng)=80km。 </p><p>　　基準(zhǔn)電流: (

38、2-1)</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=0.502kA</b></p><p><b>　　(2-2)</b></p><p>　　架空線： (2-3)</p>

39、;<p>　　兩對(duì)裝變壓器: (2-4) </p><p>　　1. K點(diǎn)短路電流:</p><p>　　(2-5) </p><p><b>　　=</b></p>

40、<p><b>　　=2.08kA</b></p><p>　　2. K0點(diǎn)短路電流</p><p>　　K0點(diǎn)總電抗: = (2-6)</p><p><b>　　=1.04</b></p><p>　　K0點(diǎn)短路電流:

41、 (2-7)</p><p>　　次暫態(tài)短路電流: (2-8)</p><p>　　瞬時(shí)短路沖擊電流有效值:</p><p><b>　　(2-9)</b></p><p>　　根據(jù)主變壓器和個(gè)配電室設(shè)置的位置可以估算出所需電纜長(zhǎng)度

42、， 生料粉磨及礦山電力配電室變電纜250m,窯頭電力配電室變電纜200m，水泥燒成電力配電室變電纜100m，水泥粉磨及庫(kù)頂電力室變電纜150m。</p><p>　　3. K1 點(diǎn)的短路電流：</p><p>　　K1點(diǎn)的總電抗： (2-10)</p><p><b>　　= </b></p>

43、<p><b>　　=1.058</b></p><p>　　K1點(diǎn)短路電流: (2-11)</p><p>　　4. K2點(diǎn)短路電流：</p><p>　　K2點(diǎn)的總電抗： (2-12)</p><p><b>　　=

44、0.2 </b></p><p><b>　　=1.054</b></p><p>　　K2點(diǎn)短路電流： （2-13）</p><p>　　5. K3點(diǎn)的電流：</p><p>　　K3點(diǎn)的總電抗： （2-14）</p><p>&

45、lt;b>　　=0.1 </b></p><p><b>　　=1.047</b></p><p>　　K3點(diǎn)短路電流： （2-15）</p><p>　　6. K4點(diǎn)短路電流： </p><p>　　K4點(diǎn)的總電抗： （2-16）</p>

46、;<p><b>　　=0.15</b></p><p><b>　　=1.05</b></p><p>　　K4點(diǎn)短路電流： （2-17）</p><p>　　表2-1 短路電流計(jì)算結(jié)果表</p><p>　　第3章 電氣設(shè)備的選擇及其校驗(yàn)<

47、;/p><p>　　3.1 設(shè)備選擇的原則</p><p>　　為了保障高壓電氣設(shè)備的可靠運(yùn)行，高壓電氣設(shè)備選擇與校驗(yàn)的一般條件有：按正常工作條件包括電壓、電流、頻率、開(kāi)斷電流等選擇；按短路條件包括動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定校驗(yàn)；按環(huán)境工作條件如溫度、濕度、海拔等選擇[5]。</p><p><b>　　(1) 額定電壓</b></p><

48、p>　　高壓電氣設(shè)備所在電網(wǎng)的運(yùn)行電壓因調(diào)壓或負(fù)荷的變化，常高于電網(wǎng)的額定電壓，故所選電氣設(shè)備允許最高工作電壓Ualm不得低于所接電網(wǎng)的最高運(yùn)行電壓。 一般電氣設(shè)備允許的最高工作電壓可達(dá)1.1~1.15UN ，而實(shí)際電網(wǎng)的最高運(yùn)行電壓Usm一般不超過(guò)1.1UNs，因此在選擇電氣設(shè)備時(shí)，一般可按照電氣設(shè)備的額定電壓UN不低于裝置地點(diǎn)電網(wǎng)額定電壓UNs的條件選擇，即

49、 </p><p><b>　　(3-1)</b></p><p><b>　　(2) 額定電流</b></p><p>　　電氣設(shè)備的額定電流IN是指在額定環(huán)境溫度下，電氣設(shè)備的長(zhǎng)期允許通過(guò)電流。IN應(yīng)不小于該回路在各種合理運(yùn)行方式下的最大持續(xù)工作電流Imax，即</p><p>

50、;<b>　　(3-2)</b></p><p>　　(3) 環(huán)境條件對(duì)設(shè)備選擇的影響</p><p>　　當(dāng)電氣設(shè)備安裝地點(diǎn)的環(huán)境條件如溫度、風(fēng)速、污穢等級(jí)、海拔高度、地震烈度和覆水度等超過(guò)一般電氣設(shè)備使用條件時(shí)，應(yīng)采取措施[6]。</p><p>　?。?）短路電流計(jì)算條件</p><p>　　為使所選電氣設(shè)備具有足

51、夠的可靠性、經(jīng)濟(jì)性和合理性，并在一定時(shí)期內(nèi)適應(yīng)電力系統(tǒng)發(fā)展的需要，作校驗(yàn)用的短路電流應(yīng)按下列條件確定。</p><p>　　1. 容量和接線按本工程設(shè)計(jì)最終容量計(jì)算，并考慮電力系統(tǒng)遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃(一般為本工程建成后5~10年)；其接線應(yīng)采用可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，但不考慮在切換過(guò)程中可能短時(shí)并列的接線方式(如切換廠用變壓器時(shí)的并列)。</p><p>　　2. 短路種類一般按三相

52、短路驗(yàn)算，若其它種類短路較三相短路嚴(yán)重時(shí)，則應(yīng)按最嚴(yán)重的情況驗(yàn)算。</p><p>　　3. 計(jì)算短路點(diǎn)選擇通過(guò)電器的短路電流為最大的那些點(diǎn)為短路計(jì)算點(diǎn)。</p><p>　　3.2 設(shè)備校驗(yàn)原則</p><p>　　1. 電器在選定后應(yīng)按最大可能通過(guò)的短路電流進(jìn)行動(dòng)、熱校驗(yàn)。校驗(yàn)的短路電流一般取三相短路時(shí)的短路電流，若發(fā)電機(jī)出口的兩相短路，或中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)及自

53、耦變壓器等回路中的單相、兩相接地短路較三相短路嚴(yán)重時(shí)，則應(yīng)按嚴(yán)重情況校驗(yàn)。</p><p>　　2. 用熔斷器保護(hù)的電器可不算驗(yàn)熱穩(wěn)定。當(dāng)熔斷器有限流作用時(shí)，可不算驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定。用熔斷器保護(hù)的電壓互感器回路，可不算驗(yàn)動(dòng)、熱穩(wěn)定。</p><p><b>　　(1) 熱穩(wěn)定校驗(yàn)</b></p><p>　　短路電流通過(guò)電器時(shí)，電氣設(shè)備各部件溫度（或發(fā)

54、熱效應(yīng)）應(yīng)不超過(guò)允許值。滿足熱穩(wěn)定條件。</p><p>　　≥ (3-3)</p><p>　　式中：—短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)</p><p>　　—電氣設(shè)備允許通過(guò)的熱穩(wěn)定的電流和時(shí)間</p><p><b>　　(2) 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)</b></p><p

55、>　　電動(dòng)力穩(wěn)定是電器承受短路電流機(jī)械效應(yīng)的能力，也稱動(dòng)穩(wěn)定。滿足動(dòng)穩(wěn)定的條件為：</p><p>　　≥ (3-4)</p><p>　　式中：—短路沖擊電流幅值</p><p>　　—電氣設(shè)備允許通過(guò)的動(dòng)穩(wěn)定電流最大值[7]</p><p>　　3.3 導(dǎo)線和電纜的選擇<

56、/p><p>　　導(dǎo)線和電纜的選擇是工業(yè)企業(yè)供電網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要組成部分，因?yàn)樗鼈兪菢?gòu)成供電網(wǎng)絡(luò)的主要元件，電能必須靠它們輸送分配。在選擇導(dǎo)線和電纜型號(hào)和截面時(shí)，既要保證工業(yè)企業(yè)供電的安全可靠，有要充分利用導(dǎo)線和電纜的負(fù)載能力。因此，正確選擇導(dǎo)線和電纜型號(hào)和截面，節(jié)約有色金屬，是有重要意義的。</p><p>　　為了保證供電系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行，進(jìn)行導(dǎo)線和電纜截面時(shí)必須滿足下

57、列條件:</p><p><b>　　1. 發(fā)熱條件</b></p><p>　　導(dǎo)線和電纜(包括母線)在通過(guò)正常最大負(fù)荷電流即線路計(jì)算電流時(shí)產(chǎn)生的發(fā)熱溫度，不應(yīng)超過(guò)其正常運(yùn)行時(shí)的最高允許溫度。應(yīng)充分利用導(dǎo)線或電纜的負(fù)荷能力,此時(shí)應(yīng)按導(dǎo)線或電纜的允許載流量來(lái)選擇其截面。</p><p><b>　　2. 電壓損耗條件</b>

58、;</p><p>　　導(dǎo)線和電纜在通過(guò)正常最大負(fù)荷電流即線路計(jì)算電流時(shí)產(chǎn)生的電壓損耗，不應(yīng)超過(guò)其正常運(yùn)行時(shí)允許的電壓損耗。對(duì)于工廠內(nèi)較短的高壓線路，可不進(jìn)行電壓損耗校驗(yàn)。</p><p><b>　　3. 經(jīng)濟(jì)電流密度</b></p><p>　　35kV及以上的高壓線路及電壓在35kV以下但距離長(zhǎng)電流大的線路，其導(dǎo)線和電纜截面宜按經(jīng)濟(jì)電流密

59、度選擇，以使線路的年費(fèi)用支出最小。所選截面，稱為“經(jīng)濟(jì)截面”。此種選擇原則，稱為“年費(fèi)用支出最小”原則。工廠內(nèi)的10kV及以下線路，通常不按此原則選擇。</p><p><b>　　4. 機(jī)械強(qiáng)度</b></p><p>　　導(dǎo)線（包括裸線和絕緣導(dǎo)線）截面不應(yīng)小于其最小允許截面。對(duì)于電纜，不必校驗(yàn)其機(jī)械強(qiáng)度，但需校驗(yàn)其短路熱穩(wěn)定度。母線也應(yīng)校驗(yàn)短路時(shí)的穩(wěn)定度。對(duì)于絕緣

60、導(dǎo)線和電纜，還應(yīng)滿足工作電壓的要求。</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，一般10kV及以下高壓線路及低壓動(dòng)力線路，通常先按發(fā)熱條件來(lái)選擇截面，再校驗(yàn)電壓損耗和機(jī)械強(qiáng)度。低壓照明線路，因其對(duì)電壓水平要求較高，因此通常先按允許電壓損耗進(jìn)行選擇，再校驗(yàn)發(fā)熱條件和機(jī)械強(qiáng)度。對(duì)長(zhǎng)距離大電流及35kV以上的高壓線路，則可先按經(jīng)濟(jì)電流密度確定經(jīng)濟(jì)截面，再校驗(yàn)其它條件。</p><p>　　對(duì)于本設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)

61、，我們是110kV架空進(jìn)線，地質(zhì)及水文條件:根據(jù)工程地質(zhì)勘探資料獲悉，廠區(qū)地址原為耕地，地勢(shì)平坦，地層以砂質(zhì)粘土為主，地質(zhì)條件較好，地下水位為2.8-5.3米。地耐壓力為20噸/平方米。土壤中0.7-1米深處一年中最熱月平均溫度為20℃,所以在廠內(nèi)我們一律采用電抗值為0.08的電纜線[8]。</p><p>　　3.4 斷路器及隔離開(kāi)關(guān)的選擇</p><p>　　3.4.1 110kV斷路

62、器選擇</p><p>　　本設(shè)計(jì)110kV段選選用戶內(nèi)VZF10B-126型六氟化硫全封閉組合電器(GIS)。</p><p>　　1. 劃時(shí)代的小型化：縮小形GIS的體積，僅僅是通常用的偏相式GIS的40%。</p><p>　　2. 體積最小，重量輕，抗地震。</p><p>　　3. 開(kāi)斷能力強(qiáng)：斷路器采用自能滅弧原理，具有很高的短路

63、開(kāi)斷和關(guān)合能力，開(kāi)合線路充電電流無(wú)重燃和重?fù)舸┈F(xiàn)象，電壽命達(dá)到16次。</p><p>　　4. 沒(méi)有危險(xiǎn)的操作過(guò)電壓：由于SF6氣體對(duì)小電流電弧的特殊性能，可把操作過(guò)電壓限制到最低。在截?cái)嗉芸站€或電纜的充電電流時(shí)，既不會(huì)產(chǎn)生電弧重燃，也不會(huì)產(chǎn)生一次游離，并且在切斷變壓器的勵(lì)磁電流時(shí)，觀察到的最大過(guò)電壓倍數(shù)不超過(guò)2.5p.U。</p><p>　　5. 絕緣水平高：產(chǎn)品絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，所

64、用的絕緣件都經(jīng)嚴(yán)格的質(zhì)量檢驗(yàn)，整體耐受電壓水平超過(guò)國(guó)際和IEC標(biāo)準(zhǔn)的要求，絕緣穩(wěn)定可靠。</p><p>　　由于結(jié)構(gòu)內(nèi)充SF6氣體，無(wú)氧狀態(tài)下不會(huì)造成導(dǎo)體接頭的劣化，SF6氣體消耗可忽略不計(jì)，觸頭的耐久性高，所以顯著地延長(zhǎng)了滅弧室的維修周期。</p><p>　　6. 可靠性能高：由于帶電部分被封閉于充有SF6氣體的金屬容器中，其可以完全避免由于化學(xué)煙霧以及某些鹽類沉積物的玷污。經(jīng)長(zhǎng)期使

65、用后，仍可保持高度的可靠性。</p><p>　　7. 安全性高：由于所有的帶電部分均密封于接地的金屬容器內(nèi)，所以不必?fù)?dān)心電擊的危險(xiǎn)。SF6氣體起絕緣，不燃的作用，是一種五毒無(wú)味的惰性氣體，對(duì)人、蓄無(wú)害。</p><p>　　8. 噪音低：因?yàn)槭墙饘偃萜魍耆忾]的構(gòu)造，開(kāi)閉的動(dòng)作聲音不會(huì)外傳，所以是噪音很低的裝置。</p><p>　　9. 避雷器：采用了ZnO元素

66、的無(wú)間隙避雷器。由于采用了無(wú)間隙結(jié)構(gòu)，整個(gè)結(jié)構(gòu)不僅簡(jiǎn)單，小型化而且性能非常優(yōu)良。在其工作過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生電弧，其性能不受大氣壓的影響。是一種優(yōu)良的具有高度可靠性的避雷器。</p><p>　　10. 隔離開(kāi)關(guān)與接地開(kāi)關(guān)：隔離開(kāi)關(guān)與接地開(kāi)關(guān)具有線性的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)。三相一個(gè)操動(dòng)機(jī)構(gòu)，人力操作或動(dòng)力操作可用于各種控制。當(dāng)需要快速啟動(dòng)操作時(shí)，它能夠開(kāi)閉勵(lì)磁電流，環(huán)電流等等。 　　　　　 </p><p>

67、;　　11. 貫通形電流互感器、電壓互感器：采用單相電磁式電壓互感器。有兩種情況：一種是將電流互感器設(shè)置在電纜一側(cè)，和設(shè)置在金屬容器內(nèi)這兩種情況[9]。</p><p>　　表3-1 GIS組合電器技術(shù)參數(shù)</p><p>　　(1) 斷路器校驗(yàn)</p><p>　　110kV母線分段斷路器，110kV側(cè)所有出線斷路器和主變壓器進(jìn)線斷路器。</p>

68、<p>　　變壓器最大工作電流： =30.12A</p><p>　　=110×1.05=115kV</p><p>　　=2.55=2.55×2.08≈5.304kA</p><p>　　所有，斷路器選LWG2—126型。</p><p><b>　　其參數(shù)</b></p&

69、gt;<p>　　=126KV＞=115kV</p><p>　　=1250＞=30.12A</p><p>　　動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： =40KA＞ =5.304kA</p><p>　　熱穩(wěn)定校驗(yàn)： =31.52×1.5＞=5.3042×2.5</p><p><b>　　各項(xiàng)

70、均滿足要求。</b></p><p>　　(2) 隔離開(kāi)關(guān)選擇</p><p><b>　　其參數(shù)</b></p><p>　　=126KV＞=115kV</p><p>　　=1250＞=30.12A</p><p>　　動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： =40KA＞ =5.304kA&l

71、t;/p><p>　　熱穩(wěn)定校驗(yàn)： =31.52×2＞=5.3042×2.5</p><p>　　所以，各項(xiàng)均滿足要求。</p><p>　　3.4.2 10kV段斷路器及隔離開(kāi)關(guān)選擇</p><p>　　1. 10kV段斷路器選擇</p><p>　　表3-2 10kV真空斷路器技術(shù)參數(shù)

72、</p><p>　　10kV段選擇ZN63A（VS1）-12型系列真空斷路器。</p><p>　　(1) 10kV母線分段斷路器及出線斷路器：</p><p><b>　　=363.7A</b></p><p>　　=10×1.05=10.5kV</p><p>　　=2.55

73、15;5.28=13.464kA</p><p>　　所以，10kV母線分段斷路器及出線斷路器均選用ZN63A—12/630—25。</p><p><b>　　其參數(shù)：</b></p><p>　　=12KV＞=10.5kV</p><p>　　=630＞=363.7A</p><p>　　動(dòng)穩(wěn)

74、定校驗(yàn)： =50kA＞ =13.464kA</p><p>　　熱穩(wěn)定校: =252×2＞=13.4642×2.5</p><p><b>　　各項(xiàng)均滿足要求。 </b></p><p>　　(2) 10kV水泥粉磨及水泥庫(kù)頂電力變配電室主變壓器進(jìn)線斷路器：</p><p&

75、gt;　　=10×1.05=10.5kV</p><p>　　=2.55×5.2=13.26kA</p><p>　　所以，10kV各出線斷路器均選用ZN63A—12/630—25。</p><p>　　同理，配窯頭電力配電室、水泥燒成電力配電室、生料粉磨及礦山電力配電室變進(jìn)線斷路器選均選用ZN63A—12/630—25。</p>

76、<p><b>　　2. 隔離開(kāi)關(guān)選擇</b></p><p>　　隔離開(kāi)關(guān)選擇GN19—10Q系列戶內(nèi)高壓隔離開(kāi)關(guān)。</p><p>　　10KV母聯(lián)隔離開(kāi)關(guān)及配變變壓器進(jìn)線隔離開(kāi)關(guān)相同，選擇GN19-10Q/630-20型。</p><p>　　其校驗(yàn)方法同斷路器校驗(yàn)。</p><p>　　表3-3 隔離開(kāi)

77、關(guān)技術(shù)參數(shù)</p><p>　　10kV戶內(nèi)高壓接地刀選擇JN15-12/31.5-210型。</p><p>　　表3-4 接地開(kāi)關(guān)技術(shù)參數(shù)</p><p>　　10kV母線分段隔離開(kāi)關(guān)及出線隔離開(kāi)關(guān):</p><p><b>　　=363.7A</b></p><p>　　=10×1

78、.05=10.5kV</p><p>　　=2.55×5.28=13.464kA</p><p>　　所以，10kV母線分段隔離開(kāi)關(guān)及出線隔離開(kāi)關(guān)均選用JN15-12/31.5-210型。</p><p><b>　　其參數(shù)</b></p><p>　　=11.5KV＞=10.5kV</p>&l

79、t;p>　　=630＞=363.7A</p><p>　　動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： =50KA＞ =13.464kA</p><p>　　熱穩(wěn)定校驗(yàn)： =202×2＞=13.4642×2.5</p><p><b>　　各項(xiàng)滿足條件。</b></p><p>　　3.5 互感器的

80、選擇</p><p>　　3.5.1 110kV段互感器選擇</p><p>　　1. 電流互感器選擇</p><p>　　(1) 110kV母線分段CT</p><p>　　根據(jù)Ig、Ug選組合電器B·S1EC441型（GIS）50/5A，為135，為75；</p><p>　　Iee=50A＞I=33.1

81、A</p><p><b>　　動(dòng)穩(wěn)校驗(yàn)：</b></p><p>　　=1.414×0.05×135=9.54kA＞＝kA</p><p>　　式中為電壓互感器一次額定電流，為電壓互感器動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)，為短路沖擊電流。</p><p><b>　　熱穩(wěn)校驗(yàn)： </b></p&

82、gt;<p>　　（0.05×75）2×1=14.1kA2.S</p><p>　　=2.082×2.5=9.1kA2.S</p><p>　?。?(3-5)</p><p>　　式中為電壓互感器的一次額定電流的熱穩(wěn)定倍數(shù)，為電壓互感器一次額定電流。</p><p&

83、gt;　　所以，此選擇符合要求。</p><p>　　(2) 110kV主變進(jìn)線CT</p><p>　　根據(jù)Ig、Ug選組合電器B·S1EC441型（GIS）50/5A。驗(yàn)證同上，動(dòng)穩(wěn)校驗(yàn)和熱穩(wěn)校驗(yàn)都符合要求。</p><p>　　(3) 110kV主變出線CT</p><p><b>　　=363.7A</b&g

84、t;</p><p>　　選LZZBJ12—10/500A，電流比：500/5，為135，為75。</p><p>　　Iee=500A＞I=363.7A</p><p><b>　　動(dòng)穩(wěn)校驗(yàn)： </b></p><p>　　=1.414×0.5×135=95.445KA＞=13.464kA</

85、p><p><b>　　熱穩(wěn)校驗(yàn)： </b></p><p>　　=（0.5×75）2×1=1406.25kA2.S</p><p>　　=5.282×2.1=58.55kA2.S</p><p>　?。?(3-6)</p><p>

86、　　所以，此選擇符合要求。</p><p>　　2. 電壓互感器選擇</p><p>　　JSQX8-110HA1，準(zhǔn)確級(jí)：0.2/3P, 六氟化硫額定值:0.4 MVA。由于本設(shè)計(jì)主要涉及一次部分，所以電壓互感器選用110kV通用型，如果二次部分容量不夠可另行選擇[10]。</p><p>　　3.5.2 10kV段互感器選擇</p><p&g

87、t;　　1. 電流互感器選擇</p><p>　　(1) 10kV段進(jìn)線CT，水泥粉磨及水泥庫(kù)頂電力變配電室、窯頭電力配電室配變</p><p>　　選擇LFZB-10，電流變比75/5,次級(jí)組合：0.5/B</p><p>　　Iee=75A＞=72.17A</p><p>　　所以，同上，經(jīng)熱穩(wěn)校驗(yàn)符合要求。</p><

88、;p>　　(2) 10kV水泥粉磨及水泥庫(kù)頂電力變配電室、窯頭電力配電室配變</p><p><b>　　出線CT。</b></p><p>　　選LZZBJ12—10/3000A，電流變比：3000/5，次級(jí)組合：0.2/0.5/10p15</p><p>　　I=3000A＞=1804A</p><p>　　所

89、以，同上，熱穩(wěn)校驗(yàn)符合要求。</p><p>　　(3) 10kV段進(jìn)線CT水泥燒成電力配電室配變</p><p>　　選擇LFZB-10，電流變比75/5,次級(jí)組合：0.5/B</p><p>　　Iee=75A＞=57.73A</p><p>　　所以，同上，經(jīng)熱穩(wěn)校驗(yàn)符合要求。</p><p>　　(4) 10k

90、V段進(jìn)線CT生料粉磨及礦山電力配電室配變</p><p>　　選擇LFZB-10X，電流變比100/5,次級(jí)組合：0.5/B</p><p>　　Iee=100A＞=92.37A</p><p>　　所以，同上，經(jīng)熱穩(wěn)校驗(yàn)符合要求。</p><p>　　2. 電壓互感器選擇</p><p>　　JDZXF1-10，準(zhǔn)確

91、級(jí)：0.2/6P，最大容量：500kVA。</p><p><b>　　滿足全廠設(shè)計(jì)要求。</b></p><p>　　3.6 電氣主接線的基本要求</p><p>　　電氣主接線又稱為電氣一次接線，它是將電氣設(shè)備以規(guī)定的圖形和文字符號(hào)，按電能生產(chǎn)、傳輸、分配順序及相關(guān)要求繪制的單相接線圖。電氣主接線設(shè)計(jì)的基本要求有三點(diǎn)：可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性

92、。</p><p>　　3.7 主接線的基本接線形式 </p><p>　　主接線的基本形式就是主要電氣設(shè)備常用的幾種連接方式，以電源和出線為主體。由于各個(gè)發(fā)電廠或變電站的出線回路數(shù)和電源數(shù)不同，且每路饋線所傳輸?shù)墓β室膊灰粯樱蚨鵀楸阌陔娔艿膮R集與分配，在進(jìn)出線數(shù)較多時(shí)（一般超過(guò)4回），采用母線作為中間環(huán)節(jié)，可使接線簡(jiǎn)單清晰，運(yùn)行方便，有利于安裝和擴(kuò)建，而與有母線的接線相比，無(wú)匯流母線的

93、接線使開(kāi)關(guān)電器較少，配電裝置占地面積較小，通常用于進(jìn)出線回路少，不再擴(kuò)建和發(fā)展的發(fā)電廠或變電站[11]。</p><p>　　有匯流母線的接線形式概括地可分為單母線接線和雙母線接線兩大類；無(wú)匯流母線的接線形式主要有橋形接線、角形接線和單元接線。下面對(duì)最適合本設(shè)計(jì)的兩種接線形式的優(yōu)缺點(diǎn)以及適用范圍作以簡(jiǎn)介。</p><p>　　單母線分段接線：分段的數(shù)目，取決于電源數(shù)量和容量。段數(shù)分得越多，

94、故障時(shí)停電范圍越小，但使用的分段斷路器的數(shù)量也就越多，且配電裝置和運(yùn)行也就越復(fù)雜，通常2到3段為宜。但由于該接線當(dāng)進(jìn)出線較多或需對(duì)重要負(fù)荷采用兩條出線供電時(shí)，增加了出線數(shù)目，且常使架空線交叉跨越，使整個(gè)母線系統(tǒng)可靠性收到限制。適用于：小容量發(fā)電廠的發(fā)電廠電壓配電裝置，一般每段母線上所接發(fā)電容量為12MW左右，每段母線上出線不多于5回；變電站有兩臺(tái)主變壓的6-10kV配電裝置；35-63kV配電裝置出線4-8回；110-220kV配電裝置

95、出線3-4回[11]。</p><p>　　圖 3.1 單母接線圖</p><p>　　雙母線接線：供電可靠、調(diào)度靈活、擴(kuò)建方便，但與單母線接線相比，投資有所增加。適用于：進(jìn)出線回?cái)?shù)較多、容量較大、出線帶電抗器的6-10kV配電裝置；35-60kV出現(xiàn)數(shù)超過(guò)8回，或連接電源較大、負(fù)荷較大時(shí)；110kV出現(xiàn)數(shù)為6回及以上時(shí)；220kV出現(xiàn)數(shù)為4回及以上時(shí)[11]。</p>&l

96、t;p>　　圖3.2單母線分段接線</p><p>　　本設(shè)計(jì)的兩個(gè)電壓等級(jí)分別為110kV和10kV。110kV主變電所有兩臺(tái)變壓器，出線數(shù)為4回。且工廠屬于二級(jí)負(fù)荷，對(duì)可靠性要求較高。因此主接線形式在單母線分段接線和雙母線接線之間進(jìn)行對(duì)比選擇。由于二者的可靠性與靈活性都較高，因此主要對(duì)經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行對(duì)比，在相同進(jìn)出線的情況下，單母線分段接線的斷路器和隔離開(kāi)關(guān)數(shù)量少于雙母線接線，因此本設(shè)計(jì)的主接線方式選擇單母

97、線分段接線形式,如圖3.2所示。主接線見(jiàn)附錄中的附圖。</p><p>　　第4章 繼電保護(hù)與防雷設(shè)計(jì)</p><p>　　4.1 繼電保護(hù)的作用和基本任務(wù)</p><p>　　4.1.1 繼電保護(hù)的作用</p><p>　　當(dāng)電網(wǎng)或電力設(shè)備發(fā)生故障，或出現(xiàn)影響安全運(yùn)行的異常情況時(shí)，自動(dòng)切除故常設(shè)備和消除異常情況的技術(shù)與裝備，其特點(diǎn)是動(dòng)作快，

98、其性質(zhì)是非調(diào)節(jié)性的。電力系統(tǒng)中的發(fā)電機(jī)、變壓器、輸電線路母線以及用電設(shè)備，一旦發(fā)生故障，迅速而有選擇地切除故障設(shè)備，是保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行最有效的方法之一。切出故障的時(shí)間通常要求短到十幾毫秒至幾百毫秒。實(shí)踐證明，只有在每個(gè)電氣元件上裝設(shè)繼電保護(hù)裝置，才有可能完成這個(gè)任務(wù)[12]。</p><p>　　4.1.2 繼電保護(hù)的基本任務(wù)</p><p>　　電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本任務(wù)有以下兩點(diǎn)：

99、</p><p>　?。?）自動(dòng)、迅速、有效地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，以免故障元件繼續(xù)遭到損壞，又保證其他無(wú)故障部分迅速恢復(fù)正常運(yùn)行。</p><p>　?。?）反應(yīng)電力設(shè)備的不正常運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)運(yùn)行維護(hù)條件，而動(dòng)作于發(fā)出信號(hào)或跳閘。此時(shí)一般不要求迅速動(dòng)作，而是根據(jù)對(duì)電力系統(tǒng)及其元件的危害程度規(guī)定一定的延時(shí)，以免短暫的運(yùn)行波動(dòng)造成不必要的動(dòng)作和干擾引起的誤動(dòng)。</p>

100、<p>　　4.2 過(guò)電壓保護(hù)和接地保護(hù)</p><p>　　4.2.1 過(guò)電壓保護(hù)</p><p>　　在電力系統(tǒng)中，各種電壓等級(jí)的輸配電線路、發(fā)電機(jī)、變壓器以及開(kāi)關(guān)設(shè)備等。正常運(yùn)行狀態(tài)下只承受其額定電壓的作用，但在異常情況下，可能由于某些原因，造成上述電氣設(shè)備主絕緣匝間絕緣上的電壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)額定值，雖然時(shí)間很短（一般從幾微秒至幾十毫秒），但電壓升高的數(shù)值可能很大。在沒(méi)有防護(hù)措施

101、或設(shè)備本身絕緣水平較低時(shí)，將使設(shè)備絕緣被擊穿，使電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行遭受破壞。通常將這種對(duì)設(shè)備絕緣有危險(xiǎn)的電壓升高叫做過(guò)電壓[13]。</p><p>　　4.2.2 過(guò)電壓的類型</p><p>　　過(guò)電壓的產(chǎn)生都是由于電力系統(tǒng)的電磁能量發(fā)生瞬間突變所引起的。</p><p>　　1. 由外部直擊雷或雷電感應(yīng)突然加到系統(tǒng)里的叫做大氣過(guò)電壓或叫外部過(guò)電壓。</p

102、><p>　　雷電是帶電荷的云所引起的放電現(xiàn)象，雷電放電是雷云所引起的放電現(xiàn)象。雷電過(guò)電壓類型:直接雷擊過(guò)電壓、感應(yīng)雷過(guò)電壓、雷電反擊過(guò)電壓、雷電侵入波。變電所范圍內(nèi)雷擊目的物：內(nèi)外配電裝置、主控制樓、組合導(dǎo)線及母線橋等。</p><p>　　2. 系統(tǒng)運(yùn)行中由于操作、故障或其它原因引起的系統(tǒng)內(nèi)部電磁能量的振蕩、積聚和傳播，從而產(chǎn)生的過(guò)電壓叫做內(nèi)部過(guò)電壓[14]。</p><

103、;p>　　4.2.3 接地保護(hù)概述</p><p>　　接地保護(hù)又常稱保護(hù)接地，就是將正常情況下不帶電，而在絕緣材料損壞后或其他情況下可能帶電的電器金屬部分（即與帶電部分相絕緣的金屬結(jié)構(gòu)部分）用導(dǎo)線與接地體可靠連接起來(lái)的一種保護(hù)接線方式[15]。</p><p>　　接地保護(hù)一般用于配電變壓器中性點(diǎn)不直接接地（三相三線制）的供電系統(tǒng)中，用以保證當(dāng)電氣設(shè)備因絕緣損壞而漏電時(shí)產(chǎn)生的對(duì)地電

104、壓不超過(guò)安全范圍。如果電氣未采用接地保護(hù)，當(dāng)某一部分的絕緣損壞或某一相線碰及外殼時(shí)，電氣的外殼將帶電，人體萬(wàn)一觸及到該絕緣損壞的電器設(shè)備外殼（構(gòu)架）時(shí)，就會(huì)有觸電的危險(xiǎn)。相反，若將電氣設(shè)備做了接地保護(hù)，單相接地短路電流就會(huì)沿接地裝置和人體這兩條并聯(lián)支路分別流過(guò)。一般地說(shuō)，人體的電阻大于1000歐，接地體的電阻按規(guī)定不能大于4歐，所以流經(jīng)人體的電流就很小，而流經(jīng)接地裝置的電流很大。這樣就減小了電器設(shè)備漏電后人體觸電的危險(xiǎn)[16]。<

105、/p><p>　　4.2.4 中性點(diǎn)接地原則</p><p>　　中性點(diǎn)直接接地是將發(fā)電機(jī)或變壓器的中性點(diǎn)直接與接地裝置連接，或中性點(diǎn)經(jīng)小阻抗與接地裝置連接。系統(tǒng)中全部或部分變壓器中性點(diǎn)直接接地，是大接地電流系統(tǒng)的標(biāo)志，其主要目的是降低對(duì)整個(gè)系統(tǒng)絕緣水平的要求。</p><p>　　當(dāng)中性點(diǎn)接地變壓器臺(tái)數(shù)，容量及其分布情況變化時(shí)，系統(tǒng)零序序網(wǎng)也隨之變化，因此同一點(diǎn)故障時(shí)

106、，零序電流的分布也隨之變化。所以變壓器中性點(diǎn)接地情況的變化，直接影響到零序電流保護(hù)的靈敏度[16]。</p><p>　　因此，變壓器中性點(diǎn)接地原則：</p><p>　　1. 不使系統(tǒng)出現(xiàn)危險(xiǎn)的過(guò)電壓；</p><p>　　2. 不使零序網(wǎng)有較大的變化，以保證零序電流保護(hù)有穩(wěn)定的靈敏度。</p><p>　　4.2.5 中性點(diǎn)接地方式<

107、;/p><p>　　110kV及以上電壓等級(jí)的電力系統(tǒng)，均屬于大接地電流系統(tǒng)，中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)。中性點(diǎn)直接接地的系統(tǒng)中，當(dāng)發(fā)生一點(diǎn)接地故障時(shí)，即構(gòu)成單相接地短路，這時(shí)所產(chǎn)生的故障電流很大，所以稱大電流接地系統(tǒng)。</p><p>　　10kV以下電壓等級(jí)的電力系統(tǒng)，均屬于小接地電流系統(tǒng)，中性點(diǎn)不與接地裝置連接或經(jīng)過(guò)消弧線圈、電壓互感器以及高電阻與接地裝置連接的高壓電力系。統(tǒng)稱小接地短路電流系統(tǒng)

108、[17]。</p><p>　　4.3 雷電過(guò)電壓保護(hù)</p><p>　　1. 110kV及以上的屋外配電裝置，可將避雷針裝在配電裝置架構(gòu)上。</p><p>　　安裝避雷針的架構(gòu)支柱應(yīng)與配電裝置接地網(wǎng)相連接。在避雷針的支柱附近，應(yīng)設(shè)置輔助的集中接地裝置，其接地電阻應(yīng)不大于10Ω。由避雷針與配電裝置接地網(wǎng)上的連接處起，至變壓器與接地網(wǎng)上的連接處止，沿接地線的距離，

109、不得小于15m。在變壓器門型架構(gòu)上，不得裝置避雷針[18]。</p><p>　　在選擇獨(dú)立避雷針的裝設(shè)地點(diǎn)時(shí)，應(yīng)盡量利用照明燈塔，在其上裝設(shè)避雷針。裝設(shè)獨(dú)立避雷針時(shí)，避雷針與配電裝置部分在地中和空氣中應(yīng)有一定的距離。</p><p>　　(1) 地中：避雷針本身的接地裝置與最近的配電裝置接地網(wǎng)的地中距離Sdi≥0.3R（m），式中R是獨(dú)立避雷針的接地電阻。在任何情況下，Sdi不得小于3m

110、。</p><p>　　(2) 空氣中：由獨(dú)立避雷針到配電裝置導(dǎo)電部分之間以及到配電裝置電力設(shè)備與架構(gòu)接地部分之間的空氣距離Sk≥0.3R+0.1h（m），式中h是被保護(hù)物考慮點(diǎn)的高度。在任何情況下，Sk不得小于5m。</p><p>　　2. 110kV及以下的屋外配電裝置，可將保護(hù)線路的避雷線連接在配電裝置的出線門型架構(gòu)上，須滿足下列條件：</p><p>　　

111、(1) 線路終端桿塔的接地電阻應(yīng)不大于10Ω；</p><p>　　(2) 在變壓器母線10KV出口處裝設(shè)閥型比雷器</p><p>　　3. 控制樓及屋內(nèi)配電裝置對(duì)直擊雷的防雷措施如下：</p><p>　　(1) 金屬屋頂或屋頂上有金屬結(jié)構(gòu)時(shí)，將金屬部分接地；</p><p>　　(2) 屋頂為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，應(yīng)將其鋼筋焊接成網(wǎng)接地；&l

112、t;/p><p>　　(3) 結(jié)構(gòu)為非導(dǎo)電體的屋頂時(shí)，采用避雷帶保護(hù)，該避雷帶的網(wǎng)絡(luò)為8～10m，每隔10～20m設(shè)引下線接地[19]。</p><p>　　上述的接地可與總接地網(wǎng)連接，并在連接處加裝集中接地裝置，其接地電阻應(yīng)不大于10Ω。</p><p>　　4. 限制操作過(guò)電壓和雷電侵入波的措施</p><p>　　110kV系統(tǒng)采用氧化鋅避

113、雷器，并以避雷器10kA雷電沖擊殘壓作為絕緣配合的依據(jù)。在110kV架構(gòu)上設(shè)置了2只高度為25m的避雷針。在變電站的圍墻兩端各設(shè)一只為25m的獨(dú)立避雷針，作為直擊雷的保護(hù)裝置[20]。</p><p>　　110kV變壓器中性點(diǎn)要裝避雷器，因?yàn)?10kV及以上電壓等級(jí)的變壓器一般是半絕緣的，即中性點(diǎn)的絕緣水平低于線端絕緣水平。對(duì)于中性點(diǎn)不接地的分級(jí)絕緣變壓器，當(dāng)雷電波從線路侵入變電站到達(dá)變壓器中性點(diǎn)以及系統(tǒng)單相接

114、地、非全相運(yùn)行，特別是伴隨產(chǎn)生變壓器勵(lì)磁電感與線路對(duì)地電容諧振時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較高的雷電過(guò)電壓或工頻穩(wěn)態(tài)過(guò)電壓，對(duì)分級(jí)絕緣變壓器中性點(diǎn)構(gòu)成威脅，甚至使絕緣損壞。所以中性點(diǎn)要裝設(shè)避雷器[21]。</p><p>　　4.4 本站接地保護(hù)設(shè)計(jì)</p><p>　　為防止大氣雷電對(duì)電氣設(shè)備和建筑物的直接襲擊，在110kV開(kāi)關(guān)場(chǎng)適當(dāng)?shù)奈恢媒ㄔ鞓?gòu)架避雷針1棵、獨(dú)立避雷針2棵。</p><

115、;p>　　為防止雷電入侵波和操作過(guò)電壓對(duì)電氣設(shè)備的危害，在110kV進(jìn)線處和主變110kV側(cè)分別裝設(shè)了氧化鋅避雷器，在主變110kV中性點(diǎn)裝設(shè)避雷器和間隙保護(hù)，并在主變壓器的10kV三相上均裝設(shè)避雷器。</p><p>　　全所接地采用以水平接地帶為主和垂直接地極為輔的復(fù)合接地網(wǎng)，接地帶選用50×6的鍍鋅扁鋼，集中接地極采用角鋼垂直接地極（70X70X7，長(zhǎng)2.5米）。接地電阻值在任何季節(jié)都不大于

116、0.5歐。</p><p>　　由于本站地處沙巖層上，又因場(chǎng)地限制，可供地網(wǎng)敷設(shè)的面積較小,為達(dá)到≤0.5歐的要求,接地網(wǎng)應(yīng)作如下處理。</p><p>　　(1): 垂直接地極埋設(shè)洞、水平接地體埋設(shè)溝進(jìn)行換土處理。</p><p>　　(2): 如果實(shí)測(cè)接地電阻達(dá)不到要求,接地網(wǎng)應(yīng)引出站外，引出方向可沿電纜溝、隧道，也可在適當(dāng)?shù)胤椒笤O(shè)集中接地方式。</p&g

117、t;<p>　　2. 戶外接地扁鋼與主接網(wǎng)可靠焊接，要三面焊牢，其焊接長(zhǎng)度為扁鋼寬度的三倍。在焊接點(diǎn)必須刷防銹漆2遍，并涂瀝青處理。</p><p>　　3. 接地網(wǎng)施工完畢，接地電阻Rd≤O.5歐。否則將采取降阻措施。</p><p>　　4.5 主變壓器及線路的整定計(jì)算</p><p>　　圖4.1 線路及變壓器示意圖</p><

118、;p><b>　　過(guò)電流保護(hù)：</b></p><p>　　動(dòng)作電流: (4-1)</p><p>　　= </p><p><b>　　=1.93kA</b></p><

119、;p>　　—可靠系數(shù)，取1.3；</p><p>　　—返回系數(shù)，取0.85；</p><p>　　—變壓器最大負(fù)荷電流。</p><p><b>　　靈敏性校驗(yàn)：</b></p><p><b>　?。?-2）</b></p><p><b>　　=<

120、/b></p><p>　　=2.3 > 1.2</p><p><b>　　符合要求</b></p><p><b>　　結(jié)束語(yǔ)</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)把我們所學(xué)專業(yè)的理論與實(shí)際緊密的連接起來(lái)，學(xué)習(xí)并掌握了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)手段，著重培養(yǎng)了自己對(duì)電力系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)能力及四年來(lái)所學(xué)

121、專業(yè)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力；培養(yǎng)了獨(dú)立分析和解決問(wèn)題的能力，提高了工作能力和工程設(shè)計(jì)的基本技能，對(duì)我的專業(yè)知識(shí)有了一個(gè)新的提高。</p><p>　　在設(shè)計(jì)中我們依據(jù)現(xiàn)有的降壓變電站的接線形式作為參考資料，通過(guò)理論與實(shí)際相聯(lián)系確定出最優(yōu)秀的方案，本次設(shè)計(jì)的110kV降壓變電站接線形式從目前來(lái)看比較可靠、經(jīng)濟(jì)的，而且是變電站通常采用的一種接線形式。</p><p>　　電氣設(shè)備的選擇以所學(xué)知識(shí)理