注册电气工程师专业案例各章重点

时间:2024.4.14

安  全

1.1  法律、法规、建设标准中的强制性条文,“安全第一,预防为主”

1.2 电气安全的概念和要求,(电力生产、运行、人身、设备安全)

1.2.1 安全距离:线路、变配电设备、检修安全距离。

1.2.2 接触电压:单相绝缘损坏,0.8m(水平),1.8m(垂直),2m外达最大;措施

1.2.3 跨步电压(4),0.8m ,〉20m=0v

1.2.4 电气安全用具:(绝缘(基本、辅助)、一般防护安全用品,常用选择)

1.3 电流对人体的效应及电击防护的基本要求

1.3.1 电流对人体的效应:

1.3.1.1交流电流:心室钎颤造成死亡,(无:0.5mA;安全电流~10mA)

1.3.1.2直流电流:比交流易于摆脱(2~4倍)(无:2mA)

1.3.2 电击防护

1.3.2.1正常条件:(措施:绝缘,遮拦或外护物完全防护,(~25V,-60V)\IP2X,伸臂1.25m,H=2.5)

1.3.2.2保持一定的安全距离

1.3.2.3故障情况:(措施:切电源;双重绝缘(Ⅱ类);电气隔离;非导电场内;不接地的局部等电位)

1.3.2.4直接接触和间接接触兼有的保护:(采用特低电压~50V、-120V(安全电源供电);剩余电流动作保护器,30mA)

1.4 低压系统接地故障的保护设计和等电位连接的有关规定

(防触电保护分类:0类,基本绝缘无保护接地;Ⅰ类有保护接地(附加);Ⅱ类,不需接地,有附加,双重绝缘;Ⅲ类,安全特低电压

1.4.1低压系统接地故障的保护设计

1.4.1.1一般规定:1.(接地保护:防止人身间接电击、电气火灾、线路损坏);2.(防间接电击措施:双重绝缘(2类);电气隔离; 特低电压; 非导电场内;不接地的局部等电位),3.安全电压:~50V,4.总等电位连接,5.不满足切时间做辅助等电位连接。有效性效验(3-4-1)50V,5S,1.3倍

1.4.1.2 TN系统接地保护(8):特性(切断时间:固定,不宜>5s;移动。插座,不应>0.4S) (熔断器≯5s时,Id(短)/In(额)比值不应小于表1-4-1 (9);≯0.4s Id/In比值不应小于表1-4-2)(配电箱同时有:不应>0.4S.PE线阻抗≯(50/UO)*ZS)

(配电线路的保护:能满足,采用过电流保护兼;不能满足,零序电流保护>最大不平衡电流;漏电电流动作保护);TN-C系统PEN线,铜≮10mm2;铝≮16mm2

    1.4.1.3 TT系统接地保护:特性(3-4-3)分级接地

1.4.1.4 IT系统接地保护:特性(3-4-4)(第一次,音响,灯光;第二次,切断);不引出N线,0.4s内切断 ;引出N线(不宜),0.8s内切断,符合公式(3-4-6)

1.4.1.5 采用漏电电流动作保护:严禁穿过电流磁回路,设备外可导电部分应接地,(应符合TN特性要求,接地级要求),(IT采用漏电切二次异相时,不动作电流 〉一次时相中电流),火灾≯0.5A,多级,时限配合。

1.4.2等电位连接

1.4.2.1总等电位连接及其连接干线:不应小于最大保护线截面的一半≮6mm2 ,铜不需大于25 mm2

1.4.2.2局部等电位连接及其连接线LEB:不应小于保护线截面的一半,两个连接不应小于较小保护线截面

1.4.2.3其他:等电位连接不能满足要求时:(非导场对地电阻,≯500V,≮50kΩ;<1000V, ≮100kΩ)2m;不接地局部等电位;双重/加强/隔离/超低

1.5 危险环境电力装置的特殊设计要求:包括爆炸性气体,爆炸性粉尘,火灾危险环境

 1.5.1爆炸性气体环境的电气装置

   (区域划分(频繁程度和持续时间):0区,连续,长期;1区:正常。可能;2区:正常,不可能,短时)(电力设计规定:少防爆电器,不宜用携带)(电气设备的规定:不应低于级别,组别(见规范(中)P1092页)(正压型电气:联锁,通风5倍时,接主电源;风压≮50Pa,切,发信号;2区)(非爆隔墙传动:正压)(变配电所和控制室设计:以外,正压1.2区;重。应高出室外地面0.6m)(电气线路的设计: 危险性较小环境;非燃材料堵塞;沿易燃管道桥敷设:低;预防机械损伤;电力,照明不低于500V,N线与L线同管敷设;1区内L\N线双级开关,同时切断;1区应铜,2区易铜;架空桥架易阻燃电缆;3~10Kv电缆易零序保护,1区跳,2区信)(本质安全系统的电路:本/非本接触,预防,不应有电弧/电流增大/静电/电磁感应;连接铜,引燃温度T1~T4组,导体截面与最大允许电流(表3-5-1)(14);导线2倍Vn,最低500V)(除本质外,1。2区内电缆配线技术要求(表3-5-2):1区2.5 mm2,隔爆,重型;2区1.5 mm2,隔,增安,中型;1区严禁有中间接头,2区不应)(除本质外,1。2区内1000V以下的钢管配线要求(3-5-3):D25-5扣,D32-6扣;低压流体输送镀锌焊接钢管,螺纹涂油,宜绕性连接管)(1。2区内钢管配线线路隔离密封:<D50mm箱450mm,>D50每距15m;填充层有效厚度必须大于钢管内径)(1。2区内导线/电缆截面选择:≮熔体1.25倍/长延时整定1.25倍;至1000V以下电机1.25倍)(10Kv架空线严禁跨越,水平距离≮杆高1.5倍)(15)接地设计:需接地:不良导电场~380/-440V;干燥~127V/-110V;金属外壳应可靠接地;1。2区除照明外有专门接地线;接地干线2处接地;与避雷针接地应分开设置)(气体浓度达爆炸下限50%,切电源)(防雷分类

 1.5.2爆炸性粉尘环境的电气装置

(区域划分(频繁程度和持续时间):10连续/长期;11区有时扬起)(电力设计:不宜用便携;电力设备最高允许表面温度(表3-5-4)T11-215无过-195过负荷,T12-160-145,T13-120-110; 非爆隔墙传动:正压;过负荷保护;排风电机设启动按钮;应少装插座/局部照明灯具)(电气设备选型:可燃非导粉可燃纤11区-防尘DP,其他尘密DT)(电气线路设计:10区内高、低压应用铜芯;10区内≮熔体1.25倍/长延时整定1.25倍;至1000V以下电机1.25倍;1000V以下应作短路电流热稳定效验;≮500V,N/L同管;10区短路保护N/L同时切断;不应有中间接头;架空桥架用阻燃电缆;3~10Kv电缆易零序保护,10区跳,11区信)(电缆配线技术要求(表3-5-5)10区-2.5-重,11区-1.5-中,铝芯封端压接)(严禁采用导线/塑料管明设,钢管配线技术要求(表3-5-6)10区尘密,11区防尘/尘密,低压流体输送镀锌焊接钢管)(10区接头隔离密封)(接地设计:需接地:不良导电场~380/-440V;干燥~127V/-110V;金属外壳应可靠接地;10区所有专门接地线;接地干线2处接地;与避雷针接地应分开设置)

1.5.3火灾危险环境的电气装置(18)IP1X-50mm;IP2X-12mm-80mm;IP3X-2.5mm;IP4X-1mm;IP5X-防尘;IP6X-尘密;IPX1-垂,IPX2-15O;IPX3-60,IPX4-防溅,IPX5-喷,IPX6-海,IPX7-侵,IPX8-潜

   (区域划分(可能性/后果/危险程度/物质状态):21闪点高于环境温度的可燃液体;22区悬浮/堆积状的可燃粉/纤维;23区固态状可燃物)(不宜使用电热器)(按区域等级/使用条件选电气设备)(10Kv以下变配电所不易正上/下方,相邻时用难燃门,电气设备防护结构的选型(表3-5-7)(19)电机IP44-IP54-IP21-IP54灯具IP2X-IP5X-IP2X ;变压器门应向非火灾)(有尘/纤用密闭型配电装置)(露天的在10m内的:1.非燃墙,2.高+3m,两边+3m外可安窗)(电气线路的设计/安装:可采用非铠缆/钢管明设;21/23区可用硬塑料管配线;绝缘≮500V;在21,22区起重机不应用滑触线供电,23区IP44;(20) 21/23区母线宜装保护罩,金属网IP2X,22区母线IP5X;架空线严禁跨越)(接地设计:金属外壳可靠接地,≮2处接地)

1.6 安全电压选择的有关规定(20)安全电压等级及选用(表3-6-1)48V-危险手,36V-矿/粉行,6/12/24人;(50~800HZ-50V ,直流120V);电气隔离;>24V,防直接接触,电路必须与大地绝缘

1.7 电气设备防误操作的要求及措施防误装置

1.7.1防误装置的功能 ( 简称 " 五防 "):误分/合断;带负荷拉/合隔离;防带电挂地线;防带地线合;防误入

1.7.2设计、制造及选用防误装置的原则(21)(有专用锁解锁,电源分开,误分/合断为提示装置/其他为强制性装置,110V优选电气联锁/电磁锁,改装优选机械程序锁/电磁锁)

1.8 电气工程设计的防火要求

  1.8.1 变电所内建筑物、构筑物的耐火等级:,控制室-戊(火)-二级(耐火)防电缆延燃措施,配电-丁-二级,油浸变-丙-一级,电容器-丙-二,电缆沟-戊-二级

 1.8.2变电所与所外的建筑物、堆场、储罐之间的防火净距(变电所建筑物、构筑物及设备的最小防火净距

低压室内的安全净距,10kV规范(上),超过1000m,应修正(1+(1/100m%)%

1.8.3一般防火要求(22)当油变间距不够时,应设隔墙高油枕顶,长大于坑两侧+0.5m;1000kg以上的主变,应设储油坑20%,总事故油池60%,+1m;无人值班变电所宜设火灾检测装置并遥信。(变压器粉尘场所:挡油100%,有排油措施,20%)

1.9 电力设施抗震设计和措施


环境保护与节能

2.1 供配电系统设计的节能措施

2.1.1 概述

2.1.2变压器节能

2.1.2.1变压器损耗及效率

1、变压器损耗:有功、无功功率损耗。

2、有功:铁损(空载损耗,与负荷大小无关,与空载I02正比);铜损(与I2正比,短路损耗),计算有功损耗

3、无功:励磁电流造成的Q0 + 无功漏磁损耗Qk

4、综合功率损耗无功经济当量

5、效率(4-1-6):0.3~1效率均较高,0.5~0.6效率最高。COSΦ高,效率高。

2.1.2.2变压器节能措施:负荷率<30%换,超80%选大一级;选节能变;经济运行;国家对变压器能耗的要求:空载损耗降低45~65%/空载电流降低70%/阻抗电压4%-4.9%/短路损耗达SL7

2.1.3供配电系统节能

 2.1.3.1供配电系统线损率:1次变压<3.5%,2次变压<5.5%,3次变压<7%;构成

2.1.3.2供配电系统节能的主要环节:1、合理设计,变电级数≯2级;负荷中心;按经济电流密度选线。2、提高COSΦ:(减少线损,降低感抗、同步代替异步)三相线路功率损耗计算;线路实际减少的功率损耗计算;(减少变压器铜损),变压器节约的有功/无功计算;(减少电压损失);(增加供电能力)3、提高COSΦ的措施:空载率大于50%/应空载断电;同步代替异步(≯70~90%);静电电容补偿,COSΦ≮0.9 ;电容补偿器容量C=P/2πfU2(tgφ1-tgφ2)

2.1.4电动机节能

2.1.4.1各种电动机的特性1、效率:效率计算小型异步电机各种损耗(负载、空载损耗);负荷系数与电动机损耗关系;负荷↓→效率↓;空载时电动机效率为0;直流电机效率比交流差;2、功率因数异步(附加损耗,空载时,COSΦ=0.2);同步(励磁电流↓COSΦ=1使网络电流最小,吸收无功;励磁电流↑输入电流增大,输送无功); COSΦ与有功/无功关系;3、电压:电压波动对异步电机的影响(表4-1-3),90%-启动转矩-19% ;110%-+21%

    2.1.4.2电动机的节电方法1、采用高效电机:减少能耗的方法:提高效率(88.263%)/COSΦ;减少电机损耗措施;选用普通高效条件0.6,3000h;2、采用负荷特性选,考虑项目,负载率0.3~0.65;3、轻载负荷用三-星切换(负载38~45%),效率η/ COSΦ/负载系数β关系(表4-1-6),COSΦ<0.3, η↑; β<0.4, COSΦ↑;4、无功就地补偿单台电动机补偿容量的计算(4-1-13)(33);5、采用调速电机6、其他:轻载节电器、同步机

2.1.5晶闸管变流装置供电方式的节能η比电动-发机组高10~15%,计算

  2.1.6 风机、水泵的节电

    1、调转速Q流量/N转速/P功率/H扬程关系:Q-N H-N2 P-N3 P-Q3 风门控制Q↓=80%--P=96%;转速控制Q↓=80%--P=56%;计算节电率。调速方法 2、合理选型3、采用高效率设备:(液力耦合器:优点,连续/调速/大,中型电机选用。)电动机与水泵配套的容量计算:,传动方式/传动效率,负载率<60%,需更换。换成高效电机每年节省的电费计算;其他节电方法(减空、更换)

  2.1.7照明设备和低压电器的节电

    2.1.7.1照明设备节电的方法:1、减少时间;2、减少线损3、高效光源4、高效灯具>70%,5、合理方案,常用混光照明特性

    2.1.7.2低压电器的节电:

2.1.8采用节能产品的节电量计算

1、效率计算法 (预计-风机、水泵)2、单耗计算法 (统计-空压,制氧)3、损耗计算法(变压器)4、节能率计算法(预计-电阻炉)

2.2 节能型产品的选用方法

2.2.1低损耗电力变压器的选用

回收年限计算:1、年限已到,折旧完,无剩值2、年限已到,折旧完,需大修3、年限未到,有剩值4、年限未到,需大修

  2.2.2高效率电动机的选用

采用高效电动机每年节约的电费计算

  2.3 提高电能质量的措施

  2.4 节能型电气产品的选用方法


负荷分级及计算

3.1 负荷分级的原则及供电要求

 3.1.1 负荷按重要性分级的原则:根据供电可靠性及中断供电的损失或影响进行分级。一级负荷(特别重要负荷)、二级负荷、三级负荷。{低规(规范中)P1892;民规(规范上)P488}

 3.1.2 一 ~ 三级负荷供电要求:一级负荷两个电源,特别重要(增应急电源);二级宜两回供电或专线(两根电缆供电);不间断电源供计算机功率1.5倍,如带其他负荷为1.3倍;应急照明与发电机配合≮10min;两回路同级电压供电;柴油发电机选择:{民规(规范上)P488};

3.2 负荷的计算方法:

 3.2.1负荷计算的内容和目的

  1、计算负荷(需要/最大)30min最大平均负荷(按发热条件选择电器)

  2、尖峰电流:1s左右的最大负荷电流;3、平均负荷

3.2.2负荷计算的方法及用途需要系数法(需要/同时系数,台数多,容量差不大);利用系数法(平均-最大系数-计算负荷);二项式法(基本/附加,偏大,台数少,容量差大);单位面积功率法/单位指标法(方案)/单位产品耗电量法(估算);4台乘0.9

 3.2.3设备功率的确定:先按用电性质分组,(Kx, COSΦ相同;有功/无功相加)

换算为统一负载持续率下的有功功率Pn:1、连续制=Pr;2、短时/周期制:需要/二项法—换为负载持续率ε为25%时的Pn;利用法--换为负载持续率ε为100%时的Pn;3、电焊机(100%);4、电炉(额定COSΦ);5、整流器=直流功率;6、成组用电设备(不包括备用)7、荧光灯(+20%,高压钠灯8%,低压卤钨灯+变压器损耗)

 3.2.4 需要系数法确定计算负荷(46):1、用电设备组Pjs,Qjs,Sjs功率三角形;2、配电干线/变电所计算;用电设备Kx,COSΦ,tgΦ选用表;3、配电所/总降变计算:乘以同时系数。起重机断续:Kx=0.3, COSΦ=0.5。COSΦ0.5→tgΦ1.732;0.55→1.518; 0.6→1.33; 0.65→1.17; 0.7→1.02; 0.75→0.882; 0.8→0.75; 0.85→0.62; 0.9→0.484; 0.95→0.329;

 3.2.5利用系数法确定计算负荷 先求出:有效台数/最大系数

 1用电组在最大负荷班内的平均负荷Pp计算:利用系数表; 2、平均利用系数计算(5-2-14)Klp=Pp/Pn;3、确定有效台数Nyx,换成相同设备功率/工作制的等效值。(4↑m≤3, Nyx=n(<5%可略去);m>3,Klp≥0.2;m>3,Klp<0.2计算(51));4、计算负荷及计算电流:Km最大系数(根据有效台数,平均利用系数查表(5-2-8),母线/干线时间1H需换算

3.2.6二项式法确定计算负荷(54):计算公式,二项式系数表(表5-2-9),先分组,不应分级计算,不考虑同时系数,{民规(规范上)P494}

3.2.7单位面积功率法和单位指标法确定计算负荷

1、单位面积功率(负荷密度)法;2、单位指标法,乘同时系数。

3.2.8单相负荷计算

1、计算原则:单相(<15%,视为三相平衡)换算为等效三相,三相加;计算功率,线间负荷√3+(3-√3)、单台√3,相负荷3倍

2、单相换算为等效三相的方法:由相、线:线→相;最大相X3 计算

3、简化方法:(1)只有线;(2)只有相,最大相3倍;(3)单相小于15%时,不需换算。

  3.2.9功率损耗计算

(1)三相线路中有功/无功功率损耗计算:有功损耗/线路负荷关系,温度20OC换为55OC或60OC-温度校正系数1.14~1.16;电缆x系数0.61

(2)变压器的有功/无功损耗:当负荷率≯85%,概ΔPt=0.01Sjs,ΔQt=0.05Sjs;两台变压器应带100%一、二级负荷,或最大60%负荷。

(3)高压电机的有功/无功损耗


10KV 及以下电源及供配电系统

4.1 供配电系统的一般规定 :自备电源选择原则;必须防并列;不应按2电源故障;两回/宜同级电压;就近取第二电源;配电级数不宜多于两级;高压/宜放射式;两变宜设低压联络。

4.2 电能质量要求及电压选择原则

4.2.1供电电压确定原则及各级电压输送能力

  4.2.1.1供电电压确定原则:经技术经济比较确定;35/10Kv,低压220/380V;经济时可采用35Kv

  4.2.1.2各级电压线路输送能力

4.2.2电能质量要求

4.2.2.1概述:1电能质量:电压、频率、波形;主要指标:V偏差,V波动/闪变,F偏差(±0.2Hz, 3000MW/±0.5Hz),谐波,V不对称,V降;2、引起的原因:网络中电流通过阻抗造成的电压(线路/变压器)损失。电压损失计算(相6-2-1)(63),电压损失百分数(ΔU/Un).3、线路电压损失计算:三相平衡PLΔUp/线电压单相2PLΔUp/相电压单相6PLΔUp4、变压器的电压损失,满负荷变压器电压损失表,COSΦ↓0.5, ΔUt=βUt%

4.2.2.2电压偏差:1、端子的电压偏差影响,用电设备端子的电压偏差2、供电电压允许偏差:3、线路电压损失(代数差)允许值:根据设备端子的允许值与变压器高压侧电压偏差的情况确定。或查表4、改善电压偏差的主要措施1)合理选择变压器的变压比和电压分接头,不变正/负偏差的范围,分接头与空载电压的关系(表6-2-8),35KV逆调压(0~+5%)。2)合理减少配电系统阻抗;3)合理补偿无功:调整(提高)并联电容组,与电压损失减少的关系查表,计算;调整同步电动机的励磁电流:4)三相平衡(5)改变运行方式(变阻抗)(6)采用有载调压变压器:10Kv不宜

4.2.2.3电压波动和闪变(68):1、电压波动周期性连续变化,变化速度不低于0.2%/S--电压波动;电压波动时的电压水平%通常为最低电压Umin;闪变:照度波动的影响,冲击功率造成波动频率大于0.01Hz的电压波动。人眼对10Hz最敏感,换算(6-2-12),敏感系统(表6-2-10)2、电压波动(限值:电压等级/变动频率有关)和闪变电压允许值(限值与电压等级有关):(69)查表;大功率电阻焊机闪变电压2.5% , F<1Hz 。大于35Kv的公共点短路容量/视在功率的变动量>1000,可不核闪变

4.2.2.4不对称度 :1、(负序/正序)2、不对称负荷产生的影响:单相损失大/变压器利用率低/减少转矩,发热。3、降低的措施:三相平衡/I>30A,用三相供电。 不平衡度允许值{规范中P1733}:正常2%(4%),每个用户(1.3%)。频率偏差{规范中P1737}:±0.2Hz,系统容量较小时,±0.5Hz,测量仪表≯0.01Hz。

4.3 供配电系统的接线方式及特点

4.3.1高压配电网的接线方式及特点 :1、放射式:可靠性高,投资大。2、树干式:共线,节约投资,可靠性较低。(3)环网式(开/闭环),配电系统接线方式

4.3.2高压配电系统中性点接地方式

  4.3.2.1概述:接地短路电流>500A,大接地短路电流系统(中性点直接接地电网);接地短路电流<500A,小接地短路电流系统(非直接接地电网)。发/变(直接接地)阻抗X0/X1<3。电网接地方式:110V,直接;35,消接;3~10,不接/电阻;380,直接。

4.3.2.2中性点不接地系统:(容抗接地,过度电阻)特点:1、单相接地,非故障相V↑,三相对称,允许带电运行1~2H。2、对电容电流很小(↓5A)的电网能自动恢复。3、单相电容电流不大(↓10A)时,继电保护灵敏度系数高(零序功率方向保护)。4、可能产生过电压(主要缺点)5、只适合电容电流较小/高压机少/电缆少。6、零序保护灵敏度系数:零序电压(U0)/故障点单相接地电流(Ij)计算经过渡电阻接地时,Ij↓,U0↓-β倍,电容/电阻↑=β↓;β查表; 零序电压保护的整定计算(0.1~0.3),灵敏系数计算(β/0.2~0.3);单相电容电流>10A不能满足。零序电流保护的整定计算:电缆灵敏系数Kli≥1.25,架空灵敏系数Kli≥1.5,求出过渡电阻

4.3.2.3中性点经消弧线圈接地系统过补偿运行方式,差1800(XL<Xc),使接地电流只有残余电感电流。特点:1、电网运行可靠性高;2、对瞬时性单相对地闪络能自动熄弧。3、故障点电位小,零序电压保护灵敏系数大;4、异常过电压<2.5相电压;5、不能用简单电流保护;6、运行复杂,防全/欠,及时调节(主要缺点)7、全、欠补偿运行的危害;8、适用:单相接地电容电流比较大的电网

4.3.2.3中性点经小电阻接地系统:电容电流差900,接地电流比不接地系统增大√2倍。特点:1、抑制异常过电压<2.8相电压;2、继电保护简单;3、运行维护简单,适应性强;4、接地故障引起的热效应增大,当30↑时,跳闸;5、节省电缆;6、适用范围:多电机/电缆/老网改造(冶金企业)

4.3.3  1OKV 及以下变配电所主接线

 4.3.3.1主接线的规定:1、单/单分母线;2、专进线开关宜断/熔负;3、分配宜隔/断;4、非专应保护开关;5、母分段宜断路器6、联络应供电侧装断;7、出线宜断;8、高压频繁工作电气应断;9、出线侧为架空/反馈缆应装隔离;10、10Kv出线负/进线应装隔;11、母线上的避雷/PT宜合用隔;12、计费应专用CT\PT;13、变压器一侧开关在本所内可不装;14、变二次为6/3Kv宜装隔,装断:多/并/继;15、变低压0.4kV宜断/隔,在总开关出线侧及母线分段开关的两侧宜设刀开关。

4.3.3.2所用电源:1、就近低压/所油变压器应<100kg,两回时,宜自投;2、交流操作时,由PT引来。电磁操作宜两路,一路应接进线断路器前的所变。一级负荷用蓄电池供电分、合闸。

4.3.3.3主接线例图:10Kv双母线+单分断带旁路-连续供电

4.3.4低压配电系统的接线方式及特点{规范上543} 

 4.3.4.1电压选择:标称电压表

4.3.4.2带电导体系统的型式选择:单/2,2/3,3/3,3/4

4.3.4.3系统接地的型式选择:TT,TN,IT

4.3.4.4低压配电系统设计的基本原则:配电级数<2/树干式/容量大,重要-放射式/链式<5台,<10Kw/高层分区树干式/平行母线宜不同母线供/TT,TN系统宜用Dyn11接线组别/三相平衡,Yyn0,中性点电流<25%/照明,电力同变/实验室间单独开关/变间宜联络/进线应装隔离。

电缆敷设并列校正系数{规范上549}

4.4 无功补偿设计要求

4.4.1并联电容器接人电网的基本要求:估算变10%~30%确定;分组容量:加大单组容量、减少组数(不得谐振);谐振电容器容量计算(6-4-1);高压并容应装在变主负侧或3绕组变的低侧;当无高压负荷时,不得在高压侧加高压电容;低压补偿应根据分散补偿/降低线损的原则。

 4.4.2 并联电容器补偿容量的计算:1) 功率因数计算:企业(P/Q)自然平均COSΦ(6-4-2);已生产的(W)平均COSΦ(6-4-3);2)补偿电容的计算(6-4-4),补偿后的COSΦ计算,无功功率补偿率(表6-4-1)

4.4.3并联电容器接线方式高压并联;高压电容器组宜星形/双星形,中性点不应接地;先并后串;低压三角形/中性点不接地星形。

4.4.4并联电容器配套设备及其连接

 4.4.5并联电容器装置设备及导体的选择

4.4.5.1一般规定:1、设备选型依据;2、电器/导体选择,满足正常/过电压/短路故障的要求;3、稳态过流应为额定电流1.35倍

4.4.5.2电容器:选型:室内宜难燃;额定电压的选择:承受过电压1.1倍,电抗器使电压升高值计算,低压宜采用自愈式电容器。不应超过电机励磁电流0.9倍;4.4.5.3断路器:4.4.5.4熔断器(86)喷逐式 ;溶丝电流≮1.43,≯1.55;4.4.5.5串联电抗器:选型:干式空心/油侵铁心;电抗率;合闸涌流限制20倍In;4.4.5.6放大器:5S内降到50V↓;4.4.5.7避雷器:无间歇金属氧化物避雷器

4.4.6并联电容器保护装置和技切装置

4.4.5.1保护装置:保护方式:应装不平衡保护;高压并联电容器装:短延时速断/过流保护,跳闸;宜设过负荷/带时限动作;应装母线过电压保护/带时限动作;应设母线失压保护/带时限跳闸;容量0.18MVA↑宜设瓦斯保护。低压:段/过压/失压/宜过负荷/谐波超值。4.4.5.2投切装置:高压<3次,宜手动;低压应自动;防止保护跳闸时误合设闭锁;并联电容器装置,严禁设置自动重合闸。

4.5 谐波电流产生的原因以及对电力系统的危害{规范中P1739}

4.5.1基本概念 :基波分量U­1/谐波分量,有效值为和方根值;谐波含有率HRUn.HRIn的计算;谐波含量总谐波畸变率:(Un/U1%)

谐波测量:3S内≥6次的平均值{规范中P1743}。

 4.5.2谐波源及部分电气设备产生的谐波电流值

4.5.2.1谐波源:回路谐波电流与阻抗大小成反比例分配。电压畸变。

4.5.2.2用电设备产生的谐波电流值:整流器负荷电流的谐波次数,电流及含量表炼钢炉/电视机

4.5.3谐波的危害;附加损耗/发热/绝缘老化/干扰/噪声/振动/继电误动/弱电杂音

4.6 谐波电压和谐波电流限值

4.6.1谐波电压限值:公共网电压限制:0.38-总5%/奇-4/偶-2;10-总4%/奇-3.2/偶-1.6;35-总3%/奇-2.4/偶-1.2

4.6.2谐波电流允许值(电压、最小短路容量有关):公共网电流限制;最小短路容量Sk不同时换算(10-100-250);单台三相换流/交流调压容量限制,可不核算;避免注入直流,必须加隔离;低压单相<5Kva,可不核算;短时间谐波(2S-30s)

4.7 抑制谐波的措施及滤波器设置原则

4.7.1抑制谐波的措施:大功率变宜由短路容量大的电网供电;大功率静止换流器:装分流滤波器;装电抗器,电抗率(93);选用DYn11三相变压器,降3次谐波。 电容器附近有高次谐波时,串电抗,提高电容器Vn.

4.7.2  滤波器设置原则

4.7.2.1无源功率滤波器;4.7.2.2有源电力滤波器:动态抑制/补偿,并联/串联型。


110千伏及以下变配电所所址选择及电气设备布置

5.1 变配电所所址选择的基本要求

 5.1.l 变配电所分类:

 5.1.2 1OKV 及以下变配电所所址选择

  1、变电所位置选择:负荷中心;进出线方便;接近电源端;运输方便;不应在振/高温;不宜在尘/腐,不应下风侧;不应厕/浴正下,不宜相邻;不应爆炸正上/下,不宜火灾正上/下;不应低/积水处。室内变电所:附设、独立、车间内变电所。

2、油侵车间变不应在三,四级耐火等级建筑内,二级应局部防火。3、多层建筑有可燃油,所应设在底层靠外墙,不应人员密集。4、高层不宜设可燃油,设在底层靠外墙,不应人员密集。5、露天所不应场所:6、考虑扩建可能

  5.1.3  35-110KV 变电所所址选择

1、变电所所址选择:负荷中心;节约用地;方便进出线;运输方便;宜无明显污秽;适宜的用地条件;宜50年一遇水位上;生活方便;相互影响。2、留有扩建余地。

5.2 变配电所布置设计要求

 5.2.1 10kV 及以下变配电所布置设计要求

5.2.1.1变配电所型式(用电负荷/周围环境确定):负荷较大的宜设附设所;多跨厂房宜设车间变;高层宜设室内变;负荷小/分散宜独立变;小区315以下宜设杆上/高台变。

5.2.1.2变配电所布置要求:1、不带油的IP3X可相邻;2、值班室接通道/高压室;3、宜单层布置,变在底层;4、宜设辅助房;5、运输/发展;6、低压室靠近变压器;7、自然光/风;8、地震7度↑,2层的措施:软线/频率12Hz/应验算焊缝强度/变防位移/8宜取消滚轮/轨道。

5.2.1.3变压器布置:1、室内变压器100kg应设独立室油侵变与室净距;非封干变装H>1.7m遮拦,40网孔,外/遮0.6 间1.0;干变与墙/之间净距,外/墙0.6 间1.0;尽量操作机构在进门处;面积装大一级;+0.5,>1.5时,开小门0.8X1.8;就地检修高+0.7,宽2侧+0.8(1000↓)(1250↑+1m).2、室外变压器布置:露天装H>1.7m遮拦,外0.8,底0.3,间1.5;一级负荷/2500kg相邻不应<5m,防火墙>挡油0.5;非封干变H>1.7m遮拦,40网孔,外0.6 间1.0;靠外墙不应低侧;室外箱变进出线为电缆;杆变不宜设台,单杆<30KvA,双杆50~315—用电<160;杆变底2.5m,设备与变底2.5m;跌开熔H=4.5~5m。

5.2.1.4并联电容器装置:1、并联电容器装置布置:高压宜在单独房间(小,高室内,间>1.5),低-低压室内;室内高/下层距地0.2,上层距地不宜大于2.5,顶1.0m,不宜↑3层。;电容外壳≮0.1,排0.2;装配式电容,门/墙1.3,门间1.5;成套单/墙1.5,双间2m;高7m/低8m两个出口。

5.2.1.5对其他专业要求

1、防火:(油侵变耐火一级,高压二级,低压三级+屋顶二级);油侵变甲级防火门;变外/建筑≮5m,或不应有门窗:1000kg↑+3h+3w, 1000kg↓+3h+1.5w;民用内100%储油池;100%挡油/20%能排出,1000kg↑应设100%挡油;多/高层,底层设≮1.0m的挑檐事故排风,电源室外,开关门外;高压配电室消防器材。2、对建筑要求:高配宜设不开启窗,窗台距室外地坪1.8m,低配设开启窗;门外开;墙刷白;>7m两个出口>60m3个,上层直通室外;沟,夹层防/排水措施。3、采暖/通风:自然通风/温45↓/差15↓;电容器时应设温度指示装置;环境污秽应加过滤;多油断/事故排油装置;采暖装置宜钢管焊接。4、其他:不应有其他管线;有人值班,厕所/给排水;灯与裸导线距离不应<1.0m,不得吊链/软线。

5.2.1.6高层建筑内的特殊要求:底层有可燃的,设≮1.0m的挑檐,设火灾报警/灭火装置;设在地下室:严禁有可燃油变,防潮,散热;干式同房间;柴油房/控制/值班,应单独房间。

 5.2.2  35~110KV 变电所布置设计要求

5.2.2.1变电所结构型式:企业总变独立式,附设式; 35kV宜用室内式,优先占地少的/室外;电力变一般室外,按污秽等级绝缘。

5.2.2.2控制室布置:1、控制室设计要求:第一期/单层,上层;多时,继电器屏/控制屏宜分开布置。2、布置要求:屏大于7块时,可弧形,曲率8-12m; 与实际位置对应;空余位置封闭,通道加门;终端边屏;控制室应2个出口;0.3m警戒线。控制室净空+0.9m控制屏间/通道宽度净距表

5.3 各级电压配电装置布置设计

 5.3.1 高压配电装置布置

5.3.1.1一般要求:可燃油高压宜单独,6台↓可与低压同房间;顶裸高,低间净距≮2m;宜有备用位;两段母线分段宜装绝缘隔板。高度≮0.3m ;一级负荷设绝缘隔板,2路电缆不应通过同一沟(或阻燃电缆)。

5.3.1.2型式选择(占地少):市区/污秽选室内;恶劣区110KV/SF6全封闭(GIS);GIS宜室内布置;管状母线:单管/支持式

5.3.1.3通道与围栏配电装置室内通道的最小宽度(表5-3-1);室内GIS通道≮1.5m;室内油侵变与墙通道净距;

厂区的屋外配电设围栏H≮1.5m,门加锁;栅遮拦H≮1.2m,最低≯0.2m,网遮拦H≮1.7m,孔40X40。就地操作设防护隔板H≮1.9m

5.3.1.4防火与蓄油设施:母线隔离开关间设耐火隔板;3~35Kv断/油CT/PT/隔板,63~110在防爆间内;单台100kg↑,单独防爆间;单台100kg↑设储油/挡油(20%),不能排(100%),管径≮100mm;高层首层/地下不宜选油侵,其他层严禁。室外1000kg↑100%储,20%储/挡,油水分离总池≮60%,储/挡+1.0m,储高地面0.1m,0.25的卵石,2500kg净距,防火墙+0.5;丙/丁/戊<5m,H+3,W+3m \\ <10m,设防火门 \\ 3~10Kv1000kg ,W+1.5

5.3.1.5配电装置对建筑物/构筑物的要求:1、配电装置室:出口7m,60m;防火门,向外开,弹簧锁,间-双向开;耐火等级三级;楼层防水;故障排烟;不设门槛。2、屋外配电装置构架荷载条件:不考虑断线,四种荷载组合(运行/安装/检修/地震),30年一遇最大风速,地震提高25%.

5.3.2并联电容器装置布置:宜装设在低压侧/主要负荷侧;室内的应设置防止凝露引起污闪;组层不超过3层/2排/无隔板,安装设计最小尺寸;维护通道≮1.2m,检修走道≮1.0m

5.3.3低压配电装置布置6m两屏后通道,15m增加通道,一级负荷,不应同通道(或用阻燃电缆);低压室内各屏间通道最小宽度

5.4 特殊地区的配电装置设计

 5.4.1污秽地区配电装置的设计:

5.4.1.1防止污闪事故。

5.4.1.2污秽地区配电装置的要求及防污闪措施:远离,屋外配电与污源的最小距离;选形式(内/外);增大爬电距离,防污产品,悬垂绝缘子/耐张串数相同;防污涂料;加强运行维护

5.4.2高海拔地区配电装置的设计:1000m↑(高压不计影响),3500m↓试验电压乘系数K;修正绝缘子片数计算; 1000m高配加强内绝缘,加大空气间歇;

  5.4.3高烈度地震区配电装置的设计:1、设防烈度=地震(基本)烈度 2、选型及安装抗震要求:变压器取消滚轮,轨道;基础加宽;悬挂式;电抗器不宜三相垂直布置;8度:室外装置,中型布置。

5-5 各级电压配电装置带电距离的确定及校验方法

5.5.13~110kV 配电装置:1、屋外配电装置的安全净距,按图效验,H<2.5m时,应加固定遮拦。硬母线应力补偿器:铝管,30~40m,铝母:20~30,钢母,不装。变电所所用电源,蓄电池容量(规范上P152),1h;建筑防火净距(规范上:P163);高压A值变后,BCD均变相应差值35Kv↓直埋电力电缆与其他管线(热)的间距(规范上:P159);室内换气≮6次;建筑物活荷载表(规范上:P160);电气设备海拔=2000m;配电室至防爆间隔的通道≮1.2m;耐火等级(规范上:P162):高压室、高电容室(2),低压室、低压电容室(3)。

 2、不同计算风速条件及安全净距(表5-5-2),测风速10m,30年,10min。3、屋内配电装置的安全净距H<2.3m时,应加固定遮拦。4、V取大值。5、上/下不应有其他线路。6、10Kv及以下配电装置的安全净距(规范上:P186);

5.5.2低压配电装置:  低压配电装置的安全净距


短路电流计算

目的: 选择导体和电器设备、继电保护等保护设备整定选择的依据、验算接地装置的接触电压和跨步电压、确定送电线路对通信线电磁危险影响、电网电厂主接线的比较、选择。

1 短路电流计算方法

1.1 高压系统短路电流计算:一般只计及各元件(即发电机、变压器、电抗器、线路等)的电抗。

1.1.1标幺值的基本关系:基准容量Sj=100MVA/Sj=1000MVA,基准电压Uj=平均电压Up(0.38/0.4;1/1.05;3/3.15,6/6.3,10/10.5,15/15.75,35/37,60/63,110/115);Sj=√3UjIj;Uj=Up;Ij=Sj/√3Uj;Zj=Uj/√3Ij= Uj2/Sj

U*=U/Uj;I*=I/Ij=I√3Uj/Sj;S*=S/Sj;Z*=Z/Zj= Sj*Z/ Uj2;阻抗/电阻R*/电抗X*均以Zj为基准;有功P*/无功Q*均以Sj为基准。相电压线电压的标幺值,单相三相的标幺值。当U=Uj时S*= I*;电网电抗标幺值:Sj/Sn=X , I``=S``/√3Uj

1.1.2系统元件电抗标幺值的计算:1、发电机:X’’d*=X’’d(100)XSj/100XSn(114)2、变压器XT*=Uk%XSj/100XSn,3、串联电抗器Xl*=Xk(%)XijXUn/InXUjX100,并联:Xl*=Un2/SnXSj/Uj2;4、线路:有名(Xl=0.145LgD/0.789r);Xl*=X1XSj/ Uj2.D=3√dabXdbcXdca

一、无限大电源供给的短路电流:当供电电源为无穷大或计算电抗(以供电电源为基准)Xjs≥3时,不考虑短路电流周期分量的衰减,此时短路电流(起始次暂态电流/稳态短路电流周期分量)

周期分量不变,都等于短路点的输入阻抗分之一标么值。I``d*=1/∑Xdd*(三相短路电流(0秒);I``d= I``d*XIj= I``d*XSj/√3Uj=Ij/ Xdd* (有名);短路功率标么值与短路电流标么值相等

:S``d=Sj/Xdd*(MVA)。

如果电阻R>1/3X时,应考虑电阻影响:Z*=√R*2+X*2, 短路电流穿越:I1/I2=U2/U1

二、有限电源供给的短路电流通常用短路电流计算曲线计算:计算方法:先将电源对短路点的等值电抗X*(标幺值)归算到以电源容量为基准的计算电抗Xjs= X* x SN/Sj ;然后按给定时间值,查相应的发电机运算曲线或查相应的发电机运算曲线数字表f(Xjx,t),即可得到短路电流周期分量的标么值;再乘以IN(发电机额定电流),为短路电流。当t≧4s或Xjs≧3.45时,I*=E/Xjs.

三、三相短路电流非周期分量计算:ifzx= ifz0e-t/Tf, ifz0=√2 I``(周期分量的幅值),Tf=X/314R,ω=2πf, Tf*=X/R,

四、冲击电流和全电流的计算(117)

1、冲击电流(空载短路/电源电势刚为零的时刻,0.01S)ich=√2Kch I``, Kch冲击系数=1+ e-0.01/Tf,(只有电抗,Kch=2,只有电阻,Kch=1)。远离发电厂:Kch=1.8;电阻较大Kch=1.3

2、短路电流全电流最大有效值:Ich=√I``2+(√2 I``(Kch-1) )2= I``√1+2(Kch-1)2

五、电动机反馈对短路冲击电流的影响: 仅当短路点附近所接用电动机额定电流之和大于短路电流的1%时,才予以考虑其反馈电流的影响. Kchmm=1.3,启动倍数Kqm=6~7, ich=0.9√2 Kchm KqmIrm ,计入影响后ich=ichs+ ichMIch分别算

六、不对称短路电流计算:1对称分量法的基本关系:分为正序、负序、零序分量。在三相对称网络中,由于三相网络内施加任一组对称分量电压(或电流)都只在网络内产生相应的对称分量电流(或电压),即三相对称网络中对称分量的独立性,因此,可以分别对各序电流电压分布进行计算,然后再用对称分量法进行合成,从而求出实际的短路电流或电压值

2、负序网络它所构成的元件与正序网络完全相同,只需用各元件负序阻抗X2代替正序阻抗X1即可。对于的静止元件(变压器、电抗器、架空线路、电缆线路等)  X2= X1     对于旋转电机负序阻抗X2不等于正序阻抗X1。

3、有零序电流流过回路至少在短路点连接的回路中有一个接地中性点时才能形成,若发电机或变压器的中性点经过阻抗接地,则必须将该阻抗增加3倍后再列入零序网络,电抗器的零序阻抗X0= X1;同步电机、线路零序阻抗

七、复合序网:1短路电流A相正序分量写成通式:                

当电势的标么值为1时

2求出了A相正序分量电流后,就可用对称分量法合成各相电流,进而求出短路处的短路电流以及整个网络的电流和电压分布:对于不同的短路,短路处的短路电流与正序分量A相电流有如下的关系:               单相短路:m=3,                 二相短路m=√3,                ,  二相接地短路

3计算t=0(也即是次暂态短路电流)时近似假定:          二相短路电流Id(2)=0.866 Id(3),√3/2, Id(2)=1.5Id(3)发电出口处

1.2低压系统短路电流计算:

1低压电网按无限大电源容量的网络进行短路计算;即短路电流周期分量不衰减。Ik=I``(ZT/ZS≥2)(117)2、低压网络的短路电流计算要计及短路电路各元件的有效电阻。3计算中一般可以不考虑非周期分量。只有在离配电变压器低压侧很近处,例如低压侧20m以内大截面线路上或低压配电屏内部发生短路时,才需要计算非周期分量。4要考虑温度20℃对于导线电阻的影响,即单位线路长度有效电阻将随温度的变化进行修正,单相短路=1.55低压网络的短路电流计算一般采用有名值计算:电压用伏,电流用千安,功率用千伏安,阻抗用毫欧;6、计算电压cUn三相短路电流时:C=1.05计算单相接地故障电流时: C=1.0

7、三相短路电流的计算:                                

8、只要                    可看成无限大电源的短路,             

8二相短路电流:Id(2)=0.866 Id(3)

9、单相短路(包括单相接地故障)电流的计算:I``K1=220/Zk(116)  线保阻抗

10、低压网络电路元件阻抗的计算:

   1在计算三相短路电流时,元件阻抗指的是元件的相阻抗,即相正序阻抗。

   2发生不对称短路时,保护线中将会有电流流过,相保阻抗则是包括相线及保护线在内的阻抗总称。

   3可以认为所有元件的负序阻抗等于正序阻抗,即等于相阻抗。

   4TN接地系统低压网络的零序阻抗等于相线的零序阻抗与三倍保护线(即PE、PEN线)的零序阻抗之和。

   5、归算到变压器低压侧的高压系统阻抗为:

 

DynYyn0连接的配电变压器,当低压侧发生单相短路时,在计算单相接地短路时高压侧零序阻抗不存在。10/0.4阻抗归算表。

    610(6)0.4kV三相双绕组配电变压器的阻抗计算:配电变压器的正序阻抗与负序阻抗相等

Dyn11连接变压器的零序阻抗如没有测试数据时,可取其值等于正序阻抗值。

    7、低压配电线路的阻抗:线路的零序阻抗和相保阻抗的计算方法.                                  

    8、导线阻抗的计算:导线直流电阻,交流电阻,导线电抗(感抗)计算:

2 短路电流计算结果的应用:(1)电气主接线比较及选择; (2) 电器和导体的选择; (3)确定中性点接地方式; (4)计算软导线的短路摇摆; (5)验算接地装置的接触电压和跨步电压; (6)选择继电保护装置和整定计算; (7)校验导体和电器的动、热稳定。

3 影响短路电流的因素及限制短路电流的措施

3.1 影响短路电流的因素

6.3.2 限制短路电流的措施:

   1电力网结构方面:在保持合理电网结构的基础上,及时发展高一级电压、电网互联或新建线路时注意减少网络的紧密性,大容量发电厂尽量接入最高一级电压电网,合理选择开闭所的位置及直流联网等,要经过全面技术经济比较后决定。

   2系统运行方面:高一级电压电网形成后及时将低一级电压电网分片运行、多母线分列运行和母线分段运行等。         3设备方面:结合电力网具体情况,可采用高阻抗变压器、分裂电抗器等常用措施,在高压电网必要时可采用LC谐振式或晶闸管控制式短路电流限制装置出线回路上装电抗器。

   4、其他方面:为限制单相短路电流,可采用减少中性点接地变压器数目、变压器中性点经小电抗接地、部分变压器中性点正常不接地,在变压器跳开前使用快速接地开关将中性点接地、发电机变压器组的升压变压器不接地,但要提高变压器和中性点的绝缘水平及限制自耦变压器使用等。

校验电器和载流导体的稳定性——最大运行方式下的三相短路电流

校验继电保护灵敏系数——最小运行方式下的短路电流

短路电流计算中假定了同步电机都具有自动励磁调节装置。

高压电器和导体的动稳定一般按三相短路效验

短路电流计算中各元件的磁路系统不饱和

计算元件电抗时,电抗器应考虑额定电压

380v系统可不考虑10%总阻抗的元件,电缆10m↓可不考虑电阻。

低压母线交流电阻考虑集肤效应,邻近效应。

有限容量系统的特点:电抗随时间变,电压不恒定,短路电流随电压变.

短路电流的热效应:由周期分量/非周期分量引起的

/三角变换:X12=X1+X2+X1X3/X3;

三角/星变换:X1=X12X31/(X12+X31+X23);

两叉变一叉:X1`=X1+X+X1X/X2,

三叉变两叉:X1`=X1+X+X1X/(X2//X3), (X2//X3)=X2X3/X2+X3

三绕组变压器变换为星型:Uk1=1/2Uk12+Uk13-Uk23

发电机电抗标幺值:Ud/Sn*COSф


110千伏及以下电气设备选择

1 常用电气设备选择的技术条件和环境条件

1.1电气设备选择的一般原则

1.2 技术条件选择电器的一般技术条件(项目):用熔断器保护的电器可不效验热稳定。

 1.2.1长期工作条件:

1、电压:大于最高运行电压

    2、电流大于持续工作电流。回路持续工作电流

    3、机械荷载:电器端子的允许荷载。导管/绝缘子的荷载安全系数;高压电器没有明显的过载能力。

1.2.2短路稳定条件:

1、效验的一般原则:按最大短路电流效验;熔断器保护的电器可不验算热稳定,有限流作用的不效验动稳定,有熔断器保护的PT,可不效验动、热稳定。

2、短路的热稳定条件:It2t>Qdt,效验热稳定的计算时间(继电保护后备动作时间+断路器全分闸时间(表9-1-5)

3、短路的动稳定条件:ich≤idf;Ich≤Idf;

1.2.3绝缘水平:内、外绝缘。绝缘配合计算。

1.3 环境条件(130)1、温度:选择电器的环境温度表;>40℃,每升1度,In↓1.8%,降1度,In↑0.5%,总<20%。TA干热带型。屋内+5℃;2、日照:计算:0.1w/cm2,风速0.5m/s;3、风速:35m/s,最大风速:离地10m,30年一遇的10min平均最大风速。4、冰雪:隔离开关最大破冰厚度为10mm;5、湿度:最高月份的平均相对湿度。+20℃,95%(CT,85%),TH湿热带型;6、污秽:线路和发电厂,变电所污秽等级爬电比距分级(表9-1-8);7、海拔:1000m,可使用在2000m。8、地震:地震波的频率,振动的加速度。加速度值

 1.4 环境保护(133):1、电磁干扰:大于10KHz来源:电器的电流、电压突变和电晕放电。110Kv小于2500μV。2、噪声:距电器2M处,连续性噪音:85dB,非:室内:90dB/室外:110dB。白天55,夜45dB

2 变压器 , 高、低压电气设备及保护设备的选择

 2.1 变压器的选择

2.1.1 10kV及以下变电所变压器选择要求

1、台数确定原则;2、两台以上时,其余应满足一级、二级负荷用电。3、单台不宜大于1250KVA;4、设专用变的原则(134);5、建筑内宜用不燃/难燃型;6、防尘/防腐型。

2.1.2 35~110kV变电所主变压器选择要求

1、台数/容量选择;2、有一、二级负荷的一般选2台;3、断一台时,其余应不小于60%,并保证一、二级负荷。4、三种电压的,各绕组功率>15%时,选三绕组变;5、潮流/电压偏移大的选有载调压变;6、连接组别,配电侧同级电压相位角一致。7、结构性能;8、运行特性。9、中性点接地方式。

2.1.3变压器阻抗和电压调整方法的选择

1、变压器阻抗(不考虑中性点接地方式)为绕组间的漏抗。阻抗越低越好,但短路电流增加。升压型:中/低/高;降压型:低/中/高。2、电压调整的方式的选择:无励磁调压:±5%;有载调压30%,110KV以下以应考虑至少一级有载调压。

2.2 开关电器选择

   2.2.1 高压断路器:1、参数选择额定关合电流不应小于短路冲击电流值。断口不同期时间<10ms,不应选用手动操作机构。2、型式选择:3、关于开断能力的几个问题:效验开断能力应用实际开断时间的短路电流,首相开断系统:接地1.3/不接地1.5;重合闸:应考虑对开断电流的影响。3、机械荷载:断路器端子允许的水平机械荷载;静态拉力;开断电流〉短路电流(校热稳定);冲击短路电流效动稳定。

2.2.2 高压隔离开关:1、参数选择(137)单柱垂直开启式在分状态,触头最小电气距离不应小于B值。相间距离不够应效动稳定。2、型式选择。

2.2.3 高压负荷开关:1、参数选择配手操的仅限10KV以下,关合电流≯8kA。2、开断和关合性能;开断有功负荷电流和闭环电流=额定电流;开断≯10A的电缆电容电流/限定长度的架空充电电流;开断1250KVA配变的空载电流;关合额定的“短路关合电流”。当电容电流>80%时,应选专用负荷开关。热稳定电流为短路电流,3S。负荷开关分闸时间0.05S,转移电流时间:0.9X0.05,查熔断器电流-时间曲线表得负荷开关的转移电流

2.3 互感器选择应能满足继电保护、自动装置、测量仪表的要求。

  2.3.1 电流互感器:1、参数选择2、型式选择;3一次额定电流:比正常电流大1/3左右(70%显示);电力变压器中性点上的CT按变压器额定电流1/3选。4、短路稳定效验:只对接一次母线的才效验动稳定。1)、内部动稳定:动稳定倍数Kd≧ich/√2I1nX103,(公式和绝缘子同)2)、外部动稳定:短路作用力Fmax=1.76 ich2 lm/a X10-1; 3)、热稳定效验:1s/5s的热稳定电流倍数Kr≧(√Qit/t) /I1n X103,(139) 4)、提高短路稳定度的措施:增大变流比。准确度等级:10P10

  2.3.2 电压互感器:1、参数选择2、型式选择:需要零序电压时,选三相五柱PT;3、接线方式宜简单;4、电压选择:100,100/3,100/√3。110Kv一般选电容式PT。用熔断器保护的可不效验热稳定。

2.4 限流电抗器选择(140);

 1参数选择(表9-2-9):安装方式:水平、垂直、品字,进出端子角度:90/120/(分裂)180;2额定电流选择:按最大工作电流选择(无过负荷能力),分段按满足一级、大部分二级负荷要求。3、电抗比分值选择:1)、将短路电流限制到要求值:Xk%≥(9-2-5)计算。Ink/ Xk%/Id的关系(图9-2-1)。2)电压损失不宜大于额定电压的5%:(图9-2-2)。3)效验短路时母线上残余电压:(9-2-8)60~70%,措施:增大Xk%,选用快速继电保护。分段/无时限/多出不校。

2.5 中性点设备选择(141):

   2.5.1消弧线圈:1、参数/型式选择(表9-2-10)(142);2、容量及分接头选择补偿容量计算:Q=K Ic Un/√3(142),中性点上的应运行在过补偿方式,脱谐度(Ic-Il/Ic)≯10%。分接头数量5个。3、电容电流:1)、架空线的电容电流:计算(142),2)、电缆线路的电电流(9-2-11);3)、变电所接地电容电流(表9-2-11);4、中性点位移效验:长时位移电压<15%Un/√3;计算:(143)

     2.5.2避雷器和保护间歇(143)

1中性点不直接接地系统,阀式避雷器选择:1)灭弧电压Umt>Uxg(最高相电压);2)工频放电电压下限;3)工频放电电压上限;4)5kA时的残压。2、中性点直接接地系统,阀式避雷器选择:1)灭弧电压;2)工频放电电压下限;3)工频放电电压上限/5kA时的残压;3、中性点氧化锌避雷器的选择:(144)(264)1kA有20%裕度,工频x冲击系数有15%裕度。额定电压比低于最高相电压,或0.6最高相电压。保护间歇(266)

 2.6 高压电瓷(144):

1、参数选择(表9-2-12):绝缘子/穿墙导管。母线型穿墙导管不按持续电流选择。>40℃<60℃时,穿墙导管的持续允许电流应修正计算(9-2-19)。2型式选择:3、动稳定效验:作用力小于计算(9-2-20),或反算出允许的短路冲击电流与计算的比较(9-1-5(130))。绝缘子水平安装时机械强度降低值(表9-2-13)。4、悬式绝缘子片数选择(145):1)按额定电压/泄漏比距选择:有效泄漏比距λ大于(表9-1-8(132)),n≥λUd/l0。2)按内过电压选择:湿闪电压,查闪络电压曲线。3)、按大气过电压选择正极性雷电冲击电压波50%放电电压Ut.501.45UCH,UCH为5KA避雷器残压,查Ut.50闪络电压曲线。零值绝缘子:35~110KV,耐张2片,悬垂1片。(表9-2-14)35/4,63/6,110/8。污垢地区悬垂应与耐张相同(清洁少1片)。防污性能:采用半导体釉,钟罩式结构。作用力:8.62X(L11+L12)/a ichX103

 2.7 低压电气设备的选择(146)短路保护,过负荷,低电压保护.接地故障保护的措施适用于:Ⅰ类/正常环境/50v/总等电位

2.7.1低压电器选择的一般要求:(~1200V/-1500V以下)1、按正常条件选择:电压/电流/频率/保护特性/工作制/准确等级。2、按短路条件选择:动/热稳定/通断能力。

3、按使用环境选择:1)多尘环境:灰尘沉降量分级(表9-2-15),非导电用防尘型(IP5x),导电用尘密型(IP6x).2)、化学腐蚀环境:严酷度分级/腐蚀环境分类(147)。户内外腐蚀环境电气设备的选择(表9-2-18)(148)。3)高原地区:低压电器正常工作在2500M以下。降低额定容量使用,1℃→1%↓;热继/熔断器4000m↑时重新整定;电气间隙降低0.5%~1%/100m。4)热带地区:湿热带/干热带。5)爆炸和火灾危险环境(149)

4、验算电器的短路通断能力按短路电流周期分量的有效值。电动机(>1%)计入反馈电流。5、设隔离电器,防误操作的措施,宜同时断开所有极。隔离电器可采用的电器:隔离开关/隔离插头;插头/插座;连接片;不需摘除导线的特殊端子;熔断器。6、半导体电器严禁作隔离电器。7、通断电流的操作电器可采用的电器:负荷开关/断路器;机电器/接触器;半导体电器;10A及以下的插头/插座。

2.7.2刀开关的选择:1、Un;2、In;3、分断电流;4、按短路时最大短时耐受峰值电流/最大短时(1S)耐受电流效验。5、级数;6、组合开关(铁壳开关)的选择;2~3倍异步机的额定电流。7、熔断器刀开关。8、胶盖开关,3倍;9、负荷开关。

2.7.3熔断器的选择(150)(手册511):有效的限流能力/高度的遮断能力。1、Un;/In;/短路电流:最大分断电流>冲击短路电流(三相周期分量)有效值。2、熔断器熔体电流:1)正常情况Inr≥Ijs;2)起动情况:单台Inr≥Iqd/a,a查(表9-2-19);配电线:Inr≥Ijf/a。3)电焊机回路:单相单台:(9-2-30)(151);多台(152);4)照明线路:Inr≥Km Ijs,Km熔体选择计算系数(表9-2-20)。

2.7.4低压断路器的选择(152)(手册520)1、瞬时(短延时)过电流脱口器的整定(手册522):(1.35X长延时整定值,0.3S)应大于正常时的尖峰电流。1)单台电机:Iszd≥Kk1Iqb,Kk1为可靠系数:小于0.02S/1.2~1.35,大于0.02S/1.7~2;2)配电线路:大于尖峰电流,Kk2=1.1~1.35;短延时的时间阶梯2~3级,0.1~0.2S。2长延时过电流脱口器的整定(额定电流x0.9,15S):应大于计算电流Iszd≥Kk3 Ijs ,Kk3=1.1;3、断路器保护线路的选用:计算系统(表9-2-21)长/短延时(6~20倍)。4、效验断路器分断能力:不小于最大短路电流有效值。0.02S,有效值/峰值关系(表9-2-22)(154),注意cosΦ。5、断路器脱口器灵敏系数效验:Ik/Iz(瞬时)≥K,K单相短路:1.5(非选择)/2(选择);二相短路(2)。6、按最小短路电流效验脱扣器整定电流灵敏系数(155):用单相接地短路电流(中性点接地系统)/二相短路电流(不接地系统)效验。灵敏系数不够措施:用长延时作后备保护,零序保护,零线上装CT-电流继电器,漏电保护7、限流断路器:限流系数:分断电流峰值/短路电流峰值<0.6。

2.7.5漏电保护器(155):防间接电击,电气火灾。30mA/300~500mA。电气线路与漏电电流配合:单台,4倍/配电线路,2.5倍,单台4倍/全网,2倍。

2.7.6接触器:远距离频繁动作,分类(表9-2-23)(156)选择原则:1)按电压;2)额定电流选,工作制间断长期(8H)、长期、短时、反复短时。3)环境选结构形式;4)短时耐受电流效验;5)吸引线圈;6)额定操作频率;7)AC-2,-4降低控制容量选择,铜触头50%;8)、非电机负载应考虑过电流;9)与短路保护器的配合CJ与限流熔断器NT配合(表9-2-24)。接触器的使用类别:AC1~AC4(156)

2.7.7启动器(157):可逆/不可逆;开启/保护/防爆式。

2.7.8配电系统中低压电器之间的保护特性配合

1、        断路器-断路器:1)瞬时脱扣:上级应为下级出口处最大短路电流1.15倍、下级整定电流1.66~2倍。2)如果两级间阻抗小,上级短延时为下级整定1.2~1.25倍,延时0.15S。3)有短延时,仍需装瞬时(整定为母排处)。4)限流断路器不宜有下级。5)断延时为0.4s时,通断能力只有一半。6)非选择性断,尽量整定小。

2、        熔断器-熔断器:(158)上级熔体电流应大下级2~3级。1)安秒特性曲线互不相交,足够间隔。上下级熔体正负误差叠加,10%配合裕度计算熔体级差。RM10熔断器干线比支线大两极。RTO熔断器按(表9-2-25)选择级差,或计算(9-2-49)。

3、        NT熔断器:短路电流较小时,按(图9-2-5选择(160))。短路电流较大时,按(图9-2-6选择(160))。

4、        断路器-熔断器(159):上级断/下级熔:(图9-2-8(161))0.1s;上级熔/下级断:(图9-2-9(161))70ms;防电机缺相运行:应装带断相保护的热继或熔断报警;低压断路器作短路保护。

5、        局部选择性配合(级联保护):上级分断能力大于50%短路电流。

6、        保护装置与控制电器的配合:断/接触动作时间的配合,与NT配合:a型、c型保护。熔断器断开时间为启动时间的1/2,措施:选快速断/加大截面/选较大分断能力的启动设备。

7、        保护装置与配电线路的配合:末端接地短路:短路电流大于熔断器4倍,大于断路器1.5倍;或长延时15S后备保护。保护装置与配电线路的配合要求(表9-2-26)(162)。

3 成套电器的选择(162)

3.1 成套开关设备:3.1.1金属封闭开关设备:特点/分类。3.1.2防暴配电装置:分类。3.1.3预装式变配电站:分类3.1.4低压成套开关设备:;

3.2 成套开关设备选择(164):操作机构的选择技术条件,按使用环境效验。

低压导体热稳定截面:S≥√I2t/k(热稳定系数)

高压熔断器额定电流Ief=(1.5~2)Ijs;


35KV 及以下导体及电缆的设计选择

8.1 导体设计选择的原则

 8.1.1  3-35KV 配电装置导体的选择

8.1.1.1环境条件:1、裸导体的环境温度:屋外:最热月平均最高温度/屋内:通风设计温度或+5℃;2、相对湿度:湿度最高月平均相对湿度;3、风:10m.30年10MIN

8.1.1.2一般要求:1、<最大持续工作电流,日照。2、验算动、热稳定按最大短路电流3、短路电流应考虑电机反馈/电容放电。4、验算短路热效应,时间为主保护+断路器全分时间。5、高压限流熔断器校动、热稳定。6、裸正常温度≯70℃,日照≯80℃,镀锡≯85℃。7、验算短路热稳定:铝200,铜300℃。8、验算动稳定时,硬导体的最大应力:(表10-1-2)铝70/铜140/铝锰管90;

8.1.2低压配电系统导体的选择(167):1、选择导体截面的要求:固定敷设的导体最小芯线截面(表10-1-3)2、最坏冷却路段>5m时的措施。3、允许载流量应按环境温度校正:(168)(10-1-1)4、环境温度:埋地:最热月的月平均温度,空气中:最热月平均最高温度。5、N线不小于最大不平衡电流,计谐波电流影响。气体放电灯,N线不小于L。6PEN线,铜10,铝16,多芯4.7、PE线截面要求(表10-1-4);PE线机械强度要求:有保护2.5/无保护4 。8、装置外可导电部分严禁用作PEN线。9、TN-C系统,PEN线严禁接入开关。并联:邻近效应/热屏蔽.

8.2 电缆设计选择的原则

 8.2.1电缆型式的选择

8.2.1.1电缆型号含义:(表10-2-1~10-2-3);8.2.1.2电缆用途表(表10-2-4)(170)

 8.2.2电缆芯线材质(171):1、控制电缆应采用铜;2、采用铜芯的情况(172)

 8.2.3电力电缆芯数(172):受点与电源接地独立时采用,4/2芯。

8.2.4电缆绝缘水平:1、缆芯对绝缘:超过1min保护:133%相电压,8h以上,173%相电压;2、控制电缆:450/750V。

8.2.5电缆绝缘类型:1、油侵纸绝缘;2、柔性-橡皮绝缘;3、放射-交联聚乙烯;4、60℃↑耐热型;100℃↑矿物绝缘型。高\低温不用聚氯乙烯。-20℃-交联聚乙烯;5、6Kv以上电缆:干式交联、内/外半导电、绝缘层。

 8.2.6电缆外护层类型(173):1、外护层:单相需非电磁处理电缆;2、外护层选择:3、空气中外护层选择(174)4、水中外护层选择。

 8.2.7控制电缆及其金属屏蔽(174)计算机屏蔽电缆的选择:可增加一个接地的备用芯。金属屏蔽的接地方式:集中式一点接地。

 8.2.8电缆截面选择的有关规定及计算方法(175):铝芯不小于4mm2

8.2.8.1按持续允许电流选择:KIxu≥Ijs(10-2-1),环境温度取值(表10-2-6),标准敷设温度:(空40/土壤25℃),温度校正系数(表10-2-7)(176);土壤热阻校正;土中直埋并列校正;空气多根并列;桥架并列系数(7根);户外明敷系数。

短路热稳定选择(177):最小允许截面:S≥√Q/C X103,Q=I2t,计算。电缆最高允许温度(表10-2-13)

8.2.8.3按电压降效验:8.2.8.4按经济电流密度选择:年费用支出计算(179),25年。

8.2.8.5 PE\PEN\N线的选择:N不小于最大不平衡电流,≮0.5L谐波。气体放电灯N线≮L

8.3 硬导体的设计选择(179)

8.3.1导体选型:材料:铝合金,矩形(<4000A),槽形(<8000A),管形(集肤系数小,户外)。铜:化工厂附近.

8.3.2导线截面的选择和校验(180):1、按持续工作电流选(表10-4-1(190));裸导体不同海拔/温度下的校正系数(表10-3-1)2、按经济电流密度选择:计算,不同负荷年利用时间。

3、导线效验:1)110Kv按电晕电压效验;2)短路热稳定效验:S≥√Q/C X102,C热稳定系数查表

3)短路动稳定效验:σxu>σ,硬导体最大允许应力(表10-3-5)。导体短路电动力计算(182);导体短路机械应力计算:绝缘子最大允许跨距(10-3-10),导体片间电动力;导体片间临界跨距;W=1.44hb2

4)按机械共振条件效验:单母线/35~135Hz,多母线/35~155,槽/管30~160,自振频率计算(185

 8.3.3 三相母线电压降及换位计算(185)(>400m):母线不对称排列、阻抗相差大,电压降不平衡。不平衡电压>2%,应采用三相母线换位,至少一个循环。

8.3.3.1三相单回路母线电压降计算;8.3.3.2双回路平行母线电压降计算:必须采取换位措施。

8.3.4封闭式母线(188)母线连接处最大允许温升(表10-3-7)

 8.3.5导体接头的设计和伸缩节的选择:焊接/螺栓/伸缩接头。硬母线每30m一个伸缩接头/安装跨数。

 8.3.6敞露式大电流母线附近的热效应及改善措施189):钢构的发热允许温度(表10-3-9),改善措施:

8.4 软导体的设计选择(189):考虑:无线电干扰、电晕、腐蚀、回路负荷电流。

 8.4.1一般要求:大电流,电压高,最小截面应满足电晕的要求(增大截面,增加每相根数)。

 8.4.2导线截面的选择和校验(190):1、按按持续工作电流选(表10-4-1(190));2、按经济电流密度选择;3、短路热稳定效验。

8.5 电缆的敷设设计要求(191)

8.5.1 一般规定:1、路经选择;2、弯曲半径的要求;20倍,3、多层支架敷设:高/低,强/弱,通信。4、同层支架敷设:电力35mm.5、电缆与管道间相互允许间距(表10-5-1)(192);6、控制/信号电缆抗干扰措施。7、影响环境温度≯5℃。8、爆炸气体环境(192)。9、非铠装电缆保护措施:地上2m,地下0.3m。10、较少震动的附加应力和抗金属疲劳措施:弹性橡胶垫,波浪形。11、PE线单独敷设时,应在爆炸气体环境同管,或靠近敷设。12、电缆的计算长度实际+附加长度(193)(规范上308)。13、订货长度。

8.5.2敷设方式选择(193)1、直埋:少于6根宜直埋;2、穿管:爆炸危险场所明敷、地下与公路交叉。3、浅槽敷设:水位较高。4、电缆沟敷设:电缆多,分期。5、电缆隧道: 电缆多,35KV,穿公路,铁路。6、控制室,继电室下应设电缆夹层。

8.5.3直埋敷设于地中(194):1、路径选择:2、要求:上下100mm软土,两边+50mm保护盖,100m设标志。3、非冻土时的埋深:至基础≮0.3m,深≮0.7m,车道下1m。4、冻土层下。5、严禁在地下管道的正上/下方。电缆间/与其他管道/道路/构筑物间最小距离(表10-5-2)(195),6、直埋穿管出路边0.5m以上。7、进建筑保护管阻水堵塞。8直埋接头配置要求:与邻近的电缆≮0.25M,并列错O.5M,1000MM备用。

 8.5.4敷设于保护管中(195):(满足机械强度,耐久性)1、符合要求:单根穿管应用分隔磁路钢管。2、数量多宜用排管。3、一管一缆,内径为电缆外径1.5倍,排管≮70mm。4、单根管保护:4个弯/3个直弯,距地0.5m,排水沟底0.5m,并列≮20mm。5、排管保护:管顶0.5m,排水0.2%,6、工作井的设置(196):牵引张力限制,分支/接头,方向/方式变,大坡度。

 8.5.5敷设于电缆构筑物中(196):1、高宽尺寸的要求:隧道/工作井净高≮1.9m,交叉1.4m;电缆夹层2~3m,电缆沟/隧道通道净宽(表10-5-3)。电缆沟层间距离,距上顶距离,距下底距离(表10-5-4~10-5-5)(197)。2、防进水/侵水要求,排水坡0.5%,集水井,泄水边沟。3、沟盖板重<50kg。3、电缆沟75m设人孔,隧道首末端5m需设,直径0.7m。4、隧道<150;5、通风。6、电缆竖井:5m,800X800mm空间,每3M平台。

 8.5.6敷设于其他公用设施中(198):1、木结构、地下商场穿不燃管,2、振动、热伸缩、风影响措施:

 8.5.7敷设于水下:1、应埋于水底,浅水0.5m,深水2m。2、严禁交叉/重叠,安全间距:水深 1.2倍,同回路0.5m/不同2m;3、与工业管道50m(15m)。4、水下电缆上岸,设比水深深1m的管沟,井。两岸有明显标志。

8.6 电缆的支持与固定设计要求(199):

 8.6.1一般规定:1、明敷设采用支架,挂钩,吊绳;2、支架,吊架允许跨距(表10-6-1);3、固定部位要求。4、固定部件的选择:不得用铁丝直接绑扎。

 8.6.2电缆支架(200):1、防腐措施:热镀锌,涂漆。2、上人,900N荷载。安全系数1.5,相对绕度钢1/200。合金1/300,托臂偏斜/臂长1/100。3、桥架种类的选择。4、梯架,托盘(钢30m,合金15m)留20mm伸缩缝。5、防火,涂耐火涂层。

8.7 电缆的防火与阻燃设计要求(201)

 8.7.1电缆的防火与阻燃措施:1、阻火分隔方式的选择:阻火墙:长距离200m,竖井7m。2、技术特征:防串燃方式:阻火墙两侧1m设档火板,涂等。耐火极限 1h。3、难燃型,低烟低毒难燃电缆。

8.7.2电缆的防火与阻燃设计(202):1、难燃电缆选用要求;2、明敷设耐火电缆选择:3、明敷电缆耐火防护方式;4、在油罐区,木结构,可用不燃性矿物绝缘电缆。5、安全性高的场所,明敷充油电缆应设火灾自动报警,闭锁装置。6、防火阻燃材料的选用:耐火1h,温度不低于1000℃。


变配电所控制、测量仪表、继电保护及自动装置

9.1 变配电所控制、测量和信号设计要求

 9.1.1变配电所控制系统:1、强电/弱电(48V↓),一对一/选线控制。采用固定控制开关,遥控采用自动复位。2、断路器控制回路的要求:监视电源及跳,合闸回路的完整性;指示位置状态信号;完成后解除信号脉冲;防“跳”;接线简单。3、合/红灯,跳/绿灯。4、控制室音响监视为单灯,垂直合/水平分。5、就地控制,只设监视跳闸的位置继电器,故障绿灯闪,发声光信号。6、防“跳”电流起动/电压保持,动作时间≯跳闸脉冲使切断跳闸回路时间;接线应有极性,应三相联动控制。7、液压闭锁重合/何/分闸,自动跳闸,弹簧/弹簧拉紧的闭锁。8、隔离开关与断路器有机械或电磁闭锁

9.1.2变配电所电气测量及电能计量设计要求(205):误差:比值误差:2-1’/1’=%,相角差:3440XI0N1/I1N1COS(ψ+а);5P-±1%-±600-5%;10P-±3%-±00-10% ;TPX,0.5%,5%;TPY,1%,7.5%;TPZ,1%,10%。三角接线:√3,30010%倍数曲线效验保护In1/I’’-Z2

1、一般规定:1)测量仪表的要求:运行参数/绝缘状态;2测量仪表的准确度等级:除谐波,交流≮2.5;直流≮1.5;变送器输出侧≮1;3互感器的准确度等级:1.5~2.5表≮1;变送器≮0.5。4)直流外附分流器≮0.5;5)电量变送器≮0.5;6)仪表测量范围,额定值,指示70~100%。7)过负荷裕度。8)冲击过负荷,标度尺;9)双向标度尺;10)同类宜采用变送器选测。

2、电流测量:1)交流电流:35↑/1200v↑变,双绕测一侧,三绕测各侧;并联电容;200-1200v总干线路;母联/分段/桥;消弧线圈;55KW↑电机。2)测量/纪录负序电流。3)三相平衡一只,采用三只表条件:并联电容总;100KV;不平衡>10%(1200v↑);不平衡>15%(1200v↓)。4)直流电流:直流发,直流电动,蓄电池,充电回路,整流。(206)

3、电压测量和绝缘监测:1)交流电压:各段母线。2)直流电压:直流发,各段母线,蓄电池组,充电回路,整流。3)非直接接地系统应监视交流绝缘,直流系统母线应监视直流绝缘。经消弧接地:测线/相。

4、功率测量:1)有功功率:35↑/1200v↑变,双绕测一侧(低),三绕测二侧;35kv↑线路;旁路;35kv↑永久外桥线路。2)无功功率:35↑/1200v↑变,双绕测一侧,三绕测二侧;1200v↑并联电容;35kv↑线路;35kv↑旁路;35kv↑永久外桥线路。3)同步机装COSФ表。5、所有可能解列运行的母线应设频率监测点6、同步并列:装手动准同步测量仪表。7、谐波电压/电流测量。

8、电能计量仪表(207):1)有功电能:主变(平衡/各侧)(不测平衡/三绕2侧,二绕1侧);1200v~110kV线路;用户处;专用旁路;75kW↑电机。2)无功电能:双绕测一侧,三绕测二侧;3~110kV线路;并联电容;;用户处;专用旁路。3)计量仪表按不同计费方式确定,用标准计量柜。4)63kV↑CT设专用二次,63kV↓设专用CT。5)CT二次电流为表70~100% 。6)双向分别计量应有止逆器。

9、电能计量的准确度等级:1)有功电能表:月平均106↑0.5;1.0(发电/主变/有功平衡/火电厂用电/月平均小于106,315kVA↑变高侧);2.0(315kVA↓变高侧, 75kW↑电机,考核)2)无功电能表:2.0 (主变/并联电容/315kVA↑变高侧/考核经济指标);3.0(315kVA↓变低侧,考核不计费)。3)专用电能表采用相应的普通表一致。4)互感器准确度等级::0.5有功/电能,配0.2;1级有功/电能,2级计费有功/无功配0.5;不计费2级有功/无功配1级互感器。(208)

10、互感器二次回路:1、电压互感器二次电压降:0.5级计量电能表≯0.25%;1,2级电能表≯0.5%。2、二次负荷不大于精确度等级的要求。

11、仪表安装条件:仪表水平中心对地距离:指示/数字仪表,宜0.8~2m;电能/纪录表宜0.6~1.8m。

9.1.3变配电所交流电流、电压回路及互感器的选择(209

9.1.3.1电流回路:1、测量/保护共用宜接不同绕组,共用绕组条件:保护接在仪表前,增加中间互感器,误差<10%。2、多表接一个二次时:先接指示-积算式-纪录-发送仪表。3、二次不切换,防开路。4、有接地点,差动保护屏上接地。

9.1.3.2电流互感器的选择:1、一次电流选择:测量表回路电流选择:I1≥1.25IN(最大负荷电流);保护回路电流选择:大于最大长期负荷电流;Y,d接线差动,额定运行时,平衡。2、准确等级选择:分流/变送/指示表不低于(表11-1-1)(210)的要求,1,1.5-0.5,2.5-0.5分/变(1);一般保护3级;差动/距离/高频-D级,零序(Yyn变)-专用;保护用按10%倍数曲线效验3、二次电流选择:5A/1A。

9.1.3.3电流互感器的配置(210):满足测/保/自动要求;消不保护区;大接地短路电流-三相,小接地-两/三相。

9.1.3.4电压回路:1、PT一次断开后,防二次反馈;2、二次中性点或线圈接地110Kv接地系统设公共接地点;向交流继电保护供电的,B相直接接地PT,用击穿保险接地。3、二次应装熔断器,自动开关(除开口三角绕组),不应在接地线上有开关,B相直接接地在线圈引出端子与接地点之间。

9.1.3.5电压互感器选择:二次电压选择表(表11-1-2)(211),准确等级与二次负荷有关,按负荷最重一相判别。

9.1.4信号系统(211):1、中央信号装置(事故/预告信号(带短延时的瞬时),光字牌闪光报警装置。2、中央信号接线要求:对电源熔断器应有监视。3、中央信号构成:冲击/脉冲继电器,闪光报警装置构成。4、有人值班-重复动作的信号装置。5、冲击继电器实现重复动作。6、元件过负荷通过中继接入预告。7、预告信号可带短延时。8、驻所值班室应设总事故/预告信号,室外音响。9、安母线段,组别分别发送信号。10、就地送主控室信号设事故分析光牌/掉牌小母线。11、检修用隔离不装位置指示器。

9.2 电气设备和线路继电保护配置、整定计算及选型的原则(211)

 9.2.1电力变压器的保护(212)

9.2.1.1电力变压器保护配置表(表11-2-1)。轻瓦斯(1MVA↓-220CM3, 1M↑-250CM3

9.2.1.2整定计算(表11-2-2~11-2-4):电流保护整定计算(213); 双绕组变压器采用BCH-2,DCD-2差动保护整定计算(215);双绕组变压器采用BCH-1,DCD-5差动保护整定计算(216)(带制动特性);变压器出口处故障时,流入继电器的电流及灵敏系数比较(表11-2-5)(218)

9.2.1.3继电保护设备选型的原则(219):1、变压器故障/异常时下列部位需设的保护装置:2、800↑油变/400↑车间变均应装瓦斯保护,轻/信号,重/跳闸。3、对变引出线,套管,内部故障的保护规定:10M,6.3MVA并列装纵联差动;10M↓过流/速断;0.4MVA↑,10kV↓变压器为三角星型,采用两相三继电器式过流保护4纵联差动保护的要求:CT与主变接线相反。5外部相间短路引起的变压器过流,设带时限动作的过流保护及规定:过电流保护宜用于降压变,复合电压/低压闭锁用于升压变。6、外部相间短路的规定:双绕组变装主电源侧,两个时限,三绕组变装主电源侧+主负荷侧,方向元件。7、三绕组外部相间短路保护的简化:作为线路后备保护。8、Y,yn

中性点直接接地110Kv对外部单相接地的过电流应装零序电流保护的规定:9、中性点直接接地110Kv因失去接地中性点使电压升高的保护:全绝缘变(零序电流/电压保护0.3~0.5s时限断);分级绝缘变(先断不接地变/后断接地变)。10、高压单,低压无电源,不宜装零序保护。11、0.4MVA↑,Y,y连接的变对低压单相接地的保护:利用高压侧过流保护(三相式);低压侧零序电流保护;低压侧三相电流保护,带时限跳闸。12、、0.4MVA↑,D,y连接的变对低压单相接地的保护:利用高压侧过流保护。13、并列/后备变装过负荷保护,单相式,动作于信号。14、温度要求,瓦斯保护。

9.2.2电力电容器的保护(221):9.2.2.1、保护配置(表11-2-6)。9.2.2.2、整定计算(11-2-7);计算电流:I=Q/3U

9.2.2.3、设备选型原则(222)1、3KV↑并联补偿电容器组故障/异常时下列部位需设的保护装置:2、保护装置的装设要求:1)电容器组与断路器接线短路:短时限速断/过流。2)内部/引出线短路:熔断器,溶丝为1.5~2倍额定。3)切除,电压升高到110%,应保护断。4)单相接地故障,用母线绝缘监察装置检出。5)过电压保护带时限。6)母线失压,低电压保护。7)高次谐波-过负荷保护。

9.2.3  3~1OKV 电动机的保护(223):9.2.3.1、保护配置(表11-2-8)。9.2.3.2、整定计算(11-2-9)

9.2.3.3、设备选型原则(225)1、3KV↑异步电机 故障/异常时下列部位需设的保护装置:2、绕组相间短路:2MW↓速断,两相式;2MW↑纵联差动保护;灭磁;3、单相接地>5A/保护>10A跳闸,<5A/检测。4、过负荷保护:启动时间长需装。5、低电压保护(60~70%,5s),跳闸;6、同步电机失步保护:带时限动作同步控制回路或跳闸。7、失磁保护,带时限跳。8、非同步冲击保护。

9.2.4 6~35KV 线路继电保护配置、整定计算和设备选型的原则(226) 9.2.4.1、保护配置(表11-2-10)。9.2.4.2、整定计算(11-2-11)。3段线路保护:1速断:不能保护全长,2段:限时速断:0.5~1S,0.3~0.7S;3段:过流保护。

9.2.5低压线路的保护整定计算和设备选型的原则(226)

9.2.5.1一般规定:1、装短路、过负荷、接地故障保护。2、上下级动作应有选择性。3、电焊机,电动机保护{规范中1045}。

9.2.5.2短路保护228):1、短路电流>1.3倍断路器瞬动动作电流.2、不装短路保护的前提:被前段短路保护,电源侧为20A以下的保护电器,架空配电线电源侧有短路保护电器。

9.2.5.3过负荷保护:1、不装过负荷保护的前提:已由电源侧有效保护,不可能过负荷;2、反时限特性;3、动作特性满足的条件:Ijs(计)≤In(整)≤Iz(导);I2(可靠动作) ≤1.45Iz。4、损失大的应作用于信号,不跳闸。5、并联导体电流和。

9.2.5.4接地故障保护的一般规定:1、防止人间接电击。电气火灾,线路损坏。2、有防止间接电击的措施(5条之一)时,可不保护:3、防Ⅰ类的电气设备,50V。4、总等电位连接(4条),辅助等电位连接的效验:R≤50/Ia(1.3倍瞬时)。

9.3 变配电所自动装置及综合自动化的设计要求(229)

 9.3.1自动重合闸:1、3~110kV应装自动重合闸装置的位置:3kV以上架空/电缆混合,无备用电源自投时;旁路断。2、单电源自动重合闸方式的选择:一次重合闸;几段,重合闸前加速保护/顺序自动重合闸。3、自动重合闸装置:手动断开或故障保护动作,自动重合闸不应动作;元件损坏不应多次重合;断路器不正常时,闭锁。

 9.3.2 备用电源和备用设备的自动投入装置230):1、可装设的位置:双电源供电,其中一个常断备用;互为备用母线;备用变;两台所用变;备用机组。2、自动投入装置要求:断开后才投入备用;延时动作;投到故障保护加速;工作电源电流闭锁。

9.3.3自动低频减载装置(230):因故障功率缺额时,应由装置减次要负荷;电动机反馈造成频率和电压的降低,不应误动作。

9.3.4变配电所综合自动化的设计原则及远方监控的接口要求

9.3.4.1变配电所综合自动化的设计原则:9.3.4.2系统结构:站控层/间隔层;前置层连接;站控层集中设置。

9.3.4.3网络结构:站控层/以太网,间隔层/工控网,站控层与间隔层间为星形连接。110KV以下为单网。

9.3.4.4硬件设备(231):主机容量与规划容量一致;应设两套远动通信设备;应设置GPS对时设备;屏蔽双绞线,同轴电缆,光纤;前置机应冗余设计。

9.3.4.5软件系统(232):系统/支持/应用软件;能实现备用远动自动切换;TCP/IP通信;

9.3.4.5远方监控接口要求:1、自动化系统与所间通信要求:通信方式(串行)2、主控级计算机与所间通信要求:3、有校时装置。

9.3.5变配电所控制室的布置的一般要求(233)

9.3.5.1控制室的布置:控制屏/保护屏可在一室,主变/母线及中央信号装置的控制屏在主环正面;继电保护/自动装置屏在主环后面。计算机在单独房间布置,屏显在主环正面。

9.3.5.2控制屏及继电器屏的平面布置(234):1、控制屏(屏台)布置:红灯-右上;绿灯-左上;800宽控制屏每行控制开关不超过5个,操作设备中心线离地面不低于600,操作设备(800~1500);端子排距地不低于350mm。2、继电器屏面的布置:两套主保护装置宜布置在不同屏。由上到下排列:电流/电压/中间/时间-方向/差动/重合闸。信号继电器离地600mm,连接片300mm,不开门继电屏下250mm应设孔,屏背应为双门。纵向划分。


变配电所操作电源

10.1 直流操作电源的设计要求

10.1.1110KV直流系统的负荷:经常性(1~2Kw);事故负荷(事故照明负荷统计表(表12-1-1);冲击负荷(断路器合闸瞬间冲击电流)。

10.1.21OKV 及以下变配电所直流操作电源设计原则:一级负荷:电磁操作220v/110v蓄电池组,弹簧操作宜用小容量镉镍电池;中型电磁操作合闸宜硅整流,分闸可小容量镉镍电池/电容储能,重要:镉镍电池。弹簧操作:小容量镉镍电池/电容储能式硅整流;硅整流作为电磁操作合闸,应校电源保证断可靠合闸。小容量镉镍电池应满足分闸、信号、继电保护要求。

  10.1.3 直流系统接线

10.1.3.1铅酸蓄电池直流系统:直流系统及直流屏典型设计原则:单母线分段,不设端电池,固定防酸隔爆式GF 220V/104~107个,110V/52~53个,承受5~10A的短路电流,应设绝缘监察/电压监察装置,事故照明采用直流母线直接供电(236)

10.1.3.2镉镍电池直流系统(236):GNC高倍率,主要特点:可调压,充电电压较高,初期放电特性软,提高容量(放电倍率减小),浮充精度:±1%~2%,电压监视装置:2%~5%Ue;接线关系:(图12-1-1)(236)

10.1.3.3电容储能式硅整流直流系统:电容储能放电使保护跳闸,投资省,方便,可靠差。

10.1.3.4带镉镍电池组的整流直流系统:优点:可靠,信号灯直接,电机分批跳,蓄电池容量省。

  10.1.4蓄电池的选择及容量计算方法(237)

10.1.4.1铅酸蓄电池:型式;电压控制法:1、容量满足事故全停电时的持续放电容量(10小时)C10 2、满足各阶段电压水平>0.885Ue;3、电池数目的计算:(240)保证放电终了/充电末期>5%Ue(230/115V);(有端电池:220V-118个,110V-60个,基本电池/浮充电池:220V-30/106,108个;110V-16/52,54个。);(无端电池:维持直流母线电压水平/充电时,母线最大电压

10.1.4.2 镉镍蓄电池:(241)事故持续电流>30A,60Ah时宜选用中倍率;高倍率:全烧结/半烧结(优);镉镍电池容量选择:阶梯负荷计算法:负荷电流先大后小时,选最大的。基础为放电特性曲线;电压控制法(242):先算事故放电容量(1h),初选蓄电池容量,(电压效验)查表-得冲击放电电压。简化算法(243):高倍率镉镍电池,个数选择:高倍率180个(中172),浮充250V合闸,调到230V供控制母线,放电终了198V。

 10.1.5充电器的选择及容量计算 (244)

10.1.5.1铅酸蓄电池充电/浮充装置:1、额定电流:Icd=0.1C10(10h放电容量)+Ijc(经常)2、最高电压:220V/320V,110V/160V。调压范围:有端:110V/90~150V;220V/180~310V;无端:110V/55~165V;220V/110~330V。3、浮充电设备:经常+自放电电流选择,浮充电电压:110V/115V,220V/230V。

10.1.5.2镉镍蓄电池充电/浮充装置:磁饱和电抗器型,晶闸管整流型。保证硅整流备用电源可靠性:双电源备用、大功率电容、另外电源引来的馈线供电。

  10.1.6 直流设备的选择方法和布置要求(245):

10.1.6.1 硅整流:合闸-三相桥(最大断合电流);控制、信号、保护-单桥(负荷电流确定)。2、储能电容器(246):三相桥-9000μF, 300/350V;单桥-6000μF,电解电容,400/450V.3、铅酸电池:3Ah/5Ah,1.25V(1.4V~1.1V).4、熔断器:熔体:0.25~0.3倍额定合闸电流.

   10.1.6.2 蓄电池布置及安装要求:蓄电池室引出线裸铜母线,净高≮3m,蓄电池引出线用BV-P-防酸材料封堵。走道1.0m(0.8单侧),导电部分距离(0.8/1.0m(>250V)); 裸铜母线与墙距离≮50mm,母线支撑间≯2m。(247)

   10.1.6.3 蓄电池室对相关专业的要求:固定式铅酸蓄电池组应设专用蓄电池室;换气量15次,调酸室5次;通风电机应为防爆式;照明按一区防爆等级选用防爆灯,开关、插座应在门外(248)

10.2 交流操作电源的设计要求(248)

10.2.1交流操作电源的选用原则:宜选用弹簧储能操作合闸(应有弹簧拉紧/电动机运行信号),去分流分闸(CT向跳闸线圈供电)的全交流操作,直动式断电器。


防雷及过电压保护

11.1 电力系统过电压的种类和过电压水平

11.1.1系统运行中出现于设备绝缘上的电压

11.1.1.1设备绝缘上的电压:正常工频电压/暂时过电压(工频/谐振)/操作过电压/雷电过电压;过电压类型图(249)

11.1.1.2相对地暂时过电压工频(Um/√3)和谐振/操作过电压标幺值:(√2Um/√3),Um最高电压:220kV↓=1.15,220↑=1.1;范围Ⅰ:3.6~252,范围Ⅱ:> 252kV

11.1.2电气设备在运行中承受的过电压:雷电/内部过电压。

  11.1.3电力系统的过电压水平(250)

11.1.3.1工频过电压允许水平:110-1.3;35~66-√3;3~6Kv-1.1*√3标幺

11.1.3.2操作过电压允许水平:相对地:110-3;66-4;35-3.2;相间:3~110KV-(1.3~1.4*相对地)

11.2 交流电气装置过电压保护设计要求及限制措施

11.2.1雷电过电压及其对保护设计的要求

11.2.1.1雷电过电压:直接雷击、雷电反击、感应雷电过电压;1架空线上的雷电过电压:1、距离S>65m,感应过电压最大值计算;2、线上直击过电压,宜导致绝缘闪络,架避雷线;3、选塔杆接地电阻,减少雷电反击过电压;2变电所内的雷电过电压:直接雷击/反击/架空线上的雷电侵入波。高压配电装置防直击雷措施避雷针/避雷线,并采取防反击措施;所内设阀式避雷器减少雷电侵入波过电压;雷电侵入波保护范围为2kM以外。

11.2.1.2变电所的直击雷过电压保护(251):避雷针/避雷线,设集中接地装置,下列设施应装设。配电房屋顶避雷网8~10M/10~20引下线;露天的GIS可不防雷,但应接地;爆炸场所应设独立避雷针,并防雷电感应,间距要求:接地点间≯30m;避雷针宜设独立接地装置,与道路≮3m。35Kv以下的配电装置不宜装避雷针;接地点(雷/电)间≮15m; 35Kv在门型构架上装避雷针接地电阻≯4Ω;严禁安装未保护的其他线路。独立避雷针/避雷线与配电装置/接地装置间距离(253):空气中距离Sa不宜小于5m(为降低感应过电压Sa应尽量大),Se不宜小于3m。

11.2.1.3变电所范围雷电侵入波保护(254):1、防近区雷电闪络,1~2kM架避雷线,耐雷水平(表13-2-4)(259)。2、架空避雷线的防雷;电缆进线防雷;35KV以上的敞开高配每母线上装阀式避雷器,与主变及其他设备的电气距离(表13-2-1,13-2-2)(254);

中性点不接地变压器可不装保护装置;自耦变压器必须在自耦合的绕组出线上装设阀式避雷器;3~10kV配电装置,应在每组母线/架空进线上装设阀式避雷器,与主变电气距离不宜大于(表13-2-3)。排气式避雷器外间隙10KV-15MM,20KV-40MM

11.2.1.4 GIS变电所雷电侵入波保护(256);

11.2.1.5小容量变电所雷电侵入波保护过电压简易保护(257):3150~5000Kva/35kV;小于3150KVA供非重要负荷;简易保护的最大电器距离不宜超过10m。

11.2.1.6配电系统的雷电过电压保护(258):3~10KV配电系统

11.2.1.7旋转电机的雷电过电压保护(258)

11.2.1.8高压架空线路的雷电过电压保护(35KV):1、一般线路保护:不沿全线架避雷线,塔杆的接地电阻(表13-2-5),避雷线耐压水平(表13-2-4)。与架空线连接>50M的电缆应在两端装阀式 2、线路交叉部分保护:绝缘;避雷线间垂直净距(260)表13-2-6)且不小于0.8m;交叉档保护措施;3、大跨越档的雷电过电压保护:

11.2.1.9雷电过电压保护装置:(1) 避雷针/避雷线:单针保护范围计算(261);两根等高针;多支等高针;单根避雷线保护范围(262);两根等高平行避雷线保护范围(263);不等高避雷针/避雷线保护范围:作水平线,得等效顶点;山地按0.75折算;避雷针/线的联合保护(264)。(2) 阀式避雷器:选型:接地(宜金)\不接地(金/碳化硅)\GIS(应金)旋转电机选型(金/磁吹);串联间隙金额定电压无间隙金属电压(表13-2-7)(265);阀式残压71%;装多次动作记录器/磁钢记录器。(3)排气式避雷器:外间隙距离(表13-2-8);设置要求,应装动作指示器(4)保护间隙(266):主间隙距离(表13-2-9),辅助间隙间距(表13-2-10)

11.2.2暂时过电压及其对保护设计的要求(266)

  11.2.2.1暂时过电压(工频/谐振)的性质:1、工频(1S,2%~3%) 对110kv↓电网设备没有危害。2、限制谐振过电压的方法:

11.2.2.2暂时过电压(工频/谐振)的保护:可能出现谐振的范围;电磁谐振过电压(267);消弧线圈(脱谐度)

  11.2.3操作过电压及其对保护设计的要求(268)

11.2.3.1 操作过电压的性质:4Urg

11.2.3.2 操作过电压的保护:(269)

绝缘配合:1、少雷区15,中15~40,多40~90,特强90;2绝缘配合标准:P=101.325,T=20,H=11g/m3;3、绝缘配合中操作冲击电压的波形:+250/2500,雷电:1.2/50;4、绝缘子串的片数:35Kv-3片,110Kv-7片,220Kv-13,330-16片。5、设备耐冲击电压:(255) 6、雷电下的绝缘配合:雷电冲击强度。7、计算方法:统计法,简化统计法,确定性法。8、绝缘子风偏风速:工频过电压/最大;操作/0.5最大;雷电/10m/s,15m/s

11.3.1建筑物的防雷分类(规范中1633)

11.3.1.1按重要性、使用性质、发生雷电事故的可能和后果分为三类。11.3.1.2第一类(270):0,10,1;11.3.1.3第二类:1,2,11,>0.06,<0.3;11.3.1.4第三类:0.012~0.060.06~0.3

 11.3.2建筑物的防雷措施( 270):

  11.3.2.1一般规定:1、防直击雷/防雷电波侵入/防雷电感应(一类,二类456)2、无法隔离时应等电位连接。

11.3.2.2第一类防雷措施

1、防直击雷措施:(规范中1637)避雷针/避雷线,保护网5X5,6X4m;与管帽距离(表13-3-1)或管口上5m半球体避雷针接地与建筑距离计算(271);架空避雷线至风帽距离计算,但≮3m架空避雷网至风帽距离计算,但≮3m(272)冲击电阻不宜>10Ω。

2、防雷电感应的措施:金属、混凝土屋面18~24m引下接地一次,<100mm跨接(30m一次),屋内接地干线与防雷电感应的接地装置连接,不应少于2处。设环形接地体。

3、防雷电波侵入的措施:低压线路宜全线电缆直埋或15m(埋地长度计算)(273);架空管道25m接地一次,不应>20Ω;

4、屋面避雷引下线不应少于2处,不应大于12m,应装设均压环,距离不应>12m。设环形接地体敷设方法(273)计算补加接地体长度。当大于30m时,应设防侧击雷措施:间隔≯6m,总配宜设过电压保护器。

5、当树木高,与建筑净距不应小于5m。

11.3.2.3第二类防雷措施(274): 1、(规范中1640)10X10,12X8M的网络;2、突出屋面的物体保护 3、引下线不应少于2处,不应大于18m,4、冲击电阻不应>10Ω,各接地间间距≮2m。5、利用钢筋作为引下线,基础内设人工基础接地体的规定(表13-3-2)6、与其他建筑接地相连,可不记接地电阻。7、防雷电感应的措施:(276)8、防止引下的对附近的雷电反击,距离计算;变压器高、低压侧均装避雷器 9、防雷电波侵入措施:10、防侧击雷措施:45M11钢气罐>4mm壁厚,可不装接闪器,应2点接地≯30m

11.3.2.4第三类防雷措施(278):1、20x20,24x16 20 2、不宜>30Ω 2、引下线间距不大于25m。9、防雷电波侵入措施防侧击雷措施:60m

11.3.2.5其他防雷措施:1、一~三类防雷兼有的选择,30%。2、只有部分一~三类防雷时(280)

11.3.2.6特殊建、构筑物的防雷措施:(280)

11.4 建筑物防雷设计的计算方法和设计要求(283)

 11.4.1防雷装置的设计要求(规范中1646)

11.4.1.1 接闪器的一般要求:1、避雷针12,16。2、避雷网/避雷带8。3、架空避雷线/网≮35mm2.4、金属屋面。5、屋顶永久性金属物 6、混凝土构件 7、不得利用共用天线上的接闪器保护建筑物。

11.4.1.2接闪器的选择

11.4.1.3接闪器的布置(表13-4-1):采用滚球法、避雷网。

11.4.1.4引下线:距地0.3~1.8m设断接卡。≮0.3m设连接板,地上1.7~-0.3m设保护。

11.4.1.5接地装置:垂直接地体2.5M,埋深0.5M;降低接地电阻的方法,人工接地体距入口不应小于3m,措施(285)。

 11.4.2滚球法确定接闪器的保护范围(286)

11.4.2.1单支针保护;11.4.2.2双支等高针保护 11.4.2.3双支不等高针保护 11.4.2.4矩形布置的四支等高(288) 11.4.2.5单根避雷线(290) 11.4.2.6两根等高避雷线保护;11.4.2.7边沿避雷(292)

11.4.3防雷击电磁脉冲(292)(规范中1648)

   11.4.3.1一般规定:11.4.3.2防雷区:LPZ0A直接雷击) LPZ0B  (不可能>滚球半径直击) LPZ1(不可能直接雷击,电磁场可能衰减) LPZn+1后续区,各区间界面做等电位连接,并宜采取屏蔽措施。

11.4.3.3屏蔽、接地和等电位连接的要求:1、基本屏蔽措施2、接地应采用共用接地装置,各建筑间宜连接。各种连接导线的最小截面(13-4-2)(294)。

11.4.3.4对电涌保护器和其他的要求(296):1、电源必须采用TN-S系统。2、屏蔽线路的屏蔽层截面应符合要求计算(13-4-18)电缆绝缘的耐冲击电压(表13-4-4)4、电涌保护器能预期通过雷电流(297)5、最大持续运行电压Uc应符合:TT,1.55Uo相;TN/TT(3),1.15;IT,1.15U线。SPD-Ⅰ级分类产品。M\S型接地装置。

建筑物年预计雷击次数计算(规范中1656),冲击接地电阻与工频接地电阻的换算(规范中1658)


接地

12.1 电气装置接地的一般规定 :接地分类工作(系统)接地,保护接地,雷电保护接地,防静电接地;自然(应校热稳定)接地电阻(工频接地电阻);应考虑干燥/季节变化;4、应降低接触电位差/跨步电位差并符合要求:允许值计算(299),(319计算)

12.2 电气装置保护接地的范围(300):电气装置的金属部分应接地的;电气设备/生产中可不接地的:

12.3 电气装置接地电阻的要求(300)

12.3.1变电所电气装置的接地电阻

    12.3.1.1变电所保护接地的接地电阻要求:1、有效接地系统:R的计算R≤20##/I,I-对称分量最大值,R不得大于5Ω。2、不接地系统中R;发电厂/低压装置共用R不应大于4Ω;高压电气R不宜大于10Ω。消弧线圈接地系统I的确定(301)

    12.3.1.2变电所雷电保护接地的接地电阻要求:1、独立避雷针不应大于10Ω 2变压器门型构架上安装针的要求。(301)

12.3.2架空线路的接地电阻(301):1、架空塔杆保护接地不宜大于30Ω。2、有避雷线的塔杆接地电阻(表14-3-1)

12.3.3配电电气装置的接地电阻(302)

  12.3.3.1不接地系统保护接地应符合要求:1、与建筑共用接地装置:变压器在外不应大于4Ω变压器在内不宜大于4Ω 2、非共用接地装置不宜大于10Ω

12.3.3.2低电阻接地接地电阻;12.3.3.3配电变与变压器保护接地应共用;12.3.3.4柱上电气,接地电阻不应大于10Ω

12.4 电气装置的接地装置设计要求(302)

12.4.1接地装置的一般规定

12.4.1.1测量井;12.4.1.2引外接地装置,两点接地;12.4.1.3高土壤电阻率地区,降低接地电阻的措施:12.4.1.4在冻土地区采取的措施。12.4.1.5接地装置应符合热稳定,均压的要求,接地导体最小尺寸(表14-4-1)12.4.1.6接地装置的防腐蚀设计要求(303)。12.4.1.7接地电阻的测量

12.4.2变电所电气装置的接地装置(303)

12.4.2.1应敷设水平接地级为主的人工接地网。深≮0.6m,均压带(等距/不等距布置)

12.4.2.2有效接地系统接地电阻不符时应符合的要求:采取隔离的措施(303)

12.4.2.3接触电位差/跨步电位差超过规定值时的措施

12.4.2.4变电所接地装置与线路避雷线相连,应有分开点,接地线≮15m

12.4.2.5采用专用敷设的接地线的部位:(304)

12.4.2.6非专用敷设的接地线的构成

12.4.2.7有效接地系统接地电阻的热稳定效验:钢400/铜450/铝300(311计算)

12.4.2.8不接地系统接地电阻的热稳定效验:长时间温度:地上150/地下100,选接地线,按单相接地故障60%(上)/75%(下)

12.4.2.9架空线,两相异地短路效验热稳定;12.4.2.10潮湿场所接地线离墙不应<10mm;12.4.2.11 防机械损伤/化学腐蚀

12.4.2.12接地线涂15~100mm的绿/黄相间的条纹;

12.4.2.13变电所电气装置中电气设备接地线的连接要求(305):应焊接,搭接宽度扁钢宽度2倍/圆钢直径6倍;各接地部分应独立接地,严禁串接。

12.4.2.14变电所GIS接地线的要求:应设环形接地母线。

12.4.2.15避雷针的集中接地装置应与主接地网连接长度不应小于15m

12.4.2.16配电房屋顶避雷网8~10M/10~20引下线,设集中接地装置

   12.4.3架空线路杆塔的接地装置(305)

12.4.3.1高压架空线路杆塔的接地装置的型式:ρ≤100Ω.m,可不设人工;放射形接地极每根最大长度(表14-4-2)

12.4.3.2计算雷电保护接地装置采用的土壤电阻率计算(雷季中最大可能数据)

12.4.3.3单独接地极或塔杆接地装置的冲击接地电阻计算:Ri=aR

12.4.3.4垂直接地体间距不应≮长度2倍,水平间距不宜≮5m;n根等长水平接地体冲击接地电阻计算。

12.4.3.5多根垂直接地体冲击接地电阻计算(307); 12.4.3.6钢筋混凝土杆的接地

   12.4.4配电电气装置的接地装置(307)

   12.4.5 建筑物电气装置接地设计要求

12.4.5.1接地装置的接地电阻和总等电位联结:1、配电变压器在建筑物外:R≯4Ω,>50m重复接地;2、配电变压器在建筑物内:3、低压电源供电R≯4Ω;4、TT系统;5、IT系统,R计算;6、总等电位联结部位(308)7、绝缘子铁脚的接地规定;8、可与防雷共用接地。

12.4.5.2建筑物电气装置接地装置和保护线(309):1、一般要求;2、对地接地:接地装置的选择和安装;接地极采用的型式;接地极的安装要求;埋地接地极的最小截面(表14-4-4)3、保护线(310):保护线的最小截面计算,并符合表(14-4-5)的规定。保护线计算系数k的计算(312)截面有机械保护不应小于2.5MM2;无机械保护不应小于4MM2保护线构成;符合要求的金属外护物或构架作为保护线布线的护套或金属外皮作保护线,电气用的其他导管严禁用作保护线。装置外导电部分作保护线;⑦金属水管作保护线;⑧装置外导电部分严禁用作保护中性线⑨保护线的设计和安装要求:开关严禁接入保护线(311)。4、接地装置;5、等电位连接线:一半,6,25;水表必须跨接连接。

 12.4.6接地装置的热稳定校验(311)

1根据热稳定条件,未考虑腐蚀时,接地线的最小截面计算(14-4-8);接地极不应小于75%

12.4.7保护线计算系数k的求取方法(312):计算,查表

12.4.8人工接地极工频接地电阻的计算(313):1、垂直接地极计算(14-4-12),接地极直径换算;2、不同形状水平接地极的接地电阻(313~314)3、边缘闭合的接地网计算;4、人工接地极工频接地电阻简易计算(表14-4-12)(315)

  12.4.9架空线路杆塔接地电阻的计算(315)

12.4.9.1杆塔接地装置的工频接地电阻

12.4.9.2杆塔接地装置与单独接地极的冲击系数

12.4.9.3杆塔自然接地极的冲击系数(316):在ρ≥300Ω.M 时才考虑。

12.4.9.4接地极的利用系数:冲击利用系数查表(表14-4-14),工频利用系数

12.4.9.5工频接地电阻的简易计算:(表14-4-15)

  12.4.10 土壤和水的电阻率参考值(317)

12.5 低压系统各种接地型式的适用范围(317)

  12.5.1低压系统接地型式:(318)

  12.5.2各种接地型式配电系统的适用范围(319):IT短路电流为电容电流。

12.6 接触电压、跨步电压计算方法(319)

  12.6.1接触电压和跨步电压:最大跨步电势:接地网外地面上水平距离0.8m对网边缘的电压。接地网网孔中心对接地体的最大电位差-最大接触电势

 12.6.2变电所经接地装置的入地短路电流及电位计算(320)

12.6.2.1计算用入地短路电流的计算:所内/所外计算I。

12.6.2.2计算用入地短路电流的计算取两式中较大的I值,计算接地装置的电位、接触电位差、跨步电压差。

1、接地装置的电位计算(14-6-3):Ug=IR

2、均压带等距接地网地表面的最大接触电位差、跨步电压差计算

2、均压带非等距接地网地表面的最大接触电位差、跨步电压差计算(321)

接地电阻:接地极/自然接地极的对地电阻+接地线电阻;A类电气装置:500kV及以下的电气装置;R工频=a*R冲击(线路),a>1;集中接地装置作用:加强对雷电流的散流,降低对地电位;特殊场所的接地保护(规范上632),分区(规范上767);减少接触电压、跨步电压的措施:高阻地面,深埋接地装置,增加接地极,敷设硕士地面


电气传动

14.1 电气传动系统的组成及分类

14.1.1电气传动系统的主要组成部分:电动机,电源装置,控制装置。

14.1.2电气传动系统电源装置的分类:1、母线供电装置:交/直流;2、机组变流装置:直流发电机/变频机组;3、电力电子变流装置: 整流装置/交流调压/变频装置:交-直-交/交-交。(自关断器件)

14.1.3电气传动控制系统的分类:1、按用的器件分:电器控制(继-接触器控制);电机放大机/磁放大机控制;电子控制装置(电子管/半导体管/集成电路)。2、按工作原理分:逻辑控制(主令/可编程控制器控制起,停,正反转,变速);连续速度调节:机组/变流装置控制;开/闭环/复合控制;模拟/数字/混合控制;直流采用双环线路;交流采用V/F比,转差率,矢量控制。3、按调速种类分类:不调/调,变流器供电;直流/交流调速。

14.2 电动机的选择(370):

14.2.1电动机的类型、工作制及其自然机械特性:

   14.2.1.1电动机的类型:(370);直-励磁(他/串/复)/永磁;交-异步(鼠笼/绕线)/同步(普通/无环向器(励磁/永磁)/磁阻)。

14.2.1.2电动机的工作制:1、定义;2、工作制类型(表14-2-1)S1(连续,铭牌额定运行);S2(短时,未到热稳定停机);S3(断续周期10/30/60/90min,各周期未到热稳定);S4(包括起动的断续周期);S5(包括起动,电制动的断续周期);S6(连续周期(空载),未到热稳定停机);S7(包括电制动的连续周期,未到热稳定,FC=1);S8(包括负载/转速变化的连续周期,未到热稳定)。S3/S6周期为10min;S2/4/5/6/8负载率均为15/25/40/60%;S4/5/7/8每小时等效起动次数为150/300/600次。

14.2.1.2电动机的自然机械特性(373):1、自然机械特性(图14-2-1);2、机械特性/计算公式/主要性能(表14-2-2)(373~376);

交流:ωs=2ПNs/60;Ns=60f/p;S=Ns-Nn/Ns.直流:n=U-Ia(Ra+R)/KeФ;Ns=U//KeФ,Mn=9565Pn/Nn

14.2.2电动机的选择方法(376)

14.2.2.1电动机选择的基本要求:(技术经济合理)电机的额定容量有裕量0.8~0.9, 同步电机不需。

14.2.2.2电动机选择步骤:(图14-2-2)

14.2.2.3电动机类型/转速/电压及防护式的选择:1、类型选择:1)无要求,笼式/功率大,连续选同步;2)绕线电机:重载启动/调速范围不大,低速短。3)特殊要求应比较,风/泵应调速。

2、转速的选择:1)不调速高速/中速-异步/同步直接;2)不调速的低转速-减速机;3)需要调速的-留10~15%向上调裕量。

3、电压的选择(377):根据额定功率/系统电压,电动机额定电压和容量范围(表14-2-3~14-2-4)(378)

4、电动机结构防护形式与冷却方式的选择:1)防护形式,IP W气候 X防接触 X防水 S(M)静/转 (表14-2-5~14-2-6)(378);2)冷却方式:IC 介质 X布置 X介质驱动(1可不写)(表14-2-7~14-2-8);第一/第二冷却(外到内)。3)根据环境条件选择(381):(表14-2-9)。

5、电动机绝缘等级,海拔高度,结构及安装形式的选择:1)绝缘等级及允许温升:40℃↓,A,E级,湿热-E级;40℃↑F,B级;恶劣,H级;各种材料允许工作温度及温升(表14-2-10(382));空气<40℃时的电机各部位允许温升(表14-2-11)(382);温升时间常数:小/0.5h,大/3~4h,冶金40~60min。

14.2.2.4电动机额定功率选择:S=P/cosФη。η=Pe/Ps 1、连续平稳机械(最大连续定额电机)按机械轴功率选,重载(起动条件效验,同步/校牵引转矩)。2、短时-按机械轴功率选,可按允许过载转矩选周期电机;3、断续周期:不同负载率/起动次数下的允许输出功率,按允许过载转矩效验。负载率大于60%时加机械通风或连续电机。电机负载持续率FC:周期时间/通电时间总和。4、连续周期变化,按等值电流法/等值转矩法选,按过载转矩校。5、适当的储备系数

14.2.3电动机容量校验及修正(383):Pn=MnNn/9550

14.2.3.1各种工作制电动机容量效验:1、负荷平稳的连续工作制电机(S1):按轴功率确定额定功率:(14-2-1),需调速直流机(14-2-2)Pn=M1 nmax/9550;按起动最小转矩/允许最大飞轮矩效验鼠笼/同步机(顺利启动,启动不过热)。

2、周期性波动负荷连续工作制电机(S6)(384)校发热/起动最小转矩/最大飞轮矩/过载。1)校发热:用等效电流法(In>等效电流,通过);2)等效转矩法(通过负荷转矩曲线验算,不用于直流串励,弱磁高转速修正)。3)效验过载转矩:转矩过载倍数(表14-2-12(386))。

3、短时工作制电动机(S2)(385):按过载能力选(14-2-9)Mn=M1max/0.75λ;短时发热校(接点时间长,容量小)步骤:损耗-温度过载系数——曲线求Txu/T——已知T求Txu——Txu>ts。T 温升时间常数

4、反复短时工作制电动机(S3/4/5/7/8)(386):效验:等效电流法、等效转矩法、平均损耗法。

1、等效电流法(等效转矩法)2、平均损耗法(388)频繁启动电机。3、允许小时接电次数法:经常起停的鼠笼电机。4、按允许动态时间常数效验:锟道用鼠笼电机。

14.2.3.2电动机容量的修正:1、环境温度变化的修正:计算P=XPn ,X修正系数计算(14-2-23)。温度大于10℃时,厂家定。

2、散热条件恶化的影响:换算到暂载率为100%的等效力矩:公式计算(14-2-24)。

14.3  交、直流电动机的起动方式及起动校验(389)

 14.3.1电动机的起动条件:

14.3.1.1电动机的起动有关规定1、起动电压应保证起动转矩。2、交流电机起动时电压要求:频繁起动,90%;不频繁起动85%;无照明,不频繁起动80%;配电母线上未接其他电气,可只满足起动转矩要求,对低压机应保证接触器的释放电压

3、鼠笼/同步电机的起动方式选择:1)全压起动(390):电压符合规定/能承受全压冲击转矩/对起动无特殊要求。2)降压起动。3)与调速方式配合。4、绕线式电机应在转子中接入频敏变阻器或电阻器起动要求:起动电流平均值不大于额定电流2倍;启动转矩满足要求;与调速方式配合。5直流电机宜采用调节电源电压或电阻器降压起动:起动电流不大于额定电流1.5倍;启动转矩/调速特性满足要求。

14.3.1.2电动机的起动条件(直接/降压起动)(390):1、电压降10%,15%,最大20%或按起动转矩确定。2、起动功率不超电网过载能力:当起动容量以24H启动6次,15s/次,变负载率小于90%时,最大起动电流可为变的额定电流4倍。3、起动转矩大于机械的静阻转矩端电压标幺值计算(14-3-1)。4、保证电机动/热稳定。5、降压起动方式选择:低压:星-三角/自耦;高压:电抗器/自耦/准同步/变频。

6、电动机起动方式及特点:(表14-3-1)应先计算起动电压起动方式和供配电系统,根据起动电流或容量效验供配电和起动电器的过负荷能力。7、选择降压起动需满足的基本条件:1)电压应能满足起动转矩端电压计算(14-3-2),静止转矩(表14-3-2);2)低压电机保证接触器线圈电压释放电压。3)大型高压电机的起动时间计算(392),铜制阻尼笼不超过300

 14.3.2异步电动机的起动方式及计算方法(392)

14.3.2.1鼠笼转子异步电动机的起动方式及计算方法:1、优先采用直接起动。电网允许直接起动功率(表14-3-3):发电厂/0.1~0.12,变压器(20%,不频繁30%),高压短路容量3%,变压器机组80%;变压器允许的直接起动功率(表14-3-4)。

2、鼠笼转子异步电动机的减压起动计算(393):鼠笼异步电动机各种起动方式比较表(表14-3-5)。

1)Y/起动:空载/轻载起动,1/√3U,1/3I,1/3M。2)延边起动(394):9出头,计算。3)三相电阻降压起动(395):消耗电能大,起动电阻计算:求允许起动电压,允许阻抗,每相允许的外加电阻,外加降压电阻,按等效起动电流/外加降压电阻选电阻器。4)电抗器降压起动:计算(402)。5)自耦变压器降压起动:起动转矩高,电流小。自耦变压器容量的计算(396)

14.3.2.2绕线式转子异步电动机的起动方式及计算方法(397):电阻分级启动/频敏变阻起动(恒转矩)。1、转子串电阻分级启动计算:1)分析法:起动级数q(表14-3-6)(398)——求λ——求额定电阻Rn——确定各级电阻。2)图解法。2、转子串频敏变阻器起动:1)无触点电磁元件(三相电抗器)。随转子电流频率的减小,电抗/电阻下降,得恒定的起动转矩。(图14-3-4)。2)适合于反接制动/频繁正、反转工作的电机。不适合低速/起动转矩大的机械。3)频敏变阻器类型选择(表14-3-7)。4)改变气隙σ/绕组匝数N,可变启动电流和转矩;N↑-I↓-M↓; σ↑-I↑-M↑,冲击↓。

 14.3.3同步电动机的起动方式及计算方法(401): 电抗器/自耦变压器/变频软启动。

14.3.3.1直接起动的条件:估算Pn/2P≤250~300(3kW),200~250(6Kv);按母线电压水平核算:计算(402);

14.3.3.2减压起动计算:两种降压起动的比较表(表14-3-8)403)

1、电抗器减压起动:条件计算,每相电抗值的计算。2、自耦变压器起动:起动电流小,起动条件计算。3、变频起动(404):大功率晶闸管实现平滑起动。特点:起动平稳,冲击小/起动电流小/装置功率5~25%/公用/便于维护。

14.3.4直流电动机的起动方式(404):直流电机宜采用调节电源电压或电阻器降压起动,起动电流不大于额定电流1.5倍。大/中型电枢串电阻/降压起动,起动转矩大。他励-调压起动。

    14.3.4.1直流并励电机的起动:电阻分级起动与绕线式电动机计算方法相同(397)。

14.3.4.2直流串励电机的起动(404):图解法。

14.4 交、直流电动机调速技术(405):手动/开/闭环。

 14.4.1直流电动机的调速

       14.4.1.1分类与静态指标(406):1、分类:无极/有机;向上/向下调速;恒转矩(电枢串电阻,调压)/恒功率(减励磁)调速。2、静态指标:1)调速范围:D=Nmix/Nmin。2)静差率:S=N0-Ne/N0;3)稳速精度μ= Nmix-Nmin/ Nmix+Nmin

14.4.1.2调速方法:1、调速原理:机械特性方程。2、调速方法:1)改变电枢回路电阻调速:(407)(408),特性软,负载反接制动-低速,有极调速;串/并联调速,空载转速降低。2)改变电枢电压调速(409):空载转速N0变,斜率不变。直流电机改变电压调速的方法(电源变化)比较(表14-4-1)(410)。3)改变磁通调速:调接励磁回路串接电阻,改变励磁电流和励磁电压;调速范围有限,无换向极/1.5,有/3~4倍,有补偿绕组4~5倍。4)三种调速方法的比较(表14-4-2)(411)。

        14.4.1.3直流传动装置的选择与计算:1、晶闸管变流装置主回路方案选择:(表14-4-3)(413),计算系数及特点见(表14-4-4)。

2、晶闸管供电可逆传动系统(412):一象限运行(第一/三象限);两象限运行(第一/四象限或二/三象限);四象限(图14-4-8),运行方式图及工作状态(图14-4-10)。直流电机可逆方式比较(表14-4-5)。需要的晶闸管容量少。

3、变流变压器的计算(417):1)计算变流器输出电压Ud:(14-4-8),阻抗电压百分比估算(表14-4-6)(418);在调压系统Ud为电机额定电压。2)变流电压器二次相电压调压系统二次相电压计算;对转速调节系统应校验转速超前5%/电压向下波动是的条件;励磁电流调节二次相电压计算;三相桥式整流转速调节系统,相电压与电机额定电压的关系;标准电压表(表14-4-7)。3)变流变压器二次和一次相电流:4)变压器的二次容量,一次容量,等效容量计算(420)。5)设计/选择变流器还应考虑的问题:短路/体积,机械强度大;过电压/绝缘强度大;漏抗略大;中点浮动/三角绕组,附加绕组。

4、交流进线电抗器的选择(420):供电电源容量为单台5~10倍,500KW以上用专变/以下用公变,公变容量为100倍,电压降≮4%,换相瞬间电压≯20%。电感量选取计算(14-4-22),常用数据(表14-4-8)。

5、直流回路电抗器的选择和计算:三台/二台(比推荐)。

14.4.2交流电动机的调速(422

      14.4.2.1交流调速分类(423):1、概述:转速公式:n=60f/p(1-s);基本调速方法:变极对数/变转差率/变频。

2、调速方法:1)变极调速;2)转子串电阻调速:改变转差率;3)串极调速(绕线):转子中引入外加电动势,改变转差率。电气串极方式(恒转矩特性);电机串极方式(恒功率特性);低同步串极调速;超同步串极调速。4)调压调速:晶闸管反并接,小容量。5)电磁转差离合器调速:鼠笼与负载间,调节励磁。6)液力耦合器调速;7)变频调速:a.间接变换(交-直-交):电压型/恒压源特性;电流型/恒流源特性;脉冲宽度调制变频(PWM):功率因数高,谐波少,调速范围宽,响应快。B.直接变换方式(交-交)转换频率不高1/2~1/3。8)无换向器电机调速:用同步的交流电源改变同步机,变频率/电压。

3、交流调速系统的特点(426)1)交流/直流传动特点的比较直流电机的缺点:结构复杂/换向能力/动态特性/效率低/散热差。交流电机特点:(调速困难)/减少维修/功率,速度/减小转动惯性/节能,节水/提高可靠/成本低。2)调速系统分析、应用、发展特点:a.系统分析特点:近似简化处理,讨论动态结构图,传递函数;变频调速仅考虑转矩(电流/电压)控制环。B.系统应用特点:c.系统发展趋势特点。

14.4.2.2低压交流电机的简单调速方法:1、常用交流调速方案比较(表14-4-9)(427)。

2、简单交流调速(429):1)改变转子电阻调速:额定转差率计算(14-4-24)R↑-S↓-n↓;电阻计算(397);900↓/星形1800↑双星形接线。2)变极调速(430):a.变更极对数方法:双/三/四速接线方法(图14-4-27~29)(431)b.变极调速的控制线路:(图14-4-30)(433)。

3)定子调压调速(432):电磁转矩公式;a.常用晶闸管交流调压电路比较(图14-4-32)(434)。B.电压调速特性扩大调速范围用高阻转子电机/绕线电机+外接电阻。提高硬度:采用闭环控制。C.调压调速的功率损耗(435):转差功率损耗计算:(负载特性a:0/恒转矩;1/转矩与转速成比例;2/转矩与转速平方成比例)不同负载转差功率损耗系数(表14-4-10)高次谐波对电机影响(436):使电机损耗加大/感抗加大,降低COSФ,影响输出转矩/产生6倍基波的脉动转矩,应适当增加容量数据(436)。D.调压调速优缺点及适用范围:损耗大/效率低。

14.4.2.3电磁转差离合器调速(437)(滑差调速):1、组成:鼠笼电机与负载之间。2、电磁调速电机的机械特性:软特性,<10%Mn有失控区.3、特点:简单可靠/无极调速/平稳/无谐波/控制容量小1~2%/低速效率低/负载端速度损失大/有10%失控区/适合通风机,水泵,不适合恒功率负载。

14.4.2.4晶闸管串级调速工作原理(438):绕线转子中交-直-交,反馈。1、功率传递关系:5种工作状态。低同步串极调速;高同步串极调速。2、串级调速原理及特点(440):改变比较电压Uc,即可调速Uc↑-I2↓-n↓;特点:大容量/无极/无制动转矩/无失控区/cosФ低/电网电压影响。

14.4.2.5变频调速的原理,特性和分类(440):1、原理及机械特性:定子电压/电磁转矩/最大转矩/电磁功率的计算公式。恒转矩调速,u/f比为常数控制,磁通不变,效率/cosФ/最大转矩倍数不变,函数发生器补偿电压降-恒转矩。超速=恒功率调速。

2、分类和特点比较:变频电源:旋转变频机组/静止变频器。静止变频器分类:1)结构分交-直-交/交-交主要特点比较(表14-4-11);2)按电源性质分:电压型(电容储能,多电机)/电流型(电感储能,频繁急加速电机)主要特点比较(表14-4-12)(444)。3)按控制方式分:u/f(VVVF)控制:开环控制;转差频率控制:调速精度提高;矢量控制:提高动态特性

3、交-直-交电压型变频调速(446):1)框图;2)逆变器的工作原理:大电容滤波,电压源。180度导通顺序及相电压值(表14-4-13)(448);输出电流有效值与输入直流电流关系/波电压有效值与直流电压关系,计算(449)。

4、交-直-交电流型变频调速(449):1)控制系统:E/f比为常数控制.2)变频器工作原理:(450)

5脉冲宽度调制(PWM)变频调速(451):输出变频变压。脉宽变电压/调制周期变频率。三种脉冲:单/多/正弦脉冲。1)单脉冲调制(452);2)多脉冲调制:每半周的脉冲数计算;3)正弦脉冲调制,控制幅值,控制输出电压。 优点(454):中间直流电压不变,调压均在逆变器内,快速调速,功率因数高,减少谐波。频率高脉冲数越少;脉冲数/宽度与基波电压/频率比例变化。

6、交-交变频调速(454):1/3~1/2f下调速,适用大容量低速装置。1)基本工作原理:整流电压公式。控制a角,控制输出电压;变频器换流采用电源自然换流。2)主电路接线方式及环流控制(455):无环流方式(456);可控环流方式。直流偏值,改善功率因素。3)交-交变频器的特点与直流调速装置比较(457):a.特点:晶闸管多/频率调节范围小,fmax计算。用于大型同步机。

B.交-交变频器与直流调速装置比较(458):维护时间6/2个月;控制相同,费用较高;效率比直流高2%;cosФ低10%,有旁频谐波,都有5,7,11,13,次谐波,高次谐波含量少1/3;较小转动惯量,缓冲震荡;2000KW以上总费用低。交-交变频用在2000KW以上低速可逆传动中。

14.5 交、直流电动机电气制动方式及计算方法(458):机械/电气制动(能耗(动力),反接,回馈(发电,再生)制动)。

 14.5.1能耗制动(458):电动机断开电源,改为发电状态。鼠笼/绕线:定子通入直流励磁电流(1~2倍),电压48/110/220V。同步:定子接电阻,转子接励磁电流。各种能耗制动的性能比较(表14-5-1),采用的场所:直流并励/同步大容量/交流高压/单变流不可逆晶闸管供电。

 14.5.2反接制动(460):电源极性反接。各种反接制动的性能比较(表14-5-2);转子中串电阻,限制反接电流。直流继电器1/2处。

 14.5.3回馈制动(461):转速大于空载转速,电能返回电源。位能负载场所。回馈制动的性能比较(表14-5-3)(462)。

14.6 电动机保护配置及计算方法(462)

 14.6.1高压电动机继电保护配置、整定计算(462)(223)

       14.6.1.1 3~10kV电动机继电保护装设的原则:1、异步/同步应按相间短路保护。2、相间短路保护电流速断保护:两相式;纵联差动保护:三相式,BCH-2/DL-11,避开启动电流/外部短路同步输出电流/ct二次断线。无时限动作于跳闸,同步灭磁。3~10KV电动机的继电保护装置设置要求(表14-6-1)。3、单相接地保护5A信/10A跳(0.5~1S)。4、低压保护:异步/60~70%,同步50~70%。时限0.5~1.5S。保安:50%,5~10S。5、过负荷保护:20s以上起动时间。使用GL/LL-10反时限继电器。6、失步保护:反应定子过负荷/反应转子交流分量/反应电压/电流同相角。 (464)7、防止非同步冲击的保护。

14.6.1.2 3~10kV电动机保护整定计算:1、电流速断保护:(表14-6-2)。2、差动保护:(表14-6-3)。3、过负荷保护:(表14-6-4)。4、单相接地保护:(表14-6-5)。(467)5、低电压保护:(表14-6-6)。5、失步保护:反应定子过负荷(表14-6-7)(468)。

 14.6.2低压电动机保护及控制电器的选择(468

       14.6.2.1 电动机保护方式:应装短路/接地保护,另装过载、断相、低压保护。

1、短路/接地故障保护:1)数台电机可合用一套的条件:总电流≯20A/工艺上要求的。2)保护器件的装设规定:短路保护应兼接地保护;熔断器/断路器应L相上装;过流脱扣/继电两相上装,同一系统应装在相同两相。

2、过载保护:1)装设规定:限制起动时间的应装,3KW以上的电机宜装;短时/断时可不装,防堵转要装。2)采用热继/反时限脱扣。

3、断相保护(469):1)装设规定:熔断器应/断路器宜装,断路器为控制时不装;短时/断时<3KW的不装。2)采用断相热继。

4、低电压保护:1)装设规定:不允许自起动的电机,次要电机/瞬动;不允许自起动的重要电机0.5~1.5S,长延时的重要电机9~20s;宜采用断路器欠压脱扣器保护。

   14.6.2.2 隔离电器的装设和选择:1、每台电机主回路应装隔离电器,符合隔离要求的短路电器可兼隔离电器。2、就近安装,防误操作。3、隔离电器的种类:半导体电器严禁用于隔离电器。

  14.6.2.3 短路和接地故障保护电器的选择:1、熔断器的选择:1)熔断器的选择要求:保护电机型/熔体>电机额定电流。2)熔体按电机起动时最大电流选择。计算在(150)。2、断路器:电动机保护型,瞬时脱扣电流为起动电流2~2.5倍。可不装长延时。如装长延时7.2倍动作时间>起动时间。

  14.6.2.3 过载和断相保护电器的选择:1、长延时7.2倍动作时间>起动时间,接近不小于电机额定电流。2、增安型应选用专用热继,防堵转过热。3、热继电器的选择:反接制动/密集通断的不宜装热继,整定0.95~1.05倍。断相保护选带差动导板的三相热继。断续工作/负载持续率(图14-6-1)选。

14.7 低压电动机控制电器的选择(471)

 14.7.1 一般规定:分别设控制电器,宜采用接触器、启动器等;3KW↓可用负荷开关。

 14.7.2定子回路起动控制电器的选择:1、应能接通/断开堵转电流。控制器(接触器)使用类别及用途(表14-7-1)(472)。

14.7.3转子回路起动控制电器的选择(472) 频敏变阻器。

14.7.4起动器和接触器与短路保护电器的协调配合(472):1、过载保护器与短路保护器应有选择性。2、1型配合:不应对人/设备造成危害,维修后使用;2型配合:不应对人/设备造成危害,不需维修继续使用;CJ20/NT熔配合表(14-7-2)能满足2型要求。

 14.7.5 电动机的控制回路(473)1) 应装隔离/短路保护。不装条件:<20A.2)电源及接线应符合规定:TN/TT接地故障防意外启动/停车,可装隔离变压器;采用不接地直流电源;50/120V回路防高电位。4)自动控制/联锁控制应有手动解除的措施。

14.8 电动机调速系统性能指标(473)

 14.8.1调速系统的静态指标:1、调速范围:D=Nmax/Nmin,调速、变频最宽。2、静差率S:(474)特性硬↑-S,N↑-S↓。

 14.8.2调速系统的动态指标(474):控制/扰动信号作用下。系统输出的动态相应。

      14.8.2.1控制信号作用下动态指标:1、单位阶跃信号。2、斜坡平顶信号。阶跃信号对直流传动系统动态相应曲线(图14-8-3):1)起调时间tq:第一次达稳态值时间;2)调节时间tt:进入±2%~5的稳定时间。3)超调量σ。4)震荡次数z/误差绝对值的时间积分/误差平方的时间积分(跟随误差)。

     14.8.2.2阶跃信号作用下动态指标:动态波动量;回升时间;恢复时间ts(95~98%);动态偏差面积。

14.9 传动系统动态指标的应用(476):阶跃信号作用。

 14.9.1二阶闭环调节系统及其品质指标(476):积分调节器(542);1、品质指标:无静差调节。静态误差为零,跟踪误差为常数的调节系统为一阶无差系统。当输入端有扰动时,扰动恢复时间很长(479)。

 14.9.2三阶闭环调节系统及其品质指标(479):1、输入端加滤波器品质指标:静态误差(阶跃信号)为零,跟踪误差(线性渐增信号)为常数(480)2、输入端不加滤波器品质指标(481):静态误差为零,跟踪误差为零,良好的跟踪性能。扰动量的影响:输出波动大/二阶波动时间长。

 14.9.3二阶闭环调节系统参数计算(483):

 14.9.4三阶闭环调节系统参数计算(485):

14.10 调节理论在电气传动工程中的运用(488):

14.10.1标么值计算:标幺放大系统的计算(490)

 14.10.2滤波器的作用和选择(492):1、反馈回路滤波器作用(电枢电流/励磁电流/速度/电势反馈):滤掉谐波/抗干扰。2、反馈回路滤波器的选择:反馈时间常数:电枢电流1~2/5~6ms/速度5~10ms/5~20ms/电势反馈5~10ms。3、给定滤波器时间常数选择:补偿反馈回路滤波(超调)的影响。

 14.10.3晶闸管变流器供电的直流电动机速度调节系统(494):计算。 14.10.4 调节器的选择及常用调节对象的参数计算方法(496):线路及特征(表14-10-1),计算(表14-10-2)(499)/附图(图14-10-8)

14.11  PLC 的组成及工作原理(501):可编程控制器。

 14.11.l  PLC 的基本组成及工作原理:

14.11.1.1、基本组成:中央处理器:完成任务;存储器;输入/输出模块;电源。

14.11.1.2、PLC 的工作原理:1、工作过程(图14-11-2)三个阶段:输入采样阶段,程序执行阶段,输出刷新阶段。扫描周期:40~100ms。四个过程:系统自检测;与编程器交换信息;与数字处理器交换信息;网络通讯。2、看门狗:定时监视器来监视实际工作周期,防死循环。

14.11.1.3、PLC与计算机控制系统功能与特点的比较:(表14-11-1)(504)

14.11.2 PLC 硬件选择方法(504

14.11.2.1硬件选择的原则:PLC选型前需先考虑的要求。

14.11.2.2输入/输出(i/o)点数估算:10~20%的备用量。1、开关量输入点数计算公式(14-11-1);2、开关量输出点数:公式(14-11-2)。3、模拟量输入/输出(AI/AO)点数。

14.11.2.3存储器容量的估算:内存容量经验公式(14-11-3)+数据通信的内存占用(506);I/O点数与存储器的关系(表14-11-2)。

14.11.2.4功能选择(506):运算功能选择/处理速度的选择。

14.11.2.5外形结构的选择:平板型,块状型,输入/输出模块插件型。

14.11.2.6输入/输出模块的选择(507):1、输入模块的选择:交/直/脉冲,数字/模拟。2、输出模块的选择:交数字/直数字/模拟电压/模拟电流/继电输出/定时输出。

3、输入/输出模块选择的注意事项(508):1)电压等级;2)交流电源采用带屏蔽层的隔离变压器;直流电源采用全波整流,脉冲输入模块/模拟输入/输出采用直流稳压电源。电位器取模拟输入,使用电压波动小的电源。3)继电输出模块的接点寿命。4)数字量输入/输出模块的接通点数量。5)5V传输距离不超过10m。6)数字量输入模块考虑门槛电平大小。7)开闭频繁的数字量输出模块,开闭不频繁的电阻性负载,应选用继电器输出模块。8)负载电流>输出额定电流40%。9)冲击电流大于实际产生的冲击电流。10)电容流散电流产生误动作的措施(509)加入假负载。增大触点电流50mA。

4、智能I/O模块选择:1)通信处理模块:通信协议:RS-232/RS-422;2)高速计数据模块;3)PID闭环控制模块。

14.11.3数据通信、局域网与现场总线的运用技术(510):

14.11.3.1、数据通信:1)通信系统配置:点对点,多点,局部网。2)串行接口通信协议:对等/主从/RTU协议(询问-响应)。

14.11.3.2局域网(512)1、拓扑结构:NBS模型6级(图14-11-5);金字塔结构(图14-11-6)。2、网络协议配置的规律:1)3,4级子网构成复合型;2)通信协议:通用/公司专用协议。3)高层子网采用通用协议;4)低/中层子网采用公司专用协议;6)底层:物理/链路/应用层;高级7层。3、以太网(514):1)概述;2)体系结构:物理层/数据链路层/用户层。3)以太网的特点:CSMA/CD存取控制;3层协议;协议自识别功能;一类网。

14.11.3.3、现场总线:H1协议低速带电链路;H2协议:高速带电链路(516)。

14.11.4人机接口的运用技术(516)1、定义:人机接口可分为三级:2、操作站系统:操作/监视系统总称。1)操作站系统要求;2)内容:通信/信息管理;3)操作站类型:设备/本地/中央;4)操作站的主要功能:实时画面监视/实时操作/信息存储与报告。5)性能评估(518):通信速度;系统容量,系统生成的难易程度,系统使用的方便程度,系统的灵活性。

变压器带异步电机全压起动计算:电机额定容量:               

 


 电机额定启动容量:

电机额定输入容量:

母线上短容量:

母线电压相对值:

 


电机端子电压相对值:      

启动电流:  

同步电机启动时间:                                

 


最大启动时间:

连续启动N次的启动电流:Iq=tq/60 * N/2 。

晶闸管供电的直流电机调节系统(492):电枢回路时间常数:Tds=Lds/Rds,电枢回路放大系数:Kds=Ue/IeRds,电流反馈放大系数:Kfi=1/a

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20xx注册电气工程师(供配电)专业考试心得本人参加了20xx注册电气工程师(供配电)专业考试,以下谈下本人的考试心得。1.第一天是专业基础知识所谓基础知识,就是电力设计、照明设计、建筑智能化设计、电气传动设计…

注册电气工程师(专业考试)复习心得

注册电气工程师专业考试复习心得1平时多看规范每天一到二个小时临考前一个月多做题反覆做参考书与网上的题考试时会做得快做不会的往后退时间是考试的宝贵财富2把考试用书通读三遍再做练习题把练习题混淆的内容再看两遍距离考...

注册电气工程师考试复习方法

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注册电气工程师考试复习方法

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注册电气工程师专业考试心得(发输变电)

注电工程师发输变专业考试心得20xx年9月1718日苏州注册电气工程师发输变专业考试4场考试悬念定格在最后一场考试最后那场考试简直一记闷棍把我从信心满满打落一切看天意的局面这不能怪我只怪出题太变态不管怎样终于告...

11年注册电气工程师考试经验(发输变电)

11年注册电气工程师考试经验thread272851231html本人11年发输电专业考试分数已通过有点经验与大家分享1重要标准一定要最新版我线路题吃了大亏还在用99版而且新版较老版修改之处往往就爱出题标准其实...

注册电气工程师基础考试经验

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注册电气工程师专业考试心得(31篇)