《論文畢業(yè)論文XX工廠供 配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)(定稿)》.doc

論文畢業(yè)論文XX工廠供 配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)(定稿) XX廠供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動(dòng)力；電能既易于由其它形式的能量轉(zhuǎn)換而來(lái)，又易于轉(zhuǎn)換為其它形式的能量以供應(yīng)用；電能的輸送的分配既簡(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；電能在工業(yè)生產(chǎn)中的重要性，在于工業(yè)生產(chǎn)實(shí)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(dòng)生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善工人的勞動(dòng)條件，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化。 因此，所以工廠企業(yè)供配電的電路設(shè)計(jì)要聯(lián)系到各個(gè)方面，負(fù)荷計(jì)算及無(wú)功補(bǔ)償，變壓器的型號(hào)、容量和數(shù)量的分配；短路的計(jì)算、設(shè)備的選擇、線路的分配和設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行設(shè)計(jì)分析，把最好的供配電設(shè)計(jì)應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中來(lái)，為經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出最好的服務(wù)。 電能既易于由其它形式的能量轉(zhuǎn)換而來(lái)，又易于轉(zhuǎn)換為其它形式的能量以供應(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。 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。 電能在工業(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(shí)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(dòng)生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善工人的勞動(dòng)條件，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化。 因此，做好工廠供電工作對(duì)于發(fā)展工業(yè)生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化，具有十分重要的意義。 由于能源節(jié)約是工廠供電工作的一個(gè)重要方面，而能源節(jié)約對(duì)于國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有十分重要的戰(zhàn)略意義，因此做好工廠供電工作，對(duì)于節(jié)約能源、支援國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)，也具有重大的作用。 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，就必須達(dá)到以下基本要求 1、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； 2、可靠應(yīng)滿足電能用戶對(duì)供電可靠性的要求； 3、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； 4、經(jīng)濟(jì)供電系統(tǒng)的投資要少，運(yùn)行費(fèi)用要低，并盡可能地節(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)合理地處理局部和全局、當(dāng)前和長(zhǎng)遠(yuǎn)等關(guān)系，既要照顧局部的當(dāng)前的利益，又要有全局觀點(diǎn)，能顧全大局，適應(yīng)發(fā)展。 1.2設(shè)計(jì)內(nèi)容及步驟全廠總降壓變電所及配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，是根據(jù)各個(gè)車間的負(fù)荷數(shù)量和性質(zhì)，生產(chǎn)工藝對(duì)負(fù)荷的要求，以及負(fù)荷布局，接合國(guó)家供電情況，解決對(duì)各部門的安全可靠，經(jīng)濟(jì)的分配電能問(wèn)題，以電子廠為例，其基本內(nèi)容有以下幾方面。 1.2.1負(fù)荷計(jì)算全廠總降壓變電所的負(fù)荷計(jì)算，是在車間負(fù)荷計(jì)算的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。 考慮車間變電所變壓器的功率損耗，從而求出全廠總降壓變電所高壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷及總功率因數(shù)。 列出負(fù)荷計(jì)算表、表達(dá)計(jì)算成果。 1.2.2工廠總降壓變電所的位置和主變壓器的臺(tái)數(shù)及容量選擇參考電源進(jìn)線方向，綜合考慮設(shè)置總降壓變電所的有關(guān)因素，接合全廠計(jì)算負(fù)荷以及擴(kuò)建和備用的需要，確定變壓器的臺(tái)數(shù)和容量。 1.2.3工廠總降壓變電所主接線設(shè)計(jì)根據(jù)變電所配電回路數(shù)，負(fù)荷要求的可靠性級(jí)別和計(jì)算負(fù)荷綜合主變壓器臺(tái)數(shù)，確定變電所高、低接線方式。 對(duì)它的基本要求，即要安全可靠又要靈活經(jīng)濟(jì)、安裝容易、維修方便。 1.2.4廠區(qū)高壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)根據(jù)廠內(nèi)負(fù)荷情況，從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)合理性確定廠區(qū)配電電壓。 參考負(fù)荷布局及總降壓變電所位置，比較幾種可行的高壓配電網(wǎng)布置方案，由不同方案的可靠性、電壓損失、基建投資、年運(yùn)行費(fèi)用，有色金屬消耗量等綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件列表比值，擇優(yōu)選用。 按選定配電系統(tǒng)作線路接構(gòu)與敷設(shè)方式設(shè)計(jì)。 用廠區(qū)高壓線路平面布置圖，敷設(shè)要求和架空線路桿位。 1.2.5工廠供、配電系統(tǒng)短路電流計(jì)算工廠用電，通常為國(guó)家電網(wǎng)的末端負(fù)荷，其容量運(yùn)行小于電網(wǎng)容量，皆可按無(wú)限容量系統(tǒng)供電進(jìn)行短路計(jì)算。 由系統(tǒng)不同運(yùn)行方式下的短路參數(shù)，求出不同運(yùn)行方式下各點(diǎn)的三相及兩相短路電流。 1.2.6改善功率因數(shù)裝置設(shè)計(jì)按負(fù)荷計(jì)算求出總降壓變電所的功率因數(shù)，通過(guò)查表或計(jì)算求出達(dá)到供電部門要求數(shù)值所需補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功率。 由手冊(cè)或產(chǎn)品樣本選用所需移相電容器的規(guī)格和數(shù)量，并選用合適的電容器柜或放電裝置。 1.2.7變電所高、低壓側(cè)設(shè)備選擇參照短路電流計(jì)算數(shù)據(jù)和各回路計(jì)算負(fù)荷以及對(duì)應(yīng)的額定值，選擇變電所高、低壓側(cè)電器設(shè)備，如隔離開關(guān)、斷路器、母線、電纜、絕緣子、避雷器、開關(guān)柜等設(shè)備。 1.2.8變電所防雷裝置設(shè)計(jì)參考本地區(qū)氣象地質(zhì)材料，設(shè)計(jì)防雷接地裝置。 進(jìn)行防直擊的避雷針保護(hù)范圍計(jì)算，避免產(chǎn)生反擊現(xiàn)象的空間距離計(jì)算，按避雷器的基本參數(shù)選擇防雷電沖擊波的避雷器的規(guī)格型號(hào)，并確定其接線部位。 對(duì)接地和接地體做具體的理解。 2負(fù)荷計(jì)算及功率補(bǔ)償2.1負(fù)荷計(jì)算的內(nèi)容2.1.1計(jì)算負(fù)荷計(jì)算負(fù)荷又稱需要負(fù)荷或最大負(fù)荷。 計(jì)算負(fù)荷是一個(gè)假想的持續(xù)性的負(fù)荷，其熱效應(yīng)與同一時(shí)間內(nèi)實(shí)際變動(dòng)負(fù)荷所產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)相等。 在配電設(shè)計(jì)中，通常采用30分鐘的最大平均負(fù)荷作為按發(fā)熱條件選擇電器或?qū)w的依據(jù)。 2.1.2平均負(fù)荷平均負(fù)荷指一段時(shí)間內(nèi)用電設(shè)備所消耗的電能與該段時(shí)間之比。 常選用最大負(fù)荷班（即有代表性的一晝夜內(nèi)電能消耗量最多的一個(gè)班）的平均負(fù)荷，有時(shí)也計(jì)算年平均負(fù)荷。 平均負(fù)荷用來(lái)計(jì)算最大負(fù)荷和電能消耗量。 2.2負(fù)荷計(jì)算的方法負(fù)荷計(jì)算的方法有需要系數(shù)法、二項(xiàng)式等幾種。 本設(shè)計(jì)由于設(shè)備臺(tái)數(shù)比較多，而單臺(tái)設(shè)備容量相差不大所以采用需要系數(shù)法確定。 主要計(jì)算公式有有功功率P30=PeKd無(wú)功功率:Q30=P30tg視在功率:S30=P30/Cos計(jì)算電流:I30=S30/3UN下表是該電子廠的各個(gè)車間負(fù)荷的情況2.2.1全廠負(fù)荷計(jì)算取Kp=0.95;Kq=0.97根據(jù)上表可算出P30i=7485.7kW;Q30i=4798kvar序號(hào)車間名稱設(shè)備用量（KW）計(jì)算負(fù)荷變壓器容量P30(KW)Q30(Kvar)S30(KV.A)1空調(diào)機(jī)房（一）246.5172.6129.4215.81*4002廠務(wù)公用站房338.2236.8177.62963TG車間3704.62963.71837.53486.74鍋爐房142.610780.2133.81*4005水泵房320.9208.6156.5278.16污水處理廠6753.647.268.77TA車間2377.4951190.29708空壓站607534.2470.1712.31*4009空調(diào)機(jī)房（二）368257.6193.232210冷凍機(jī) （1）561392.7345.6523.611冷凍機(jī)（2，3）1122785.4691.11047.21*40012制冷站450315236.2393.813照明用電634.4507.5243.6243.6則P30=KPP30i=0.957485.7kW=7111kW Q30=KqQ30i=0.974798.4kvar=4654kvar S30=230230pQ+8499KVA I30=S30/3UN140A Cos=P30/S30=7111/84990.842.3功率補(bǔ)償工廠中由于有大量的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、電焊機(jī)、電弧爐及氣體放電燈等感性負(fù)荷，還有感性的電力變壓器，從而使功率因數(shù)降低。 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)不到規(guī)定的工廠功率因數(shù)要求時(shí)，則需考慮增設(shè)無(wú)功功率補(bǔ)償裝置。 上圖表示功率因數(shù)提高與無(wú)功功率和視在功率變化的關(guān)系。 假設(shè)功率因數(shù)有cos提高到cos，這時(shí)在用戶需用的有功功率30P不變的條件下，無(wú)功功率將由30Q減小到30Q，視在功率將由30S減小到30S。 相應(yīng)地負(fù)荷電流30I也得以減小，這將使系統(tǒng)的電能損耗和電壓損耗相應(yīng)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(dǎo)線電纜，因此提高功率因數(shù)對(duì)供電系統(tǒng)大有好處。 由上圖可知，要使功率因數(shù)由cos提高到cos，必須裝設(shè)無(wú)功補(bǔ)償裝置（并聯(lián)電容器），其容量為?=3030QQQc)tan(tan30?=P30pqQ?=Qc在確定了總的補(bǔ)償容量后，即可根據(jù)所選并聯(lián)電容器的單個(gè)容量c q來(lái)確定電容器的個(gè)數(shù)，即qQn=由于本設(shè)計(jì)中要求Cos0.9,而由上面計(jì)算可知Cos=0.840.9，因此需要進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。 綜合考慮在這里采用并聯(lián)電容器進(jìn)行高壓集中補(bǔ)償。 Qc=7111（tanarcCos0.84tanarcCos0.95）Kvar=2275Kvar取Qc=2300Kvar因此，其電容器的個(gè)數(shù)為n=Qc/qC=2300/150=15而由于電容器是單相的，所以應(yīng)為3的倍數(shù)，取15個(gè)正好。 無(wú)功補(bǔ)償后，變電所低壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為S30 （2）=227111 (47982300)+?=7538KVA變壓器的功率損耗為QT=0.06S30=0.06*7538=452KvarPT=0.015S30=0.015*7538=113Kw變電所高壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷為P30=7111+113=7224Kw Q30=(4798-2300)+452=2950Kvar S30=2272242950+=7803KVA無(wú)功率補(bǔ)償后，工廠的功率因數(shù)為Cos=P30/S30=7224/7803=0.9則工廠的功率因數(shù)為cos=P30/S30=0.90.9因此，符合本設(shè)計(jì)的要求。 3變配電所選型及總體布置3.1變配電所位置的選擇變配電所所址選擇的一般原則: 1、盡量靠近負(fù)荷中心； 2、盡量靠近電源側(cè)； 3、進(jìn)出線方便； 4、盡量避開污染源，或者在污染源上方口； 5、盡量避開振動(dòng)、潮濕、高溫及有易燃易爆物品的場(chǎng)所； 6、設(shè)備運(yùn)輸方便； 7、有擴(kuò)建和發(fā)展的余地； 8、高壓配電所與鄰近車間的變電所合建。 3.2變電所總體布置要求3.2.1便于運(yùn)行維護(hù)和檢修有人值班的的變配電所，一般應(yīng)設(shè)置值班室。 值班室應(yīng)靠近高低壓配電室，而且有門直通。 如值班室靠近高壓配電室有困難時(shí)，則值班室可經(jīng)走廊與高壓配電室相通。 值班室也可以與低壓配電室合并，但在放置值班工作桌的一面或一端，低壓配電裝置到墻的距離不應(yīng)小于3m。 主變壓器應(yīng)靠近交通運(yùn)輸方便的馬路側(cè)。 條件許可的，可單設(shè)工具材料室或維修間。 晝夜值班室的變配電所應(yīng)設(shè)休息室。 有人值班的獨(dú)立變配電所，宜設(shè)有廁所和給排水設(shè)施。 3.2.2保證運(yùn)行安全值班室內(nèi)不得有高壓設(shè)備，值班室的門應(yīng)朝外開。 高壓低壓配電室的電容室的門應(yīng)朝值班室開或朝外開。 變壓器室的大門應(yīng)朝馬路開，但應(yīng)避免朝向露天倉(cāng)庫(kù)。 在炎熱地區(qū)應(yīng)避免朝西開門。 變電所宜單層布置。 當(dāng)采用雙層布置時(shí)，變壓器應(yīng)設(shè)在底層。 高壓電容器組一般應(yīng)裝設(shè)在單獨(dú)的房間內(nèi)，但數(shù)量較少時(shí)，可裝設(shè)在高壓配電室內(nèi)，低壓電容器組可裝設(shè)在低壓配電室內(nèi)，但數(shù)量較多時(shí)，宜裝設(shè)在單獨(dú)的房間內(nèi)。 所以帶電部分離墻和離地的尺寸以及各室維護(hù)操作通道的寬度等，均應(yīng)符合有關(guān)的規(guī)程的要求，以確保運(yùn)行安全。 3.2.3便于進(jìn)出線如果是架空進(jìn)線，則高壓配電室宜位于進(jìn)線側(cè)。 考慮變壓器低壓出線通常是采用矩形裸母線，因此變壓器的安裝位置，即為變壓器室，宜靠近低壓配電室。 低壓配電室宜位于其低壓架空出線側(cè)。 3.2.4節(jié)約土地和建筑費(fèi)用值班室可以與低壓配電室合并，這時(shí)低壓配電室面積適當(dāng)增大，以便安置值班室的桌子或控制臺(tái)，滿足運(yùn)行值班的要求。 高壓開關(guān)柜不多于6臺(tái)時(shí)，可與低壓配電屏設(shè)置在同一房間內(nèi)，但高壓柜與低壓屏的間距不得小于2m。 不帶可燃性油的高、低壓配電裝置和非油浸電力變壓器，可設(shè)置在同一房間內(nèi)。 高壓電容器柜數(shù)較少時(shí)，可裝設(shè)在高壓配電室內(nèi)。 周圍環(huán)境正常的變電所，宜采用露天或半露天變電所。 高壓配電所應(yīng)盡量與鄰近的車間變電所合建。 3.2.5適應(yīng)發(fā)展要求變壓器室應(yīng)考慮到擴(kuò)建時(shí)有更換大一級(jí)容量的變壓器的可能。 高低壓配電室內(nèi)均應(yīng)留有適當(dāng)數(shù)量開關(guān)柜的備用位置。 即要考慮到變電所留有擴(kuò)展的余地，又要不妨礙工廠或車間今后的發(fā)展。 4變壓器、主接線方案的選擇4.1主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇主變壓器臺(tái)數(shù)選擇的要求 1、選擇一臺(tái)供電計(jì)算負(fù)荷不大于1250KVA的三級(jí)負(fù)荷變電所；變電所另有低壓聯(lián)絡(luò)線，或有其它備用電源，而總計(jì)算負(fù)荷不大于1250KVA的含有部分 一、二級(jí)負(fù)荷的變電所。 2、選擇兩臺(tái)供含有大量 一、二級(jí)負(fù)荷的變電所；總計(jì)算負(fù)荷大于1250KVA的三級(jí)負(fù)荷變電所；季節(jié)性負(fù)荷變化較大，從技術(shù)經(jīng)濟(jì)上考慮運(yùn)行有利的三級(jí)負(fù)荷變電所。 由于該廠的負(fù)荷屬于二級(jí)負(fù)荷，對(duì)電源的供電可靠性要求較高，宜采用兩臺(tái)變壓器，以便當(dāng)一臺(tái)變壓器發(fā)生故障后檢修時(shí)，另一臺(tái)變壓器能對(duì) 一、二級(jí)負(fù)荷繼續(xù)供電，故選兩臺(tái)變壓器。 4.2變電所主變壓器容量的選擇裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器的變電所，每臺(tái)變壓器的容量ST應(yīng)同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件 1、任一臺(tái)單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，ST（0.60.7）S30 （1） 2、任一臺(tái)單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，STS30（+）由于S30 （1）=8499KVA，因?yàn)樵搹S是二級(jí)負(fù)荷所以按條件2選變壓器。 ST（0.60.7）8499=（5099.45949.3）KVASTS30（+）因此選5000KVA的變壓器二臺(tái)。 4.3變電所主變壓器型式、主接線的選擇4.3.1變電所主變壓器型式的選擇 1、油浸式一般正常環(huán)境的變電所； 2、干式用于防火要求較高或環(huán)境潮濕，多塵的場(chǎng)所； 3、密閉式用于具有化學(xué)腐蝕性氣體、蒸汽或具有導(dǎo)電、可燃粉塵、纖維會(huì)嚴(yán)重影響變壓器安全運(yùn)行場(chǎng)所； 4、防雷式用于多雷區(qū)及土壤電阻率較高的山區(qū)； 5、有載調(diào)壓式用于電力系統(tǒng)供電電壓偏低或電壓波動(dòng)嚴(yán)重且用電設(shè)備對(duì)電壓質(zhì)量又要求較高的場(chǎng)所。 由于本設(shè)計(jì)的變電所為獨(dú)立式、封閉建筑，故采用油浸式變壓器，4.3.2變配電所主接線的選擇原則 1、當(dāng)滿足運(yùn)行要求時(shí)，應(yīng)盡量少用或不用斷路器，以節(jié)省投資； 2、當(dāng)變電所有兩臺(tái)變壓器同時(shí)運(yùn)行時(shí)，二次側(cè)應(yīng)采用斷路器分段的單母線接線； 3、當(dāng)供電電源只有一回線路，變電所裝設(shè)單臺(tái)變壓器時(shí)，宜采用線路變壓器組接線； 4、為了限制配出線短路電流，具有多臺(tái)主變壓器同時(shí)運(yùn)行的變電所，應(yīng)采用變壓器分列運(yùn)行； 5、接在線路上的避雷器，不宜裝設(shè)隔離開關(guān)；但接在母線上的避雷器，可與電壓互感器合用一組隔離開關(guān)； 6、610KV固定式配電裝置的出線側(cè)，在架空線路或有反饋可能的電纜出線回路中，應(yīng)裝設(shè)線路隔離開關(guān)； 7、采用610KV熔斷器負(fù)荷開關(guān)固定式配電裝置時(shí)，應(yīng)在電源側(cè)裝設(shè)隔離開關(guān)； 8、由地區(qū)電網(wǎng)供電的變配電所電源出線處，宜裝設(shè)供計(jì)費(fèi)用的專用電壓、電流互感器（一般都安裝計(jì)量柜）； 9、變壓器低壓側(cè)為0.4KV的總開關(guān)宜采用低壓斷路器或隔離開關(guān)。 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)和母線分段開關(guān)均應(yīng)采用低壓斷路器； 10、當(dāng)?shù)蛪耗妇€為雙電源，變壓器低壓側(cè)總開關(guān)和母線分段開關(guān)采用低壓斷路器時(shí)，在總開關(guān)的出線側(cè)及母線分段開關(guān)的兩側(cè)，宜裝設(shè)刀開關(guān)或隔離觸頭。 4.4主接線方案選擇對(duì)于電源進(jìn)線電壓為35KV及以上的大中型工廠，通常是先經(jīng)工廠總降壓變電所降為610KV的高壓配電電壓，然后經(jīng)車間變電所，降為一般低壓設(shè)備所需的電壓。 總降壓變電所主接線圖表示工廠接受和分配電能的路徑，由各種電力設(shè)備（變壓器、斷路器、隔離開關(guān)等）及其連接線組成，通常用單線表示。 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關(guān)系，是供電設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)。 1、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，這種內(nèi)橋式接線多用于電源線路較長(zhǎng)因而發(fā)生故障和停電檢修的機(jī)會(huì)較多、并且變電所的變壓器不需要經(jīng)常切換的總降壓變電所。 2、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，這種主接線的運(yùn)行靈活性也較好，供電可靠性同樣較高，適用于 一、二級(jí)負(fù)荷的工廠。 但與內(nèi)橋式接線適用的場(chǎng)合有所不同。 這種外橋式適用于電源線路較短而變電所負(fù)荷變動(dòng)較大、適用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行需經(jīng)常切換的總降壓變電所。 當(dāng)一次電源電網(wǎng)采用環(huán)行接線時(shí)，也宜于采用這種接線。 3、 一、二次側(cè)均采用單母線分段的總降壓變電所，這種主接線方式兼有上述兩種橋式接線的運(yùn)行靈活性的優(yōu)點(diǎn)，但所用高壓開關(guān)設(shè)備較多，可供 一、二級(jí)負(fù)荷，適用于 一、二次側(cè)進(jìn)出線較多的總降壓變電所。 4、 一、二次側(cè)均采用雙母線的總降壓變電所，采用雙母線接線較之采用單母線接線，供電可靠性和運(yùn)行靈活性大大提高，但開關(guān)設(shè)備也大大增加，從而大大增加了初投資，所以雙母線接線在工廠電力系統(tǒng)在工廠變電所中很少運(yùn)用主要用于電力系統(tǒng)的樞紐變電所。 本次設(shè)計(jì)的電子制造廠是連續(xù)運(yùn)行，負(fù)荷變動(dòng)較小，電源進(jìn)線較長(zhǎng)（2.5km）,主變壓器不需要經(jīng)常切換，另外再考慮到今后的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。 采用主接線一次側(cè)采用內(nèi)橋式接線，二次側(cè)采用單母線分段的總降壓主接線，如下圖所示單母線分段接線圖內(nèi)橋式接線圖5電力線路接線及敷設(shè)方式5.1電力線路的接線方式工廠的高低壓電路的線路基本接線方式有放射式、樹干式和環(huán)形等基本接線方式。 以高壓為例。 1、放射式高壓放射式接線是指工廠變配電所高壓母線上引出的一回路，直接向一個(gè)車間變電所或高壓用電設(shè)備供電，這種接線方式簡(jiǎn)捷，操作維護(hù)方便，保護(hù)簡(jiǎn)單，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。 但是高壓開關(guān)設(shè)備用的多，投資高，線路故障自檢修時(shí)，又該線路供電的負(fù)荷要停電，為提高可靠性，根據(jù)情況可增加備用線路，如圖5-1-1為放射式線路供電。 圖5-1-1放射式線路 2、樹干式高壓樹干式接線是指由工廠變配電所高壓母線上引出的每路高壓配電干線上，沿線分接了幾個(gè)車間變電所或負(fù)荷點(diǎn)的接線方式，這種接線從變配電所引出的線路少，高壓開關(guān)設(shè)備相應(yīng)用的少。 配電干線少可以節(jié)約有色金屬，但供電可靠性差，干線故障或檢修將引起干線上的全部用戶停電，為提高供電可靠性同樣可以采用增加備用的方法，如圖5-1-2為樹干式接線圖。 圖5-1-2樹干式接線圖 3、放射式從工廠供電系統(tǒng)而言，高壓環(huán)式其實(shí)就是樹干式界限的改進(jìn)，兩路樹干式線路連接起來(lái)就構(gòu)成了環(huán)式接線。 這種接線運(yùn)行靈活，供電可靠性高。 當(dāng)干線上任何地方發(fā)生故障時(shí)，只要找出故障段，拉開其兩端的隔離開關(guān)，把故障段切除后，全部線路可以恢復(fù)供電。 由于閉環(huán)運(yùn)行時(shí)繼電保護(hù)整定比較復(fù)雜，所以運(yùn)行時(shí)均采用開環(huán)運(yùn)行方式。 5.2線路敷設(shè)5.2.1架空線路的敷設(shè)工廠架空線路長(zhǎng)期漏天運(yùn)行，受環(huán)境和氣候影響會(huì)發(fā)生斷線、污染等故障。 為確保線路長(zhǎng)期安全運(yùn)行，必須按相關(guān)規(guī)定敷設(shè)并經(jīng)常性的巡視和檢查，以便及時(shí)消除設(shè)備隱患。 架空線路的敷設(shè)以及電桿尺寸應(yīng)滿足下面四個(gè)要求1.不同電壓等級(jí)線路的檔柜（也成跨柜，即同一線路上相鄰兩電桿中心線之間的距離）不同。 一般380V線路檔柜為5060m，610KV線路檔距為80120m。 2.同桿導(dǎo)線的線距與線路電壓等級(jí)及檔距等因數(shù)有關(guān)。 380V線路線距約0.30.5m，10V線路線距約0.61m。 3.弧垂（架空導(dǎo)線最低點(diǎn)與懸掛點(diǎn)間的垂直距離）要根據(jù)檔距、導(dǎo)線型號(hào)與截面積、導(dǎo)線所受拉力及氣溫條件等決定。 垂弧過(guò)大易碰線；過(guò)小易造成斷線或倒桿。 4.線距（導(dǎo)線最低點(diǎn)到地面或?qū)Ь€任意點(diǎn)到其他目標(biāo)物的最小垂直距離）需遵循有關(guān)手冊(cè)規(guī)定。 5.2.2電纜線路的敷設(shè)電纜線路與架空線路相比，具有成本高，投資大，維修不便等缺點(diǎn)，但是它具有運(yùn)行可靠、不易受外界影響、不需架設(shè)電桿、不占地面、不礙觀瞻等優(yōu)點(diǎn)，特別是在有腐蝕性氣體和易燃、易爆場(chǎng)所，不宜架設(shè)架空線路時(shí)，只有敷設(shè)電纜線路。 （由于架空與電纜線路相比有較多的優(yōu)點(diǎn)，如成本低、投資少，安裝容易，維護(hù)和檢修方便，易于發(fā)現(xiàn)和排除故障等，所以架空線路在一般工廠中應(yīng)用相當(dāng)廣泛。 由于本廠的地形不復(fù)雜，按經(jīng)濟(jì)性及可操作性來(lái)選擇，故高壓供電線路選擇為架空線。 ）6短路計(jì)算6.1短路電流計(jì)算的目的及方法短路電流計(jì)算的目的是為了正確選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備，以及進(jìn)行繼電保護(hù)裝置的整定計(jì)算。 進(jìn)行短路電流計(jì)算，首先要繪制計(jì)算電路圖。 在計(jì)算電路圖上，將短路計(jì)算所考慮的各元件的額定參數(shù)都表示出來(lái)，并將各元件依次編號(hào)，然后確定短路計(jì)算點(diǎn)。 短路計(jì)算點(diǎn)要選擇得使需要進(jìn)行短路校驗(yàn)的電氣元件有最大可能的短路電流通過(guò)。 接著，按所選擇的短路計(jì)算點(diǎn)繪出等效電路圖，并計(jì)算電路中各主要元件的阻抗。 在等效電路圖上，只需將被計(jì)算的短路電流所流經(jīng)的一些主要元件表示出來(lái)，并標(biāo)明其序號(hào)和阻抗值，然后將等效電路化簡(jiǎn)。 對(duì)于工廠供電系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，由于將電力系統(tǒng)當(dāng)作無(wú)限大容量電源，而且短路電路也比較簡(jiǎn)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(jiǎn)，求出其等效總阻抗。 最后計(jì)算短路電流和短路容量。 短路電流計(jì)算的方法，常用的有歐姆法（有稱有名單位制法）和標(biāo)幺值法（又稱相對(duì)單位制法）。 6.2短路電流計(jì)算本設(shè)計(jì)采用標(biāo)幺值法進(jìn)行短路計(jì)算6.2.1在最小運(yùn)行方式下繪制等效電路如圖6-1，圖上標(biāo)出各元件的序號(hào)和電抗標(biāo)幺值，并標(biāo)出短路計(jì)算點(diǎn)。 圖6-1等效電路 1、確定基準(zhǔn)值取Sd=100MVA,UC1=60KV,UC2=10.5KV而Id1=Sd/3U C1=100MVA/(360KV)=0.96KA Id2=Sd/3UC2=100MVA/(310.5KV)=505KA 2、計(jì)算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)幺值1）電力系統(tǒng)（SOC=310MVA）X1*=100KVA/310=0.322）架空線路（XO=0.4/km）X2*=0.44100/10.52=1.523）電力變壓器（UK%=7.5）X3*=UK%Sd/100SN=7.5100103/(1005700)=1. 323、求k-1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1）總電抗標(biāo)幺值X*(K-1)=X1*X2*=0.32+1.52=1.842）三相短路電流周期分量有效值IK-1 (3)=Id1/X*(K-1)=0.96/1.84=0.523）其他三相短路電流I (3)=I (3)=Ik-1 (3)=0.52KA ish (3)=2.550.52KA=1.33KA Ish (3)=1.510.52KA=0.79KA4）三相短路容量Sk-1 (3)=Sd/X*(k-1)=100MVA/1.84=54. 34、求k-2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1）總電抗標(biāo)幺值X*(K-2)=X1*X2*X3*/X4*=0.32+1.52+1.32/2=2.52）三相短路電流周期分量有效值IK-2 (3)=Id2/X*(K-2)=505KA/2.5=202KA3）其他三相短路電流I (3)=I (3)=Ik-2 (3)=202KA ish (3)=1.84202KA=372KA Ish (3)=1.09202KA=220KA4）三相短路容量Sk-2 (3)=Sd/X*(k-1)=100MVA/2.5=40MVA6.2.2在最大運(yùn)行方式下繪制等效電路如圖6-2，圖上標(biāo)出短路計(jì)算點(diǎn)。 圖6-2等效電路 1、確定基準(zhǔn)值取Sd=1000MVA,UC1=60KV,UC2=0.5KV而Id1=Sd/3UC1=1000MVA/(360KV)=9.6Id2=Sd/3UC2=1000MVA/(310.5KV)=55KA 2、計(jì)算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)幺值1）電力系統(tǒng)（SOC=1338MVA）X1*=1000/1338=0.752）架空線路（XO=0.4/km）X2*=0.441000/602=0.453）電力變壓器（UK%=4.5）X3*=X4*=UK%Sd/100SN=4.51000103/(1005700)=13. 23、求k-1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1）總電抗標(biāo)幺值X*(K-1)=X1*X2*=0.75+0.45=1.22）三相短路電流周期分量有效值IK-1 (3)=Id1/X*(K-1)=9.6KA/1.2=8KA3）其它三相短路電流I (3)=I (3)=Ik-1 (3)=8KA ish (3)=2.558KA=20.4KA Ish (3)=1.51X*(K-1)8KA=12.1KA4）三相短路容量Sk-1 (3)=Sd/X*(k-1)=1000/1.2=833MVA 4、求k-2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1）總電抗標(biāo)幺值X*(K-2)=X1*X2*X3*X4*=0.750.4513.2/2=7.82）三相短路電流周期分量有效值IK-2 (3)=Id2/X*(K-2)=55KA/7.8=7.05KA3）其他三相短路電流I (3)=I (3)=Ik-2 (3)=7.05KA ish (3)=2.557.05KA=17.98KA Ish (3)=1.517.05KA=10.65KA4）三相短路容量Sk-2 (3)=Sd/X*(k-2)=1000/7.05=141.8MVA6.2.3短路電流計(jì)算結(jié)果 1、最大運(yùn)行方式三相短路電流/KA三相短路容量/MVA IK (3)I (3)I (3)ish （3）Ish （3）SK (3)K-1點(diǎn)88820.412.1833K-2點(diǎn)7.057.057.0517.9810.65141. 82、最小運(yùn)行方式三相短路電流/KA三相短路容量/MVA IK (3)I (3)I (3)ish （3）Ish （3）SK (3)K-1點(diǎn)0.520.520.521.330.7954.3K-2點(diǎn)202202202372220407主要電氣設(shè)備選擇7.1電氣設(shè)備選擇的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，選擇導(dǎo)線和電纜截面計(jì)算時(shí)必須滿足下列條件。 7.1.1發(fā)熱條件導(dǎo)線和電纜(包括母線)在通過(guò)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(guò)其正常運(yùn)行時(shí)的最高允許溫度。 7.1.2電壓損耗條件導(dǎo)線和電纜在通過(guò)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(guò)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)。 7.1.3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(zhǎng)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。 7.1.4機(jī)械強(qiáng)度導(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(lái)選擇截面，再校驗(yàn)電壓損耗和機(jī)械強(qiáng)度。 對(duì)長(zhǎng)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。 補(bǔ)償功率因素后的線路計(jì)算電流。 7.2高壓設(shè)備的選擇要求高壓設(shè)備選擇的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(shí)設(shè)備應(yīng)工作安全可靠，運(yùn)行方便，投資經(jīng)濟(jì)合理。 高壓刀開關(guān)柜的選擇應(yīng)滿足變電所一次電路圖的要求，并各方案經(jīng)比較優(yōu)選出開關(guān)柜型號(hào)及一次接線方案編號(hào)，同時(shí)確定其中所有一次設(shè)備的型號(hào)規(guī)格。 7.3配電所高壓開關(guān)柜的選擇高壓開關(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(hù)發(fā)電機(jī)、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(hù)電器、監(jiān)視儀表和母線、絕緣子等。 高壓開關(guān)柜有固定式和手車式兩大類型。 由于本設(shè)計(jì)是10KV電源進(jìn)線，則可選用較為經(jīng)濟(jì)的固定式高壓開關(guān)柜，這里選擇KYN-12型。 8電測(cè)量?jī)x表與絕緣監(jiān)視裝置8.1電測(cè)量?jī)x表這里的“電測(cè)量?jī)x表”是對(duì)電力裝置回路的電力運(yùn)行參數(shù)所經(jīng)常測(cè)量、選擇測(cè)量、記錄用的儀表和作計(jì)費(fèi)、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析考核管理用的計(jì)量?jī)x表的總稱。 為了監(jiān)視供電系統(tǒng)一次設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和計(jì)量一次系統(tǒng)消耗的電能，保證供電系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)和經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行，工廠供電系統(tǒng)的裝置必須裝設(shè)一定數(shù)量的電測(cè)量?jī)x表。 電測(cè)量?jī)x表按其用途分為常用測(cè)量?jī)x表和電能計(jì)量?jī)x表兩類，前者是對(duì)一次電路的電力運(yùn)行參數(shù)作經(jīng)常測(cè)量、選擇測(cè)量和記錄用的儀表，后者是對(duì)一次電路進(jìn)行供用電的技術(shù)經(jīng)濟(jì)考核分析和對(duì)電力用戶用電量進(jìn)行測(cè)量、計(jì)量的儀表，即各種電度表。 8.2絕緣監(jiān)視裝置絕緣監(jiān)視裝置用于小電流接地的系統(tǒng)中，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)單相接地故障，設(shè)法處理，以免故障發(fā)展為兩相接地短路，造成停電事故。 635KV系統(tǒng)的絕緣監(jiān)視裝置，可采用三相雙繞組電壓互感器和三只電壓表，也可采用三個(gè)單相三繞組電壓互感器或者一個(gè)三相五芯柱三繞組電壓互感器。 接成Y0的二次繞組，其中三只電壓表均接各相的相電壓。 當(dāng)一次電路其中一相發(fā)生接地故障時(shí)，電壓互感器二次側(cè)的對(duì)應(yīng)相的電壓表指零，其它兩相的電壓表讀數(shù)則升高到線電壓。 由指零電壓表的所在相即可得知該相發(fā)生了單相接地故障，但不能判明是哪一條線路發(fā)生了故障，因此這種絕緣監(jiān)視裝置是無(wú)選擇性的，只適于出線不多的系統(tǒng)及作為有選擇性的單相接地保護(hù)的一種輔助裝置。 9防雷與接地9.1防雷設(shè)備防雷的設(shè)備主要有接閃器和避雷器。 其中，接閃器就是專門用來(lái)接受直接雷擊（雷閃）的金屬物體。 接閃的金屬稱為避雷針。 接閃的金屬線稱為避雷線，或稱架空地線。 接閃的金屬帶稱為避雷帶。 接閃的金屬網(wǎng)稱為避雷網(wǎng)。 避雷器是用來(lái)防止雷電產(chǎn)生的過(guò)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(guò)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(guò)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等。 9.2接地裝置電氣設(shè)備