特種作業(yè)中的電工作業(yè)
指對電氣設(shè)備進(jìn)行運(yùn)行、維護(hù)、安裝、檢修、改造、施工、調(diào)試等作業(yè)(不含電力系統(tǒng)進(jìn)網(wǎng)作業(yè)).
1、高壓電工作業(yè):
指對1千伏(kV)及以上的高壓電氣設(shè)備進(jìn)行運(yùn)行、維護(hù)、安裝、檢修、改造、施工、調(diào)試、試驗(yàn)及絕緣工、器具進(jìn)行試驗(yàn)的作業(yè).
2、低壓電工作業(yè):
指對1千伏(kV)以下的低壓電氣設(shè)備進(jìn)行安裝、調(diào)試、運(yùn)、行操作、維護(hù)、檢修、改造施工和試驗(yàn)的作業(yè).
3、電力電纜作業(yè):
指對電力電纜進(jìn)行安裝、檢修、試驗(yàn)、運(yùn)行、維護(hù)等作業(yè).
4、繼電保護(hù)作業(yè):
指對電力系統(tǒng)中的繼電保護(hù)及自動裝置進(jìn)行運(yùn)行、維護(hù)、調(diào)試及檢驗(yàn)的作業(yè)
5、電氣試驗(yàn)作業(yè):
對電力系統(tǒng)中的電氣設(shè)備專門進(jìn)行交接試驗(yàn)及預(yù)防性試驗(yàn)等的作業(yè).
電工技術(shù)培訓(xùn)內(nèi)容:
第一周:電工基礎(chǔ)(安全用電法律法規(guī))以及各種儀器儀表使用.
第二周:家庭電路布線(比如:一控、兩控,多控等),電氣設(shè)備安裝調(diào)試,線路的運(yùn)行,維護(hù),檢修等.
第三周:典禮拖動(機(jī)電及其各種控制電路,比如:電機(jī)直接啟動,電機(jī)星-三角起動,自耦變壓起動,異地控制,順序控制等).
第四周:變電,配電,輸電以及二次回路的控制,運(yùn)行,維護(hù),檢修等.
10kV配電室電氣設(shè)備及元件設(shè)計(jì)選擇
(一)10kV斷路器的選擇:
當(dāng)進(jìn)線和主變高壓側(cè)斷路器采用真空斷路器時(shí),常規(guī)真空斷路器的額定電流一般為:630A、1250A、1600A、2000A、2500A、3150A、4000A.
額定電流 分?jǐn)嗄芰?/p>
630A:20、25KA
1250A:31.5KA
1600A :31.5KA
2500A:40KA
3150A:40KA
北京地區(qū)一般用戶站、工業(yè)廠房用電選擇開斷電流20——25KA即可,電力系統(tǒng)、供電部門、電廠應(yīng)在31.5KA——40KA之間進(jìn)行選擇.
當(dāng)前配網(wǎng)變壓器最大容量不超過2500kVA,2500kV變壓器高壓側(cè)電流不超過如下:
1、單臺變壓器:
Ig=1.05*Se/(√3∗Ue)=152A,
2、雙臺變壓器:按1.3倍變壓器額定電流,則Ig=1.3*Se/(√3∗Ue)=187,
3、如果10kV母線下只帶1路變壓器出線回路,則可選斷路器630A.如果10kV母除帶變壓器出線外仍有其它備用或出線,則根據(jù)實(shí)際需要選用1250A或1600A.
北京地區(qū)10kV最大短路電流不超過25kA,因此選斷路器開斷電流25kA即可.
(二)10kV熔斷器的選擇:
按照GB13539.1-2002/IEC60269-1:1998熔斷器額定電流分為:
0.5,1A,2A,4A,6A,8A,10A,12A,16A,20A,25A,32A,40A,50A,63A,80A,100A,125A,160A,200A,250A,315A,400A,500A,630A,800A,1000A,1250A.
如果10kV側(cè)開關(guān)采用負(fù)荷開關(guān),則變壓器高壓側(cè)保護(hù)應(yīng)采用熔斷器+負(fù)荷開關(guān)模式,按照《工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊》中保護(hù)35KV及以下電力變壓器的高壓熔斷器,其熔體的額定電流可按下式選擇:
Irr =Kigmax
Irr :熔體的額定電流
Igmax :電力變壓器最大工作電流,通常為額定電流的1.1倍.
K :系數(shù),不考慮電動機(jī)啟動時(shí)取1.1——1.3,考慮電動機(jī)起動時(shí)取1.5——2.0,通常取1.5左右.
例:800KVA變壓器高壓側(cè)額定電流為:46.2A,則Irr =1.1*1.5*46.2=76.23A,取熔斷器電流為80A.
(三)高壓側(cè)電壓互感器熔斷器的選擇:
高壓側(cè)計(jì)量用熔體的額定電流選0.5A.
高壓側(cè)保護(hù)、測量用熔體的額定電流選1A.
(四)10kV避雷器(MOA)的選擇:
1、額定電壓選擇:根據(jù)《交流電氣裝置的過電壓保護(hù)和絕緣配合設(shè)計(jì)規(guī)范GBT 50064-2014》中
3.2.1條:交流電氣設(shè)備上主要過電壓主要有:暫時(shí)過電壓(主要為工頻過電壓、諧振過電壓)、操作過電壓、雷電過電壓.
3.2.2條:工頻過電壓1.0Pu= Um/√3,其中10kV設(shè)備最高電壓Um=12kV,.
根據(jù)GBT50064-2014表4.4.3 :
低電阻接地:UR(MOA額定電壓)≥Um=12kV(UT:系統(tǒng)最大過電壓).
消弧線圈接地:UR≥1.25Um =15kV
10kV避雷器額定電壓:低電阻接地時(shí)可取大于12kV即可,消弧線圈接地時(shí)可取大于15kV即可.
10kV避雷器持續(xù)運(yùn)行電壓:低電阻接地時(shí)可取0.8Um即9.6kV,消弧線圈接地時(shí)可取Um即12kV.
2、放電電流選擇:根據(jù)《導(dǎo)體和電器選擇設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定DL5222-2005》中
表20.1.10:110kV及以下配電設(shè)備標(biāo)稱放電電流取5kA,電動機(jī)取2.5kA,變壓器及電機(jī)中性點(diǎn)、低壓設(shè)備取1.5kA.
3、殘壓選擇:應(yīng)配合設(shè)備雷電沖擊全波電壓大小進(jìn)行選擇,根據(jù)
6.4.4-1式:Ul.p≤ Ue.l.i/K16,K16取1.25.
根據(jù)《GBT50064-2014》表6.4.6-1中10kV設(shè)備額定雷電沖擊耐受電壓(相對地)
Ue.l.i:75kV:非低電阻接地
60kV:低電阻接地.
根據(jù)公式6.4.4-1得消弧線圈接地:Ul.p≤ 75/1.25=60kV,因此殘壓應(yīng)小于60kV,通常取50kV .經(jīng)小電阻接地:Ul.p≤ 60/1.25=48kV,殘壓應(yīng)小于48kV,通常取45kV.(注:避雷器殘壓越低,保護(hù)性能越好,價(jià)格越貴.)
注:持續(xù)運(yùn)行電壓是避雷器正常運(yùn)行的最高電壓,額定電壓是開始放電1mA電流時(shí)的 動作電壓,殘壓是避雷器動作后避雷器兩端的電壓,即電網(wǎng)對地電壓.
10kV避雷器(MOA)通常選用HY5WZ(S)-17/45,其中具體含義表示如下:
HY:復(fù)合材料、氧化鋅電阻片
5:標(biāo)稱放電電流,單位(kA)
W:無間隙
Z:電站型,S:配電型,10kV及以下可只選配電型.
17:避雷器額定電壓,單位(kV)
45:標(biāo)稱放電電流下的殘壓Ul.p,單位(kV)
加裝部位:若有母線公用PT則裝于母線PT柜內(nèi),若無母線公用PT則裝于變壓器進(jìn)線柜處.
(五)分段斷路器的選擇:
斷路器、CT配置額定參數(shù)與進(jìn)線斷路器保持一致,注意低壓脫扣器時(shí)間及動作電流應(yīng)考慮介于進(jìn)線斷路器和另一段最大負(fù)荷斷路器之間.
北京地區(qū)為控制短路電流太大,10kV、0.4kV母線均采用分列運(yùn)行方式,因此如設(shè)分段開關(guān)必須設(shè)置3取2方式,即合環(huán)保護(hù).
(六)電流互感器選擇:
1、電流互感器一次額定值:15A、20A、25A、30A、40A、50A、60A、75A、100A、150A、200A、250A、300A、400A、500A、600A、750A、800A、1000A、1200A、1500A、2000A、2500A、3000A、4000A等.
電流互感器二次額定值:5A、1A.
2、計(jì)量/測量用準(zhǔn)確度等級:0.2S、0.5S級.
保護(hù)用準(zhǔn)確度等級:10P10、10P15.
3、計(jì)量/測量用電流互感器選擇:
根據(jù)GB50063-2008《電力裝置的電氣測量儀表裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》第3.1.6條 當(dāng)電力設(shè)備在額定值運(yùn)行時(shí),電能計(jì)量用的電流互感器的一次側(cè)電流宜在其額定一次電流的2/3以上.所以電流互感器變比應(yīng)按如下計(jì)算:
N=I_e/(0.7∗5)
其中:N:電流互感器變比,Ie:電氣設(shè)備一次額定電流值
10kV側(cè)計(jì)量/測量用電流互感器選擇(舉例):
400KVA:Ie =23A,N=6.6,取電流互感器變比:40/5=8;
500KVA:Ie =29A,N=8.3,取電流互感器變比:50/5=10;
630KVA:Ie =36.4A,N=10.4,取電流互感器變比:60/5=12;
800KVA:Ie =46.2A,N=13.2,取電流互感器變比:75/5=15;
1000KVA:Ie =57.7A,N=16.5,取電流互感器變比:100/5=20;
1250KVA:Ie =72.2A,N=20.6,取電流互感器變比:150/5=30;
1600KVA:Ie =92.4A,N=26.4,取電流互感器變比:150/5=30;
4、 保護(hù)用電流互感器選擇方法:
A、變比及準(zhǔn)確度等級選擇:
為保證設(shè)備速斷保護(hù)的正確動作,按流過1.3倍最大三相短路電流進(jìn)行選擇.
假定10kV系統(tǒng)最大短路電流為25kA,則系統(tǒng)電抗 Xs*=SB/Sd=100/(√3*25*10)=0.2309,
基準(zhǔn)電流Ij=100/(√3*10)=5.774kA.
假設(shè)變壓器Se=2500KVA,UK%=8,則變壓器短路電抗:
XT*=(UK%)*SB/ST=0.08*100/2.5=3.2
此時(shí)變壓器低壓側(cè)短路時(shí)10KV側(cè)電流為:
I*=1/(3.2+0.2309)=0.2915,
I”=0.2915*Ie=1.683KA
因此10kV保護(hù)CT一次飽和值應(yīng)大于1.3*1.654=2.19kA,則可選擇200/5(10P15)或150/5(10P15)
保護(hù)用電流互感器選擇方法:
Id=25kA,Xs*=0.2309,Sj=100MVA,Ij=5.554kA
B、電流互感器的熱、動穩(wěn)定選擇:
熱穩(wěn)定:10kV系統(tǒng)設(shè)備按最大短路電流25kA,10kV短路電流持續(xù)時(shí)間按4s進(jìn)行選擇(注:0.4kV短路電流持續(xù)時(shí)間按1s進(jìn)行選擇).
動穩(wěn)定:Idyn≥2.55*25=64kA
5、10kV不接地或經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)線路零序電流互感器的選擇:
A、一般都選用小變比,常用的如:50/5、75/5、100/5、20/1、50/1.因?yàn)橹挥幸淮伟l(fā)生接地故障后零序電流互感器才有輸出,人們不會讓接地電流很大時(shí)才會讓保護(hù)切除故障,由于一次為10KV電纜,只有一匝,二次選用50/5的零序電流互感器只有10匝,負(fù)荷特性較差,實(shí)際負(fù)荷阻抗如果與零序電流互感器的容量不一致時(shí)也會產(chǎn)生很大的誤差,并且在低于額定電流時(shí)誤差會更大.
B、10KV中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)一般不允許接地電流超過10A,如果零序電流大于5A即保護(hù)動作,此時(shí)電流互感器變比可選100/5或20/1,這時(shí)零序電流反映在保護(hù)二次側(cè)為0.25A,一般現(xiàn)微機(jī)保護(hù)零序保護(hù)動作精度最小50ma——100ma以上,完全能滿足動作要求.
(七)母線截面積選擇:
10kV設(shè)備按動穩(wěn)定25kA要求計(jì)算,短路持續(xù)時(shí)間按4s計(jì)算.
根據(jù)《 DL5222-2005導(dǎo)體和電器選擇設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》中7.1.8式,S≥√Ql/C=Id*K,K計(jì)算系數(shù)如下:
短路前溫度在25°C,采用銅導(dǎo)體時(shí),
25kA短路電流計(jì)算截面積:
S ≥25000*0.0103=257.5mm2
31.5kA短路電流計(jì)算截面積:
S ≥31500*0.0103=324.4mm2
40kA短路電流計(jì)算截面積:
S ≥40000*0.0103=412mm2
63kA短路電流計(jì)算截面積:
S ≥63000*0.0103=648.9mm2
80kA短路電流計(jì)算截面積:
S ≥80000*0.0103=824mm2
(八)電纜選擇:
北京地區(qū)10kV一般選為阻燃交聯(lián)聚乙烯電纜.
(一)、電纜導(dǎo)體與屏蔽層或金屬層間額定電壓的選擇:根據(jù)《GB 50217-2007 電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范》中第3.3.2條:
1、中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地,接地保護(hù)動作時(shí)間不超過1min的,相導(dǎo)體對地(屏蔽層)電壓不低于100%相對地工作電壓,取1.1*10/√3即不低于6.5kV.
2、單相故障持續(xù)時(shí)間小于8h的,即經(jīng)消弧線圈接地等,相導(dǎo)體對地(屏蔽層)電壓不低于133%相對地工作電壓,取1.1*1.33*10/√3即不低于8.7kV.
3、單相故障持續(xù)時(shí)間大于8h的,即不接地等,相導(dǎo)體對地(屏蔽層)電壓不低于173%相對地工作電壓,取1.1*1.73*10/√3即不低于11kV.
(二)、電纜導(dǎo)體截面的選擇:需同時(shí)滿足載流量和熱穩(wěn)定要求.
1、載流量計(jì)算:I≥Ig/(K1*K2*K3)
I:預(yù)選電纜截面載流量
Ig:電纜回路持續(xù)計(jì)算電流,對于配電工程,可按
Ig=K*Se/(√3*10)計(jì)算,其中K系數(shù),規(guī)程為
1.05,但考慮北京地區(qū)過負(fù)荷建議取1.3;
Se為下帶變壓器容量
K1:溫度校正系數(shù)
K2:土壤熱阻系數(shù)
K3:布置校正系數(shù)
2、熱穩(wěn)定計(jì)算:S≥100*√Q/C,其中Q=Id2*t,
Id:最大三相短路電流;t:短路電流持續(xù)時(shí)間,取0.245s.
C:電纜熱穩(wěn)定系數(shù),經(jīng)過計(jì)算交聯(lián)聚乙烯銅電纜:
C=13279.
如以北京地區(qū)10kV系統(tǒng)最大三相短路電流25kA計(jì)算,則10kV外電源部分電纜截面為:S≥93.2mm2,即大部分采用150mm2電纜.
10kV各配電變壓器在低壓側(cè)三相短路,流過10kV側(cè)的短路電流如下表所示,經(jīng)過熱穩(wěn)定計(jì)算各電纜截面如下表:
由上表可看出,變壓器10kV進(jìn)線電纜只需滿足持續(xù)電流即可,熱穩(wěn)定均可滿足要求.
(九)變壓器容量選擇:
根據(jù)《 A 規(guī)劃篇-配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)技術(shù)細(xì)則》2007版:
(一)、普通用戶:
Se ≥Pmax/(η*cosΦ)
Pmax:用戶最大負(fù)荷,η:變壓器負(fù)載率,取0.7
(二)、重要客戶和要求有足夠備用容量的用戶:
Se ≥Pmax/(η*cosΦ)
Pmax:用戶最大負(fù)荷,η:變壓器負(fù)載率,取0.5
(三)、居民用戶:包括普通住宅、高檔住宅樓、高級公寓、住宅及辦公為一體的SOHO、別墅區(qū).
Se ≥P/(η*cosΦ)
P:計(jì)算負(fù)荷,等于用電負(fù)荷指標(biāo)×戶數(shù)(或建筑平方米)× 需用系數(shù).η:變壓器負(fù)載率,取0.65 .
