塑料制品厂配电系统二次系统设计
目录
1 引言 1
1.1 二次回路的含义及设计要求 1
1.2 继电保护的作用 1
1.3 继电保护的基本原理 1
2 电力负荷与计算 2
3 变压器选择 6
4 短路计算 7
5 主接线的设计 8
6 进出线的选择与校验 11
7 设备选择 12
8 电力系统的继电保护 15
8.1主变压器的继电保护装置 15
8.2线路保护 20
9 变电所的监控系统和自动装置 29
9.1变电所的操作电源 29
9.2断路器控制回路与信号装置的选择 29
9.3变电所的电能计量回路 33
9.4变电所的测量和绝缘监察回路 34
9.5自动重合闸装置的选择。 35
9.6备用电源自动投入装置的选择 39
结论 40
致谢 41
参考文献 42
附录1 43
附录2 44
1 引言
1.1二次回路的含义及设计要求
二次回路是由测量回路、继电保护回路、开关控制及信号回路、操作电源回路、断路器和隔离开关的电气闭锁回路等全部低压回路组成。它的作用就是为了控制、保护、调节、测量和监视一次回路中所有数值和器件是否正常。
对二次回路的接线和设计有如下的要求：
1）按照接线图操作，不能出现错误接线。
2）导线和所用器件应该采用螺栓连接、插接、焊接或压接等连接方式，且必须不能出现松动。
3）要保持屏内的所有线不能有线头暴露，保证导线完好无损。 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
/> 4）设计中的所有用线都必须在其上面写明所在线路的正确编号，让人能清晰看懂且能够长时间保存。
5）所用导线必须完好、齐整、清楚，不能出现绝缘皮破损的情况。
6）所有连线端口的每侧必须接有1根线，绝对不能多于2根。
7）应采用特别的螺栓进行接地安装。
8）屏（柜）内的接线，对于电流回路使用截面不少于2.5mm2的铜芯绝缘导线，其电压必须高于500V；剩余回路的导线截面必须高于1.5mm2。
1.2 继电保护的作用
在自然环境、生产能力、操作保护程度等诸多方面的影响下，电力系统中各电气器件有时会产生一些故障和非正常工作情况。所以，一门为电力系统创建一个安全保障体系的技术是必不可少的，这里面最重要的技术之一便是装设继电保护装置。
所谓继电保护装置，是指能反映电力系统中电气元件产生故障或不正常工作情况，并作用于断路器跳闸或发出命令动作的一种自动装置。它的基本任务是：
1）当电力系统发生故障时，自动、迅速、有选择地将故障设备从电力系统中切除，保证系统其余部分迅速恢复正常运行，防止故障进一步扩大。??
2）当发生不正常工作情况时，能自动有选择将信号上传给运行人员进行处理，或者切除那些继续运行会引起故障的电气设备。
1.3 继电保护的基本原理
电气系统发生故障时，通常伴随着电流增大、电压下降、电流与电压之间的相位角发生变化、线路始端测量阻抗降低并且产生负序分量等故障情况。因此，借助故障的时候这些量的变化情况，能够构建成许多原理各异的继电保护装置。比如，反映电流变大的过电流保护；反映电压下降的低电压保护；反映电流与电压间相位角改变的方向保护；反映电压与电流的比值即阻抗变化的距离保护等。
上面这些保护，能够由一个或无数个继电器作用在一起而形成的继电保护装置来实现。它一般由测量环节、逻辑环节和执行环节构成，结构图如下。测量环节是测量从被保护目标输入的相关电气量，同时和已知道的整定数值产生对比，进而确定保护装置应不应当起动；逻辑环节是按照测量环节各输出量的数值、属性、输出的逻辑状态、它们的顺序来判断其逻辑，从而确定保护装置应不应当工作；执行环节是依据逻辑环节产生的判断，执行保护装置所承担的职责。
输入信号 输出信号
整定值
图1-1 继电保护装置组成的框图
2 电力负荷与计算
电力负荷可以分为三个等级，一级负荷、二级负荷、三级负荷，不同等级负荷对工厂供电的电能质量和可靠性不同，如果供电中断，一级负荷将造成重大事故，对工厂工人造成人身危害，对工厂设备造成重大损坏并且难以修复。对于一级负荷正常采用由两个单独的电能供给，如果任意一个供电电能发生故障或者停止供电，那个备用电源使得工厂不停点，从而避免了工厂因为停电造成的损失。二级负荷会造成设备局部损坏但是能够修复，对生产车间的流水线造成紊乱需要很长时间才能恢复，造成大量成品报废或者减产。对于二级负荷选用双路架空线供电，在一个路线断开时，许可另一路供电。三级负荷是对设备损坏不大，对工厂生产影响不大。对于三级负荷采用一个独立供电电源，也可以使用单回线路供电，对于电源供电中断要求不高。
该塑料品厂为三级负荷，工厂为三班倒，设备24小时运行，该厂由附近一个66/10kv变电站供电。为了使工厂运行经济有效，对变压器、开关设备、导线选择需要计算负荷，由此可以看出负荷计算非常重要。
计算负荷是一个假想的物理量由热效应用于选择器件和导体，重要设备，用PC、QC和SC表达。负荷的计算法子有很多种，比如有需要系数法、ABC计算法、二项式系数法，本论文采取的是需要系数法，而工厂负荷计算选用逐级计算。
下面是负荷计算的步骤和基本公式：
（1）各个车间用电设备的计算负荷。
（2）确定车间低压侧变压器的计算负荷，就是将各低压侧的车间用电设备的计算负荷乘以同时系数得到车间低压侧计算负荷。
（3）为了得到变电所高压侧变压器的负荷计算数据，就是将低压侧变压器的负荷和该变压器的有功功率损耗（ ）和无功功率损耗( )相加得到车间变电所高压侧变压器的负荷，计算得到的数值可以用于变电所高压侧进线截面型号选择的一个依据。
（4）确定变电站高压母线进线的计算负荷。
（5）确定变电站的高压侧和低压侧的总降压母线的负荷。
（6）确定工厂的总计算负荷。
表2-1 本塑料厂所有车间变电所以及用电设备的符合计算结果
根据上表内容可以计算各个车间变电所低压侧的计算负荷，设该厂的同时系数分别为0.85、0.9。
3 变压器选择
变电所中有一项重要设备叫变压器，通常有升压变压器和降压变压器两种，通常企业使用的变压器均是降压三相变压器。按照变压器的绕组构成可分为两大类铝和铜变压器绕组。材料是铝的变压器绕组选用范围较普通，但是它的过载本事较差。 及以下电压互感器可以分为两种油浸式和干式，我国现在大量使用的是油浸式变压器 型。下面论文中对塑料厂选取的变压器型号是 三相油浸式，此种类型的变压器是用良好的扎硅钢片材料制作，具有全斜结缝的良好角度，变压器绕线材料选用的是较好的缩醛漆包线等。此种类型的变压器具有许多优点，比方说运输费用少，耗费能源低，运行效率快和功率消耗少，另外这种变压器采用的一些之前没有使用的材料，在结构上改进了，使得更加符合工厂使用要求。
1 引言 1
1.1 二次回路的含义及设计要求 1
1.2 继电保护的作用 1
1.3 继电保护的基本原理 1
2 电力负荷与计算 2
3 变压器选择 6
4 短路计算 7
5 主接线的设计 8
6 进出线的选择与校验 11
7 设备选择 12
8 电力系统的继电保护 15
8.1主变压器的继电保护装置 15
8.2线路保护 20
9 变电所的监控系统和自动装置 29
9.1变电所的操作电源 29
9.2断路器控制回路与信号装置的选择 29
9.3变电所的电能计量回路 33
9.4变电所的测量和绝缘监察回路 34
9.5自动重合闸装置的选择。 35
9.6备用电源自动投入装置的选择 39
结论 40
致谢 41
参考文献 42
附录1 43
附录2 44
1 引言
1.1二次回路的含义及设计要求
二次回路是由测量回路、继电保护回路、开关控制及信号回路、操作电源回路、断路器和隔离开关的电气闭锁回路等全部低压回路组成。它的作用就是为了控制、保护、调节、测量和监视一次回路中所有数值和器件是否正常。
对二次回路的接线和设计有如下的要求：
1）按照接线图操作，不能出现错误接线。
2）导线和所用器件应该采用螺栓连接、插接、焊接或压接等连接方式，且必须不能出现松动。
3）要保持屏内的所有线不能有线头暴露，保证导线完好无损。
/> 4）设计中的所有用线都必须在其上面写明所在线路的正确编号，让人能清晰看懂且能够长时间保存。
5）所用导线必须完好、齐整、清楚，不能出现绝缘皮破损的情况。
6）所有连线端口的每侧必须接有1根线，绝对不能多于2根。
7）应采用特别的螺栓进行接地安装。
8）屏（柜）内的接线，对于电流回路使用截面不少于2.5mm2的铜芯绝缘导线，其电压必须高于500V；剩余回路的导线截面必须高于1.5mm2。
1.2 继电保护的作用
在自然环境、生产能力、操作保护程度等诸多方面的影响下，电力系统中各电气器件有时会产生一些故障和非正常工作情况。所以，一门为电力系统创建一个安全保障体系的技术是必不可少的，这里面最重要的技术之一便是装设继电保护装置。
所谓继电保护装置，是指能反映电力系统中电气元件产生故障或不正常工作情况，并作用于断路器跳闸或发出命令动作的一种自动装置。它的基本任务是：
1）当电力系统发生故障时，自动、迅速、有选择地将故障设备从电力系统中切除，保证系统其余部分迅速恢复正常运行，防止故障进一步扩大。??
2）当发生不正常工作情况时，能自动有选择将信号上传给运行人员进行处理，或者切除那些继续运行会引起故障的电气设备。
1.3 继电保护的基本原理
电气系统发生故障时，通常伴随着电流增大、电压下降、电流与电压之间的相位角发生变化、线路始端测量阻抗降低并且产生负序分量等故障情况。因此，借助故障的时候这些量的变化情况，能够构建成许多原理各异的继电保护装置。比如，反映电流变大的过电流保护；反映电压下降的低电压保护；反映电流与电压间相位角改变的方向保护；反映电压与电流的比值即阻抗变化的距离保护等。
上面这些保护，能够由一个或无数个继电器作用在一起而形成的继电保护装置来实现。它一般由测量环节、逻辑环节和执行环节构成，结构图如下。测量环节是测量从被保护目标输入的相关电气量，同时和已知道的整定数值产生对比，进而确定保护装置应不应当起动；逻辑环节是按照测量环节各输出量的数值、属性、输出的逻辑状态、它们的顺序来判断其逻辑，从而确定保护装置应不应当工作；执行环节是依据逻辑环节产生的判断，执行保护装置所承担的职责。
输入信号 输出信号
整定值
图1-1 继电保护装置组成的框图
2 电力负荷与计算
电力负荷可以分为三个等级，一级负荷、二级负荷、三级负荷，不同等级负荷对工厂供电的电能质量和可靠性不同，如果供电中断，一级负荷将造成重大事故，对工厂工人造成人身危害，对工厂设备造成重大损坏并且难以修复。对于一级负荷正常采用由两个单独的电能供给，如果任意一个供电电能发生故障或者停止供电，那个备用电源使得工厂不停点，从而避免了工厂因为停电造成的损失。二级负荷会造成设备局部损坏但是能够修复，对生产车间的流水线造成紊乱需要很长时间才能恢复，造成大量成品报废或者减产。对于二级负荷选用双路架空线供电，在一个路线断开时，许可另一路供电。三级负荷是对设备损坏不大，对工厂生产影响不大。对于三级负荷采用一个独立供电电源，也可以使用单回线路供电，对于电源供电中断要求不高。
该塑料品厂为三级负荷，工厂为三班倒，设备24小时运行，该厂由附近一个66/10kv变电站供电。为了使工厂运行经济有效，对变压器、开关设备、导线选择需要计算负荷，由此可以看出负荷计算非常重要。
计算负荷是一个假想的物理量由热效应用于选择器件和导体，重要设备，用PC、QC和SC表达。负荷的计算法子有很多种，比如有需要系数法、ABC计算法、二项式系数法，本论文采取的是需要系数法，而工厂负荷计算选用逐级计算。
下面是负荷计算的步骤和基本公式：
（1）各个车间用电设备的计算负荷。
（2）确定车间低压侧变压器的计算负荷，就是将各低压侧的车间用电设备的计算负荷乘以同时系数得到车间低压侧计算负荷。
（3）为了得到变电所高压侧变压器的负荷计算数据，就是将低压侧变压器的负荷和该变压器的有功功率损耗（ ）和无功功率损耗( )相加得到车间变电所高压侧变压器的负荷，计算得到的数值可以用于变电所高压侧进线截面型号选择的一个依据。
（4）确定变电站高压母线进线的计算负荷。
（5）确定变电站的高压侧和低压侧的总降压母线的负荷。
（6）确定工厂的总计算负荷。
表2-1 本塑料厂所有车间变电所以及用电设备的符合计算结果
根据上表内容可以计算各个车间变电所低压侧的计算负荷，设该厂的同时系数分别为0.85、0.9。
3 变压器选择
变电所中有一项重要设备叫变压器，通常有升压变压器和降压变压器两种，通常企业使用的变压器均是降压三相变压器。按照变压器的绕组构成可分为两大类铝和铜变压器绕组。材料是铝的变压器绕组选用范围较普通，但是它的过载本事较差。 及以下电压互感器可以分为两种油浸式和干式，我国现在大量使用的是油浸式变压器 型。下面论文中对塑料厂选取的变压器型号是 三相油浸式，此种类型的变压器是用良好的扎硅钢片材料制作，具有全斜结缝的良好角度，变压器绕线材料选用的是较好的缩醛漆包线等。此种类型的变压器具有许多优点，比方说运输费用少，耗费能源低，运行效率快和功率消耗少，另外这种变压器采用的一些之前没有使用的材料，在结构上改进了，使得更加符合工厂使用要求。
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