某工廠供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)[共29頁(yè)]

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1、 湖南理工職業(yè)技術(shù)學(xué)院 工廠供配電技術(shù)課程設(shè)計(jì) 題 目： 某工廠供配電系統(tǒng)的電氣設(shè)計(jì) 年級(jí)專業(yè)： 風(fēng)能工程系機(jī)電1132班 學(xué)生姓名： 龍博 指導(dǎo)老師： 盧 永 輝 2015年06月15日 摘 要 工廠供電，是指工廠所需的電能的供應(yīng)與分配，也稱工廠配電。 眾所周知，電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動(dòng)力。電能既能易于由其他形式的能量轉(zhuǎn)換而來(lái)，而易于轉(zhuǎn)換為其他形式的能量以供應(yīng)用。電能的輸送和分配既簡(jiǎn)單

2、經(jīng)濟(jì)，又便于控制、調(diào)節(jié)和測(cè)量，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化，而且現(xiàn)代社會(huì)的信息技術(shù)和其他高新技術(shù)無(wú)疑不是建立在電能應(yīng)用的基礎(chǔ)之上的。因此電能在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)及整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)生活中應(yīng)用極為廣泛。 本論文設(shè)計(jì)首先計(jì)算電力負(fù)荷和變壓器的臺(tái)數(shù)、容量；利用所學(xué)的知識(shí)確定變電所的位置。計(jì)算出短路電流的大小，選出不同型號(hào)的變壓器，進(jìn)而確定變壓器的連接組別，畫出必要的變電所主接線圖。 關(guān)鍵詞：主接線圖、短路電流、電力負(fù)荷、變壓器 目錄 第1章 前言 ………………………………………………………………………………4 第2章 設(shè)計(jì)任務(wù) ………………………………………

3、…………………………………5 2.1 原始資料 ……………………………………………………………………………5 2.2 工廠平面圖 …………………………………………………………………………5 2.3 工廠供電電源 ………………………………………………………………………5 2.4 工廠負(fù)荷情況 ………………………………………………………………………6 2.5 設(shè)計(jì)要求 ……………………………………………………………………………7 第3章 全廠負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功功率補(bǔ)償 …………………………………………………8 3.1 負(fù)荷計(jì)算 …………………………………………………………………………

4、…8 3.2 無(wú)功功率補(bǔ)償 ………………………………………………………………………11 第4章 變電所高壓電器設(shè)備選型 ………………………………………………………12 4.1 主變壓器的選擇 ……………………………………………………………………12 4.2 各個(gè)車間變壓器的選擇 ……………………………………………………………12 4.3 10KV架空線的選擇 …………………………………………………………………13 第5章 短路電流的計(jì)算 …………………………………………………………………14 5.1 短路的基本概念 ……………………………………………………………………14

5、5.2 短路的原 ……………………………………………………………………………14 5.3 短路的后果 …………………………………………………………………………14 5.4 短路的形成 …………………………………………………………………………15 5.5 三相短路電流計(jì)算的目的 …………………………………………………………15 5.6 短路電流的計(jì)算 …………………………………………………………………15 5.7 電費(fèi)的計(jì)算 ………………………………………………………………………16 第6章 變電所的設(shè)備選擇與校驗(yàn) ………………………………………………………17 6.

6、1 10KV側(cè)設(shè)備的選擇和校驗(yàn) ………………………………………………………17 6．1．1 一次設(shè)備的選擇 …………………………………………………………17 6.2 二次設(shè)備的選擇 …………………………………………………………………19 6.3 10KV側(cè)設(shè)備的選擇 ………………………………………………………………19 第7章 主變壓器繼電保護(hù) ……………………………………………………………23 7.1 繼電保護(hù)裝置的概念 ………………………………………………………………23 7.2 保護(hù)作用 …………………………………………………………………………23

7、 7.3 保護(hù)裝置及整定計(jì)算 ……………………………………………………………23 第8章 防雷保護(hù)和接地裝置的設(shè)計(jì) ……………………………………………………25 8.1 防雷保護(hù) …………………………………………………………………………25 8.1.1 直擊雷的過(guò)電壓保護(hù) ………………………………………………………25 8.1.2 雷電侵入波的防 ……………………………………………………………25 8.2 接地裝置 …………………………………………………………………………25 參考文獻(xiàn) …………………………………………………………………………………27

8、 致 謝 ………………………………………………………………………………28 附 錄 一 主接線圖 ……………………………………………………………………29 第1章 前言 工廠供電，是指工廠所需的電能的供應(yīng)與分配，也稱工廠配電。 眾所周知，電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動(dòng)力。電能既能易于由其他形式的能量轉(zhuǎn)換而來(lái)，而易于轉(zhuǎn)換為其他形式的能量以供應(yīng)用。電能的輸送和分配既簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，又便于控制、調(diào)節(jié)和測(cè)量，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化，而且現(xiàn)代社會(huì)的信息技術(shù)和其他高新技術(shù)無(wú)疑不是建立在電能應(yīng)用的基礎(chǔ)之上的。因此電能在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)及整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)生活中應(yīng)用極為廣泛。 在工廠里，

9、電能雖然是工業(yè)的主要能源和動(dòng)力，但是它在產(chǎn)品成本中所占的比重一般很小。例如在機(jī)械工業(yè)中，電費(fèi)開支僅占產(chǎn)品成本的5%左右。從投資額來(lái)看，一般機(jī)械工廠在供電設(shè)備上的投資，也僅占總投資的5%左右。因此電能在工業(yè)生產(chǎn)中的重要性，并不能在于他在產(chǎn)品成本中或者投資總額中所占的比重多少，而是在于工業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)電氣化以后可以大大增加產(chǎn)量，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善工人的勞動(dòng)條件，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化。 工廠供電工作要很好地位工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)，切實(shí)保證工廠生產(chǎn)和生活用電需要，并做好節(jié)能和環(huán)保工作，就必須達(dá)到以下幾點(diǎn)要求： 1、安全 在電能的供應(yīng)、分配和使用中，不應(yīng)發(fā)

10、生人身事故和設(shè)備事故 2、可靠 應(yīng)滿足電能用戶對(duì)供電可靠性即連續(xù)供電的要求 3、優(yōu)質(zhì) 應(yīng)滿足電能用戶對(duì)電壓和頻率等質(zhì)量的要求 4、經(jīng)濟(jì) 供電系統(tǒng)的投資要少，運(yùn)行費(fèi)用要低，并近可能滴節(jié)約電能和減少有色金屬消耗量。 此外，在供電工作中，應(yīng)合理地處理局部和全局、當(dāng)前和長(zhǎng)遠(yuǎn)等關(guān)系，既要照顧局部和當(dāng)前的利益，又要有全局觀點(diǎn)，能顧全大局，適應(yīng)發(fā)展。例如計(jì)劃用電問(wèn)題，就不能至考慮一個(gè)單位的局部利益，更要有全局觀點(diǎn)。 第2章 設(shè)計(jì)任務(wù) 2.1 原始資料 2.2 工廠平面圖 2.3 工廠供電電源 按照工廠與當(dāng)?shù)毓╇姴块T簽訂的供用電協(xié)議規(guī)定，本廠可由附近一條10KV的

11、功用電源干線取得電源。該干線走向參看工廠總平面圖。為滿足工廠耳機(jī)負(fù)荷的要求，可采用高壓聯(lián)絡(luò)線有鄰近的單位取得備用電源。已知與本廠高壓側(cè)有電氣聯(lián)系的駕控線路總長(zhǎng)度為80KM，電纜線路總長(zhǎng)度為25KM；工廠要求的功率因數(shù)在0.6以上。 2.4 工廠負(fù)荷情況 本廠多數(shù)車間為三班制，年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)4600小時(shí)，日最大負(fù)荷持續(xù)時(shí)間為6小時(shí)。該廠處鑄造車間、電鍍車間和鍋爐房屬二級(jí)負(fù)荷外，其余均屬三級(jí)負(fù)荷。全廠的負(fù)荷表如下： 廠房編號(hào) 廠房名稱 負(fù)荷類別 設(shè)備容量 /KW 需要系數(shù) 功率因數(shù) 1 鑄造車間 動(dòng)力 300 0.3 0.70 照明 6 0.8 1

12、.0 2 鍛壓車間 動(dòng)力 350 0.3 0.65 照明 8 0.7 1.0 3 熱處理車間 動(dòng)力 150 0.6 0.80 照明 5 0.8 1.0 4 電鍍車間 動(dòng)力 250 0.5 0.8 照明 5 0.8 1.0 5 倉(cāng)庫(kù) 動(dòng)力 20 0.4 0.8 照明 1 0.8 1.0 6 工具車間 動(dòng)力 360 0.3 0.60 照明 7 0.9 1.0 7 金工車間 動(dòng)力 400 0.2 0.65 照明 10 0.8 1.0 8 鍋爐房 動(dòng)力 50 0.7 0.

13、80 照明 1 0.8 1.0 9 裝配車間 動(dòng)力 180 0.3 0.70 照明 6 0.8 1.0 10 機(jī)修車間 動(dòng)力 160 0.2 0.65 照明 4 0.8 1.0 生活區(qū) 照明 350 0.7 0.9 2.5 設(shè)計(jì)要求 1、計(jì)算電力負(fù)荷和無(wú)功功率補(bǔ)償、短路電流的大小 2、掌握變電設(shè)計(jì)的一般原則、步驟和方法 3、掌握CAD繪圖軟件 4、選擇10KV供電線路和高低壓電器設(shè)備選擇 5、草擬全廠供電系統(tǒng)圖 第3章 全廠負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功功率補(bǔ)償 3.1 負(fù)荷計(jì)算 我們?cè)谟?jì)算

14、全廠負(fù)荷時(shí)，由于熱處理車間、裝配車間、機(jī)修車間、鍋爐房、倉(cāng)庫(kù)動(dòng)力、照明容量小，從每個(gè)車間的變壓器和全廠的平面圖可以把這五個(gè)地方看成一個(gè)地方，其余都是兩個(gè)車間看成一個(gè)車間，則我們可以把全廠的平面簡(jiǎn)化如圖所示： 采用需要系數(shù)法對(duì)各個(gè)車間進(jìn)行計(jì)算，應(yīng)該將照明的和動(dòng)力部分分開算集體的情況如下： （1）、鑄造車間、鍛壓車間 A、 動(dòng)力電路： P(30)=P1(e)K1(d)+ P2(e)K2(d)=300X0.3+350X0.3kw=195kw Q(30)= =947.17 kar S1(30)=P1/cosΘ+ P2/cosΘ=(300/0.70)+(350/0.65)=967.0

15、3kvA I(30)= S(30)/ Un=967.03/ X0.38=1469.65A B、照明電路： P（30）=P3(e)K3(d)+ P4(e)K4(d)=6X0.8+8X0.7=10.4KW Q(30)= =9.8 kar S2(30)= P3/cosΘ+ P4/cosΘ= (6/1.0)+(8/1.0)=14KVA I(30)= S(30)/ Un =14/X0.38=24.13A 則鑄造車間、鍛壓車間: S(30)= S1(30)+ S2(30)=14+967.03=981.03KVA (2)、金工車間、工具車間 A、動(dòng)力電路： P(30)= P5(e

16、)K5(d)+ P6(e)K6(d)=400X0.2+360X0.3=188 KW Q(30)= =1200.75 kar S3(30)= P5/cosΘ+ P6/cosΘ=(400/0.65)+(360/0.6)=1215.38 KVA I(30)= S(30)/ Un =1215.38/X0.38=1847.08A B、照明電路： P(30)= P7(e)K7(d)+ P8(e)K8(d)=10X0.8+7X0.9=14.3 KW Q(30)= =10.57 kar S4(30)= P7/cosΘ+ P8/cosΘ=(10/1.0)+(7/0.9)=17.78 KVA I(

17、30) = S(30)/ Un =17.78/X0.38=27.02A 則金工車間、工具車間： S(30)= S3(30)+ S4(30)=17.78+1215.38=1233.16KVA （3）、生活區(qū)、電鍍車間 A、動(dòng)力電路： P(30)= P9(e)K9(d) =250X0.5=125KW Q(30)= =286.4kar S(30)= P9/cosΘ=250/0.8=312.5 KVA I(30) = S(30)/ Un =312.5/X0.38=474.92A B、照明電路： P(30)= P10(e)K10(d)+ P11(e)K11(d)=5X0.8+350X

18、0.7=249 KW Q(30)= =298.72 kar S(30)= P10/cosΘ+ P11/cosΘ=(5/1.0)+(350/0.9)=388.89 KVA I(30) = S(30)/ Un =388.89/ X0.38=591.02A 則電鍍車間、生活區(qū)：S(30)=312.5+388.89=701.39KVA （4）、熱處理車間、裝配車間、機(jī)修車間、鍋爐房、倉(cāng)庫(kù) A、動(dòng)力電路： P(30)=P12(e)K12(d)+P13(e)K13(d)+P14(e)K14(d)+P15(e)K15(d)+P16(e)K16(d)=150X0.6+180X0.3+160X0

19、.2+50X0.7+20X0.4=219KW Q(30)= =759.55 kar S(30)= P12/cosΘ+P13/cosΘ+P14/cosΘ+ P15/cosΘ+P16/cosΘ=(160/0.80)+(180/0.70)+(160/0.65)+(50/0.80)+(20/0.8)=790.79 KVA I(30) = S(30)/ Un =790.79/X0.38=1201.8A B、照明電路： P(30)=P12(e)K12(d)+P13(e)K13(d)+P14(e)K14(d)+P15(e)K15(d)+P16(e)K16(d)=5X0.8+6X0.8+4X0.8

20、+1X0.8+1X0.8=15.6KW Q(30)= =6.76 kar S(30)= P12/cosΘ+P13/cosΘ+P14/cosΘ+ P15/cosΘ+P16/cosΘ=(5/1.0)+6/1.0)+(4/1.0)+(1/1.0)+(1/1.0)=17 KVA I(30) = S(30)/ Un =17/X0.38=25.83A 則熱處理車間、裝配車間、機(jī)修車間、鍋爐房、倉(cāng)庫(kù)： S(30)=17+790.79=817.79KVA 取全廠的系數(shù)同時(shí)為K(p)=0.9 K(q)=0.95 則全廠計(jì)算負(fù)荷為： P(30)=195+10.4+188+14.3+125+249

21、+219+15.6=1016.3 KW Q(30)=947.17+9.8+1200.75+1.57+286.4+298.72+759.55+6.76=3510.72 kar S(30) ==3654.86 KVA I(30) =3654.86/X0.38=5554.5A 3.2無(wú)功功率補(bǔ)償 以上結(jié)果可得變壓器低壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷為：S(30) =3654.86 KVA 這時(shí)的功率因素為：cos@= P(30)/ Q(30)=1016.3/3654.86=0.27遠(yuǎn)小于0.9，因此要進(jìn)行無(wú)功功率補(bǔ)償。由于電壓器的無(wú)功消耗大于有功消耗，所以在計(jì)算無(wú)功功率補(bǔ)償時(shí)候取 cosΘ=0.92，這

22、樣我們無(wú)功補(bǔ)償?shù)腝（c）為：Q（c）=1016.3[tan(arccos0.27)-tan(arccos0.92)]=3201.3 Kvar則取Q（c）=3300Kvar，采用33個(gè)BWF10.5/100/1并聯(lián)電容器進(jìn)行補(bǔ)償，總共容量：100KvarX33=3300Kvar (1) 、補(bǔ)償后的變壓所的低壓側(cè)視在計(jì)算負(fù)荷為： S(30) =1016.3X1016.3+（3510.72-3300）X=1037.9KVA 電流：I(30)=1037.9/X0.38=1577.36A （2）、變壓所的功率損耗為： △P(r)=0.015 S(30)=0.015X1037.9=15.57Kv

23、ar △Q(r) =0.06 S(30)=0.06X1037.9=62.274 Kvar （3）、變電所的高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為： P(30)=195+10.4+188+14.3+125+249+219+15.6=1016.3 KW Q (30)=3510.72-3300=210.72 kar S(30) =1038.33 KVA I(30)=1038.33/X0.38=1578A ( 4 )、補(bǔ)償后的功率因素：cosΘ= P(30)/ S(30)= 1016.3/1038.33=0.979（大于0.9）符合要求 第4章 變電所高壓電器設(shè)備選型 4.1主變壓器的選擇

24、年損耗的電量的計(jì)算 年有功電能消耗量及年無(wú)功電能消耗量可由下計(jì)算得到 （1）年有功電能消耗量：W(pa)=ap（30）T（a） （2）年無(wú)功電能消耗量：W(pa)=βQ (30) T（a） 結(jié)合本工廠的情況，年負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)T（a）=4600小時(shí)，取年平均用功負(fù)荷系數(shù) α= 0.72 年平均無(wú)功負(fù)荷系數(shù)β=0.78 由此可得本廠： （1）年有功電能消耗量： W(pa)=0.72X1016.3X4600=3365985.6KW/h （2）年無(wú)功電能消耗量： W(pa)=0.78X1038.33X4600=3725528.04KW/h 全工廠的實(shí)在計(jì)算負(fù)荷和全工廠要求上看，該廠

25、負(fù)荷屬于二級(jí)負(fù)荷，故該工廠變壓器的容量：S(nt)≥0.7X1037.9=756.53KVA 所以我們選1000KVA的變壓器容量S9-1000/10型配電變壓器，采用Yyn0. 4.2各個(gè)車間變壓器的選擇 （1）鑄造車間、鍛壓車間變壓器容量： S(nt)≥0.7X981.03=686.72KVA 選擇S9/800/10型號(hào)低損耗配電變壓器，連接組別采用Yyn0 （2）金工車間、工具車間變壓器容量： S(nt)≥0.7X1233.16=863.212KVA 選擇S9/1000/10型號(hào)低損耗配電變壓器，連接組別采用Yyn0 （3）電鍍車間、生活區(qū)變壓器容量： S(n

26、t)≥0.7X701.39=490.97KVA 選擇S9/600/10型號(hào)低損耗配電變壓器，連接組別采用Yyn0 （4）熱處理車間、裝配車間、機(jī)修車間、鍋爐房、倉(cāng)庫(kù)變壓器容量： S(nt)≥0.7X817.79=572.KVA 選擇S9/600/10型號(hào)低損耗配電變壓器，連接組別采用Yyn0 4.3 10KV架空線的選擇 本廠有附近一條10KV公用電源干線取得電源，所以按照寂靜電流密度選擇導(dǎo)線截面積，線路在正常工作時(shí)的最大功罪電流為： Ig=1038.33/X10=59.95A 該工廠為三班制，全年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)位4600小時(shí)，屬于三級(jí)負(fù)荷。其鋼芯鋁線電流密度J=0.9

27、 所以導(dǎo)線截面面積： Sj=Ig/J=59.95/0.9=66.11mm2 由于線路長(zhǎng)久使用，應(yīng)該選擇截面面積為70mm2的剛芯鋁線，所以10KV架空線為L(zhǎng)GJ/70的導(dǎo)線 查表的LGJ/70型裸導(dǎo)線的允許電流Iy=275A(25℃)、 Iy=228A(35℃) 、Iy=222A(40℃) 第5章 短路電流的計(jì)算 5.1 短路的基本概念 短路是指電源通向用電設(shè)備的導(dǎo)線不經(jīng)過(guò)負(fù)載而相互直接連接的狀態(tài)，也稱為短路狀態(tài)。 5.2 短路的原因 造成短路主要原因有： 1、電氣設(shè)備絕緣損壞 這種損害可能是由于設(shè)備長(zhǎng)氣運(yùn)行、絕緣老化造成的

28、；也肯能是設(shè)備本身質(zhì)量低劣、絕緣強(qiáng)度不夠而被正常電壓擊穿；或者設(shè)備質(zhì)量合格、絕緣合乎要求而被過(guò)電壓擊穿；或者由于設(shè)備絕緣守到了外力損傷而造成的。 2、有關(guān)人員誤操作 這種情況大多數(shù)是由于操作人員違反安全操作規(guī)程而發(fā)生的，例如帶負(fù)荷拉閘，或者誤將電壓設(shè)備接入較高壓的電路中而造成的擊穿短路。 3、鳥獸為害事故 鳥獸跨越在裸露的相線之間或者相線與接地物體之間，或者咬壞設(shè)備和導(dǎo)線電纜的絕緣，從而導(dǎo)致短路。 5.3 短路的后果 短路后，系統(tǒng)中出現(xiàn)的短路電流比正常負(fù)荷電流大的多。在大電力系統(tǒng)中，短路電流可達(dá)幾萬(wàn)安甚至幾十萬(wàn)安，如此大的短路電流可對(duì)供電系統(tǒng)產(chǎn)生極大的危害： 1、短路時(shí)要

29、產(chǎn)生很大的點(diǎn)動(dòng)力和很高的溫度，而使故障元件和短路電路中的其他元件受到損害和破壞，甚至引起火災(zāi)事故。 2、短路時(shí)電路的電壓驟降，嚴(yán)重影響電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。 3、短路時(shí)保護(hù)裝置動(dòng)作，將故障電路切除，從而造成停電，而且短路點(diǎn)越靠近電源停電范圍越大，造成的損失也越大。 4、嚴(yán)重的短路要影響電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，可使并列運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組失去同步造成系統(tǒng)解列。 5、不對(duì)稱短路包括單相和兩相短路，其短路電流將產(chǎn)生較強(qiáng)的不平衡交變電磁場(chǎng)，對(duì)附近的通信線路、電子設(shè)備等產(chǎn)生電磁干擾，影響其正常運(yùn)行，甚至使之發(fā)生誤動(dòng)作。 由此可見，為了選擇切除短路故障的開關(guān)電器、整定短路保護(hù)的繼電保護(hù)裝置和選擇限制短路電

30、流的元件等，也必須計(jì)算短路電流。 5.4 短路的形成 在三相系統(tǒng)中，短路的形式有三相短路、兩相短路、單相短路和兩相接地短路等，其中兩相接地短路，實(shí)質(zhì)是兩相短路。 按短路的對(duì)稱性來(lái)分，三相短路屬對(duì)稱性短路，其他形式短路均為不對(duì)稱短路。 電力系統(tǒng)中，發(fā)生單相短路的可能性最大，而發(fā)生三相短路的可能性最小。但是一般情況下，特別是原理電源（發(fā)電機(jī)）的工廠供電系統(tǒng)中，三相短路電流最大，因此他造成的危害也最為嚴(yán)重。為了是電力系統(tǒng)中的電氣設(shè)備在最嚴(yán)重的短路狀態(tài)下也能可靠地工作，因此作為選擇和校驗(yàn)電器設(shè)備用的短路計(jì)算中，以三相短路計(jì)算為主。實(shí)際上不對(duì)稱短路也可以按對(duì)稱分量法將不對(duì)稱的短路電流

31、分解為對(duì)稱的正序、負(fù)序和零序分量，然后對(duì)稱量來(lái)分析和計(jì)算，所以對(duì)稱的三相的三相短路分析計(jì)算也是不對(duì)稱短路分析計(jì)算的基礎(chǔ)。 5.5 三相短路電流計(jì)算的目的 短路電流計(jì)算的目的是為了正確選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備，以及進(jìn)行繼電保護(hù)裝置的整定計(jì)算為了保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行，選擇電氣設(shè)備時(shí)，要用流過(guò)該設(shè)備的最大短路電流進(jìn)行熱穩(wěn)定校驗(yàn)和動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)，以保證設(shè)備在運(yùn)行中能夠經(jīng)受住突發(fā)短路引起的發(fā)熱和點(diǎn)動(dòng)力的巨大沖擊。 5.6 短路電流的計(jì)算

32、 計(jì)算短路電流的方法有歐姆法和標(biāo)幺值法，這里用的是標(biāo)幺值法。 本工廠的供電系統(tǒng)簡(jiǎn)圖如下圖所示。采用一路電源供線，一路本廠饋電變電站經(jīng)LGJ/70架空線（系統(tǒng)按∞電源計(jì)）。 本電廠的供電簡(jiǎn)略圖如下： 5、7 電費(fèi)計(jì)算 本廠與當(dāng)?shù)毓╇姴块T達(dá)成協(xié)議，在本廠變電所高壓側(cè)計(jì)量電能，設(shè)專用計(jì)量柜，按兩部電費(fèi)交電費(fèi)。每月基本電費(fèi)按主變壓器容量計(jì)為18元/KVA，動(dòng)力電費(fèi)為0.20元/kwh，照明電費(fèi)為0.500元/kwh。工廠最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)不得低于0.90.此外，電力用戶需按新裝變壓器容量計(jì)算，一次性地向供電部門交供電貼費(fèi)：6~10KV為800元/KVA。 供電貼費(fèi)：主

33、變壓器容量為每KVA800元，供電貼費(fèi)為1000KVA*0.08萬(wàn)元/ KVA =80萬(wàn)元。 月基本電費(fèi)按主變壓器容量計(jì)為18元/KVA，故每年電費(fèi)為1000*18*12=21.6萬(wàn)元。 根據(jù)年最大負(fù)荷利用小時(shí)T可求得： 動(dòng)力費(fèi)用：627.5*T*0.2 照明費(fèi)用：31.3*T*0.5 第6章 變電所的設(shè)備選擇與校驗(yàn) 6.1 10KV側(cè)設(shè)備的選擇和校驗(yàn) 6．1．1 一次設(shè)備的選擇 A、斷路器 斷路器（英文名稱：circuit-breaker，circuit breaker）是指能夠關(guān)合、承載和開斷正常回路條件下的電流，并能關(guān)合、在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)承

34、載和開斷異?；芈窏l件（包括短路條件）下的電流的開關(guān)裝置。在這里由于10KV除的最高正常工作電流Ig=59.95A，且戶外布置。選擇斷路器為戶內(nèi)少油斷路器，型號(hào)是：SN3-10I，其主要技術(shù)數(shù)據(jù)如表所示： SN3-10I斷路器技術(shù)參數(shù) 額定工作電壓（kv） 額定工作電流（A） 額定開端電流(KA) 動(dòng)穩(wěn)定電流(KA) 熱穩(wěn)定電流(KA) 額定熱穩(wěn)定時(shí)間(S) 10 630 16 40 16 4 B、隔離開關(guān) 隔離開關(guān)是一種沒有滅弧裝置的開關(guān)設(shè)備，主要用來(lái)斷開無(wú)負(fù)荷電流的電路，隔離電源，在分閘狀態(tài)時(shí)有明顯的斷開點(diǎn)，以保證其他電氣設(shè)備的安全檢修。在這里由于10K

35、V處的最高正常工作電流為Ig=59.95A，且戶內(nèi)布置。選擇的隔離開關(guān)型號(hào)為：GW2-10G，其主要技術(shù)數(shù)據(jù)如表所示： GW2-10G斷路器技術(shù)參數(shù) 額定工作電流（KV） 額定工作電流（A） 極限通過(guò)電流峰值（KA） 熱穩(wěn)定電流（KA） 熱穩(wěn)定時(shí)間（S） 10 600 60 20 4 C、電壓互感器 電壓互感器是一個(gè)帶鐵心的變壓器。它主要由一、二次線圈、鐵心和絕緣組成。當(dāng)在一次繞組上施加一個(gè)電壓U1時(shí)，在鐵心中就產(chǎn)生一個(gè)磁通φ，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，則在二次繞組中就產(chǎn)生一個(gè)二次電壓U2。改變一次或二次繞組的匝數(shù)，可以產(chǎn)生不同的一次電壓與二次電壓比，這就可組成不同比的電

36、壓互感器。在這里由于互感器用于運(yùn)行監(jiān)視，選擇準(zhǔn)確度為1級(jí)，根據(jù)電壓和工作環(huán)境，我們選擇的型號(hào)為：JD6-10，其技術(shù)參數(shù)如下： JD6-10電壓互感器技術(shù)參數(shù) 額定工作電壓（v） 額定頻率（HZ） 二次線圈的額定容量（va） 二次線圈極限容量（va） 線圈連接組標(biāo)號(hào) 一次線圈 二次線圈 10000 100 50 250 1000 1/1-12 Ｄ、熔斷器 熔斷器也被稱為保險(xiǎn)絲，IEC127標(biāo)準(zhǔn)將它定義為"熔斷體（fuse-link)"。它是一種安裝在電路中，保證電路安全運(yùn)行的電器元件。這里熔斷器是用于保護(hù)電壓互感器的，由于10KV處的最高電廠工作電流

37、為Ig=59.95A。因此選擇高壓限流熔斷器的型號(hào)是：RXW0-10/0.5，其主要技術(shù)參數(shù)如下表： RXW0-10/0.5熔斷器技術(shù)參數(shù) 額定工作電壓（KV） 額定工作電流（A） 額定斷流容量（MVA） 重量（KG） 10 105 1000 23 Ｅ、避雷器 避雷器 又稱：surge arrester，能釋放雷電或兼能釋放電力系統(tǒng)操作過(guò)電壓能量，保護(hù)電工設(shè)備免受瞬時(shí)過(guò)電壓危害，又能截?cái)嗬m(xù)流，不致引起系統(tǒng)接地短路的電器裝置。這里根據(jù)電壓等級(jí)和工作環(huán)境確定選擇磁吹閥式避雷器，型號(hào)為：FCZ3-10，其主要技術(shù)參數(shù)如下： FCZ3-10避雷器技術(shù)參數(shù) 額定電壓（KV）

38、 滅弧電壓（KV） 工頻放電電壓（有效值）（KV） 沖擊放電電壓峰值不大于（KV） 電導(dǎo)電流 直流試驗(yàn)（KV） 電流（A） 10 41 70 85 112 50 250-400 6．2二次設(shè)備的選擇 Ａ、斷路器 由于一次側(cè)的電流為Ig=59.95A，因?yàn)槎蝹?cè)電流和一次側(cè)電流是一樣的所以I（2）g=59.95A，二次側(cè)所以選擇是戶內(nèi)型的，型號(hào)為：SN10-10/630，其主要技術(shù)參數(shù)如下： SN10-10/630斷路器技術(shù)參數(shù) 額定電壓（KV） 額定電流（A） 額定開端電流（KA） 動(dòng)穩(wěn)定電流（KA） 熱穩(wěn)定電流（KA） 額定熱穩(wěn)定

39、時(shí)間（S） 10 630 16 40 16 4 Ｂ、熔斷器 該熔斷器用于保護(hù)電壓互感器，由于10KV處的最高電廠工作電流為Ig=59.95A。因此選擇高壓限流熔斷器的型號(hào)是：RW0-10/1.5，其主要技術(shù)參數(shù)如下： RW0-10/1.5熔斷器技術(shù)參數(shù) 額定電壓（KV） 額定電流（A） 額定斷流容量（MVA） 重量（S） 10 0.5 1000 23 6.３ 10kv側(cè)的設(shè)備選擇和校驗(yàn) 1.熔斷器 用于10KV側(cè)正常工作時(shí)的電流由各個(gè)車間按照每個(gè)車間的進(jìn)行計(jì)算： Ａ、鑄造車間、鍛壓車間：正常的工作電流為：Ig=981.3/根號(hào)3X10=56.66A

40、，是戶內(nèi)布置的斷路器，型號(hào)是：SN10-10/1250，其主要技術(shù)參數(shù)如下： SN10-10/1250斷路器技術(shù)參數(shù) 額定工作電壓（KV） 額定工作電流（A） 額定開端電流（KA） 動(dòng)穩(wěn)定電流（KA） 熱穩(wěn)定電流（KA） 額定熱穩(wěn)定時(shí)間（S） 10 1250 40 125 40 4 B、金工車間、工具車間正常工作電流為：Ig=1233.66/根號(hào)3X10=71.23A，是戶內(nèi)布置的斷路器，型號(hào)是：SNS-10/1000，其主要技術(shù)參數(shù)如下： SNS-10/1000斷路器技術(shù)參數(shù) 額定工作電壓（KV） 額定工作電流（A） 額定開端電流（KA） 動(dòng)穩(wěn)定

41、電流（KA） 熱穩(wěn)定電流（KA） 額定熱穩(wěn)定時(shí)間（S） 10 1000 31.5 80 31.5 4 C、 電鍍車間、生活區(qū)正常的工作電流Ig=701.39/根號(hào)3X10=40.49A，是戶內(nèi)布置的斷路器，型號(hào)是：SN10-10/1250，其主要技術(shù)參數(shù)如下： SN10-10/1250斷路器技術(shù)參數(shù) 額定工作電壓（KV） 額定工作電流（A） 額定開端電流（KA） 動(dòng)穩(wěn)定電流（KA） 熱穩(wěn)定電流（KA） 額定熱穩(wěn)定時(shí)間（S） 10 1250 40 125 40 4 D、熱處理車間、裝配車間、機(jī)修車間、鍋爐房、倉(cāng)庫(kù)正常的工作電流Ig=817.7

42、9/根號(hào)3X10=47.22A，是戶內(nèi)布置的斷路器，型號(hào)是：SN10-10/1250，其主要技術(shù)參數(shù)如下： SN10-10/1250斷路器技術(shù)參數(shù) 額定工作電壓（KV） 額定工作電流（A） 額定開端電流（KA） 動(dòng)穩(wěn)定電流（KA） 熱穩(wěn)定電流（KA） 額定熱穩(wěn)定時(shí)間（S） 10 1250 40 125 40 4 2、隔離開關(guān) A、鑄造車間、鍛壓車間：正常的工作電流為：Ig=981.3/根號(hào)3X10=56.66A，是戶內(nèi)布置的隔離開關(guān)，型號(hào)是：GN6-10/1250，其主要技術(shù)參數(shù)如下： GN6-10/1250隔離開關(guān)技術(shù)參數(shù) 額定工作電壓（KV） 額定工

43、作電流（A） 極限通過(guò)電流峰值（KA） 熱穩(wěn)定電流（KA） 熱穩(wěn)定時(shí)間（S） 配用操動(dòng)機(jī)構(gòu)型號(hào) 10 1250 75 43 4 CS6-1T B、金工車間、工具車間正常工作電流為：Ig=1233.66/根號(hào)3X10=71.23A，是戶內(nèi)布置的隔離開關(guān)，型號(hào)是GNS-10/1000，其主要技術(shù)參數(shù)如下： GNS-10/1000隔離開關(guān)技術(shù)參數(shù) 額定工作電壓（KV） 額定工作電流（A） 極限通過(guò)電流峰值（KA） 熱穩(wěn)定電流（KA） 熱穩(wěn)定時(shí)間（S） 配用操動(dòng)機(jī)構(gòu)型號(hào) 10 1000 75 43 5 CS6-1T C、電鍍車間、生活區(qū)正常的工

44、作電流Ig=701.39/根號(hào)3X10=40.49A，是戶內(nèi)布置的隔離開關(guān)，型號(hào)是：GN10-10/1250，其主要技術(shù)參數(shù)如下： GN6-10/1250隔離開關(guān)技術(shù)參數(shù) 額定工作電壓（KV） 額定工作電流（A） 極限通過(guò)電流峰值（KA） 熱穩(wěn)定電流（KA） 熱穩(wěn)定時(shí)間（S） 配用操動(dòng)機(jī)構(gòu)型號(hào) 10 1000 75 43 5 CS6-1T D、熱處理車間、裝配車間、機(jī)修車間、鍋爐房、倉(cāng)庫(kù)正常的工作電流Ig=817.79/根號(hào)3X10=47.22A，是戶內(nèi)布置的隔離開關(guān)，型號(hào)是：SN10-10/1250，其主要技術(shù)參數(shù)如下： SN6-10/1250隔離開關(guān)技術(shù)參

45、數(shù) 額定工作電壓（KV） 額定工作電流（A） 極限通過(guò)電流峰值（KA） 熱穩(wěn)定電流（KA） 熱穩(wěn)定時(shí)間（S） 配用操動(dòng)機(jī)構(gòu)型號(hào) 10 1000 75 43 5 CS6-1T 第7章 主變壓器繼電保護(hù) 7.1 繼電保護(hù)裝置的概念 當(dāng)電力系統(tǒng)中的電力元件（如發(fā)電機(jī)、線路等）或電力系統(tǒng)本身發(fā)生了故障危及電力系統(tǒng)安全運(yùn)行時(shí)，能夠向運(yùn)行值班人員及時(shí)發(fā)出警告信號(hào)，或者直接向所控制的斷路器發(fā)出跳閘命令以終止這些事件發(fā)展的一種自動(dòng)化措施和設(shè)備。實(shí)現(xiàn)這種自動(dòng)化措施的成套設(shè)備，一般通稱為繼電保護(hù)裝置。 7.2

46、 保護(hù)作用 對(duì)于高壓側(cè)位10KV的工廠總降壓變電所主變壓器來(lái)說(shuō)，應(yīng)該裝有瓦斯保護(hù)、過(guò)流保護(hù)和電流速斷保護(hù)。 7.3 保護(hù)裝置及整定計(jì)算 1、瓦斯保護(hù) 采用FJ-80開口杯擋板式氣體繼電器。 2、裝設(shè)過(guò)流保護(hù) 采用GL15型感應(yīng)式過(guò)電流繼電器，兩相兩繼電器式接線，去分流跳閘的操作方式。 3、電流互感器選擇 高壓側(cè)：I(1N)=2000/X10=115.47A電流互感器采用三角形接法，計(jì)算電流互感器變比Ki=115.47X/5=40A ,選用電流互感器變比Ki=100/5=20 （1）過(guò)電流動(dòng)作電流的整定 Ilmax=2.5X2000/X10=330.94A 取Krel=

47、1.3 Ki=100/5=20 Kw=1 Kre=0.8 因此 Kqb=429/7=61.28故整定電流為90 （2）裝設(shè)電流速斷保護(hù) 采用GL15型繼電器的電流速斷裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。 a、速斷電流的整定 Ikmax=Ik2=2.452KA Iqb=IkmaxXKrelXKw/KtXKi=2.452X1.3X1/5.56X20=28.7A 故速斷電流倍數(shù)整定為Kqb=28.7/7=4.1 第8章 防雷保護(hù)和接地裝置設(shè)計(jì) 8.1防雷保護(hù) 8.1.1直擊雷的過(guò)壓保護(hù) 在變電所屋頂裝設(shè)避雷針或避雷帶，并引出兩根接地線與變電所

48、公共接地裝置相連。如變電所的主變壓器裝設(shè)在室外或露天配電裝置時(shí)，則應(yīng)在變電所外面的適當(dāng)位置裝設(shè)獨(dú)立避雷針，其裝設(shè)高度應(yīng)使其防雷保護(hù)范圍包括整個(gè)變電所。如果變電所處在其它建筑物的直擊雷防護(hù)范圍內(nèi)時(shí)，則可不另設(shè)獨(dú)立避雷針。按規(guī)定，獨(dú)立避雷針的接地裝置接地電阻。通常采用3~6根長(zhǎng)、的鋼管，在裝設(shè)避雷針的桿塔附近作一排或多邊形排列，管間距離5m，打入地下，管頂距地面0.6m。接地管間用40mm4mm的鍍鋅扁鋼焊接相連。引下線用的鍍鋅扁鋼，下與接地體焊接相連，并與裝避雷針的桿塔及其基礎(chǔ)內(nèi)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(zhǎng)1~1.5m。獨(dú)立避雷針的接地裝置與變電所公共接地裝置應(yīng)有3

49、m以上距離。 8.1.2 雷電侵入波的防護(hù) (1) 在10kV電源進(jìn)線的終端桿上裝設(shè)型閥式避雷器。引下線采用的鍍鋅扁鋼，下與公共接地網(wǎng)焊接相連，上與避雷針接地端螺栓連接。 (2) 在10kV高壓配電室內(nèi)裝設(shè)有GG—1A（F）—54型開關(guān)柜，其中配有FS4—10型避雷器，靠近主變壓器。主變壓器主要靠避雷器來(lái)保護(hù)，防護(hù)雷電侵入波的危害。 (3) 在380V低壓架空出線桿上，裝設(shè)保護(hù)間隙，或?qū)⑵浣^緣子的鐵腳接地，用以防護(hù)沿低壓架空線侵入波的雷電波。 8.2 接地裝置 由資料得該工廠變壓器容量為2000kv.A。電壓為10/0.4kv，接線組為Yyn0，與工廠變壓器連接到車間變壓器的電纜

50、長(zhǎng)80km。 (1)確定接地電阻值 查表，此變電所的公共接地裝置的接地電阻應(yīng)滿足以下條件 因此公共接地裝置接地電阻。 (2) 接地裝置的設(shè)計(jì) 采用長(zhǎng)2.5m、mm的鋼管16根，沿變電所三面均勻布置，管距5m，垂直打入地下，管頂離地面0.6m。管間用40mm4mm的鍍鋅扁鋼焊接相連。變電所的變壓器室有兩條接地干線、低壓配電室有一條接地干線與室外公共接地裝置焊接相連，接地干線均采用25mm4mm的鍍鋅扁鋼。 參考文獻(xiàn) 【1】 劉介才 《工廠供電》 北京 機(jī)械工業(yè)出版

51、社 【2】 劉介才 《供配電技術(shù)》 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 【3】 放大中 .編 《電力系統(tǒng)分析》 . 科學(xué)出版社 【4】 王錫凡 .編 《電氣工程基礎(chǔ)》 . 西安交通大學(xué)出版社 【5】 付家才 《供電工程》 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 【6】 段建元 《工廠配電線路及變電所設(shè)計(jì)計(jì)算》 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 【7】 張瑩.《工廠供配電技術(shù)2版》北京:電子工業(yè)出版社，2006. 【8】 蘇文成. 《工廠供電2版》北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1990. 【9】 航空工業(yè)部第四規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院等編. 《工廠配電設(shè)計(jì)手冊(cè)》北京:水利電力出版社，1982. 【10】 同濟(jì)大學(xué)

52、電氣工程系. 《工廠供電》北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1981 致謝 歷時(shí)將近兩個(gè)月的時(shí)間終于將這篇論文寫完，在論文的寫作過(guò)程中遇到了無(wú)數(shù)的困難和障礙，都在老師和同學(xué)的幫助下度過(guò)了。尤其要強(qiáng)烈感謝我的論文指導(dǎo)老師—程老師，她對(duì)我進(jìn)行了無(wú)私的指導(dǎo)和幫助，不厭其煩的幫助進(jìn)行論文的修改和改進(jìn)。另外，在校圖書館查找資料的時(shí)候，圖書館的老師也給我提供了很多方面的支持與幫助。在此向幫助和指導(dǎo)過(guò)我的各位老師表示忠心的感謝！ 感謝這篇論文所涉及到的各位學(xué)者。本文引用了數(shù)位學(xué)者的研究文獻(xiàn)，如果沒有各位學(xué)者的研究成果的幫助和啟發(fā)，我將很難完成本篇論文的寫作。 感謝我的同學(xué)和朋友，在我寫論文的過(guò)程中給予我了很多你問(wèn)素材，還在論文的撰寫和排版過(guò)程中提供熱情的幫助。 由于我的學(xué)術(shù)水平有限，所寫論文難免有不足之處，懇請(qǐng)各位老師和學(xué)友批評(píng)和指正！ 附錄一 主接線圖