工廠供電 崔若相

東北石油大學(xué)課程設(shè)計(jì)課程工廠供電課程設(shè)計(jì)題目某化工廠10KV供配電工程設(shè)計(jì)院系電氣信息工程學(xué)院電氣工程系專業(yè)班級(jí)學(xué)生姓名學(xué)生學(xué)號(hào)指導(dǎo)教師2014年11月23日東北石油大學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書課程工廠供電課程設(shè)計(jì)題目某化工廠10KV供配電工程設(shè)計(jì)專業(yè)電氣工程及其自動(dòng)化姓名—學(xué)號(hào)主要內(nèi)容：要求根據(jù)化工廠所能取得的電源以及化工廠的發(fā)展，按照安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的要求，確定變電所的位置與型式，確定變電所主變壓器的臺(tái)數(shù)與容量、類型，選擇變電所主接線方案以及高低壓設(shè)備和進(jìn)出線，確定二次回路方案，確定防雷和接地裝置，最后要求寫出設(shè)計(jì)說明書，繪出設(shè)計(jì)圖紙。其它各項(xiàng)設(shè)計(jì)，均應(yīng)根據(jù)本廠用電負(fù)荷的實(shí)際情況，并適當(dāng)考慮到工廠生產(chǎn)的發(fā)展，按照要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。參考資料：蘇文成，工廠供電[J].機(jī)械工業(yè)出版社，，2009，3(2)1-7.航空研究院.工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)[J].水利出版社，2010，21(6)：19-22.劉介才，.工廠供電設(shè)計(jì)[J].機(jī)械工業(yè)出版社，2011，4(6)：21-23.張新，工廠配電設(shè)計(jì)施工手冊(cè)[J].機(jī)械工業(yè)出版社，2009,20(8):15-19.王兆安.電力電子技術(shù)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2008，11-20.張風(fēng)珊，電氣控制及可編程控制器[J].中國輕工業(yè)出版社，2012,31(12)：31-33.完成期限2014.11.17至2014.11.23指導(dǎo)教師專業(yè)負(fù)責(zé)人2014年11月14日TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"1設(shè)計(jì)要求1\o"CurrentDocument"2負(fù)荷計(jì)算及方案設(shè)計(jì)1\o"CurrentDocument"2.1工廠實(shí)際情況的介紹12.2工廠負(fù)荷計(jì)算和無功補(bǔ)償計(jì)算2\o"CurrentDocument"2.3主接線方案的選擇5\o"CurrentDocument"3變電所主變壓器的型式選擇6\o"CurrentDocument"4主變壓器的繼電保護(hù)裝置9\o"CurrentDocument"4.1裝設(shè)瓦斯保護(hù)94.2電氣安全、防雷和接地10\o"CurrentDocument"5變電所平面布置設(shè)計(jì)及設(shè)計(jì)圖樣13\o"CurrentDocument"5.1變電所平面布置設(shè)計(jì)13\o"CurrentDocument"5.2變電所主結(jié)線電路圖13\o"CurrentDocument"6結(jié)論15參考文獻(xiàn)161設(shè)計(jì)要求（1）要求根據(jù)化工廠所能取得的電源以及化工廠的發(fā)展，按照安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的要求，確定變電所的位置與型式，（2）確定變電所主變壓器的臺(tái)數(shù)與容量、類型。（3）選擇變電所主結(jié)線方案及高低壓設(shè)備和進(jìn)出線。（4）確定二次回路方案。（5）確定防雷和接地裝置。（6）寫出設(shè)計(jì)說明書，繪出設(shè)計(jì)圖紙。2負(fù)荷計(jì)算及方案設(shè)計(jì)2.1工廠實(shí)際情況的介紹本工廠多數(shù)單位為動(dòng)力負(fù)荷，除了倉庫屬于三級(jí)負(fù)荷外，其余單位均屬于二級(jí)負(fù)荷。低壓動(dòng)力為三相380伏，照明為單相220伏，各車間負(fù)荷同期系數(shù)可取0.85[1]。各車間負(fù)荷情況見表1。表1各車間負(fù)荷表車間編號(hào)車間名稱負(fù)荷類別設(shè)備容量kW功率因數(shù)1制條車間動(dòng)力4500.802紡紗車間動(dòng)力4500.803軟水站動(dòng)力1200.804鍛工車間動(dòng)力450.655織造車間動(dòng)力3000.806染整車間動(dòng)力3500.807鍋爐房動(dòng)力1000.758倉庫動(dòng)力600.753.供電電源。供電電壓10KV，供電方位：廠區(qū)東北方向大約2km單回路架空進(jìn)線計(jì)量方式：高供高計(jì)電價(jià)：基本電費(fèi)Y4/KVA，電度費(fèi)￥4/度擴(kuò)容費(fèi)￥500/KVA。4.氣象地質(zhì)資料。海拔高度：1023米年最熱月：七月平均溫度：22.7°C平均最高溫度:29.2^極端最高溫度：+36.4C極端最低溫度：-36.7C雷暴日：30（日/年）最熱月地下0.8m處土壤平均溫度：21°C電阻率：黃土：200。?M沙質(zhì)粘土：100。?M【2］。2.2工廠負(fù)荷計(jì)算和無功補(bǔ)償計(jì)算本設(shè)計(jì)采用需要系數(shù)法確定。需要系數(shù)法是在大量的測量與統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)上，給出各類負(fù)荷的需用系數(shù)和同時(shí)系數(shù)，然后把設(shè)備功率乘以需用系數(shù)和同時(shí)系數(shù)，直接求出計(jì)算負(fù)荷。這種方法山于簡單易行，在供電設(shè)計(jì)中被普遍采用。但是，當(dāng)用電設(shè)備臺(tái)數(shù)少而功率相差懸殊時(shí)，其計(jì)算結(jié)果往往偏小，因而這種方法只適用于整個(gè)工程的負(fù)荷計(jì)算⑶。車間負(fù)荷計(jì)算制條車間：動(dòng)力負(fù)荷：tan?=tan(arccos?)=0.75P=K*P=0.8*450=360KWQ=P*tan?=360*0.75=270KvarS=P/cos?=360/0.8=450KVAI=S/(*3U)=450/(1.732*380)=684A紡紗車間：動(dòng)力負(fù)荷：Ntan?=tan(arccos?)=0.75P30=Kd*Pe=0.8*450=360KWQ30=P30*tan?=360*0.75=270KvarS30=P30/cos?=360/0.8=450KVA130=S30/(拓Un)=450/(1.732*380)=684A軟水站：動(dòng)力負(fù)荷：tan?=tan(arccos?)=0.75P30=Kd*Pe=0.65*120=78KWQ30=P30*tan?=78*0.75=585KvarS30=P30/cos?=78/0.8=97.5KVA130=S3o/(%3Un)=97.5/(1.732*380)=148A鍛工車間：動(dòng)力負(fù)荷：tan?=tan(arccos?)=1.17P30=Kd*Pe=0.2*45=9KWQ30=P30*tan?=9*1.17=10.53KvarS30=P30/cos?=9/0.65=13.846KVA130=S3o/(%3Un)=13.846/(1.732*380)=21A織造車間：動(dòng)力負(fù)荷：tan?=tan(arccos?)=0.75P30=Kd*Pe=0.8*300=240KWQ30=P30*tan?=240*0.75=180KvarS30=P30/cos?=240/0.8=300KVA130=S30/(拓Un)=300/(1.732*380)=456A染整車間：動(dòng)力負(fù)荷：tan?=tan(arccos?)=0.75P30=Kd*Pe=0.8*350=280KWQ30=P30*tan?=280*0.75=210KvarS30=P30/cos?=280/0.8=350KVA130=S30/(拓Un)=350/(1.732*380)=532A鍋爐房：動(dòng)力負(fù)荷：tan?=tan(arccos?)=0.88P30=Kd*Pe=0.75*100=75KWQ30=P30*tan?=75*0.88=66KvarS30=P30/cos?=75/0.75=100KVA130=S30/(拓Un)=100/(1.732*380)=152A倉庫：動(dòng)力負(fù)荷：tan?=tan(arccos?)=0.88P30=Kd*Pe=0.3*60=18.0KWQ30=P30*tan?=18*0.88=15.84KvarS30=P30/cos?=18/0.75=24.0KVA130=S30/(y3Un)=24/(1.732*380)=36.5A表2化工廠計(jì)算負(fù)荷車間編號(hào)車間名稱類別設(shè)備容量Pe/KW需要系數(shù)Kdcos?tan?計(jì)算負(fù)荷P30/KWQKvarS30/KVA130/A1制條車間動(dòng)力4500.80.80.753602704506842紡紗車間動(dòng)力4500.80.80.753602704506843軟水站動(dòng)力1200.650.80.757858597.51484鍛工車間動(dòng)力450.20.651.17910.5313.846215織造車間動(dòng)力3000.80.80.752401803004566染整車間動(dòng)力3500.80.80.752802103505327鍋爐房動(dòng)力1000.750.750.8875661001528倉庫動(dòng)力600.30.750.881815.842436總負(fù)荷0.850.6612071366.261823.52769全廠總負(fù)荷：各個(gè)車間之和：七0=1420KWQ30=1607.37Kvar無功功率的補(bǔ)償。當(dāng)供電系統(tǒng)中輸送的有功功率維持恒定的情況下，無功功率增大，即供電系統(tǒng)的功率因數(shù)降低將會(huì)引起：系統(tǒng)中輸送的總電流增加，使得供電系統(tǒng)中的電器元件容量增大，從而使工廠內(nèi)部的起動(dòng)控制設(shè)備、測量儀器等規(guī)格尺寸增大，因而增大了初投資費(fèi)用。由于無功功率的增大而引起的總電流的增加，使得設(shè)備及供電線路的有功功率損耗相應(yīng)地增大。通?？捎孟禂?shù)來反應(yīng)由于輸送無功功率的變化而引起的線路上有功功率損耗的變化量。由于供電系統(tǒng)中的電壓損失正比于系統(tǒng)中流過的電流，因此總電流增大，就使得供電系統(tǒng)中的電壓損失增加，使得調(diào)壓困難。對(duì)電力系統(tǒng)的發(fā)電設(shè)備來說，無功電流的增大，對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的去磁效應(yīng)增加，電壓降低，過度增大激磁電流，則使轉(zhuǎn)子繞組的溫升超過允許范圍，為了保證轉(zhuǎn)子繞組的正常工作，發(fā)電機(jī)就不能達(dá)到預(yù)定的出力。此外原動(dòng)機(jī)的出力是以有功功率衡量的，當(dāng)發(fā)電機(jī)發(fā)出的視在功率一定時(shí)，無功功率的增加，導(dǎo)致原動(dòng)機(jī)的出力相對(duì)降低［4】。無功功率對(duì)電力系統(tǒng)及工廠內(nèi)部的供電系統(tǒng)都有及不良的影響。因此，供電單位和工廠內(nèi)部都有降低無功功率需要量的要求，無功功率的減少就相應(yīng)的提高了功率因數(shù)。目前供電部門實(shí)行按功率因數(shù)征收電費(fèi)，因此功率因數(shù)的高低也是供電系統(tǒng)的一項(xiàng)重要的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。補(bǔ)償后變壓器容量和功率因數(shù)：有功功率損耗的計(jì)算公式：△P?AP+APp2式中Ap一變壓器的空載損耗°A%一變壓器的短路損耗(負(fù)載損耗)p一變壓器的負(fù)荷率，P=SqSN，這里SN為變壓器額定容量，S30為變壓器計(jì)算負(fù)荷為"N30對(duì)于6?10KV的低損耗配電變壓器，有功損耗可按下列簡化公式計(jì)算：AP歸0.015S30對(duì)于6?10KV的低損耗配電變壓器，有功損耗可按下列簡化公式計(jì)算：AQ歸0.06S30圖1功率補(bǔ)償電路2.3主接線方案的選擇正確選擇變電所所址，不僅影響變電所建設(shè)的技術(shù)與經(jīng)濟(jì)上的合理性，而且也涉及到變電所安全可靠運(yùn)行。配變電所位置選擇，應(yīng)根據(jù)下列要求綜合考慮確定：⑴接近負(fù)荷中心；進(jìn)出線方便；⑶接近電源側(cè)；設(shè)備吊裝、運(yùn)輸方便；不應(yīng)設(shè)在有劇烈振動(dòng)的場所；不宜設(shè)在多塵、水霧(如大型冷卻塔)或有腐蝕性氣體的場所，如無法遠(yuǎn)離時(shí)，不應(yīng)設(shè)在污源的下風(fēng)側(cè)；不應(yīng)設(shè)在廁所、浴室或其他經(jīng)常積水場所的正下方或貼鄰；不應(yīng)設(shè)在爆炸危險(xiǎn)場所以內(nèi)和不宜設(shè)在有火災(zāi)危險(xiǎn)場所的正上方或正下方，如布置在爆炸危險(xiǎn)場所范圍以內(nèi)和布置在與火災(zāi)危險(xiǎn)場所的建筑物毗連時(shí)，應(yīng)符合現(xiàn)行的《爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定；（9）配變電所為獨(dú)立建筑物時(shí)，不宜設(shè)在地勢(shì)低洼和可能積水的場所；（10）高層建筑地下層配變電所的位置，宜選擇在通風(fēng)、散熱條件較好的場所;（11）配變電所位于高層建筑（或其他地下建筑）的地下室時(shí)，不宜設(shè)在最底層。當(dāng)?shù)叵聝H有一層時(shí)，應(yīng)采取適當(dāng)抬高該所地面等防水措施。并應(yīng)避免洪水或積水從其他渠道淹漬配變電所的可能性[51。3變電所主變壓器的型式選擇變電所有屋內(nèi)式和屋外式兩大型式。屋內(nèi)式運(yùn)行維護(hù)方便，占地面積少。在選擇工廠總變配電所型式時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體地理環(huán)境，因地制宜。技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理時(shí)應(yīng)優(yōu)先選用屋內(nèi)式，因此，本設(shè)計(jì)選為屋內(nèi)式變電所。（1）變壓器臺(tái)數(shù)確定原則：（a）裝設(shè)一臺(tái)主變壓器的變電所主變壓器容量S應(yīng)小于總的計(jì)算負(fù)荷S，即NTSN.T>S3030（b）裝有兩臺(tái)主變壓器的變電所每臺(tái)主變壓器容量Sn.t不應(yīng)小于總的計(jì)算負(fù)荷S30的60%，最好為總計(jì)算負(fù)荷的70%左右，即S=（0.6-0.7）S同時(shí)每臺(tái)主變壓器容量S不應(yīng)小于全部一、二級(jí)負(fù)荷之和S，即N*t>S30（]〃）30（I+n）（c）主變壓器單臺(tái)容量上限，單臺(tái)配電變壓器（低壓為0.4KV）的容量一般不宜大于1250KVA。當(dāng)用電設(shè)備容量較大、負(fù)荷集中且運(yùn)行合理時(shí)，亦可選用較大容量（例如1600-2000KVA）的配電變壓器[6]（2）主變壓器接線方案根據(jù)工廠的負(fù)荷性質(zhì)和車間位置情況，工廠變電所的主變壓器可以有下列兩種方案：（a）裝設(shè)一臺(tái)主變壓器.（型式采用S9）在總進(jìn)線上裝設(shè)一臺(tái)變壓器，需要滿足要求S>S，Snt=2000KVA>S30=1274KVAN*T30（b）裝設(shè)二臺(tái)主變壓器（型式采用S9）每臺(tái)主變壓器的容量應(yīng)滿足要求。即：SN?/（°.6—°.7）S30，SN.T>S30（I+〃）由原始數(shù)據(jù)知各單位歸屬于二級(jí)負(fù)荷，即S=1274KVA所以，也應(yīng)選擇兩臺(tái)Sn廣2000KVA的變壓器，也就是明備用：兩臺(tái)變壓器均按100%的負(fù)荷選擇［7］（3）主結(jié)線方案的設(shè)計(jì)與選擇（a）變電所主接線要求安全，可靠，靈活，經(jīng)濟(jì)。主要有以下一些原則：<1>在高壓斷路器的電源側(cè)及可能反饋電能的另一側(cè)，必須安裝高壓隔離開關(guān)。<2>在低壓斷路器的電源側(cè)及可能反饋電能的另一側(cè)，必須裝設(shè)低壓刀開關(guān)。<3>在裝設(shè)高壓熔斷器-負(fù)荷開關(guān)的出線柜母線側(cè)，必須裝設(shè)高壓隔離開關(guān)。<4>變配電所高壓母線上及架空線末端，必須裝設(shè)避雷器，裝于母線上的避雷器宜與電壓互感器共用一組隔離開關(guān)，線路上避雷器前不必裝設(shè)隔離開關(guān)。<5>變電所的主接線方案，必須與其負(fù)荷類型相適應(yīng)，對(duì)于一級(jí)負(fù)荷，應(yīng)由兩個(gè)電源供電，對(duì)二級(jí)負(fù)荷，應(yīng)由兩回路或者一回專用架空線路供電。<6>接于公共干線上的變配電所電源進(jìn)線首端，應(yīng)裝設(shè)帶有短路保護(hù)的開關(guān)設(shè)備。<7>對(duì)一般的生產(chǎn)區(qū)的車間變電所，宜由工廠總變配電所采用放射式高壓配電，以確保供電可靠性，但對(duì)輔助生產(chǎn)區(qū)的變電所，可采用樹十式配電。<8>變電所低壓側(cè)的總開關(guān)，宜采用低壓斷路器，當(dāng)有繼電保護(hù)或自動(dòng)切換電源要求時(shí)，低壓側(cè)總開關(guān)和低壓母線分段開關(guān)均應(yīng)采用低壓斷路器。<9>兩路電源進(jìn)線，裝有兩臺(tái)主變壓器的變電所，當(dāng)兩路電源同時(shí)供電時(shí)，兩臺(tái)主變壓器一般分列運(yùn)行，當(dāng)只有一路電源供電，另一路電源備用時(shí)，則兩臺(tái)主變壓器并聯(lián)運(yùn)行。<10>需帶負(fù)荷切換主變壓器的變電所，高壓側(cè)應(yīng)裝設(shè)高壓斷路器或者高壓負(fù)荷開關(guān)［8】。（b）兩種主結(jié)線的方案的比較通過學(xué)習(xí)有關(guān)知識(shí)選擇一個(gè)進(jìn)行化工廠10KV總降壓變電所系統(tǒng)的設(shè)計(jì)并與實(shí)踐相結(jié)合的方法。先學(xué)習(xí)有關(guān)供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的知識(shí)，通過網(wǎng)絡(luò)和書籍查閱資料獲取相關(guān)更多的知識(shí)，了解設(shè)計(jì)的整體輪廓；然后通過對(duì)負(fù)荷的計(jì)算選擇總供配電方案，選擇電氣設(shè)備和設(shè)計(jì)繼電保護(hù)的各種方案，使用AUTOCAD進(jìn)行繪圖設(shè)計(jì)，完成總供配電設(shè)計(jì)圖，再分析實(shí)際的工程供配電系統(tǒng)，相比較后看所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)是否合理。由上面兩種主變壓器選擇方案可以有以下兩種主結(jié)線方案，下表3是對(duì)這兩種主結(jié)線方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較：

表3兩種主結(jié)線方案的比較比較項(xiàng)目裝設(shè)一臺(tái)主變壓器的方案裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器的方案供電安全性滿足要求滿足要求供電可靠性滿足要求滿足要求技由于一臺(tái)主變，電壓損耗略由于兩臺(tái)主變，電壓損耗技供電質(zhì)量大略小術(shù)由于兩臺(tái)主變，靈活性較指靈活方便性由于一臺(tái)主變，靈活性稍差好標(biāo)擴(kuò)建適應(yīng)性稍差一些較好一些S9-2000單價(jià)是17.7萬元，S9-2000單價(jià)是17.7萬電力變而實(shí)際中變壓器的綜合投資為元，因此兩臺(tái)的綜合總投資為壓器的綜合單價(jià)的兩倍，因此一臺(tái)的綜合投70.8萬元，比一臺(tái)主變的方案投資額資為35.4萬元。綜合投資多35.4萬元。經(jīng)高壓開本方案米用6臺(tái)GG-1A(F)經(jīng)關(guān)柜查表得GG-1A(F)型柜按每型高壓開關(guān)柜，因此其綜合投濟(jì)(含計(jì)臺(tái)3.5萬元計(jì)，又查得其綜合投資為指量柜)資按設(shè)備價(jià)1.5倍計(jì)，因此其綜6X1.5X3.5=31.5萬元。標(biāo)的綜合合投資為比一臺(tái)主變的方案多投投資額4X1.5X3.5=21萬元。10.5萬元。電力變經(jīng)查表計(jì)算，主變和高壓開本方案主變和高壓開關(guān)柜壓器和高壓關(guān)柜的折舊和維護(hù)管理費(fèi)每年的折舊和維護(hù)管理費(fèi)每年開關(guān)柜的年為8.8萬元。11.58萬元，比一臺(tái)主變的方運(yùn)行費(fèi)案多投資2.78萬元。交供電按800元/kVA計(jì)算，貼費(fèi)貼費(fèi)4000X0.08萬元部門一次性為=320萬元，比四臺(tái)主變的方案供電貼費(fèi)2000X0.08萬元=160萬元多160萬元。由上表可以看出，按技術(shù)指標(biāo)，裝設(shè)兩臺(tái)主變的結(jié)線方案略優(yōu)于裝設(shè)一臺(tái)主變的結(jié)線方案，但是按照經(jīng)濟(jì)指標(biāo)考慮，裝設(shè)一臺(tái)的結(jié)線方案明顯優(yōu)于裝設(shè)兩臺(tái)的結(jié)線方案，綜合考慮，因此選用裝設(shè)一臺(tái)主變壓器的方案。其參數(shù)如下所示：型號(hào)：S9-2000/10KV額定容量：2000KVA額定電壓：10KV0.4KV空載電流：0.8%空載：3000W負(fù)載：18000W阻抗電壓％：6%聯(lián)結(jié)組號(hào)：Yyn04主變壓器的繼電保護(hù)裝置4.1裝設(shè)瓦斯保護(hù)瓦斯保護(hù)的主要優(yōu)點(diǎn)是動(dòng)作迅速、靈敏高度、安裝接線簡單、能反映油箱內(nèi)部發(fā)生的各種故障。其缺點(diǎn)則是不能反映油箱以外的套管及引出線等部位上發(fā)生的故障。因此瓦斯保護(hù)可以作為變壓器的主要保護(hù)之一，與其他保護(hù)相互配合、相互補(bǔ)充，快速而靈敏地切除變壓器油箱內(nèi)、外及引出線上發(fā)生的各種故障。當(dāng)變壓器油箱內(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(hào)；當(dāng)產(chǎn)生大量瓦斯時(shí)，應(yīng)動(dòng)作于高壓側(cè)斷路器歸］。裝設(shè)反時(shí)限過電流保護(hù)采用GL15型感應(yīng)式電流繼電器，兩相兩繼電器式結(jié)線，去分流跳閘的操作方式。過電流保護(hù)動(dòng)作電流整定電流互感器的變比取為150/5，對(duì)GL型電流繼電器可取=1.3，為保護(hù)裝置的接線系數(shù)，對(duì)線電流結(jié)線取1，為保護(hù)裝置的返回系數(shù)，對(duì)GL型一般取0.8,為電流互感器的變流比，為變壓器的最大負(fù)荷電流，一般取(1.5-3.0)，這里取1.5，整定為10A，注意：只能是整數(shù)，且不能大于10A。過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)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(hù)的動(dòng)作時(shí)間(10倍動(dòng)作電流動(dòng)作時(shí)間)可整定為最短的0.5秒。過電流保護(hù)靈敏系數(shù)的檢驗(yàn)【10］。裝設(shè)電流速斷保護(hù)。利用GL15的速斷裝置。電流速斷保護(hù)的原理電流接電器于電流互感器的二次側(cè)，它動(dòng)作后啟動(dòng)中間繼電器，其觸點(diǎn)閉合后，經(jīng)串聯(lián)信號(hào)繼電器而接通斷路器的跳閘線圖，中間繼電器有兩個(gè)作用：利用它的觸點(diǎn)接通跳閘回路，起到增加電流繼電器觸點(diǎn)容量的作用。當(dāng)線路上裝設(shè)有管形避雷器時(shí)，利用中間可繼電器來增大保護(hù)裝置的固有動(dòng)作時(shí)間，以避免避雷器放電時(shí)，引起速斷保護(hù)誤動(dòng)作。一般避雷器放電時(shí)間可能持續(xù)到40?60ms，因此利用具有延時(shí)60?80ms，動(dòng)作的中間繼電器即可滿足這一要求。電流速斷保護(hù)的主要優(yōu)點(diǎn)是簡單可靠，動(dòng)作迅速，因而獲得了廣泛的應(yīng)用，它的缺點(diǎn)是不是能保護(hù)線路的全長，保護(hù)范圍受系統(tǒng)運(yùn)行方式變化的影響。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行方式變化很大時(shí)，或者被保護(hù)線路的長度很短時(shí)，速斷保護(hù)就可能沒有保護(hù)范圍，因而不能采用。2）速斷電流的整定3）電流速斷保護(hù)靈敏系數(shù)的檢驗(yàn)按照GB50062-92規(guī)定，電流保護(hù)（含電流速斷保護(hù)）的最小靈敏系數(shù)為1.5,因此這里裝設(shè)的電流速斷保護(hù)靈敏系數(shù)是達(dá)到要求的。（4）作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線的繼電保護(hù)裝置1）裝設(shè)反時(shí)限過電流保護(hù)亦采用GL15型感應(yīng)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。（a）過電流保護(hù)動(dòng)作電流的整定，動(dòng)作電流為：整定為7A。（b）過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間的整定。按終端保護(hù)考慮，動(dòng)作時(shí)間整定為0.5s。（c）過電流保護(hù)靈敏系數(shù)。因無鄰近單位變電所10kV母線經(jīng)聯(lián)絡(luò)線全本廠變電所低壓母線的短路數(shù)據(jù)，無法檢驗(yàn)靈敏系數(shù)，只有從略。2）裝設(shè)電流速斷保護(hù)也利于GL15的速斷裝置。同樣由于沒有經(jīng)臨近單位變電所和聯(lián)絡(luò)線至本變電所高低壓母線的短路數(shù)據(jù)，無法整定計(jì)算和檢驗(yàn)靈敏系數(shù)，也只有從略。3）變電所低壓側(cè)的保護(hù)裝置（a）低壓總開關(guān)采用DW15-4000/3型低壓短路器，三相均裝過流脫扣器，既可以保護(hù)低壓側(cè)的相間短路和過負(fù)荷（利用其長延時(shí)脫扣器），而且可保護(hù)低壓側(cè)單相接地短路。（b）低壓側(cè)所有出線上均采用DZ20型低壓斷路器控制，其瞬時(shí)脫扣器可實(shí)現(xiàn)對(duì)線路短路故障的保護(hù)。對(duì)于中小型工廠供電系統(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)［11。4.2電氣安全、防雷和接地供配電系統(tǒng)進(jìn)行正常運(yùn)行，首先必須保證其安全性，防雷和接地是電氣安全的主要措施。掌握電氣安全、防雷和接地的知識(shí)和理論很重要。電氣安全包括人身安全和設(shè)備安全兩個(gè)方面。人身安全是指電氣從業(yè)人員或其他人員的安全；設(shè)備安全是指包括電氣設(shè)備及其所拖動(dòng)的機(jī)械設(shè)備的安全。電氣安全措施：（1）建立完整的安全管理機(jī)構(gòu)。健全各項(xiàng)安全規(guī)程，并嚴(yán)格執(zhí)行。嚴(yán)格遵循設(shè)計(jì)、安裝規(guī)范。電氣設(shè)備和線路的設(shè)計(jì)、安裝，應(yīng)嚴(yán)格遵循相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)，做到精心設(shè)計(jì)，按圖施工，確保質(zhì)量，絕不留下事故隱患。加強(qiáng)運(yùn)行維護(hù)和檢修試驗(yàn)工作。應(yīng)定期測量在用電氣設(shè)備的絕緣電阻及接地裝置的接地電阻，確保處于合格狀態(tài)；對(duì)安全用具、避雷器、保護(hù)電器，也應(yīng)定期檢查、測試，確保其性能良好工作可靠。按規(guī)定正確使用電氣安全用具。電氣安全用具分絕緣安全用具和防護(hù)安全用具，絕緣安全用具又分為基本安全用具和輔助安全用具兩類。采用安全電壓和符合安全要求的電器。為防止觸電事故而采用的由特定電源供電的電壓系列，稱為安全電壓。普及安全用電知識(shí)當(dāng)電氣設(shè)備、線路處于短路、過載、接觸不良、散熱不良的不正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，其發(fā)熱量增加，溫度升高，容易引起火災(zāi)。在有爆炸性混合物的場合，電火花、電弧還會(huì)引起爆炸，因此要記住以下特點(diǎn)：防火防爆的措施選擇適當(dāng)?shù)碾姎庠O(shè)備及保護(hù)裝置，應(yīng)根據(jù)具體環(huán)境、危險(xiǎn)場所的區(qū)域等級(jí)選用相應(yīng)的防爆電氣設(shè)備和配線方式，所選用的防爆電氣設(shè)備的級(jí)別應(yīng)不低于該爆炸場所內(nèi)爆炸性混合伍的級(jí)別。保持必要的防火間距及良好的通風(fēng)。電氣火災(zāi)的特點(diǎn)著火的電氣設(shè)備可能是帶電的，如不注意可能引起觸電事故。有些電氣設(shè)備(如油浸式變壓器、油斷路器)本身充有大量的油，可能發(fā)生噴油甚至爆炸事故，擴(kuò)大火災(zāi)范圍。電氣失火后應(yīng)首先切斷電源，但有時(shí)為爭取時(shí)間，來不及斷電或因生產(chǎn)需要等原因不允許斷電時(shí)，則需帶電滅火，帶電滅火必須注意以下幾點(diǎn)：選擇適當(dāng)?shù)臏缁鹌?。二氧化碳、四氯化碳、二氟一氯一漠甲烷或十粉滅火器的滅火劑均不?dǎo)電可用于帶電滅火、二氧化碳滅火器使用時(shí)要打開門窗，離火區(qū)2~3m噴射，勿使十冰沾著皮膚，以防凍傷。四氯化碳滅火器滅火藥防止中毒應(yīng)打開門窗，有條件時(shí)最好帶上防毒面具，因?yàn)樗穆然寂c氧氣在熱作用下會(huì)起化學(xué)反應(yīng)，生成有毒的光氣和氯氣不能使用泡沫滅火器，因?yàn)闇缁饎?水溶液)具有一定導(dǎo)電性，而且對(duì)電氣設(shè)備具有腐蝕作用。選擇合適的滅火方法。小范圍帶電滅火，可使用干砂覆蓋。專業(yè)滅火人員用水槍滅火時(shí)，宜采用噴霧水槍，這種水槍通過水柱的泄漏電流較小，帶電滅火比較安全，用普通直流水槍滅火時(shí)為防止泄漏電流流過人體，可將水槍噴嘴接地，也可讓滅火人員穿戴絕緣于套、絕緣靴或穿戴均壓服后進(jìn)行滅火（c）變電所的防雷保護(hù)雷電具有極大的破壞性，其電壓高達(dá)數(shù)百萬伏，瞬間電流可高達(dá)數(shù)十萬安培。由于建筑物往往高出周圍地面很多，很容易受到雷電的侵襲。為了防止或減少雷擊建筑物發(fā)生的人身傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，做好建筑物的防雷是很重要的工作。防雷的設(shè)備主要有接閃器和避雷器，引下線和接地裝置。其中，接閃器就是專門用來接受直接雷擊（雷閃）的金屬物體。接閃器的金屬稱為避雷針。接閃的金屬線稱為避雷線，或稱架空地線，主要用于保護(hù)輸電線路；接閃的金屬帶稱為避雷帶。接閃的金屬網(wǎng)稱為避雷網(wǎng)，主要用于保護(hù)建筑物。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(hù)設(shè)備的絕緣。避雷器應(yīng)與被保護(hù)設(shè)備并聯(lián)，裝在被保護(hù)設(shè)備的電源側(cè)。當(dāng)線路上出現(xiàn)危及設(shè)備絕緣的雷電過電壓時(shí)，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(duì)大地放電，從而保護(hù)了設(shè)備的絕緣。避雷器的型式，主要有閥式和排氣式，金屬氧化物避雷器和保護(hù)間隙［12。圖2單支避雷針的保護(hù)范圍變電所的防雷措施：（1）裝設(shè)避雷針或避雷帶（網(wǎng)），變配電所及其屋外配電裝置，應(yīng)裝設(shè)避雷針以防護(hù)直擊雷。（2）裝設(shè)避雷線，處于峽谷地區(qū)的變配電所，可利用避雷線（架空地線）來防護(hù)直擊雷。裝設(shè)避雷器，用以防止雷電侵入波對(duì)配電所電氣裝置特別是對(duì)主變壓器的危害。5變電所平面布置設(shè)計(jì)及設(shè)計(jì)圖樣5.1變電所平面布置設(shè)計(jì)根據(jù)變電所進(jìn)出線方便的原則，也考慮到擴(kuò)建時(shí)更換大一級(jí)容量變壓器的可能，可確定變電所的位置在化工廠中心位置，且在大路旁，這樣便于變壓器的運(yùn)行、檢修和運(yùn)輸，而且變壓器投入運(yùn)行時(shí)線路損耗最小。本化工廠的平均最高平均氣溫29.2r，變壓器放在室內(nèi)，根據(jù)10kV室內(nèi)變壓器的安裝要求，采用附設(shè)式電力變壓器室布置，并采用窄面推進(jìn)式布置。同時(shí)，儲(chǔ)油柜側(cè)向外，便于帶電巡視。變壓器外殼距門不應(yīng)小于1.0m，距墻不應(yīng)小于0.8m。變壓器的容量是200—630kVA。進(jìn)線方式是高壓電纜進(jìn)線，低壓母線引出。變壓器室結(jié)構(gòu)型式采用敞開式。由于在本設(shè)計(jì)中只采用兩臺(tái)高壓開關(guān)柜，根據(jù)高壓開關(guān)柜的型號(hào)、數(shù)量及其安裝特點(diǎn)，所以高壓室的尺寸可以考慮為4000mm4000mm。其門向外開，寬度為1500mm。設(shè)置兩個(gè)安全出口，并應(yīng)設(shè)在柜的兩端的原則，為了跟變壓器室對(duì)齊，低壓室寬度可以取4000mm。在配電室的兩端各設(shè)一個(gè)門，且門都向外開，利于緊急情況時(shí)，人員外出和處理事故【13。5.2變電所主結(jié)線電路圖圖4變電所主結(jié)線電路圖5.2變電所主結(jié)線電路圖6結(jié)論對(duì)于一個(gè)化工廠而言，合理的供配電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)對(duì)于企業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的合理、安全、有序的運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用。大部分化工廠的車間大部分是一級(jí)、二級(jí)負(fù)荷，如制條車間、紡紗車間等等。一旦出現(xiàn)故障會(huì)對(duì)企業(yè)的運(yùn)行以及人身安全造成重大的危害。所以就對(duì)供配電的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)等指標(biāo)提出了更高的要求。首先，對(duì)全廠的負(fù)荷進(jìn)行系統(tǒng)計(jì)算，為確定供電系統(tǒng)的電力變壓器、各種開關(guān)電器的容量、電力線路的截面和變電所的所址等提供依據(jù)。并且對(duì)其進(jìn)行無功補(bǔ)償，以減少變壓器、電力線路、開關(guān)設(shè)備的功率損耗，從而減少電器元件的規(guī)格，降低它的功率損耗和電壓損耗，減少投資；其次,根據(jù)本廠的實(shí)際情況和經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較電力變壓器，確定變電所的所址、類型以及其主接線方案；然后按符合情況系統(tǒng)地對(duì)廠區(qū)進(jìn)行設(shè)計(jì)，為了校驗(yàn)一次設(shè)備的短路穩(wěn)定度，開關(guān)電器的斷流能力及電流保護(hù)裝置的靈敏度，整定電流速斷保護(hù)裝置的動(dòng)作電流，進(jìn)行短路電流的計(jì)算，進(jìn)而選擇了電力線路和高低壓電氣設(shè)備；最后，確定全廠配電系統(tǒng)的防雷接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)。根據(jù)變電所進(jìn)出線方便的原則，也考慮到擴(kuò)建時(shí)更換大一級(jí)容量變壓器的可能，可確定變電所的位置在化工廠中心位置，且在大路旁，這樣便于變壓器的運(yùn)行、檢修和運(yùn)輸，而且變壓器投入運(yùn)行時(shí)線路損耗最小。本化工廠的平均最高平均氣溫29.2r，變壓器放在室內(nèi)，根據(jù)10kV室內(nèi)變壓器的安裝要求，采用附設(shè)式電力變壓器室