1、工厂供电论文 优选3篇工厂供电论文 优选3篇 工厂高压供电线路的继电保护 关键词:继电保护；故障；过电流；单相接地；灵敏度电力系统在运行过程中由于自然环境的影响、设备缺陷、绝缘老化和操作不当等原因可能造成电力系统及设备发生故障或处于不正常工作状态。 摘要:本文介绍了在工厂高压供电线路中继电保护装置的作用；提出对保护装置的根本要求对常用的继电保护方式的原理、特点和使用进行探讨；最后给出提高灵敏度的简单措施低电压闭锁。 能够说电气故障的发生是不可防止的而系统中的任何一处发生故障都可能对电力系统的运行产生重大影响甚至导致事故发生。 因此电力系统在设计和运行时要充分思考系统可能发生的故障和不正常工作状
2、态并采取措施给予消除保证系统的正常运行。 继电保护就是保证电力系统平安运行和提高供电质量的重要措施之一。 1工厂高压供电线路继电保护作为配电系统的工厂高压供电线路电压一般为610kV供电半径一般不超过3km供电容量也不很大因此其高压线路的继电保护装置比拟简单。 对线路的相间短路保护常采用带时限的过电流保护某些场所需配备电流速断保护在线路出现相间短路故障时继电保护装置作用于断路器的跳闸机构使断路器跳闸切除短路故障。 由于我国610kV系统属于不接地系统在线路发生单相接地时接地相对地电压为0其它两相对地电压由相电压升高为线电压但线路线电压的相位和大小不变不影响三相用电设备的正常运行故只需装设绝缘监
3、察或接地保护装置在发生单相接地时发出 提醒值班人员注意并及时处理。 电力规程规定:电源中性点不接地系统发生单相接地故障时允许继续运行2h。 单相接地故障线路不可 运行因为如果另一相又发生接地故障就构成了两相短路产生很大的短路电流损坏电路设备。 目前工厂高压供电线路的保护主要是透过缩小故障范围或预报故障的发生来提高系统运行的可靠性并最大限度地保证供电平安的。 因此继电保护装置要有以下作用:在系统正常运行时能完整、正确地监视设备的运行状态为值班人员带给运行依据；如果运行过程中发生故障应迅速、有选取地切除故障保证正常局部继续运行；当运行中出现异常工作状态时要及时发出 提醒值班人员尽快处理。 2对过电
4、流继电保护的根本要求短路故障是供电系统的常见故障也是危害最大的故障对反响短路故障的过电流继电保护装置的要求:1选取性:当供电系统某一局部发生故障时继电保护装置能有选取性地将故障局部切除。 也就是它就应首先断开距离故障最近的断路器而不影响非故障局部继续运行将故障的影响限制在最小范围。 2快速性:快速切除短路故障能够减轻短路电流对电气设备的破坏程度加快非故障局部电压的恢复减小对用户的影响。 保护装置切除故障的时间等于保护装置的动作时间与断路器跳闸时间之和。 断路器选定后其跳闸时间就确定了那么实现快速性的关键是保护装置应能快速动作。 3灵敏性:灵敏性是保护装置对故障或非正常工作状态的反映潜力。 通常
5、用灵敏度系数来衡量它是根据对保护装置动作最不利状况计算而得的在继电保护和平安自动装置技术规程中对各种保护装置的最小灵敏系数都有具体规定。 4可靠性:当发生故障时要求保护装置动作可靠即在应动作时不拒动而不该动作时不误动。 为确保保护装置动作的可靠性保护装置的原理设计、整定值、 调试要正确合理组成保护装置的元器件质量好系统简化。 这四个根本要求对具体保护装置并不是同等重要的对电力变压器它是供电系统中的关键设备因此对它的保护装置灵敏度要求较高轻微故障也能及时反响动作；而作为一般电力线路的保护装置那么对选取性要求较高灵敏度可适当低一些有时无法兼顾选取性和快速性为了快速切除故障保护设备而牺牲选取性。 3
6、工厂高压线路保护常用的几种方式3.1定时限过电流保护定时限过电流保护的动作时限是固定的与透过它的短路电流的大小无关动作时限靠整定时间继电器的值来确定保护装置组成如图1。 图中KA为DL电磁型电流继电器接电流互感器TA二次侧用来鉴别线路电流是否超过整定的动作值；KT为时间继电器延时元件透过它的延时来保证保护装置的选取性；KS为 继电器是保护装置的显示元件显示装置是否动作并发出 ；KM中间继电器动作的执行元件驱动断路器跳闸切除故障。 其保护原理:当在保护范围内发生故障或过电流时电流继电器KA动作透过触点的闭合起动时间继电器KT经过KT的预定延时后其触点接通 继电器KS和中间继电器KM的线圈使其动作
7、中间继电器KM触点接通断路器的跳闸线圈YR使断路器跳闸切除故障线路而非故障线路继续运行；同时透过KS触点的通断可发出 。 定时限过电流保护的具有动作时间准确整定方便动作的选取性和灵敏性易满足要求的特点但所需继电器的数量较多接线复杂且需直流操作电源投资较大；另外由于定时限过电流保护装置的动作时限是由末端向电源端逐级增大的级差一般为0.5s即越靠近电源端保护的动作时限越长且线路的阻抗也越小短路电流就越大造成的危害也大因此常在靠近电源端加装电流速断保护元件配合使用。 这种保护方式一般应用在比拟重要的场所。由网友投稿 3.2反时限过电流保护反时限过电流继电保护的动作时限与透过它的电流的大小成反比短路电
8、流越大动作时间越短；短路电流越小动作时间越长。 在故障靠近电源端时短路电流较大动作时限也就较短。 如图2反时限过电流保护由GL感应型继电器KA1KA2构成分别接电流互感器TA1、TA3的二次侧由于感应型电流继电器本身具有时限、掉牌功能且有功率大、触点数量多等特点故省去时间继电器、 继电器、中间继电器；另外它还具有电磁型继电器的速断功能能够实现电流速断保护。 这种保护装置无须直流电源投资少接线简单；缺点是:动作时间整定比拟麻烦继电器动作误差较大当短路电流较小时动作时间可能很长快速性不如定时限保护装置。 对中小型工厂供电系统来说此种保护简单、经济因而应用广泛。 保护原理:正常运行时KA1、KA2过
9、电流继电器不会动作其触点都是断开的断路器跳闸线圈YR1、YR2没有接通断路器处于合闸状态；当保护区内发生故障或过电流时电流继电器KA1或KA到达整定的时限后动作它的常开触点先闭合常闭触点后翻开因而YR1或YR2通电动作断路器跳闸同时继电器的 牌自动掉下给出 ；故障切除后继电器回到 牌可用手动复位。 3.3电流速断保护电流速断保护就是一种瞬时动作的过电流保护保护元件为DL系列电磁型电流继电器动作时限为本身固有的动作时间透过它可接通断路器的跳闸回路并在最短的时间内切除短路故障保护线路。 它不带时间继电器其选取性不是依靠时限而是根据线路故障位置不同产生的短路电流不同来选取动作电流的。 电流速断保护的
10、动作电流设定要躲过被保护线路末端的最大短路电流当被保护线路以外发生短路时保护装置应不动作；而在电流速断保护区内即使发生最小的短路电流保护装置也能可靠动作。 电流速断保护虽能快速切除故障但不能保护线路全长只能保护靠近首端的一局部线路因为当靠近末端的线路上发生的不是最大短路电流故障时电流速断保护装置可能不动作此段线路就得不到保护。 这种保护装置不能保护的区域称为“死区”保护死区的大小与系统的运行方式有关当系统运行方式从最大运行方式改变为最小运行方式时死区会增大。 由于存在保护死区因此电流速断保护不能单独使用务必配备带时限的过电流保护装置。 在电流速断的保护区内速断保护为主保护过电流保护为后备保护而
11、在电流速断保护的死区内过电流保护为根本保护。 3.4单相接地保护3.4.1绝缘监视保护利用中性点不接地系统发生单相接地故障时出现零序电压的特点在变电所母线上装一套三相五柱式电压互感器透过配置三只相电压表和一只线电压表加电压转换开关可观察三相相电压和线电压。 有单相接地故障时电压表会指示“一低、二高、三不变”现象即接地相对地电压降低、两未接地相对地电压升高、三个线电压不变。 在电压互感器开口三角形两端接一个过电压继电器正常运行时系统三相电压对称在开口端输出的电压为零继电器不动作；当出现单相接地故障时开口三角形两端出现零序电压使过电压继电器动作发出 值班人员根据指示逐一短时断开故障相的出线开关进行
12、检查当三个相电压表指示值相同时那么被拉开的线路就是故障线路。 该保护装置没有选取性值班人员只明白电网发生了接地故障及故障的相别而不明白接地故障发生在哪条线路上。 它适用于出线线路数目不多并允许短时停电的电网中。 3.4.2零序电流保护零序电流保护是利用单相接地故障线路中会产生零序电流的特点而构成的保护装置它适用于高压线路较多的大中型企业。 在电缆线路或由电缆引出的架空线上 零序电流互感器它的一次侧为被保护电缆的三相导线即零序电流互感器的铁芯套在电缆外面二次侧接电流继电器。 正常运行或发生相间短路时互感器二次侧不会感应零序电流所接的继电器不会动作；但当线路发生单相接地故障时零序电流反映到互感器二
13、次侧并透过零序电流继电器使保护装置动作发出 。 该保护装置具有选取性应整定保护装置动作电流大于其它线路发生单相接地故障时流过本保护的零序电流。 务必注意的是电缆头的接地线务必穿过零序电流互感器的铁芯后再接地否那么零序电流 过互感器的铁芯二次侧不感应电流保护装置不起作用。 对于架空线路的单相接地保护一般采用由三个电流互感器同极性并联组成零序电流滤过器再接零序电流继电器的方式三相电流互感器的二次电流相加后流入电流继电器但一般工厂多用电缆线路故此种方式在工厂供电中用得不多。 4过电流保护的灵敏度及提高灵敏度的措施低电压闭锁保护4.1过电流保护的灵敏度过电流保护的灵敏度为SpIk.min/Iop.1。
14、 其中Ikmin应取为被保护线路末端在系统最小运行方式下的两相短路电流（2）。 Iop1为保护装置的一次侧动作电流，而继Ikmin电器动作电流为Iop保护装置接线系数为Kw（相电流接线为1，相电流接线为3，电流互感器变比为Ki那么Iop1KiIop/Kw。 因此按规定过电流保护的灵敏度务必满足的条件为KwIk2minSp1.5KiIop如满足上式有困难时，个别状况下，能够Sp1.2。 4.2低电压闭锁的过电流保护当过电流保护装置的灵敏度达不到上述要求时，可采用低电压继电器闭锁的过电流保护装置来提高其灵敏度，如上图所示。 在供电系统正常运行时，母线电压接近于额定电压，因而低电压继电器KV的触点式
15、断开的。 由于低电压继电器KV的触点与过电流保护装置KA的常开触点相串联，因此只要系统电压正常，即使电流继电器动作其触点闭合，但因电压继电器的触点断开，断路器也不会跳闸。 所以设有低电压继电器闭锁的过电流保护装置，其动作电流不必按躲过线路的最（为I30的1.53倍）大负荷电流IL。 x来整定，而只需按躲过线路的计算电流I30来整定，当然保护装置的回到电流也应躲过I30。 故此时过电流保护动作电流的整定计算公式为KrelKwIopI30KreKi由于过电流保护采用低电压继电器闭锁后能够减小保护装置的动作电流Iop，从而提高了保护装置的灵敏度。 上述低电压继电器的动作电压按躲过正常最低工作电压Um
16、in来整定，当然其回到电压也应躲过Umin，因此低电压继电器动作电压的整定计算公式为UminUUop0.6NKrelKreKuKu式中Umin线路最低工作电压，取（0.850.95）UN；UN线路额定电压；Krel保护装置的可靠系数，可取1.2；Kre低电压继电器的回到系数，可取1.25；Ku电压互感器的变压比。 5结语从上世纪80年代起计算机技术、微电子技术、电力电子技术被越来越多地应用于输配电系统中技术更新、功能更强的集成电路保护、微机综合保护已成为继电保护装置的重要形式但有触点的机电型继电保护因具有经济、实用、维修方便等特点仍被广泛使用在工厂供电保护线路中。 :1刘介才.工厂供M.北京:
17、机械工业出版社xx.附:对工厂供电教材中主干资料的解读透过对重点章节的段落大意归纳和中心思想的分析能够用“中小型工厂；供配电；电力负荷计算；设计；电气照明”这几个词来概括，全篇十个章节资料是以中小型工厂为讲述对象以供配电根本概念、电能供给与分配、设计计算、电气照明运行维护四大主干贯穿全书。 工厂供电，就是指工厂所需电能的供给和分配，亦称工厂配电。 众所周知，电能是现代工业生产的主要能源和动力。电能既易于由其它形式的能量转换而来，又易于转换为其它形式的能量以供给用;电能的输送的分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。因此，电能在现代工业生产及整个国民经济生活中应用极为广
18、泛。 在工厂里，电能虽然是工业生产的主要能源和动力，但是它在产品本钱中所占的比重一般很小(除电化工业外)。电能在工业生产中的重要性，并不在于它在产品本钱中或投资总额中所占的比重多少，而在于工业生产实现电气化以后能够大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产本钱，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。从另一方面来说，如果工厂的电能供给突然中断，那么对工业生产可能造成严重的后果。 因此，做好工厂供电工作对于开展工业生产，实现工业现代化，具有十分重要的好处。由于能源节约是工厂供电工作的一个重要方面，而能源节约对于国家经济建设具有十分重要的战略好处，因此做好工厂供
19、电工作，对于节约能源、支援国家经济建设，也具有重大的作用。工厂供电工作要很好地为工业生产效劳，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并做好节能工作，就务必到达以下根本要求: (1)平安在电能的供给、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。 (2)可靠应满足电能用户对供电可靠性的要求。 (3) 应满足电能用户对电压和频率等质量的要求 (4)经济供电系统的投资要少，运行费用要低，并尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗量。 此外，在供电工作中，应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，既要照顾局部的当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应开展。 按照国家标准GB50052-95供配电系统设计标准、
20、GB50053-9410kv及以下设计标准、GB50054-95低压配电设计标准等的规定，进行工厂供电设计务必遵循以下原那么: (1)遵守规程、执行政策; 务必遵守国家的有关规定及标准，执行国家的有关方针政策，包括节约能源，节约有色金属等技术经济政策。 (2)平安可靠、先进合理; 应做到保障人身和设备的平安，供电可靠，电能质量合格，技术先进和经济合理，采用效率高、能耗低和性能先进的电气产品。 (3)近期为主、思考开展; 应根据工作特点、规模和开展规划，正确处理近期建设与远期开展的关系，做到远近结合，适当思考扩建的可能性。 (4)全局出发、统筹兼顾。 按负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件
21、等，合理确定设计方案。工厂供电设计是整个工厂设计中的重要组成局部。工厂供电设计的质量直接影响到工厂的生产及开展。作为从事工厂供电工作的人员，有必要了解和掌握工厂供电设计的有关知识，以便适应设计工作的需要。 全厂总降压变电所及配电系统设计，是根据各个车间的负荷数量和性质，生产工艺对负荷的要求，以及负荷布局，结合国家供电状况。解决对各部门的平安可靠，经济的分配电能问题。其根本资料有以下几方面。 1、负荷计算 全厂总降压变电所的负荷计算，是在车间负荷计算的根底上进行的。思考车间变电所变压器的功率损耗，从而求出全厂总降压变电所高压侧计算负荷及总功率因数。列出负荷计算表、表达计算成果。 2、工厂总降压变
22、电所的位置和主变压器的台数及容量选取 参考电源进线方向，综合思考设置总降压变电所的有关因素，结合全厂计算负荷以及扩建和备用的需要，确定变压器的台数和容量。 3、工厂总降压变电所主结线设计 根据变电所配电回路数，负荷要求的可靠性级别和计算负荷数综合主变压器台数，确定变电所高、低接线方式。对它的根本要求，即要平安可靠有要灵活经济， 容易维修方便。 4、厂区高压配电系统设计 根据厂内负荷状况，从技术和经济合理性确定厂区配电电压。参考负荷布局及总降压变电所位置，比拟几种可行的高压配电网布置放案，计算出导线截面及电压损失，由不同放案的可靠性，电压损失，基建投资，年运行费用，有色金属消耗量等综合技术经济条
23、件列表比值，择优选用。按选定配电系统作线路结构与敷设方式设计。用厂区高压线路平面布置图，敷设要求和架空线路杆位明细表以及工程预算书表达设计成果。 5、工厂供、配电系统短路电流计算 工厂用电，通常为国家电网的末端负荷，其容量运行小于电网容量，皆可按无限容量系统供电进行短路计算。由系统不同运行方式下的短路参数，求出不同运行方式下各点的三相及两相短路电流。 6、改善功率因数装置设计 按负荷计算求出总降压变电所的功率因数，透过查表或计算求出到达供电部门要求数值所需补偿的无功率。由手册或厂品样本选用所需移相电容器的规格和数量，并选用适宜的电容器柜或放电装置。如工厂有大型同步电动机还能够采用控制电机励磁电
24、流方式带给无功功率，改善功率因数。 7、变电所高、低压侧设备选取 参照短路电流计算数据和各回路计算负荷以及对应的额定值，选取变电所高、低压侧电器设备，如隔离开关、断路器、母线、电缆、绝缘子、避雷器、互感器、开关柜等设备。并根据需要进行热稳定和力稳定检验。用总降压变电所主结线图，设备材料表和投资概算表达设计成果。 8、继电保护及二次结线设计 为了监视，控制和保证平安可靠运行，变压器、高压配电线路移相电容器、高压电动机、母线分段断路器及联络线断路器，皆需要设置相应的控制、 、检测和继电器保护装置。并对保护装置做出整定计算和检验其灵敏系数。 设计包括继电器保护装置、监视及测量仪表，控制和 装置，操作
25、电源和控制电缆组成的变电所二次结线系统，用二次回路原理接线图或二次回路展开图以及元件材料表达设计成果。35kv及以上系统尚需给出二次回路的保护屏和控制屏屏面布置图。 9、变电所防雷装置设计 参考本地区气象地质材料，设计防雷装置。进行防直击的避雷针保护范围计算，防止产生还击现象的空间距离计算，按避雷器的根本参数选取防雷电冲击波的避雷器的规格型号，并确定其接线部位。进行避雷灭弧电压，频放电电压和最大允许 距离检验以及冲击接地电阻计算。 10、专题设计 11、总降压变电所变、配电装置总体布置设计综合前述设计计算结果，参照国家有关规程规定，进行内外的变、配电装置的总体布置和施工设计。 第二章负荷计算及
26、功率补偿 (1)计算负荷又称需要负荷或最大负荷。计算负荷是一个假想的持续性的负荷，其热效应与同一时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。在配电设计中，通常采用30分钟的最大平均负荷作为按发热条件选取电器或导体的依据。 (2)尖峰电流指单台或多台用电设备持 左右的最大负荷电流。一般取启动电流上午周期分量作为计算电压损失、电压波动和电压下降以及选取电器和保护元件等的依据。在校验瞬动元件时，还应思考启动电流的非周期分量。 (3)平均负荷为一段时间内用电设备所消耗的电能与该段时间之比。常选用最大负荷班(即有代表性的一昼夜内电能消耗量最多的一个班)的平均负荷，有时也计算年平均负荷。平均负荷用来计算最大
27、负荷和电能消耗量。 负荷计算的方法有需要系数法、利用系数法及二项式等几种。 本设计采用需要系数法确定。 主要计算公式有:有功功率:P30=PeKd 无功功率:Q30=P30tg 视在功率:S3O=P30/Cos 计算电流:I30=S30/3UN 取Kp=0.92;Kq=0.95 根据上表可算出:P30i=6520kW;Q30i=5463kvar 那么P30=KPP30i=0.96520kW=5999kW Q30=KqQ30i=0.955463kvar=5190kvar S30=(P302+Q302)1/27932KVA I30=S30/3UN94.5A COS=P30/Q30=5999/793
28、20.75 由于本设计中上级要求COS0.9，而由上面计算可知COS=0.750.9，因此需要进行无功补偿。 综合思考在那里采用并联电容器进行高压集中补偿。 可选用BWF6.3-100-1W型的电容器，其额定电容为2. F Qc=5999(tanaros0.75-tanaros0.92)Kvar =2724Kvar取Qc=2800Kvar 因此，其电容器的个数为:n=Qc/qC=2800/100=28 而由于电容器是单相的，所以应为3的倍数，取28个正好 无功补偿后，变电所低压侧的计算负荷为: S30(2)=59992+(5463-2800)21/2=6564KVA 变压器的功率损耗为: QT
29、=0.06S30=0.06*6564=393.8Kvar PT=0.015S30=0.015*6564=98.5Kw 变电所高压侧计算负荷为: P30=5999+98.5=6098Kw Q30=(5463-2800+393.8=3057Kvar S30=(P302+Q302)1/2=6821KV.A 无功率补偿后，工厂的功率因数为: cos=P30/S30=6098/6821=0.9 那么工厂的功率因数为: cos=P30/S30=0.90.9 因此，贴合本设计的要求 第三章变压器的选取 (1)主变压器台数的选取 由于该厂的负荷属于二级负荷，对电源的供电可靠性要求较高，宜采用两台变压器，以便当
30、一台变压器发生故障后检修时，另一台变压器能对一、二级负荷继续供电，应选两台变压器。 (2)变电所主变压器容量的选取 装设两台主变压器的变电所，每台变压器的容量ST应同时满足以下两个条件: 任一台单独运行时，ST(0.6-0.7)S30(1) 任一台单独运行时，STS30(+) 由于S30(1)=7932KVA，因为该厂都是上二级负荷所以按条件2选变压器。 ST(0.6-0.7)7932=(4759.25552.4)KVASTS30(+) 因此选5700KVA的变压器二台 第四章主结线方案的选取 1.当满足运行要求时，应尽量少用或不用断路器，以节省投资。 2.当变电所有两台变压器同时运行时，二次
31、侧应采用断路器分段的单母线接线。 3.当供电电源只有一回线路，变电所装设单台变压器时，宜采用线路变压器组结线。 4.为了限制配出线短路电流，具有多台主变压器同时运行的变电所，应采用变压器分列运行。 5.接在线路上的避雷器，不宜装设隔离开关;但接在母线上的避雷器，可与电压互感器合用一组隔离开关。 6.610KV固定式配电装置的出线侧，在架空线路或有反响可能的电缆出线回路中，应装设线路隔离开关。 7.采用610KV熔断器负荷开关固定式配电装置时，应在电源侧装设隔离开关。 8.由地区电网供电的变配电所电源出线处，宜装设供计费用的专用电压、电流互感器(一般都 计量柜)。 9.变压器低压侧为0.4KV的总开关宜采用低压断路器或隔离开关。当有继电保护或自动切换电源要求时，低压侧总开关和母线分段开关均应采用低压断路器。 10.当低压母线为双电源，变压器低压侧总开关和母线分段开关采用低压断路器时，在总开关的出线侧及母线分段开关的两侧，宜装设刀开关或隔离触头。 对于电源进线电压为35KV及以上的大中型工厂，通常是先经工厂总降压变电所降为610KV的高压配电电压，然后经车间变电所，降为一般低压设备所需的电压。 总降压变电所主结线图表示工厂理解和分配电能的路径，由各种电力设备(变压器、避雷器、断路器、互感器、隔离开关等)及其连接线组
