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文檔簡介

1、PAGE PAGE 1東 北 石 油 大 學課 程 設 計課 程 課 程 工廠供電課程設計 題 目 某塑料制品廠全廠總配變電所 及配電系統設計 院 系 電氣信息工程學院 專業班級 學生姓名 學生學號 指導教師 年 11月 5 日東北石油大學課程設計任務書課程 工廠供電課程設計 題目 某塑料制品廠全廠總配變電所及配電系統設計 專業 電氣工程及其自動化 姓名 學號 主要內容:對中小型工廠的供配電系統進行設計,采用10kV供電電源,在金工車間東側1020m處有一座10kV配電所,先用1km的架空線路,后改為電纜線路至本廠變電所,將610參考資料:1 劉介才.工廠供電 M 北京:機械工業出版社,200

2、3.44-482 王健明,蘇文成供電技術 M 西安:電子工業出版社,20043 何仰贊,溫增銀電力系統分析 M 武漢:華中科技大學出版社,20044 張桂香機電類專業畢業設計指南 M 北京:機械工業出版社,20055 江文,許慧中供配電技術 M 北京:機械工業出版社,2003完成期限 2010.11.5至2009.11.19 指導教師 專業負責人 2010年 11PAGE 21目 錄 TOC o 1-2 h z u HYPERLINK l _Toc434827633 目 錄 PAGEREF _Toc434827633 h 1 HYPERLINK l _Toc434827634 1 設計要求 P

3、AGEREF _Toc434827634 h 1 HYPERLINK l _Toc434827635 2 工廠負荷計算及配電系統的確定 PAGEREF _Toc434827635 h 2 HYPERLINK l _Toc434827636 2.1工廠實際情況的介紹 PAGEREF _Toc434827636 h 2 HYPERLINK l _Toc434827637 2.1.1 工廠平面布置圖 PAGEREF _Toc434827637 h 2 HYPERLINK l _Toc434827638 2.1.2供電協議 PAGEREF _Toc434827638 h 2 HYPERLINK l _

4、Toc434827639 2.2負荷計算的意義及相關參數的計算 PAGEREF _Toc434827639 h 3 HYPERLINK l _Toc434827640 2.2.1 負荷計算的意義 PAGEREF _Toc434827640 h 3 HYPERLINK l _Toc434827641 2.2.2 參數的計算 PAGEREF _Toc434827641 h 3 HYPERLINK l _Toc434827642 2.2.3 無功補償的計算 PAGEREF _Toc434827642 h 5 HYPERLINK l _Toc434827643 3變壓器的臺數、容量和類型的選擇 PAG

5、EREF _Toc434827643 h 7 HYPERLINK l _Toc434827644 3.1 廠用變壓器 PAGEREF _Toc434827644 h 7 HYPERLINK l _Toc434827645 3.2計算與選擇 PAGEREF _Toc434827645 h 7 HYPERLINK l _Toc434827646 4配電所主結線設計 PAGEREF _Toc434827646 h 9 HYPERLINK l _Toc434827647 5 高壓配電系統設計 PAGEREF _Toc434827647 h 11 HYPERLINK l _Toc434827648 5.

6、1變電所高壓一次設備的選擇 PAGEREF _Toc434827648 h 11 HYPERLINK l _Toc434827649 5.2變電所低壓一次設備的選擇 PAGEREF _Toc434827649 h 12 HYPERLINK l _Toc434827650 6 配電系統短路電流計算 PAGEREF _Toc434827650 h 13 HYPERLINK l _Toc434827651 7繼電保護裝置的設計 PAGEREF _Toc434827651 h 16 HYPERLINK l _Toc434827652 8防雷保護 PAGEREF _Toc434827652 h 17 H

7、YPERLINK l _Toc434827653 8.1 防雷裝置 PAGEREF _Toc434827653 h 17 HYPERLINK l _Toc434827654 8.2 綜合防雷措施 PAGEREF _Toc434827654 h 19 HYPERLINK l _Toc434827655 8.3避雷器的設置 PAGEREF _Toc434827655 h 21 HYPERLINK l _Toc434827656 參考文獻 PAGEREF _Toc434827656 h 221 設計要求(1)負荷計算; (2)主變壓器的臺數及容量選擇;(3)配電所主結線設計;(4)廠區高壓配電系統設

8、計;(5)配電系統短路電流計算;(6)改善功率因數裝置設計;(7)高低壓供電系統一次元件的選擇及校驗;(8) 繼電保護裝置的設計。2 工廠負荷計算及配電系統的確定2.1工廠實際情況的介紹2.1.1 工廠平面布置圖本次設計的塑料制品廠廠區平面布置如圖2.1所示。圖2.1塑料制品廠廠區平面圖2.1.2供電協議(1)從電力系統66/10KV變電站用10kV架空線路向工廠饋電。該變電站南側1km。(2)系統變電站饋電線路定時限過流保護裝置的整定時間t=2s,工廠總配電所保護整定時間不得大于1.5s。(3)在工廠總配電所10kV進線側計量。(4)工廠最大負荷是功率因數不得低于0.9。(5)供電系統技術數

9、據: 電業部門變電所10千伏母線,為無限大電源系統,其短路容量為200兆伏安。供電系統如圖2.2所示。圖2.2 供電系統圖2.2負荷計算的意義及相關參數的計算2.2.1 負荷計算的意義負荷計算是設計的基礎,它決定設備容量的選用,管網系統的規模以及工程總造價等,這是技術人員熟知的事實。但是近幾年來用估算的方法替代了負荷計算,給制定方案、工程審核造成一定的困難。本文通過實例,介紹關于負荷計算問題,借此引起設計者進一步的重視。2.2.2 參數的計算全廠總降壓變電所的負荷計算,是在車間負荷計算的基礎上進行的??紤]車間變電所變壓器的功率損耗,從而求出全廠總降壓變電所高壓側計算負荷及總功率因數。列出負荷計

10、算表、表達計算成果。工廠電力負荷的計算方法, 一般常用的有: 逐級法、需要系數法、二項式法以及產值、產量估算法等。其中需要系數法計算比較簡單,適用于用電設備臺數比較多,各臺設備容量差別不十分懸殊的用電場合,特別適用于車間及工廠計算負荷的計算,故本設計擬采用需要系數法。各車間和車間變電所負荷計算表見附錄。具體計算過程:(1)有功功率計算 計算公式(kW)=(kW)薄模車間 =14000.6=840kW 原料間 =300.25=7.50kW 生活間 =100.8=8.0kW 成品庫1 =250.3=7.50kW 成品庫2 =240.3=7.20kW包裝材料庫 =200.3=6.0kW 總計 (kW

11、)=876.20kW 補償值 (kW)=0.9(kW)=0.9876.20=788.58 kW (2)無功功率計算 計算公式(kvar)=(kW) 薄模車間 (kvar)=(kW)= 8401.33=1117.2kvar 原料間 (kvar)=(kW)=7.51.73=12.98kvar 生活間 (kvar)=(kW)=8.01.33=10.64kvar 成品庫1 (kvar)=(kW)=7.501.73=12.98kvar 成品庫2 (kvar)=(kW)=7.201.73=12.46kvar 包裝材料庫 (kvar)=(kW)=6.01.73=10.38kvar 總計 (kvar)= 11

12、68.84kvar 補償值(kvar)=0.95(kvar)=0.951168.84=1110.40 kvar (3)視在功率計算 計算公式 薄模車間 (kVA)=1400kVA 原料間 (kVA)=15.00kVA 生活間 (kVA)=13.31kVA 成品庫1 (kVA)= 15.00kVA 成品庫2 (kVA)=14.40kVA 包裝材料庫 (kVA)=12.00kVA 總計 (kVA)=1460.80kVA 補償值 (kVA)=1361.93 kVA (4)低壓額定電流(A) 計算公式,(A)=2069.24A2.2.3 無功補償的計算在交流電路中,由電源供給負載的電功率有兩種;一種是

13、有功功率,一種是無功功率。有功功率是保持用電設備正常運行所需的電功率,也就是將電能轉換為其他形式能量(機械能、光能、熱能)的電功率。比如:5.5千瓦的電動機就是把5.5千瓦的電能轉換為機械能,帶動水泵抽水或脫粒機脫粒;各種照明設備將電能轉換為光能,供人們生活和工作照明。有功功率的符號用P表示,單位有瓦(W)、千瓦(kW)、兆瓦(MW)。無功功率比較抽象,它是用于電路內電場與磁場的交換,并用來在電氣設備中建立和維持磁場的電功率。它不對外作功,而是轉變為其他形式的能量。凡是有電磁線圈的電氣設備,要建立磁場,就要消耗無功功率。比如40瓦的日光燈,除需40多瓦有功功率(鎮流器也需消耗一部分有功功率)來

14、發光外,還需80乏左右的無功功率供鎮流器的線圈建立交變磁場用。由于它不對外做功,才被稱之為“無功”。無功功率的符號用Q表示,單位為乏(Var)或千乏(kVar)。無功功率對供、用電產生一定的不良影響,主要表現在:(1)降低發電機有功功率的輸出。(2)降低輸、變電設備的供電能力。(3)造成線路電壓損失增大和電能損耗的增加。(4)造成低功率因數運行和電壓下降,使電氣設備容量得不到充分發揮。電網中的電力負荷如電動機、變壓器等,屬于既有電阻又有電感的電感性負載。電感性負載的電壓和電流的相量間存在著一個相位差,通常用相位角的余弦來表示。稱為功率因數,又叫力率。功率因數是反映電力用戶用電設備合理使用狀況、

15、電能利用程度和用電管理水平的一項重要指標。三相功率因數的計算公式為:式中功率因數;P有功功率,kW;Q無功功率,kVar;S視在功率,kVA;U用電設備的額定電壓,V;I用電設備的運行電流,A。功率因數分為自然功率因數、瞬時功率因數和加權平均功率因數。(1)自然功率因數:是指用電設備沒有安裝無功補償設備時的功率因數,或者說用電設備本身所具有的功率因數。自然功率因數的高低主要取決于用電設備的負荷性質,電阻性負荷(白熾燈、電阻爐)的功率因數較高,等于1,而電感性負荷(電動機、電焊機)的功率因數比較低,都小于1。(2)瞬時功率因數:是指在某一瞬間由功率因數表讀出的功率因數。瞬時功率因數是隨著用電設備

16、的類型、負荷的大小和電壓的高低而時刻在變化。(3)加權平均功率因數:是指在一定時間段內功率因數的平均值,其計算公式為:提高功率因數的方法有兩種,一種是改善自然功率因數,另一種是安裝人工補償裝置。具體計算為:=876.20kW/1460.80kV.A= 0.58設計要求,則需要在低壓側安裝電容器,取820 kvar容量的電容器選型:BWF-10.5-100-1型并聯電容器7臺 BWF-10.5-120-1型并聯電容器1臺。3變壓器的臺數、容量和類型的選擇3.1 廠用變壓器廠用變壓器大多數采用雙繞組無勵磁調壓輻向分裂方式。因運行環境條件要求,變壓器須有較強的抗短路能力。產品設計上采取鐵芯級間加裝圓

17、木撐條,繞組增加輔助撐條以及內襯硬紙筒保證其剛度。工藝上采取保證高、低壓繞組同一高度,軸向可靠壓緊,引線出頭牢固夾持,墊塊密化處理等措施,使其安全可靠。3.2計算與選擇計算驗證進行補償后變電所低壓側的視在功率計算負荷為: 根據計算驗證擬選擇S9-1000/10-1變壓器考慮該地區最高溫度35,則在最高溫度時S9-1000/10-1變壓器的出力為: 說明選型不正確,變壓器容量不匹配。更換S9-1250/10-1變壓器。變壓器的功率損耗計算:變壓器的高壓側負荷為 :補償后的功率因數為計算公式滿足設計要求 。各車間負荷情況見表2-1。表2-1各車間負荷表序號車間(單位)名稱設備容量kW計算負荷車間變

18、電所代號變壓器臺數及容量kVAkwkvarkVAA1薄膜車間14000.60.601.33840111714002127No.1車變1原料庫300.250.501.737.512.915.022.8生活間100.81.01.338.010.613.320.2成品庫(一)280.30.501.737.512.915.022.8成品庫(二)240.30.501.737.212.414.421.8包裝材料庫200.30.501.736.010.412.018.2小 計7891169146020692單絲車間13600.60.651.30816106112551907No.2車變1水泵房220.650

19、.800.7514.310.717.927.2小 計7891018128819573注塑車間1920.40.601.3376.8102128194No.3車變2管材車間9000.350.601.33315419525798小 計3724956199404備料車間1400.60.501.7384145168255No.4車變1生活間120.81.09.69.614.6浴室80.81.06.46.49.7鍛工車間320.30.651.179.611.214.822.5原料室180.81.014.414.421.9倉庫160.30.501.174.85.69.614.6機修模具車間1100.250.

20、651.7327.547.642.364.3熱處理車間1480.60.701.0288.890.6127193柳焊車間1780.30.501.7353.492.4107163小計2603924717155鍋爐房2100.70.750.88147129196298No.5車變2實驗室1300.250.501.7332.556.26598.8輔助材料庫1200.20.501.732441.54872.9油泵房160.650.600.7510.47.817.326.3加油站150.650.500.759.757.319.529.6辦公樓、食堂、招待所600.60.601.333647.96091.2

21、小計(=0.9,=0.95)2342613505324配電所主結線設計變電所主接線是實現電能輸送和分配的一種電氣接線,對其主要有以下幾個基本要求:(1)安全 主接線的設計應符合國家有關技術規范要求,能充分保證人身和設備安全;(2)可靠 應滿足用電單位可靠性的要求;(3)靈活 能適應各種不同的運行方式,操作檢修方便;(4)經濟 設計簡單,投資少,運行管理費用低,考慮節約電能和有色金屬消耗量。 由本設計原始資料知:電力系統某110/10KV變電站用一條10KV的架空線路向本廠供電,一次進線長1km,年最大負荷利用小時數為5000h,且工廠屬于三級負荷,所以只進行總配電在進行車間10/0.4KV變電

22、,母線聯絡線采用單母線不分段接線方式。主接線方案圖如圖3.1所示。圖3.1 主接線方案圖5 高壓配電系統設計5.1變電所高壓一次設備的選擇(1)按工作電壓選則 設備的額定電壓一般不應小于所在系統的額定電壓,即,高壓設備的額定電壓應不小于其所在系統的最高電壓,即。=10kV, =11.5kV,高壓開關設備、互感器及支柱絕緣額定電壓=12kV,穿墻套管額定電壓=11.5kV,熔斷器額定電壓=12kV。(2)按工作電流選擇設備的額定電流不應小于所在電路的計算電流,即(3)按斷流能力選擇設備的額定開斷電流或斷流容量,對分斷短路電流的設備來說,不應小于它可能分斷的最大短路有效值或短路容量,即或對于分斷負

23、荷設備電流的設備來說,則為,為最大負荷電流。(4)隔離開關、負荷開關和斷路器的短路穩定度校驗a)動穩定校驗條件或、分別為開關的極限通過電流峰值和有效值,、分別為開關所處的三相短路沖擊電流瞬時值和有效值b)熱穩定校驗條件 因此,對于上面的分析,10KV側一次設備選擇如表4-1所示。表4-1 高壓側一次設備選擇選擇校驗項目電壓電流斷流能力動穩定度熱穩定度裝置地點條件參數量程10KV146.5A6.38KA16.27KA設備型號規格參數隔離開關GN19-10/40010KV400A31.5KA12.5電流互感器LQJ-10-200/510KV200/5A1600.2=45.25高壓斷路器ZN2-10

24、/63010KV630A11.6KA30KA高壓熔斷器RN2-10/0.510KV500A200MVA電壓互感器JDZ-10-10000/10010/0.1KV電壓互感器JDZJ-10-10000/100/避雷器FS4-1010KV5.2變電所低壓一次設備的選擇同樣根據上面的原則,做出380V低壓側一次設備的選擇校驗,變電所1為例說明如下表所示,所選數據均滿足要求。表4-2 低壓側一次設備選擇NO.1變電所裝置地點 條件參數量程10KV1468A28.00KA51.52KA1724.8KA備型號規格參數低壓斷路器DW15-1500/3380V1500A40KA低壓刀開關HD13-1500/30

25、380V1500A電流互感器LMZJ1-0.5-1500/5500V1500/5A6 配電系統短路電流計算對一般工廠來說,電源方向的大型電力系統可看作是無限大容量系統。無限大容量系統的基本特點是其母線電壓總維持不變,這里只計算無限大容量系統中的短路計算,短路電流通過電氣設備時,設備溫度急劇上升,過熱會使絕緣加速老化或損壞,同時產生很大的點動力,使設備的載流部分變形或損壞,因此選擇設備時要考慮它們對短路電流的穩定性,所以我們以最嚴重的短路三相短路為例,計算短路電流。圖4-1 短路計算電路(兩臺S9-2000的化簡為一臺S9-1000)1.求K-1點的三相短路電流和短路容量(KV)(1)計算短路電

26、路中各元件的電抗和總電抗1)電力系統的電抗:2)架空線路的電抗:3)經K-1點短路的等效電路如圖所示,圖上標出各元件的序號(分子)和電抗值(分母),然后計算電路總電抗:圖4-2 K-1點短路等效電路(2)計算三相短路電流和短路容量1)三相短路電流周期分量有效值2)三相短路次暫態電流和穩態電流3)三相短路沖擊電流及第一個周期短路全電流有效值4)三相短路容量2.求K-2點的三相短路電流和短路容量(KV)(1)計算短路電路中各元件的電抗和總電抗1)電力系統的電抗:2)架空線路的電抗:3)電力變壓器的電抗 電力電壓器型號:S9-100010(6) 查附表得知: 則: 計算電路總阻抗:= X+ X+ X

27、=6.45(2)計算三相短路電流和短路容量1)三相短路電流周期分量有效值=939.8A2)三相短路次暫態電流和穩態電流=938.9A3)三相短路沖擊電流及第一個周期短路全電流有效值=1.84I=1.73KA=1.09I=1.05KA4)三相短路容量3.求低壓側的三相短路電流和短路容量(U=0.4KV)(1)計算短路電路中各元件的電抗和總電抗1)電力系統的電抗:=8102)架空線路的電抗=L()=0.4/km1km()=1.45103)電力變壓器的電抗此工廠車間設計要求中,總共是有五個變電所,使用到了四種不同型號規格的電力變壓器,故而計算此處的電力變壓器的電抗時,需要分開單獨計算。仍然以配電所1

28、為例計算說明:電力電壓器型號:S9-125010(6) 查附表得知:U%=5 則: =6計算電路總阻抗:= +=810+1.4510+6=8.2510(2)計算三相短路電流和短路容量此處以NO.1變電所計算為例:1)三相短路電流周期分量有效值=28.00KA2)三相短路次暫態電流和穩態電流=28.00KA3)三相短路沖擊電流及第一個周期短路全電流有效值=1.84=51.52KA=1.09=30.52KA4)三相短路容量S=19.40MVA7繼電保護裝置的設計 變壓器的繼電保護裝置以NO.1車間變電所選用的S91250/10型變壓器為例(1)裝設瓦斯保護,當變壓器油箱內故障產生輕微瓦斯或油面下降

29、時,瞬時動作于信號;當產生大量的瓦斯時,應動作于高壓側斷路器。(2)裝設定時限過電流保護,采用DL-15型電磁式過電流繼電器,兩相兩繼電器式接線,去分流跳閘的操作方式。過電流保護動作電流的整定 可靠系數,接線系數,繼電器返回系數,電流互感器的電流比=150/5=30 ,動作電流為:因此過電流保護動作電流整定為6A。過電流保護動作時間的整定:,式中為變壓器低壓母線發生三相短路時高壓側繼電保護動作時間;為變壓器低壓側保護在低壓母線上發生三相短路時最長的一個動作時間,為前后兩級保護裝置的時間級差,對定時限過電流保護,取0.5s,故過電流保護動作時間整定為0.6s。過電流保護靈敏系數的檢驗式中,=0.

30、8622.53kA/(10kV/0.4kV)=0.78KA;,因此其靈敏度系數為: 1.5,滿足靈敏度系數的要求。(3)裝設電流速斷保護,利用DL15的速斷裝置。電流速斷保護動作電流(速斷電流)的整定 利用式 式中,因此速斷保護電流為速斷電流倍數整定為,(在28之間)。電流速斷保護靈敏系數的檢驗利用式 式中,因此其保護靈敏度系數為:2,因此,裝設的電流速斷保護的靈敏度系數是達到要求的。(4)裝設過負荷保護過負荷保護動作電流的整定利用式 (1.21.25)式中為變壓器的額定一次電流,即=1000A,為電流互感器的變流比,即=150/5=30,因此其動作電流為:1.25。過負荷保護動作時間的整定:

31、1015s(其他車間變電所的變壓器的繼電保護裝置方案與本車間變電所的變壓器保護的選擇方法和整定計算方法相同,只是整定值不同。)8防雷保護8.1 防雷裝置防雷裝置是利用其高出被保護物的突出地位,把雷引向自身,然后通過引下線和接地裝置,把雷電流泄入大地。常見的防雷裝置有:避雷針、避雷網、避雷帶、避雷線、避雷器等。根據保護的對象不同,接閃器可選用避雷針、避雷線、避雷網或避雷帶。避雷針主要用于建筑物和構筑物的保護;避雷線主要作為電力線路的保護;避雷網和避雷帶主要用于建筑物的保護;防雷的設備主要有接閃器和避雷器。其中,接閃器就是專門用來接受直接雷擊(雷閃)的金屬物體。接閃的金屬稱為避雷針。接閃的金屬線稱

32、為避雷線,或稱架空地線。接閃的金屬帶稱為避雷帶。接閃的金屬網稱為避雷網。避雷器是用來防止雷電產生的過電壓波沿線路侵入變配電所或其它建筑物內,以免危及被保護設備的絕緣。避雷器是防止雷電侵入波的一種保護裝置。避雷器應與被保護設備并聯,裝在被保護設備的電源側。當線路上出現危及設備絕緣的雷電過電壓時,避雷器的火花間隙就被擊穿,或由高阻變為低阻,使過電壓對大地放電,從而保護了設備的絕緣。避雷器的型式,主要有閥式和排氣式等。8.1.1架空線路的防雷措施1. 架設避雷線這是防雷的有效措施,但造價高,因此只在66KV及以上的架空線路上才沿全線裝設。35KV的架空線路上,一般只在進出變配電所的一段線路上裝設。而

33、10KV及以下的線路上一般不裝設避雷線。2. 提高線路本身的絕緣水平在架空線路上,可采用木橫擔、瓷橫擔或高一級的絕緣子,以提高線路的防雷水平,這是10KV及以下架空線路防雷的基本措施。3. 利用三角形排列的頂線兼作防雷保護線由于310KV的線路是中性點不接地系統,因此可在三角形排列的頂線絕緣子裝以保護間隙。在出現雷電過電壓時,頂線絕緣子上的保護間隙被擊穿,通過其接地引線對地泄放雷電流,從而保護了下面兩根導線,也不會引起線路斷路器跳閘。4. 裝設自動重合閘裝置線路上因雷擊放電而產生的短路是由電弧引起的。在斷路器跳閘后,電弧即自行熄滅。如果采用一次ARD,使斷路器經0.5s或稍長一點時間后自動重合

34、閘,電弧通常不會復燃,從而能恢復供電,這對一般用戶不會有什么影響。5. 個別絕緣薄弱地點加裝避雷器對架空線路上個別絕緣薄弱地點,如跨越桿、轉角桿、分支桿、帶拉線桿以及木桿線路中個別金屬桿等處,可裝設排氣式避雷器或保護間隙。8.1.2變配電所的防雷1. 直擊雷防護在變電所屋頂裝設避雷針或避雷帶,并引出兩根接地線與變電所公共接地裝置相連。如變電所的主變壓器在室外或有露天配電裝置時,則應在變電所外面的適當位置裝設獨立避雷針,其裝設高度應使其防雷保護范圍包括整個變電所。如果變電所處在其它建筑物的直擊雷防護范圍以內時,則可不另設避雷針。按規定,獨立避雷針的接地裝置接地電阻。通常采用36根長2.5m、的鋼

35、管,在裝避雷針的桿塔附近作一排或多排形排列,管間距離5m,打入地下,管頂距地面0.6m。接地管間用40mm4m的鍍鋅扁鋼焊接相連。引下線用25mm4mm的鍍鋅扁鋼,下與接地體焊接相連,并與裝避雷針的桿塔及其基礎內的鋼筋相焊接,上與避雷針焊接相連。避雷針采用的鍍鋅圓鋼,長11.5m。獨立避雷針的接地裝置與變電所公共接地裝置應有3m以上距離。2. 雷電侵入波的防護(1)在10KV電源進線的終端桿上裝設FS4-10型閥式避雷針。引下線采用25mm4mm的鍍鋅扁銅,下與公共接地網焊接相連,上與避雷器接地端螺栓連接。(2)在380V低壓架空出線桿上,裝設保護間隙,或將其絕緣子的鐵腳接地,用以防護沿低壓架

36、空線侵入的雷電波。8.2 綜合防雷措施現代防雷保護包括外部防雷保護(建筑物或設施的直擊雷防護)和內部防雷保護(雷電電磁脈沖的防護)兩部份,外部防雷系統主要是為了保護建筑物免受直接雷擊引起火災事故及人身安全事故,而內部防雷系統則是防止雷電波侵入、雷擊感應過電壓以及系統操作過電壓侵入設備造成的毀壞,這是外部防雷系統無法保證的。8.2.1綜合防雷措施防雷是一個很復雜的問題,不可能依靠一、二種先進的防雷設備和防雷措施就能完全消除雷擊過電壓和感應過電壓的影響,必須針對雷害入侵途徑,對各類可能產生雷擊的因素進行排除,采用綜合防治接閃、均壓、屏蔽、接地、分流(保護),才能將雷害減少到最低限度。1接閃接閃裝置

37、就是我們常說的避雷針、避雷帶、避雷線或避雷網,接閃就是讓在一定程度范圍內出現的閃電放電不能任意地選擇放電通道,而只能按照人們事先設計的防雷系統的規定通道,將雷電能量泄放到大地中去。2均壓接閃裝置在接閃雷電時,引下線立即產生高電位,會對防雷系統周圍的尚處于地電位的導體產生旁側閃絡,并使其電位升高,進而對人員和設備構成危害。為了減少這種閃絡危險,最簡單的辦法是采用均壓環,將處于地電位的導體等電位連接起來,一直到接地裝置。室內的金屬設施、電氣裝置和電子設備,如果其與防雷系統的導體,特別是接閃裝置的距離達不到規定的安全要求時,則應該用較粗的導線把它們與防雷系統進行等電位連接。這樣在閃電電流通過時,室內

38、的所有設施立即形成一個“等電位島”,保證導電部件之間不產生有害的電位差,不發生旁側閃絡放電。完善的等電位連接還可以防止閃電電流入地造成的地電位升高所產生的反擊。為了徹底消除雷電引起的毀壞性的電位差,就特別需要實行等電位連接,電源線、信號線、金屬管道等都要通過過壓保護器進行等電位連接,各個內層保護區的界面處同樣要依此進行局部等電位連接,并最后與等電位連接母排相連。3屏蔽屏蔽就是利用金屬網、箔、殼或管子等導體把需要保護的對象包圍起來,使雷電電磁脈沖波入侵的通道全部截斷。所有的屏蔽套、殼等均需要接地。屏蔽是防止雷電電磁脈沖輻射對電子設備影響的最有效方法。4接地接地就是讓已經內入防雷系統的閃電電流順利

39、地流入大地,而不能讓雷電能量集中在防雷系統的某處對被保護物體產生破壞作用,良好的接地才能有效地泄放雷電能量,降低引下線上的電壓,避免發生反擊。過去有些規范要求電子設備單獨接地,目的是防止電網中雜散電流或暫態電流干擾設備的正常工作。90年代以前,部隊的通信導航裝備以電子管器件為主,采用模擬通信方式,模擬通信對干擾特別敏感,為了抗干擾,所以都采取電源與通信接地分開的辦法?,F在,防雷工程領域不提倡單獨接地。在IEC標準和ITU相關標準中都不提倡單獨接地,美國標準Ieestd1100-1992更尖銳地指出:不建議采用任何一種所謂分開的、獨立的、計算機的、電子的或其它這類不正確的大地接地體作為設備接地導

40、體的一個連接點。防雷接地是防雷系統中最基礎的環節,也是防雷安裝驗收規范中最基本的安全要求。接地不好,所有防雷措施的防雷效果都不能發揮出來。5分流(保護)這是現代防雷技術迅猛發展的重點,是保護各種電子設備或電氣系統的關鍵措施。所謂分流就是在一切從室外來的導體(包括電力電源線、數據線、電話線或天饋線等信號線)與防雷接地裝置或接地線之間并聯一種適當的避雷器SPD,當直擊雷或雷擊效應在線路上產生的過電壓波沿這些導線進入室內或設備時,避雷器的電阻突然降到低值,近于短路狀態,雷電電流就由此處分流入地了。雷電流在分流之后,仍會有少部份沿導線進入設備,這對于一些不耐高壓的微電子設備來說是很危險的,所以對于這類

41、設備在導線進入機殼前,應進行多級分流(即不少于三級防雷保護)?,F在避雷器的研究與發展,也超出了分流的范圍。有些避雷器可直接串聯在信號線或天線的饋線上,它們能讓有用信號順暢通過,而對雷電過壓波進行阻隔。采用分流這一防雷措施時,應特別注意避雷器性能參數的選擇,因為附加設施的安裝或多或少地會影響系統的性能。比如信號避雷器的接入應不影響系統的傳輸速率;天饋避雷器在通帶內的損耗要盡量??;若使用在定向設備上,不能導致定位誤差。6躲避在建筑物基建選址時,就應該躲開多雷區或易遭雷擊的地點,以免日后增大防雷工程的開支和費用。當雷電發生時,關閉設備,拔掉電源插頭。8.3避雷器的設置參考電力設備過電壓保護技術規程SDJ779中的規定:變電站的每相母線上都應裝設閥型避雷器,應以最短的接地線與配電裝置的主接地網連接,同時應在其附近架設集中接地裝置。大接地短路電流系統中的中性點不接地變壓器如中性點絕緣按線電壓設計,應在中性點裝設保護裝置。架空線聯絡連接的三繞組變壓器的10KV繞組,如有開路運行的可能,應采用防止靜電感應電壓危害該繞組絕緣的措施。在其一相出線上裝設一只氧化鋅避雷器。 PAGE 22參考文獻1 劉介才.工廠供電 M 北京:機械工業出版社,20032 王健明,蘇文成供電技術 M 西安:電子工業出版社,20043 張桂香機電類專業畢業設計指南 M 北

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