電氣自動(dòng)化本科畢業(yè)設(shè)計(jì)--- 塑料制品廠總配電所及高壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p>　　塑料制品廠總配電所及高壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　設(shè)計(jì)任務(wù)來源于指導(dǎo)老師指定的設(shè)計(jì)題目，設(shè)計(jì)題目名稱是宏昊塑料制品廠中配電所及高壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)需做到方案合理、技術(shù)先進(jìn)、運(yùn)行可靠、滿足相關(guān)規(guī)范的要求，還要簡捷實(shí)用、便于操作、管理和維護(hù)，減少綜合投資。此次設(shè)計(jì)的目的是根據(jù)本廠所取得的電源及本廠用

2、電負(fù)荷的實(shí)際情況，并適當(dāng)考慮工廠生產(chǎn)的發(fā)展，按照安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的要求，確定變電所型式，合理進(jìn)行該廠全廠總降壓變電所及高壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，確定該廠變電所變壓器的臺數(shù)與容量、類型選擇變電所主接線方案、高低壓設(shè)備和進(jìn)出線，確定防雷接地裝置等。</p><p>　　工廠供電系統(tǒng)就是將電力系統(tǒng)的電能降壓再分配電能到各個(gè)廠房或車間中去，它由工廠降壓變電所，高壓配電線路，車間變電所，低壓配電線路及用電設(shè)備組成。其基

3、本內(nèi)容有以下幾方面：進(jìn)線電壓的選擇,變配電所位置的電氣設(shè)計(jì),短路電流的計(jì)算及繼電保護(hù),電氣設(shè)備的選擇,車間變電所位置和變壓器數(shù)量、容量的選擇,防雷接地裝置設(shè)計(jì)等。</p><p>　　關(guān)鍵詞：總配電所，高壓配電，塑料制品廠，短路計(jì)算，繼電保護(hù)</p><p>　　The Design of High Voltage Power Substation and Power Distributi

4、on System of Hong Hao Plastic Products Factory</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　The design task is originally specified by design instructor, name of which is the design of high vol

5、tage power substation and power distribution system of Hong Hao plastic products factory. The program is due to be reasonable, advanced in technology and reliable in operation, which not only meets the requirements of re

6、levant norms, but also simple and practical, convenient to operate, manage and maintenance, and optimize the overall investment of the design. The design is made as per actual pow</p><p>　　The factory power

7、supply system is the power system of power step-down and distribution of electricity to each plant or workshop, it consists of the factory step-down transformer, high voltage distribution line, workshop substation, low v

8、oltage distribution lines and electrical equipment. Its basic contents in the following aspects: line voltage, variable distribution of the position of the electrical design, calculation of short circuit current, relay p

9、rotection, the selection of electrical equ</p><p>　　Key Words：The overall power substation for factory, high voltage power distribution, plastic products factory, short circuit calculation, relay protection.

10、</p><p><b>　　目　錄</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p><b>　　1.1設(shè)計(jì)要求1</b></p><p>　　1.2 設(shè)計(jì)依據(jù)1</p><p>　　1.2.1工廠負(fù)荷情況1</

11、p><p>　　1.2.2供電電源情況1</p><p>　　1.2.3有關(guān)情況2</p><p>　　1.2.4工廠負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料3</p><p>　　2 負(fù)荷計(jì)算和無功功率補(bǔ)償4</p><p>　　2.1 負(fù)荷計(jì)算4</p><p>　　2.1.1單組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算公式

12、4</p><p>　　2.1.2多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算公式4</p><p>　　2.1.3本廠用電負(fù)荷的實(shí)際情況，如下列表格所示5</p><p>　　2.2 無功功率補(bǔ)償7</p><p>　　2.2.1 無功功率補(bǔ)償7</p><p>　　2.2.2 提高功率因素方法8</p>

13、<p>　　2.2.3 無功補(bǔ)償容量8</p><p>　　3 主變壓器及主接線方案的選擇11</p><p>　　3.1 變電所的位置選擇與主變壓器的臺數(shù)和容量選擇11</p><p>　　3.1.1 變電所的位置選擇11</p><p>　　3.2.1 變壓器臺數(shù)和容量的選擇11</p><

14、;p>　　4 短路電流的計(jì)算13</p><p>　　4.1 短路的原因、后果及其形式13</p><p>　　4.2 繪制計(jì)算電路14</p><p>　　4.2.1 三相短路電流的計(jì)算14</p><p>　　5 高低壓設(shè)備的選擇校驗(yàn)16</p><p>　　5.1 電氣設(shè)備選擇的一般條

15、件16</p><p>　　5.1.1 按正常工作條件選擇16</p><p>　　5.1.2 按短路狀態(tài)檢驗(yàn)16</p><p>　　5.2 高壓側(cè)設(shè)備的選擇17</p><p>　　5.2.1 高壓斷路器的選擇和校驗(yàn)17</p><p>　　5.2.2 高壓隔離開關(guān)的選擇和校驗(yàn)19</p

16、><p>　　5.2.3 電流互感器的選擇和校驗(yàn)20</p><p>　　5.3 低壓側(cè)設(shè)備的選擇和校驗(yàn)21</p><p>　　5.3.1 變壓器低壓側(cè)母線的選擇與校驗(yàn)21</p><p>　　5.3.2 低壓斷路器的選擇和校驗(yàn)22</p><p>　　5.3.3 熔斷器的選擇與校驗(yàn)23</p&

17、gt;<p>　　5.3.4 低壓刀開關(guān)的選擇和校驗(yàn)25</p><p>　　5.3.4 分干線的選擇和校驗(yàn)25</p><p>　　5.3.5 主干線的選擇和校驗(yàn)27</p><p>　　6 繼電保護(hù)29</p><p>　　6.1 繼電保護(hù)方式的選擇29</p><p>　　6.2

18、 繼電保護(hù)數(shù)據(jù)的整定30</p><p>　　6.2.1 動(dòng)作電流的整定30</p><p>　　6.2.2 變壓器過電流保護(hù)31</p><p>　　6.2.3 速斷電流的整定31</p><p>　　7 電氣裝置的防雷與接地32</p><p>　　8 設(shè)計(jì)總結(jié)33</p>&

19、lt;p><b>　　致謝34</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)35</b></p><p><b>　　1 緒論</b></p><p><b>　　1.1設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　要求根據(jù)本廠所取得的電源及本廠用電

20、負(fù)荷的實(shí)際情況，并適當(dāng)考慮工廠生產(chǎn)的發(fā)展，按照安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的要求，確定變電所型式，合理進(jìn)行該廠全廠總降壓變電所及高壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，確定該廠變電所變壓器的臺數(shù)與容量、類型選擇變電所主接線方案、高低壓設(shè)備和進(jìn)出線，確定防雷接地裝置，最后按要求寫出設(shè)計(jì)說明書，繪制該廠的主接線圖，要求該廠功率因數(shù)不低于0.95。</p><p><b>　　1.2 設(shè)計(jì)依據(jù)</b></p>

21、;<p>　　宏昊塑料廠年產(chǎn)量為萬噸聚乙烯及烴塑料制品。產(chǎn)品品種有薄膜、單絲、管材和注射等制品。其原料來源于某石油化纖總廠。</p><p>　　1.2.1工廠負(fù)荷情況</p><p>　　生產(chǎn)車間為三班制，部分車間為單班制或兩班制，全廠最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為5000小時(shí)，屬于三級負(fù)荷。</p><p>　　1.2.2供電電源情況</p>

22、<p>　　從電業(yè)部門某110/10千伏變電所用一條10千伏架空線路向本廠供電，該所在廠南側(cè)1公里；</p><p>　　電業(yè)部門變電所配電線路采用定時(shí)限過電流保護(hù)裝置的整定時(shí)間為2秒，工廠配電所應(yīng)不大于1.3秒；</p><p>　　在總變電所10千伏測計(jì)量；要求本廠的功率因數(shù)值在0.95以上</p><p>　　表1.1 區(qū)域變電所10千伏母線短路數(shù)據(jù)

23、如下</p><p><b>　　1.2.3有關(guān)情況</b></p><p>　　氣象條件：最熱月平均最高溫度為35℃；土壤中0.7～1米深處一年中最熱月平均溫度為20℃；年雷暴日為30天；全年土壤無凍結(jié)；主導(dǎo)風(fēng)向夏季為南風(fēng)。地質(zhì)及水文條件：地表面比較平坦，土壤主要成分為積土及砂質(zhì)粘土，層厚為1.6～1.7米不等；地下水位一般為0.7米；地耐壓力為20噸/平方米。&l

24、t;/p><p>　　1.2.4工廠負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料</p><p>　　表1.2 全廠各車間380V負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料及負(fù)荷計(jì)算表</p><p>　　2 負(fù)荷計(jì)算和無功功率補(bǔ)償</p><p><b>　　2.1 負(fù)荷計(jì)算</b></p><p>　　2.1.1單組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算公式</p

25、><p>　　(1)有功計(jì)算負(fù)荷（單位為） </p><p><b>　　= ， 為系數(shù)</b></p><p>　　(2)無功計(jì)算負(fù)荷（單位為）</p><p><b>　　= tan</b></p><p>　　(3)視在計(jì)算負(fù)荷（單位為）</p>&

26、lt;p><b>　　=</b></p><p>　　(4)計(jì)算電流（單位為A）</p><p>　　=， 為用電設(shè)備的額定電壓（單位為kV）</p><p>　　2.1.2多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算公式</p><p>　　我國目前普遍采用的確定用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的基本方法有需要系數(shù)法和二項(xiàng)式法。由于該車間是進(jìn)行大

27、批生產(chǎn)的金屬冷加工機(jī)床，經(jīng)查《工廠供電》中附錄表1得需要系數(shù)是Kd=0.18~0.25，本文取0.25，因?yàn)檫@樣裕度大，帶負(fù)荷能力加強(qiáng)，以后可以擴(kuò)充其它用電設(shè)備，功率因數(shù)為。取有功同時(shí)系數(shù)K∑p =0．95，無功同時(shí)系數(shù)K∑q=0．97。</p><p>　　有功計(jì)算負(fù)荷（單位為KW）</p><p><b>　　=</b></p><p>

28、;　　式中是所有設(shè)備組有功計(jì)算負(fù)荷之和，</p><p>　　是有功負(fù)荷同時(shí)系數(shù)，可取0.85～0.95</p><p>　　(2)無功計(jì)算負(fù)荷（單位為）</p><p><b>　　=</b></p><p>　　是所有設(shè)備無功之和；</p><p>　　是無功負(fù)荷同時(shí)系數(shù)，可取0.9～0.97

29、</p><p>　　視在計(jì)算負(fù)荷（單位為kvA）</p><p><b>　　=</b></p><p>　　計(jì)算電流（單位為A）</p><p><b>　　=</b></p><p>　　2.1.3本廠用電負(fù)荷的實(shí)際情況，如下列表格所示</p>&l

30、t;p>　　表2.1線路1薄膜車間用電負(fù)荷情況</p><p><b>　　小計(jì)：</b></p><p>　　表2.2 線路2單絲車間用電負(fù)荷情況</p><p><b>　　小計(jì)：</b></p><p>　　表2.3 線路3注塑車間用電負(fù)荷情況</p><p>&

31、lt;b>　　小計(jì)：</b></p><p>　　表2.4 線路4備料車間用電負(fù)荷情況</p><p>　　表2.5 線路5鍋爐房用電負(fù)荷情況</p><p>　　取全廠的同時(shí)系數(shù)為：，</p><p>　　則全廠的計(jì)算負(fù)荷為：</p><p><b>　　；</b></p

32、><p>　　2.2 無功功率補(bǔ)償</p><p>　　2.2.1 無功功率補(bǔ)償</p><p>　　電力系統(tǒng)無功功率平衡的基本要求是：系統(tǒng)中的無功電源可能發(fā)出的無功功率應(yīng)該大于或等于負(fù)荷需要的無功功率和電力網(wǎng)絡(luò)中的無功損耗之和。為了保證運(yùn)行的可靠性和適應(yīng)無功負(fù)荷的增大，系統(tǒng)還應(yīng)該配置一定的無功備用容量（何仰贊等，2014）。</p><p>

33、;　　無功功率平衡的關(guān)鍵主要在于怎樣減小系統(tǒng)中各個(gè)部分需要的無功功率，即提高功率因數(shù)，尤其是減少負(fù)載取用的無功功率，使系統(tǒng)在輸送一定的有功功率時(shí)可降低其通過的無功電流。</p><p>　　2.2.2 提高功率因素方法</p><p>　　提高功率因數(shù)的途徑主要在于如何減少電力系統(tǒng)中各個(gè)部分所需的無功功率，特則是減少負(fù)載取用的無功功率，使電力系統(tǒng)在輸送一定的有功功率時(shí)可降低通過的無功電流

34、。</p><p>　　提高功率因數(shù)的方法很多，可分為兩大類：</p><p>　　(1)提高自然功率因數(shù)的方法</p><p>　　采用降低備用電設(shè)備所需的無功功率以改善其功率因數(shù)的措施，稱為提高自然功率因數(shù)的方法，主要有：</p><p>　　1）正確選用異步電動(dòng)機(jī)的型號和容量；</p><p>　　2）電力變壓器

35、不宜輕載運(yùn)行；</p><p>　　3）合理安排和調(diào)整工藝流程，改善電機(jī)設(shè)備的運(yùn)行狀況，限制電焊機(jī)和機(jī)床電機(jī)的空載運(yùn)轉(zhuǎn)(可采用空載自動(dòng)延時(shí)斷電裝置)；</p><p>　　4）異步電動(dòng)機(jī)同步化運(yùn)行；</p><p>　　(2)提高功率因數(shù)的補(bǔ)償法</p><p>　　采用供應(yīng)無功功率的設(shè)備來補(bǔ)償用電設(shè)備所需的無功功率，以提高其功率因數(shù)的措施，

36、稱為提高功率因數(shù)的補(bǔ)償法．</p><p>　　應(yīng)用人工補(bǔ)償無功功率的方法通常有：</p><p>　　1）采用移相電容器(即靜電電容器)；</p><p>　　2）選用同步電動(dòng)機(jī)；</p><p>　　3）采用同步調(diào)相機(jī)．</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用補(bǔ)償電容的方法來提高功率因數(shù)。</p><p

37、>　　2.2.3 無功補(bǔ)償容量</p><p><b>　　補(bǔ)償前功率因數(shù):</b></p><p>　　變壓器低壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷為</p><p><b>　??；</b></p><p>　　由380V側(cè)最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)只有</p><p>　　供電部門要求該

38、廠10kV進(jìn)線側(cè)最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)不低于0.95。考慮到主變壓器的無功損耗遠(yuǎn)大于有功損耗，因此380V側(cè)最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)應(yīng)稍大于0.95，暫取0.96來計(jì)算380V側(cè)所需無功功率補(bǔ)償容量：</p><p>　　(tan - tan)=2502.21[tan(arccos0.61) -tan(arccos0.96) ] =2520.73kvar</p><p>　　所以選擇BCMJ0.4-

39、50-3并聯(lián)51個(gè)，在低壓側(cè)進(jìn)行補(bǔ)償，選2550kvar</p><p>　　補(bǔ)償后變壓器容量和功率因數(shù):</p><p>　　補(bǔ)償后，變壓器低壓側(cè)的有功計(jì)算負(fù)荷基本不變，而無功計(jì)算負(fù)荷</p><p>　?。?220.53-2550）kvar=670.53 kvar，</p><p>　　視在功率=2590.50kVA，因此主變壓器容量選擇

40、3150kVA。</p><p>　　計(jì)算電流=3935.97A,</p><p>　　在無功補(bǔ)償前，該變電所主變壓器T的容量為應(yīng)選為5000kVA,才能滿足負(fù)荷用電的需要；而采取無功補(bǔ)償后，主變壓器T的容量選為3150kVA的就足夠了。如圖表2.6所示</p><p><b>　　變壓器的功率損耗為</b></p><p&

41、gt;<b>　　25.91kW</b></p><p>　　129.53kvar</p><p>　　變壓所高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為</p><p>　　2502.21+25.91=2528.12kW</p><p>　　670.53+129.53=800.06kvar</p><p><b&g

42、t;　　kVA</b></p><p>　　補(bǔ)償后工廠高壓側(cè)的功率因數(shù)為</p><p><b>　　0.9534</b></p><p><b>　　高壓側(cè)計(jì)算電流</b></p><p><b>　　=153.1A</b></p><p>

43、;　　表2.6 無功補(bǔ)償后工廠的計(jì)算負(fù)荷</p><p>　　3 主變壓器及主接線方案的選擇</p><p>　　3.1 變電所的位置選擇與主變壓器的臺數(shù)和容量選擇</p><p>　　變電所擔(dān)負(fù)著從電力系統(tǒng)受電，經(jīng)過變壓，然后配電的任務(wù)。配電所擔(dān)負(fù)著從電力系統(tǒng)受電，然后直接配電的任務(wù)。顯然，變配電所是工廠供電系統(tǒng)的樞紐，在工廠中占有特殊重要的地位。車間變電所中所

44、用的降壓變壓器，是工廠供電系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，其正確的選擇與安全可靠的運(yùn)行關(guān)系到整個(gè)工廠供配電系統(tǒng)的安全可靠性，應(yīng)予重視。</p><p>　　3.1.1 變電所的位置選擇</p><p>　　變電所所址的選擇，應(yīng)根據(jù)下列要求經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較確定：</p><p>　　（1）盡量接近負(fù)荷中心，以降低配電系統(tǒng)的電能損耗、電壓損耗和有色金屬消耗量。</p>

45、<p>　?。?）進(jìn)出線方便，架空線路走廊應(yīng)與所址同時(shí)選定，盡量避免交叉。</p><p>　?。?）變電所不能被洪水淹沒，以保證正常運(yùn)行。所區(qū)內(nèi)不得積水，故地面應(yīng)考慮一定的排水坡度。</p><p>　?。?）不應(yīng)設(shè)在有劇烈振或高溫的場所。 </p><p>　　（5）不應(yīng)設(shè)在多塵或有腐蝕性氣體的場所；當(dāng)無法遠(yuǎn)離時(shí)，不應(yīng)設(shè)在污染源盛行風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)。&l

46、t;/p><p>　?。?）不宜設(shè)在廁所、浴室或其他經(jīng)常積水場所的正下方，且不宜設(shè)在有火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境的正下方，且不宜與上述場所相貼鄰。</p><p>　?。?）不應(yīng)設(shè)在有爆炸危險(xiǎn)環(huán)境的正上方或正下方，且不宜設(shè)在有火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境的建筑物毗連時(shí)，應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50058—92）的規(guī)定。</p><p>　　（8）具有生產(chǎn)和生活用

47、水的可靠水源。</p><p>　?。?）為變電所的遠(yuǎn)景規(guī)劃和擴(kuò)建創(chuàng)造改動(dòng)最小的條件。</p><p>　　(10)參照國家標(biāo)準(zhǔn)《6—500kv變電所設(shè)計(jì)規(guī)范》執(zhí)行。</p><p>　　由該車間變電所設(shè)計(jì)的原始資料知變電所選在車間的東北角。</p><p>　　3.2.1 變壓器臺數(shù)和容量的選擇</p><p>　

48、　主變壓器的臺數(shù)、容量直接影響主接線的形式和配電裝置的結(jié)構(gòu)。它的確定除依據(jù)傳遞容量基本原始資料外，還應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)5-10年發(fā)展規(guī)劃、輸送功率大小、饋線回路數(shù)、電壓等級以及接入系統(tǒng)的緊密程度等因素，進(jìn)行綜合分析和合理選擇。如果變壓器容量選得過大、臺數(shù)過多，不僅增加投資，增大占地面積，而且也增加了運(yùn)行電能損耗，設(shè)備未能充分發(fā)揮效益；若容量選得過小，將可能“封鎖”發(fā)電機(jī)剩余功率的輸出或者會滿足不了變電站負(fù)荷的需要，這在技術(shù)上是不合理的，因?yàn)?/p>

49、每千瓦的發(fā)電設(shè)備投資遠(yuǎn)大于每千瓦變電設(shè)備的投資（熊信銀，2013）。</p><p>　　有該車間變電所的原始資料可知，該車間里的用電設(shè)備全是三級負(fù)荷，無大型高壓電動(dòng)機(jī)、大型電爐等大型設(shè)備，即無一級負(fù)荷和二級負(fù)荷，且只有一路電源進(jìn)線，所以只裝一臺變壓器,單母線運(yùn)行即可。</p><p>　　根據(jù)塑料廠的負(fù)荷性質(zhì)和電源情況，該廠均屬三級負(fù)荷，塑料廠的主變壓器裝設(shè)一臺，型號為S9型，主變壓器容

50、量應(yīng)滿足全部用電設(shè)備總計(jì)算負(fù)荷的需要，即</p><p>　　其中為主變壓器容量，為總的計(jì)算負(fù)荷。經(jīng)查《工廠供電》附錄表可知，</p><p>　　選=3150kVA>=2651.70kVA，即選一臺S9-3150/10型低損耗配電變壓器。</p><p>　　圖3.1 裝設(shè)一臺主變壓器的主接線方案</p><p>　　4 短路電流

51、的計(jì)算</p><p>　　短路就是指不同電位的導(dǎo)電部分包括導(dǎo)電部分對地之間的低阻性短接。而工廠車間在持續(xù)不斷的用電過程中，常常由于各種原因而發(fā)生故障，如短路故障，它會產(chǎn)生巨大的電流，從而對供電系統(tǒng)造和人身安全帶來巨大危害和威脅。因此為了預(yù)防這種情況，必須安裝相應(yīng)的保護(hù)設(shè)備來迅速消除短路故障，為此而需要對供電系統(tǒng)中可能產(chǎn)生的短路電流數(shù)值預(yù)先加以計(jì)算。關(guān)于短路電流計(jì)算的方法，對“無限容量系統(tǒng)”，工程上應(yīng)用標(biāo)么值法及

52、短路容量法進(jìn)行計(jì)算，前者是我國目前沿用的，后者是新近應(yīng)用的。</p><p>　　4.1 短路的原因、后果及其形式</p><p>　　造成短路的主要原因有：a由于設(shè)備長時(shí)間運(yùn)行、絕緣自然老化或設(shè)備絕緣強(qiáng)度不過等電器設(shè)備絕緣損壞；b有關(guān)人員誤操作，這種情況大多由于操作人員違反安全操作規(guī)程而發(fā)生的；c鳥獸為害事故，鳥獸 （包括蛇、鼠等）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)

53、備和導(dǎo)線電纜的絕緣，從而導(dǎo)致短路。</p><p>　　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。短路后，系統(tǒng)中出現(xiàn)的短路電流比正常負(fù)荷電流大得多。在大電力系統(tǒng)中，短路電流可達(dá)幾萬安甚至幾十萬安。如此大的短路電流可對供電系統(tǒng)產(chǎn)生極大的危害：(1)短路時(shí)要產(chǎn)生很大的電動(dòng)力和很高的溫度，而使故障元件和短路電流中的其他元件受到損害和破壞，甚至引發(fā)火災(zāi)事故。(2)短路時(shí)電路的電壓驟降，嚴(yán)重影

54、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）不對稱短路包括單相和兩相短路，其短路電路將產(chǎn)生較強(qiáng)的不平衡交變電磁場，對附近的通信線路、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（劉介才，2014）。</p><p>　

55、　對一般工廠來說，電源方向的大型電力系統(tǒng)可看作是無限大容量系統(tǒng)。無限大容量系統(tǒng)的基本特點(diǎn)是其母線電壓總維持不變，這里只計(jì)算無限大容量系統(tǒng)中的短路計(jì)算，短路計(jì)算的方法一般有兩種：歐姆法，標(biāo)幺值法，這里采用歐姆法。</p><p>　　4.2 繪制計(jì)算電路</p><p>　　圖4.1 短路計(jì)算電路</p><p>　　4.2.1 三相短路電流的計(jì)算</p&

56、gt;<p>　　短路計(jì)算電路如下圖4.1所示。</p><p>　　電力系統(tǒng)的短路容量：Sd1=200MV·A</p><p>　　電纜線的短路容量：</p><p>　　其中為車間變電所變壓器高壓側(cè)相電壓。</p><p>　　電力變壓器的短路容量：</p><p>　　Se為所選變壓器

57、的容量，</p><p>　　Ud%為變壓器的阻抗電壓。</p><p>　　使用短路容量法進(jìn)行短路電流計(jì)算</p><p>　　① 短路點(diǎn)K-1的三相短路容量：</p><p><b>　?。?5）</b></p><p>　　K-1點(diǎn)的三相短路電流：</p><p>&

58、lt;b>　?。?6）</b></p><p>　　K-1點(diǎn)的三相暫態(tài)短路電流及短路穩(wěn)態(tài)電流：</p><p>　　K-1點(diǎn)的三相短路沖擊電流：</p><p>　　K-1點(diǎn)的第一個(gè)周期短路全電流有效值：</p><p>　　②短路點(diǎn)K-2的三相短路容量：</p><p><b>　　（17

59、）</b></p><p>　　K-2點(diǎn)的三相短路電流：</p><p><b>　?。?8）</b></p><p>　　其中為車間變電所變壓器低壓側(cè)相電壓。</p><p>　　K-2點(diǎn)的三相暫態(tài)短路電流及短路穩(wěn)態(tài)電流：</p><p>　　K-2點(diǎn)的三相短路沖擊電流：</p

60、><p>　　K-2點(diǎn)的第一個(gè)周期短路全電流有效值：</p><p>　　所以，由以上計(jì)算可得，短路計(jì)算如下表表4。</p><p>　　表4.2 短路計(jì)算表</p><p>　　5 高低壓設(shè)備的選擇校驗(yàn)</p><p>　　盡管電力系統(tǒng)中各種電氣設(shè)備的作用和工作條件并不一樣，具體選擇方法也不完全相同，但對它們的基本要

61、求卻是一致的。電氣設(shè)備要能可靠地工作，必須按正常工作條件進(jìn)行選擇，并按短路狀態(tài)來校驗(yàn)熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定(熊信銀，2013)。</p><p>　　5.1 電氣設(shè)備選擇的一般條件</p><p>　　5.1.1 按正常工作條件選擇</p><p><b>　?。?）額定電壓</b></p><p>　　電氣設(shè)備所在電網(wǎng)的運(yùn)

62、行電壓因調(diào)壓或負(fù)荷的變化，有時(shí)會高于電網(wǎng)的額定電壓，故所選電氣設(shè)備允許的最高工作電壓不得低于所街電網(wǎng)的最高運(yùn)行電壓。通常，規(guī)定一般電氣設(shè)備允許的最高工作電壓為設(shè)備額定電壓的1.1～1.5倍，而電網(wǎng)運(yùn)行電壓的波動(dòng)范圍，一般不超過電網(wǎng)額定電壓的1.15倍。因此，在選擇電氣設(shè)備時(shí)，一般可按照電氣設(shè)備的額定電UN不低于裝置地點(diǎn)電網(wǎng)額定電壓USN的條件選擇，即</p><p>　　UN ≥USN

63、 （26）</p><p><b>　　（2）額定電流</b></p><p>　　電氣設(shè)備的額定電流 IN 是指在額定環(huán)境溫度θ0下，電氣設(shè)備的長期允許電流IN應(yīng)不小于該回路在各種合理運(yùn)行方式下的最大持續(xù)工作電流Imax，即</p><p>　　IN ≥Imax （2

64、7）</p><p>　?。?）環(huán)境條件對設(shè)備選擇的影響</p><p>　　當(dāng)電氣設(shè)備安裝地點(diǎn)的環(huán)境（尤其注意小環(huán)境）條件如溫度、風(fēng)速、污穢等級、海拔高度、地震烈度和覆冰厚度等環(huán)境條件超過一般電氣設(shè)備使用條件時(shí)，應(yīng)采取措施。</p><p>　　5.1.2 按短路狀態(tài)檢驗(yàn)</p><p>　　（1）短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)</p>&

65、lt;p>　　短路電流通過電氣設(shè)備時(shí)，電氣設(shè)備各部件溫度（或發(fā)熱效應(yīng)）應(yīng)不超過允許值。滿足熱穩(wěn)定的條件為</p><p><b>　　（28）</b></p><p>　　式中：為短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)；分別為電氣設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流和時(shí)間。</p><p><b>　?。?）電動(dòng)力校驗(yàn)</b></p>

66、<p>　　電動(dòng)力穩(wěn)定是電氣設(shè)備承受短路電流機(jī)械效應(yīng)的能力，亦稱動(dòng)穩(wěn)定。滿足動(dòng)穩(wěn)定的條件為</p><p>　　或 （29）</p><p>　　式中：ish、Ish分別為短路沖擊電流幅值及其有效值；ies、Ies分別為電氣設(shè)備允許通過的動(dòng)穩(wěn)定電流的幅值及其有效值。</p><p>　　同時(shí)，應(yīng)按電氣設(shè)備在特定

67、的工作安裝使用條件，對電氣設(shè)備的機(jī)械負(fù)荷能力進(jìn)行校驗(yàn)，即電氣設(shè)備的端子允許荷載應(yīng)大于設(shè)備引線在短路時(shí)的最大電動(dòng)力。</p><p>　　（3）短路電流計(jì)算條件 </p><p>　　為使所選電氣設(shè)備具有足夠的可靠性、經(jīng)濟(jì)性和合理性，并在一定時(shí)期內(nèi)適應(yīng)電力系統(tǒng)發(fā)展的需要，作驗(yàn)算用的短路電流應(yīng)按下列條件確定。1)容量和短線；2)短路種類；3)計(jì)算短路點(diǎn)。</p><p>

68、;<b>　　（4）短路計(jì)算時(shí)間</b></p><p>　　1)熱穩(wěn)定短路計(jì)算時(shí)間。該時(shí)間用于校驗(yàn)電氣設(shè)備在短路狀態(tài)下的熱穩(wěn)定，其值為繼電保護(hù)時(shí)間tpr和相應(yīng)斷路器的全開斷時(shí)間tbr之和，即tk =tpr+tbr 。</p><p>　　2)短路斷開計(jì)算時(shí)間。斷路器不僅在電路中作為操作開關(guān)，而且在短路時(shí)要作為保護(hù)電器，能迅速可靠地切斷短路電流。為此，斷路器應(yīng)能在動(dòng)靜

69、觸頭剛分離時(shí)刻，可靠斷開短路電流，該短路電流開斷計(jì)算時(shí)間應(yīng)為主保護(hù)時(shí)間tpr1和斷路器固有分閘時(shí)間tin之和，即 tk’=tpr1+tin</p><p>　　5.2 高壓側(cè)設(shè)備的選擇</p><p>　　5.2.1 高壓斷路器的選擇和校驗(yàn)</p><p>　　高壓斷路器（或稱高壓開關(guān)）它不僅可以切斷或閉合高壓電路中的空載電流和負(fù)荷電流，而且當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)通過

70、繼電器保護(hù)裝置的作用，切斷過負(fù)荷電流和短路電流，它具有相當(dāng)完善的滅弧結(jié)構(gòu)和足夠的斷流能力。常用的高壓斷路器是利用油作為滅弧介質(zhì)的，稱為高壓油開關(guān)。按油量的多少，可分成多油式和少油式兩種高壓油開關(guān)。少油式高壓開關(guān)只利用絕緣油作滅弧介質(zhì)和觸頭間弧隙的絕緣介質(zhì)，而利用空氣和電瓷作為帶電體的絕緣介質(zhì)，但設(shè)備外殼帶電。多油式高壓開關(guān)既利用絕緣油作滅弧介質(zhì)，又用它作絕緣介質(zhì)，但設(shè)備外殼不帶電。</p><p>　　選擇斷路器

71、類型時(shí)，應(yīng)依據(jù)各類斷路器的特點(diǎn)及使用環(huán)境、條件決定。根據(jù)我國當(dāng)前制造情況，電壓6－220kV的電網(wǎng)一般選用少油斷路器，電壓110－330kV電網(wǎng)，可選用SF6或空氣斷路器，大容量機(jī)組釆用封閉母線時(shí)，如果需要裝設(shè)斷路器，宜選用發(fā)電機(jī)專用斷路器。</p><p>　　由上所知，本設(shè)計(jì)采用少油型斷路器。由之前的計(jì)算可得，變壓器高壓側(cè)的計(jì)算電流，工作電壓，初步選擇SN10-10Ⅰ/630-300型高壓少油斷路器，具體參數(shù)

72、見下表5.1 ，配用操作機(jī)構(gòu)型號是CT7。</p><p>　　5.2.1.1 熱穩(wěn)定校驗(yàn)</p><p>　　對于一般地?cái)嗦菲?，斷路器的斷路時(shí)間可取為0.2s，又有車間原始資料可知繼電器保護(hù)裝置整定的動(dòng)作時(shí)間top=1.3s，則電力設(shè)備通過短路電流的時(shí)間為</p><p>　　表5.1 SN10-10Ⅰ/630-300型高壓少油斷路器具體參數(shù)</p>

73、<p><b>　　所以有：，</b></p><p>　　所以：，滿足熱穩(wěn)定的要求。 </p><p>　　5.2.1.2 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)</p><p>　　由之前的計(jì)算得：三相短路沖擊電流，而該斷路器的極限通過電流的峰值,則有：，所以滿足動(dòng)穩(wěn)定的要求。</p><p>　　綜上所述，可以得到如下的校驗(yàn)表

74、5.2。</p><p>　　表5.2 SN10-10Ⅰ/630-300型高壓少油斷路器校驗(yàn)表</p><p>　　5.2.2 高壓隔離開關(guān)的選擇和校驗(yàn)</p><p>　　隔離開關(guān)也是發(fā)電廠和變電站中常用的開關(guān)電氣設(shè)備，一般配有電動(dòng)及手動(dòng)操作機(jī)構(gòu)，單相或三相操作，它需斷路器配套使用。但隔離開關(guān)并無滅弧裝置，不能用來接通和切斷負(fù)荷電流和短路電流。</p>

75、;<p>　　隔離開關(guān)的工作特點(diǎn)是在有電壓、無負(fù)荷電流情況下分、和線路。其主要功能有：①隔離電壓；②倒閘操作；③分、和小電流。</p><p>　　由之前的計(jì)算可得，變壓器高壓側(cè)的計(jì)算電流，工作電壓，初步選擇GW1-10/600-35型隔離開關(guān),配套的操作機(jī)構(gòu)型號是CS8-1。</p><p>　　GW1-10/600-35型隔離開關(guān)的技術(shù)數(shù)據(jù)如下表5.3。</p>

76、;<p>　　表5.3 GW1-10/600-35型隔離開關(guān)的技術(shù)數(shù)據(jù)</p><p>　　5.2.2.1 熱穩(wěn)定校驗(yàn)</p><p><b>　　因?yàn)?</b></p><p><b>　　而 </b></p><p><b>　　所以有 </b>

77、</p><p><b>　　滿足熱穩(wěn)定的要求。</b></p><p>　　5.2.2.2 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)</p><p>　　由之前的計(jì)算得：三相短路沖擊電流，而該斷路器的極限通過電流峰值,則有</p><p><b>　　滿足動(dòng)穩(wěn)定的要求。</b></p><p>　　

78、綜上所述，可得校驗(yàn)表如下表5.4所示 </p><p>　　表5.4 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)</p><p>　　5.2.3 電流互感器的選擇和校驗(yàn)</p><p>　　由之前的計(jì)算可得，變壓器高壓側(cè)的計(jì)算電流，工作電壓，初步選擇LQJ-10型額定電流為600A的電流互感器。其技術(shù)數(shù)據(jù)如下表表5.5所示。</p><p>　　表5.5 電流互感器技術(shù)數(shù)

79、據(jù)</p><p>　　5.2.3.1 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)</p><p>　　由之前的計(jì)算可得，三相短路沖擊電流 ，而 （30）</p><p>　　因?yàn)?，所以滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。</p><p>　　5.2.3.2 熱穩(wěn)定校驗(yàn)</p><p>　　因?yàn)?/p>

80、,一般電流互感器的熱穩(wěn)定試驗(yàn)時(shí)間t=1s</p><p>　　由之前的計(jì)算得，所以有</p><p><b>　　(31)</b></p><p><b>　　因?yàn)?lt;/b></p><p>　　所以滿足熱穩(wěn)定的要求。</p><p>　　綜上所述，可得校驗(yàn)表表5.6。<

81、/p><p>　　表5.6 LQJ-10型電流互感器校驗(yàn)表</p><p>　　5.3 低壓側(cè)設(shè)備的選擇和校驗(yàn)</p><p>　　5.3.1 變壓器低壓側(cè)母線的選擇與校驗(yàn)</p><p>　　由前面的計(jì)算可得，補(bǔ)償后變壓器低壓側(cè)計(jì)算電流為</p><p>　　按發(fā)熱條件來選擇導(dǎo)體截面，其允許載流量不小于通過的導(dǎo)線的

82、計(jì)算電流，所以有</p><p>　　所以低壓側(cè)母線采用硬鋁母線LMY，經(jīng)查《工廠供電》附錄表17可知，選擇母線截面為63×6.3的導(dǎo)線LMY-3(63×6.3)，而且其允許載流量，滿足要求。</p><p>　　5.3.1.1 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)</p><p>　　由前面的計(jì)算可知，變壓器低壓側(cè)的三相短路沖擊電流。有硬鋁母線尺寸可知b=63mm，h

83、=6.3mm，取檔距L=900mm，相鄰兩相母線的軸線距離a=160mm。所以母線在三相短路是所受到的最大電動(dòng)力為：</p><p><b>　?。?2）</b></p><p><b>　　母線的截面系數(shù)為：</b></p><p><b>　?。?3）</b></p><p&g

84、t;　　則母線在三相短路是所受到的計(jì)算應(yīng)力為：</p><p><b>　　（34）</b></p><p>　　而LMY硬鋁母線的允許應(yīng)力為</p><p><b>　?。?5）</b></p><p>　　故滿足動(dòng)穩(wěn)定度的要求。</p><p>　　5.3.1.2 熱穩(wěn)

85、定校驗(yàn)</p><p>　　由前面的計(jì)算可知，三相短路暫態(tài)電路為，，又查《工廠供電 》 附錄表7可得該母線的熱穩(wěn)定系數(shù)，所以最小允許截面為：</p><p><b>　?。?6）</b></p><p><b>　　由于母線實(shí)際截面為</b></p><p>　　因此滿足熱穩(wěn)定度要求。</p&

86、gt;<p>　　5.3.2 低壓斷路器的選擇和校驗(yàn)</p><p>　　低壓斷路器又稱低壓自動(dòng)開關(guān)、空氣開關(guān)，它能帶負(fù)荷痛斷電路，又能在短路、過負(fù)荷和低電壓（失壓）下自動(dòng)跳閘，其功能與高壓斷路器類似。</p><p>　　有前面的計(jì)算可知，變電器低壓側(cè)的計(jì)算電流為，又因?yàn)樽儔浩鞯蛪簜?cè)的穩(wěn)定電壓。而DW10系列萬能式斷路器適用于交流50hz、電壓至380v、直流電壓至440

87、V的電氣線路中，作過載、短路、失壓保護(hù)以及正常條件下的不頻繁轉(zhuǎn)換之用。當(dāng)三極斷路器在直流電路中串聯(lián)使用時(shí)，電壓允許提高至440V。所以選擇DW10-1000型號的低壓斷路器，該斷路器的技術(shù)數(shù)據(jù)如下表表7 。</p><p>　　表5.7 DW10-1000的技術(shù)數(shù)據(jù)</p><p>　　因?yàn)樵摂嗦菲魇荄W型，故其動(dòng)作時(shí)間在0.02s以上，而有前面的計(jì)算得三相短路電流周期分量有效值，所以，

88、又因?yàn)樵摰蛪簲嗦菲鞯念~定電流，所以該型號低壓斷路器滿足條件。</p><p>　　5.3.3 熔斷器的選擇與校驗(yàn)</p><p>　　下面熔斷器的選擇與校驗(yàn)均以1號總干線為例。</p><p>　　5.3.3.1 熔斷器的選擇</p><p>　　1號干線接的是1號分電箱，而1號分電箱所接設(shè)備為11、11、13、451，故其額定功率為&l

89、t;/p><p>　　查《工廠供電》附錄表1中“小批量生產(chǎn)的金屬冷加工車床電動(dòng)機(jī)”項(xiàng)，得：，則其最大容量的設(shè)備總?cè)萘繛椋?lt;/p><p><b>　?。?7）</b></p><p><b>　　所以</b></p><p><b>　?。?8）</b></p>&

90、lt;p>　　查《工廠配電設(shè)計(jì)手冊》可知：對于額定容量的電機(jī)，沖擊電流,額定電流（航空工業(yè)部第四規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，1983年），則尖峰電流：</p><p><b>　?。?9）</b></p><p>　　計(jì)算系數(shù)K取0.4，則有</p><p>　　根據(jù)熔斷器熔體的選擇條件，即是≥且≥，所以熔體要滿足，查《工廠供電》中附錄表10可知，選

91、用RT0-400/250型號的熔斷器。</p><p>　　以此類推，可得1號干線到16號干線所選用的熔斷器型號如下表5.8所示。</p><p>　　表5.8 1號到16號干線熔斷器型號</p><p>　　5.3.3.2 熔斷器的校驗(yàn)</p><p>　　該熔斷器的額定電壓,熔斷器額定電流，熔體額定電流。由于該干線是接在變壓器低壓側(cè)的

92、，所以該干線的額定電壓為。</p><p>　　所以，，滿足熔斷器額定電壓和額定電流的要求。</p><p>　　因?yàn)樵撔吞柸蹟嗥鞯淖畲蠓謹(jǐn)嚯娏?，由前面的?jì)算知，三相短路電流有效值為，所以，又因?yàn)樵撊蹟嗥魇荝TO型，所以滿足斷流能力的校驗(yàn)。</p><p>　　5.3.4 低壓刀開關(guān)的選擇和校驗(yàn)</p><p>　　初步選擇HD13-600

93、型號的低壓刀開關(guān)，其技術(shù)數(shù)據(jù)如下表5.9所示。</p><p>　　表5.9 HD13-600低壓刀開關(guān)的技術(shù)數(shù)據(jù)</p><p><b>　?。?）熱穩(wěn)定校驗(yàn)</b></p><p><b>　　因?yàn)?lt;/b></p><p>　　因?yàn)?，所以滿足熱穩(wěn)定的條件。</p><p&g

94、t;<b>　?。?）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)</b></p><p>　　由前面的計(jì)算得，三相短路沖擊電流的幅值。</p><p>　　因?yàn)椋詽M足動(dòng)穩(wěn)定的要求。</p><p>　　綜上所述，低壓刀開關(guān)的型號為HD13-600。</p><p>　　5.3.4 分干線的選擇和校驗(yàn)</p><p>　　以

95、下分干線的選擇與校驗(yàn)均以1號分電箱為例。</p><p>　　5.3.4.1 分干線的選擇</p><p>　　1號分電箱所接的設(shè)備為11、12、13、451，故由前面的計(jì)算可得， Pe=111.7kW， P30=60.32kW， I30=183.3A，Ipk=524.3A， K×Ipk=209.7A，選擇干線的截面，應(yīng)該要留有一定的裕度，以備將來車間負(fù)荷的擴(kuò)展。分干線導(dǎo)線由兩

96、部分組成：一部分是敷設(shè)在車間的明敷設(shè)部分，按明敷設(shè)選導(dǎo)線；另一部分是從配電箱到干線小于2m要加保護(hù)措施，采用穿管敷設(shè)。</p><p>　　因?yàn)檐囬g內(nèi)最熱月最高氣溫為30℃，查《工廠供電》附錄表19“絕緣導(dǎo)線明敷、穿鋼管和穿塑料管時(shí)的允許載流量”，得：時(shí)，每相BLV型導(dǎo)線的線芯截面為的單芯導(dǎo)線的允許載流量。截面按發(fā)熱條件選取時(shí)，相線截面選擇；中性線截面按選取，即，標(biāo)準(zhǔn)線選擇。因此，選擇BLV-500-（3

97、5;70+1×35）明敷設(shè)。</p><p>　　時(shí)，每相BLV型導(dǎo)線的線芯截面為的4根單芯線穿管時(shí)的允許載流量。截面按發(fā)熱條件選取時(shí)，相線截面選擇；中性線截面按選取，即，標(biāo)準(zhǔn)線選擇；查表可得，穿線的鋼管內(nèi)徑選擇70mm。因此，選擇BLV-500-（3×150+1×95）-G70穿鋼管敷設(shè)。</p><p>　　以此類推，故得1號分電箱到23號分電箱干線的選擇

98、如下表5.10所示。</p><p>　　表5.10 1號到23號分電箱干線的選擇</p><p><b>　　續(xù)表5.11</b></p><p>　　5.3.4.2 分干線的校驗(yàn)</p><p>　　(1)明敷設(shè)導(dǎo)線的校驗(yàn)</p><p>　　由前面可知，明敷設(shè)導(dǎo)線的允許載流量，滿足發(fā)熱條

99、件。</p><p>　　查《工廠供電》附表15“絕緣導(dǎo)線心線的最小截面”，得：線滿足機(jī)械強(qiáng)度的要求。</p><p>　　(2)穿管敷設(shè)導(dǎo)線的校驗(yàn)</p><p>　　由前面可知，穿管敷設(shè)導(dǎo)線的允許載流量，滿足發(fā)熱條件。</p><p>　　查《工廠供電》附錄表15“絕緣導(dǎo)線心線的最小截面”，得：，滿足機(jī)械強(qiáng)度的要求。</p>

100、<p>　　5.3.5 主干線的選擇和校驗(yàn)</p><p>　　主干線即是母線到分電箱之間的導(dǎo)線，考慮到車間中的環(huán)境、空氣和氣溫等因素，主干線采用穿管敷設(shè)。以下主干線的選擇與校驗(yàn)均以1號主干線為例。</p><p>　　5.3.5.1 主干線的選擇</p><p>　　因?yàn)?號主干線接的只有1號分電箱，而沒有其他的分電箱了，由前面的計(jì)算可得：查《工廠

101、供電》附錄表19“絕緣導(dǎo)線明敷、穿鋼管和穿塑料管時(shí)的允許載流量”，得：時(shí)，每相BLV型導(dǎo)線的線芯截面為的4根單芯線穿管時(shí)的允許載流量。截面按發(fā)熱條件選取時(shí)，相線截面選擇；中性線截面按選取，即，標(biāo)準(zhǔn)線選擇；查表可得，穿線的鋼管內(nèi)徑選擇70mm。因此，選擇BLV-500-（3×150+1×95）-G70穿鋼管敷設(shè)。</p><p>　　以此類推，可得1號主干線到16號主干線的選擇如下表5.12所示

102、。</p><p>　　表5.12 1號主干線到16號主干線的選擇</p><p>　　5.3.5.2 主干線的校驗(yàn)</p><p>　　由前面可知，穿管敷設(shè)導(dǎo)線的允許載流量，滿足發(fā)熱條件。</p><p>　　查《工廠供電》附表15“絕緣導(dǎo)線心線的最小截面”，得：，滿足機(jī)械強(qiáng)度的要求。</p><p><b

103、>　　6 繼電保護(hù)</b></p><p>　　電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)可分為正常狀態(tài)、不正常狀態(tài)和故障狀態(tài)。電力設(shè)備在運(yùn)行過程中常由于絕緣老化和過電流等原因而發(fā)生短路、短路等故障。最常見也是最危險(xiǎn)的故障是各種形式的短路，其中以單相接地故障最為常見，而三相短路是比較少見的。故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)若不及時(shí)正確處理，都可能引起事故。而為了防止因短路等掛著發(fā)生事故，一般要采取繼電保護(hù)。</p>

104、<p>　　6.1 繼電保護(hù)方式的選擇</p><p>　　繼電保護(hù)裝置就是指放映電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生故障或不正常運(yùn)行運(yùn)行狀態(tài)，并動(dòng)作于斷路器跳閘或發(fā)出信號的一種自動(dòng)裝置。它的基本任務(wù)包括如下兩方面：(1)發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)、迅速、有選擇地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使故障元件免于繼續(xù)遭受破壞，保證非故障部分迅速恢復(fù)正常運(yùn)行。(2)當(dāng)系統(tǒng)中電氣設(shè)備出現(xiàn)不正常運(yùn)行狀態(tài)，能及時(shí)反應(yīng)并根據(jù)運(yùn)行維護(hù)條件發(fā)出

105、信號或跳閘（霍利民，葛麗娟，呂佳，2013）。</p><p>　　繼電保護(hù)包括定時(shí)限過電流保護(hù)和反時(shí)限過電流保護(hù)。</p><p>　　定時(shí)限過電流保護(hù)由過電流繼電器，時(shí)間繼電器,信號繼電器，中間繼電器,斷路器的跳閘線圈器等組成．過電流繼電器作為保護(hù)裝置的起動(dòng)元件；時(shí)間繼電器，作為保護(hù)裝置的時(shí)間元件；信號繼電器，當(dāng)保護(hù)動(dòng)作時(shí)，它給出一個(gè)明顯的指示(掉牌)信號，以便于進(jìn)行事故分析；中間繼電

106、器，是保護(hù)裝置的執(zhí)行元件。其優(yōu)點(diǎn)是：動(dòng)作時(shí)限比較準(zhǔn)確，整定簡便，且動(dòng)作時(shí)間與短路電流大小無關(guān)，不會因?yàn)槎搪冯娏餍《枪收蠒r(shí)間延長；缺點(diǎn)是：所需繼電器的數(shù)量較多，接線復(fù)雜，且需直流操作電源（包過整流操作電源），投資較大；此外，靠近電源處的保護(hù)裝置時(shí)限較長。</p><p>　　反時(shí)限過電流保護(hù)采用GL型感應(yīng)式過電繼電器，這種繼電器本身動(dòng)作帶有時(shí)限，所以不用再接入時(shí)間繼電器．它具有反時(shí)限的特性，動(dòng)作時(shí)間與短路電流大小

107、有關(guān)．短路電流越大，動(dòng)作時(shí)間越短，短路電流越小，動(dòng)作時(shí)間越長。其優(yōu)點(diǎn)是：繼電器數(shù)目大為減少，一種GL型電流繼電器，就基本上能代替定時(shí)限過電流保護(hù)的電流繼電器、時(shí)間繼電器、中間繼電器和信號繼電器等一系列繼電器，因而投資少，接線簡單，而且同時(shí)可實(shí)現(xiàn)電流速斷保護(hù)，使之更加顯得簡單經(jīng)濟(jì)．由于其觸點(diǎn)容量大，可直接接通跳閘線圈，且適于交流操作。缺點(diǎn)是：動(dòng)作時(shí)限的整定比較麻煩；繼電器動(dòng)作的誤差稍大，尤其是其速斷部分；當(dāng)短路電流較小時(shí)，其動(dòng)作時(shí)限可能相

108、當(dāng)長，延長了故障持續(xù)時(shí)間。</p><p>　　由于該車間中所有用電設(shè)備均是三級負(fù)荷，而對于主要是三級負(fù)荷的中小型供電系統(tǒng)來說，繼電保護(hù)以簡單經(jīng)濟(jì)為宜，因此使用反時(shí)限過電流保護(hù)，其原理圖如所示。</p><p>　　圖6.1 反時(shí)限過電流保護(hù)原理電路圖</p><p>　　a) 接線圖 b) 展開圖&l

109、t;/p><p>　　繼電保護(hù)裝置安裝在變壓器高壓側(cè)，這樣就使得變壓器也在繼電保護(hù)的保護(hù)范圍。</p><p>　　變壓器還裝設(shè)瓦斯保護(hù)，其作用是當(dāng)變壓器郵箱內(nèi)故障產(chǎn)生輕微瓦斯或油面下降時(shí)，瞬時(shí)動(dòng)作于信號；當(dāng)產(chǎn)生大量的瓦斯時(shí)，應(yīng)動(dòng)作于高壓側(cè)斷路器。</p><p>　　由于反時(shí)限過電流保護(hù)有一個(gè)明顯的缺點(diǎn)，就是越靠近電源的線路過電流保護(hù)，其開動(dòng)時(shí)間越長，而短路電流則是越

110、靠近電源越大，其危害也更加嚴(yán)重，因此還應(yīng)裝設(shè)瞬動(dòng)的電流速斷保護(hù)裝置。</p><p>　　6.2 繼電保護(hù)數(shù)據(jù)的整定</p><p>　　6.2.1 動(dòng)作電流的整定</p><p>　　現(xiàn)采用GL-15/10型電流繼電器，查《工廠供電》附錄表21可知其返回系數(shù)，由于該電流繼電器的型號為GL型，所以可靠系數(shù)?，F(xiàn)采用兩相兩繼電器式接線，故接線系數(shù)。為線路上的最大負(fù)荷

111、電流，可取為，為線路計(jì)算電流，現(xiàn)取，即是</p><p><b>　?。?0）</b></p><p>　　由前面知電流互感器選的型號是額定電流是600A的LQJ-10，故其電流比，則動(dòng)作電流為：</p><p>　　，整定為4.2A （41）</p><p>　　6.2.2 變壓器過電流保護(hù)</p>

112、<p>　　變壓器低壓側(cè)母線在最小運(yùn)行方式下發(fā)生兩相短路的電流為：</p><p><b>　　（42）</b></p><p><b>　　故其靈敏度為：</b></p><p><b>　?。?3）</b></p><p><b>　　滿足靈敏度的要求

113、。</b></p><p>　　6.2.3 速斷電流的整定</p><p>　　變壓器低壓側(cè)母線在系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下發(fā)生三相短路的電流為：</p><p><b>　　（44）</b></p><p>　　因?yàn)樵撾娏骼^電器是GL型，故其可靠系數(shù)，這里取1.5。</p><p>　　電

114、流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流，即速斷電流，其值為：</p><p><b>　?。?5）</b></p><p>　　整定的速斷電流倍數(shù)為：</p><p><b>　?。?6）</b></p><p><b>　　靈敏度為：</b></p><p>　　=（1

115、×0.866×5.77×1000）/(120×44.5)=4.58＞2 （47）</p><p><b>　　滿足靈敏度的要求。</b></p><p>　　7 電氣裝置的防雷與接地</p><

116、p>　　電力系統(tǒng)中的大氣過電壓主要是有雷電放電所造成的，而為了防止設(shè)備遭受直接雷擊，通常采用裝設(shè)保護(hù)設(shè)備的防雷裝置，其作用將雷電吸引到防雷裝置上并安全地將雷電流引入大地，從而保護(hù)了設(shè)備。</p><p>　　因?yàn)榇塑囬g進(jìn)線是電纜進(jìn)線，所以進(jìn)線不用裝設(shè)避雷器，所以可以對變電所采用裝設(shè)避雷針或避雷網(wǎng)的方法來防雷。</p><p>　　按規(guī)定10kv配電裝置的構(gòu)架，變壓器的380V側(cè)中性線

117、及外殼，以及380V電氣設(shè)備的金屬外殼等都要接地，其接地電阻要求。</p><p>　　因?yàn)樵撥囬g原址為耕地，地勢平坦，地層以砂粘土為主，查《工廠供電》附錄表25“土壤電阻率參考值”可知其電阻率為。所以采用垂直接地體的接地裝置，即是選用直徑50mm、長度2.5m的鋼管作為垂直體。但為了減少外界溫度的影響，所以接地體上部要離開地面0.8m左右。因?yàn)橥寥纼鼋Y(jié)深度為1.10m，而接地體在土壤中的埋設(shè)深度不應(yīng)小于 0.5

118、 m，宜敷設(shè)在當(dāng)?shù)貎鐾翆右韵拢越拥伢w埋于地表1.5m。</p><p>　　因?yàn)榇怪苯拥伢w的間距一般不宜小于接地體長度的兩倍，所以垂直接地體的間距為a=5m。接地體距離建筑物的距離為2m。</p><p>　　現(xiàn)打算在變電所四周，距離墻面2m處，埋下一圈直徑50mm、長度2.5m的鋼管垂直接地體，間距為5m，接地體間用40mm×4mm的扁鋼連接起來。</p>&

119、lt;p>　　由于采用的是垂直接地體，所以其接地電阻為：</p><p><b>　　（48）</b></p><p>　　則有，所以接地體的數(shù)量初選為n=10根。</p><p>　　因?yàn)榻拥伢w間距a與其長度之比為，由n=10，所以查《工廠供電》附錄表26可知其利用系數(shù)，取0.71，則應(yīng)按裝的鋼管數(shù)目為：</p><

120、p><b>　?。?9）</b></p><p>　　所以選用12根直徑50mm、長度2.5m的鋼管作為垂直接地體，間距5m，離建筑物2m環(huán)形布置，且用40mm×4mm的扁鋼連接。</p><p><b>　　8 設(shè)計(jì)總結(jié)</b></p><p>　　通過這次課程設(shè)計(jì)，使我得到了很多的經(jīng)驗(yàn)，并且鞏固和加深

121、以及擴(kuò)大了專業(yè)知識面，鍛煉綜合及靈活運(yùn)用所學(xué)知識的能力，正確使用技術(shù)資料的能力。知識系統(tǒng)化能力得到提高,設(shè)計(jì)過程中運(yùn)用了很多的知識，因此如何將知識系統(tǒng)化就成了關(guān)鍵。如本設(shè)計(jì)中用到了工廠供電的絕大多數(shù)的基礎(chǔ)理論和設(shè)計(jì)方案，因此在設(shè)計(jì)過程中側(cè)重了知識系統(tǒng)化能力的培養(yǎng)，為今后的工作和學(xué)習(xí)打下了很好的理論基礎(chǔ)。懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會服務(wù)，