供電系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　摘 要 </b></p><p>　　隨著科技的不斷發(fā)展和社會(huì)的全面進(jìn)步，人民生活水平不斷提高，電力能源已深入到了人們的日常生活和工作中去，對(duì)電力工業(yè)的發(fā)展極其相關(guān)問題的研究層出不窮。</p><p>　　基于目前我國(guó)電力工業(yè)飛速發(fā)展的現(xiàn)狀，結(jié)合新型工廠發(fā)展的實(shí)際要求，倡導(dǎo)“安全、高效、節(jié)能”的方針，集變電、配電、照明、自動(dòng)控制與

2、調(diào)節(jié)、建筑防雷與保護(hù)、電腦設(shè)備管理于一體的現(xiàn)代化工廠供用電系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)在充分調(diào)查工廠符合設(shè)備的情況下，采用需要系數(shù)法計(jì)算全廠電力負(fù)荷，據(jù)此與電業(yè)部門簽訂協(xié)議，確定供電等級(jí)。按照工廠的實(shí)際要求進(jìn)行系統(tǒng)的無(wú)功補(bǔ)償，確定視在計(jì)算負(fù)荷，將全廠電力負(fù)荷按其工作要求的不同分為不同負(fù)荷類別，根據(jù)工廠發(fā)展和規(guī)劃要求，選擇兩臺(tái)廠用主變壓器，互為備用的方式相接，保證供電的可靠性。繪制系統(tǒng)主接線圖，優(yōu)選廠區(qū)電氣設(shè)備，根據(jù)發(fā)熱和穩(wěn)定性要求進(jìn)行校驗(yàn)，最后確定防雷

3、保護(hù)和接地措施，保證提高用電可靠性和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。</p><p>　　關(guān)鍵詞：供電系統(tǒng)，負(fù)荷計(jì)算，短路計(jì)算，變壓器，防雷設(shè)計(jì)</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　With constant development of science and technology and the progressing in

4、 an all-round way of the society, the living standards of the people are improving constantly, the electric energy has already got deeply to our daily life and work, the study on extremely relevant problems of developmen

5、t of power industry emerges in an endless stream . </p><p>　　It is on the basis of the current situation that the power industry of our country develops at full speed at present to originally design, combine

6、 the actual demand for development of new-type factory, advocate the policy of " safe , high-efficient , energy-conservation ", collect the switchyard , distribution , illumination , automatically control and r

7、egulate , the building defend thunder , protection , computer equipment control and offer the power consuming system in the integrative modern c</p><p>　　Keywords: Electric power system , load is calculated

8、, short out and calculate, voltage transformer , defend the thunder to design</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　AbstractII</p>

9、<p>　　1 緒 言1</p><p>　　1.1我國(guó)電力工業(yè)的發(fā)展的過程、現(xiàn)狀和未來(lái)1</p><p>　　1.2 工廠供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的意義2</p><p>　　2 負(fù)荷計(jì)算3</p><p>　　2.1該工廠負(fù)荷情況統(tǒng)計(jì)3</p><p>　　2.2本系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖3</p

10、><p><b>　　2.3計(jì)算方法4</b></p><p>　　2.4繪制最大負(fù)荷計(jì)算圖4</p><p><b>　　2.5負(fù)荷計(jì)算5</b></p><p>　　2.5.1 負(fù)荷計(jì)算5</p><p>　　2.5.2 全廠電力負(fù)荷的分類6</p>

11、<p>　　2.5.3 繪制負(fù)荷等級(jí)指示圖6</p><p>　　2.6 確定工廠供電電壓等級(jí)6</p><p><b>　　2.7無(wú)功補(bǔ)償6</b></p><p>　　2.7.1 無(wú)功補(bǔ)償?shù)姆绞?</p><p>　　2.7.2 無(wú)功補(bǔ)償容量的計(jì)算7</p><p>

12、　　3 電線、電纜的選擇9</p><p>　　3.1按載流量選擇9</p><p>　　3.2按電壓損失選擇9</p><p>　　3.3與線路保護(hù)設(shè)備相配合選擇9</p><p>　　3.4 熱穩(wěn)定校驗(yàn)9</p><p>　　4 變壓器選擇11</p><p>　　4.1

13、變壓器類型的確定11</p><p>　　4.2 變壓器的過負(fù)荷能力11</p><p>　　4.2.1正常過負(fù)荷能力11</p><p>　　4.3變壓器數(shù)量的確定12</p><p>　　4.3.1 按負(fù)荷等級(jí)大小需選擇變壓器12</p><p>　　4.3.2變壓器容量的確定12</p>

14、;<p>　　5 電氣主接線15</p><p>　　5.1電氣主接線的要求及設(shè)計(jì)依據(jù)15</p><p>　　5.2 常用的工廠電氣接線圖的比較15</p><p>　　6 短路計(jì)算18</p><p>　　6.1短路的原因18</p><p>　　6.2短路對(duì)設(shè)備及系統(tǒng)的危害

15、18</p><p>　　6.3短路電流計(jì)算的目的18</p><p>　　6.4短路的類型18</p><p>　　6.5本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般規(guī)定和假設(shè)18</p><p>　　6.6 本系統(tǒng)的短路計(jì)算19</p><p>　　6.6.1短路計(jì)算用圖19</p><p>　　6.6.2

16、三相短路計(jì)算19</p><p>　　6.6.3 單相短路電流計(jì)算20</p><p>　　6.6.4短路電流的電動(dòng)力效應(yīng)20</p><p>　　6.6.5短路電流的熱效應(yīng)20</p><p>　　7 電氣設(shè)備的選擇22</p><p>　　7.1正常的工作條件選擇22</p><

17、p>　　7.1.1按使用環(huán)境溫度選型22</p><p>　　7.1.2按額定電壓選擇22</p><p>　　7.1.3按額定電流選擇、22</p><p>　　7.2 低壓電氣設(shè)備選擇22</p><p>　　7.2.1低壓熔斷器的選擇計(jì)算23</p><p>　　7.2.2 自動(dòng)空氣斷路器的選擇

18、24</p><p>　　8 保護(hù)措施與保護(hù)裝置的選擇28</p><p>　　8.1 變壓器保護(hù)28</p><p>　　8.1.1變壓器的瓦斯保護(hù)裝置29</p><p>　　8.1.2變壓器的差動(dòng)保護(hù)裝置29</p><p>　　8.2 電動(dòng)機(jī)保護(hù)30</p><p>　

19、　9 接地措施31</p><p>　　9.1 低壓配電系統(tǒng)接地31</p><p>　　9.2 電氣裝置接地31</p><p>　　9.3 防靜電接地31</p><p>　　9.4接地裝置32</p><p>　　10 防 雷 措 施33</p><p>　　1

20、0.1 總體原則33</p><p>　　10.2常用建筑物的防雷措施33</p><p>　　10.2.1防直擊雷的措施33</p><p>　　10.2.2 防雷電感應(yīng)的措施34</p><p>　　11 總結(jié)與展望35</p><p><b>　　致 謝36</b>&l

21、t;/p><p>　　參 考 文 獻(xiàn)37</p><p><b>　　附 錄38</b></p><p>　　1 緒 言 </p><p>　　1.1我國(guó)電力工業(yè)的發(fā)展的過程、現(xiàn)狀和未來(lái)</p><p>　　電力工業(yè)是生產(chǎn)銷售電能為主的為電力客戶服務(wù)行業(yè)，經(jīng)過發(fā)、輸、變、配等過程，通

22、過供電設(shè)備供給電力用戶，電能是經(jīng)過一次能源轉(zhuǎn)換過來(lái)的二次能源，已成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人民生活的必須品，各行各業(yè)，包括重工業(yè)、輕工業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)、商業(yè)和服務(wù)性行業(yè)以及信息產(chǎn)業(yè)無(wú)不采用電能作為能源。</p><p>　　電力工業(yè)最早出現(xiàn)在1882年，當(dāng)時(shí)用直流發(fā)電機(jī)供電，幾年后，發(fā)明了交流發(fā)電機(jī)和變壓器，隨后發(fā)明了交流感應(yīng)式電動(dòng)機(jī)，產(chǎn)生了交流電，整個(gè)電力生產(chǎn)流通過程是由發(fā)電、輸電、變電、配電、用電五個(gè)環(huán)節(jié)構(gòu)成。隨著電力生產(chǎn)

23、規(guī)模的不斷擴(kuò)大，自動(dòng)化程度不斷提高，電力的生產(chǎn)情況和管理也發(fā)生了深刻的變化，起初是一個(gè)建在市區(qū)的單獨(dú)供一部分市區(qū)供電，然后同一城市的幾個(gè)電廠并聯(lián)運(yùn)行，初步形成城市電網(wǎng)，然后就形成了更大的電網(wǎng)。</p><p>　　1982年我國(guó)第一臺(tái)組在上海投入運(yùn)行，標(biāo)志著中國(guó)電力工業(yè)的開始起步，從1882年到1949年，經(jīng)過67年，全國(guó)發(fā)電裝機(jī)容量只達(dá)到185.5萬(wàn)KW年發(fā)電量43億KWH，分別位于世界第25和21位，而在19

24、49年新中國(guó)成立后的半個(gè)世紀(jì)中，中國(guó)電力工業(yè)取得了迅速的發(fā)展平均每年以10%以上的速度增長(zhǎng)，到2001年底全國(guó)發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到31932萬(wàn)KW，全年發(fā)電量達(dá)到13685萬(wàn)KWH，全國(guó)220KV以上的輸電線路達(dá)到16.4萬(wàn)公里，其中500KV以上的輸電線路2.7萬(wàn)公里，220KV 以上變電容量41000KVA，其中500KV的變電容量9400萬(wàn)KVA。我國(guó)已初步形成華北、東北、華中、西北、川渝和南方互聯(lián)等7個(gè)跨省區(qū)電網(wǎng)，以及山東、福建、海

25、南、新疆、西藏等5個(gè)獨(dú)立的等級(jí)電網(wǎng)。</p><p>　　在電力規(guī)模不斷發(fā)展的同時(shí)，，工藝及機(jī)組，投產(chǎn)移交水平相應(yīng)的大幅度提高，各大電網(wǎng)的計(jì)算機(jī)監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)進(jìn)入了實(shí)用化的階段，電網(wǎng)陰性基本實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，現(xiàn)代化管理，電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性，穩(wěn)定性，經(jīng)濟(jì)性得到了顯著的提高，全國(guó)各主要電網(wǎng)頻率合格率達(dá)到99.9%以上。電力體制改革取得了一定成就，根據(jù)社會(huì)注意市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制改革的總體要求，從電力工業(yè)的實(shí)際出發(fā)，國(guó)家采取了一系列的

26、措施，有力的推動(dòng)了電力工業(yè)的發(fā)展，轉(zhuǎn)變了經(jīng)營(yíng)機(jī)制，建立了現(xiàn)代企業(yè)制度的工作穩(wěn)步推進(jìn)，電力工業(yè)政企分開，農(nóng)電體制廠網(wǎng)分開，竟價(jià)上網(wǎng)試點(diǎn)，三項(xiàng)改革取得了一定的成效，為進(jìn)一步深化電力體制改革積累了經(jīng)驗(yàn)，創(chuàng)造了條件，奠定了基礎(chǔ)。</p><p>　　電力企業(yè)呼喚現(xiàn)代化的管理，隨著我國(guó)加入WTO，電力體制將進(jìn)一步深入，電力企業(yè)建設(shè)要“以人為本”的質(zhì)量變化，強(qiáng)化質(zhì)量意識(shí)教育和人力資源開發(fā)，有效的引導(dǎo)電力企業(yè)走質(zhì)量效益發(fā)展之路

27、，正確處理好ISO9000系列標(biāo)準(zhǔn)與TQM的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)三標(biāo)整合，建立一體化管理體系，堅(jiān)持科技創(chuàng)新，推動(dòng)科技進(jìn)步和信息化建設(shè)。總之，未來(lái)電力工業(yè)的發(fā)展是質(zhì)量世紀(jì)的到來(lái)，只有實(shí)現(xiàn)自我超越和創(chuàng)新，才能不斷進(jìn)步與發(fā)展，才能趕上信息時(shí)代發(fā)展的步伐，才能對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)合社會(huì)主義發(fā)展左更大的貢獻(xiàn)[1]。</p><p>　　1.2 工廠供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的意義</p><p>　　工廠供電就是指工廠所需電能的供應(yīng)

28、和分配問題。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。電能既易于由其他形式的能量轉(zhuǎn)換而來(lái)，又易于轉(zhuǎn)換為其他形式的能量以供應(yīng)用，它的輸送和分配既簡(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)過程自動(dòng)化。因此，電能在現(xiàn)代化工業(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，電能雖然是工業(yè)生產(chǎn)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。所以電能在工業(yè)生產(chǎn)中的重要性，

29、并不在于它在產(chǎn)品成本中或投資總額中所占的比重多少，而在于工業(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)過程自動(dòng)化[2]。從另一方面來(lái)說(shuō)，如果工廠的電能供應(yīng)突然中斷，則對(duì)工業(yè)生產(chǎn)可能造成嚴(yán)重的后果。例如某些對(duì)供電可靠性要求很高的工廠，即使是極短時(shí)間的停電，也會(huì)引起重大的設(shè)備損壞，或引起大量產(chǎn)品報(bào)廢，甚至可能發(fā)生重大的人身事故，給國(guó)家和人民帶來(lái)經(jīng)濟(jì)

30、上甚至政治上的重大損失。 因此，搞好工廠供電工作對(duì)于發(fā)展工業(yè)生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化</p><p><b>　　2 負(fù)荷計(jì)算</b></p><p>　　2.1該工廠負(fù)荷情況統(tǒng)計(jì)</p><p>　　拉伸用電機(jī)5臺(tái)，每臺(tái)容量為54.6KW；</p><p>　　風(fēng)機(jī)類電機(jī)25臺(tái)，其中容量為21.85KW；<

31、;/p><p>　　泵類電機(jī)14臺(tái)，每臺(tái)容量為10.66KW；</p><p>　　行車類電機(jī)6臺(tái)，每臺(tái)容量為4.6KW；</p><p>　　開卷、取卷電機(jī)7臺(tái)，每臺(tái)容量為4.06KW；</p><p>　　鑲布架電機(jī)2臺(tái)，每臺(tái)10KW；</p><p>　　吸煤除渣電機(jī)7臺(tái)，每臺(tái)容量為1.66KW；</p>

32、<p>　　電熱設(shè)備4臺(tái)，每臺(tái)容量為4.75KW；</p><p>　　廠房動(dòng)力總?cè)萘繛?0KW。 </p><p>　　計(jì)算得到工廠總的容量為1095.44KW。</p><p>　　2.2本系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖</p><p>　　圖2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖</p><p><b>　　2.3計(jì)算方法&l

33、t;/b></p><p>　　計(jì)算工廠負(fù)荷的方法有多種，如按照負(fù)荷曲線計(jì)算，按二項(xiàng)式系數(shù)法進(jìn)行計(jì)算等。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用按需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷，其方法簡(jiǎn)便，是確定全廠電力負(fù)荷的主要方法[3]。</p><p>　　(1) 單臺(tái)用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷</p><p>　　就單臺(tái)電動(dòng)機(jī)而言，設(shè)備容量就是電動(dòng)機(jī)的額定容量，計(jì)算負(fù)荷：</p><p&

34、gt;　　各種用電設(shè)備的工作制不同，規(guī)定的額定功率也不同，如用電設(shè)備是按持續(xù)運(yùn)行工作制規(guī)定的“額定功率”，它就等于設(shè)備的額定功率，有的則是按照反復(fù)短時(shí)工作制來(lái)規(guī)定的“額定功率”，這種額定功率不能與名牌上規(guī)定的額定功率相混淆，計(jì)算時(shí)不能簡(jiǎn)單的相加，而必須將各種不同工作制的用電設(shè)備名牌上規(guī)定的額定功率換算成同一個(gè)組織的額定功率，然后才能相加，起重設(shè)備</p><p>　　(2) 用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷</p&g

35、t;<p>　　一組中的用電設(shè)備不同時(shí)工作，而參與工作的設(shè)備也未必滿載，同時(shí)考慮供電線路的效率，用電設(shè)備本身效率等因素，計(jì)算負(fù)荷表達(dá)式為</p><p>　　2.4繪制最大負(fù)荷計(jì)算圖</p><p>　　圖2.2 最大負(fù)荷計(jì)算圖</p><p><b>　　2.5負(fù)荷計(jì)算</b></p><p>　　2.

36、5.1 負(fù)荷計(jì)算[4]]</p><p>　　拉伸類電機(jī)： </p><p>　　風(fēng)機(jī)類電機(jī)： </p><p>　　泵類電機(jī)： </p><p>　　行車類電機(jī) </p><p>　　開卷、取卷類電機(jī)：

37、 </p><p>　　鑲布架電機(jī)： </p><p>　　吸煤除渣電機(jī)： </p><p>　　電熱設(shè)備： </p><p>　　廠房動(dòng)力： </p><p>　　總的負(fù)荷為： </p><p>　　在該廠設(shè)計(jì)中考

38、慮同時(shí)率為，</p><p><b>　　則總的計(jì)算負(fù)荷為：</b></p><p>　　此時(shí)功率因數(shù)為 </p><p>　　2.5.2 全廠電力負(fù)荷的分類 </p><p>　?。?）一類負(fù)荷：在瞬時(shí)短時(shí)停電，可能涉及人身和設(shè)備安全，使生產(chǎn)停頓或造成大量損失，應(yīng)由被用電源自動(dòng)投入，對(duì)設(shè)備配置上應(yīng)有備用設(shè)備，雙

39、電源供電，自動(dòng)切換。</p><p>　　（2）二類負(fù)荷：這類負(fù)荷允許短時(shí)停電，但如時(shí)間過長(zhǎng)，有可能損壞設(shè)備或影響正常生產(chǎn)，此類負(fù)荷也應(yīng)有備用設(shè)備，或采用雙電源供電。</p><p>　?。?）三類負(fù)荷：一般與生產(chǎn)工藝過程無(wú)直接關(guān)系，既使較長(zhǎng)時(shí)間停電也不會(huì)影響到全廠的生產(chǎn)狀況，這類負(fù)荷的供電可靠性略低，允許只有一個(gè)電源，</p><p>　?。?）交流不停電電源負(fù)荷

40、（UPS），設(shè)計(jì)中定位0I類負(fù)荷，這類負(fù)荷對(duì)電源可靠性要求很高。</p><p>　　（5）保安電源：這類負(fù)荷由廠用低壓系統(tǒng)供電。</p><p>　　2.5.3 繪制負(fù)荷等級(jí)指示圖[5] </p><p>　　表2.1 負(fù)荷等級(jí)示意圖</p><p>　　2.6 確定工廠供電電壓等級(jí)</p><p>　　根據(jù)上述的

41、負(fù)荷計(jì)算，得到了全廠電力負(fù)荷和負(fù)荷分配方案，根據(jù)電業(yè)部門的要求，該廠供電設(shè)計(jì)擬采用接進(jìn)10KV的線路，作為工廠進(jìn)線的電壓等級(jí)。</p><p><b>　　2.7無(wú)功補(bǔ)償</b></p><p>　　2.7.1 無(wú)功補(bǔ)償?shù)姆绞?lt;/p><p>　　補(bǔ)償方式分為集中補(bǔ)償、分組補(bǔ)償和單獨(dú)補(bǔ)償?shù)龋醒a(bǔ)償指電容器組集中裝設(shè)在變電所千伏側(cè)的母線上；

42、分組補(bǔ)償指電容器組分裝在功率因數(shù)較低的車間變電所的高壓側(cè)母線上，以降低電容器的投資；單獨(dú)補(bǔ)償多用于大容量的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行單獨(dú)補(bǔ)償。</p><p>　　企業(yè)應(yīng)在提高功率因數(shù)的基礎(chǔ)上，合理裝設(shè)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，企業(yè)的供電功率因數(shù)值應(yīng)達(dá)到0.85以上，由于負(fù)荷大部分是電動(dòng)機(jī)、電焊機(jī)、照明等感性負(fù)載多，造成網(wǎng)絡(luò)的功率因數(shù)值低，一般往往小于0.8，因此單靠電廠發(fā)電機(jī)輸?shù)诫娋W(wǎng)上的無(wú)功補(bǔ)償，不能平衡負(fù)載所需的無(wú)功功率。從而使機(jī)械

43、加工車間在正常負(fù)荷下，功率因數(shù)值僅有0.6左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到供電部門的要求。為此，為增加無(wú)功功率，提高功率因數(shù)值，必須采用電容器來(lái)解決。其控制方式一般為手動(dòng)及自動(dòng)。但由于這些是電子分離元件，產(chǎn)品質(zhì)量差，使用一段時(shí)間后，分離電子老化，使之控制器故障頻繁，雖檢修更換元件，仍難以保持控制器正常運(yùn)行，要選用一套無(wú)功補(bǔ)償控制器具有穩(wěn)定可靠而且控制器能隨車間機(jī)床開動(dòng)的負(fù)荷多少實(shí)現(xiàn)無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償多少。與電容器相配合，能自動(dòng)檢測(cè)輸電線路上的負(fù)荷功率因數(shù)值并

44、能根據(jù)需要進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償，從而可以提高供電網(wǎng)上的質(zhì)量，降低電能損耗[6]</p><p>　　2.7.2 無(wú)功補(bǔ)償容量的計(jì)算</p><p>　　若企業(yè)供電系統(tǒng)所有的功率因數(shù)為COS1，提高到COS2，則靜電電容器的補(bǔ)償容量為 </p><p>　　a為平均負(fù)荷系數(shù)，一般在0.7——0.8之間。</p><p>　　

45、補(bǔ)償前的功率因數(shù)為：</p><p>　　根據(jù)工廠發(fā)展要求和性質(zhì)，采用的功率因數(shù)為</p><p>　　補(bǔ)償后的功率因數(shù)為：</p><p>　　前面已經(jīng)求出了有功功率為：</p><p>　　補(bǔ)償后的視在功率為 </p><p><b>　　計(jì)算電流為：</b></p><p

46、>　　無(wú)功補(bǔ)償容量為 </p><p>　　低壓分組補(bǔ)償，電容器裝設(shè)在車間變配電室母線上，可以提高電容器的利用率，同時(shí)減少了高壓線路和配電變壓器中的無(wú)功損耗，能使主變壓器的視在功率減小從而使主變壓器容量選得較小，但低壓線路的無(wú)功流動(dòng)不能減少，如果將就地個(gè)別補(bǔ)償與分組補(bǔ)償混合使用，大部分無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備設(shè)在低壓用電設(shè)備及配電箱附近，補(bǔ)償效果更佳。高壓集中補(bǔ)償，電容器裝設(shè)在工廠總降壓變壓器的母線上，這

47、種運(yùn)行方式電容器安裝方便，運(yùn)行可靠，利用率高，但投切電容器的開關(guān)設(shè)備及保護(hù)裝置價(jià)格比較高，且設(shè)置在總降壓變電所前電力系統(tǒng)通過的無(wú)功功率和增加總降壓變電所的負(fù)荷能力，提高本變電所的電壓質(zhì)量。</p><p>　　3 電線、電纜的選擇</p><p><b>　　3.1按載流量選擇</b></p><p>　　即按導(dǎo)線的允許溫升選擇。在最大允許連

48、續(xù)負(fù)荷電流通過的情況下，導(dǎo)線發(fā)熱不超過線芯所允許的溫度，導(dǎo)線不會(huì)因過熱而引起絕緣損壞或加速老化。選用時(shí)導(dǎo)線的允許載流量必須大于或等于線路中的計(jì)算電流值，即必須大于或等于37.3A</p><p>　　3.2按電壓損失選擇</p><p>　　導(dǎo)線上的電壓損失應(yīng)低于最大允許值，以保證供電質(zhì)量。對(duì)于電力線路，電壓損失一般不能超過額定電壓的百分之十。對(duì)于照明線路一般不能超過百分之五。電壓損失是指

49、線路的始端電壓與終端電壓有效值的代數(shù)差，即 U=U1—U2。由于電氣設(shè)備的端電壓偏移有一定的允許范圍，所以要求線路的電壓損失也有一定的允許值。為了保證電壓損失在允許值范圍內(nèi)（5%），可以通過增大導(dǎo)線或電纜的截面來(lái)解決[7]。線路額定電壓為10KV，允許電壓損失為U%=5%， </p><p>　　3.3與線路保護(hù)設(shè)備相配合選擇</p><p>　　沿導(dǎo)線流過的電流過大時(shí)，由于導(dǎo)線

50、溫升過高，會(huì)對(duì)其絕緣、接頭、端子或?qū)w周圍的物質(zhì)造成損害。溫升過高或線路短路時(shí)，還可能引起著火，因此電氣線路必須設(shè)置過載和短路保護(hù)。為了在線路短路或過負(fù)荷時(shí)，保護(hù)設(shè)備能對(duì)導(dǎo)線起保護(hù)作用，兩者之間必須有適當(dāng)?shù)呐浜稀?lt;/p><p><b>　　3.4 熱穩(wěn)定校驗(yàn)</b></p><p>　　由于電纜結(jié)構(gòu)緊湊、散熱條件差，為使其在短路電流通過時(shí)不至由于導(dǎo)線溫升超過允許值而

51、損壞，必須校驗(yàn)其熱穩(wěn)定性。選擇的導(dǎo)線、電纜截面必須同時(shí)滿足上述各項(xiàng)要求，先按允許載流量選擇，然后再按其他條件校驗(yàn)，若不能滿足要求，應(yīng)加大截面。</p><p>　　低壓中性點(diǎn)接地系統(tǒng)中的中性線N（PEN）截面的選擇</p><p>　?。?）負(fù)荷接近平衡的供電線路，N（PEN）線的截面積取相線截面積的1/2。</p><p>　　當(dāng)負(fù)荷大部分為單相負(fù)荷時(shí)，如照明供電

52、回路，N（PEN）線的截面積應(yīng)與相線截面積相同。</p><p>　?。?）采用晶閘管調(diào)光的配電回路，或大面積采用電子整流器的熒光燈供電線路，由于三次和諧波大量增加，則N線的截面積應(yīng)為相線截面積的2倍，否則中性線會(huì)過熱，引起供電回路的故障增多[8]。</p><p><b>　　PE線截面的選擇</b></p><p>　　（1）在TN系統(tǒng)中P

53、E線是通過短路電流的，為使保護(hù)裝置有足夠的靈敏度，應(yīng)減小N線阻抗，所以PE線截面不宜過小，在一般情況下，其支、干線的截面積應(yīng)與相應(yīng)的N線截面積相等。</p><p>　?。?）若采用單芯導(dǎo)線作固定裝置的PE干線時(shí)，其截面為銅芯時(shí)應(yīng)不小于10mm2，為鋁芯時(shí)應(yīng)不小于16mm2；當(dāng)用多股電纜的芯線并聯(lián)作PE線時(shí)，則其最小截面積可為4mm2。PE線所用的材質(zhì)與相線相同時(shí)， 按熱穩(wěn)定要求，截面不應(yīng)小于規(guī)定值</p&

54、gt;<p>　　4 變壓器選擇</p><p>　　變壓器是車間變電所的重要關(guān)鍵設(shè)備之一，變壓器的正確選擇對(duì)車間變電所的可靠運(yùn)行以及節(jié)約建設(shè)資金都具有十分重要的意義，因此正確選擇變壓器是建設(shè)車間變電所必不可少的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。</p><p>　　4.1變壓器類型的確定</p><p>　　變壓器一般分為電力變壓器和特種變壓器。電力變壓器按用途又

55、可分為升壓變壓器、降壓變壓器、配電變壓器、聯(lián)絡(luò)變壓器和廠用變壓器等幾種；它還可以分為按線圈數(shù)、相數(shù)、冷卻方式和調(diào)壓方式等分類，如單相變壓器、三相變壓器、油浸式變壓器干式變壓器雙線圈變壓器、三線圈變壓器、鋁線圈變壓器等。</p><p>　　車間變電所一般采用降壓式、配電用電力變壓器，并根據(jù)其應(yīng)用環(huán)境及負(fù)荷情況等確定其線圈的材質(zhì)及冷卻方式等。</p><p>　　4.2 變壓器的過負(fù)荷能力

56、</p><p>　　電力變壓器的額定容量，是指在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)境溫度下，和使用年限內(nèi)，所能輸出的最大視在功率。但在實(shí)際運(yùn)行中，由于負(fù)荷是在不斷變化，且我國(guó)絕大多數(shù)地區(qū)的環(huán)境溫度低于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的環(huán)境溫度，因而變壓器具有過負(fù)荷的潛力，在選擇變壓器時(shí)應(yīng)從分利用這種潛力[9]。</p><p>　　4.2.1正常過負(fù)荷能力</p><p>　　這是指在正常運(yùn)行時(shí)，在維持

57、變壓器規(guī)定的使用年限內(nèi)，所部考慮的變壓器允許的過負(fù)荷能力，（1）由于晝夜負(fù)荷不均而允許的過負(fù)荷倍數(shù)，可根據(jù)典型日負(fù)荷曲線的填充系數(shù)和最大負(fù)荷持續(xù)時(shí)間（2）如果夏季變壓器欠負(fù)荷，冬季則可以考慮變壓器的過負(fù)荷運(yùn)行。如果在夏季，平均日負(fù)荷曲線中最大負(fù)荷，每低于變壓器的額定容量1%，但此項(xiàng)增加的冬季負(fù)荷最大不超過15%。</p><p>　　上述兩種負(fù)荷可以同時(shí)考慮，但而者后的總過負(fù)荷，對(duì)于戶外變壓器不得超過30%額定負(fù)

58、荷，戶內(nèi)變壓器不得超過20%額定負(fù)荷。</p><p>　　4.2.2事故過負(fù)荷</p><p>　　工廠供電系統(tǒng)發(fā)送故障時(shí)，首先應(yīng)設(shè)法保證不間斷供電，即在較短時(shí)間內(nèi)，讓變壓器多帶一些負(fù)荷以做事故時(shí)供電之用，故稱事故過負(fù)荷。事故過負(fù)荷其過負(fù)荷大，引起絕緣老化比正常工作條件下要快得多，但是可以按照下表所列條件短期過負(fù)荷[10]。</p><p>　　4.3變壓器數(shù)量的

59、確定</p><p>　　變壓器臺(tái)數(shù)主要根據(jù)負(fù)荷大小，負(fù)荷對(duì)供電可靠性和帶哪能質(zhì)量要求來(lái)決定，并兼顧節(jié)約電能，降低造價(jià)，運(yùn)行方便。</p><p>　　4.3.1 按負(fù)荷等級(jí)大小需選擇變壓器</p><p>　　（1）對(duì)于帶有一、二級(jí)負(fù)荷的變電所，當(dāng)一、二級(jí)負(fù)荷較多時(shí)，應(yīng)設(shè)兩臺(tái)以上變壓器；當(dāng)只有少量一、二級(jí)負(fù)荷，并能從鄰近變電所取得低壓備用電源時(shí)，可采用一臺(tái)變壓器

60、；</p><p>　?。?）對(duì)于帶有三級(jí)負(fù)荷的變電所，當(dāng)負(fù)荷較少時(shí)采用一臺(tái)變壓器；當(dāng)負(fù)荷較大，一臺(tái)變壓器不能滿足需要時(shí)，采用兩臺(tái)及以上變壓器；當(dāng)晝夜負(fù)荷或季節(jié)性負(fù)荷變化大，選用一臺(tái)變壓器在技術(shù)經(jīng)濟(jì)上不合理時(shí)宜選用兩臺(tái)變壓器。</p><p>　?。?）如果單相負(fù)荷使變壓器三相負(fù)荷的不平衡超過25%時(shí)，宜設(shè)單相變壓器。電力和照明一般由共同的變壓器供電，但若共用變壓器嚴(yán)重影響照明質(zhì)量及燈泡的

61、壽命時(shí)，可考慮設(shè)置照明專用的變壓器。</p><p>　?。?）如果沖擊性的負(fù)荷較大，嚴(yán)重影響電能質(zhì)量時(shí)，應(yīng)設(shè)專門變壓器對(duì)沖擊性負(fù)荷供電。</p><p>　　4.3.2變壓器容量的確定</p><p>　　變壓器容量應(yīng)根據(jù)計(jì)算負(fù)荷選擇， 對(duì)于平衡供電的單臺(tái)變壓器，負(fù)荷率一般在85%左右；對(duì)于晝夜或季節(jié)性波動(dòng)較大的負(fù)一個(gè)供電的變壓器，其容量與臺(tái)數(shù)應(yīng)考慮運(yùn)行合理，并可

62、以在高峰時(shí)適當(dāng)過載運(yùn)行；對(duì)丟按時(shí)負(fù)荷供電的變壓器要充分利用其過載能力。</p><p>　　（1）兩臺(tái)或兩臺(tái)以上的變壓器，當(dāng)其中一臺(tái)停電后，其余變壓器應(yīng)保證全部一級(jí)負(fù)荷及大部分二級(jí)負(fù)荷的用電。</p><p>　?。?）變壓器的容量應(yīng)根據(jù)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流或其他負(fù)荷沖擊的條件進(jìn)行驗(yàn)算。選擇變壓器容量應(yīng)考慮低壓電器的短路工作條件，單臺(tái)變壓器容量不宜大于1000KVA，若負(fù)荷較大而集中，低壓電器

63、元件允許，運(yùn)行也合理時(shí)，也可選用更大容量的變壓器[10]。</p><p>　　根據(jù)本設(shè)計(jì)的要求，總的視在功率為645.4KVA，可以選擇兩臺(tái)630KVA的變壓器，一臺(tái)工作，一臺(tái)備用，以滿足該工廠供電可靠性的要求。但由于工廠總的容量為1095.44KW，也可選擇兩臺(tái)1200KVA以上的變壓器，現(xiàn)在對(duì)這兩種方案進(jìn)行論證。</p><p>　　變壓器運(yùn)行特性的比較：經(jīng)負(fù)荷調(diào)查，變壓器低壓主進(jìn)開

64、關(guān)處電流為550—650A，負(fù)荷曲線如圖4.1</p><p>　　選用1250KVA變壓器的實(shí)際負(fù)載率為</p><p>　　圖4.1 負(fù)荷曲線圖</p><p>　　圖4.2 變壓器效率與原邊功率因數(shù)對(duì)負(fù)載率的變化曲線</p><p>　　可見，變壓器長(zhǎng)期輕載運(yùn)行，其效率與原邊功率因數(shù)均偏低。圖4.2 表示變壓器效率與原邊功率因數(shù)對(duì)負(fù)

65、載率的變化曲線當(dāng)=36%，副邊功率因數(shù)時(shí)效率=78%，。如果選用額定容量為630KVA的變壓器，則負(fù)載率</p><p>　　此時(shí)，=97%， ，恰好在變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)，效率與功率因數(shù)均較高，。顯而易見，從運(yùn)行特性上看，變壓器容量選擇1250LVA是不合理的。</p><p>　　從技術(shù)經(jīng)濟(jì)的角度進(jìn)行比較，如下表：</p><p>　　表4.1 變壓器價(jià)格比較&l

66、t;/p><p>　　由上表可知，選用1250KVA的變壓器比選用630KVA的變壓器購(gòu)置費(fèi)多16380元，且年運(yùn)行費(fèi)也要多一些，綜合上述比較，變壓器選擇1250KVA的不合理，應(yīng)選用630KVA的變壓器。</p><p>　　5 電氣主接線</p><p>　　5.1電氣主接線的要求及設(shè)計(jì)依據(jù)</p><p>　　電氣主接線的設(shè)計(jì)原則是：

67、根據(jù)工廠發(fā)展的需要和作用，滿足電力系統(tǒng)可靠運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)調(diào)度的要求，保證供需平衡，滿足可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性的要求。</p><p>　　電氣主接線的常用類型;有：?jiǎn)文妇€接線、單母線分段界限、單母線分段帶旁路、雙母線接線、一個(gè)半斷路器接線、三分之四斷路器接線、發(fā)電機(jī)—變壓器—線路單元接線、發(fā)電機(jī)變壓器組接線等[11]。</p><p>　　5.2 常用的工廠電氣接線圖的比較</p>

68、<p>　　圖5.1 蛋層輻射式接線圖</p><p>　　單層輻射式接線，自廠用母線或輻射狀供廠用負(fù)荷，接線可靠性較高，任一回路不影響其它回路的工作，一般情況下供給距主配電屏較近的廠用負(fù)荷。</p><p>　　圖5.2 雙層輻射式接線圖</p><p>　　雙層輻射式接線，由廠用母線或輻射狀供給分配電屏，再呈輻射狀供給廠用電夫負(fù)荷；供電可靠性略差；

69、接線使用于距主配電屏較遠(yuǎn)，而又較集中的負(fù)荷。</p><p>　　干式供電接線用一回線供給若干個(gè)用電負(fù)荷；供電可靠性差；該接線適用于補(bǔ)重要的用電負(fù)荷。</p><p>　　圖5.3 屏間互為備用式接線</p><p>　　屏間互為備用接線方式，兩分配電屏分別由不同的母線供電，兩分配電屏用電纜連接，互為備用；供電可靠性較高；主要用于接一、二類電力負(fù)荷。</p&g

70、t;<p>　　兩段廠用母線各一回路經(jīng)雙刀開關(guān)供電至分配電屏；供電可靠性高；接線主要用于一類負(fù)荷[12]。</p><p><b>　　低壓接線設(shè)計(jì)原則：</b></p><p>　　1.根據(jù)負(fù)荷的重要性和人類選擇可靠性接線</p><p>　　2.根據(jù)用電設(shè)備的不同，采用能滿足選擇性與靈活性要求的電氣設(shè)備</p>

71、<p>　　3.盡量靠近負(fù)荷以節(jié)約電纜。</p><p>　　本設(shè)計(jì)為雙變壓器互為備用式，采用雙層輻射式的接線方案。</p><p>　　6 短路計(jì)算</p><p><b>　　6.1短路的原因</b></p><p>　　1.電氣設(shè)備及載流導(dǎo)體因絕緣老化，或遭受機(jī)械損傷，或因雷擊，過電壓引起絕緣損壞

72、；</p><p>　　2.架空線路因大風(fēng)或?qū)Ь€覆冰引起電桿倒塌等，或因鳥獸跨接裸露導(dǎo)線等；</p><p>　　3.電氣設(shè)備因設(shè)計(jì)，安全及維護(hù)不良所致的設(shè)備缺陷引發(fā)的短路；</p><p>　　4.運(yùn)行人員違反安全操作規(guī)程而誤操作，如運(yùn)行人員帶負(fù)荷拉開隔離開關(guān)，線路或設(shè)備檢修后沒拆除接地線就加上電壓等[13]。</p><p>　　6.2短

73、路對(duì)設(shè)備及系統(tǒng)的危害</p><p>　　電力系統(tǒng)發(fā)生短路造成的危害程度，一般與短路類型，地點(diǎn)和吹噓時(shí)間有關(guān)系三相短路較其他類型的短路引起的后果更為嚴(yán)重，在靠近電源側(cè)短路，短路時(shí)間持續(xù)最長(zhǎng)，易燒毀設(shè)備及引起電力系統(tǒng)失去穩(wěn)定短路造成的后果會(huì)使設(shè)備遭到破壞、電壓嚴(yán)重降低、使電力系統(tǒng)穩(wěn)定遭到破壞。</p><p>　　6.3短路電流計(jì)算的目的</p><p>　　通過計(jì)算

74、短路電流的大小與變化規(guī)律，選取適當(dāng)?shù)碾姎庠O(shè)備，配置合理的繼電保護(hù)裝置，以便在短路發(fā)生時(shí)使損失降低到最小范圍內(nèi)，保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。</p><p><b>　　6.4短路的類型</b></p><p>　　短路的類型有，三相短路、兩相短路、單相接地短路及兩相接地短路，三相短路時(shí)由于被短路的三相阻抗相等，因此，三相電流和電壓仍是對(duì)稱的，又稱對(duì)稱短路，其余幾種類型的短

75、路，因系統(tǒng)三相對(duì)稱的結(jié)構(gòu)遭到破壞，網(wǎng)絡(luò)中三相電壓電流不再對(duì)稱，稱為不對(duì)稱短路。</p><p>　　運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，電力系統(tǒng)各種短路故障中，單相短路占大多數(shù)，約為總短路故障中的65%，三相短路只占5%—10%。三相短路發(fā)生的幾率比較小，，但故障產(chǎn)生的后果最為嚴(yán)重，必須引起足夠的重視。</p><p>　　6.5本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般規(guī)定和假設(shè)</p><p>　　1.廠用變

76、壓器容量不超過供電電源的3%，便可認(rèn)為在低壓側(cè)發(fā)生短路時(shí)高壓側(cè)母線電壓維持不變，即可作為無(wú)窮大電源來(lái)對(duì)待。</p><p>　　2.低壓網(wǎng)絡(luò)電阻值較大，不可忽略，應(yīng)與網(wǎng)絡(luò)中的電抗一起并入計(jì)算，否則會(huì)引起較大的誤差。</p><p>　　3.網(wǎng)絡(luò)中的低壓元件，如斷路器及刀閘等均有接觸電阻，因?yàn)槠渲蹬c變壓器及電纜阻抗相比，數(shù)值很小，為了簡(jiǎn)化計(jì)算，可忽略不計(jì)。</p><p&

77、gt;　　4.在低壓電源基本標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，對(duì)低壓電器的短路電流校驗(yàn)，無(wú)論是開斷電流還是動(dòng)熱穩(wěn)定，均采用短路電流周期分量的有效值[14]。</p><p>　　6.6 本系統(tǒng)的短路計(jì)算</p><p>　　6.6.1短路計(jì)算用圖</p><p>　　圖6.1 短路計(jì)算用圖</p><p>　　6.6.2三相短路計(jì)算 </p>&l

78、t;p><b>　　如圖所示：查表得，</b></p><p>　　變壓器阻抗： R=3.27 X=10.92 </p><p>　　電纜阻抗： R=0.314*20= 6.28 X=0.078*20=1.56</p><p>　　R=1.08*30=32.42 X=0.075*30=2.25<

79、/p><p><b>　　Ω</b></p><p><b>　　Ω</b></p><p><b>　　短路電流值為：KA</b></p><p>　　6.6.3 單相短路電流計(jì)算</p><p>　　變壓器的單相接地計(jì)算電抗：R=5.6*3.27=18.

80、3 X=3.8*10.92=41.5 </p><p>　　電纜單相接地阻抗： R=3.14 X=1.05 </p><p>　　零線 R=1.08*20=21.6 X=0.168*20=3.36</p><p>　　R=1.08*30

81、=32.4 X=0.115*30=3.45 </p><p><b>　　76.63</b></p><p><b>　　KA</b></p><p>　　6.6.4短路電流的電動(dòng)力效應(yīng)</p><p>　　在短路時(shí)特別是沖擊電流通過用電器或載流導(dǎo)體時(shí)，電動(dòng)力可能達(dá)到最大的數(shù)值

82、，以至損害電器，因此，電氣裝置中的電源或載流導(dǎo)體必須具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，能承受短路時(shí)的電動(dòng)力作用，短路電流越大，相互作用里越大，兩相短路時(shí)，流到短路點(diǎn)的故障相電流其大小相等，方向相反[15]。電動(dòng)力為：</p><p>　　三相短路時(shí)，假定三根導(dǎo)體放在同一水平面上，由于短路沖擊電流只在一相中發(fā)生，中間一相受到最大電動(dòng)力為： </p><p>　　6.6.5短路電流的熱效應(yīng)</p

83、><p>　　電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體在短路電流流過時(shí)，雖然因繼電保護(hù)動(dòng)作，將短路切除，流過電氣設(shè)備的短路電流時(shí)間很短，但因短路電流流過正常電流很多倍，溫度上升仍然很高。必須滿足，電氣設(shè)備在短路電流流過時(shí)最高溫度不能超過短時(shí)發(fā)熱允許溫度。短路電流發(fā)時(shí)間等于繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間加上斷路器切除故障時(shí)間。</p><p>　　短路沖擊電流的計(jì)算：</p><p>　　電力系統(tǒng)在短路時(shí)產(chǎn)

84、生的沖擊電流大約在短路發(fā)生后，在半個(gè)周期的時(shí)候?qū)⒊霈F(xiàn)短路電流的瞬時(shí)值，當(dāng)頻率為50HZ時(shí)，它將在0.01秒后出現(xiàn)，沖擊電流將產(chǎn)生很大的電動(dòng)力，計(jì)算沖擊電流大小時(shí)，由于周期分量比非周分量衰減慢得多， 沖擊電流計(jì)算式為：</p><p>　　7 電氣設(shè)備的選擇</p><p>　　7.1正常的工作條件選擇</p><p>　　7.1.1按使用環(huán)境溫度選型</p

85、><p>　　選擇電氣設(shè)備應(yīng)考慮其裝設(shè)地點(diǎn)和屋外配電裝置的電器比屋內(nèi)配電裝置差得多，因此電氣設(shè)備有屋內(nèi)和屋外兩種，電氣設(shè)備又分為普通型、濕熱型、高海拔型、防污型和封閉型等多種。</p><p>　　7.1.2按額定電壓選擇</p><p>　　電氣設(shè)備運(yùn)行的最高工作電壓不小于設(shè)備所在回路的最高工作電壓。電氣設(shè)備的允許最高工作電壓按廠家規(guī)定為設(shè)備額定電壓的1.1~1.5倍

86、，而回路的工作電壓在電網(wǎng)上下波動(dòng)，其值一般不超過電網(wǎng)額定電壓的1.15倍。</p><p>　　7.1.3按額定電流選擇、</p><p>　　電氣設(shè)備的長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流應(yīng)不小于其所在處回路最大持續(xù)的工作電流。電氣設(shè)備的額定電流是指在基準(zhǔn)環(huán)境溫度下，電氣設(shè)備所能允許長(zhǎng)期通過的最大工作電流。此時(shí)電氣設(shè)備的長(zhǎng)期發(fā)熱溫度升不超過其允許溫度。而在實(shí)際運(yùn)行過程中，周圍環(huán)境溫度直接影響了電氣設(shè)備的發(fā)熱

87、溫度，所以電氣設(shè)備的額定電流必須經(jīng)過溫度的修正。</p><p>　　如果周圍環(huán)境溫度低于40°C但不高于60°C時(shí)，每降低1°C，其允許電流可增加0.5%，但增加的總數(shù)不得大于設(shè)備額定電流的20%，但在實(shí)際中一般不作修正；每增高1°C，其允許電流可減少1.8%。</p><p>　　為了使電氣設(shè)備能適應(yīng)地區(qū)的溫度變化，一般規(guī)定：對(duì)于按標(biāo)準(zhǔn)制造的電器

88、，其適應(yīng)溫度為-40~+40°C（變壓器和電壓互感器為-30~ +40°C）。但不能在周圍溫度大于+60°C的情況下工作。</p><p>　　7.2 低壓電氣設(shè)備選擇</p><p>　　低壓開關(guān)設(shè)備是指380/220伏的電路中的開關(guān)設(shè)備。這些低壓開關(guān)設(shè)備主要指刀閘開關(guān)、自動(dòng)空氣開關(guān)及熔斷器等。本節(jié)主要講述作為自動(dòng)保護(hù)用的低壓開關(guān)設(shè)備例如熔斷器及自動(dòng)空氣開

89、關(guān)等的選擇計(jì)算。</p><p>　　熔斷器及自動(dòng)空氣開關(guān)在低壓供電電路中作為自動(dòng)保護(hù)開關(guān)時(shí)，是用它們來(lái)保護(hù)電網(wǎng)的故障狀態(tài)（過載或短路）。當(dāng)電網(wǎng)呈現(xiàn)故障狀態(tài)時(shí)，熔斷器或自動(dòng)開關(guān)能自動(dòng)把電路斷開，從而使電路中的各種電氣設(shè)備避免遭受超過正常工作狀態(tài)的故障電流的損害。</p><p>　　7.2.1低壓熔斷器的選擇計(jì)算</p><p>　　熔斷器是電路中一種價(jià)格便宜、結(jié)構(gòu)

90、簡(jiǎn)單、使用方便、尺寸較小的保護(hù)元件，因而在供電中得到普通應(yīng)用。用熔斷器作為供電線路中的保護(hù)裝置時(shí)，當(dāng)電路內(nèi)電流增大到某一定值時(shí)，熔斷器的熔體被加熱到熔點(diǎn)而熔化（通常稱燒斷），則電路被斷開，使被保護(hù)的元件（導(dǎo)線、電纜、電機(jī)或變壓器）免受過載或短路電流的危害。通過熔體的電流愈大，則熔體熔化和電路斷開愈快。當(dāng)電路中故障消除后，另?yè)Q一個(gè)完好的熔體，則電路又恢復(fù)供電。低壓熔斷器的選擇包括選擇熔體額定電流、熔斷器的電流和電壓三部分內(nèi)容。最后還要對(duì)熔

91、斷器在短路時(shí)的斷開能力進(jìn)行校驗(yàn)[17]。</p><p>　　熔體的選擇除考慮所保護(hù)線路的正常工作電流外還應(yīng)考慮在線路起動(dòng)情況下熔體不被正常起動(dòng)電流熔斷，同時(shí)還應(yīng)考慮上下級(jí)熔體額定電流的配合。其具體步驟如下。</p><p>　　1.按回路的正常運(yùn)行情況選擇熔體電流：應(yīng)保證熔體在正常工作電流下不熔斷，故熔體的額定電流應(yīng)滿足：</p><p>　　Ier ≥Ijs

92、 </p><p>　　式中 Ier —— 熔體的額定電流，安；</p><p>　　Ijs —— 線路的計(jì)算電流，安；</p><p>　　即 Ier ≥23.84A</p><p>　　2.按線路通過正常起動(dòng)電流情況選擇熔體電流：應(yīng)保證線路內(nèi)有電動(dòng)機(jī)起

93、動(dòng)時(shí)，熔體不應(yīng)熔斷。</p><p>　　當(dāng)線路對(duì)單臺(tái)電動(dòng)機(jī)供電時(shí)，考慮電動(dòng)機(jī)的正常起動(dòng)電流，熔體的額定電流必須滿足：</p><p>　　Ier ≥ (Iqd/а) </p><p>　　式中 Iqd —— 電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流，安</p><p>　　а —— 決定于

94、電動(dòng)機(jī)起動(dòng)情況和熔斷器特性的計(jì)算系數(shù)。</p><p>　　本系統(tǒng)有多臺(tái)電動(dòng)機(jī)供電（此種線路為干線），應(yīng)考慮有一臺(tái)最大容量的電動(dòng)機(jī)起動(dòng)，而其余電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行，線路中出現(xiàn)一個(gè)尖峰電流Ijf。此時(shí)熔體的額定電流必須滿足</p><p>　　Ier ≥ (Ijf /а) ={（Ijs+（Kq、max-1）Ie、max）/а} </p><p>　　式

95、中 Ijf —— 配電線路的尖峰電流，它是這樣計(jì)算的，即當(dāng)起動(dòng)電流為最大的一臺(tái)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，配電線路出現(xiàn)的尖峰電流，安；</p><p>　　Ijs —— 所有電動(dòng)機(jī)的計(jì)算電流，安；</p><p>　　Kq、max —— 起動(dòng)電流為最大的一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流倍數(shù)；</p><p>　　Ie、max —— 起動(dòng)電流為最大的一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的額定電流，安。</p

96、><p>　　3.保護(hù)硅整流管的快速熔斷器，按下式選擇</p><p>　　Ir = π/2·Ize </p><p>　　式中 Ize —— 硅整流管的額定電流，安。</p>

97、<p>　　根據(jù)上式計(jì)算的熔體電流Ir從產(chǎn)品樣本選擇熔斷器額定電流，其值應(yīng)大于或等于熔體額定電流。熔斷器額定電壓的選擇應(yīng)按其安裝地點(diǎn)的線路電壓而定。</p><p>　　1.熔斷器分?jǐn)嗄芰Φ男ｒ?yàn)</p><p>　　選好熔斷器及熔體以后。再根據(jù)回路的短路電流進(jìn)行校驗(yàn)：應(yīng)保證熔斷器的最大開斷電流大于回路中的三相短路沖擊電流的有效值。當(dāng)熔斷器經(jīng)受短路沖擊電流是時(shí)在0.01秒內(nèi)即行熔

98、斷，用計(jì)算式可表示如下：</p><p>　　Icd、r ≥ Icd ≥2.87 KA </p><p>　　式中 Icd、r —— 熔斷器的極限開斷電流能力，千安；</p><p>　　Icd —— 回路中

99、三相短路沖擊電流（全電流）的有效值，千安。</p><p>　　制造廠提供的熔斷器極限斷流能力系根據(jù)產(chǎn)品型號(hào)而各異，并且給定的極限開斷電流是用短路電流周期分量的有效值Izq、r表示的。為此，式⑤左邊的數(shù)據(jù)可按下式計(jì)算：</p><p>　　Icd、r = c·K·Izq、r千安</p><p>　　式中 Izq、r —— 制造廠保證的熔斷器極限

100、分?jǐn)嗄芰?，千安?lt;/p><p>　　K —— 與回路中功率因數(shù)有關(guān)的短路電流校正系數(shù)；</p><p>　　c —— 計(jì)算系數(shù)，可取c = 1.2—1.25。</p><p>　　7.2.2 自動(dòng)空氣斷路器的選擇</p><p>　　自動(dòng)空氣斷路器簡(jiǎn)稱自動(dòng)開關(guān)。這種開關(guān)具有良好的滅弧性能，它既能在正常工作條件下切斷負(fù)載電流，又能在故障情況下

101、自動(dòng)切斷短路電流或過負(fù)荷電流。因此這種開關(guān)廣泛應(yīng)用于低壓配電裝置中，它既可作為低壓配電的總電源開關(guān)，也可用在分支配電線和電動(dòng)機(jī)支線上，以作為短路、過載和欠電壓保護(hù)的開關(guān)。自動(dòng)開關(guān)的主要電氣數(shù)據(jù)包括額定電流、額定電壓、斷流能力等。選擇自動(dòng)開關(guān)主要就是進(jìn)行這幾方面的計(jì)算，茲分述如下。</p><p>　　額定電壓和額定電流的確定</p><p>　　自動(dòng)開關(guān)主要用在交流380伏和直流220伏的

102、供電系統(tǒng)中，因而它的額定電壓大都為交流380伏和直流220伏。按線路的額定電壓進(jìn)行選擇時(shí)應(yīng)滿足下列條件</p><p>　　Ue.zd ≥Ue.L≥400V</p><p>　　式中 Ue.zd —— 自動(dòng)開關(guān)的額定電壓，伏；</p><p>　　Ue.L —— 線路額定電壓，伏。</p><p>　　我國(guó)生產(chǎn)的框架式自動(dòng)開關(guān)的額定電流為2

103、00、400、600、1000、1500、2500及4000安等，而生產(chǎn)的塑料外殼式自動(dòng)開關(guān)的額定電流為6、10、20、50、100、200（250）及600安等。當(dāng)按線路的計(jì)算電流進(jìn)行選擇時(shí)應(yīng)滿足：</p><p>　　Ie.zd ≥ Ijs</p><p>　　式中 Ie.zd —— 自動(dòng)開關(guān)的額定電流，安；</p><p>　　Ijs —— 線路計(jì)算電流或?qū)?/p>

104、際工作電流，安。</p><p>　　長(zhǎng)延時(shí)過電流脫扣器整定電流的確定</p><p>　　因?yàn)殚L(zhǎng)延時(shí)過電流脫扣器主要用于保護(hù)線路過載，所以脫扣器的整定電流應(yīng)大于線路中的計(jì)算電流，而應(yīng)滿足下式：</p><p>　　Ig.zd ≥ KklIjs</p><p>　　式中 Ig.zd —— 過電流脫扣器長(zhǎng)延時(shí)動(dòng)作整定電流值，安；</p&

105、gt;<p>　　Ijs —— 線路計(jì)算電流，對(duì)于單臺(tái)電動(dòng)機(jī)即為電動(dòng)機(jī)的額定電流，安；</p><p>　　Kkl —— 可靠系數(shù)，取其值等于1.1。</p><p>　　經(jīng)過上述計(jì)算后，還應(yīng)校驗(yàn)兩方面的內(nèi)容。首先應(yīng)校驗(yàn)長(zhǎng)延時(shí)過電流脫扣器在配電線路過負(fù)荷時(shí)是否可靠動(dòng)作。用自動(dòng)開關(guān)對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行保護(hù)時(shí)，則電動(dòng)機(jī)在過負(fù)荷20%時(shí)應(yīng)使保護(hù)裝置動(dòng)作。其次校驗(yàn)在配電線路出現(xiàn)尖峰負(fù)荷或電動(dòng)

106、機(jī)起動(dòng)時(shí)，長(zhǎng)延時(shí)過電流脫扣器不應(yīng)動(dòng)作。這個(gè)問題關(guān)系到脫扣器3倍整定值下的可返回時(shí)間，此時(shí)間取決于線路中尖峰電流的持續(xù)時(shí)間，也就是線路中的最大容量鼠籠型異步電機(jī)直接啟動(dòng)的持續(xù)時(shí)間。一般情況下輕載電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)間不超過2.5—4秒，重載電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)間不超過6—8秒，個(gè)別特重載起動(dòng)可達(dá)15秒。例如某配電線路中，尖峰電流相當(dāng)于長(zhǎng)延時(shí)過電流脫扣器整定值的3倍，線路中如果由于大容量電動(dòng)機(jī)起動(dòng)而產(chǎn)生尖峰電流，且為輕載起動(dòng)，則選用可返回時(shí)間8秒即可滿足要

107、求；如果是重載起動(dòng)，選用可返回時(shí)間為15秒即可滿足要求?？煞祷貢r(shí)間小，說(shuō)明線路電流大于長(zhǎng)延時(shí)脫扣器某倍數(shù)的值后，保護(hù)裝置動(dòng)作快。從保護(hù)線路的觀點(diǎn)出發(fā)，這是有利的，因此對(duì)可返回時(shí)間應(yīng)盡量選取較小值。</p><p>　　瞬時(shí)（或短延時(shí)）過電流脫扣器的整定電流</p><p>　　瞬時(shí)動(dòng)作的過流脫扣器的整定電流應(yīng)躲開線路的尖峰電流。在具體整定計(jì)算時(shí)，對(duì)配電線路或單臺(tái)電動(dòng)機(jī)的電路有不同的考慮。&

108、lt;/p><p>　　對(duì)單臺(tái)電動(dòng)機(jī)回路，要求按下式整定：</p><p>　　Is.zd ≥ Kk2Iq.d</p><p>　　式中 Is.zd —— 瞬時(shí)過電流脫扣器整定電流值，安；</p><p>　　Iq.d —— 電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流，安；</p><p>　　Kk2 —— 考慮整定誤差和啟動(dòng)電流容許變化的可靠系

109、數(shù)，</p><p>　　對(duì)動(dòng)作時(shí)間在一個(gè)周波以內(nèi)的自動(dòng)開關(guān)，還需要考慮非周期分量的影響。動(dòng)作時(shí)間大于0.02秒的自動(dòng)開關(guān)Kk2取1.35，動(dòng)作時(shí)間小于0.02秒的自動(dòng)開關(guān)，Kk2取1.7~2.0。</p><p>　　在配電線路不考慮電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，按下式整定：</p><p>　　Is.zd ≥ Kk3Ijf</p><p>　　在配電線路

110、考慮電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，按下式整定：</p><p>　　Is.zd ≥ Kk3Iq.dz</p><p>　　式中 Ijf —— 配電線路的尖峰電流，安；</p><p>　　Iq.dz ——正常工作電流和起動(dòng)電流之總和，安；</p><p>　　Kk3 —— 可靠系數(shù)，取1.35。</p><p>　　對(duì)于本級(jí)自動(dòng)開關(guān)短

111、延時(shí)過流脫扣器動(dòng)作電流的整定，還應(yīng)考慮到與下一級(jí)開關(guān)整定電流選擇性的配合。本級(jí)動(dòng)作整定電流Is.zd應(yīng)大于或等于下一級(jí)自動(dòng)開關(guān)短延時(shí)動(dòng)作整定值的1.2倍。如果下級(jí)為多條分支線，則取各分支開關(guān)中最大整定值的1.2倍。</p><p>　　校驗(yàn)自動(dòng)開關(guān)的分?jǐn)嗄芰?lt;/p><p>　　自動(dòng)開關(guān)的主要任務(wù)就是切斷短路電流，它通過和切斷短路電流的能力是用通斷能力表示。所謂通斷能力，是指自動(dòng)開關(guān)在規(guī)定

112、的試驗(yàn)條件下（電壓、頻率、線路參數(shù)等）能夠接通或斷開的短路電流的數(shù)值。通斷能力以交流有效值（千安）表示。由于開關(guān)固有動(dòng)作時(shí)間不同，在切斷短路電流時(shí)，短路電流的非周期分量可能已衰減，故在計(jì)算時(shí)對(duì)不同類型的開關(guān)有不同方法。</p><p>　　對(duì)動(dòng)作時(shí)間大于0.02秒的開關(guān)（DW系列）為</p><p>　　Ik.zd ≥ Izq</p><p>　　對(duì)動(dòng)作時(shí)間小于0.

113、02秒的開關(guān)（DZ系列）為</p><p>　　Ik.zd ≥ Ic</p><p>　　式中 Ik.zd —— 自動(dòng)開關(guān)的極限分?jǐn)嚯娏?，千安?lt;/p><p>　　Izq —— 短路電流周期分量有效值，千安；</p><p>　　Ic —— 短路開始后第一周期內(nèi)沖擊電流有效值，千安。</p><p>　　在校驗(yàn)自動(dòng)

114、開關(guān)的分?jǐn)嗄芰r(shí)，如果分?jǐn)嗄芰Σ粔?，可考慮采取以下措施：</p><p>　　1.對(duì)于一般線路，可將自動(dòng)開關(guān)改用RTO型熔斷器（其分?jǐn)嗄芰?0千安）；</p><p>　　2.對(duì)于特別重要的線路，如果采用RTO作為線路保護(hù)時(shí)不能保證在RTO動(dòng)作后立即恢復(fù)供電，則應(yīng)設(shè)法更換大容量的自動(dòng)開關(guān)；</p><p>　　3.如果因?yàn)槎搪冯娏魈蠖惯x擇自動(dòng)開關(guān)有困難時(shí)，則應(yīng)