汽車修配廠加工車間低壓配電系統(tǒng)及車間變電所設(shè)計(jì)-供用電工程技術(shù)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書CAD原圖

供用電工程技術(shù)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書衡陽(yáng)市汽車修配廠機(jī)加工車間低壓配電系統(tǒng)及車間變電所設(shè)計(jì)鏈接: /s/1qX9xmbU 密碼: pc5t 學(xué) 院： 電氣與信息工程學(xué)院 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 陳孟娜 職稱 講師 專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 完成時(shí)間： 2017年 5 月 25日 摘 要本設(shè)計(jì)是衡陽(yáng)市汽車修配廠機(jī)加工車間的低壓配電系統(tǒng)及車間變電所設(shè)計(jì)。本文首先進(jìn)行了負(fù)荷計(jì)算，根據(jù)功率因數(shù)的要求在低壓母線側(cè)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，進(jìn)而確定對(duì)主變器容量、臺(tái)數(shù)，從經(jīng)濟(jì)和可靠性出發(fā)確定主接線方案。其次通過(guò)短路電流計(jì)算出最大運(yùn)行方式和最小運(yùn)行方式下的短路電流，確定導(dǎo)線型號(hào)及各種電氣設(shè)備。最后根據(jù)本廠對(duì)繼電保護(hù)要求，確定相關(guān)的保護(hù)方案和二次回路方案。本設(shè)計(jì)采用需要系數(shù)法進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算，無(wú)功功率補(bǔ)償采用低壓側(cè)電容并聯(lián)補(bǔ)償方法，這種方法能補(bǔ)償?shù)蛪簜?cè)以前的無(wú)功功率、經(jīng)濟(jì)效益比較好。根據(jù)汽車修配加工車間用電特點(diǎn)和需求，主接線方案采用了高壓側(cè)無(wú)母線、低壓側(cè)單母線分段的主接線方案。根據(jù)干式變壓器與油浸變壓器在經(jīng)濟(jì)和安裝條件對(duì)比，選擇兩臺(tái)SC9-500/10系列干式變壓器。在仔細(xì)研究各負(fù)荷的實(shí)際數(shù)據(jù)，并嚴(yán)格按照國(guó)家規(guī)定，依照以上設(shè)計(jì)步驟設(shè)計(jì)本供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，以到達(dá)提高生產(chǎn)效益的目的。關(guān)鍵詞：低壓配電系統(tǒng)；負(fù)荷計(jì)算；主接線；變電所；短路計(jì)算目 錄1 緒論11.1 設(shè)計(jì)背景、目的及意義11.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容12 負(fù)荷計(jì)算及無(wú)功補(bǔ)償22.1 負(fù)荷計(jì)算22.1.1 負(fù)荷計(jì)算的方法選擇22.1.2 需用系數(shù)法22.1.3 負(fù)荷確定22.2 無(wú)功功率補(bǔ)償32.3無(wú)功補(bǔ)償容量計(jì)算42.3.1無(wú)功功率補(bǔ)償方式選擇42.3.2 無(wú)功補(bǔ)償容量的確定42.3.3 補(bǔ)償容量計(jì)算43 變電所主接線方案設(shè)計(jì)及變壓器選擇53.1 變電所主變壓器臺(tái)數(shù)與容量選擇53.1.1選擇主變壓器臺(tái)數(shù)時(shí)應(yīng)考慮的原則53.2 總配變電所的主接線64 短路電流的計(jì)算及一次設(shè)備的選擇原則74.1 短路計(jì)算74.1.1 短路電流計(jì)算目的74.1.2 采用三相短路電流計(jì)算的原因74.1.3 短路電流計(jì)算74.2 一次設(shè)備選擇84.2.1 一次設(shè)備的選擇原則84.2.2 按短路情況校驗(yàn)電器的穩(wěn)定性84.2.3 一次設(shè)備選擇與校驗(yàn)85 車間變電所高低壓進(jìn)出線選擇125.1 高壓進(jìn)線選擇125.2 低壓出線選擇136 車間配電線路設(shè)計(jì)146.1 車間配電線路接線方案146.2 動(dòng)力配電箱的選擇147 二次回路方案的選擇及繼電保護(hù)整定157.1 繼電保護(hù)的目的157.2 繼電保護(hù)157.2.1 過(guò)電流保護(hù)157.2.3 電流速斷保護(hù)157.3 變壓器保護(hù)157.3.1車間變電所的各分廠變壓器保護(hù)157.4 繼電保護(hù)的選擇與整定167.4.1 繼電保護(hù)的種類167.4.2 反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)167.4.3變電所低壓側(cè)的保護(hù)裝置168 防雷與接地168.1 防雷概述168.2 防雷與接地178.2.1 防雷裝置178.2.2 架空線路的防雷保護(hù)178.2.3 車間變電所的防雷保護(hù)和接地裝置的設(shè)計(jì)178.2.4 電力系統(tǒng)的接地188.2.5 配電所公共接地裝置的設(shè)計(jì)18參考文獻(xiàn)19致 謝20附錄一 車間變電所主接線圖211 緒論1.1 設(shè)計(jì)背景、目的及意義在工廠里，電能雖然是工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動(dòng)力，但是它在產(chǎn)品成本中所占的比重一般很?。ǔ娀I(yè)外）。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。從另一方面來(lái)說(shuō)，如果工廠的電能供應(yīng)突然中斷，則對(duì)工業(yè)生產(chǎn)可能造成嚴(yán)重的后果。因此，如何正確地計(jì)算選擇各級(jí)變電站的變壓器容量及其它主要電氣設(shè)備容量，這是保證企業(yè)安全可靠供電的重要前提。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，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。根據(jù)該工廠的規(guī)模、負(fù)荷情況、供電條件、技術(shù)要求、自然條件，設(shè)計(jì)其總配變電所及配電系統(tǒng)。1.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容 根據(jù)任務(wù)書的要求，本設(shè)計(jì)主要有以下內(nèi)容：（1）車間的負(fù)荷計(jì)算及無(wú)功功率補(bǔ)償；（2）總配電所位置和型式的選擇；（3）變電所主變壓器臺(tái)數(shù)和容量、類型的選擇；（4）變電所主接線方案的設(shè)計(jì)；（5）短路電流的計(jì)算，并進(jìn)行一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)；（6）選擇車間變電所高低壓進(jìn)出線；（7）選擇電源進(jìn)線的二次回路方案及整定繼電保護(hù)；（8）車間防雷保護(hù)和接地裝置的設(shè)計(jì)；（9）確定車間低壓配電系統(tǒng)布線方案；（10選擇低壓配電系統(tǒng)導(dǎo)線及控制保護(hù)設(shè)備。2 負(fù)荷計(jì)算及無(wú)功補(bǔ)償2.1 負(fù)荷計(jì)算2.1.1 負(fù)荷計(jì)算的方法及其適用范圍電力負(fù)荷計(jì)算方法包括:利用系數(shù)法、需要系數(shù)法、二項(xiàng)式系數(shù)法。我國(guó)一般使用需要系數(shù)法和二項(xiàng)式系數(shù)法，如表2.1負(fù)荷計(jì)算方法及適用范圍。表 2.1 負(fù)荷計(jì)算的方法及其適用范圍序號(hào)計(jì)算方法適用范圍需求系數(shù)法當(dāng)用電設(shè)備臺(tái)數(shù)較多、各臺(tái)設(shè)備容量相差不太懸殊時(shí)，特別在確定車間和工廠的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，宜于采用二項(xiàng)式法當(dāng)用電設(shè)備臺(tái)數(shù)較少、有的設(shè)備相差懸殊時(shí)，特別在確定干線和分支線的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，宜于采用所以本設(shè)計(jì)中用需要系數(shù)法計(jì)算機(jī)加工車間的負(fù)荷。2.1.2 需用系數(shù)法用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷，是指用電設(shè)備級(jí)從供電系統(tǒng)中取用的半小時(shí)最大負(fù)荷,設(shè)用電設(shè)備組的設(shè)備容量為，它指用電設(shè)備組所有設(shè)備(不含備用設(shè)備)的額定容量之和。由于用電設(shè)備組的設(shè)備實(shí)際上不一定都同時(shí)運(yùn)行，運(yùn)行的設(shè)備也不可能都同時(shí)滿負(fù)荷，同時(shí)設(shè)備本身存在有功率損耗，因此，用電設(shè)備組的有功計(jì)算負(fù)荷應(yīng)為： 其中，為設(shè)備組的同時(shí)系數(shù)，即設(shè)備組在最大負(fù)荷時(shí)運(yùn)行的設(shè)備容量與全部設(shè)備容量之比；為設(shè)備的負(fù)荷系數(shù)，即設(shè)備組在最大負(fù)荷時(shí)的輸出功率與運(yùn)行的設(shè)備容量之比：為設(shè)備組的平均效率，即設(shè)備組在最大負(fù)荷時(shí)的輸出功率與取用功率之比；為配電線的平均效率，即配電線路在最大負(fù)荷時(shí)的末端功率與首端功率之比。令，稱為需要系數(shù)。2.1.3 負(fù)荷確定根據(jù)利用需要系數(shù)法對(duì)汽車修配廠進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算，表2.2為汽車修配廠各車間負(fù)荷計(jì)算表。表2.2 汽車修配工廠負(fù)荷計(jì)算表序號(hào)車間名稱供電回路代號(hào)設(shè)備容量計(jì)算負(fù)荷KWP30/KWQ30/KvarS30/KVAI30/A0加工一車間NO.1 供電回路131.4526.2945.4852.5379.91NO.2 供電回路8962.3062.394.77NO.3 供電回路1080812.151加工二車間NO.1 供電回路15546.554.471.57 108.73 NO.2 供電回路1203642.155.39 84.16 NO.3 照明回路10808.00 12.15 2鑄造車間NO.4 供電回路1606465.391.43 138.92 NO.5 供電回路1405657.179.98 121.51 NO.6 供電回路1807273.4102.82 156.22 NO.7 照明回路86.406.40 9.72 3鉚焊車間NO.8 供電回路1504589.199.82 151.66 NO.9 供電回15 171.91 NO.10 照明回路75.605.60 8.51 4電修車間NO.11 供電回路150457890.05 136.82 NO.12 供電回路146446578.49 119.26 NO.13 照明回路10808.00 12.15 總計(jì)1797.16616.23726.49952.64 937.37 變壓器低壓側(cè)總計(jì)算負(fù)荷424.71543.99 851.91 1259.882.2 無(wú)功功率補(bǔ)償近年來(lái)，隨著我國(guó)電力工業(yè)的不斷發(fā)展，大范圍的高壓輸電網(wǎng)絡(luò)逐漸形成，同時(shí)對(duì)電網(wǎng)無(wú)功功率的要求也日益嚴(yán)格。無(wú)功電源如同有功電源一樣，是保證電力系統(tǒng)電能質(zhì)量、降低電網(wǎng)損耗以及保證其安全運(yùn)行所不可缺少的部分。電網(wǎng)無(wú)功功率不平衡將導(dǎo)致系統(tǒng)電壓的巨大波動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致用電設(shè)備的損壞，出現(xiàn)系統(tǒng)電壓崩潰和穩(wěn)定破壞事故。因此無(wú)功功率對(duì)電力系統(tǒng)是十分重要的。無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)幕驹硎牵喊丫哂腥菪怨β守?fù)荷的裝置與感性功率負(fù)荷并聯(lián)接在同一電路，當(dāng)容性負(fù)荷釋放能量時(shí)，感性負(fù)荷吸收能量；而感性負(fù)荷釋放能量時(shí)，容性負(fù)荷卻在吸收能量，能量在兩種負(fù)荷之間互相交換。這樣，感性負(fù)荷所吸收的無(wú)功功率可由容性負(fù)荷輸出的無(wú)功功率中得到補(bǔ)償，這就是無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)幕驹怼?.3無(wú)功補(bǔ)償容量計(jì)算2.3.1無(wú)功功率補(bǔ)償方式選擇無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)姆椒ê芏?，采用電力電容器，或采用具有容性?fù)荷的裝置進(jìn)行補(bǔ)償。電力電容器作為補(bǔ)償裝置，具有安裝方便、建設(shè)周期短、造價(jià)低、運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)便、自身?yè)p耗?。縦var功功率損耗約為0.30.4%以下）等優(yōu)點(diǎn)，是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外廣泛采用的補(bǔ)償方法。電力電容器作為補(bǔ)償裝置有兩種方法：串聯(lián)補(bǔ)償和并聯(lián)補(bǔ)償。串聯(lián)補(bǔ)償是把是容器直接串聯(lián)到高壓輸電線路上，以改善輸電線路參數(shù)，降低電壓損失，提高其輸送能力，降低線路損耗。這種補(bǔ)償方法的電容器稱作串聯(lián)電容器，應(yīng)用于高壓遠(yuǎn)距離輸電線路上，用電單位很少采用。并聯(lián)補(bǔ)償是把電容器直接與被補(bǔ)償設(shè)備并接到同一電路上，以提高功率因數(shù)。這種補(bǔ)償方法所用的電容器稱作并聯(lián)電容器，用電企業(yè)都是采用這種補(bǔ)償方法。由于并聯(lián)電容補(bǔ)償方式運(yùn)行維護(hù)方便安全，且便于安裝，能耗低，投資省，因此本設(shè)計(jì)采用并聯(lián)電容進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。2.3.2 無(wú)功補(bǔ)償容量的確定本設(shè)計(jì)選擇低壓側(cè)集中補(bǔ)償?shù)姆椒?。在該設(shè)計(jì)中希望無(wú)功補(bǔ)償后功率因數(shù)不小于0.9，在前面負(fù)荷計(jì)算中已經(jīng)求出了每個(gè)車變的和補(bǔ)償前各車變的平均功率因數(shù)，則在計(jì)算無(wú)功補(bǔ)償容量選擇低壓集中補(bǔ)償方式，同時(shí)采用分組自動(dòng)投切的電容器組補(bǔ)償。2.3.3 補(bǔ)償容量計(jì)算（1）補(bǔ)償前的變壓器容量和功率因數(shù)變壓器低壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷為主變壓器容量選擇條件為 ，因此未進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償時(shí)，主變壓器容量應(yīng)選容量為630 kVA的變壓器兩臺(tái)。這時(shí)變電所低壓側(cè)的功率因數(shù)為（2）無(wú)功補(bǔ)償容量按規(guī)定，變電所高壓側(cè)的cos0.9，考慮到變壓器本身的無(wú)功功率損耗Q遠(yuǎn)大于其有功功率損耗P，一般Q=(45)P，因此在變壓器低壓側(cè)進(jìn)行無(wú)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 ，這里取cos=0.92 。要使低壓側(cè)功率因數(shù)由063提高到092，低壓側(cè)需裝設(shè)的并聯(lián)電容器容量為取 Q=360kvar （3）補(bǔ)償后變壓器的容量和功率因數(shù)補(bǔ)償后變電所低壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷為因此每臺(tái)主變壓器容量可改選為500 kVA。比補(bǔ)償前容量減少130 kVA。變壓器的功率損耗為變電所高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為無(wú)功功率補(bǔ)償，工廠的功率因數(shù)為這一功率因數(shù)滿足要求。 (4)無(wú)功補(bǔ)償前后比較 (5)補(bǔ)償裝置的選擇本設(shè)計(jì)選用的并聯(lián)電容器的型號(hào)為CLMD 53低壓并聯(lián)電容器，其技術(shù)參數(shù)如表2.3所示。表2.3 CLMD 53低壓并聯(lián)電容器主要技術(shù)數(shù)據(jù)產(chǎn)品型號(hào)額定電壓/標(biāo)稱容量/頻率/組數(shù)每組個(gè)數(shù)CLMD 530.43040263 變電所主接線方案設(shè)計(jì)及變壓器選擇3.1 變電所主變壓器臺(tái)數(shù)與容量選擇3.1.1選擇主變壓器臺(tái)數(shù)時(shí)應(yīng)考慮下列原則（1）應(yīng)滿足用電負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求。對(duì)供有大量一、二級(jí)負(fù)荷的變電所，應(yīng)采用兩臺(tái)變壓器，當(dāng)一臺(tái)發(fā)生故障或檢修時(shí)，另一臺(tái)可以對(duì)負(fù)荷持續(xù)供電。對(duì)只有二級(jí)負(fù)荷的變電所也可以只采用一臺(tái)變壓器，但必須有備用電源。（2）對(duì)季節(jié)性負(fù)荷或晝夜負(fù)荷變動(dòng)較大而采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式的變電所，也可考慮用兩臺(tái)變壓器。（3）除上述兩種情況外，一般車間變電所宜采用一臺(tái)變壓器。但負(fù)荷集中且容量相當(dāng)大的變電所，雖為三級(jí)負(fù)荷，也可以采用兩臺(tái)以上變壓器。3.1.2 主變壓器的確定（一） 供電電源條件:1) 電源由10KV總降壓變電所采用電纜線路受電,電線路長(zhǎng)400m.線路阻抗為0.08。2) 工廠總降壓變電所10KV母線上的短路容量按300MVA計(jì)。3) 工廠總降壓變電所10KV配電出線定時(shí)限過(guò)流保護(hù)裝置的整定時(shí)間top=1.5s。4) 要求車間變電所最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)不得低于0.9。（二）根據(jù)本廠屬于三級(jí)負(fù)荷和前面視在功率的計(jì)算，再根據(jù)選擇主變壓器的原則，在安全可靠供電的情況下從經(jīng)濟(jì)角度考慮本設(shè)計(jì)中選擇兩臺(tái)變壓器給該車間進(jìn)行供電。根據(jù)補(bǔ)償后一次側(cè)容量為650.1 kVA,考慮百分之15%的余量后總?cè)萘繛?變壓器容量,因此選擇其額定容量為500KVA。3.2 總配變電所的主接線本設(shè)計(jì)有兩臺(tái)變壓器的小型變電所。根據(jù)本車間的情況，負(fù)荷量不大，可靠性要求較高，用10KV進(jìn)線供電；根據(jù)上面的設(shè)計(jì)原則和要求設(shè)計(jì)方案如下圖所示圖1高壓側(cè)無(wú)母線、低壓側(cè)單母線分段的雙臺(tái)變壓器變電所主接線圖該方案供電可靠性高，當(dāng)任意一臺(tái)變壓器或任一電源進(jìn)線停電檢修或發(fā)生故障時(shí)，該變壓器通過(guò)閉合低壓母線分段開關(guān)，即可迅速恢復(fù)對(duì)整個(gè)變電所的供電，如果兩臺(tái)主變壓器低壓側(cè)主開關(guān)（采用電磁或電動(dòng)機(jī)合閘操作的萬(wàn)能式低壓斷路器）都裝設(shè)互為備用電源自動(dòng)投入裝置（APD），則任一主變壓器低壓主開關(guān)因電源斷電（失壓）而跳閘時(shí)，另一主變壓器低壓側(cè)的主開關(guān)和低壓母線分段開關(guān)將在APD作用下自動(dòng)合閘，恢復(fù)整個(gè)變壓所的正常供電。4 短路電流的計(jì)算及一次設(shè)備的選擇原則4.1 短路計(jì)算4.1.1 短路電流計(jì)算目的為了正確選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備，準(zhǔn)確計(jì)算繼電保護(hù)裝置的整定值，就需要計(jì)算短路故障發(fā)生時(shí)通過(guò)元件的最大可能的短路電流。由于在發(fā)電機(jī)附近短路的兩相短路電流和在靠近中性點(diǎn)接地的變壓器短路的單相短路電流可能大于三相短路電流。因此，應(yīng)根據(jù)不同的供電系統(tǒng)模型求出：最大短路電流：確定電器設(shè)備容量或額定參數(shù)；最小短路電流：作為選擇熔斷器、整定繼電保護(hù)裝置的依據(jù)。4.1.2 采用三相短路電流計(jì)算為標(biāo)準(zhǔn)的原因電力系統(tǒng)中，發(fā)生單相短路的可能性大；但三相短路的短路電流值最大，造成的危害也最嚴(yán)重。作為選擇校驗(yàn)電氣設(shè)備用的短路計(jì)算中，以最嚴(yán)重的三相短路電流的計(jì)算為主。4.1.3 短路電流計(jì)算如圖2所示為根據(jù)變電所主接線方案繪制的短路等效電路圖,圖中標(biāo)出各元件的電抗標(biāo)幺值，并標(biāo)明了短路計(jì)算點(diǎn)。按供電工程設(shè)計(jì)說(shuō)明,短路計(jì)算點(diǎn)的短路電流如表所示。圖2 短路電流計(jì)算等效電路圖表4.1 短路計(jì)算表短路計(jì)算點(diǎn)運(yùn)行方式三相短路電流（kA）電壓（kV）三相短路容量Sk(MVA)Ik(3)ish(3)Ish(3)k-19.1723.3813.8410.5166.7k-2最大運(yùn)行31.357.834.10.421.74最小運(yùn)行13.2524.414.450.411.634.2 一次設(shè)備選擇4.2.1 一次設(shè)備的選擇原則為了保證一次設(shè)備安全可靠地運(yùn)行，必須按下列原則選擇和校驗(yàn)：1）按正常工作條件，包括電壓、電流、頻率、開斷電流等選擇。2）按短路條件，包括動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定來(lái)校驗(yàn)。3）考慮電氣設(shè)備運(yùn)行的環(huán)境條件如溫度、濕度、海拔以及有無(wú)防塵、防腐、防火、防爆等要求。4）按各類設(shè)備的不同特點(diǎn)和要求如斷路器的操作性能、互感器的二次負(fù)荷和準(zhǔn)確級(jí)等進(jìn)行選擇。4.2.2 按短路情況校驗(yàn)電器的穩(wěn)定性（一） 短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)就是要求所選的電器，當(dāng)短路電流通過(guò)它時(shí)，其最高溫度不應(yīng)超過(guò)制造廠規(guī)定的短路時(shí)發(fā)熱允許溫度。（二） 動(dòng)力穩(wěn)定校驗(yàn)電動(dòng)力穩(wěn)定是指電器承受短路電流引起機(jī)械效應(yīng)的能力，在校驗(yàn)時(shí)，用短路電流的最大幅值與制造廠規(guī)定的最大允許電流進(jìn)行比較即 或 式中短路沖擊電流及其有效值；4.2.3 一次設(shè)備選擇與校驗(yàn)(一）高壓側(cè)一次設(shè)備及其選擇 1、高壓開關(guān)柜的選擇 根據(jù)主接線方案,選擇GG-1A(F)-11型作為進(jìn)線開關(guān)柜其設(shè)備型號(hào),規(guī)格的選擇及校驗(yàn)如表4.2所示：表4.2 GG-1A(F)-11進(jìn)線開關(guān)柜一次設(shè)備選擇校驗(yàn)結(jié)果選擇項(xiàng)目裝置地點(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SN10-10 GN8-10T/400LQJ-10-200/5電壓10KV10KV10KV10KV電流37.58A630A400A200/5A斷流能力9.17KA16KA/動(dòng)穩(wěn)定23.38KA40KA40KA160*2(1/2)*0.4=90.5KA熱穩(wěn)定172.4KA162*2=512KA142*5s=980KA（75*0.4)2*1=900KA校驗(yàn)結(jié)論合格合格合格（注：本設(shè)計(jì)，,電流互感器的動(dòng)穩(wěn)定,其中為動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)）2、 電能計(jì)量和互感器柜的選擇GG-1A-J型，其設(shè)備型號(hào),規(guī)格的選擇及校驗(yàn)如表4.3所示。表4.3 GG-1A-J高壓計(jì)量柜一次設(shè)備選擇校驗(yàn)結(jié)果選擇項(xiàng)目裝置地點(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)高壓熔斷器電流互感器電壓互感器GN8-10/400RN2-10LQJ-10-200/5JDZ-10電壓10KV10KV10KV10KV10KV電流37.58A400A0.5200/5A/斷流能力9.17KA/50KA/動(dòng)穩(wěn)定23.38KA40KA/160*2(1/2)*0.4=90.5KA/熱穩(wěn)定172.4KA142*5s=980KA/（75*0.4)2*1=900KA/校驗(yàn)結(jié)論合格合格合格合格3、避雷器選擇GG-1A-55柜其設(shè)備型號(hào),規(guī)格的選擇及校驗(yàn)如表4.4所示。表4.4 GG-1A-55高壓避雷器選擇校驗(yàn)結(jié)果選擇項(xiàng)目裝設(shè)地點(diǎn)數(shù)據(jù)設(shè)備型號(hào)規(guī)格參數(shù)數(shù)據(jù)參數(shù)避雷器FS3-10電壓10KV10KV電流37.58A/斷流能力9.17KA/動(dòng)穩(wěn)定23.38KA/熱穩(wěn)定172.4KA/結(jié)論合格4、穿墻套管的選擇在10kV電壓等級(jí)下，不同相帶電導(dǎo)體的最小安全距離為0.125m,因此設(shè)匯流母線相間距離為a=0.5m，查矩形母線形狀系數(shù)圖可知，匯流母線截面的形狀系數(shù)。根據(jù)額定電壓和額定電流，本設(shè)計(jì)初步選擇FCGW-10/200-630復(fù)合干式穿墻套管，其主要技術(shù)參數(shù)如表4.5示。(設(shè)絕緣子跨距為1.2)表4.5 FCGW-10/200-630復(fù)合干式穿墻套管主要技術(shù)參數(shù)型號(hào)額定電壓/kV額定電流/A雷電沖擊耐受電壓峰值/kV工頻耐受電壓有效值/kV彎曲破壞負(fù)荷/N允許彎曲負(fù)荷/NFCGW-10/200-63010200160075301250625動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：穿墻套管彎曲破壞負(fù)荷為滿足動(dòng)穩(wěn)定條件。故選擇FCGW-10/200-630型復(fù)合干式穿墻套管符合要求。（2） 低壓側(cè)一次設(shè)備選擇及校驗(yàn)低壓配電屏的種類有PGL型和GGD，GGD型低壓開關(guān)柜性能比PGL型低壓配電屏優(yōu)越，考慮PGL型價(jià)格便宜，經(jīng)濟(jì)效果好，能滿足要求，因此本設(shè)計(jì)用PGL型低壓配電屏。1、低壓配電屏選擇： 根據(jù)變電所一車間低壓配電室的面積及配電需要，選擇低壓配電屏七臺(tái)，其中一臺(tái)為低壓側(cè)電源進(jìn)線配電屏，其它六臺(tái)分別為一車間、二車間、鑄造車間、鉚焊車間、電修車間和備用的低壓配電屏。NO.1 低壓側(cè)電源進(jìn)線配電屏選擇PGL-1-04，PGL-1-04A型低壓配電屏選擇校驗(yàn)結(jié)果如表4.6所示。表4.6 PGL-1-04A低壓配電屏選擇校驗(yàn)結(jié)果選擇校驗(yàn)項(xiàng)目電壓電流斷流能力動(dòng)穩(wěn)定熱穩(wěn)定結(jié)論裝設(shè)地點(diǎn)條件參數(shù)數(shù)據(jù)380V1151A31.3KA57.8KA685.8KA低壓側(cè)一次設(shè)備型號(hào)規(guī)格額定參數(shù)低壓刀開關(guān)HD13-1500/30380V1500A/合格低壓斷路器DW10-1500/3380V1500A40KA/合格 電流互感器LMZJ1-0.5-500/5500V1500KA/合格(注：=0.7s)NO.2 低壓側(cè)一車間選擇低壓配電屏PGL-1-40A。 PGL-1-40型低壓配電屏選擇校驗(yàn)結(jié)果如表4.7所示。表4.7 PGL-1-40型低壓配電屏選擇校驗(yàn)結(jié)果電壓電流斷流能力動(dòng)穩(wěn)定熱穩(wěn)定結(jié)論裝設(shè)地點(diǎn)條件參數(shù)數(shù)據(jù)380V284.2A31.3KA57.8KA685.8KA低壓側(cè)一次設(shè)備型號(hào)規(guī)格額定參數(shù)低壓刀開關(guān)HD13-400/31380V400A/合格電流互感器LMZ1-0.5-200/5500V200/5A/合格NO.1低壓斷路器DZ20-160/3380V160A25A/合格NO.2低壓斷路器DZ20-160/3380V160A25A/合格NO.3低壓斷路器DZ20-160/3380V10A25A/合格NO.4低壓斷路器DZ20-100/3380V100A25A/合格NO.3 由于機(jī)加工二車間、鑄造車間、電修車間支路干線同一車間額定電流都小于160A所以低壓配電屏中一次設(shè)備與一車間類同。NO.4 鉚焊車間選擇低壓配電屏PGL-1-40。 PGL-1-40型低壓配電屏選擇校驗(yàn)結(jié)果如表4.8所示。表4.8 PGL-1-40型低壓配電屏選擇校驗(yàn)結(jié)果電壓電流斷流能力動(dòng)穩(wěn)定熱穩(wěn)定結(jié)論裝設(shè)地點(diǎn)條件參數(shù)數(shù)據(jù)380V332A31.3KA57.8KA685.8KA低壓側(cè)一次設(shè)備型號(hào)規(guī)格額定參數(shù)低壓刀開關(guān)HD13-400/31380V400A/合格電流互感器LMZ1-0.5-200/5500V200/5A/合格NO.1低壓斷路器DZ20-160/3380V160A25A/合格NO.1低壓斷路器DZ20-200/3380V200A25A/合格NO.1低壓斷路器DZ20-100/3380V100A25A/合格5 車間變電所高低壓進(jìn)出線選擇 5.1 高壓進(jìn)線選擇（一）高壓母線選擇根據(jù)電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)，35kV及以下的配電裝置一般優(yōu)先選用矩形的鋁母線。因此在本設(shè)計(jì)中，首先考慮應(yīng)選用矩形的鋁母線。高壓側(cè)計(jì)算電流=37.58A。a) 經(jīng)查表得經(jīng)濟(jì)電流密度=0.9 A/mm2則經(jīng)濟(jì)截面=37.58/0.9=41.7mm2選型矩形鋁母線，截面積為75mm2。b）檢驗(yàn)發(fā)熱條件：查得型矩形鋁母線的允許載流量（室內(nèi)30C）時(shí)=215A=37.58A所以所選型矩形鋁母線滿足發(fā)熱條件。c)檢驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度：因?yàn)?=35mm2=37.58A 所以所選YJV22-325-SC51-FC型號(hào)的電纜滿足發(fā)熱條件。c) 檢驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度：因?yàn)?=35mm2=1151.6A所以所選型矩形鋁母線滿足發(fā)熱條件。c)檢驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度：因?yàn)?=16mm2800mm2 所以所選型矩形鋁母線也滿足機(jī)械強(qiáng)度要求。 因此選擇型號(hào)為型矩形鋁母線滿足要求。d ) 線路電壓損耗計(jì)算 由于低壓側(cè)母線線路長(zhǎng)度較短無(wú)需計(jì)算線路電壓損耗。表5.2低壓出線選擇車間名導(dǎo)線或電纜的型號(hào)規(guī)格加工一車間加工二車間鑄造車間鉚焊車間電修車間照明回路3LJ-240（架空）6 車間配電線路設(shè)計(jì)6.1 車間配電線路結(jié)線方案本車間采用動(dòng)力照明各取了380/220V三相四線制TN-C系統(tǒng)。車間用電設(shè)備較多，排列整齊，且均屬于第三類負(fù)荷。經(jīng)綜合考慮后采用樹干式結(jié)線方式。6.2 動(dòng)力配電箱的選擇如表6.1所示為機(jī)加工一車間各配電線路的選擇結(jié)果。表6.1 汽車加工一車間各配電線路的選擇結(jié)果設(shè)備代號(hào)設(shè)備名稱容量KW計(jì)算電流啟動(dòng)電流動(dòng)作電流斷路器型號(hào)線路規(guī)格型號(hào)1車床C630M10.1 18.1 126.8 152DZ20-160/3BV-34 SC152萬(wàn)能工具磨床M5M2.1 3.7 28.0 31.2 DZ20-40/3BV-31.5 SC153、4、5普通車床C620-17.6 13.6 95.5 115DZ20-160/3BV-34 SC156普通車床C620-35.6310.170.584.6DZ20-100/3BV-31.5 SC157、8、9、10、11、12普通車床C6204.6 8.3 57.9 69.5 DZ20-80/3BV-31.5 SC1513螺旋套絲機(jī)S-81393.1 5.6 39.1 47.0 DZ20-80/3BV-31.5 SC1514普通車床C63010.1 18.1 126.8 152DZ20-200/3BV-34 SC1515管螺紋車床Q1197.6 13.6 95.5 115DZ20-160/3BV-34 SC1516搖臂鉆床Z358.5 15.2 106.5 128DZ20-160/3BV-34SC1517、18圓柱立式鉆床Z50403.1 5.6 39.1 47.0 DZ20-80/3BV-31.5 SC15195t單梁吊車10.2 18.3 127.8 153DZ20-200/3BV-34 SC1520立式砂輪1.8 3.1 21.9 26.3 DZ20-40/3BV-31.5 SC1521、22牛頭刨床B6653.0 5.4 37.6 45.1 DZ20-80/3BV-31.5 SC1523萬(wàn)能銑床X63WT13.0 23.3 162.9 195DZ20-200/3BV-310 SC2024立式銑床X52K9.1 16.3 114.3 137DZ20-160/3BV-34 SC1525滾齒機(jī)Y-364.1 7.3 51.4 61.6 DZ20-80/3BV-31.5 SC1526插床B50324.0 7.2 50.1 60.1 DZ20-80/3BV-31.5 SC1527弓鋸機(jī)G721.7 3.0 21.3 25.6 DZ20-40/3BV-31.5 SC1528立式鉆床Z5120.6 1.1 7.5 9.0 DZ2020/3BV-31.5 SC1529電極鹽浴電阻爐20.0 35.8 250.5 301DZ20-350/3BV-310 SC257 二次回路方案的選擇及繼電保護(hù)整定7.1 概述工廠供電系統(tǒng)中發(fā)生故障時(shí)，必須有相應(yīng)的保護(hù)裝置將故障部分及時(shí)的從系統(tǒng)中切除，以保證非故障部分的正常工作，或發(fā)出報(bào)警信號(hào)，以便值班人員檢查并采取消除故障的措施。工廠供電系統(tǒng)的高壓配電網(wǎng)保護(hù)裝置采用繼電保護(hù)裝置或高壓熔斷器，車間低壓配電系統(tǒng)保護(hù)裝置采用低壓斷路器和低壓熔斷器。繼電保護(hù)裝置及各種不同類型的繼電器，以一定的方式連接與組合，在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)動(dòng)作，作用于斷路器脫扣線圈或給出報(bào)警信號(hào)，以達(dá)到對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)的目的。7.2 繼電保護(hù)7.2.1 過(guò)電流保護(hù)當(dāng)流過(guò)被保護(hù)元件中的電流超過(guò)預(yù)先整定的某個(gè)數(shù)值時(shí)就使斷路器跳閘或給出報(bào)警信號(hào)的裝置。定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)裝置電流繼電器本身的動(dòng)作時(shí)限是固定的，與通過(guò)他的電流大小無(wú)關(guān)。整定保護(hù)裝置的電流值時(shí)，必須使返回電流大于線路出現(xiàn)且能持續(xù)12秒的尖峰電流。反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)裝置繼電器本身動(dòng)作帶有時(shí)限，并有動(dòng)作指示掉牌信號(hào)，所以回路不需接時(shí)間繼電器和信號(hào)繼電器。和定時(shí)限保護(hù)裝置比較，反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)裝置所須的繼電器數(shù)量少，因而投資少、接線簡(jiǎn)單，可用于交流操作，且能實(shí)現(xiàn)電流速斷保護(hù)。缺點(diǎn)是它的動(dòng)作時(shí)限誤差大，尤其是在速斷部分。7.2.3 電流速斷保護(hù)定時(shí)限電流保護(hù)裝置的時(shí)限一經(jīng)整定便不能變動(dòng)，當(dāng)某段發(fā)生三相短路故障時(shí)，斷路器的繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間必須經(jīng)過(guò)才能動(dòng)作，達(dá)不到速斷的目的，為了減小本段線路故障下的事故影響范圍，當(dāng)過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作限大于0.50.7時(shí)，便需設(shè)置電流速斷保護(hù)，以保證本段線路的短路故障能迅速切除。7.3 變壓器保護(hù)7.3.1車間變電所的各分廠變壓器保護(hù)電流速斷保護(hù)：防御變壓器線圈和引出線的多相短路，動(dòng)作于跳閘。過(guò)電流保護(hù)：防御外部相間短路并作為瓦斯保護(hù)及電流速斷保護(hù)的后備保護(hù)。保護(hù)動(dòng)作于跳閘。過(guò)負(fù)荷保護(hù)：防御變壓器本身的對(duì)稱過(guò)負(fù)荷及外部短路引起的過(guò)載。按具體條件裝設(shè)。7.4 繼電保護(hù)的選擇與整定7.4.1 繼電保護(hù)的種類廠區(qū)10KV線路保護(hù)：根據(jù)本廠的實(shí)際情況，設(shè)下列保護(hù)：過(guò)電流保護(hù)，電流速斷保護(hù)7.4.2 反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)裝置所需的繼電器數(shù)量少，因而投資少、接線簡(jiǎn)單，可用于交流操作，且能同時(shí)實(shí)現(xiàn)電流速斷保護(hù)。缺點(diǎn)是它的動(dòng)作時(shí)限誤差大，尤其是在速斷部分。鑒于反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)裝置具有簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn)，在中小型工廠供電系統(tǒng)中應(yīng)用的很普遍。在本設(shè)計(jì)中也采用反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)。為了保證動(dòng)作的選擇性過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限的整定，應(yīng)從距離電源最遠(yuǎn)的保護(hù)裝置（末級(jí)）開始，即自負(fù)載側(cè)向電源側(cè)數(shù)過(guò)去，后一級(jí)的線路保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限應(yīng)比前一級(jí)線路的保護(hù)時(shí)限大一個(gè)時(shí)間階級(jí)t 。各段線路保護(hù)的時(shí)限是逐級(jí)提高的，一般t取0.50.7秒。7.4.3變電所低壓側(cè)的保護(hù)裝置 低壓總開關(guān)采用DW15-1500/3型，低壓斷路照明，三相勻裝過(guò)流脫扣器，既可保護(hù)低壓的相間短路和過(guò)負(fù)荷（利用其延時(shí)脫扣器），而且所保護(hù)低壓側(cè)單相接地短路短路。 經(jīng)效驗(yàn)均能滿足要求。8 防雷與接地8.1 防雷概述工廠供電系統(tǒng)中防雷與接地在工廠供電系統(tǒng)中占有極其重要的地位，其中由于過(guò)電壓使絕緣破壞是造成系統(tǒng)故障的主要原因，系統(tǒng)中磁能和電能的轉(zhuǎn)化，或電能通過(guò)電容的傳遞，以及線路參數(shù)選擇不當(dāng)，致使工頻電壓或高次諧波電壓下發(fā)生諧振等產(chǎn)生的過(guò)電壓，稱為內(nèi)過(guò)電壓。單從工廠供電系統(tǒng)來(lái)看，不會(huì)造成很大威脅，所以對(duì)內(nèi)過(guò)電壓不必多做考慮。由雷擊引起的過(guò)電壓屬于外過(guò)電壓，；雷電流流過(guò)地面的被擊物時(shí)，具有極大的破壞性，其電壓可達(dá)數(shù)百萬(wàn)伏至數(shù)千萬(wàn)伏，電流達(dá)幾十萬(wàn)安，造成人畜傷亡，建筑物炸毀或燃燒，線路停電及電氣設(shè)備損壞等嚴(yán)重事故。8.2 防雷與接地8.2.1 防雷裝置 (1)避雷針避雷針的作用是它能對(duì)雷電場(chǎng)產(chǎn)生一個(gè)附加電場(chǎng)，使雷電場(chǎng)畸變，因而將雷云的放電通路吸引到避雷針本身，由它及與它相連的引下線和接地體將雷電流安全導(dǎo)入地中，從而保護(hù)了附近的建筑物和設(shè)備免受雷擊。(2)避雷器雷電擊中送電線路后，雷電波沿導(dǎo)線傳播，若無(wú)適當(dāng)保護(hù)措施，必然進(jìn)入變電所或其他用電設(shè)施，造成變壓器、電壓互感器或大型電動(dòng)機(jī)的絕緣損壞，避雷器就是防止行波侵入而設(shè)置的保護(hù)裝置。避雷器有管式避雷器和閥式避雷器。8.2.2 架空線路的防雷保護(hù) 工廠供電系統(tǒng)架空線路的防雷：送電線路防雷的目的是盡量保持導(dǎo)線不受雷擊，即使受到雷擊，也不致發(fā)展成為穩(wěn)定電弧而中斷供電。工廠供電系統(tǒng)的輸電線路的特點(diǎn)如下：1） 一般廠區(qū)架空線路都在35KV以下，中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，當(dāng)雷擊桿頂對(duì)一相導(dǎo)線放電時(shí)，工頻接地電流很小，不會(huì)引起線路的跳閘。2） 工廠配電線路一般不長(zhǎng)，廠區(qū)內(nèi)一般采用電纜供電，即使用架空線，也會(huì)受到建筑物和樹木的屏蔽，遭受雷擊的機(jī)會(huì)比較小。3） 對(duì)重要負(fù)荷的工廠較易實(shí)現(xiàn)雙電源供電和自動(dòng)合閘裝置，可以減輕雷害事故的影響。對(duì)于10.5KV架空線高度較低，不需裝設(shè)避雷線，防雷方式可以采用鋼筋混泥土桿的自然接地，必要時(shí)采用雙電源供電和自動(dòng)合閘。8.2.3 車間變電所的防雷保護(hù)和接地裝置的設(shè)計(jì)工廠變電所是工廠電力供應(yīng)的樞紐，一旦遭受雷擊，會(huì)造成全廠停產(chǎn)，影響很大，工廠還有許多其他建筑物和構(gòu)筑