中置式,即手车装于开关柜中部。
根据一次主接线形式和所选设备来看,10kV高压开关柜选用KYN28A—12型高压中置式开关柜。进线柜中配真空断路器额定电流为630A、额定开断电流为40kA。计量柜中配隔离开关,并与进线柜中的真空断路器连锁,计量用电流、电压互感器,电压互感器用熔断器保护。压变、避雷器柜中配电压互感器测量过电压,并用熔断器保护,还有避雷器。出线柜配真空断路器和保护用电流互感器,配接地开关。各柜均以带电显示器显示计量读数。
6.4低压出线的选择
低压出线包括连接变压器和低压母线的低压母线桥和低压母线,选择时必须使其载流量大于计算电流。
按发热条件选择电缆截面,低压母线侧无功补偿后的计算负荷
Pc=619.506kw
Q c=385.966-120=265.966kvar
Sc=674.19kV·A
Ic=1024.33A
6.46.4.1低压母线桥的选择
根据计算电流,选择截面为630mm2的0.6/1kV级聚氯乙烯绝缘铜芯VV型电力电缆,在直埋敷设时的载流量为1113A,均大于1024.33A。
6.4.2低压母线的选择
根据计算电流,选择TMY-80*6的单片低压铜母线,在25℃、30℃、35℃、40℃的载流量为1480A、1390A、1300A、1200A,均大于1024.33A。
7.变配电所的防雷保护措施
77.1架空线路的防雷措施
1)架设接闪线 这是防雷的有效措施,但造价高,因此只在66kv及以上的架空线路上才全线架设。35kv的架空线路上,一般只进出变配电所的一段线路上装设。而10kv及以下的架空线路上一般不装设。
2)提高线路本身的绝缘水平在架空线路上,可采用木横担、瓷横担或高一级电压的绝缘子,以提高线路的防雷水平。这是10kv及以下架空线路防雷的基本措施之一。
3)利用三角形排列的顶线兼做防雷保护线 对于中性点不接地系统的3—10kv架空线路,可在其三角形排列的顶线绝缘子上装设保护间隙。在出现雷电过电压时,顶线绝缘子上的保护间隙被击穿,通过其接地引下线对地泄放雷电流,从而保护了下边两根导线。由于线路为中性点不接地系统,一般也不会引起线路断路器的跳闸。
4)装设自动重合闸装置 线路上因雷击放电造成线路电弧短路时,会引起线路断路器跳闸,但断路器跳闸后电弧会自行熄灭。如果线路上装设一次自动重合闸,使断路器经0.5s自动重合闸,电弧通常不会复燃,从而能恢复供电,这对一般用户不会有多大影响。
5)个别绝缘薄弱地点加装避雷器对架空线路中个别绝缘薄弱地点,如跨越杆、转角杆、分支杆、带拉线杆以及木杆线路中个别金属杆等处,可装设排气式避雷器或保护间隙。
7.2变配电所的防雷措施
1)装设接闪杆 室外配电装置应装设接闪杆(避雷针)来保护直击雷。如果变配电所在附近更高的建筑物上防雷措施的保护范围之内或变配电所本身为车间内型,,则可不必再考虑直击雷的保护。
独立接闪杆宜设独立的接地装置。在非高土壤电阻率地区,其工频接地电阻RE≤10Ω。当装设独立接地装置有困难时,可将接地装置与变配电所的主接线网连接,但接闪杆与主接地网的地下连接点至35kv及以下设备与主接地网的地下连接点之间,沿接地线的长度不得小于15m。
独立接闪杆及其引下线与变配电装置在空气中的水平间距不得小于5m。独立接闪杆的接地装置与变配电所主接地网分开时,则它们在地中的水平间距不得小于3m。这些规定都是为了防止雷电过电压对变配电装置进行反击闪络。
2)装设接闪线 处于峡谷地区的变配电所,可利用接闪线(避雷线)来保护直击雷。在35kv及以上的变配电所架空进线上,架设1—2km的接闪线,以消除一段进线上的雷击闪络,避免其引起的雷电侵入波对变配电所电气装置的危害。
3)装设避雷器 用来防止雷电侵入波对变配电所电气装置特别是对主变压器的危害。变配电所对高压侧雷电侵入波侵入保护的接线图如图7-1所示。
① 高压架空线路的终端杆装设阀式避雷器(FV)或排气式避雷器(FE)。如果进线是带有一段引入电缆的架空线路,则架空线路终端装设的避雷器接地线应与电缆头处的金属外皮相连接并且一同接地。
② 每组高压母线上应装设阀式避雷器(FV)或金属氧化物避雷器(FMO)。所有避雷器应以最短的接地线与主接地网连接。阀式避雷器与主变压器及其他保护设备的电气距离应尽量缩短。
③ 3—10kv配电变压器低压侧中性点不接地时,如IT系统,应在中性点装设击穿熔断器。35kv/0.4kv的高压侧均应装设阀式避雷器。变压器两侧的避雷器应与变压器中性点及其金属外壳一同接地。
图7-1变配电所对高压侧雷电波侵入的防护接线图
7.3变电所公共接地装置的设计
77.17.27.37.3.1接地电阻的要求
此变电所的公共接地装置的接地电阻应满足以下条件:RE≤4Ω 所以,RE≤120V/ IE=120V/27A=4.4Ω,式中IE=10(80+35×25)/350=27A ,因此该公共接地装置接地电阻RE≤4Ω 。
7.3.2接地装置
供电系统中电气设备的接地,可分为三大类。即IT类;TN类;TT类。而TN类又可分为三个系统,即TN-S;TN-C;TN-C-S系统。供电系统采用的电压一般在110KV以下是中性点不接地系统,但在380/220V,则一般是中性点接地系统,是为了满足220V单相用电设备工作电压的要求,也为了防止变压器一次、二次绕组绝缘损坏,致使高压呈现于低压的危险。此外,低压用电设备的外壳及外露可导电部分也实行接地。
采用人工接地线,接地线的截面大小一般不超过钢100mm2 ;铝35 mm2 ;铜25 mm2 。
用长2.5m、Φ50mm的钢管16根,沿变电所三面均匀布置(变电所前面布置两排),管距5m,垂直打入地下,管顶离地面0.6m。管间用40mm×4mm的镀锌扁钢焊接相连。变电所的变压器室有两条接地干线、高低压配电室各有一条接地干线与室外公共接地装置焊接相连,接地干线均采用25mm×4mm的镀锌扁钢。
总的垂直接地体电阻为:
Re= Re(1)/nη=40Ω/(16×0.65)=3.85Ω
式中,n为多根垂直接地体数目,η利用系数,有接地体数目、材料结构决定。查表0.65 满足RE≤4Ω的接地电阻要求。
7.4变配电所配电装置的保护
对于此10kV 变配电所的每段母线上和每路架空进出线上都应装设避雷器。架空进线采用双回路塔杆 ,有同时遭到雷击的可能 ,在确定避雷器与主变压器的最大电气距离时 ,应按一路考虑 ,而且在雷雨季节中应避免将其中的一路断开。综上所述 ,只要正确合理的选择变配电所的防雷保护措施及接地保护方式 ,保证电力系统的长期安全稳定运行 ,我们就能尽可能减小和防止雷电的危害。
结论
此设计满足了10KV变电所生产、生活用电的需要,论文从工厂负荷情况入手,分析了各个用电组的供电要求,主要从电气主接线、变压器、一次电气设备的选择做了如下工作:
根据分析负荷资料,该用变配电所,电气主接线充分考虑供电的安全性、可靠性和灵活性,同时兼顾经济性,采用了两路电源进线和双变压器的配置,两路外供电源容量相同且可供全部负荷,一用一备运行方式,以满足生产、生活中二级负荷的需要。主要电气设备的选择是根据各设备安装地点的使用条件,对短路电流进行计算,查表选用后再经过认真校验,最后选定使用的产品。
设计的最后结果,基本满足了各个用电组供电要求,基本满足了GB50053-94《10kV及以下变电所设计规范》的规范要求,有效的提高负荷转移能力,进一步提高供电可靠性。
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