工廠供電與設備維修畢業(yè)論文

1、 云南廣播電視大學 云南國防工業(yè)職業(yè)技術學院電子工程學院畢業(yè)論文（設計）課 題 工廠供電與設備維修 教 研 室 專 業(yè) 電氣自動化技術 班 級 10電氣2班 學生姓名 學號 37 導師姓名 職稱 2010年10月 7 日目 錄摘要序言第1章 工廠的電力負荷及計算第1節(jié) 工廠的電力負荷和負荷曲線第2節(jié) 三相用電設備組計算負荷的確定第3節(jié) 單項設備組計算負荷的確定第4節(jié) 工廠供電系統(tǒng)的功率損耗和電能損耗第5節(jié) 工廠的計算負荷和年電能消耗量第二章 變電所及主變壓器的選擇第1節(jié) 變配電所所址的選擇第2節(jié) 變配電所型式的選擇第3節(jié) 變電所主變壓器臺數(shù)和容量的選擇第4節(jié) 變電所主變壓器型式和聯(lián)結組別的選擇

2、第三章工廠電力線路第1節(jié) 工廠電力線路及其結線方式第2節(jié) 工廠電力線路的結構和敷設第3節(jié) 導線和電纜截面的選擇計算第4節(jié) 工廠電力線路的運行維護第四章電氣安全，接地與防雷第1節(jié) 電氣裝置的接地第2節(jié) 過電壓與防雷第五章工廠的電氣照明第1節(jié) 工廠常用的電光源和燈具第2節(jié) 照明供電系統(tǒng)及其選擇第六章工廠的電能節(jié)約第1節(jié) 電能節(jié)約的意義第2節(jié) 工廠電能節(jié)約的一般措施參考文獻致謝摘 要工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)成本構成很多,其中用電成本是絕對是不可忽視的,隨著國家節(jié)能減排力度的不斷加大,產(chǎn)業(yè)結構的不斷調(diào)整,大家對工廠自用電越來越重視,怎樣減少設備投資,怎樣降低企業(yè)用電成本成為大家共同關注的腳墊。本文主要從廠用電節(jié)能

3、設計、節(jié)能設備應用、廠用電管理等方面進行闡述,目的是降低廠用電量,希望對實際工作有所幫助。電能是一種很重要的二次能源。由于電能與其它形式的能量相互轉(zhuǎn)換容易，輸送、分配和控制簡單經(jīng)濟，因此電能的應用非常廣泛，特別是工業(yè)生產(chǎn)中。能源是發(fā)展國民經(jīng)濟地重要物質(zhì)基礎，也是包括電力供應緊張。由于電力供應不足，致使我國的工業(yè)生產(chǎn)能力得不到應有的發(fā)揮。因此我國將能源建設（包括電力建設）作為國民經(jīng)濟建設的戰(zhàn)略重點之一，同時提出在加強能源開發(fā)的同時，必須最大限度地提高能源利用的經(jīng)濟效果，大力降低能源消耗。從我國電能消耗的情況來看，70%以上消耗在工業(yè)部門，所以工廠的電能節(jié)約特別值得重視。節(jié)約電能，不只是減少工廠的

4、電費開支，降低工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，可以為工廠積累更多的資金，更重要的是，由于電能能創(chuàng)造比它本身價值高幾十倍甚至上百倍的工業(yè)產(chǎn)值，因此多節(jié)約的電能，就能為國家多創(chuàng)造若干財富，有力地促進國民經(jīng)濟地發(fā)展。因此可見，節(jié)約電能具有十分重要的意義。關鍵詞: 技能 工廠供電系統(tǒng) 序 言 電能消耗是企業(yè)生產(chǎn)成本的重要組成部分，因此如何降低生產(chǎn)成本，使得企業(yè)利益最大化是企業(yè)生存與長遠發(fā)展的關鍵所在。在工廠供電系統(tǒng)中，由于絕大部分用電設備都具有電感特性，因此就會從電力系統(tǒng)中吸收無功功率，造成電力能源的浪費，故而開展對工廠供電系統(tǒng)節(jié)能方法的研究就勢在必行。節(jié)約能源、降低損耗是企業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的前提和關鍵所在，同時

5、也是企業(yè)不可推卸的社會責任和使命。本文從工廠供電系統(tǒng)電能損耗的幾個方面進行了分析，就如何降低電能損耗，提高工廠供電系統(tǒng)的利用率，并結合本單位的具體情況進行了闡述，事實證明本文提出的方法是可行的。 第一章 工廠的電力負荷及計算第1節(jié) 工廠的電力負荷和負荷曲線 一 、 工廠電力負荷的分級及其對供電的要求（一）電力負荷的概念 電力負荷又稱電力負載。它有兩種含義：一是指耗用電能的用電設備單位，如說重要負荷，不重要負荷，動力負荷，照明負荷。另一是指用電設備或用電單位所耗用的電功率或電流大小，如說輕負載，重負載，空載，滿載等。 （二）工廠電力負荷的分級 工廠的電力負荷，按gb50052-95規(guī)定，根據(jù)其對

6、供電可靠性的要求及中斷供電造成的損失或影響的程度分為三級：一級負荷，二級負荷和三級負荷。 1. 一級負荷 中斷供電將造成人身傷亡者；中斷供電將在政治，經(jīng)濟上造成重大損失者，例如重要交通樞紐，重要通信樞紐，重要賓館，大型體育館，經(jīng)常用于國際活動的大量人員集中的公共場所等用電單位中的重要電力負荷。在一級負荷中，當中斷供電將發(fā)生中毒，爆炸和火災等情況的負荷，以及特別重要場所的不允許中斷供電的負荷，應視為特別重要的負荷。 2. 二級負荷 中斷供電將在政治，經(jīng)濟上造成較大損失者，例如主要設備損壞，大量產(chǎn)品報廢，連續(xù)生產(chǎn)過程被打亂需較長時間才能恢復，重點企業(yè)大量減產(chǎn)等；中斷供電將影響重要用電單位的正常的工

7、作者，例如交通樞紐，通信樞紐等用電單位中的重要電力負荷以及中斷供電將造成大型影劇院，大型商場等較多人員集中的公共場所秩序混亂者。 3. 三級負荷 不屬于一級負荷和二級負荷的電力負荷。 （三）常用應急電源 常用應急電源可使用下列幾種電源： 1) 獨立于正常電源的發(fā)電機組。 2）供電網(wǎng)絡中獨立于正常電源的專門饋電線路。 3）蓄電池。 4）干電池。 二、工廠用電設備的工作制 工廠的用電設備，按其工作制分以下三類： 1.連續(xù)工作制這類工作制的設備在恒定負荷下運行，且運行時間長到足以使之達到平衡狀態(tài)。1. 短時工作制這類工作制的設備在恒定負荷下運行的時間短（短于達到熱平衡所需時間），而停歇時間長（長到足

8、以使設備溫度冷卻到周圍介質(zhì)的溫度）。2. 斷續(xù)周期工作制這類工作制的設備周期性地時而工作，時而停歇，如此反復運行，而工作周期一般不超過10min,無論工作或停歇，均不足以使設備達到熱平衡，如電焊機或吊車電動機等。 三、工廠的負荷曲線負荷曲線時表征電力負荷隨時間變動情況的一種圖形。它繪在直角坐標紙上，縱坐標表示 負荷（有功功率或無功功率）值，橫坐標表示對應的時間（一般以小時為單位）。負荷曲線按負荷對象分，有工廠的，車間的或某類設備的負荷曲線。按負荷的功率性質(zhì)分，有有功功率和無功功率負荷曲線。按所表示的負荷變動的時間分，有年，月的日的或工作班的負荷曲線。四 、與負荷曲線和負荷計算有關的物理量（1）

9、 年最大負荷和年最大負荷利用小時1. 年最大負荷pmax，就是全年中負荷最大的工作班內(nèi)（這一工作班的最大負荷不是偶然出現(xiàn)的，而是全年至少出現(xiàn)23次）消耗電能最大的半小時的平均功率，因此年最大負荷也稱為半小時最大負荷p30. 2.年最大負荷利用小時年最大負荷利用小時又稱為年最大負荷使用時間tmax ,它是一個假設時間，在此時間內(nèi)電力負荷按年最大負荷pmax持續(xù)運行所消耗的電能，恰好等于該電力負荷全年實際消耗的電能。（2） 平均負荷和負荷系數(shù) 1.平均負荷 平均負荷pav,就是電力負荷在一定時間t內(nèi)平均消耗的功率，也就是電力負荷在該時間t內(nèi)消耗的電能wt除以時間t的值，即 2. 負荷系數(shù)負荷系數(shù)又

10、稱負荷率，它是用電負荷的平均負荷與其最大負荷的比值，即 第二節(jié) 三相用電設備組計算負荷的確定 一 、概述 供電系統(tǒng)要能夠在正常條件下可靠運行，則其中各個原件（包括電力變壓器，開關設備及導線，電纜等）都必須選擇得當，除了滿足工作電壓和頻率的要求外，最重要的就是要滿足負荷電流的要求。因此有必要對供電系統(tǒng)中各個環(huán)節(jié)的電力負荷進行統(tǒng)計計算。 我國目前普遍采用的確定用電設備組計算負荷的方法，有需要系數(shù)和二項式法。需要系數(shù)法師世界各國均普遍采用的確定計算負荷的基本方法，簡單方便。二項式法的應用局限性大，但在確定設備臺數(shù)較少而容量差別懸殊的分支干線的計算負荷時，較之需要系數(shù)法合理，且計算也方便。 二、按需要

11、系數(shù)法確定計算負荷（1） 基本公式 用電設備組的計算負荷，是指用電設備組從供電系統(tǒng)中取用的半小時最大負荷p30，用電設備組的設備容量pe,是指用電設備組所有設備（不含備用設備 ）的額定容量pn之和,即n 用電設備組的有功負荷計算公式為p30=kkl/ewl .pe k為設備組的同時系數(shù)，即設備組在最大負荷時運行的設備容量與全部設備容量之比； kl為設備組的負荷系數(shù)，即設備組在最大負荷時輸出功率與運行設備容量之比； e為設備組的平均效率，即設備組在最大負荷時輸出功率與取用功率之比； wl為配電線路的平均效率，即配電線路在最大負荷時的末端功率（亦即設備組的取用功率）與首端功率（即計算負荷）之比。按

12、需要系數(shù)法確定三相用電設備組有功計算負荷的基本公式為p30=kdpe 實際上，須要系數(shù)kd不僅與用電設備組的工作性質(zhì)，設備臺數(shù)，設備效率和線路損耗等因素有關，而且與操作人員的技能和生產(chǎn)組織等多種因素有關，因此應盡量可能地通過實測分析確定，使之盡量接近實際。 無功計算負荷為 q30=p30tan視在計算負荷為 s30=p30/cos 計算電流為 i30=s30/(un) 式中，un為用電設備組的額定電壓。 如果為一臺三相電動機，則其計算電流就取為其額定電流，即 i30=in=pn/(uncos) 三、按二項式法確定計算負荷 （一）基本公式二項式法的基本公式是p30=bpe+cpx式中，bpe為表

13、示用電設備組的平均功率，其中pe是用電設備組的設備總容量，其計算方法如其按需要系數(shù)法中所述；cpx為表示用電設備組中x臺容量最大的設備投入運行時增加的附加負荷，其中px是x臺最大容量的設備總容量；b、c為二項式系數(shù)。其余的計算負荷q30、s30i、30的計算與前述需要系數(shù)法的計算相同。注意：按二項式法確定計算負荷時，如果設備總臺數(shù)n少于規(guī)定的最大容量設備臺數(shù)x的2倍（n2x)時，其最大容量臺數(shù)x宜適當取小，建議取x=n/2,且按“四舍五入”修約規(guī)則取整數(shù)。（二) 多組用電設備技術負荷的確定 采用二項式法確定多組用電設備總的計算負荷時，亦應考慮各組用電設備的最大負荷不同時出現(xiàn)的因素。但不計入一個

14、同時系數(shù)，而是在各組用電設備中取其中一組最大的附加負荷cpx，再加上各組的平均負荷bpe,由此求得其總的有功計算負荷，即總的有功計算負荷為p30=(bpe)i+(cpx)max (2-22) 總的無功計算負荷為q30=(bpetan)i+(cpx)maxtanmax 式中，tanmax為最大附加負荷(cpx)max的設備組的平均功率因數(shù)角的正切值。 第三節(jié) 單項設備組計算負荷的確定 一、 概述 在工廠里，出了 廣泛應用的三項設備外，還應用諸如電焊機、電爐、電燈等各種單相設備。單相設備接在三相線路中，盡可能的均衡分配，使三相負荷就可能的平衡。如果三相線路中單相設備的總容量不超過三相設備總容量15

15、%，則不論單相設備如何分配，單相設備科與三相設備綜合按三相負荷平衡計算。如果單相設備容量超過三相設備容量15%時，則應將單相設備容量換算為等效三相設備容量，再與三相設備容量想加。 由于確定計算負荷的目的，主要是為了選擇線路上的設備和導線（包括電纜），時線路上的設備和導線在計算電流通過時不至于過熱或損壞，因此在接有較多單相設備的三相線路中，不論單相設備接于相電壓還是線電壓，只要三相負荷不平衡，就應以最大負荷相有功負荷的3倍作為等效三相有功負荷，以滿足安全運行的要求。 二、 單相設備組等效三相負荷的計算 （一）單相設備接于相電壓時的負荷計算 等效三相設備容量pe應按最大負荷相所接的單相設備容量pe

16、.m的3倍計算，即pe=3pe.m 等效三相計算負荷則按前述需要系數(shù)法計算。 （二）單相設備接于線電壓時的負荷計算 1.接于同一線電壓時由于容量為pe.的單相設備接在線電壓上產(chǎn)生的電流i=pe./(ucos),這一電流應與其等效三項設備容量pe產(chǎn)生的電流）相等，因此其等效三相設備容量pe=2. 接于不同線電壓時 接于不同線電壓的等效三相設備容量 pe=p1+(3-)p2qe=p1tan1+(3-)p2tan2(3） 單相設備分別接于線電壓和相電壓時的負荷計算 首先應將接于線電壓的單相設備容量換算為接于相電壓的設備容量，然后分相計算各相的設備容量和計算負荷。而總的等效三相有功計算負荷為其最大有功

17、負荷相的有功計算負荷p30.m的3倍，即p30=3p30.m總的等效三相無功計算負荷為最大有功負荷相的無功計算負荷q30.m的3倍，即q30=3q30.m第4節(jié) 變電所主變壓器型式和聯(lián)結組別的選擇1、 工廠供電系統(tǒng)的功率損耗 （一）線路功率損耗的計算線路功率損耗包括有功和無功兩大部分。1. 有功功率損耗 有功功率損耗是 電流通過線路電阻所產(chǎn)生的，按下式計算式中，為線路的計算電流；為線路每相的電阻。 電阻=，這里為線路長度，為線路單位長度的電阻值。2. 無功功率損耗 無功功率損耗時電流通過線路電抗所產(chǎn)生的，按下式計算。式中，為線路的計算電流；為線路每相的電抗。 電抗=，這里的為線路長度,為線路單

18、位長度的電抗值。（2） 變壓器功率損耗的計算 變壓器功率損耗也包括有功和無功兩大部分。1. 變壓器的有功功率損耗變壓器的有功功率損耗有兩部分組成：(1) 鐵芯中的有功功率損耗，即。鐵損在變壓器一次繞組的外施電壓和頻率不變的條件下，是固定不變的，與負荷無關。鐵損可由變壓器空載試驗測定。變壓器的空載損耗可認為就是鐵損，因為變壓器的空載電流很小，在一次繞組中產(chǎn)生的有功損耗可略去不計。(2) 有負荷時一、二次繞組中的有功功率損耗，即銅損。銅損與負荷電流（或功率）的平方成正比。銅損可由變壓器短路實驗測定。變壓器的短路損耗可認為就是銅損，因為變壓器短路時一次側短路電壓很小，在鐵芯中產(chǎn)生的有功功率損耗可略去

19、不計。因此，變壓器的有功功率損耗為式中為變壓器的額定容量；為變壓器的計算負荷；為變壓器的負荷率， 2. 變壓器的無功功率損耗也由兩部分組成：（1） 用來產(chǎn)生主磁通即產(chǎn)生勵磁電流的一部分無功功率，用表示。它只與繞組電壓有關，與負荷無關它與勵磁電流（或近似地與空載電流）成正比，即 式中，為變壓器空載電流占額定電流的百分值。（2） 消耗在變壓器一、二次繞組電抗上的無功功率。額定負荷下的著部分無功損耗用表示。由于變壓器繞組的電抗遠大于電阻，因此近似與短路電壓（即阻抗電壓）成正比，即 式中，為變壓器的短路電壓占額定電壓的百分值。變壓器的無功功率損耗為或 在負荷計算中，sl7、s7、s9等型低損耗電力變壓

20、器的功率損耗可按下列簡化公式近似計算。有功損耗 無功損耗 2、 工廠供電系統(tǒng)的電能損耗（1） 線路的電能損耗 線路上全年的電能損耗可按下式計算 式中，為通過線路的計算電流；為線路每相的電阻；為年最大負荷損耗小時。（2） 變壓器的電能損耗 變壓器的電能損耗包括兩部分：（1）變壓器鐵損引起的電能損耗。只要外施電壓和頻率不變。它就是固定不變的，它近似于空載損耗, 因此其全年電能損耗為 (2) 變壓器銅損引起的電能損耗，它與負荷電流（或功率)的平方成正比，即與變壓器負荷率的平方成正比，它近似于短路損耗,因此其全年電能損耗為式中，為變壓器的年最大負荷損耗小時。第5節(jié) 工廠的計算負荷和年電能消耗量1、 工

21、廠計算負荷的確定工廠計算負荷是選擇工廠電源進線一、二次設備（包括導線、電纜）的基本依據(jù)，也是計算工廠的功率因數(shù)和工廠需電容量的基本依據(jù)。（1） 按逐級計算法確定工廠計算負荷工廠的計算負荷，應該是高壓母線上所有高壓配線計算負荷之和，再乘上一個同時系數(shù)。 工廠及變電所低壓側總的計算負荷、 、 和的計算公式，分別是：總的有功計算負荷為 總的無功計算負荷為 總的視在計算負荷為 總的計算電流為 其，。（三） 按年產(chǎn)量估算工廠計算負荷 在工廠年產(chǎn)量a乘上單位產(chǎn)品消耗電量a,就得到工廠全年的需電量 在求出年需電量后，除以工廠的年最大負荷利用小時，就可求出工廠的有功計算負荷 （4） 工廠的功率因數(shù) 無功補償及

22、補償后的計算負荷 1. 工廠的功率因數(shù) （1）瞬時功率因數(shù) 瞬時功率因數(shù)可由功率因數(shù)表（相位表）直接測量，亦可由功率表 電流表和電壓表的讀數(shù)按下式求出（間接測量） 式中，p 為功率表測出的三相功率讀數(shù)（kw)；i為電流表測出的線電流讀數(shù)（a)；u 為電壓表測出的線電壓讀數(shù)（kv)。（2） 平均功率因數(shù) 平均功率因數(shù)亦稱為加權平均功率因數(shù)，按下式計算式中，為某一時間內(nèi)消耗的有功電能，由有功電度表讀出；為某一時間內(nèi)消耗的無功電能，由無功電度表讀出。（3） 最大負荷時的功率因數(shù) 最大負荷時的功率因數(shù)指在年最大負荷（即計算負荷）時的功率因數(shù)，按下式計算2. 無功功率補償工廠中由于有大量的感應電動機，電

23、弧機，電弧爐即氣體放電燈等感性負荷，從而使功率因數(shù)降低。如在充分發(fā)揮設備潛力，改善設備運行性能，提高其自然功率因數(shù)的情況下，尚達不到規(guī)定的工廠功率因數(shù)要求時，則需考慮人工補償。再確定了總的補償容量后即可根據(jù)所選并聯(lián)電容器的容量來確定電容器的個數(shù)，即由上式計算所得的電容器個數(shù)n,，對于單相電容器（電容器全型號后面標“1”者）來說，應取3的倍數(shù)，以便三相均衡分配。3. 工廠(或車間）裝設了無功補償裝置以后，則在確定補償裝置裝設地點以前的總計算負荷時，應扣除無功補償?shù)娜萘?，即總的無功計算負荷補償后總的視在計算負荷二、 工廠年電量消耗量的計算工廠年電量消耗量可用工廠的年產(chǎn)量級單位產(chǎn)品耗電量進行估算。

24、工廠年電能消耗量的較精確計算，可用工廠的有功和無功計算負荷和，即年有功電能消耗量年無功電能消耗量式中，為年平均有功負荷系數(shù)，一般取0.70.75；為年平均無功負荷系數(shù)，一般取0.760.82；為年實際工作小時數(shù)，一班制可取2300，兩班制可取4600，三班值可取6900。 第二章 變電所及主變壓器的選擇 第一節(jié) 變配電所所址的選擇1、 變配電所所址選擇的一般原則 選擇工廠變、配電所的所址，應根據(jù)下列要求經(jīng)技術、經(jīng)濟比較后確定：1) 接近負荷中心。2) 進出線方便。3) 接近電源側。4) 設備運輸方便。5) 不應設在有劇烈震動或高溫的場所。6) 不宜設在多塵或有腐蝕氣體的場所，當無法遠離時，不應

25、設在污染盛行風向的下風側。7) 不應設在廁所、浴室或其他經(jīng)常積水場所的正下方，且不宜與上述場所相貼鄰。8) 不應設在有爆炸危險的正上方或正下方，有火災危險環(huán)境亦是一樣的。9) 不應設在地勢低洼和可能積水的場所。10) 高壓配電所應盡量與鄰近車間變電所或有大量高壓用電設備的廠房和建在一起。gb50053-9410kv及以下變電所設計規(guī)范規(guī)定：1) 裝有可燃性油浸電力變壓所的車間內(nèi)變電所，不應設在三、四級耐火等級的建筑物內(nèi)；當設在而級耐火等級的建筑物內(nèi)時，建筑物應采取局部防火措施。2) 多層建筑中，裝有可燃性油的電氣設備的變、配電所應設置在底層靠外墻部位，且不應設在人員密集場所的正上方、正下方、貼

26、鄰和疏散出口的兩旁。3) 高層建筑中，裝有可燃性油的電氣設備的變、配電所。當受條件限制必須設置時，應設在底層靠外墻部位，且不應設在人員密集場所的正上方、正下方、貼鄰和疏散出口的兩旁，并按現(xiàn)行國家標準gb50045-95高層民用建筑設計防火規(guī)范有關規(guī)定，采取相應的防火措施。4) 露天或半露天的變電所，不應設置在下列場所;有腐蝕性氣體地場所。挑檐為燃燒體或難燃體和耐火等級為四級的建筑物旁。附近有棉、糧即其它易燃、易爆物品集中地露天堆放場。容易沉淀可燃粉塵、可燃纖維、灰塵或?qū)щ妷m埃且嚴重影響變壓器安全運行的場所。二、負荷中心的確定法利用以符合圓表示的負荷指示圖在工廠總平面圖上，按適當?shù)谋壤齥（）作出

27、各車間（建筑）及宿舍的負荷圓。負荷圓的圓心一般選在車間或宿舍區(qū)地中央。圓半徑（單位為）為式中，車間或宿舍區(qū)的計算負荷（單位為kw)。利用以負荷圓表示的負荷指示圖，可以大致地判明負荷中心的位置。第2節(jié) 變配電所型式的選擇 變配電所有屋內(nèi)式和屋外式兩大型式。屋內(nèi)式運行維護方便，占地面積少。在選擇工廠總變配電所型式時，應根據(jù)具體地理環(huán)境，因地制宜；技術經(jīng)濟合理時，應優(yōu)先選用屋內(nèi)式。負荷較大的車間，宜設附設式或半露天式變電所。負荷較大的多跨廠房及高層建筑內(nèi)，宜設車間內(nèi)（室內(nèi)）變電所或組合式成套變電站。負荷小而分散的工廠車間即生活區(qū)，或許遠離有易燃易爆危險及有腐蝕性車間時，宜設獨立變電所。如戶外環(huán)境正常

28、，亦可設露天式變電所。工廠的生活區(qū)，當變壓器容量在315kva及以下時，宜設桿上式變電臺或高臺式變電所。第3節(jié) 變電所主變壓器臺數(shù)和容量的選擇 一、變電所主變壓器臺數(shù)的選擇 主變壓器臺數(shù)應根據(jù)負荷特點和經(jīng)濟運行要求進行選擇。當符合下列條件之一時，宜裝設兩臺及以上變壓器：1） 有大量一級負荷或二級負荷。2） 季節(jié)性負荷變化較大，適于采用經(jīng)濟運行方式。3） 集中負荷較大，例如大于1250va。其它情況下宜裝設一臺變壓器。2、 變電所主變壓器容量的選擇 1.裝有一臺主變壓器的變電所 主變壓器容量應不小于總的計算負荷，即2. 裝有兩臺主變壓器的變電所 每臺變壓器容量不應小于總的計算負荷的60%，最好為

29、總計算負荷的70%，即同時每臺主變壓器容量不應小于全部以、二級負荷之和，即3. 主變壓器單臺容量上限 單臺配電變壓器（低壓為0.4kv）的容量一般不宜大于1250kva。當用電設備容量較大、負荷集中且運行合理時，亦可選用較大容量（例如）的配電變壓器。第四節(jié) 變電所主變壓器型式和聯(lián)結組別的選擇1、 變電所主變壓器型式的選擇一般正常環(huán)境的變電所，可選用油浸式變壓器，且應優(yōu)先選用sl7、s7、s9等系列低損耗電力變壓器。在多塵或有腐蝕性氣體嚴重影響變壓器安全運行的場所，應選用防塵型或者防腐型變壓器，例如sl14等系列全密封式變壓器，具有防震、防腐、防塵的性能，并可與爆炸性氣體相隔離。多層或高層主體建

30、筑內(nèi)變電所，宜選用不燃或難燃型變壓器，例如scl系列環(huán)氧樹脂澆注干式變壓器或型變壓器。多雷地區(qū)及土壤電阻率較高的山區(qū)，宜選用防雷型變壓器。例如scl等型變壓器，其二次繞組采用曲折形（z形)聯(lián)結。供電電壓偏低或電壓波動嚴重而用電設備對電壓質(zhì)量又要求較高的場所，可選用有載調(diào)壓型變壓器，例如szl7、sz9等。2、 變電所主變壓器聯(lián)結組別的選擇三相負荷基本平衡，其低壓中性電流不致超過低壓繞組額定電流25%，且供電系統(tǒng)中諸波干擾不甚嚴重時，三相配電變壓器的聯(lián)結組可選yyn0。當有單相不平衡負荷引起的中性線電流超過變壓器低壓繞組額定電流25%時，或供電系統(tǒng)中存在較大的“諧波源”、高次諧波電流比較突出時，

31、三相配電變壓器的聯(lián)結組宜選dyn11. 第三章 工廠電力線路第1節(jié) 工廠電力線路及其結線方式1、 電力線路的任務和類別電力線路是電力系統(tǒng)的重要組成部分，擔負著輸送和分配電能的重要任務。電力線路按電壓高低分，有高壓線路即1kv以上線路和低壓線路即1kv以下線路。電力線路按結構型式分，有架空線路、電纜線路和車間（室內(nèi)）線路等。2、 高壓線路的結線方式工廠的高壓線路有放射式，樹干式和環(huán)形等基本結線方式。（1） 放射式結線 放射式線路之間互不影響，供電可靠性較高，便于裝設自動裝置，高壓開關設備用的較多，且每臺高壓斷路器須裝設一個高壓開關柜，從而使投資增加。而且這種放射式線路發(fā)生故障或檢修時，該線路所供

32、電的負荷都要停電。要進一步提高其供電可靠性，可在各車間變電所高壓側之間或低壓側之間敷設聯(lián)絡線。要進一步提高其供電可靠性，還可采用來自兩個電源的兩路高壓進線，然后經(jīng)分段母線，由兩段母線用雙回路對用戶交叉供電。（2） 樹干式結線優(yōu)點：多數(shù)情況下，能減少線路的有色金屬消耗量；采用的高壓開關數(shù)量少，投資較省。缺點：供電可靠性低，當高壓配電干線發(fā)生故障或檢修時接于干線的所有變電所都要停電，且在實現(xiàn)自動化方面，適應性較差。 要提高供電可靠性，可采用雙桿線供電或兩端供電的結線方式。（3） 環(huán)形結線 環(huán)形結線，實質(zhì)上是兩端供電的樹干式結線。為了便于實現(xiàn)線路的保護的選擇性，因此大多數(shù)環(huán)形線路采取“開口”運行方式

33、，即環(huán)形線路中有一處開關是斷開的。3、 低壓線路的結線方式 工廠的低壓配電線路也有放射式、樹干式和環(huán)形等基本結線方式。（1） 放射式結線的特點是：其引出線發(fā)生故障是互不影響，供電可靠性較高，在一般情況下，其有色金屬消耗量較多，采用的開關設備也較多。該線路多用于設備容量大或?qū)╇娍煽啃砸蟾叩脑O備配電。（2） 樹干式結線樹干式結線的特點正好與放射式結線相反。樹干式采用的開關設備較少，有色金屬消耗量也較少，但發(fā)生故障時，影響范圍大因此供電可靠性較低。（3） 環(huán)形結線環(huán)形結線，供電可靠性較高。任一段線路發(fā)生故障或檢修時，都不造成供電中斷，或只短時停電，一旦切換電源的操作完成，即能恢復供電。環(huán)形結線，

34、可使電能損耗和電壓損耗的減少環(huán)形系統(tǒng)的保護裝置及其整定配合比較復雜，如配合不當，發(fā)生誤動作，反而擴大故障停電范圍。實際上，低壓換形線路多采用：開口“方式運行。第2節(jié) 工廠電力線路的結構和敷設1、 架空電路地結構和敷設由于架空線路與電纜線路相比有較多的優(yōu)點，如成本低、投資少，安裝容易，維護和檢修方便,易于發(fā)現(xiàn)和排除故障等。架空線路由導線、電桿、絕緣子和線路金具等主要元件組成。為了防雷，在架空線路上架設避雷線（架空地線）。為了加強電桿的穩(wěn)定性，有的還安裝有拉線或板樁。（1） 架空線路的導線導線是線路的主體，擔負著輸送電能的功能。它架設在電桿上邊，要經(jīng)常承受自身重量和各種外力的作用，并要承受大氣中各

35、種有害物質(zhì)的侵蝕。因此導線必須具有良好的導電性，同時要具有一定的機械強度和耐腐蝕性，盡可能地質(zhì)輕廉價。導線材質(zhì)有銅、鋁和鋼。銅的導電性最好（電導率為53），機械強度也相當高（抗拉強度約為380），然而銅是貴重金屬，應盡量節(jié)約。鋁的機械強度較差（抗拉強度約為160），但其導電性較好（電導率為32），且質(zhì)輕、廉價的優(yōu)點。鋼的機械強度很高,而且其導電性差，功率損耗大，并且容易銹蝕，因此鋼線在工廠的架空線路上一般不用。架空線路一般采用裸導線，按其結構分為單股線和多股絞線。工廠供電一般采用多股絞線。架空線路一般采用鋁絞線。在機械強度要求較高和35kv及以上的架空線路上，則多采用鋼芯鋁絞線。（二） 電桿、

36、橫擔和拉線電桿時支持導線的支柱，時架空線路的重要組成部分。對電桿的要求，主要是要有足夠的機械強度，同時盡可能經(jīng)久耐用，廉價，便于搬運和安裝。電桿按其采用的材料分，有木桿、水泥桿和鐵塔等三種。電桿按其在架空線路中的功能和地位分，有直線桿、分段桿、轉(zhuǎn)角桿、終端桿、跨越桿和分支桿等型式。橫擔安裝在電桿的上部，用來安裝絕緣子以架設導線。常用用的橫擔有木橫擔、鐵橫擔和瓷橫擔。現(xiàn)在工廠普遍采用的是鐵橫擔和瓷橫擔。拉線是為了平衡電桿各方面的作用力，并抵抗風壓以防止電桿傾倒用的，如終端桿、轉(zhuǎn)角桿、分段桿等往往都裝有拉線。（3） 線路絕緣子和金具 絕緣子又稱瓷瓶。線路絕緣子用來將導線固定在電桿上，并使導線與電桿

37、絕緣。因此對絕緣子既要求具有足夠的機械強度。線路絕緣子按電壓高低分低壓絕緣子和高壓絕緣子兩大類。線路金具是用來連接導線、安裝橫擔和絕緣子等金屬附件，包括安裝真是絕緣子的穿芯螺釘，將橫擔或拉線松緊的花藍螺釘，以及懸式絕緣子串的掛環(huán)、刮板、線夾等。（4） 架空線路的敷設1. 敷設的要求和路徑的選擇敷設架空線路時，要嚴格遵守有關技術規(guī)程的規(guī)定。在施工時，要注重安全施工，采取有效地安全措施，特別是立桿、組裝和架線時，更要注意人身安防止事故發(fā)生。驗收時，要確保工程質(zhì)量。選擇架空線路的路徑時，應考慮以下原則：路徑要短，轉(zhuǎn)角要少；交通運輸方便，便于施工架設和維護；盡量避開河洼和雨水沖刷地帶及易撞、易爆、易燃

38、等危險場所；不應引起機耕、交通和人行困難；應與建筑物保持一定的安全距離；應與工廠和城鎮(zhèn)的建設規(guī)劃協(xié)調(diào)配合，并適當考慮今后的發(fā)展。2. 導線在電桿上的排列方式三相四線制低壓架空線路的導線，一般都采用水平排列，由于中性線的電位再三相對稱是為零，而且其截面積也較小，機械強度較差，所以中性線一般架設在靠近電桿的位置。三相三線制架空線路的導線，可三角形排列，也可水平排列。多回路導線同桿架設時，可三角，水平混合排列。3. 架空線路的檔距、弧垂及其它距離 架空線路的檔距（又稱跨距），是同一線路上相鄰電桿之間的水平距離。導線的弧錘（又稱弛垂），是架空線路一個檔距內(nèi)導線最低點與兩端電桿上導線懸掛點間的垂直距離。

39、倒顯得弧垂是由于導線存在著荷重所形成的。架空線路的線路距離、導線對地面和水面的最小距離、架空線路與各種設施接近和交叉的最小距離等，在有關技術規(guī)程中均有規(guī)定，設計和安裝必須遵守。二、電纜線路的結構和敷設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，但它具有運行可靠、不易受外界影響、不需要架空電桿、不占地面、不礙觀瞻等優(yōu)點，特別是在有腐蝕性氣體和易燃、易爆場所，不宜架設架空線路時，只有敷設電纜線路。（1) 電纜和電纜頭電纜的類型很多。供電系統(tǒng)中常用的電力電纜，按其纜芯材質(zhì)分銅芯和鋁芯兩大類。按其采用的絕緣介質(zhì)分油浸紙絕緣的和塑料絕緣的兩大類。油浸紙絕緣電纜具有耐壓強度高、耐熱性能好和

40、使用年限較長等優(yōu)點，因此應用相當普遍。目前我國生產(chǎn)的塑料電纜有兩種：一種是聚氯乙烯絕緣及護套電纜，一生產(chǎn)至10kv電壓等級。另一種是交聯(lián)聚乙烯絕緣聚乙烯護套電纜，其電氣性能更優(yōu)越，現(xiàn)已生產(chǎn)至110kv電壓等級。電纜頭包括電纜中間接頭和電纜終端頭。環(huán)氧樹脂澆注的電纜頭具有絕緣和密封性能好、體積小、重量輕、成本低等優(yōu)點，曾廣泛用于10kv及以下的系統(tǒng)中。(2) 電纜的敷設1. 電纜的敷設方式工廠中常見的電纜敷設方式有直接埋地敷設、利用電纜溝和電纜橋架等幾種，而電纜隧道和電纜排管等敷設方式較少采用。2. 電纜敷設路徑的選擇選擇敷設路徑時，應考慮以下原則：避免電纜遭受機械性外力、過熱、腐蝕等危害；在滿

41、足安全要求條件下應使用電纜較短；便于敷設、維護；應避開將要挖掘施工的地方。3. 電纜敷設的一般要求 1）電纜長度宜按實際線路長度考慮的裕量，以作為安裝、檢修時的備用。只埋電纜應作波浪形埋設。 2）下列場合的非鎧裝電纜應采取穿管保護：電纜引入或引出建筑物或構筑物；電纜穿過樓板及主要墻壁處；從電纜溝道引出至電桿，或沿墻敷設的電纜距地面2m高度及埋入地下小于0.3深度的一段；電纜與道路、鐵路交叉的一段。所用保護管的內(nèi)徑不得小于電纜外徑或多根電纜包絡外徑的1.5倍。3） 多根電纜敷設在同一通道中位于同側的多層支架上時，應按下列要求進行配置：應按電壓等級由高到低的電力電纜、強電至弱電的控制和信號電纜、通

42、信電纜的順序排列；支架層數(shù)通道空間限制時，35kv及以下的相鄰電壓等級電力電纜，可排列與同一支架，1kv及以下電力電纜也可與強電控制和信號電纜配置在同一支架；同一重要回路的工作與備用電纜實行耐火分隔時，宜適當配置在不同層次的支架上。4） 明敷的電纜不宜平行敷設于熱力管道。5） 電纜遠離爆炸性氣體釋放源。6） 電纜沿輸送易燃氣體的管道敷設時，應配置在危險程度較低的一側，且應符合下列規(guī)定： 易燃氣體密度比空氣大時，電纜宜在管道上方；易燃氣體密度比空氣小時，電纜宜在管道下方7） 電纜溝的結構應考慮到防火和防水。8） 直接敷設于非凍土地區(qū)的電纜，其外皮至地下構筑物基礎的距離不得小于0.3；至地面的距離

43、不得小于0.7；當位于車行道或耕地的下方時應適當加深，且不得小于1。電纜直埋于凍土地區(qū)時，宜埋入凍土層以下。9） 電纜的金屬外皮、金屬電纜頭及保護鋼管和支架等均應可靠接地。第3節(jié) 導線和電纜截面的選擇計算1、 為了保證供電系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟地運行，選擇導線和電纜截面時必須滿足下列條件： 1.發(fā)熱條件導線和電纜（包括母線）在通過正常最大負荷電流即線路計算電流時產(chǎn)生的發(fā)熱溫度，不應超過其正常運行時的最高允許溫度。 2.電壓損耗條件導線和電纜在通過正常最大負荷電流即計算電流時產(chǎn)生的電壓損耗，不應超過正常運行時允許的電壓損耗。對于工廠內(nèi)較短的高壓線路，可不進行電壓損耗校驗。 3.經(jīng)濟電流密度3

44、5kv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，其導線和電纜截面宜按經(jīng)濟電流密度選擇，以使線路的年費用支出最小。所選截面，稱為“經(jīng)濟截面”。此種選擇原則，稱之為“年費用支出最小”原則。工廠內(nèi)的10kv及以下線路，通常不按原則選擇。 4.機械強度 導線（包括裸線和絕緣導線）截面不應小于其最小允許截面。2、 按發(fā)熱條件選擇導線和電纜的截面 （三）三相系統(tǒng)相線截面的選擇電流通過導線（或電纜，包括母線，下同）時，要產(chǎn)生能耗，使導線發(fā)熱。裸導線的溫度過高時，會使接頭處地氧化加劇，增大接觸電阻，使之進一步氧化，如此惡性循環(huán)，最后可發(fā)展到斷線。 按發(fā)熱條件選擇三相系統(tǒng)中的相截面時，應使其允許

45、載流量不小于通過相線的計算電流，即所謂導線的允許載流量，就是在規(guī)定的環(huán)境溫度條件下，導線能夠連續(xù)承受而不致使其穩(wěn)定溫度超過允許值的最大電流。如果導線敷設地點的環(huán)境溫度與導線允許載流量所采用的環(huán)境溫度不同時，則導線的允許載流量應乘以溫度校正系數(shù)式中，為導線額定負荷時的最高允許溫度；為導線的允許載流量所采用的環(huán)境溫度；為導線敷設地點實際的環(huán)境溫度。 這里所說的“環(huán)境溫度”，是按發(fā)熱條件選擇導線和電纜的特定溫度。（2） 中性線和保護線截面的選擇1. 中性線（n線）截面的選擇三相四線制系統(tǒng)中的中性線，要通過系統(tǒng)的不平衡電流和零序電流，因此中性線的允許載流量，不應小于三相系統(tǒng)的最大不平衡電流，同時應考慮

46、諧波電流的影響。 一般三相四線制線路的中性線截面，應不小于相線截面的50%即而由三相四線制線路引出的兩相三線線路和單相線路，由于其中中性線電流與相線電流相等，因此它們的中性線截面應與相線截面相同，即=2. 保護線（pe線）截面的選擇根據(jù)短路熱穩(wěn)定度地要求，保護線（pe線）的截面，按gb5005495低壓配電設計規(guī)范規(guī)定：（1） 當16時(2) 當1635時0.53. 保護中性線（pe線）的選擇保護中性線兼有保護線和中性線的雙重功能，因此其截面選擇應同時滿足上述保護線和中性線的要求，取其中的最大值。第4節(jié) 工廠電力線路的運行維護1、 架空線路的經(jīng)濟運行維護（1） 一般要求對廠區(qū)架空線路，一般要求

47、每月進行一次巡視檢查。如遇大風大雨及發(fā)生故障等特殊情況時的臨時增加巡視次數(shù)（2） 巡視項目（1） 電桿有無傾斜、變形、腐朽、損壞及基礎下沉等現(xiàn)象，如有，應設法修理。（2） 沿線路的地面是否堆放有易燃、易爆和強腐蝕性物體，如有，應立即設法挪開。（3） 沿線路周圍，有無危險建筑物，應盡可能保證在雷雨季節(jié)和大風季節(jié)里，這些建筑物不致對線路造成損壞。（4） 線路上有無樹枝、風箏等懸掛物，如有，應設法消除。（5） 拉線和板樁是否完好，綁扎線是否緊固可靠，如有缺陷，應設法修理或更換。（6） 導線的接頭是否接觸良好，有無過熱發(fā)紅、氧化、腐蝕或斷脫現(xiàn)象，絕緣子有無破損和放電現(xiàn)象，如有，應設法修理或更換。（7）

48、 壁壘裝置的接地是否良好，接地線有無銹斷情況，在雷電季節(jié)帶來之前，應重點檢查，以確保防雷安全。（8） 其它危及線路安全運行的異常情況。 2、 電纜線路的運行維護（1） 一般要求電纜線路大多是敷設在地下的，要作好電纜的運行維護工作，就要全面了解電纜的敷設方式結構布置、線路走向及 電纜頭位置等。對電纜線路，一般要求每季進行一次巡視檢查，并應經(jīng)常監(jiān)視其符合大小和發(fā)熱情況。如遇大雨、洪水及地震等特殊情況及發(fā)生故障時，得臨時增加巡視次數(shù)。（2） 巡視項目（1） 電纜頭及瓷套管有無破損和放電痕跡；對填充有電纜膠（油）的電纜頭，還應檢查有無漏油溢膠的現(xiàn)象。（2） 對明敷電纜，還須檢查外皮有無銹蝕、損傷，沿線

49、支架或掛鉤有無脫落，線路上及附近有無堆放易燃易爆及強腐蝕性物體。（3） 對暗敷電纜及埋地電纜，應檢查沿線的蓋板和其它保護物是否完好，有無挖掘痕跡，路線標樁是否完整無缺。（4） 電纜溝內(nèi)有無積水或滲水現(xiàn)象，是否堆有雜物及易燃易爆危險物。（5） 線路上各種接地是否良好，有無松脫、斷股和腐蝕現(xiàn)象。（6） 其它危及電纜安全運行的異常情況。待添加的隱藏文字內(nèi)容3第四章電氣安全，接地與防雷第一節(jié) 電氣裝置的接地1、 接地的有關概念（一）接地和接地裝置電氣設備的某部分與大地之間做良好的電氣連接，稱為接地。埋入地中并與大地接觸的金屬導體，稱為接地體，或稱接地極。專門為接地而人為裝設的接地體，稱為人工接地體。兼

50、做接地體用的直接與大地接觸的各種金屬構件、金屬管道及建筑物地鋼筋混泥土基礎等，稱為接地線。接地線在設備、裝置正常運行情況下是不載流的，但在故障情況下要通過接地故障電流。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接地線連接起來的一個整體，稱為接地網(wǎng)。其中接地線又分為接地干線和接地支線，接地干線一般應采用不少于兩根導體在不同地點與接地網(wǎng)連接。（2） 接地電流和對地電壓 當電氣設備發(fā)生接地故障時，電流就通過接地體向大地作半球形散開，這一電流，稱為接地電流，用表示。由于這半球形的球面，在距接地體越遠的地方，散流電阻越小。（三）接觸電壓和跨步電壓 1.接觸電壓是指設備的絕緣損壞時，在身體可同

51、時觸及的兩部分之間出現(xiàn)的電位差。例如人站在發(fā)生接地故障的設備旁邊，手觸及設備的金屬外殼，則人手與腳之間所呈現(xiàn)的電位差，即為接觸電壓。 2.跨步電壓跨步電壓是指在接地故障點附近行走，兩腳之間所出現(xiàn)的電位差。在帶電的斷線落地點附近及雷擊時防雷裝置泄放雷電流的接地體附近行走時，同樣也會出現(xiàn)跨步電壓?？绮诫妷旱拇笮∨c離接地點的遠近及跨步的長短有關，越靠近接地點及跨步越長，跨步電壓越大。通常離接地點達20時，跨步電壓為零。（4） 工作接地、保護接地和重復接地1. 工作接地 工作接地是為保證電力系統(tǒng)和設備達到正常工作要求而進行的一種接地，例如電源中性點的接地、防雷裝置的接地等。各種工作接地有各自的功能。例

52、如電源中性點直接接地，能在運行中維持三相系統(tǒng)中相線對地電壓不變；而電源中性點經(jīng)消弧線圈接地，能在單相接地時相處接地點的斷弧電弧，防止系統(tǒng)出現(xiàn)過電壓。至于防雷裝置的接地，其功能更是顯而易見的，不進行接地就無法對地泄放雷電流，從而無法實現(xiàn)防雷的要求。2.保護接地保護接地是為保障人身安全，防止間接觸電而將設備的外露可導電部分接地。保護接地的型式有兩種：設備的外露可導電部分經(jīng)各自的接地線（pe線）直接接地，如在tt和it系統(tǒng)中。設備的外露可導電部分經(jīng)公開的pe線（在tn-s系統(tǒng)中）或經(jīng)pen線（tn-c系統(tǒng)中）接地這種接地型式我國習慣稱為“保護接零”。必須注意：同一低壓系統(tǒng)中，不能有的采取保護接地，有

53、的又采取保護接零，否則當采取保護接地的設備發(fā)生單相接地故障時，采取保護接零的設備外露可導電部分帶上危險的電壓。3. 重復接地在tn系統(tǒng)中，為確保公開pe線或pen線安全可靠，除在中性點進行工作接地外，還應在pe線或pen線的下列地方進行重復接線：在架空線路終端及沿線每1km處；電纜和架空線引入車間或大型建筑物處。如不重復接地，則在pe線或pen線斷線且有設備發(fā)生單相接地故障時，接在斷線后面的所有設備外露可導電部分都將呈現(xiàn)接近于相電壓的對地電壓，即,這是很危險的。如進行了重復接地，則在發(fā)生同樣故障時，斷線后面的設備外露可導電部分的對地電壓為，危險程度大大降低。3、 接地裝置的裝設（1） 自然接地體的利用在設計和裝設接地裝置時，首先應充分利用自然接地體，以節(jié)約投資，節(jié)約鋼材?？勺鳛樽匀唤拥伢w的有：與大地有可靠連接的建筑物地鋼結構和鋼構、行車