某化工廠總變配電所供電系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)

1 某化工廠總變配電所供電系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 1 緒論 廠供電的意義 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)，也易于轉(zhuǎn)換為其他形式的能量以供應(yīng)用。電能的輸送和分配既簡(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(guò)程自動(dòng)化，而且現(xiàn)代社會(huì)的信息技術(shù)和其他高新技術(shù)無(wú)一不是建立在電能應(yīng)用的基礎(chǔ)之上的。因此電能在現(xiàn)代工業(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。 本設(shè)計(jì)書(shū)論述了供配系統(tǒng)的整體功能和相關(guān)的技術(shù)知識(shí)，重點(diǎn)介紹了工廠供配電系統(tǒng)的組成和部分。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和計(jì) 算相關(guān)系統(tǒng)的運(yùn)行與管理，并根據(jù)工廠所能取得的電源及工廠用電負(fù)荷的實(shí)際情況，并適當(dāng)考慮到工廠的發(fā)展，按照安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的要求，確定了變電所的位置與形式及變電所至變壓的臺(tái)數(shù)與容量、類型及選擇變電所主接線方案及高低設(shè)備與進(jìn)出線。 供電設(shè)計(jì)首先要確定供電系統(tǒng)并進(jìn)行用電負(fù)荷計(jì)算，然后將設(shè)計(jì)的供電系統(tǒng)圖及用電容量向供電部門(mén)申請(qǐng)。申請(qǐng)用電容量的大小應(yīng)滿足生產(chǎn)需要，也要考慮到節(jié)省投資和節(jié)約能源，這就要求設(shè)計(jì)者對(duì)工藝專業(yè)和公用專業(yè)用電負(fù)荷系數(shù)有足夠的把握。在設(shè)計(jì)計(jì)算中除了查找資料外，還必須借助于設(shè)計(jì)者在實(shí)踐中長(zhǎng) 期積累的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。工廠供電工作要很好地為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)，切實(shí)保證工廠生產(chǎn)和生活用電的需要，并做好節(jié)能工作，文獻(xiàn) 1提出必須達(dá)到下列基本要求： a. 安全：在電能的供應(yīng)，分配和使用中，不應(yīng)發(fā)生人身事故和設(shè)備事故。 b. 可靠：應(yīng)滿足電能用戶對(duì)供電可靠性即連續(xù)供電的要求。 c. 優(yōu)質(zhì)：應(yīng)滿足電能用戶對(duì)電壓和頻率等質(zhì)量的要求。 d. 經(jīng)濟(jì)：供電系統(tǒng)的投資要省，運(yùn)行費(fèi)用要低，并盡可能節(jié)約電能和減少有色金屬的消耗量。 此外，在供電工作中，應(yīng)合理的處理局部和全局，當(dāng)前和長(zhǎng)遠(yuǎn)等關(guān)系，既要照顧全局和當(dāng)前的利益，又要有全局觀 點(diǎn)，能顧全大局，適當(dāng)發(fā)展。供電設(shè)計(jì)必須遵守國(guó)家的有關(guān)法令、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，具體如下： a. 必須從全局出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧，按照負(fù)荷性質(zhì)、用電性質(zhì)、用電容量、供電特點(diǎn)和地區(qū)的供電條件，合理設(shè)計(jì)方案。 b. 應(yīng)做到保障人生安全、供電可靠、供電可靠、電能質(zhì)量合格、技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理，設(shè)計(jì)中符合國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的效率高、能耗低、性能先進(jìn)的電氣產(chǎn)品。 本設(shè)計(jì)書(shū)共分部分，包括：負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功功率補(bǔ)償、變電所位置和形式選擇、變電所主變壓器的臺(tái)數(shù)、類型容量及主接線方案的選擇、短路電流的計(jì)算、變電所一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)、變電所電氣主結(jié) 線圖、 電所二次回路方案的選擇及繼電保護(hù)的整定、防雷保護(hù)和接地裝置的設(shè)計(jì) 。 某化工廠總變配電所供電系統(tǒng)初步設(shè)計(jì) 2 廠用電設(shè)備情況 載大小 各車間負(fù)荷統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表 1表 廠負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料 車間號(hào) 車間 負(fù)荷類型 設(shè)備容量 （千瓦） 需要系數(shù) 功率因數(shù) 1 鑄造車間 ( ) 動(dòng)力 250 明 5 2 鍛壓車間 ( ) 動(dòng)力 300 明 6 3 金工車間 ( ) 動(dòng)力 350 明 7 4 電鍍車間 ( ) 動(dòng)力 360 明 8 5 熱處理車間 ( ) 動(dòng)力 280 明 9 6 裝配車間 ( ) 動(dòng)力 420 明 8 7 機(jī)修車間 ( ) 動(dòng)力 240 明 7 8 工具車間 ( ) 動(dòng)力 200 明 6 9 鍋爐房 ( ) 動(dòng)力 340 明 5 10 倉(cāng)庫(kù) ( ) 動(dòng)力 180 明 6 11 生活區(qū) 380 負(fù)荷類型 該廠除鑄造車間、電鍍車間和鍋爐房屬二級(jí)負(fù)荷外，其余均屬三級(jí)負(fù)荷。低壓動(dòng)力設(shè)備均為三相，額定電壓為 380V。電氣照明及家用電器均為單相，額定電壓為220V。 a. 本廠多數(shù)車間為兩班制，年最大負(fù)荷利用小時(shí)為 4500h， b. 全廠負(fù)荷分布：見(jiàn)廠區(qū)平面布置圖。（圖 1 3 電 源 干 線大 街廠 門(mén)大 街廠 區(qū)后 廠 門(mén)河 流工 廠 生 活 區(qū)生 活 區(qū) 的負(fù) 荷 中 心某 機(jī) 械 廠 總 平 面 圖 比例 1 ： 2 0 0 0北鄰 廠1 362471 0859圖 1區(qū)平面布置圖 源情況 a. 工作電源 按照工廠與當(dāng)?shù)毓╇姴块T(mén)簽訂的供用電協(xié)議規(guī)定，本廠可由附近一條 10干線的走向參看工廠總平面圖。該干線的導(dǎo)線型號(hào)為線為等邊三角形排列，線距為 2m；干線首端距離本廠約 8線首端所裝設(shè)的高壓斷路器斷流容量為 500斷路器配備有定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)，定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)整定的動(dòng)作時(shí)間為 b. 備用電源 為滿足工廠二級(jí)負(fù)荷的要求，可采用高壓聯(lián)絡(luò)線由鄰近的單位取得備用電源。已知與本廠高壓側(cè)有電氣聯(lián)系的架空線路總長(zhǎng)度為 80電纜線路總長(zhǎng)度為 25統(tǒng)要求，只有在工作電源停電時(shí)，才允許備用電源供電。 c. 功率因素 當(dāng)以 10據(jù)不同的車間，功率因數(shù)的要求值不一樣。車間的照明負(fù)荷功率因數(shù)都為 1。詳見(jiàn)表一。 d. 電價(jià) 本廠與當(dāng)?shù)毓╇姴块T(mén)達(dá)成協(xié)議，在工廠變電所高壓側(cè)計(jì)量電能，設(shè)專用計(jì)量柜，按兩部電費(fèi)制交納電費(fèi)。 基本電費(fèi)：按主變壓器容量計(jì)為 18元 / 電度電費(fèi)：動(dòng)力電費(fèi)為 明電費(fèi)為 e. 工廠最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)不得低于 外，電力用戶需按新裝變壓器某化工廠總變配電所供電系統(tǒng)初步設(shè)計(jì) 4 容量計(jì)算，一次性地向供電部門(mén)交納 供電貼費(fèi) 600元 / 2 負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功功率補(bǔ)償 荷計(jì)算 負(fù)荷計(jì)算的目的是為了合理選擇配電系統(tǒng)各組成部分，如導(dǎo)線、電纜、變壓器、開(kāi)關(guān)等。一般采用需要系數(shù)法計(jì)算各車間變電所的計(jì)算負(fù)荷，然后相加（見(jiàn)表 2 表 2降壓變電所負(fù)荷計(jì)算表 車間號(hào) 車間 負(fù)荷類型 設(shè)備容量（ 需要系數(shù) 功率因數(shù) 有功功率（ 無(wú)功功率(1 鑄造車間 動(dòng)力 250 5 明 5 2 鍛壓車間 動(dòng)力 300 5 明 6 3 金工車間 動(dòng)力 350 明 7 4 電鍍車間 動(dòng)力 360 明 8 5 熱處理車 間 動(dòng)力 280 明 9 6 裝配車間 動(dòng)力 420 明 8 6 0 7 機(jī)修車間 動(dòng)力 240 明 7 8 工具車間 動(dòng)力 200 4 明 6 9 鍋爐房 動(dòng)力 340 明 5 10 倉(cāng)庫(kù) 動(dòng)力 180 明 6 11 生活區(qū) 380 85 計(jì)（ 380 間無(wú)功功率補(bǔ)償容量的計(jì)算 電力部規(guī)定，無(wú)帶負(fù)荷調(diào)整電壓設(shè)備的工廠需要系數(shù)必須在 上。為此，一般工廠均需安裝無(wú)功功率補(bǔ)償裝備，以改善功率因數(shù)。 5 低壓補(bǔ)償容量用下式確定： 0 1 2() tg =577 2 式 中 為月平均有功負(fù)荷系數(shù)，在 償前均權(quán)功率因數(shù)角的正切值；2補(bǔ)充后低壓側(cè)必須達(dá)到的功率因數(shù)角的正切值。由表 1廠 380側(cè)最大負(fù)荷是的功率因數(shù)只有 供電部門(mén)要求該廠 10慮到主變電器的無(wú)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 取 算 380同的12的數(shù)值可查閱相關(guān)表：計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表 2擇 低壓自動(dòng)補(bǔ)償屏，并聯(lián)電容器為 ，每屏共 84用6 步控制，每步投入 14用其方案 1（主屏） 1 臺(tái)和方案 3（輔屏） 6 臺(tái)相組合，總共容量是 84=588圖 3因此無(wú)功補(bǔ)償后工廠 380V 側(cè)和 10 表 2功功率補(bǔ)償容量的計(jì)算 項(xiàng)目 計(jì)算負(fù)荷 W 30/30/A 38080 380變壓器功率損耗 7 10 變電所位置和型式的選擇與設(shè)計(jì) 根據(jù)廠區(qū)的范圍和負(fù)荷分布情況，全 場(chǎng)可設(shè)置一個(gè)總降壓變電所來(lái)滿足伸長(zhǎng)需要?？偨祲鹤冸娝恢煤凸╇姷目煽啃?、經(jīng)濟(jì)性以及電壓質(zhì)量密切相關(guān)，現(xiàn)則變電所地址時(shí)應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)： a. 接近負(fù)荷中心； b. 進(jìn)出線要方便，高壓架空進(jìn)出線走廊的位置應(yīng)與變電所位置同時(shí)確定，高壓架空線路要有一定的走廊寬度； c. 便于主變壓器等大型設(shè)備的運(yùn)輸； d. 不應(yīng)妨礙企業(yè)的發(fā)展，有擴(kuò)建的可能； e. 遠(yuǎn)離污染源或位于污染源上風(fēng)側(cè)； f. 躲開(kāi)低洼地區(qū)和劇烈震動(dòng)環(huán)境； g. 屋外變、配電設(shè)備與其它工業(yè)建筑物間保持一定的防火間距； h. 與附近的冷卻塔、噴水池之間，保 持一定的距離。 綜合上要選擇要求，最重要一點(diǎn)是變電所的位置應(yīng)盡量接近工廠的負(fù)荷中心。某化工廠總變配電所供電系統(tǒng)初步設(shè)計(jì) 6 工廠的負(fù)荷中心按功率矩法來(lái)確定，其中 P 為功率， X， Y 為到變電所的距離，計(jì)算公式為： X= (23 )/( 2+） = ( Y=（ 23 /(2+ ) = ( 3 P（ 4 P（ 5 P（ 6 P（ 7 P（ 8 P（ 9P（ （ 11P（ 12P（ X= (23 )/( 2+） = ( =（ 23 /(2+ ) = ( 算： X= Y=計(jì)算結(jié)果可知，工廠的負(fù)荷中心在 2， 4， 5， 7， 8號(hào)車間之間?？紤]到方便進(jìn)出線，周邊環(huán)境及交通情況，決定在 7號(hào)車間的西側(cè)僅靠車間修建工廠變電所，其形式為附設(shè)式。 圖 34 變電所主結(jié)線方案的設(shè)計(jì) 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的要求， 本廠多數(shù)車間為兩班制 ， 該廠除鑄造車間、電鍍車間和鍋爐房屬二級(jí)負(fù)荷外，其余均屬三級(jí)負(fù)荷。 。主 結(jié)線 的設(shè)計(jì)必須滿足工廠電氣設(shè)備的上述要求 。 故可設(shè)計(jì)下列兩種主結(jié)線方案： 7 a. 裝設(shè)一臺(tái)主變壓器的主結(jié)線方案 b. 裝設(shè)兩臺(tái) 主變壓器的主結(jié)線方案 c. 兩種主結(jié)線方案的計(jì)算經(jīng)濟(jì)比較 表 4種主結(jié)線方案的比較 比較項(xiàng)目 裝設(shè)一臺(tái)主變的方案 裝設(shè)兩臺(tái)主變的方案 技術(shù)指標(biāo) 供電安全性 滿足要求 滿足要求 供電可靠性 基本滿足要求 滿足要求 供電質(zhì)量 由于一臺(tái)主變，電壓損耗略大 由于兩臺(tái)主變并列，電壓損耗略小 靈活方便性 只一臺(tái)主變，靈活性稍差 由于有兩臺(tái)主變，靈活性較好 擴(kuò)建適應(yīng)性 稍差一些 更好一些 經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 電力變壓器的綜合投資額 由表查得 價(jià)為 元，而由表查得變壓器綜合投資約為其單價(jià)的 2 倍，因此其投資為2*由表查得 此兩臺(tái)綜合投 資 為 4*元= 1臺(tái)主變方案多投資 高壓開(kāi)關(guān)柜的綜合投資額 查表得 F）型柜按每臺(tái) 表得其綜合投資按設(shè)備價(jià) 計(jì)，因此其綜合投資約為4*21萬(wàn)元 本 方 案 采 用 6 臺(tái)1A(F)柜，其綜合投資約為 6*元=元，比 1 臺(tái)主變的方案多投資 電力變壓器和高壓開(kāi)關(guān)柜的年運(yùn)行費(fèi) 參照表計(jì)算，主變和高壓開(kāi)關(guān)柜的折舊和維修管理費(fèi)每年為 元 主變和高壓開(kāi)關(guān)柜的折舊費(fèi)和維修管理費(fèi)每年為 1臺(tái)主變的方案多耗 交供電部門(mén)的一次性供電貼費(fèi) 按 800元 /費(fèi)為 1000*80萬(wàn)元 貼費(fèi)為 2*630*元= 1臺(tái)主變的方案多交 從上表可以看出，按技術(shù)指標(biāo)，裝設(shè)兩臺(tái)主變的主結(jié)線方案略優(yōu)于裝設(shè)一臺(tái)主變的主結(jié)線方案，但按經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，則裝設(shè)一臺(tái)主變的方案遠(yuǎn)優(yōu)于裝設(shè)兩臺(tái)主變 的方案，因此決定采用裝設(shè)一臺(tái)主變的方案。 5 變電所主變壓器臺(tái)數(shù)和容量、類型的選擇 根據(jù)設(shè)計(jì)方案的選擇結(jié)果，本 廠 只設(shè)計(jì) 一 臺(tái)主變壓器即可滿足需要，根據(jù)補(bǔ)償后的總計(jì)算負(fù)荷 ，同時(shí)考慮工廠 5的負(fù)荷增長(zhǎng)，變壓器容量考慮一定的預(yù)留，某化工廠總變配電所供電系統(tǒng)初步設(shè)計(jì) 8 本期工廠負(fù)荷能保證變壓器運(yùn)行在 60濟(jì)負(fù)荷區(qū)內(nèi)即可，因此選擇型號(hào)為：0(6)型主變壓器。 表 5變壓器參數(shù) 型號(hào) 0(6) 額定容量（ 1250 聯(lián)接組標(biāo)號(hào) 載電流（ %） 抗電壓（ %） 短路電流的計(jì)算 制計(jì)算電路： 系 統(tǒng)( 1 )5 0 0 M V J - 1 8 5 . 1 0 K M( 2 )K - 1( 3 )S 9 - 1 2 5 0K - 20 . 4 K . 5 K 算電路 定基準(zhǔn)值 設(shè) 00c,即高壓側(cè) 壓側(cè) （ 6 算短路電路中各元件的電抗標(biāo)幺值 a. 電力系統(tǒng) 00*1 M V （ 6 b. 架空線路 查表，得 線路長(zhǎng) 10 100)2*2 （ 6 c. 電力變壓器 查表，得 9 010 010 K V （ 6 因此繪等效電路圖，如圖 6圖 6效電路 算 (10 )的短路總電抗及三相短路電流和短路容量 a. 總電抗標(biāo)幺值 *1* )1( k （ 6 b. 三相短路電流周期分量有效值 )1(1)3( 1 （ 6 c. 其他短路電流 ()3()3()3()3(1)3()3( （ 6 d. 三相短路容量 M )1()3( 1 （ 6 算 ( )的短路電路總電抗及三相短路電流和短路容量 a. 總電抗標(biāo)幺值 *2*1* )2( k （ 6 b. 三相短路電流周期分量有效值 1 4 4* )2(2)3( 2 （ 6 c. 其它短路電流 k ( 2)3()3( （ 6 ( （ 6 d. 三相短路容量 某化工廠總變配電所供電系統(tǒng)初步設(shè)計(jì) 10 M V )2()3( 2 （ 6 以上計(jì)算結(jié)果綜合如表 6 表 6路計(jì)算結(jié)果 短路計(jì)算點(diǎn) 三相短路電流 /相短路 容量 /3( 3I )3(I )3()3()3( 變電所一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn) 0一次設(shè)備的選 擇校驗(yàn) 表 70一次設(shè)備的選擇校驗(yàn) 選擇校驗(yàn)項(xiàng)目 電壓 電流 斷流能 力 動(dòng)穩(wěn)定度 熱穩(wěn)定 度 裝置地點(diǎn)條件 參數(shù) 30 Ik ）（ 3 數(shù)據(jù) 101N T) 次設(shè)備型號(hào)規(guī)格 額定參數(shù) N t 高壓真空斷路器30 1030A 8028 高壓隔離開(kāi)關(guān) 00 1000A - 00 高壓熔斷器00 - 電壓互感器0/ - - - 電壓互感器310 - - - 電流互感器000/5A - 255* 2 *1 避雷器 0 - - - 戶外式高壓隔離開(kāi)關(guān) 00 1500A - 11 80 側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn) 表 780 側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn) 選擇校驗(yàn)項(xiàng)目 電壓 電流 斷流能 力 動(dòng)穩(wěn)定 度 熱穩(wěn)定度 裝置地點(diǎn)條件 參數(shù) 30 )3()3(2)3(I 據(jù) 380次設(shè)備型號(hào)規(guī)格 額定參數(shù) N 低壓斷路器 電動(dòng) 380V 1500A 40 低壓斷路器 80V 630A 一般30 低壓斷路器 80V 200A 一般25 低壓到開(kāi)關(guān)0 380V 1500A - 電流互感器 00V 1500/5A - 電流互感器 00V 160/5A 100/5A - 表 7低壓母線的選擇 表 7電所高低壓 硬鋁母線的常用尺寸 變壓器容量/00 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 高壓母線 40*4 低壓母線 相母線 40*4 50*5 60*6 80*6 80*8 100*8 120*10 2（ 100*10） 2（ 120*10） 中性母線 40*4 50*5 60*6 80*6 80*8 80*10 8 變電所進(jìn)出線的選擇與校驗(yàn) 某化工廠總變配電所供電系統(tǒng)初步設(shè)計(jì) 12 10壓進(jìn)線和引入電纜的選擇 0壓進(jìn)線的選擇校驗(yàn) 采用 往 10 a. 按發(fā)熱條件選擇。由 1N T=8，初選 38時(shí)的 416A 足發(fā)熱條件。 b. 校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度。查表，最小允許截面 5此 改選 由于此線路很短，不需要校驗(yàn)電壓損耗。 高壓配電室至主變的一段引入電纜的選擇校驗(yàn) 采用 a. 按發(fā)熱條件選擇。由 1N T=5，初選纜芯為 25 0A 足發(fā)熱條件。 b. 校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定。按式（ 5算滿足短路熱穩(wěn)定的最小截面 222)3(m i n 252277 im （ 8 式中的 因此 25電纜滿足要求。 80V 低壓出線選擇 A. 饋電給 1號(hào)廠房 (鑄造車間 )的線路采用 a. 按發(fā)熱條件選擇。由 565，查表，初選 240 19A 足發(fā)熱條件。（注意：如當(dāng)?shù)赝寥罍囟炔粸?25，則其 b. 校驗(yàn)電壓損耗。由圖所示平面圖量得變電所至 1號(hào)廠房距離約 50m，而由表查得 2400=纜芯工作溫度 75計(jì) )， 1號(hào)廠房的 6030=此按式得； (va 60 （ 85% 0 0)3 8 0/ （ 8 滿足允許電壓損耗 5%的要求。 c. 短路熱穩(wěn)定度校驗(yàn)。按式 (17)求滿足短路熱穩(wěn)定度的最小截面 22)3(m i n 2 0 0 im （ 8 式中 變電所高壓側(cè)過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間按 整定 (終端變電所 )，再 13 加上斷路器斷路時(shí)間 ，再加 參看式 5 由于前面所選 120滿足短路熱穩(wěn)定度要求，因此改選纜芯 150聚氯乙烯電纜，即 240+1 120的四芯電纜 (中性線芯按不小于相線芯一半選擇，下同 )。 B. 饋電給 2 號(hào)廠房 (鍛壓車間 )的線路 亦采用 氯乙烯絕緣銅芯電纜直埋敷設(shè)。 (方法同上，從略 )纜芯截面選 240 240+1 120的四芯電纜。 C. 饋點(diǎn)給 3 號(hào)廠房 (金工車間 )的線路 亦采用 氯乙烯絕緣銅芯電纜直埋敷設(shè)。 (方法同前，從略 )纜芯纜芯截面選 240 240+1 120的四芯電纜。 D. 饋電給 4 號(hào)廠房 (電鍍車間 )的線路 由于就在變電所旁邊，而且共一建筑物，因此采用聚氯乙烯絕緣銅芯導(dǎo)線 根 (3根相線、一根中性線、一根保護(hù)線 )穿硬塑料管埋地敷設(shè)。 a. 按發(fā)熱條件選擇。由 99年最熱平均氣溫 )26，相線 截面初選 120 215A 足發(fā)熱條件。 按規(guī)定，中性線和保護(hù)線也選為 120相線截面相同，即選用 120根穿內(nèi)徑 25 b. 校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度。查表，最小允許截面 20 c. 校驗(yàn)電壓損耗。所選穿管線，估計(jì)長(zhǎng)度 50m，而表查得 倉(cāng)庫(kù)的 30=此 (va （ 8 %5% 0 0)3 8 0/10(% （ 8 滿足允許的電壓損耗 5%的要求。 E. 饋點(diǎn)給 5號(hào)廠房 (熱處理車間 )的線路 亦采用 (方法同前，從略 )纜芯纜芯截面選 240 240+1 120的四芯電纜。 F. 饋電給 6 號(hào)廠房 (裝配車間 )的線路 亦采用 氯乙烯銅芯電纜直埋敷設(shè)。 (方法同前，此略 )纜芯截面選 240 240+1 120 的四芯電纜。 G. 饋電給 7 號(hào)廠房 (機(jī)修車間 )的線路 亦采用 氯乙烯銅芯電纜直埋敷設(shè)。 (方法同前，此略 )纜芯截面選 240 240+1 120 的四芯電纜。 H. 饋電給 8號(hào)廠房工具車間 )的線路 亦采用 (方法同前，此略 )纜芯截面選 240 240+1 120 的四芯電纜。 某化工廠總變配電所供電系統(tǒng)初步設(shè)計(jì) 14 I. 饋電給 9 號(hào)廠房 (鍋爐房 )的線路 亦采用 氯乙烯銅芯電纜 直埋敷設(shè)。 (方法同前，此略 )纜芯截面選 240 240+1 120 的四芯電纜。 J. 饋電給 10號(hào)廠房 (倉(cāng)庫(kù) )的線路 亦采用 (方法同前，此略 )纜芯截面選 240 240+1 120 的四芯電纜。 K. 饋電給生活區(qū)的線路 采用 a. 按發(fā)熱條件選擇。由 365及室外環(huán)境溫度為 33，查表，初選 33時(shí)的 390A 足發(fā)熱條件。 b. 校驗(yàn) 機(jī)械強(qiáng)度。查表，最小允許截面 6此 c. 校驗(yàn)電壓損耗。由圖 1所示平面圖量得變電所枝生活區(qū)負(fù)荷中心約 80m，而由表查得 按線間幾何均距 )，又生活區(qū)的 40此 )40 %5% 0 0)3 8 0/ 滿足要求。中性線采用 表 8電所進(jìn)出線和聯(lián)絡(luò)線的型號(hào)規(guī)格 線路名稱 導(dǎo)線貨電纜的型 號(hào)規(guī)格 10相三線架空） 主變引入電纜 5交聯(lián)電纜 (直埋 ) 380至 1號(hào)廠房 40+1*120四芯塑料電纜（直埋） 至 2號(hào)廠房 40+1*120四芯塑料電纜（直埋） 至 3號(hào)廠房 40+1*120四芯塑料電纜（直埋） 至 4號(hào)廠房 40+1*120四芯塑料電纜（直埋） 至 5號(hào)廠房 40+1*120四芯塑料電纜（直埋） 至 6號(hào)廠房 40+1*120四芯塑料電纜（直埋） 至 7號(hào)廠房 40+1*120四芯塑料電纜（直埋） 至 8號(hào)廠房 40+1*120四芯塑料電纜（直埋） 至 9號(hào)廠房 40+1*120四芯塑料電纜（直埋） 至 10號(hào)廠房 40+1*120四芯塑料電纜（直埋） 至生活區(qū) 四回路 3*相四 線架空 ) 9 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)三相有功電度表和無(wú)功電度表，分別計(jì)量全廠消耗的有功電能和無(wú)功電能，并據(jù)以計(jì)算每月工廠的平均功率因數(shù)，計(jì)量柜由 15 上級(jí)供電部門(mén)加封和管理。 由于本設(shè)計(jì)要求 10計(jì)量，故變電所 10裝設(shè)專用計(jì)量柜，裝設(shè)三相有功電度表和無(wú)功電度表，分別計(jì)量全廠消耗的有功電能和無(wú)功電能，并據(jù)以計(jì)算每月工廠的平均功率因數(shù) 。原理電路如圖 9 T A 1W v a va a 量 a W V b W V a rv a 電所的電能計(jì)量回路原理圖 10 變電所二次回路方案的選擇及繼電保護(hù)的整定 電所二次回路方案 的選擇 工廠變配電所的二次回路是指用來(lái)控制、指示、監(jiān)測(cè)和保護(hù)一次電路運(yùn)行的電路，亦稱二次系統(tǒng)，包括繼電保護(hù)、控制系統(tǒng)、信號(hào)系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和自動(dòng)化系統(tǒng)等。 二次設(shè)備是指對(duì)一次設(shè)備的工作進(jìn)行監(jiān)測(cè)、控制、調(diào)節(jié)、保護(hù)以及為運(yùn)行、維護(hù)人員提供運(yùn)行工況或生產(chǎn)指揮信號(hào)所需的低壓電氣設(shè)備。由二次設(shè)備相互連接 ,構(gòu)成對(duì)一次設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)、控制、調(diào)節(jié)和保護(hù)的電氣回路稱為二次回路。二次回路在電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行中起著極其重要的作用。 對(duì)于變電所二次回路中設(shè)備的選擇，出口中間繼電器應(yīng)選用不易“誤碰”的繼電器 ,不宜選用帶試驗(yàn)按鈕的繼電器 ,并且應(yīng)與同屏其他繼電器明顯區(qū)別。 330 500 . 63 /1于集成電路型、微機(jī)保護(hù)的。端子排應(yīng)選用由阻燃材料構(gòu)成且導(dǎo)電部分為銅質(zhì)的產(chǎn)品 ,不應(yīng)選用導(dǎo)電部分為鐵質(zhì)的端子排 ,如果在戶外使用應(yīng)采用防潮能力較好的產(chǎn)品。 目前有些二次設(shè)計(jì)中往往只注意空氣開(kāi)關(guān)的額定電流選擇而忽視了時(shí)間 /電流某化工廠總變配電所供電系統(tǒng)初步設(shè)計(jì) 16 脫扣特性曲線所帶來(lái)的級(jí)間的選擇性 ,級(jí)與級(jí)間應(yīng)選用同一種類脫扣特性的微型斷路器 ,注意級(jí)間額定電流與動(dòng)作電流的組配。如果要在直流回路中采用交流空開(kāi) ,應(yīng)注意空開(kāi)動(dòng)作電流的變動(dòng)和絕緣是否滿足要 求 ,具體可查閱有關(guān)產(chǎn)品手冊(cè)。電流、電壓和信號(hào)接點(diǎn)引入線 ,應(yīng)采用屏蔽電纜 ,屏蔽層在開(kāi)關(guān)場(chǎng)與控制室同時(shí)接地。目前有些二次設(shè)計(jì)中往往只注意空氣開(kāi)關(guān)的額定電流選擇而忽視了時(shí)間 /電流脫扣特性曲線所帶來(lái)的級(jí)間的選擇性 ,級(jí)與級(jí)間應(yīng)選用同一種類脫扣特性的微型斷路器 ,注意級(jí)間額定電流與動(dòng)作電流的組配。如果要在直流回路中采用交流空開(kāi) ,應(yīng)注意空開(kāi)動(dòng)作電流的變動(dòng)和絕緣是否滿足要求 ,具體可查閱有關(guān)產(chǎn)品手冊(cè)。 電所的保護(hù)裝置 變壓器的繼電保護(hù)裝置 防變壓器鐵殼內(nèi)部短路和油面降低。輕瓦斯動(dòng)作于 信號(hào)；重瓦斯動(dòng)作于跳閘。當(dāng)變壓器的油箱內(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。 B. 裝設(shè)反時(shí)限過(guò)電流保護(hù) 。采用 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。 a. 過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作電流的整定 利用公式 W/中*100002*W=1,i=100/5=20，因此動(dòng)作電流 為： 1）（ 20） 定為9A。 b. 過(guò)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(guò)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 c. 過(guò)電流保護(hù)靈敏系數(shù)的檢驗(yàn)：利用公式 (2)T= 10A 20/1=180A,因此其保護(hù)靈敏系數(shù)為： 32/180=足靈敏系數(shù) 要求。 C. 裝設(shè)電流速斷保護(hù)。利用 a. 速斷電流的整定：利用公式 W/I(3), 00/5=20,0/5,因此速斷電流為： 1） /(20 25) 18210=斷電流整定為 =b. 電流速斷保護(hù)靈敏系數(shù)的檢驗(yàn)：利用公式 2 (2)T=i/ 20/1=此其保護(hù)靈敏系數(shù)為： 580A/ 定，電流保護(hù)（含電流速斷保護(hù)）的最小靈敏度系數(shù)為 此這里裝設(shè)的電流速斷保護(hù)的靈敏系數(shù)是達(dá)到要求的，而且按 16最小靈敏系數(shù)為 2，在這里裝的電流速斷保護(hù)靈敏系數(shù)是達(dá)到要求的。 17 1 0 k 1T A 1 T A 2T A 2K A 1K A 2 K A 4K A 3W V 3K A 4K A 2K S 2W V 1K A 1K S 3K A 5 5接地保護(hù)W S +K S 3 接地信號(hào)010力線路 繼電保護(hù)原理圖 電流繼電器（ 時(shí)間繼電器（ 信號(hào)繼電器（ 中間繼電器 電流互感器 零序電流互感器 為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線的繼電保護(hù)裝置 A. 裝設(shè)反時(shí)限過(guò)電流保護(hù) 亦采用 感應(yīng)式過(guò)電流繼電器，兩相兩繼電器濕結(jié)線，去分流跳閘的操作方式。 a. 過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作電流的整定利用公式 W/30=, 0/5=10,0/5因此動(dòng)作電流為 1）（ 10） 2 0A。 b. 過(guò)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 無(wú)鄰近單位變電所 10法檢驗(yàn)靈敏系數(shù)，只有從略。 B裝設(shè)電流速斷保護(hù)。亦采用 是因?yàn)猷徑鼏挝蛔冸娝?10 法整定計(jì)算和檢驗(yàn)靈敏系數(shù)，只有從略。 用電源自動(dòng)投入裝置 主變壓器二次側(cè)斷路器與 10用電源進(jìn)線斷路器組成備用電源自動(dòng)投入裝置（ 當(dāng)工作電源失去電壓時(shí)，備用電源立即自動(dòng)投入如圖 10示。備用電源自動(dòng)投入裝置應(yīng)符合下列要求： a. 保證備用電源在工作電壓斷開(kāi)后才投入備用電源。 b. 工作電壓不論何種原因消失時(shí)，備用電源自動(dòng)投入裝置均應(yīng)延時(shí)動(dòng)作。 c. 手動(dòng)斷開(kāi)工作電源時(shí)，不應(yīng)起動(dòng)備用電源自動(dòng)投入裝置。 某化工廠總變配電所供電系統(tǒng)初步設(shè)計(jì) 18 d. 保證備用電源自動(dòng)投入裝置只動(dòng)作一次。 e. 備用電源自動(dòng)投入裝置 動(dòng)作后，如投到故障上，必要時(shí)應(yīng)使保護(hù)加速動(dòng)作。 f. 備用電源自動(dòng)投入裝置中，可設(shè)置工作電源的電流閉鎖回路。 1 Q F 22143W L 1 W L 2圖 10用電源自動(dòng)投入（ 理電路 主變二次側(cè)斷路器 備用電源進(jìn)線斷路器 合閘線圈 時(shí)間繼電器（ 合閘接觸器 電所的測(cè)量和絕緣監(jiān)察回路 變電所 10壓側(cè)裝有電壓互感器 中電壓互感器為 3 個(gè) 0/（開(kāi)口三角）的結(jié)線，用以實(shí)現(xiàn)電壓測(cè)量和絕緣監(jiān)察。 0母線的電壓測(cè)量和絕緣監(jiān)察原理圖 電壓互感器 高壓隔離開(kāi)關(guān)及其輔助觸點(diǎn) 電壓表 電壓轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān) 電壓繼電器 信號(hào)繼電器 控制小母線 信號(hào)小母線 預(yù)報(bào)信號(hào)小母線 19 11 變電所的防雷保護(hù)與接地裝置的 設(shè)計(jì) 電所的防雷保護(hù) 擊雷防護(hù) 在變電所屋頂裝設(shè)避雷針或避雷帶，并引出兩根接地線與變電所公共接地裝置相連。如變電所的主變壓器裝在室外或有露天配電裝置時(shí)，則應(yīng)在變電所外面的適當(dāng)位置裝設(shè)獨(dú)立避雷針，其裝設(shè)高度應(yīng)使其防雷保護(hù)范圍包括整個(gè)變電所。如果變電所處 在其它建筑物的直擊雷防護(hù)范圍以內(nèi)時(shí)，則可不另設(shè)獨(dú)立避雷針。按規(guī)定，獨(dú)立避雷針的接地裝置接地電阻 0。通常采用 36 根長(zhǎng) 徑 50鋼管，在裝避雷針的桿塔附近作一排或多邊形排列，管間距離 5m，打入地下，管頂距地面 地管間用 40鍍鋅扁鋼焊接相連。引下線用 25與接地體焊接相連，并與裝避雷針的桿塔及其基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋相焊接，上與避雷針焊接相連。避雷針采用直徑 20鍍鋅圓鋼，長(zhǎng) 1立避雷針的接地裝置與變電所公共接地裝置應(yīng)有 3m 以上距離。 電侵入波的防護(hù) 為了保護(hù) 10電線， 在 10、 母線 處各裝設(shè) )開(kāi)關(guān)柜，其中配有 閥式避雷器。 電所公共接地裝置的設(shè)計(jì) 地概述 地與接地裝置 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(dǎo)體，稱為接地體，或稱接地極。專門(mén)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。連接接地體與設(shè)備、裝置接地部分的金屬導(dǎo)體，稱為接地線。接地線在設(shè)備、裝置正常運(yùn)行情況下是不載流的，但在故障情況下要通過(guò)接地故障電流。 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(lái)的一個(gè)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(yīng)采用不少于兩根導(dǎo)體在不同地點(diǎn)與接地網(wǎng)連接。 實(shí)行接地或接零的設(shè)備 凡因絕緣損壞而可能有危險(xiǎn)電壓的電氣設(shè)備及電氣裝置的金屬外殼和框架均應(yīng)可靠接地或接零，其中包括： a. 電動(dòng)機(jī)，變壓器，變阻器，電力電容 器，開(kāi)關(guān)設(shè)備的金屬外殼。 b. 配電屏，控制屏的金屬框架和底座，鄰近帶電設(shè)備的金屬遮攔。 c. 電線電力電纜的金屬保護(hù)管和金屬包皮，電纜終端頭與中間接頭的金屬包皮及母線的外罩。 d. 照明燈具，電扇及電熱設(shè)備的金屬底座與外殼。 某化工廠總變配電所供電系統(tǒng)初步設(shè)計(jì) 20 e. 避雷針，避雷器，保護(hù)間隙和耦合電容器，裝有避雷線的電力線路金屬桿塔。 f. 互感器的二次線圈。 地裝置的設(shè)計(jì) a. 確定接地電阻值 查表得變電所公共接地裝置的接地電阻應(yīng)滿足 4b. 接地裝置的初步方案 現(xiàn)初步考慮圍繞變 電所建筑四周，距變電所墻角 23m，打入一圈直徑 d=50 L=鋼管接地體，每隔 5m 打入一根， 鋼管之間 采用 400鍍鋅扁鋼 相聯(lián)。 c. 計(jì)算單根鋼管接地電阻 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的條件，工廠區(qū)域地點(diǎn)的土壤為