電氣工程課程設(shè)計(jì)-車間動(dòng)力及照明設(shè)計(jì)

電氣工程課程設(shè)計(jì)——車間動(dòng)力及照明設(shè)計(jì)1設(shè)計(jì)任務(wù)1.1設(shè)計(jì)題目車間動(dòng)力及照明設(shè)計(jì)1.2設(shè)計(jì)要求1.計(jì)算低壓配電線路的負(fù)荷以及選擇電纜和導(dǎo)線；2.選擇低壓配電設(shè)備和保護(hù)設(shè)備；3.確定低壓配電線路敷設(shè)方式；4.設(shè)計(jì)防雷與接地裝置等。1.3設(shè)計(jì)依據(jù)1．用電設(shè)備明細(xì)表用電設(shè)備明細(xì)表如圖表1所示。表1用電設(shè)備明細(xì)表序號(hào)設(shè)備名稱(型號(hào))臺(tái)數(shù)設(shè)備容量備注單臺(tái)設(shè)備總?cè)萘?皮帶車床1992普通車床C62045.5223扭頭刨床B66543124立式銑床Z5351995砂輪機(jī)S35L30011.751.756工具磨床M602511.751.757插床B593214.54.58普通車床C620-127.5159普通車床C6301111110弓形鋸床G7211.51.511萬能銑床X62W19912滾齒機(jī)Y381454513普通車床C611001454514龍門刨床B201261707015立式鉆床Z53515.55.516鏜床T681101017搖臂鉆床Z3517.57.518電動(dòng)單梁吊車Q=3噸112.512.519三相墻壁插座91513520通風(fēng)機(jī)1101021照明102.電源條件從本廠25/6kV總降壓站引入，距離400米，6kV，出口容量100MVA，出線定時(shí)限過流保護(hù)，整定時(shí)間為1.0秒，要求供電系統(tǒng)功率因數(shù)在0.9以上，在高壓側(cè)計(jì)量。3.負(fù)荷等級(jí)車間負(fù)荷采用三級(jí)負(fù)荷。車間變電所負(fù)荷計(jì)算2.1車間負(fù)荷計(jì)算1.電力系統(tǒng)負(fù)荷計(jì)算的目的用電設(shè)備按其工作制，可分為長期連續(xù)工作制、短時(shí)工作制和反復(fù)短時(shí)工作制三類。各用電設(shè)備電力負(fù)荷的大小也有很大的差別。為了確定供電系統(tǒng)中各個(gè)環(huán)節(jié)的電力負(fù)荷大小，正確地選擇供電系統(tǒng)中的各個(gè)元件，有必要對(duì)電力負(fù)荷進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算。通過負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算求出的，用來按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)中各組成元件的負(fù)荷值，稱為計(jì)算負(fù)荷。計(jì)算負(fù)荷是供電設(shè)計(jì)的基本依據(jù)。計(jì)算負(fù)荷確定得是否合理，直接影響到電器和導(dǎo)線的選擇是否經(jīng)濟(jì)合理。如果計(jì)算負(fù)荷確定過大，將使電器容量和導(dǎo)線截面選得過大，造成投資和有色金屬的浪費(fèi)；如計(jì)算負(fù)荷確定過小，又將使電器和導(dǎo)線運(yùn)行時(shí)增加電能損耗，并產(chǎn)生過熱，引起絕緣過早老化，甚至燒毀，以致發(fā)生事故，同樣給國家造成損失。由此可見，正確確定計(jì)算負(fù)荷具有很大意義。但是由于負(fù)荷情況復(fù)雜，影響計(jì)算負(fù)荷的因素很多，雖然各類負(fù)荷的變化有一定的規(guī)律可循，但很難準(zhǔn)確地確定計(jì)算負(fù)荷的大小。實(shí)際上，負(fù)荷也不是一成不變的。因此，負(fù)荷計(jì)算只能力求切合實(shí)際，相對(duì)合理。2.電力系統(tǒng)計(jì)算負(fù)荷的方法目前普遍采用的確定用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的方法有需要系數(shù)法和二項(xiàng)式法。需要系數(shù)法簡單方便，較適用于用電設(shè)備臺(tái)數(shù)較多，各臺(tái)設(shè)備容量相差不大的情況。二項(xiàng)式法局限較大，應(yīng)用于確定設(shè)備臺(tái)數(shù)較少而容量差別較大的情況。因此，此本次設(shè)計(jì)采用需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷。下面將需要系數(shù)法參數(shù)作簡單介紹。用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷????：指用電設(shè)備組從供電系統(tǒng)中取用的半小時(shí)最大負(fù)荷。用電設(shè)備組的設(shè)備容量????：指用電設(shè)備組的所有設(shè)備（不包括備用設(shè)備）的額定容量????之和，即Ps=∑PN。需要系數(shù)??????：用電設(shè)備在最大負(fù)荷時(shí)需要的有功功率與其設(shè)備容量的比值。由于用電設(shè)備組的多數(shù)設(shè)備實(shí)際上不一定都同時(shí)運(yùn)行，運(yùn)行的設(shè)備又不太可能都滿負(fù)荷，另外設(shè)備和配電線路都有有功功率損耗，所以用電設(shè)備的有功計(jì)算負(fù)荷應(yīng)為：????=??????????。3.該車間計(jì)算負(fù)荷計(jì)算經(jīng)查閱資料，用電設(shè)備明細(xì)表中設(shè)備序號(hào)1至設(shè)備序號(hào)17所列的各種機(jī)床可以為視為大批和流水作業(yè)生產(chǎn)的冷加工機(jī)床電動(dòng)機(jī)。取??????1=0.25tan??1=1.73對(duì)于電動(dòng)單梁吊車，有其中，????=40%，取??????2=0.3tan??2=1.73對(duì)于三相墻壁插座，通風(fēng)機(jī)，照明這三類設(shè)備，取??????3=1tan??3=0計(jì)算過程如下：1)冷加工機(jī)床：總?cè)萘浚????1=9+22+12+9+1.75+1.75+4.5+15+11+1.5+9+45+45+70+5.5+10+7.5=279.5kW有功計(jì)算負(fù)荷：????1=??????1×????1=0.25×279.5=69.875????無功計(jì)算負(fù)荷：????1=????1tan??1=69.875×1.73=120.884????????2)電動(dòng)單梁吊車:總?cè)萘浚河泄τ?jì)算負(fù)荷：????2=??????2×????2=0.3×15.81=4.743????無功計(jì)算負(fù)荷：????2=????2tan??2=4.74×1.73=8.200????????3)三相墻壁插座，通風(fēng)機(jī)與照明：總?cè)萘浚????3=135+10+10=155????有功計(jì)算負(fù)荷：????3=??????3×????3=1×155=155????無功計(jì)算負(fù)荷：????3=????3tan??3=0????????取有功計(jì)算負(fù)荷同時(shí)系數(shù)??Σ=0.9，無功計(jì)算負(fù)荷同時(shí)系數(shù)??Σ=0.95。求得車間總的計(jì)算負(fù)荷：????=??Σ×（????1+????2+????3）=0.9×（69.875+4.743+155）=206.6????????=??Σ×（????1+????2+????3）=0.95×(120.884+8.200）=129.08????????視在計(jì)算負(fù)荷：功率因數(shù)：無功補(bǔ)償計(jì)算1.無功補(bǔ)償?shù)哪康淖冸娝臒o功功率補(bǔ)償?shù)哪康氖菫榱藴p小通過變壓器、線路和開關(guān)的無功功率，從而減小這些元件的規(guī)格，降低變壓器、線路的功率損耗和電壓損耗。變電所功率因數(shù)降低是由于有大量的感應(yīng)電機(jī)、電焊機(jī)、電弧爐及氣體放電燈等感性負(fù)荷，如在充分發(fā)揮設(shè)備潛力、改善設(shè)備運(yùn)行性能、提高其自然功率因數(shù)的情況下，尚達(dá)不到工廠規(guī)定的功率因數(shù)要求時(shí)，則考慮人工補(bǔ)償。在變壓器低壓側(cè)裝設(shè)了無功補(bǔ)償裝置后，由于低壓側(cè)總的視在計(jì)算負(fù)荷減小，從而可使變電所主變壓器的容量選擇得小一些。這不僅降低了變電所的初投資，而且可減少工廠的電費(fèi)開支。2.無功補(bǔ)償?shù)姆椒坝?jì)算變電所普遍采用并聯(lián)電容器來補(bǔ)償供電系統(tǒng)中的無功功率。它一般分為三種：高壓集中補(bǔ)償、低壓集中補(bǔ)償、低壓分散補(bǔ)償。在2.1節(jié)中，求得用電設(shè)備的功率因數(shù)cos??=0.848<0.9，考慮到變壓器本身的無功功率損耗QT遠(yuǎn)大于其有功功率損耗PT，一般QT(4~5)PT，因此在變壓器低壓側(cè)進(jìn)行無功補(bǔ)償時(shí)，低壓側(cè)補(bǔ)償后的功率因數(shù)應(yīng)略高于0.90。因此需要功率補(bǔ)償，下面給出功率補(bǔ)償?shù)挠?jì)算。用電設(shè)備功率因數(shù)應(yīng)略大于0.9。取功率因數(shù)：cos??′=0.95????=????(tan???tan??′)=50.78????????補(bǔ)償后總的視在功率為：車間變電所系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1變電所主變壓器臺(tái)數(shù)和容量確定變壓器是車間變電所當(dāng)中重要的關(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)資金都具有非常重要的意義,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)。1.主變壓器臺(tái)數(shù)確定原則對(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。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。如果單相負(fù)荷使變壓器三相負(fù)荷的不平衡率超過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)量及燈泡壽命時(shí),可考慮設(shè)置照明專用的變壓器。如果沖擊性負(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。考慮到本車間負(fù)荷只有三級(jí)負(fù)荷并且負(fù)荷較少，一臺(tái)變壓器足以滿足生產(chǎn)需要，故選用1臺(tái)變壓器即可。2.變壓器容量確定原則變壓器容量應(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)荷率一般取85%左右；對(duì)于晝夜或季節(jié)性波動(dòng)較大的負(fù)荷供電的變壓器,其容量與臺(tái)數(shù)應(yīng)考慮運(yùn)行合理，并可以在高峰時(shí)適當(dāng)過載運(yùn)行；對(duì)短時(shí)負(fù)荷供電的變壓器要充分利用其過載能力。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)能保證全部一級(jí)負(fù)荷及大部分二級(jí)負(fù)荷的用電。變壓器的容量還應(yīng)根據(jù)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流或其它負(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，低壓電器元件允許，運(yùn)行亦合理時(shí)，也可選用更大容量的變壓器。該車間主變壓器容量計(jì)算由2.1知，補(bǔ)償后變電所低壓側(cè)的有功計(jì)算負(fù)荷為：????=??Σ×（????1+????2+????3）=206.6????由2.2知，補(bǔ)償后變電所低壓側(cè)的無功計(jì)算負(fù)荷為：?????????=129.08?50.78=78.3????????由2.2知，補(bǔ)償后變電所低壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷為：變壓器的功率損耗為：?????≈0.015????′=0.015×220.94=3.31????變電所高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為變壓器的選型基于以上關(guān)于變壓器選型的討論和計(jì)算，選擇型號(hào)為S11-250/10低損耗節(jié)能變壓器。高壓：10(6、6.3、10、10.5、11)，低壓：0.4kV聯(lián)結(jié)組：Y????0或D????11，調(diào)壓范圍：±5%或±2×2.5%。其參數(shù)如表2所示。表2S11-250/10變壓器規(guī)格表產(chǎn)品型號(hào)額定容量(kVA)損耗(W)空載電流(%)重量(kg)軌距（mm）外形尺寸（mm）空載負(fù)載器身重油重總重S11-250/1025039530500.866520010506601240×690×14403.2車間變電所的所址和型式1.變電所的位置選擇原則變電所的位置應(yīng)盡可能接近負(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?？紤]電源的進(jìn)線方向，偏向電源側(cè)。進(jìn)出線方便。不應(yīng)妨礙企業(yè)的發(fā)展，要考慮擴(kuò)建的可能行。設(shè)備運(yùn)輸方便。盡量避開有腐蝕性氣體和污穢的地段，如無法避免，則應(yīng)位于污源的上風(fēng)側(cè)。變電所屋外配電裝置與其他建筑物、構(gòu)筑物之間的防火間距符合規(guī)定。變電所建筑物、變壓器及屋外配電裝置應(yīng)與附近的冷卻塔或噴水池之間的距離負(fù)荷規(guī)定。不應(yīng)設(shè)在地勢低洼和可能積水的場所。高壓配電所應(yīng)盡量與臨近車間變電所或有大量高壓用電設(shè)備的廠房合建在一起。變電所的位置選擇應(yīng)根據(jù)選擇原則，經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較后確定。根據(jù)接近負(fù)荷中心，偏向電源側(cè)的選擇方法。2.車間變電所主要類型車間附設(shè)變電所，內(nèi)附式變電所要占用一定的車間面積，但其在車間內(nèi)部，故對(duì)車間外觀沒有影響。外附式變電所在車間的外部，不占用車間面積，便于車間設(shè)備的布置，而且安全性也比內(nèi)附式變電所要高一些。車間內(nèi)變電所變配電所有屋內(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)選用屋內(nèi)式。由于屋內(nèi)式優(yōu)點(diǎn)眾多且條件符合，故本設(shè)計(jì)采用屋內(nèi)式。3.3車間變電所主接線方案設(shè)計(jì)1.變電所主接線方案的確定原則變配電所的主接線，應(yīng)根據(jù)變配電所在供電系統(tǒng)中的地位、進(jìn)出線回路數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)及負(fù)荷性質(zhì)等條件決定，并應(yīng)滿足安全、可靠、靈活和經(jīng)濟(jì)等要求。1)安全性在高壓斷路器的電源側(cè)及可能反饋電能的另一側(cè)，必須裝設(shè)高壓隔離開關(guān)。在低壓短路器的電源側(cè)及可能反饋電能的另一側(cè)，必須裝低壓刀開關(guān)；在裝設(shè)高壓熔斷器和負(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)。2)可靠性變電所的主結(jié)線方案，必須與其負(fù)荷級(jí)別相適應(yīng)。對(duì)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6kv及以上專用架空線或電纜供電。其中采用電纜供電時(shí),應(yīng)采用兩根電纜組成的線路,且每根電纜應(yīng)承受100%的二級(jí)負(fù)荷；變電所低壓側(cè)的總開關(guān)，宜采用低壓斷路器，當(dāng)有繼電器保護(hù)或自動(dòng)切換電源要求時(shí)，低壓側(cè)總開關(guān)和低壓側(cè)母線分段開關(guān)，均應(yīng)采用低壓斷路器；變電所的非專用電源進(jìn)線側(cè),應(yīng)裝設(shè)帶短路保護(hù)的斷路器或負(fù)荷開關(guān).當(dāng)雙電源供多個(gè)變電所時(shí),宜采用環(huán)網(wǎng)供電方式。3)靈活性變配電所的高低壓母線，一般采用母線或單母線分段結(jié)構(gòu)；需帶負(fù)荷切換主變壓器的變電所，高壓側(cè)應(yīng)裝設(shè)高壓斷路電器高壓負(fù)荷開關(guān)；主接線方案應(yīng)與變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求適應(yīng)。4)經(jīng)濟(jì)性主結(jié)線方案應(yīng)力求簡單，采用的一次設(shè)備特別是高壓斷路器應(yīng)較少或不用斷路器的接線；變配電所的電器設(shè)備應(yīng)選用技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)適用的節(jié)能產(chǎn)品，不得選用國家明令淘汰的產(chǎn)品；中小工廠變電所一般采用高壓少油斷路器；在需要頻繁操做的場合，則采用真空斷路器或SF6斷路器；工廠的電源進(jìn)線上應(yīng)裝設(shè)專用的計(jì)量柜，其中的電流、電壓互感器只供計(jì)費(fèi)的電度表用；根據(jù)所選車間變壓器的容量、按裝地點(diǎn)、進(jìn)線方式、本車間及需轉(zhuǎn)供負(fù)荷及出線路數(shù)等，確定變電所主接線。2.變電所的主接線方式供配電系統(tǒng)變電所常用的主接線的基本形式有線路—變壓器組接線、單母線接線、和橋式接線三種。由于主接線對(duì)變電所設(shè)備選擇和布置，運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，繼電保護(hù)和控制方式都有密切聯(lián)系，所以是供電設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)。一般來說，變電所的主接線方式有以下兩種。一次側(cè)采用內(nèi)橋式接線，二次側(cè)采用單母線分段的總降壓變電所。主電路圖如圖1(a)所示，這種主接線多用于電路路線較長且容易發(fā)生故障和停電檢修機(jī)會(huì)較多、并且變電所的主變壓器不需要經(jīng)常切換的總降壓變電所。一次側(cè)采用外橋式接線，二次側(cè)采用單母線分段的總降壓變電所。主電路圖如圖1(b)所示，這種主接線的運(yùn)行靈活性較好，供電可靠性也較高。圖1橋型接線方式本次設(shè)計(jì)車間變電所負(fù)荷變動(dòng)較小，電源進(jìn)線較長，主變壓器不需要經(jīng)常切換，另外考慮到本廠未來5到10年內(nèi)的長遠(yuǎn)發(fā)展與規(guī)劃，故采用一次內(nèi)側(cè)橋式接線、二次側(cè)采用單母線分段的總降壓變電所的主接線方式。3.4短路電流的計(jì)算1.短路電流概述供電系統(tǒng)要求正常的不斷的可靠供電，以保證工廠生產(chǎn)和生活的正常進(jìn)行。但是供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行常常因?yàn)榘l(fā)生短路而受到破壞。短路就是供電系統(tǒng)中一相載流導(dǎo)體接地或相互接觸并產(chǎn)生超出規(guī)定值的大電流。供電系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，電流可達(dá)幾萬至幾十萬。如此巨大的電流將產(chǎn)生強(qiáng)烈的力和熱效應(yīng)，造成對(duì)設(shè)備和人身的嚴(yán)重傷害和威脅。2.造成短路原因及短路類型造成短路的主要原因，是電氣設(shè)備載流部分的絕緣損壞，誤操作、雷擊或過電壓擊穿。由于誤操作產(chǎn)生的故障約占全部故障的70%。絕緣自然老化或由于設(shè)備本身不合格、絕緣強(qiáng)度不夠而被正常電壓擊穿，或設(shè)備絕緣正常而被過電壓擊穿，或者是設(shè)備絕緣受外力損傷而造成短路。工作人員由于未遵守安全操作規(guī)則而發(fā)生誤操作，也可造成短路。鳥獸跨越在裸露的相線之間，或者咬壞設(shè)備導(dǎo)線電纜的絕緣，也是導(dǎo)致短路的一個(gè)原因。供電系統(tǒng)中短路的類型與其電源的中性點(diǎn)是否接地有關(guān)，可分為三相短路、兩相短路、單相短路和兩相接地短路，為了選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備、載流導(dǎo)體和整定供電系統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置，所以要計(jì)算三相短路電流。在校驗(yàn)繼電保護(hù)裝置的靈敏度是要計(jì)算不對(duì)稱短路的短路電流值。校驗(yàn)電氣設(shè)備及載流導(dǎo)體的動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定，要用到短路沖擊電流、穩(wěn)態(tài)短路電流、短路容量。短路后，短路電流要比正常電流大得多；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(duì)供電系統(tǒng)產(chǎn)生極大的危害，即當(dāng)它通過電氣設(shè)備時(shí)，設(shè)備集聚升溫，過熱會(huì)使絕緣老化或損壞，同時(shí)產(chǎn)生很大的電動(dòng)力，使設(shè)備的載流部分變形或損壞，選用設(shè)備時(shí)要考慮它們對(duì)短路電流的穩(wěn)定。短路電流在線上產(chǎn)生很大的壓降，離短路點(diǎn)越近的母線，電壓下降越厲害，從而影響與母線連接的電動(dòng)機(jī)或其他的設(shè)備的正常的運(yùn)行。4.短路電流的計(jì)算由以上討論和分析可知，短路的后果是非常嚴(yán)重的，因此必須盡力設(shè)法消除可能引起短路的一切因素；同時(shí)需要進(jìn)行短路計(jì)算。短路計(jì)算的目的就是為了正確的選擇電氣設(shè)備，使設(shè)備具有足夠的動(dòng)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，以保證在發(fā)生可能有的最大短路電流時(shí)不致?lián)p壞。為了切除短路故障的開關(guān)電器、整定短路保護(hù)的繼電器保護(hù)裝置和選擇限制短路電流的元件（如電抗器）等，也必須計(jì)算短路電流。選擇設(shè)備時(shí)，需要知道通過該設(shè)備最大可能的三相短路電流。因此要按最大運(yùn)行方式計(jì)算短路電流；當(dāng)校驗(yàn)繼電保護(hù)裝置的靈敏度時(shí)，又需要知道最小短路電流時(shí)靈敏系數(shù)是否合格，所以要算出最小運(yùn)行狀態(tài)下的最小短路電流。下面給出短路電流的計(jì)算，計(jì)算電路圖如圖2所示。圖2短路電流計(jì)算圖確定基準(zhǔn)值取Sd=100MVAUav1=10.5kVUav2=0.4kV計(jì)算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)幺值電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值:電纜的電抗標(biāo)幺值：取????=0.04Ω?????，則：X2?=0.04×0.4×100/10.52=0.015電力變壓器的電抗標(biāo)幺值由選取的變壓器型號(hào)為????%=4.0，因此：求d1、d2點(diǎn)的短路電路總電抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量總電抗標(biāo)幺值:三項(xiàng)短路電流周期分量有效值:其他三相短路電流:Id1``(3)=Id1(3)=5.42KAi3sh1=1.84×Id1``(3)=1.84×5.42=9.97KA Ish13 =1.09×Id1``(3)=1.09×5.42=5.91KAId2``(3)=151.90KAi3sh2=1.84×Id2``(3)=1.84×151.90=274.5KA三相短路容量:3.5變電所一次設(shè)備的選擇1.一次設(shè)備選擇的要求各種電氣設(shè)備的功能盡管不同，但都在供電系統(tǒng)中工作，所以在選擇時(shí)必然有相同的基本要求。在正常工作時(shí)，必須保證工作安全、運(yùn)行維護(hù)方便，投資經(jīng)濟(jì)合理。在短路的情況下，能滿足力穩(wěn)定和熱穩(wěn)定的要求。按正常的工作條件，選擇時(shí)要根據(jù)以下的幾個(gè)方面：對(duì)環(huán)境。產(chǎn)品制造時(shí)分戶內(nèi)和戶外型，戶外的設(shè)備工作條件較差，選擇時(shí)要注意。對(duì)電壓。選擇設(shè)備時(shí)應(yīng)使裝設(shè)時(shí)應(yīng)使裝設(shè)地點(diǎn)的電路額定電壓小于或等于設(shè)備的額定電壓。對(duì)電流。電氣設(shè)備銘牌上給的額定電流是指周圍空氣溫度為某個(gè)值時(shí)電氣設(shè)備長期允許通過的電流。2.一次設(shè)備校驗(yàn)應(yīng)滿足的條件設(shè)備的額定電壓應(yīng)不小于裝置地點(diǎn)的額定電壓。設(shè)備的額定電流應(yīng)不小于通過設(shè)備的計(jì)算電流。設(shè)備的最大開斷電流（或功率）應(yīng)不小于它可能開斷的最大電流（或功率）。3.一次設(shè)備的選擇1)進(jìn)線開關(guān)柜的選擇選擇GG-1A（F）-07作為進(jìn)線開關(guān)柜，其校驗(yàn)如下：①高壓隔離開關(guān)（GN8-10/200）的校驗(yàn)：????=10KV滿足要求,????=200A滿足要求斷流能力：??????=16KA>Id=5.57KA滿足要求。動(dòng)穩(wěn)定度：imax=25.5KA>ish(3)=19.48KA滿足要求。熱穩(wěn)定度：It2t=(10KA)2×5=500KA>I(3)T??????=7.642×2.25=131KA滿足要求。其中，It為設(shè)備的t秒熱穩(wěn)定電流（KA），t為設(shè)備的熱穩(wěn)定實(shí)驗(yàn)時(shí)間，T??????為短路假象時(shí)間（s）T??????=t??+0.05s,????=??????+??????=2+0.25=2.25②高壓斷路器（SN10-10/630）的校驗(yàn)：額定電壓：????=10KV滿足要求。額定電流：IN=630A>I30=41.15A滿足要求斷流能力：Ioc=16KA>Ik=7.64KA滿足要求.動(dòng)穩(wěn)定度：imax=40KA>ish(3)=19.48KA滿足要求熱穩(wěn)定度：It2t=(16KA)2×2=512KA>Ik(3)2tima=7.642×2.25=131KA滿足要求③電流互感器（LQJ-10）的校驗(yàn)：額定電壓：UN=10KV滿足要求額定電流：IN=100A>I30=41.15A滿足要求動(dòng)穩(wěn)定度：Kes21/2I1N=225×21/2×0.1=31.8KA>ish(3)=19.48KA滿足要求。熱穩(wěn)定度：（KiI1N）2t=(90×0.1)2×2=162>I∞(3)2tima=131KA滿足要求。校驗(yàn)結(jié)果列表如下：表3GG-1A（F）-07進(jìn)線開關(guān)柜校驗(yàn)結(jié)果表選擇校驗(yàn)項(xiàng)目裝設(shè)地點(diǎn)數(shù)據(jù)設(shè)備的型號(hào)規(guī)格參數(shù)數(shù)據(jù)參數(shù)高壓斷路器高壓隔離開關(guān)電流互感器SN-1010/630GN8-10/200LQJ-10,100/5電壓UN10KVUN10KV10KV10KV電流I3041.15AIN630A200A100/5A斷流能力IK7.64KAIOC16KA動(dòng)穩(wěn)定ish19.48KAimax40KA25.531.8KA熱穩(wěn)定I∞2tima131KAIt2t512500162結(jié)論合格合格合格2)選GG-1A（F）-54作為互感器柜其器件有：GN8-10/200RN2-10/0.5JDZ-10FS4-10其校驗(yàn)方法與上同，可列表格如下：表4GG-1A（F）-54互感器柜校驗(yàn)結(jié)果表選擇校驗(yàn)項(xiàng)目裝設(shè)地點(diǎn)數(shù)據(jù)設(shè)備的型號(hào)規(guī)格參數(shù)數(shù)據(jù)參數(shù)高壓隔離開關(guān)高壓熔斷器電壓互感器避雷器GN8-10/20RN2-10/0.5JDZ-10FS4-10電壓UN10KVUN10KV10KV10KV10KV電流I3041.15AIN200A0.5A斷流能力IK7.64KAIOC16KA50KA動(dòng)穩(wěn)定ish19.48Aimax25.5KA熱穩(wěn)定I∞2tima131KAIt2t500結(jié)論合格合格合格合格3)選GG-1A(J)-03作為計(jì)量柜其器件為：GN6-10/200RN2-10/0.5JDZ-10校驗(yàn)表格如下：表5GG-1A（J）-03計(jì)量柜校驗(yàn)結(jié)果表選擇校驗(yàn)項(xiàng)目裝設(shè)地點(diǎn)數(shù)據(jù)設(shè)備的型號(hào)規(guī)格參數(shù)數(shù)據(jù)參數(shù)數(shù)據(jù)GN6-10/200RN2-10/0.5電壓UN10KV電壓UN10KV電壓電流I3041.15A電流I3041.15A電流斷流能力IK7.64KA斷流能力IK7.64KA斷流能力動(dòng)穩(wěn)定ish19.48KA動(dòng)穩(wěn)定ish19.48KA動(dòng)穩(wěn)定熱穩(wěn)定I∞2tima131熱穩(wěn)定I∞2tima131熱穩(wěn)定結(jié)論合格合格結(jié)論4)選PGL-2-05（A）作為低壓出線柜其器件為：HD13-1500/30DW15-1500/3LMZJ1-0.5,1500/5校驗(yàn)表格如下：表6PGL-2-05（A）低壓出線柜校驗(yàn)結(jié)果表選擇校驗(yàn)項(xiàng)目裝設(shè)地點(diǎn)數(shù)據(jù)設(shè)備的型號(hào)規(guī)格參數(shù)數(shù)據(jù)參數(shù)數(shù)據(jù)HD13-1500/30DW15-1500/3電壓UN380V電壓UN380V電壓電流I301044A電流I301044A電流斷流能力IK16KA斷流能力IK16KA斷流能力結(jié)論合格合格結(jié)論3.6電纜型號(hào)與敷設(shè)方式選擇1.導(dǎo)線電纜的選擇條件為了保證供電系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行，對(duì)導(dǎo)線和電纜截面進(jìn)行選擇時(shí)必須滿足下列條件。1)發(fā)熱條件導(dǎo)線和電纜(包括母線)在通過正常最大負(fù)荷電流即線路計(jì)算電流時(shí)產(chǎn)生的發(fā)熱溫度，不應(yīng)超過其正常運(yùn)行時(shí)的最高允許溫度。2)電壓損耗條件導(dǎo)線和電纜在通過正常最大負(fù)荷電流即線路計(jì)算電流時(shí)產(chǎn)生的電壓損耗，不應(yīng)超過其正常運(yùn)行時(shí)允許的電壓損耗。對(duì)于工廠內(nèi)較短的高壓線路，可不進(jìn)行電壓損耗校驗(yàn)。3)經(jīng)濟(jì)電流密度35KV及以上的高壓線路及電壓在35KV以下,但距離長電流大的線路，其導(dǎo)線和電纜截面宜按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇，以使線路的年費(fèi)用支出最小。所選截面，稱為“經(jīng)濟(jì)截面”。此種選擇原則，稱為“年費(fèi)用支出最小”原則。工廠內(nèi)的10KV及以下線路，通常不按此原則選擇。4)機(jī)械強(qiáng)度導(dǎo)線（包括裸線和絕緣導(dǎo)線）截面不應(yīng)小于其最小允許截面。對(duì)于電纜，不必校驗(yàn)其機(jī)械強(qiáng)度，但需校驗(yàn)其短路熱穩(wěn)定度。母線也應(yīng)校驗(yàn)短路時(shí)的穩(wěn)定度。對(duì)于絕緣導(dǎo)線和電纜，還應(yīng)滿足工作電壓的要求。一般對(duì)高壓線路，常按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇，用其他三種方法校驗(yàn)。對(duì)10KV及以下高壓線路及低壓動(dòng)力線路，通常先按發(fā)熱條件來選擇截面，再由電壓損耗和機(jī)械強(qiáng)度校驗(yàn)。對(duì)低壓架空線路，常按長時(shí)允許電流選擇，其余校驗(yàn)。對(duì)低壓照明線路，因其對(duì)電壓水平要求較高，因此通常先按允許電壓損耗進(jìn)行選擇，再發(fā)熱條件和機(jī)械強(qiáng)度進(jìn)行校驗(yàn)。對(duì)長距離大電流及35KV以上的高壓線路，則可先按經(jīng)濟(jì)電流密度確定經(jīng)濟(jì)截面，再校驗(yàn)其它條件。高低壓一次設(shè)備選擇原則：根據(jù)以上負(fù)荷計(jì)算和短路電流計(jì)算選擇高低壓一次設(shè)備。2電纜型號(hào)選擇為了保證供電的可靠性，選用雙回路供電線路，每回供電線路計(jì)算負(fù)荷：計(jì)算變壓器的損耗：先按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇電纜經(jīng)濟(jì)截面。設(shè)定該車間的年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為6000h，查表可得銅芯導(dǎo)線的經(jīng)濟(jì)電流密度??????=2.0A/????2，又，所以可得經(jīng)濟(jì)截面：查表后決定選用VV22-6系列電纜，這是一種聚氯乙烯絕緣銅芯細(xì)鋼絲鎧裝聚氯乙烯保護(hù)套電纜，可以敷設(shè)在室內(nèi)，地下，隧道，豎井中，能承受機(jī)械外力和拉力，足以滿足本次設(shè)計(jì)的需要。其參數(shù)如圖表7所示。表7VV22-6試驗(yàn)參數(shù)序號(hào)項(xiàng)目單位技術(shù)指標(biāo)1導(dǎo)體直流電阻(20℃)Ω/km符合GB/T3956-2008規(guī)定2交流電壓試驗(yàn)kV/min3.5/5,不擊穿34小時(shí)交流電壓試驗(yàn)(4U0）kV2.4,不擊穿420℃絕緣電阻常數(shù)KiMΩ.km570℃絕緣電阻常數(shù)KiMΩ.km6絕緣機(jī)械物理性能老化前抗張強(qiáng)度N/mm2斷裂伸長率%≥150老化后抗張強(qiáng)度N/mm2≥12.5斷裂伸長率%≥150抗張強(qiáng)度變化率%≤±25斷裂伸長率變化率%≤±257聚氯乙烯絕緣高溫壓力試驗(yàn)試驗(yàn)溫度(偏差±2℃)℃80壓痕深度最大%508聚氯乙烯絕緣低溫試驗(yàn)聚氯乙烯絕緣卷繞試驗(yàn)－不開裂聚氯乙烯絕緣拉伸試驗(yàn)%≥20聚氯乙烯絕緣沖擊試驗(yàn)－不開裂9聚氯乙烯絕緣抗開裂試驗(yàn)－不開裂10護(hù)套機(jī)械物理性能老化前抗張強(qiáng)度N/mm2≥12.5斷裂伸長率%≥150老化后抗張強(qiáng)度N/mm2≥12.5抗張強(qiáng)度變化率%≤±25斷裂伸長率%≥150斷裂伸長率變化率%≤±2511聚氯乙烯護(hù)套高溫壓力試驗(yàn)試驗(yàn)溫度(偏差±2℃)℃80壓痕深度最大%5012聚氯乙烯護(hù)套低溫試驗(yàn)聚氯乙烯護(hù)套卷繞試驗(yàn)－不開裂聚氯乙烯護(hù)套拉伸試驗(yàn)%≥20聚氯乙烯護(hù)套沖擊試驗(yàn)－不開裂13聚氯乙烯護(hù)套抗開裂試驗(yàn)－不開裂14聚氯乙烯護(hù)套的不延燃試驗(yàn)－通過其參數(shù)為????=0.226Ω?????，????=0.06Ω?????。6kV線路的功率損耗：Δ????=3??302??????=3×6.602×0.226×0.4=11.81WΔ????=3??302??????=3×6.602×0.06×0.4=3.14??????線路首段功率：二次回路與繼電保護(hù)4.1二次回路方案的選擇1.二次回路的定義與分類工廠供電系統(tǒng)或工廠變配電所的二次回路，是指用來控制、指示、監(jiān)視和保護(hù)一次電路運(yùn)行的電路，包括控制系統(tǒng)、的二次回路，是指用來控制、指示、監(jiān)視和保護(hù)一次電路運(yùn)行的電路，包括控系統(tǒng)信號(hào)系統(tǒng)、監(jiān)測系統(tǒng)及繼電器保護(hù)和自動(dòng)化系統(tǒng)等。其也稱為二次系統(tǒng)。二次回路按電源性質(zhì)分可分為直流電源電路和交流電源回路。交流回路又可分為交流電流回路和交流電壓回路。交流電流回路由電流互感器供電，交流電壓回路由電壓互感器供電。二次回路按其用途分，有斷路控制回路、信號(hào)回路、測量回路、繼電器保護(hù)和自動(dòng)裝置回路等。2．二次回路的意義供電系統(tǒng)在運(yùn)行中，由于絕緣老化，機(jī)械損傷和外界的某些影響，可能發(fā)生故障和不正常工作狀態(tài)。引起電流增大，電壓頻率降低或升高，使供電系統(tǒng)的正常工作遭到破壞，嚴(yán)重影響生產(chǎn)，甚至造成巨大損失。為了防止事故的擴(kuò)大，保證非故障部分仍能可靠地供電，必須盡快切除故障，靠運(yùn)行人員來發(fā)現(xiàn)并切除故障是無法滿足要求的，只有借助于設(shè)備上具有自動(dòng)保護(hù)作用的繼電保護(hù)裝置來實(shí)現(xiàn)快速切斷。對(duì)于危害不大的不正常工作狀態(tài)也可由繼電保護(hù)裝置發(fā)出信號(hào)。為了提高供電系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，繼電保護(hù)裝置必須具備快速性、選擇性、靈敏性和可靠性。4.2二次回路方案的選擇與繼電保護(hù)的整定1.高壓斷路器的操動(dòng)機(jī)構(gòu)控制與信號(hào)回路斷路器采用手力操動(dòng)機(jī)構(gòu)，其控制與信號(hào)回路如圖3所示：WC—控制小母線WS—信號(hào)小母線GN—綠色指示燈R1、R2—限流電阻YR—脫扣器KA—保護(hù)裝置QF1∽6—斷路器輔助觸點(diǎn)斷路器采用手力操動(dòng)機(jī)構(gòu)，其控制與信號(hào)回路如圖3所示：圖3手力操動(dòng)的斷路器控制與信號(hào)回路2.變電所的電能計(jì)量回路變電所高壓側(cè)裝設(shè)專用計(jì)量柜，裝設(shè)三相有功電鍍表和無功電度表，分別計(jì)量全廠消耗的有功電能和無功電能。3.變電所的測量和絕緣監(jiān)察回路變電所高壓側(cè)裝有電壓互感器—避雷器柜，其中電壓互感器為3個(gè)JDZJ—10型，組成Y0/Y0/△（開口三角形）的接線，用以實(shí)現(xiàn)電壓測量和絕緣監(jiān)察。4.主變壓器的保護(hù)裝置對(duì)電力變壓器的下列故障及異常運(yùn)行的方式，應(yīng)裝設(shè)相應(yīng)的保護(hù)裝置：繞組及其出線的相間短路和在中性點(diǎn)直接接地的單相接地保護(hù)。繞組的乍間短路。外部相間短路引起的過電流。中性點(diǎn)直接接地電力網(wǎng)中外部接地短路引起的過電流及中性點(diǎn)過電壓。過負(fù)荷。油面降低。變壓器溫度升高或油箱壓力升高或冷卻系統(tǒng)故障。5.裝設(shè)瓦斯保護(hù)瓦斯保護(hù)又稱為氣體繼電保護(hù)，是保護(hù)油浸式電力變壓器內(nèi)部故障的一種基本的保護(hù)裝置。它裝設(shè)在變壓器的油箱與油枕之間的連通管上，當(dāng)變壓器油箱內(nèi)故障產(chǎn)生輕微故障時(shí)，就會(huì)發(fā)生“輕瓦斯”動(dòng)作。當(dāng)變壓器的油箱內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)，由故障產(chǎn)生的氣體很多，帶動(dòng)油迅速地由變壓器油箱通過連通管進(jìn)入油枕，這時(shí)下觸點(diǎn)接通跳閘回路，使斷路器跳閘，這稱為“重瓦斯動(dòng)作”。6.裝設(shè)定時(shí)限過電流保護(hù)采用GL15型感應(yīng)式過電流繼電器作啟動(dòng)繼電器，兩相兩繼電器式接線,電流互感變比為100/5A。利用下式Iop=KrelKwIl.max/KreKi其中Krel=1.3，Kw=1,Kre=0.8,Ki=20，Il.max=2I1N.T=115A因此動(dòng)作電流為:Iop=1.3×1×115A/0.8×20=9.3A整定為10A，動(dòng)作時(shí)限Top整定為0.5s過電流保護(hù)靈敏系數(shù)檢驗(yàn):SP=1×0.866×3060A/20×10A=13.2>1.5滿足要求。7.裝設(shè)電流速斷保護(hù)變壓器電流速斷保護(hù)，其組成、原理與線路的電流速斷保護(hù)完全相同，其動(dòng)作電流的整定計(jì)算公式也與線路電流速斷保護(hù)基本相同。利用DL20C的速斷裝置。速斷電流的整定：利用式Iqb=krelkwIk.max/kikT,其中Krel=1.3,Kw=1,Ki=100/5=20,KT=10/0.4=25，Ik.max=Ik-2⑶=22.9kA，因此速斷電流為：Iqb=1.3×1×22900A/20×25=60A4.3變電所防雷保護(hù)和接地裝置1.變電所的防雷措施裝設(shè)避雷針或避雷帶（網(wǎng)）變配電所及屋外配電裝置，應(yīng)裝設(shè)避雷針以防護(hù)直擊雷。獨(dú)立避雷針宜設(shè)獨(dú)立的接地裝置。裝設(shè)避雷線高壓架空線路的終端桿裝設(shè)閥式避雷器，如果進(jìn)線是具有一段引入電纜的架空線路，則架空線路終端裝設(shè)的避雷器與電纜處的金屬外殼相連并一同接地。每組高壓母線上都應(yīng)裝設(shè)閥式避雷器，變電所內(nèi)的避雷器應(yīng)以最短的接地線與配電裝置的主接地網(wǎng)連接。2.變電所的防雷保護(hù)設(shè)計(jì)1)直擊雷保護(hù)在變電所屋頂裝設(shè)避雷器或避雷帶，并引出兩根接地線與變電所公共接地裝置相連。2)雷電侵入波的保護(hù)(如圖4)圖4雷電侵入波的保護(hù)10kV電源進(jìn)線的終端桿上裝設(shè)FS4-10型閥式避雷器。引下線采用25mm×4mm的鍍鋅扁鋼，下與公共接地網(wǎng)焊接相連，上與避雷器接地端螺栓連接。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。主變壓器主要靠此避雷器來保護(hù)，防止雷電侵入波的危害。3.變電所公共接地裝置的設(shè)計(jì)1)接地電阻的要求此變電所的公共接地裝置的接地電阻應(yīng)滿足以下條件：RE≤4ΩRE≤120V/IE＝120V/27A＝4.4Ω式中IE＝10（80+35×25）/350＝27A因此，公共接地裝置接地電阻RE≤4Ω2)接地裝置供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的接地，可分為三大類。即IT類；TN類；TT類。而TN類又可分為三個(gè)系統(tǒng)，即TN-S;TN-C;TN-C-S系統(tǒng)。供電系統(tǒng)采用的電壓一般在110KV以下是中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，但在380/220V，則一般是中性點(diǎn)接地系統(tǒng)，是為了滿足220V單相用電設(shè)備工作電壓的要求，也為了防止變壓器一次、二次繞組絕緣損壞，致使高壓呈現(xiàn)于低壓的危險(xiǎn)。此外，低壓用電設(shè)備的外殼及外露可導(dǎo)電部分也實(shí)行接地。采用人工接地線，接地線的截面大小一般不超過鋼100mm2;鋁35mm2；銅25mm2。用長2.5m、Φ50mm的鋼管16根，沿變電所三面均勻布置（變電所前面布置兩排），管距5m，垂直打入地下，管頂離地面0.6m。管間用40mm×4mm的鍍鋅扁鋼焊接相連。變電所的變壓器室有兩條接地干線、高低壓配電室各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25mm×4mm的鍍鋅扁鋼?？偟拇怪苯拥伢w電阻為：RE＝RE（1）/nη＝40Ω/（16×0.65）＝3.85Ω式中n為多根垂直接地體數(shù)目利用系數(shù)，有接地體數(shù)目、材料結(jié)構(gòu)決定。滿足RE≤4Ω的接地電阻要求。4.4變電所電氣照明1照明的要素建立良好的視看條件，從視看視看者的實(shí)際視看條件出發(fā)，選擇合適的照度；最大限度的限制炫光；得到較好的光色；使照明環(huán)境中具有合理的亮度分布就可以建立良好的視看條件。正確地選擇燈具，布置燈具。選好照明電源和電壓；保證電壓質(zhì)量。節(jié)省初投資和經(jīng)常性的運(yùn)行維護(hù)。2照明供電系統(tǒng)保護(hù)裝置的選擇照明供電系統(tǒng)可采用熔斷器或低壓斷路器畸形短路和過負(fù)荷保護(hù)?？紤]到各種光源點(diǎn)燃時(shí)的啟動(dòng)電流不同，因此不同光源的保護(hù)裝置電流也有所區(qū)別，如下表所列。表8照明線路保護(hù)裝置的選擇用熔斷器保護(hù)照明線路時(shí)，熔斷器應(yīng)安裝在相線上，而在PE線和PEN線上不能安裝熔斷器。用低壓斷路器保護(hù)照明線路時(shí)，其過電流脫扣器應(yīng)安裝在相線上。4.5車間配電線路布線方案的確定1車間配電線路設(shè)計(jì)的一般要求車間配電線路的設(shè)計(jì)，必須遵循GB50054-95《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》等規(guī)定，并執(zhí)行節(jié)約能源等技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，合理地選用導(dǎo)線、電纜及配電設(shè)備。配電線路方案應(yīng)力求簡單、靈活。配電線路應(yīng)有可靠的保護(hù)設(shè)備。（4）配電設(shè)備應(yīng)技術(shù)先進(jìn)，性能良好，經(jīng)濟(jì)合理，操作維修方便。（5）應(yīng)適當(dāng)照顧車間負(fù)荷的增長，留有發(fā)展余地。2車間配電系統(tǒng)布線方案的選擇工廠低壓配電線路的基本接線方式可分為放射式、樹干式和環(huán)式三種。放射式。由變配電所低壓配電屏供電給主配電箱，再至分配電箱。這種接線方式供電可靠性高，所以開關(guān)設(shè)備及配電線也較多。多用于用電設(shè)備容量大，或負(fù)荷重要，或車間內(nèi)負(fù)荷排列不整齊，或車間為有爆炸危險(xiǎn)的廠房，必須由與車間隔離的房間隔離的房間引出線路等情況。樹干式。適宜供電給用電容量較小而分布教均勻的用電設(shè)備。這種接線方式引出配電干線較少，采用開關(guān)設(shè)備較少，但干線故障使所連接的用電設(shè)備均受到影響，供電可靠性差。環(huán)式。工廠內(nèi)各車間變電所的低壓側(cè)，可以通過低壓聯(lián)絡(luò)線連接起來，構(gòu)成環(huán)式接線。其供電可靠性較高，保護(hù)裝置整定配合比較復(fù)雜。由以上分析，本設(shè)計(jì)宜采用樹干式布線。4.6線路導(dǎo)線及其配電設(shè)備和保護(hù)設(shè)備的選擇1.線路導(dǎo)線的選擇要求導(dǎo)線的型號(hào)根據(jù)它們使用的環(huán)境、工作電壓等選擇。工廠戶外架空線路一般采用裸導(dǎo)線，其中鋁絞線（LJ）導(dǎo)電較好，重量輕，對(duì)風(fēng)雨作用的抵抗力較強(qiáng)；對(duì)化學(xué)腐蝕作用的抵抗力較差。多用在10KV以下線路下，其桿距不超過100—125m。工廠車間內(nèi)采用的配電線路及從電桿上引進(jìn)戶內(nèi)的線路多為絕緣導(dǎo)線。絕緣導(dǎo)線的線芯材料有鋁芯和銅芯兩種，一般優(yōu)先采用鋁芯線BLV。絕緣導(dǎo)線外皮的絕緣材料有塑料和橡皮絕緣兩種。塑料絕緣線的絕緣性能良好，價(jià)格較低，又可節(jié)約大量橡膠和面紗，在室內(nèi)敷設(shè)可取代橡皮絕緣線。由于塑料在低溫時(shí)要變硬變脆，高溫時(shí)易軟化，因此塑料絕緣線不宜在戶外使用。導(dǎo)線截面的選擇必須滿足安全、可靠的條件。也就是說，從滿足正常發(fā)熱條件看，要求通過導(dǎo)線或電纜的電源不應(yīng)當(dāng)大于它的允許載流量；從滿足機(jī)械強(qiáng)度條件看，要求架空導(dǎo)線的截面不應(yīng)小于它的最小允許截面。此外還應(yīng)保證電壓質(zhì)量，即線路電壓損失不應(yīng)大于正常運(yùn)行時(shí)允許的電壓損耗；以及滿足經(jīng)濟(jì)要求等。2．敷設(shè)方式選擇電纜敷主要設(shè)有直接敷設(shè)，排管敷設(shè)，電纜隧道敷設(shè)，電纜工作井敷設(shè)四種敷設(shè)典型設(shè)計(jì)?？紤]到該車間所用電纜長度小，只有400米，電壓等級(jí)不高，因此采用直接敷設(shè)即可。電纜直接敷設(shè)一般用于電纜數(shù)量少，敷設(shè)距離短，地面荷載比較小的地方。路徑應(yīng)選擇地下管網(wǎng)比較簡單，不易經(jīng)常開挖和沒有腐蝕土壤的地段。電纜直接敷設(shè)的優(yōu)點(diǎn):電纜敷設(shè)后本體與空氣不接觸，防火性能好，有利于電纜散熱。此敷設(shè)方法容易實(shí)施，投資少。缺點(diǎn)有抗外力破壞性能差，電纜敷設(shè)后如進(jìn)行電纜更換則難度更大。敷設(shè)時(shí)要注意以下要點(diǎn)：直埋電纜覆土深度不應(yīng)小于0.7m。電纜敷設(shè)后，電纜保護(hù)板上應(yīng)鋪以醒目的警示帶。在空曠地帶沿電纜路徑的直線間隔約100m，轉(zhuǎn)彎處或接頭部位應(yīng)豎立明顯的標(biāo)志塊或標(biāo)志樁。電纜進(jìn)溝，工作井，建筑物以及配電屏，開關(guān)柜，控制屏?xí)r應(yīng)做防火封堵。嚴(yán)禁電纜與其它管道山下平行敷設(shè)，電纜與管道，地下設(shè)施，鐵路，公路平行交叉敷設(shè)需滿足有關(guān)規(guī)范規(guī)程要求。3.保護(hù)設(shè)備的選擇對(duì)低壓供電系統(tǒng)，一般應(yīng)裝設(shè)短路保護(hù)和過負(fù)荷保護(hù)。由于低壓線路直接面向用電設(shè)備，當(dāng)事故發(fā)生時(shí)，保護(hù)裝置應(yīng)盡可能迅速地切斷故障，以防止事故引起線路或設(shè)備的損壞。其裝置可用熔斷器和低壓自動(dòng)空氣開關(guān)構(gòu)成。1)熔斷器保護(hù)熔斷器價(jià)格低廉，結(jié)構(gòu)和使用簡單。技術(shù)參數(shù)主要有額定電壓和額定電流，由于熔斷器在短路事故時(shí)要切斷巨大的短路電流，所以在選擇熔斷器參數(shù)時(shí)還要考慮它的短路能力。電壓選擇：??????>????電流選擇：??????≥??????≥??30其中??????為熔管額定電流；??????為熔體額定電流；??????<kol???alIal為導(dǎo)線的長期允許工作電流；kol為導(dǎo)線的短時(shí)過載系數(shù)斷流能力校驗(yàn)：IofffeIsh(3)Iofffe為熔斷器額定開斷電流。靈敏度校驗(yàn)： IKmin Spmin4 SP IFE IKmin對(duì)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)取兩相斷流電流。動(dòng)力配電選RM10-350型，照明配電選RM7-100型。2)低壓斷路器保護(hù)該保護(hù)既能作線路通斷切換的操作電器開關(guān)，又能作線路的短路、過載、欠壓保護(hù)裝置。基本參數(shù)的選擇：額定電壓與線路電壓等級(jí)一致，即UORUNUOR為低壓斷路器的額定電壓額定電流斷路器觸頭額定電流IOR與短延時(shí)（或瞬時(shí)）脫扣器額定電流Iopk、長Iopl之間應(yīng)滿足下面關(guān)系延時(shí)脫扣器額定電流IORIopkIoplI30I30為線路中計(jì)算電流電流脫扣器動(dòng)作電流整定：長延時(shí)過流脫扣器電流Iopl應(yīng)按線路中最大負(fù)荷電流，即計(jì)在線路中主要做過負(fù)荷保護(hù)用，其電流算電流整定Iopl1.1I30短延時(shí)或瞬時(shí)脫扣器電流作短路保護(hù)的動(dòng)作電流Iopk應(yīng)避開線路上可能出現(xiàn)的正常工作尖峰電流IPK。IopkKrelIPK式中Krel為可靠系數(shù)。對(duì)動(dòng)作時(shí)間大于0.02秒的低壓斷路器取1.35，動(dòng)作時(shí)間小于0.02秒的取1.7…2，對(duì)有多臺(tái)設(shè)備的干線取1.3。過流脫扣器與被保護(hù)線路配合整定為保證線路不致因過熱而損壞，電流脫扣器整定電流應(yīng)與線路載流量配合。對(duì)長延時(shí)過流脫扣器，應(yīng)與被保護(hù)線路的導(dǎo)線長期允許工作電流Ial配合?????????≤??????Iopk，有對(duì)短延時(shí)或瞬時(shí)脫扣器電流?????????≤4.5??????斷流能力校驗(yàn)：對(duì)動(dòng)作時(shí)間較常，在0.02s以上的框架式低壓斷路器（如DW型），應(yīng)用被保護(hù)線路的三相短路電流周期分量進(jìn)行校驗(yàn)，即式中??????為低壓斷路器極限分?jǐn)嚯娏?。?duì)動(dòng)作時(shí)間在0.02s及以下的塑殼式斷路器（如DZ型），用被保護(hù)線路三相短路沖擊電流Ish(3)進(jìn)行校驗(yàn)，即動(dòng)作靈敏度校驗(yàn)：低壓斷路器在作過電流保護(hù)時(shí)，要保證其短延時(shí)或瞬時(shí)脫扣器動(dòng)作的靈敏性要求，即滿足條件 IKmin Spmin SP IopK IopK為短延時(shí)或瞬時(shí)過電流脫扣器動(dòng)作電流值；式中IKmin為低壓斷路器保護(hù)線路末端在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下的短路電流。對(duì)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，為兩相短路電流，對(duì)中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，為單相短路電流；Spmin為低壓斷路器保護(hù)的最低靈敏系數(shù)，取為1.5根據(jù)以上要求，以及現(xiàn)行市場上的新型斷路器，本設(shè)計(jì)選擇CKW(DW45)系列智能型萬能式斷路器。其額定電壓為交流400V，額定電流為400-600A，可做非電能和保護(hù)線路及電源設(shè)備免受過載、欠電壓、短路、單相接地故障等。核心部件為智能型脫扣器，有精確的選擇性保護(hù)，可避免不必要的停電，提高供電可靠性。有固定式和抽屜式兩種，主體布置緊湊，體積小，占地面積小。結(jié)束語本次課程設(shè)計(jì)鍛煉了自己的實(shí)踐操作的能力，同時(shí)，讓自己對(duì)電氣工程基礎(chǔ)這門課程有了系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。也讓自己的專業(yè)之路有了良好的開端。另外，讓我了解到在學(xué)習(xí)中自己還有很多不足和弱點(diǎn)，可以及時(shí)針對(duì)不足加以彌補(bǔ)，更加牢固地掌握所學(xué)知識(shí)和技能。相信在以后的學(xué)習(xí)中，只要努力就一定可以獲得更大的進(jìn)步！這次設(shè)計(jì)主要完成了車間負(fù)荷計(jì)算和無功補(bǔ)償，變電所型式的選擇；選定了主變壓器型號(hào)、容量、及臺(tái)數(shù)；確定了主接線方案；選擇了變電所的進(jìn)出線；初步設(shè)計(jì)了二次回路的設(shè)計(jì)及整定繼電保護(hù)；最后進(jìn)行防雷和接地保護(hù)的設(shè)計(jì)。同時(shí)用autoCAD繪制了主接線圖。 參考資料[1]唐志平.供配電技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2005[2]劉介才.戴紹基.工廠供電（第2版）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001[3]劉介才.工廠供電設(shè)計(jì)指導(dǎo)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999目錄1項(xiàng)目概況 11.1項(xiàng)目名稱和性質(zhì) 11.2立項(xiàng)情況 11.3項(xiàng)目總投資 11.4項(xiàng)目建設(shè)地點(diǎn) 11.5生產(chǎn)組織形式和勞動(dòng)定員 11.6項(xiàng)目主要設(shè)備 12工程內(nèi)容及污染因素分析 42.1項(xiàng)目工程內(nèi)容 42.2項(xiàng)目主要原料消耗 42.3項(xiàng)目生產(chǎn)工藝簡述 52.4項(xiàng)目污染源強(qiáng)匯總 73選址周邊環(huán)境及保護(hù)目標(biāo) 84環(huán)境影響預(yù)測 8HYPERLINK"H:\\準(zhǔn)備修改傳百度文檔\\精心下載的2016.2.20源文檔\\消耗臭氧層物質(zhì)（ODS