紡織廠供配電系統(tǒng)課程設(shè)計

1、<p>　　XX紡織廠供配電系統(tǒng)設(shè)計</p><p><b>　　內(nèi)容摘要：</b></p><p>　　本設(shè)計是為XX紡織廠設(shè)計一座高壓配電所，該紡織廠主要生產(chǎn)化纖產(chǎn)品，大部分車間為三班制，少數(shù)車間為兩班或一班制。該廠屬二級負荷。二級負荷也屬于重要負荷，所以供電電源由兩回路供電，供電變壓器也應有兩臺。在其中一回路或一臺變壓器發(fā)生常見障礙時，二級負荷應不致中

2、斷供電，或中斷后能迅速恢復供電。只有當負荷較小或者當?shù)毓╇姉l件困難時，二級負荷可由一回路 6KV及以上的專用架空線路供電。這是考慮架空線路發(fā)生故障時，較之電纜線路發(fā)生故障時易于發(fā)現(xiàn)且易于檢查和修復。當采用電纜線路時，必須采用兩根電纜并列供電，每根電纜應能承受全部二級負荷。</p><p>　　關(guān)鍵詞 供電系統(tǒng)；電力負荷；功率補償；短路電流；電氣設(shè)備；主接線；防雷與接地；</p><p>&

3、lt;b>　　引言</b></p><p>　　電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動力，電能的輸送的分配既簡單經(jīng)濟，又便于控制、調(diào)節(jié)和測量，有利于實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。因此，電能在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)及整個國民經(jīng)濟生活中應用極為廣泛。隨著工業(yè)生產(chǎn)化的發(fā)展，電能在工業(yè)也是不可缺乏的能源。因此，做好工廠企業(yè)供配電的設(shè)計，可以有效的利用電能為經(jīng)濟的發(fā)展而服務，所以工廠企業(yè)供配電的電路設(shè)計要聯(lián)系到各個方面，負荷計算及

4、無功補償，變壓器的型號、容量和數(shù)量的分配；短路的計算、設(shè)備的選擇、線路的分配和設(shè)計、保護措施等方面進行設(shè)計分析，把最好的供配電設(shè)計應用到現(xiàn)實生產(chǎn)中來，為經(jīng)濟的發(fā)展做出最好的服務。</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　1 工廠供電概述2</p><p>　　1.1工廠供電的意義和要求2</p><

5、p>　　1.2工廠供電設(shè)計的一般原則2</p><p>　　1.3供配電系統(tǒng)的主要電氣設(shè)備3</p><p>　　2 電力負荷及計算4</p><p>　　2.1電力負荷計算的內(nèi)容和目的4</p><p>　　2.2電力負荷的表達式4</p><p>　　2.3負荷的確定7</p>&l

6、t;p>　　3 設(shè)計變電站的主接線15</p><p>　　3.1單母線主接線15</p><p>　　3.2單母線分段15</p><p>　　4 選擇并校驗電源進線及工廠高壓配電線路17</p><p>　　4.1電源進線17</p><p>　　4.2高壓配電室至主變的電纜的選擇17</p

7、><p><b>　　5 短路計算18</b></p><p>　　5.1短路電流計算的目的18</p><p>　　5.2短路電流計算的方法19</p><p><b>　　6 設(shè)備選擇25</b></p><p>　　6.1高、低壓設(shè)備的選擇25</p>

8、<p>　　6.2配電所高壓開關(guān)柜的選擇25</p><p>　　7 變電站續(xù)電保護規(guī)劃設(shè)計、作保護接線圖26</p><p>　　7.1主變壓器的續(xù)電保護裝置26</p><p>　　7.2作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線的繼電保護裝置27</p><p>　　8 防雷與接地28</p><p>&l

9、t;b>　　8.1防雷28</b></p><p><b>　　8.2接地29</b></p><p><b>　　9 附錄31</b></p><p>　　9.1 工廠負荷情況31</p><p>　　9.2系統(tǒng)電氣總圖32</p><p>&l

10、t;b>　　10 結(jié)束語33</b></p><p><b>　　11參考文獻33</b></p><p><b>　　1 工廠供電概述</b></p><p>　　1.1工廠供電的意義和要求</p><p>　　工廠供電，就是指工廠所需電能的供應和分配，亦稱工廠配電。<

11、/p><p>　　眾所周知，電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動力。電能既易于由其它形式的能量轉(zhuǎn)換而來，又易于轉(zhuǎn)換為其它形式的能量以供應用；電能的輸送的分配既簡單經(jīng)濟，又便于控制、調(diào)節(jié)和測量，有利于實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。因此，電能在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)及整個國民經(jīng)濟生活中應用極為廣泛。</p><p>　　在工廠里，電能雖然是工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動力，但是它在產(chǎn)品成本中所占的比重一般很小（除電化工業(yè)外）。電

12、能在工業(yè)生產(chǎn)中的重要性，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，提高勞動生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，減輕工人的勞動強度，改善工人的勞動條件，有利于實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。從另一方面來說，如果工廠的電能供應突然中斷，則對工業(yè)生產(chǎn)可能造成嚴重的后果。</p><p>　　因此，做好工廠供配電系統(tǒng)工作對于發(fā)展工業(yè)生產(chǎn)，實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化，具有十分重要的意義。由于能

13、源節(jié)約是工廠供電工作的一個重要方面，而能源節(jié)約對于國家經(jīng)濟建設(shè)具有十分重要的戰(zhàn)略意義，因此做好工廠供配電工作，對于節(jié)約能源、支援國家經(jīng)濟建設(shè)，也具有重大的作用。</p><p>　　工廠供電工作要很好地為工業(yè)生產(chǎn)服務，切實保證工廠生產(chǎn)和生活用電的需要，并做好節(jié)能工作，就必須達到以下基本要求：</p><p>　?。?） 安全 在電能的供應、分配和使用中，不應發(fā)生人身事故和設(shè)備事故。<

14、/p><p>　?。?） 可靠 應滿足電能用戶對供電可靠性的要求。</p><p>　　（3） 優(yōu)質(zhì) 應滿足電能用戶對電壓和頻率等質(zhì)量的要求</p><p>　?。?） 經(jīng)濟 供電系統(tǒng)的投資要少，運行費用要低，并盡可能地節(jié)約電能和減少有色金屬的消耗量。</p><p>　　此外，在供電工作中，應合理地處理局部和全局、當前和長遠等關(guān)系，既要照顧局部

15、的當前的利益，又要有全局觀點，能顧全大局，適應發(fā)展。</p><p>　　1.2工廠供電設(shè)計的一般原則</p><p>　　按照國家標準GB50052-95 《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》、GB50053-94 《10kv及以下設(shè)計規(guī)范》、GB50054-95 《低壓配電設(shè)計規(guī)范》等的規(guī)定，進行工廠供電設(shè)計必須遵循以下原則：</p><p>　　1、 遵守規(guī)程、執(zhí)行政策；&

16、lt;/p><p>　　必須遵守國家的有關(guān)規(guī)定及標準，執(zhí)行國家的有關(guān)方針政策，包括節(jié)約能源，節(jié)約有色金屬等技術(shù)經(jīng)濟政策。</p><p>　　2、 安全可靠、先進合理；</p><p>　　應做到保障人身和設(shè)備的安全，供電可靠，電能質(zhì)量合格，技術(shù)先進和經(jīng)濟合理，采用效率高、能耗低和性能先進的電氣產(chǎn)品。</p><p>　　3、近期為主、考慮發(fā)展；

17、</p><p>　　應根據(jù)工作特點、規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃，正確處理近期建設(shè)與遠期發(fā)展的關(guān)系，做到遠近結(jié)合，適當考慮擴建的可能性。</p><p>　　4、 全局出發(fā)、統(tǒng)籌兼顧。</p><p>　　按負荷性質(zhì)、用電容量、工程特點和地區(qū)供電條件等，合理確定設(shè)計方案。工廠供電設(shè)計是整個工廠設(shè)計中的重要組成部分。工廠供電設(shè)計的質(zhì)量直接影響到工廠的生產(chǎn)及發(fā)展。作為從事工廠供電工

18、作的人員，有必要了解和掌握工廠供電設(shè)計的有關(guān)知識，以便適應設(shè)計工作的需要。</p><p>　　1.3供配電系統(tǒng)的主要電氣設(shè)備</p><p>　　供配電系統(tǒng)中負輸送和分配電力這一主要任務的電路，稱為“一次電路”，也稱為“主電路”。供配電系統(tǒng)中用來控制、指示、監(jiān)測、和保護一次電路及其中設(shè)備運行的電路，稱為“二次電路”，通常稱為“二次回路”。</p><p>　　供配

19、電系統(tǒng)的主要電氣設(shè)備（一次設(shè)備），按功能可分為幾類：</p><p>　　1、變電設(shè)備 指按系統(tǒng)工作要求來改變電壓或電流的設(shè)備，例如電力變壓器、電流互感器、電壓互感器等。</p><p>　　2、控制設(shè)備 指按系統(tǒng)工作要求來控制一次電路通斷的設(shè)備，例如各種高低壓開關(guān)。</p><p>　　3、保護設(shè)備 指用來對系統(tǒng)進行過電流和過電壓保護的設(shè)備，例如高低壓熔斷器

20、和避雷器。</p><p>　　4、無功補償設(shè)備 指用來補償系統(tǒng)中的無功功率、提高功率因數(shù)的設(shè)備，例如并聯(lián)電容器。</p><p>　　5、成套配電裝置 他是按照一定的線路方案的要求，將有關(guān)一次設(shè)備和二次設(shè)備組合為一體的電氣裝置，例如高壓開關(guān)柜、低壓配電屏、動力和照明配電箱等。 </p><p>　　電力變壓器：電力變壓器是變電所中最關(guān)鍵的一次設(shè)備，其功能是將電

21、力系統(tǒng)中的電力電壓升高或降低，以利于電力的合理輸送、分配和使用。電力變壓器的基本結(jié)構(gòu)，包括鐵心和一、二次或一、二、三次繞組兩大部分。按功能分有升壓變壓器和降壓變壓器，按容量系列分有R8和R10兩大類，按相數(shù)分有單相和三相，按調(diào)壓方式分有無載調(diào)壓和有載調(diào)壓，按繞組導體材質(zhì)分有銅繞組變壓器和鋁繞組變壓器，按繞組型式有雙繞組變壓器、三繞組變壓器和自耦變壓器，按繞組絕緣和冷卻方式有油浸式、干式和充氣式，按結(jié)構(gòu)性能分有普通變壓器、全密封變壓器、防

22、雷變壓器等。電力變壓器的聯(lián)結(jié)組別有Yyn0聯(lián)結(jié)和Dyn11聯(lián)結(jié)。</p><p>　　電流互感器：電流互感器的功能是用來使儀表、續(xù)電器等二次設(shè)備與主電路絕緣，還有用來擴大儀表、續(xù)電器等二次設(shè)備應用的電流范圍。</p><p>　　電壓互感器：電壓互感器的功能是用來使儀表、續(xù)電器等二次設(shè)備與主電路絕緣，還用來擴大儀表、續(xù)電器等二次設(shè)備應用的電壓范圍。</p><p>

23、　　高低壓開關(guān)電器：高低壓開關(guān)電器用于高低壓電路的通、斷。①高壓隔離開關(guān)的功能，主要是用來隔離高壓電源，以保證其他設(shè)備和線路的安全檢修，可分為戶內(nèi)式和戶外式。②高壓負荷開關(guān)具有簡單的滅弧裝置，因此能通斷一定的符合電流和過負荷電流，但它不能斷開短路電流，因此它必須與高壓熔斷器串聯(lián)使用，以借助熔斷器來切斷短路故障。負荷開關(guān)斷開后，與隔離開關(guān)一樣，有明顯可見的斷開間隙，因此它也具有隔離電源，保證安全檢修的功能。③高壓斷路器的功能是，不僅能通斷

24、正常負荷電流，而且能通斷一定的短路電流，并能在保護裝置作用下自動跳閘，切除短路故障，它有相當完善的滅弧裝置。④低壓斷路器既能帶負荷通斷電路，又能在短路、過負荷和低電壓時自動跳閘，其功能與高壓斷路器類似。</p><p>　　高低壓熔斷器和避雷器：低壓熔斷器的功能主要是實現(xiàn)低壓賠墊系統(tǒng)的低壓配電系統(tǒng)的短路保護，有的也能實現(xiàn)過負荷保護，分為插入式、螺旋式、無填料密封管式、有填料密封管式等。高低壓避雷器是用來防止雷電產(chǎn)

25、生的過電壓波沿線路侵入變配電所或其他建筑物內(nèi)，以免危及被保護的電氣設(shè)備的絕緣。可分為閥式避雷器、排氣式避雷器、保護間隙和金屬氧化物避雷器等。</p><p>　　無功補償設(shè)備：無功補償設(shè)備就是專用來補償供電系統(tǒng)的感性無功功率的電氣設(shè)備。有同步補償機、并聯(lián)電容器、無功功率自動補償裝置、動態(tài)無功功率補償設(shè)備等</p><p><b>　　2 電力負荷及計算</b><

26、/p><p>　　2.1電力負荷計算的內(nèi)容和目的</p><p>　　1、 計算負荷又稱需要負荷或最大負荷。計算負荷是一個假想的持續(xù)性的負荷，其熱效應與同一時間內(nèi)實際變動負荷所產(chǎn)生的最大熱效應相等。在配電設(shè)計中，通常采用30分鐘的最大平均負荷作為按發(fā)熱條件選擇電器或?qū)w的依據(jù)。</p><p>　　2、 尖峰電流指單臺或多臺用電設(shè)備持續(xù)1秒左右的最大負荷電流。一般取啟動

27、電流上午周期分量作為計算電壓損失、電壓波動和電壓下降以及選擇電器和保護元件等的依據(jù)。在校驗瞬動元件時，還應考慮啟動電流的非周期分量。</p><p>　　3、 平均負荷為一段時間內(nèi)用電設(shè)備所消耗的電能與該段時間之比。常選用最大負荷班（即有代表性的一晝夜內(nèi)電能消耗量最多的一個班）的平均負荷，有時也計算年平均負荷。平均負荷用來計算最大負荷和電能消耗量。</p><p>　　2.2電力負荷的表達

28、式</p><p>　　電力負荷根據(jù)其對供電可靠性的要求及中斷供電在政治、經(jīng)濟上所造成損失或影響的程度，可分為三級：一級負荷、二級負荷、三級負荷。</p><p><b>　　⑴負荷持續(xù)率：＝＝</b></p><p>　?、圃O(shè)備容量與負荷持續(xù)率的二次方根成反比關(guān)系：＝</p><p>　　⑶用點設(shè)備的負荷系數(shù)：＝<

29、;/p><p>　　⑷年最大負荷，就是全年中負荷最大的工作班內(nèi)消耗電能最多的半小時平均負荷。年最大負荷利用小時，是假設(shè)電力負荷按年最大符合持續(xù)運行時，在次時間內(nèi)電力負荷所好用的電能恰與電力負荷全年實際所耗用的電能相等。按下式計算：＝ </p><p>　?、善骄摵?，就是電力負荷在一定時間t內(nèi)平均消耗的功率，即：</p><p><b>　　＝ </

30、b></p><p>　　年平均負荷，就是電力負荷全年平均耗用的功率，即：</p><p><b>　?。?</b></p><p>　　負荷曲線填充系數(shù)，就是將起伏波動的負荷曲線“前鋒填谷”，由次求出的平均負荷與最大負荷的比值，稱為負荷率，即：</p><p><b>　?。?lt;/b><

31、/p><p>　?、嗜嘤秒娫O(shè)備的計算負荷</p><p>　　需要系數(shù)法確定三相用電設(shè)備組計算負荷：</p><p>　　用電設(shè)備進線的有功計算負荷應為：</p><p>　?。樵O(shè)備的同時系數(shù)，為設(shè)備組的負荷系數(shù)，為設(shè)備組的平均效率，為配電線路的平均效率 ）</p><p>　　需要系數(shù)：＝，則＝ </p>

32、<p>　　需要系數(shù)法確定三相用電設(shè)備組有功計算負荷：＝ </p><p>　　用電設(shè)備的無功計算負荷為：＝</p><p>　　用電設(shè)備組的視在計算負荷為：＝</p><p>　　用電設(shè)備組的計算電流為：＝</p><p>　?、硕嘟M用電設(shè)備計算負荷的確定</p><p>　　確定擁有多組設(shè)備的干線上或

33、車間變電所低壓母線上的計算負荷時，應考慮各組用電設(shè)備的最大負荷不同時出現(xiàn)的因數(shù)。因此在確定多組用電設(shè)備時，應結(jié)合具體情況對其有功負荷和無功負荷分別記入一個同時系數(shù)和。</p><p>　　對車間干線?。海?.85～0.95</p><p>　　＝0.90～0.97</p><p>　　對低壓母線，分兩種情況</p><p>　?、儆捎秒娫O(shè)備組

34、計算負荷直接相加來計算時，?。?lt;/p><p>　?。?.80～0.90</p><p>　?。?.85～0.95</p><p>　　②由車間干線計算負荷直接相加來計算時，?。?lt;/p><p>　　＝0.90～0.95</p><p>　?。?.93～0.97</p><p>　　總的有功計算

35、負荷為＝</p><p>　　總的無功計算負荷為＝</p><p><b>　　則視在計算負荷為＝</b></p><p>　　總的計算電流為 </p><p>　　按二項式發(fā)確定三相用電設(shè)備組計算負荷，有功計算負荷公式為：</p><p>　?、酃S的計算負荷，應該是在高壓母線上所有高壓配

36、電線路計算負</p><p>　　荷之和，在乘以一個同時系數(shù)。高壓配電線路的計算負荷，應該是該線路所供車間變電所低壓側(cè)計算負荷，加上變壓器的功率損耗，……如此逐級計算即可求得供電系統(tǒng)所有元件的計算負荷。但對一般工廠供電系統(tǒng)來說，由于高低壓配電線路一般不很長，其損耗較小，</p><p>　　因此在確定其計算負荷時往往不計線路損耗。</p><p>　　在負荷計算中，

37、電力變壓器的功率損耗可按下列簡化公式近似計算：</p><p><b>　　有功損耗： </b></p><p><b>　　無功損耗： </b></p><p>　　工廠中由于有大量的感應電動機、電焊機、電弧爐及氣體放電燈等</p><p>　　感性負荷，還有感性的電力變壓器，從而使功率因數(shù)降

38、低。如在充分發(fā)</p><p>　　揮設(shè)備潛力、改善設(shè)備運行性能、提高其自然功率因數(shù)的情況下，尚達</p><p>　　不到規(guī)定的工廠功率因數(shù)要求時，則需考慮增設(shè)無功功率補償裝置。</p><p>　　上圖表示功率因數(shù)提高與無功功率和視在功率變化的關(guān)系。假設(shè)功率因數(shù)有提高到′，這時在用戶需用的有功功率不變的條件下，無功功率將由減小到′，視在功率將由減小到′。相應地負

39、荷電流也得以減小，這將使系統(tǒng)的電能損耗和電壓損耗相應降低，既節(jié)約了電能，又提高了電壓質(zhì)量，而且可選較小容量的供電設(shè)備和導線電纜，因此提高功率因數(shù)對供電系統(tǒng)大有好處。</p><p>　　由圖可知，要使功率因數(shù)由提高到′，必須裝設(shè)無功補償裝置（并聯(lián)電容器），其容量為：</p><p><b>　　Q</b></p><p>　　在確定了總的補償容

40、量后，即可根據(jù)所選并聯(lián)電容器的單個容量來確定電容器的個數(shù)，即：</p><p><b>　　2.3負荷的確定</b></p><p>　　本設(shè)計是為某紡織廠設(shè)計一座高壓配電所，該紡織廠主要生產(chǎn)化纖產(chǎn)品，大部分車間為三班制，少數(shù)車間為兩班或一班制。該廠屬二級負荷。二級負荷也屬于重要負荷，所以供電電源由兩回路供電，供電變壓器也應有兩臺。在其中一回路或一臺變壓器發(fā)生常見障礙

41、時，二級負荷應不致中斷供電，或中斷后能迅速恢復供電。只有當負荷較小或者當?shù)毓╇姉l件困難時，二級負荷可由一回路 6KV及以上的專用架空線路供電。這是考慮架空線路發(fā)生故障時，較之電纜線路發(fā)生故障時易于發(fā)現(xiàn)且易于檢查和修復。當采用電纜線路時，必須采用兩根電纜并列供電，每根電纜應能承受全部二級負荷。</p><p>　　1、工廠負荷計算及無功補償，確定各車間變電所變壓器型式、容量、數(shù)量</p><p&

42、gt;　?。?）.有功計算負荷：＝</p><p>　?。?）.無功計算負荷：＝</p><p>　?。?）.視在功率負荷：＝</p><p>　?。?）. 計算電流為 ：</p><p>　　而在NO.1車間里的合計中：</p><p><b>　?。?lt;/b></p><p&

43、gt;　　因為變壓器上有功率損耗，所以計算高壓配電線路的計算負荷應該是該線路所供車間變電所低壓側(cè)計算負荷加上變壓器的功率損耗。故：</p><p><b>　?。?）.</b></p><p><b>　?。?）.</b></p><p><b>　　（3）.</b></p><p

44、>　　（4）. 總的計算電流為 </p><p>　　以下圖表中的計算負荷通過上面的算式得出：</p><p>　　在負荷計算中，電力變壓器的功率損耗可按下列簡化公式近似計算：</p><p><b>　　有功損耗： </b></p><p><b>　　無功損耗： </b><

45、/p><p>　　NO.1： </p><p>　　NO.2： </p><p>　　NO.3： </p><p>　　NO.4： </p><p>　　NO.5： </p><p>　　高壓母線上所有高壓配電線路計算負荷之和 ：</p&

46、gt;<p>　　變電所高壓側(cè)的，取。電壓側(cè)需要的并聯(lián)電容器容量為：</p><p>　　根據(jù)參考文獻1的附錄表4中，我選定并聯(lián)電容器的型號為：</p><p>　　個數(shù)應該是3的倍數(shù)，所以在低壓側(cè)得并聯(lián)27個型號為的電容器。</p><p>　　說明實際中并聯(lián)電容器的容量為：</p><p>　　根據(jù)上面的負荷計算，確定變壓器

47、為：</p><p>　　NO.1 車間變電所： </p><p>　　NO.2 車間變電所： </p><p>　　NO.3 車間變電所： </p><p>　　NO.4 車間變電所： </p><p>　　NO.5 車間變電所： F</p><p>　　3 設(shè)計變電站的主接線</p&g

48、t;<p>　　主接線又稱一次接線或主電路。電氣主接線是由各種主要電氣設(shè)備，按一定順序連接而成的一個接受和分配電能的總電路。由于交流供電系統(tǒng)通常是三相對稱的，故在主接線圖中，一般用一根線來表示三相電路，僅在個別三相設(shè)備不對稱或需進一步說明的地方，部分地用三條線表示，這樣就將三相電路圖繪成了單線圖。為使看圖容易起見，圖上只繪出系統(tǒng)的主要元件及相互間的連接。</p><p><b>　　3.1

49、單母線主接線</b></p><p>　　母線也稱匯流排，即匯集和分配電能的硬導線。設(shè)置母線可以方便地把電源進線和多路引出線通過開關(guān)電器連接 在一起，以保證供電的可靠性和靈活性。</p><p>　　在主接線中，斷路器是電力系統(tǒng)的主開關(guān)；隔離開關(guān)的功能主要是隔離高壓電源，以保證其它設(shè)備和線路的安全檢修。例如，固定式開關(guān)柜中的斷路器工作一段時間需要檢修時，在斷路器斷開電路的情況

50、下，拉開隔離開關(guān)；恢復供電時，應先合隔離開關(guān)，然后合斷路器。這就是隔離開關(guān)與斷路器配合操作的原則。由于隔離開關(guān)無滅弧裝置，斷流能力差，所以不能帶負荷操作。如下圖2所示。</p><p><b>　　3.2單母線分段</b></p><p>　　單母線分段接線是采用斷路器（或隔離開關(guān)）將母線分段，通常是分成兩段，如圖下3所示。母線分段后可進行分段檢修，對于重要用戶，可以

51、從不同段引出兩個回路，當一段母線發(fā)生故障時，由于分段斷路器QF1在繼電保護作用下自動將故障段迅速切除，從而保證了正常母線段不間斷供電和不致使重要用戶停電。兩段母線同時故障的幾率很小，可以不予考慮。在供電可靠性要求不高時，亦可用隔離開關(guān)分段（QS1），任一段母線發(fā)生故障時，將造成兩段母線同時停電，在判斷故障后，拉開分段隔離開關(guān)QS1，完好段即可恢復供電。</p><p>　　由上可知，單母線分段便于分段檢修母線減小

52、母線故障影響范圍，提高供電的可靠性和靈活性，所以為了提高供電的可靠采用單母線分段的主接線方式，結(jié)合主接線方案確定主變壓器型式、容量、數(shù)量</p><p>　　下面是紡織廠的變電站的主接線圖：</p><p>　　變電所變壓器和主結(jié)線方案的選擇</p><p>　　裝設(shè)兩臺變壓器，型號亦采用，而每臺容量選擇，即：</p><p><b&g

53、t;　　而且</b></p><p>　　因此選兩臺型低損耗配電變壓器。工廠二級負荷的備用電源亦由與鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來承擔，主變壓器的聯(lián)結(jié)組別均采用Yyn0。</p><p>　　4 選擇并校驗電源進線及工廠高壓配電線路</p><p><b>　　4.1電源進線</b></p><p>　　長的架空

54、線路，計算負荷為，,</p><p><b>　?、胚x擇經(jīng)濟截面</b></p><p><b>　　由表查得,故：</b></p><p>　　選標準截面，即選型鋼芯鋁線</p><p><b>　?、菩ｒ灠l(fā)熱條件</b></p><p><b&

55、gt;　　設(shè)環(huán)境溫度為℃，</b></p><p><b>　　因此滿足發(fā)熱條件。</b></p><p><b>　　檢驗機械強度</b></p><p>　　查附表14得架空鋼芯鋁線的最小截面，</p><p>　　因此所選型鋼芯鋁線，也滿足機械強度要求</p><

56、;p>　　4.2高壓配電室至主變的電纜的選擇</p><p>　　高壓配電室至主變的一段引入電纜的選擇校驗，采用交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。</p><p>　　(1)發(fā)熱條件選擇 由及土壤溫度25℃查表初選電纜芯為的交流電纜，其滿足發(fā)熱條件</p><p>　　(2)校驗短路熱穩(wěn)定計算滿足短路穩(wěn)定的最小截面不滿足，則應選95</p>

57、<p><b>　　因此，電纜滿足要求</b></p><p>　　工廠高壓配電線路如下圖：</p><p><b>　　5 短路計算</b></p><p>　　5.1短路電流計算的目的</p><p>　　短路電流計算的目的是為了正確選擇和校驗電氣設(shè)備，以及進行繼電保護裝置的整定計算

58、。進行短路電流計算，首先要繪制計算電路圖。在計算電路圖上，將短路計算所考慮的各元件的額定參數(shù)都表示出來，并將各元件依次編號，然后確定短路計算點。短路計算點要選擇得使需要進行短路校驗的電氣元件有最大可能的短路電流通過。</p><p>　　接著，按所選擇的短路計算點繪出等效電路圖，并計算電路中各主要元件的阻抗。在等效電路圖上，只需將被計算的短路電流所流經(jīng)的一些主要元件表示出來，并標明其序號和阻抗值，然后將等效電路化

59、簡。對于工廠供電系統(tǒng)來說，由于將電力系統(tǒng)當作無限大容量電源，而且短路電路也比較簡單，因此一般只需采用阻抗串、并聯(lián)的方法即可將電路化簡，求出其等效總阻抗。最后計算短路電流和短路容量。</p><p>　　短路電流計算的方法，常用的有歐姆法（有稱有名單位制法）和標幺制法（又稱相對單位制法）。</p><p>　　5.2短路電流計算的方法</p><p>　　以一號車間為

60、例，進行短路計算。其余車間計算方法相同，可省去計算。</p><p>　　設(shè)計依據(jù)中，變電站短路數(shù)據(jù)：，</p><p><b>　　5.2.1當</b></p><p>　　求K-1的短路電流和短路容量</p><p>　　(1)計算短路電路中各元件的電抗及總電抗</p><p>　?、匐娏ο到y(tǒng)

61、的電抗：由附表值得型斷路的斷流容量 因此，</p><p>　　②架空線路的電抗：由表得。因此，</p><p>　?、劢oK-1點短路的等效電路</p><p><b>　　計算其總電抗為：</b></p><p>　　(2)計算三相短路電流和短路容量</p><p>　?、偃喽搪冯娏髦芷诜至坑?/p>

62、效值</p><p>　?、谌喽搪反螘簯B(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流：</p><p>　?、廴喽搪窙_擊電流及第一個周期短路全電流有效值：</p><p><b>　?、苋喽搪啡萘浚?lt;/b></p><p>　　求K-2的短路電流和短路容量（）</p><p><b>　?、匐娏ο到y(tǒng)的電抗：&l

63、t;/b></p><p><b>　?、诩芸站€路的電抗：</b></p><p>　?、垭娏ψ儔浩鞯碾娍梗河筛戒洷?得，因此：</p><p>　?、芙oK-2點短路的等效電路：</p><p><b>　　計算其總電抗為：</b></p><p>　　(3)計算三相短

64、路電流和短路容量</p><p>　　①三相短路電流周期分量有效值</p><p>　?、谌喽搪反螘簯B(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流：</p><p>　?、廴喽搪窙_擊電流及第一個周期短路全電流有效值：</p><p><b>　?、苋喽搪啡萘浚?lt;/b></p><p><b>　　5.2.2當&

65、lt;/b></p><p>　　求K-1的短路電流和短路容量</p><p>　　(1)計算短路電路中各元件的電抗及總電抗</p><p><b>　?、匐娏ο到y(tǒng)的電抗：</b></p><p>　?、诩芸站€路的電抗：由表得。因此，</p><p>　　③給K-1點短路的等效電路</

66、p><p><b>　　計算其總電抗為：</b></p><p>　　(2)計算三相短路電流和短路容量</p><p>　?、偃喽搪冯娏髦芷诜至坑行е?lt;/p><p>　?、谌喽搪反螘簯B(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流：</p><p>　?、廴喽搪窙_擊電流及第一個周期短路全電流有效值：</p>&

67、lt;p><b>　　④三相短路容量：</b></p><p>　　求K-2的短路電流和短路容量（）</p><p><b>　?、匐娏ο到y(tǒng)的電抗：</b></p><p><b>　　②架空線路的電抗：</b></p><p>　?、垭娏ψ儔浩鞯碾娍梗河筛戒洷?得，因此

68、：</p><p>　?、芙oK-2點短路的等效電路：</p><p><b>　　計算其總電抗為：</b></p><p>　　(1)計算三相短路電流和短路容量</p><p>　?、偃喽搪冯娏髦芷诜至坑行е?lt;/p><p>　?、谌喽搪反螘簯B(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流：</p><p

69、>　　③三相短路沖擊電流及第一個周期短路全電流有效值：</p><p><b>　?、苋喽搪啡萘浚?lt;/b></p><p>　　10KV側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗：</p><p>　　少油斷路器的油量很少，其油只作為滅弧介質(zhì)，其外殼通常是帶電的。一般35KV及以下的戶內(nèi)配電裝置中現(xiàn)在都采用少油斷路器。根據(jù)熔斷器熔體電流的選擇：</p&

70、gt;<p>　　(1) 熔體額定電流應不小于線路的計算電流，以使熔體在線路正常最大負荷下運行時也不致熔斷，即</p><p>　　(2)熔斷器規(guī)格的選擇與校驗：</p><p>　　熔斷器的額定電壓應不低于所在線路的額定電壓，即</p><p>　　熔斷器的額定電流應不小于它所安裝的熔體額定電流，即</p><p>　　熔斷器

71、斷流能力的校驗，限流熔斷器滿足條件，非限流熔斷器滿足條件</p><p>　　電流互感器可按照上述來選擇，一次設(shè)備可參考工廠供電書本表4-1來進行選擇</p><p>　　高壓隔離開關(guān)的功能，主要是隔離高壓電源，以保證其他設(shè)備和線路的安全檢修。高壓隔離開關(guān)按安裝地點，分戶內(nèi)式和戶外式兩大類。RN2型只用作高壓電壓互感器一次側(cè)的短路保護。由于電壓互感器二次側(cè)全部連接阻抗很大的電壓線圈，致使它

72、接近于空載工作，其一次側(cè)電流很小，因此RN2型的結(jié)構(gòu)尺寸較小，其熔體額定電流一般為0.5A。</p><p><b>　　6 設(shè)備選擇</b></p><p>　　6.1高、低壓設(shè)備的選擇</p><p>　　高壓設(shè)備選擇的一般要求必須滿足一次電路正常條件下和短路故障條件下的工作要求，同時設(shè)備應工作安全可靠，運行方便，投資經(jīng)濟合理。</p

73、><p>　　高壓刀開關(guān)柜的選擇應滿足變電所一次電路圖的要求，并各方案經(jīng)濟比較優(yōu)選出開關(guān)柜型號及一次結(jié)線方案編號，同時確定其中所有一次設(shè)備的型號規(guī)格。</p><p>　　工廠變電所高壓開關(guān)柜母線宜采用LMY型硬母線。</p><p>　　6.2配電所高壓開關(guān)柜的選擇</p><p>　　高壓開關(guān)柜是按一定的線路方案將有關(guān)一、二次設(shè)備組裝而成的一

74、種高壓成套配電裝置，在發(fā)電廠和變配電所中作為控制和保護發(fā)電機、變壓器和高壓線路之用，也可作為大型高壓開關(guān)設(shè)備、保護電器、監(jiān)視儀表和母線、絕緣子等。</p><p>　　高壓開關(guān)柜有固定式和手車式（移可式）兩大類型。</p><p>　　由于本設(shè)計是10KV電源進線，則可選用較為經(jīng)濟的固定式高壓開關(guān)柜，這里選擇GG1A-10Q（F）型。</p><p>　　7 變電站

75、繼電保護規(guī)劃設(shè)計、作保護接線圖</p><p>　　7.1主變壓器的續(xù)電保護裝置</p><p>　　裝設(shè)瓦斯保護： 當變壓器郵箱內(nèi)故障產(chǎn)生輕微瓦斯或油面下降時，瞬時動作信號；當產(chǎn)生大量瓦斯時，應動作于高壓側(cè)短路器裝設(shè)反時限過電流保護 </p><p>　　① 過電流保護動作電流的整定</p><p><b>　　，，，<

76、;/b></p><p><b>　　因此動作電流為</b></p><p>　　整定為10A，（只能整數(shù)，且不能大于10A）</p><p>　?、谶^電流保護動作時間的整定：因本變電所為電力系統(tǒng)的終端變電所，故其過電流保護的動作時間（10倍動作電流動作時間）可整定為最短的0.5s</p><p>　?、圻^電流保護

77、靈敏系數(shù)的檢驗：</p><p><b>　　其中</b></p><p>　　因此其保護靈敏系數(shù)為</p><p>　　滿足是敏系數(shù)1.5的要求。</p><p><b>　　裝設(shè)電流速斷保護</b></p><p>　　速斷電流的整定：，，，，。因此速斷電流為：</

78、p><p>　　速斷電流倍數(shù)整定為：</p><p>　?。ㄗ⒁猓嚎刹粸檎麛?shù)，但必須在2～8之間）</p><p>　　電流速斷保護靈敏系數(shù)的檢驗</p><p>　　因此其保護靈敏系列為：</p><p>　　7.2作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線的繼電保護裝置</p><p>　　裝設(shè)反時限過電流保護亦

79、采用GL15型感應式過電流繼電器，兩相兩繼電器式結(jié)線，去分流跳閘的操作方式</p><p>　　過電流保護動作電流的整定。其中，取</p><p>　　，，，，因此動作電流為：</p><p><b>　　整定為10A</b></p><p>　　過電流保護動作時間的整定。按終端保護考慮，動作時間整定為0.5s</

80、p><p>　　過電流保護靈敏系統(tǒng)。因無鄰近單位變電所10KV經(jīng)聯(lián)絡(luò)線至本廠變電所低壓母線短路數(shù)據(jù)，無法檢驗靈敏系數(shù)，只有從略。</p><p>　　裝設(shè)電流速斷保護。亦利用GL15的速斷裝置。但因無經(jīng)鄰近單位變電所和聯(lián)絡(luò)線至本廠變電所高低壓母線的短路數(shù)據(jù)，無法整定計算和檢驗靈敏系數(shù)，也只有從略。</p><p><b>　　反時限過電流保護</b>

81、;</p><p><b>　　8 防雷與接地</b></p><p><b>　　8.1防雷</b></p><p><b>　　8.1.1防雷設(shè)備</b></p><p>　　防雷的設(shè)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

82、稱為避雷針。接閃的金屬線稱為避雷線，或稱架空地線。接閃的金屬帶稱為避雷帶。接閃的金屬網(wǎng)稱為避雷網(wǎng)。</p><p>　　避雷器是用來防止雷電產(chǎn)生的過電壓波沿線路侵入變配電所或其它建筑物內(nèi)，以免危及被保護設(shè)備的絕緣。避雷器應與被保護設(shè)備并聯(lián)，裝在被保護設(shè)備的電源側(cè)。當線路上出現(xiàn)危及設(shè)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?yōu)榈妥?，使過電壓對大地放電，從而保護了設(shè)備的絕緣。避雷器的型式，主要有閥式和

83、排氣式等。</p><p><b>　　8.1.2防雷措施</b></p><p>　　1. 架空線路的防雷措施</p><p>　　（1）架設(shè)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(shè)。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(shè)。而10KV及以下的線路上一般不裝設(shè)避雷線。</p&

84、gt;<p>　　（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。</p><p>　?。?）利用三角形排列的頂線兼作防雷保護線 由于3～10KV的線路是中性點不接地系統(tǒng)，因此可在三角形排列的頂線絕緣子裝以保護間隙。在出現(xiàn)雷電過電壓時，頂線絕緣子上的保護間隙被擊穿，通過其接地引下線對地泄放雷電流，從而保

85、護了下面兩根導線，也不會引起線路斷路器跳閘。</p><p>　?。?）裝設(shè)自動重合閘裝置 線路上因雷擊放電而產(chǎn)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(jīng)0.5s或稍長一點時間后自動重合閘，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。</p><p>　　（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、

86、轉(zhuǎn)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(shè)排氣式避雷器或保護間隙。</p><p>　　8.1.3變配電所的防雷措施</p><p>　?。?）裝設(shè)避雷針 室外配電裝置應裝設(shè)避雷針來防護直接雷擊。如果變配電所處在附近高建（構(gòu)）筑物上防雷設(shè)施保護范圍之內(nèi)或變配電所本身為室內(nèi)型時，不必再考慮直擊雷的保護。</p><p>　　（2）高壓側(cè)裝設(shè)避雷器 這

87、主要用來保護主變壓器，以免雷電沖擊波沿高壓線路侵入變電所，損壞了變電所的這一最關(guān)鍵的設(shè)備。為此要求避雷器應盡量靠近主變壓器安裝。閥式避雷器至3～10KV主變壓器的最大電氣如下表。</p><p>　　避雷器的接地端應與變壓器低壓側(cè)中性點及金屬外殼等連接在一起。在每路進線終端和每段母線上，均裝有閥式避雷器。如果進線是具有一段引入電纜的架空線路，則在架空線路終端的電纜頭處裝設(shè)閥式避雷器或排氣式避雷器，其接地端與電纜頭

88、外殼相聯(lián)后接地。</p><p>　　（3）低壓側(cè)裝設(shè)避雷器 這主要用在多雷區(qū)用來防止雷電波沿低壓線路侵入而擊穿電力變壓器的絕緣。當變壓器低壓側(cè)中性點不接地時（如IT系統(tǒng)），其中性點可裝設(shè)閥式避雷器或金屬氧化物避雷器或保護間隙。</p><p>　　在本設(shè)計中，配電所屋頂及邊緣敷設(shè)避雷帶，其直徑為8mm的鍍鋅圓鋼，主筋直徑應大于或等于10mm的鍍鋅圓鋼。</p><p&

89、gt;<b>　　8.2接地</b></p><p>　　8.2.1接地與接地裝置</p><p>　　電氣設(shè)備的某部分與大地之間做良好的電氣連接，稱為接地。埋入地中并直接與大地接觸的金屬導體，稱為接地體，或稱接地極。專門為接地而人為裝設(shè)的接地體，稱為人工接地體。兼作接地體用的直接與大地接觸的各種金屬構(gòu)件、金屬管道及建筑物的鋼筋混凝土基礎(chǔ)等，稱為自然接地體。連接接地體

90、與設(shè)備、裝置接地部分的金屬導體，稱為接地線。接地線在設(shè)備、裝置正常運行情況下是不載流的，但在故障情況下要通過接地故障電流。</p><p>　　接地線與接地體合稱為接地裝置。由若干接地體在大地中相互用接地線連接起來的一個整體，稱為接地網(wǎng)。其中接地線又分為接地干線和接地支線。接地干線一般應采用不少于兩根導體在不同地點與接地網(wǎng)連接。</p><p>　　8.2.2確定此配電所公共接地裝置的垂直

91、接地鋼管和連接扁鋼</p><p><b>　　1、確定接地電阻</b></p><p>　　按相關(guān)資料可確定此配電所公共接地裝置的接地電阻應滿足以下兩個條件：</p><p>　　Re≤ 250V/Ie</p><p><b>　　Re ≤ 4Ω</b></p><p>&

92、lt;b>　　式中Ie的計算為：</b></p><p>　　Ie = Ic = 60*(60＋35*16)A/350 =40A</p><p>　　故 Re ≤ 350V/40A = 10.2Ω</p><p>　　綜上可知，此配電所總的接地電阻應為Re≤4Ω</p><p><b>　　接地電阻的驗算：<

93、/b></p><p><b>　　滿足的接地電阻要求</b></p><p>　　2、接地裝置初步方案現(xiàn)初步考慮圍繞變電所建筑四周，距變電所2～3m，打入一圈直徑50mm、長2.5m的鋼管接地體，每隔5m打入一根，管間用40×4mm2的扁鋼焊接。</p><p>　　3、計算單根鋼管接地電阻</p><p

94、>　　如果要求土質(zhì)的ρ = 100Ω·m</p><p>　　則單根鋼管接地電阻R ≈ 100Ω·m/2.5m = 40Ω</p><p>　　確定接地鋼管數(shù)和最后的接地方案</p><p>　　根據(jù)R /Re = 40/4 = 10。但考慮到管間的屏蔽效應，初選15根直徑50mm、長2.5m的鋼管作接地體。以n = 15和a/l = 2

95、再查有關(guān)資料可得ηe≈ 0.65。 因此可得</p><p>　　n = R /(ηere) = 40Ω/(0.66×4)Ω ≈ 15</p><p>　　考慮到接地體的均勻?qū)ΨQ布置，選16mm根直徑50mm、長2.5m的鋼管作 </p><p>　　地體，用40×4mm2的扁鋼連接，環(huán)形布置。</p><p><b

96、>　　選擇雙針等高避雷</b></p><p><b>　　9 附錄</b></p><p>　　9.1 工廠負荷情況</p><p><b>　　附表：工廠負荷情況</b></p><p><b>　　9.2系統(tǒng)電氣總圖</b></p><

97、;p><b>　　10 結(jié)束語</b></p><p>　　在這次畢業(yè)設(shè)計期間，我非常感謝指導老師王剛的悉心指導和耐心啟發(fā)，才使我順利完成了這次畢業(yè)設(shè)計的任務。王老師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，淵博的知識，和諧的為人及忘我的工作精神讓我欽佩不已，這不但使我的畢業(yè)設(shè)計能夠順利的完成，還在為人做事方面給我做了一個好的榜樣。再次對王老師致以謝意。</p><p>　　其次，感謝父

98、母多年來對我的支持和鼓勵，正是他們的支持才使得我在求學之路上能夠勇往直前。</p><p>　　最后，感謝評審論文的各位專家、老師，謝謝！</p><p><b>　　11參考文獻</b></p><p>　　1、李宗綱等主編 《工廠供電設(shè)計》 北京：機械工業(yè)出版社，2000</p><p>　　2、劉介才

99、 《工廠供電》 北京：機械工業(yè)出版社，2003</p><p>　　3、余健明等 《供電技術(shù)》第三版 北京：機械工業(yè)出版社，1998</p><p>　　4、劉介才 《實用供配電技術(shù)手冊》北京：中國水利水電出版社，2002</p><p>　　5、劉介才 《工廠供電設(shè)計指導》 北京：機械工業(yè)