畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-工廠供配電系統(tǒng)安裝設(shè)計(jì)

1、各專業(yè)完整優(yōu)秀畢業(yè)論文設(shè)計(jì)圖紙鄭州大學(xué)現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)題 目：工廠供配電系統(tǒng)安裝設(shè)計(jì)入 學(xué) 年 月_2021年09月 姓 名 學(xué) 號(hào) 專 業(yè) 電氣工程 學(xué) 習(xí) 中 心 石家莊學(xué)習(xí)中心 指 導(dǎo) 教 師 _ _ 完成時(shí)間_2021_年_09_月_02_日目 錄摘要及關(guān)鍵詞1引言21 分析原始資料，確定電源的引入方式41.1 工廠總平面圖41.2 工廠負(fù)荷情況41.3 供電電源情況51.4 .氣象資料52 負(fù)荷計(jì)算及無(wú)功功率補(bǔ)償計(jì)算62.1 用電設(shè)備負(fù)荷的計(jì)算62.2 負(fù)荷計(jì)算表72.3 無(wú)功功率補(bǔ)償83 變電站主變壓器的選擇104 變電站主變壓器的臺(tái)數(shù)、容量及類型的選擇105 變電站主結(jié)

2、線方案的設(shè)計(jì)115.1 變電所主要結(jié)線方案的提出115.2 變電所主要結(jié)線方案的選擇116 短路電流的計(jì)算136.1 繪制計(jì)算電路圖136.2 計(jì)算短路電流137 變電站一次設(shè)備的選擇167.1 10KV側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)167.2 10KV側(cè)一次系統(tǒng)圖217.3 380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)217.4 380V側(cè)一次系統(tǒng)圖278 防雷接地278.1 變電站的防雷設(shè)計(jì)278.2 接地保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)319 設(shè)備材料清單32參考文獻(xiàn)34致謝35工廠供配電系統(tǒng)安裝設(shè)計(jì)【摘要】本次設(shè)計(jì)是關(guān)于一個(gè)機(jī)械廠10KV一次供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，在滿足工廠供電設(shè)計(jì)中平安、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)的根本要求的前提下，首先根據(jù)全廠

3、和車間的用電設(shè)備情況，進(jìn)行了負(fù)荷計(jì)算，通過(guò)功率因數(shù)的計(jì)算，進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償設(shè)計(jì)包括無(wú)功補(bǔ)償容量計(jì)算和補(bǔ)償設(shè)備選擇、校驗(yàn)，確定機(jī)械廠的供電方案，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比擬，確定了供電系統(tǒng)的主接線形式，選擇了主變壓器的臺(tái)數(shù)和容量。其次，通過(guò)合理設(shè)置短路點(diǎn)，進(jìn)行正確的短路電流計(jì)算，進(jìn)行了主要電氣設(shè)備的選型和校驗(yàn)。【關(guān)鍵詞】 供電系統(tǒng) 負(fù)荷計(jì)算 主變壓器 設(shè)備選擇引 言電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和核心動(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給用；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。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。在

4、企業(yè)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)品本錢中所占的比重一般很小除電化工業(yè)外。電能在工業(yè)生產(chǎn)中的重要性，并不在于它在產(chǎn)品本錢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)本錢，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)，如果工廠的電能供給突然中斷，那么對(duì)工業(yè)生產(chǎn)可能造成嚴(yán)重的后果。 可見(jiàn)，做好工廠供電工作對(duì)于開(kāi)展工業(yè)自動(dòng)化生產(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

5、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)效勞，切實(shí)保證工廠生產(chǎn)和生活用電的需要，并確實(shí)做好節(jié)能環(huán)保工作，就必須到達(dá)以下根本要求：1平安： 在電能的供給、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)社會(huì)的開(kāi)展。為了保證工廠供電的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，就必須要有一套完整的

6、保護(hù)，監(jiān)視和測(cè)量裝置。目前多以采用自動(dòng)裝置，將計(jì)算機(jī)應(yīng)用到工廠配電控制系統(tǒng)中去。工廠供電設(shè)計(jì)的一般原那么:按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50052-95 ?供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?、GB50053-94 ?10kv及以下設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?、GB50054-95 ?低壓配電設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?等的規(guī)定，進(jìn)行工廠供電設(shè)計(jì)必須遵循以下原那么：1 遵守規(guī)程、執(zhí)行政策；必須遵守國(guó)家的有關(guān)規(guī)定及標(biāo)準(zhǔn)，執(zhí)行國(guó)家的有關(guān)方針政策，包括節(jié)約能源，節(jié)約有色金屬等技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策。2 平安可靠、先進(jìn)合理；應(yīng)做到保障人身和設(shè)備的平安，供電可靠，電能質(zhì)量合格，技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)合理，采用效率高、能耗低和性能先進(jìn)的電氣產(chǎn)品。3 近期為主、考慮開(kāi)展；應(yīng)根據(jù)工作特點(diǎn)、規(guī)模

7、和開(kāi)展規(guī)劃，正確處理近期建設(shè)與遠(yuǎn)期開(kāi)展的關(guān)系，做到遠(yuǎn)近結(jié)合，適當(dāng)考慮擴(kuò)建的可能性。4全局出發(fā)、統(tǒng)籌兼顧。按負(fù)荷性質(zhì)、用電容量、工程特點(diǎn)和地區(qū)供電條件等，合理確定設(shè)計(jì)方案。工廠供電設(shè)計(jì)是整個(gè)工廠設(shè)計(jì)中的重要組成局部。工廠供電設(shè)計(jì)的質(zhì)量直接影響到工廠的生產(chǎn)及開(kāi)展。作為從事工廠供電工作的人員，有必要了解和掌握工廠供電設(shè)計(jì)的有關(guān)知識(shí)，以便適應(yīng)設(shè)計(jì)工作的需要。1 分析原始資料，確定電源的引入方式1.1 工廠總平面圖 圖1-1 工廠總平面圖1.2 工廠負(fù)荷情況 本廠的供電均為三級(jí)負(fù)荷，統(tǒng)計(jì)資料如表1-1所示：表1-1 負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料序 號(hào)用電設(shè)備組名稱容量PekW需要系數(shù)Kdcos&tan&1鑄造車間400

8、2熱處理車間4003鍛壓車間4004金工車間4005工具車間4006倉(cāng)庫(kù)2007裝配車間2008機(jī)修車間2009電鍍車間30010鍋爐房30011生活區(qū)3001.3 供電電源情況按照工廠與當(dāng)?shù)毓╇姴块T簽訂的供用電協(xié)議規(guī)定，本廠可由附近1#10kv智能化戶外開(kāi)閉所中出線2單元中取得工作電源，通過(guò)電纜YJV22150mm2引至本廠10KV進(jìn)線柜。干線首端即電力系統(tǒng)的饋電變電站距離本廠約6km。干線首端所裝設(shè)的高壓斷路器斷流容量為500MVA。此斷路器配備有定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)，定時(shí)限電流保護(hù)整定的動(dòng)作時(shí)間為。為滿足工廠三級(jí)負(fù)荷的要求，可采用高壓電纜YJV22150mm2從附近2#10KV

9、智能化開(kāi)閉所中出線單元6中取得備用工作電源。1.4 .氣象資料本廠所在地區(qū)的年最高溫度為35度，年最低氣溫為-10度，最熱月平均最高氣溫為28度。地質(zhì)水文資料：本廠地區(qū)海拔876M，底層以沙粘土為主，地下水位為2 負(fù)荷計(jì)算及無(wú)功功率補(bǔ)償計(jì)算2.1 用電設(shè)備負(fù)荷的計(jì)算因?yàn)樵O(shè)備臺(tái)數(shù)多，且無(wú)大容量設(shè)備，所以用需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷(1) 1. 鑄造車間 2. 熱處理車間用電總?cè)萘繛镻e=400Kw,取kd為0.35、cos&為0.7、 tan&為1.02，.那么 有功計(jì)算負(fù)荷: P30=kdPe=*400=140kw無(wú)功計(jì)算負(fù)荷： Q30=P30tan&=140*1.02=kvar視在計(jì)算負(fù)荷： S

10、30=P30/cos&=140/0.7=200KVA計(jì)算電流 ： I30=S30/1.732Un=200/1.732*0.38=304A所以總有功計(jì)算負(fù)荷為：P 2P302140=280kw總無(wú)功計(jì)算負(fù)荷為：Q=2Q30 2kvar (2)按需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷用電總?cè)萘繛镻e=400Kw,取kd為0.3、cos&為0.6、 tan&為1.17，那么 有功計(jì)算負(fù)荷: P30=kdPe=*400=120kw無(wú)功計(jì)算負(fù)荷： Q30=P30tan&=120*1.17=kvar視在計(jì)算負(fù)荷： S30=P30/cos&=120/0.6=200KVA計(jì)算電流 ： I30=S30/1.732Un=200/

11、1.732*0.38=304A所以總有功計(jì)算負(fù)荷為：P 3P303*120=360kw總無(wú)功計(jì)算負(fù)荷為：Q=3Q30 3kvar(3) 按需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷用電總?cè)萘繛镻e=200Kw,取kd為0.3、cos&為0.6、 tan&為1.17，那么 有功計(jì)算負(fù)荷: P30=kdPe=*200=60kw無(wú)功計(jì)算負(fù)荷： Q30=P30tan&=60*1.17=kvar視在計(jì)算負(fù)荷： S30=P30/cos&=60/0.6=100KVA計(jì)算電流 ： I30=S30/1.732Un=100/1.732*0.38=152A所以總有功計(jì)算負(fù)荷為：P 3P303*60=180kw總無(wú)功計(jì)算負(fù)荷為：Q=3Q

12、30 3kvar (4) 按需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷用電總?cè)萘繛镻e=300Kw,取kd為0.6、cos&為0.75、 tan&為0.88，那么 有功計(jì)算負(fù)荷: P30=kdPe=*300=180kw無(wú)功計(jì)算負(fù)荷： Q30=P30tan&=180*=kvar視在計(jì)算負(fù)荷： S30=P30/cos&=180/0.75=240KVA計(jì)算電流 ： I30=S30/1.732Un=240/1.732*0.38=A所以總有功計(jì)算負(fù)荷為：P 3P303180=540kw總無(wú)功計(jì)算負(fù)荷為：Q=3Q30 3158.kvar2.2 負(fù)荷計(jì)算表表2-1 負(fù)荷計(jì)算序號(hào)用電設(shè)備組名稱容量Pe/kw需要系數(shù)Kdcos&T

13、an&計(jì)算負(fù)荷P30Q30S30 I301鑄造車間4001402003042熱處理車間4001402003043鍛壓車間4001202003044金工車間4001202003045工具車間4001202003046倉(cāng)庫(kù)200601001527裝配車間200601001528機(jī)修車間200601001529電鍍車間30018024010鍋爐房3001801524011生活區(qū)30018024012總計(jì)380V側(cè)350013602021取KK10882.3 無(wú)功功率補(bǔ)償 由上式可知，該廠380v側(cè)最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù) cos&=P30 /S30 而=2021那么 cos&=P30 /S30=1360

14、/20217功率因數(shù)只有0.67而供電部門要求該廠10KV進(jìn)線側(cè)最大負(fù)荷不應(yīng)低于0.90?？紤]到主變壓器的無(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0.90，暫時(shí)取0.92來(lái)計(jì)算380V側(cè)所需無(wú)功功率補(bǔ)償容量：Qc = Pm (tan&1 - tan&2) =10887 tan(arccos0.92)kvar =10880.682=742 kvar根據(jù)?電氣設(shè)備選擇施工安裝設(shè)計(jì)應(yīng)用手冊(cè)?第五篇 第九章第一節(jié)的相關(guān)資料，并參照?qǐng)D選擇PGJ1型低壓自動(dòng)補(bǔ)償屏，并聯(lián)電容器為BW0.4-14-3型，該型號(hào)適用于額定電壓0.4kv，其額定容量是14kvar，額定電容是280uF，頻

15、率為50Hz，詳述為三相。采用方案2主屏一臺(tái)和方案3輔屏7臺(tái)相組合，總共容量為112*8=896kvar。因此機(jī)械廠廠中采用并聯(lián)電容器的方式來(lái)補(bǔ)償供電系統(tǒng)中的無(wú)功功率。由于補(bǔ)償效果較高壓集中補(bǔ)償方式好，特別是它能減少變壓器的視在功率，從而可使主變壓器容量選得較小，所以采用低壓集中補(bǔ)償?shù)姆绞絹?lái)解決，并選擇中性點(diǎn)不接地的星形接線方式如圖2-1所示：圖2-1 低壓電容器集中補(bǔ)償結(jié)線這種補(bǔ)償?shù)牡蛪弘娙萜鞴褚话憧梢园惭b在低壓配電室內(nèi)，運(yùn)行維護(hù)平安。電容器組都采用形接線，一般利用220v、1525w的白熾燈的燈絲電阻來(lái)放電。放電用的白熾燈同時(shí)兼作電容器組正常運(yùn)行的指示燈。380v側(cè)補(bǔ)償后負(fù)荷：P=1088

16、KW I=0.38=1710A主變壓器的有功功率損耗計(jì)算由公式新型低損耗配電變壓器按此公式計(jì)算 無(wú)功功率損耗由公式10kV側(cè)負(fù)荷總計(jì) Q=28 Kvar I=67A統(tǒng)計(jì)負(fù)荷如下表：工程cosQP/kwQ/kwS/KVAI/A380v側(cè)補(bǔ)償前負(fù)荷0.671088380V側(cè)無(wú)功補(bǔ)償容量-896380V側(cè)補(bǔ)償后負(fù)荷10881710主變壓器功率損耗0.015*S30=6*S30=10kV側(cè)負(fù)荷總計(jì)673 變電站主變壓器的選擇容量確實(shí)定: 1主變壓器容量一般按變電所建成后5-10年的規(guī)劃負(fù)荷選擇，并適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期10-20年的負(fù)荷開(kāi)展。對(duì)于城郊變電站,主變壓器容量應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。 根據(jù)變電站所帶負(fù)荷

17、的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來(lái)確定變壓器的容量。2對(duì)于有重要負(fù)荷變壓器的變電所，應(yīng)考慮當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量在計(jì)及過(guò)負(fù)荷能力后的允許進(jìn)間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷.考慮到本廠沒(méi)有大容量設(shè)備，裝設(shè)一臺(tái)主變壓器也能滿足要求，決定只裝設(shè)一臺(tái)主變壓器。4 變電站主變壓器的臺(tái)數(shù)、容量及類型的選擇由于本廠沒(méi)有大容量設(shè)備，確定為三級(jí)負(fù)荷，一臺(tái)主變壓器就能滿足要求，所以確定選擇一臺(tái)主變壓器。二主變壓器容量確實(shí)定 (1) 裝一臺(tái)主變壓器的容量應(yīng)不小于總的計(jì)算負(fù)荷S，即 4-1 (2) 主變壓器單臺(tái)容量上限 單臺(tái)配電變壓器低壓為0.4V的容量一般不宜大于1250kva。當(dāng)用電設(shè)備容量較大、負(fù)荷集中且運(yùn)行合理

18、時(shí)，亦可選用較大容量例如1600-2000kva的配電變壓器。三主變壓器型號(hào)確實(shí)定 選用一臺(tái)主變壓器 型式采用SC10SC-干式變壓器 10:設(shè)計(jì)代號(hào); 綜合本廠各方面負(fù)荷情況，決定選用一臺(tái)SC10-1600/10型低損耗干式變壓器。5 變電站主結(jié)線方案的設(shè)計(jì)5.1 變電所主要結(jié)線方案的提出 針對(duì)本廠的負(fù)荷性質(zhì)和電源情況，工廠變電所的主要變壓器可有以下三種方案：方案一：放射式接線方案方案二: 樹(shù)干式接線方案方案三：環(huán)形式接線方案主變壓器的聯(lián)結(jié)組別均采用Yyn0。變電所主要結(jié)線方案的選擇按上面考慮的三種主變壓器的方案可設(shè)計(jì)三種主結(jié)線方案：（1） 放射式接線方案，如圖5-1所示：圖5-1 放射式主

19、結(jié)線圖（2） 樹(shù)干式接線方案，見(jiàn)圖5-2所示；圖5-2 樹(shù)干式主結(jié)線圖（3） 環(huán)形式接線方案，如圖5-3示：圖5-3 環(huán)形式主接線圖三種主接線的優(yōu)缺點(diǎn)比擬：（1） 放射式 優(yōu)點(diǎn)：線路敷設(shè)簡(jiǎn)單，沿途無(wú)分支，檢修維護(hù)方便，繼電保護(hù)簡(jiǎn)單，接線的線路之間相互不影響，供電可靠性較高，多用于設(shè)備容量較大或?qū)╇娍煽啃砸筝^高的用電設(shè)備。 缺點(diǎn)：由于總降壓變電所出線較多，所需的高壓設(shè)備較多，消耗的有色金屬也多，投資大。（2） 樹(shù)干式 優(yōu)點(diǎn)：高壓配電設(shè)備數(shù)目少，總降壓變電所出線減少，不僅敷設(shè)簡(jiǎn)單，而且節(jié)省有色金屬，降低線路消耗，使接線總投資減少。 缺點(diǎn)：供電可靠性較差，當(dāng)干線發(fā)生故障時(shí)，影響停電的范圍大。（3

20、） 環(huán)形式 優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)行靈活，供電可靠性較高，當(dāng)任一干線發(fā)生故障或檢修時(shí)，都不致造成供電中斷，或只短時(shí)停電，一旦切換電源的操作完成，即能恢復(fù)供電。同時(shí)，可使電能損耗和電壓損耗減少。 缺點(diǎn)：其保護(hù)裝置及其整定配合比擬復(fù)雜。如果其保護(hù)得整定配合不當(dāng)，容易發(fā)生誤操作，反而擴(kuò)大故障停電范圍。 綜上所述：在考慮到三種接線方案的技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，且結(jié)合本廠工廠負(fù)荷情況，決定采用放射式接線方案作為本設(shè)計(jì)的主接線方案。6 短路電流的計(jì)算6.1 繪制計(jì)算電路圖計(jì)算電路圖，是一種簡(jiǎn)化了的電氣單線圖，本設(shè)計(jì)的計(jì)算電路圖如以下圖6-1所示 圖 6-1短路計(jì)算電路6.2 計(jì)算短路電流我們知道計(jì)算短路電流的方法有歐姆法和

21、標(biāo)幺值法，歐姆法適合簡(jiǎn)單一點(diǎn)的短路計(jì)算，而標(biāo)幺值法適合復(fù)雜一點(diǎn)的短路計(jì)算。雖然兩者的計(jì)算方法不一致，但計(jì)算結(jié)果一致，這里采用標(biāo)幺值法進(jìn)行計(jì)算。1、確定基準(zhǔn)值 設(shè)=100MVA，=，即高壓側(cè)=10.5kV，低壓側(cè)=0.4kV，那么= 2、計(jì)算短路電路中各元件的電抗標(biāo)幺值(1) 電力系統(tǒng) =Sd/Soc=100MVA/200MVA=0.5 (2) 架空線 查?工廠供電設(shè)計(jì)指導(dǎo)?表8-41得YJV22X0/km，而線長(zhǎng)為6km，故= X0lSd/U2c6 (3) 電力變壓器 查?電力設(shè)備選擇施工設(shè)計(jì)手冊(cè)?得SC10-1600變壓器容量為1600KVA的電抗值為%=6，故=同樣，可以由此計(jì)算出其它變壓

22、器的電抗標(biāo)幺值，因此繪等效電路，如圖6-2圖6-2等效電路 3、計(jì)算k-1點(diǎn)10kV側(cè)的短路總電抗及三相短路電流和短路容量 (1) 總電抗標(biāo)幺值=+ (2) 三相短路電流周期分量有效值=/ (3) 其他短路電流=(4) 三相短路容量 4、計(jì)算k-2點(diǎn)0.4kV側(cè)的短路電路總電抗及三相短路電流和短路容量(1) 總電抗標(biāo)幺值 =+(2) 三相短路電流周期分量有效值 =/(3) 其他短路電流 = 4 =31kA(4)三相短路容量表6-1短路計(jì)算結(jié)果短路計(jì)算點(diǎn)三相短路電流/kA三相短路容量/MVAk-11k-2317 變電站一次設(shè)備的選擇7.1 10KV側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)本設(shè)計(jì)中，選擇的是兩進(jìn)線一母

23、聯(lián)的主接線方案，故將選擇的高壓開(kāi)關(guān)柜按接線順序編號(hào)如表7-1所示：表7-1 高壓開(kāi)關(guān)編號(hào)開(kāi)關(guān)柜編號(hào)開(kāi)關(guān)柜接線編號(hào)KYN17-10進(jìn)線1GG-1A(F) PT柜KYN17-10備用1KYN17-10變壓器KYN17-10母聯(lián)柜KYN17-10備用2KYN17-10進(jìn)線2(1) 高壓斷路器的選擇在NO.101，NO103,NO.104,NO105,NO106,NO107開(kāi)關(guān)柜中，裝設(shè)真空斷路器的柜價(jià)約比少油斷路器的柜價(jià)高出一萬(wàn)元。但考慮到現(xiàn)在市面上，少油斷路器根本已被淘汰，室內(nèi)廣泛使用真空斷路器，考慮到維護(hù)以及更換，本設(shè)計(jì)中使用真空斷路器。此設(shè)計(jì)中，進(jìn)線的計(jì)算電流為67A，配電所母線的三相短路電流

24、周期分量有效值，繼電保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間為1.7S。動(dòng)穩(wěn)定度為=10.7KA，熱穩(wěn)度為i. t=6.3。在高壓電路中發(fā)生三相短路時(shí)，ish=2.55I(斷路器型號(hào)數(shù)據(jù)查?電力設(shè)備選擇施工設(shè)計(jì)手冊(cè)?第四篇 第四章 第八節(jié)) 校驗(yàn)要求，校驗(yàn)值應(yīng)不小于被校驗(yàn)值。選擇ZN18-10型，根據(jù)IC=67A，可初步選擇ZN18-10/630型號(hào)進(jìn)行校驗(yàn)，校驗(yàn)可見(jiàn)下表7-2:序號(hào)安裝地點(diǎn)的電氣條件ZN18-10/630型斷路器工程數(shù)據(jù)工程數(shù)據(jù)結(jié)論1UN10KVU10KV合格2I3067I630A合格3斷流能力IOC25KA合格4動(dòng)穩(wěn)定度imax63KA合格5i. t熱穩(wěn)定度(4.2KA)22.sIt25KA22s=

25、1250KA2.s合格總結(jié)：10KV側(cè)高壓斷路器選擇ZN18-10/630型號(hào)斷路器滿足校驗(yàn)要求(2) 對(duì)開(kāi)關(guān)柜柜內(nèi)隔離開(kāi)關(guān)的選擇校驗(yàn)在開(kāi)關(guān)柜中NO.102中，選擇GN15型隔離開(kāi)關(guān)，初步選擇GN15-10./600型號(hào),其相關(guān)數(shù)據(jù)見(jiàn)?電力設(shè)備選擇施工設(shè)計(jì)手冊(cè)?第四篇 第四章 第十九節(jié) 表4-4-40即:序號(hào)安裝地點(diǎn)的電氣條件GN15-10/600型號(hào)隔離開(kāi)關(guān)工程數(shù)據(jù)工程數(shù)據(jù)結(jié)論1UN10KVU10KV合格2I3067I600A合格3動(dòng)穩(wěn)定度imax20KA合格4i. t熱穩(wěn)定度(4.2KA)22.sIt20KA25s=2000KA2.s合格總結(jié)：10KV側(cè)開(kāi)關(guān)柜柜內(nèi)隔離開(kāi)關(guān)選擇GN15-10

26、/600型號(hào)開(kāi)關(guān)柜柜內(nèi)隔離開(kāi)關(guān)滿足校驗(yàn)要求。3接地開(kāi)關(guān)的校驗(yàn)在開(kāi)關(guān)柜中NO.103，NO104,NO106中，選擇JN-10型接地開(kāi)關(guān)，初步選擇JN-10型號(hào),其相關(guān)數(shù)據(jù)見(jiàn)?電力設(shè)備選擇施工設(shè)計(jì)手冊(cè)?第四篇 第四章 第十節(jié).序號(hào)安裝地點(diǎn)的電氣條件JN-10型號(hào)接地開(kāi)關(guān)工程數(shù)據(jù)工程數(shù)據(jù)結(jié)論1UN10KVU10KV合格2動(dòng)穩(wěn)定度imax20KA合格3i. t熱穩(wěn)定度(4.2KA)22.sIt20KA24S=1600KA2.s合格總結(jié)：10KV側(cè)開(kāi)關(guān)柜柜內(nèi)接地開(kāi)關(guān)JN-10型號(hào)滿足校驗(yàn)要求。(4) 高壓熔斷器的校驗(yàn)按照國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，高壓熔斷器的校驗(yàn)不需要進(jìn)行動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定校驗(yàn)。在開(kāi)關(guān)柜NO.102中

27、，熔斷器是針對(duì)電壓互感器的保護(hù)，選擇RN2型，初步選擇RN2-10型號(hào)。查?工廠供電設(shè)計(jì)指導(dǎo)?表5-23得相關(guān)數(shù)據(jù)熔斷器額定電壓U應(yīng)與所在線路的額定電壓UN相適應(yīng)，即：U=Umax.SI不應(yīng)小于它鎖裝設(shè)的熔體額定電流I，即：II一般I取，不必進(jìn)行校驗(yàn),具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表7-5所示:序號(hào)安裝地點(diǎn)的電氣條件RN2-10型號(hào)熔斷器工程數(shù)據(jù)工程數(shù)據(jù)結(jié)論1UN10KVU10KV合格2I30-I合格3斷流能力IOC50KA合格總結(jié)：10KV側(cè)高壓熔斷器選擇RN2-10型號(hào)熔斷器滿足校驗(yàn)要求（5） 高壓側(cè)電壓互感器的選擇在開(kāi)關(guān)柜NO.102，電壓互感器為Y。/Y。/開(kāi)口三角的接線。選擇JDZJ-10，一次側(cè)電壓為

28、/KV。一組繞組為測(cè)量，另一組接為開(kāi)口三角形用于保護(hù)。6高壓側(cè)電流互感器的選擇及校驗(yàn)按照國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，高壓電流互感器的校驗(yàn)不需要進(jìn)行斷流能力校驗(yàn)。初選LQJ10型高壓電流互感器。經(jīng)?工廠供電?附錄表16查得LQJ-10的動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)Kes=225,額定一次電流I1N=100A,1s熱穩(wěn)定倍數(shù)Kt=90。其校驗(yàn)見(jiàn)表7-6：序號(hào)安裝地點(diǎn)的電氣條件LQJ10型電流互感器工程數(shù)據(jù)工程數(shù)據(jù)結(jié)論1UN10KVU10KV合格2I3067I100A合格4動(dòng)穩(wěn)定度imax225合格5i. t熱穩(wěn)定度(4.2KA)22.sIt(900.1)21=81KA合格綜上所述所選一次設(shè)備均滿足10kv側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)，如

29、下表7-7所示: 表7-7 10kv側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)選擇校驗(yàn)工程電壓電流斷流能力動(dòng)穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度結(jié)論數(shù)據(jù)參數(shù)數(shù)據(jù)10kV67AKAkA2一次設(shè)備型號(hào)規(guī)格額定參數(shù)ZN18-10/630型斷路器10kV63020kA50kA2022=800合格GN15-10/600型號(hào)隔離開(kāi)關(guān)10kV60020KA2025=2000合格RN2-10型號(hào)熔斷器10kV200A 合格電流互感器LQJ -1010kV100/150/200/600(900.1)21=81KA合格電壓互感器JDZJ-10/合格戶內(nèi)接地開(kāi)關(guān)JN-1010kV100A225(900.1)21=81合格10KV20KA2024=1600合格

30、上表所選設(shè)備均滿足校驗(yàn)要求。7.2 10KV側(cè)一次系統(tǒng)圖 【 10KV變電站一次系統(tǒng)圖】備注： 避雷器型號(hào)為 FS4-10型。7.3 380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)本次設(shè)計(jì)中，低壓開(kāi)關(guān)柜編號(hào)如表7-7所示：開(kāi)關(guān)柜編號(hào)開(kāi)關(guān)柜接線編號(hào)GGD進(jìn)線GGD 饋線1GGD 饋線2GGD饋線3GGD饋線4GGD饋線5U=380V，I=，I i=52.4KA，i. tt選擇DW15型的斷路器，初步選擇DW15-4000斷路器型號(hào)數(shù)據(jù)查?工廠供電?附表13可知，低壓電路中發(fā)生三相短路時(shí)，ish=1.84I,低壓刀開(kāi)關(guān)的選擇，初步選擇HD13-4000其相關(guān)數(shù)據(jù)查HD13刀開(kāi)關(guān)系列資料得,電流互感器的選擇，初步選擇

31、LMZJ1-0.5 3000/5型號(hào)其相關(guān)數(shù)據(jù)查?供電設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)?表5-23。見(jiàn)表7-8所示：選擇校驗(yàn)工程電壓電流斷流能力動(dòng)穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度結(jié)論數(shù)據(jù)參數(shù)數(shù)據(jù)380VKAkA2主變壓器額定參數(shù) 低壓斷路器DW15-4000380V4000A60KA合格低壓刀開(kāi)關(guān)HD13-4000380V4000A合格500V3000/5合格總結(jié)：滿足校驗(yàn)要求(2)在低壓柜中NO.202，NO203中，由于此開(kāi)關(guān)柜的線路去向?yàn)?#鑄造車間，2#熱處理車間,，其計(jì)算電流均為I30=304A。因?yàn)橛?jì)算電流相一致，所以選擇保護(hù)設(shè)備一致，現(xiàn)以1#線路為例。低壓斷路器、低壓刀開(kāi)關(guān)、電流互感器的選擇以及校驗(yàn)方法從上，初步選擇低

32、壓斷路器DZ20-400/3其相關(guān)數(shù)據(jù)查?供電設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)?表5-17，低壓刀開(kāi)關(guān)HD13-1000其相關(guān)數(shù)據(jù)查?供電設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)?表5-18，電流互感器LMZB1-0.5 400/5其相關(guān)數(shù)據(jù)查?供電設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)?表5-23。具體數(shù)據(jù)見(jiàn)下表7-9所示：選擇校驗(yàn)工程電壓電流斷流能力動(dòng)穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度結(jié)論數(shù)據(jù)參數(shù)數(shù)據(jù)380V304AKAkA21#鑄造車間2#熱處理額定參數(shù) 低壓斷路器DZ20-400/3380V400A50KA合格低壓刀開(kāi)關(guān)HD13-1000380V1000A合格500V400/5合格 總結(jié)：滿足校驗(yàn)要求(3) 在低壓柜中NO203中，由于此開(kāi)關(guān)柜的線路去向?yàn)?#鍛壓車間，4#金工車間，

33、5#工具車間，其計(jì)算電流均為I30=304A。因?yàn)檐囬g計(jì)算電流相一致，所以選擇保護(hù)設(shè)備一致，現(xiàn)以3#線路為例。低壓斷路器、低壓刀開(kāi)關(guān)、電流互感器的選擇以及校驗(yàn)方法從上，初步選擇低壓斷路器DZ20-400/3其相關(guān)數(shù)據(jù)查?供電設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)?表5-17，低壓刀開(kāi)關(guān)HD13-1600其相關(guān)數(shù)據(jù)查?供電設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)?表5-18，電流互感器LMZB1-0.5 400/5其相關(guān)數(shù)據(jù)查?供電設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)?表5-23。具體數(shù)據(jù)見(jiàn)下表7-9所示：選擇校驗(yàn)工程電壓電流斷流能力動(dòng)穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度結(jié)論數(shù)據(jù)參數(shù)數(shù)據(jù)380V304AKAkA23#鍛壓4#金工5#工具額定參數(shù) 低壓斷路器DZ20-400/3380V400A50KA

34、合格低壓刀開(kāi)關(guān)HD13-1600380V1600A合格500V400/5合格 總結(jié)：滿足校驗(yàn)要求4。在低壓柜中NO.204，由于此開(kāi)關(guān)柜的線路去向6#倉(cāng)庫(kù)，7#裝配車間，8#機(jī)修車間，其計(jì)算電流為I30=152A，因?yàn)橛?jì)算電流相差不大，所以選擇保護(hù)設(shè)備一致，現(xiàn)以6#線路為例。低壓斷路器、低壓刀開(kāi)關(guān)、電流互感器的選擇以及校驗(yàn)方法從上，初步選擇低壓斷路器DZ20-200其相關(guān)數(shù)據(jù)查?供電設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)?表5-17，低壓刀開(kāi)關(guān)HR5-630 其相關(guān)數(shù)據(jù)查?供電設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)?表5-19，電流互感器LMZB1-0.5 200/5其相關(guān)數(shù)據(jù)查?供電設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)?表5-23具體數(shù)據(jù)見(jiàn)下表7-10所示：選擇校驗(yàn)工程電

35、壓電流斷流能力動(dòng)穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度結(jié)論數(shù)據(jù)參數(shù)數(shù)據(jù)380V152AKAkA26#倉(cāng)庫(kù)7#裝配8#機(jī)修額定參數(shù) 低壓斷路器DZ20-200380V200A50KA合格低壓刀開(kāi)關(guān)HR5_630 380V630A合格500V200/5合格總結(jié)：滿足校驗(yàn)要求(5)在低壓柜中NO.205，由于此開(kāi)關(guān)柜的線路去向?yàn)?#電鍍車間，10#鍋爐房11#生活區(qū)，其計(jì)算電流電修車間為I30=，現(xiàn)以9#線路為例。低壓斷路器、低壓刀開(kāi)關(guān)、電流互感器的選擇以及校驗(yàn)方法從上。初步選擇低壓斷路器DZ20-400/3其相關(guān)數(shù)據(jù)查?供電設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)?表5-17，低壓刀開(kāi)關(guān)HD13-1600其相關(guān)數(shù)據(jù)查?供電設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)?表5-19，電流

36、互感器LMZB1-0.5 400/5其相關(guān)數(shù)據(jù)查?供電設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)?表5-23。見(jiàn)表7-11所示：選擇校驗(yàn)工程電壓電流斷流能力動(dòng)穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度結(jié)論數(shù)據(jù)參數(shù)數(shù)據(jù)380VKAkA29#電鍍10#鍋爐11#生活區(qū)額定參數(shù) 低壓斷路器DZ20-400/3380V400A50KA合格低壓刀開(kāi)關(guān)HD13-1600380V1600A合格500V400/5合格總結(jié)：滿足校驗(yàn)要求將上述設(shè)備的選擇校驗(yàn)按照一次設(shè)備選擇校驗(yàn)表的格式表7-13所示： 選擇校驗(yàn)工程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)UIIii. t數(shù)據(jù)380V總一次設(shè)備型號(hào)規(guī)格額定參數(shù)UIIiI.t低壓斷路器DW15-4000380V400

37、0A60KA低壓斷路器DZ20-200380V200A35KA低壓斷路器DZ20-400380V400A30KA低壓刀開(kāi)關(guān)HD13-4000380V4000A低壓刀開(kāi)關(guān)HD13-1600380V1600A低壓刀開(kāi)關(guān)HD13-1000380V1000A低壓刀開(kāi)關(guān)HR5-630380V630A500V3000/5500V400/5200/5A上表所選一次設(shè)備均滿足要求7.4 380V側(cè)一次系統(tǒng)圖8 防雷接地8.1 變電站的防雷設(shè)計(jì)變電站的防雷設(shè)計(jì)，應(yīng)根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)?建筑防雷標(biāo)準(zhǔn)?進(jìn)行設(shè)置。設(shè)置的目的是為了保證人身平安；防止直擊雷破壞，保護(hù)變電站不致因雷擊而燒毀和損壞。在建筑物供配電設(shè)計(jì)中，防雷接地系

38、統(tǒng)設(shè)計(jì)占有重要的地位，因?yàn)樗P(guān)系到供電系統(tǒng)的可靠性，平安性。變電站年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)應(yīng)按下式確定： Ae 8-1式中 N建筑物預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)次/a; K校正系數(shù)，在一般情況下取1，在以下情況下取相應(yīng)數(shù)值：位于曠野孤立的建筑物取2；金屬屋面的磚木結(jié)構(gòu)建筑物取1.7；位于河邊、湖邊、山坡下或山地中土壤電阻率較小處地下水露頭處、土山頂部、山谷風(fēng)口等處的建筑物，以及特別潮濕的建筑物取1.5； -年平均雷暴日數(shù)，按當(dāng)?shù)貧庀笈_(tái)、站資料確定； 與建筑物截收相同雷擊次數(shù)的等效面積km2,按GB500571994規(guī)定的方法計(jì)算。此地的年平均雷暴日為34.9d/a,本變電站的等效面積約為0.04k。計(jì)算出年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)

39、為10.04=根據(jù)GB50057-1994?建筑物防雷設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?，預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)大于或等于0.06次/a，且小于0.3次/a的住宅、辦公樓等一般性民用建筑物應(yīng)劃為第三類防雷建筑物。因此，本設(shè)計(jì)應(yīng)按第三類防雷建筑物的防雷措施進(jìn)行防雷設(shè)計(jì)。（1） 直接防雷設(shè)計(jì) 可采取在變電站上裝設(shè)避雷針。由變配電所的地址選擇，變電所的主變壓器裝在室外的，那么應(yīng)在變電所外面裝設(shè)獨(dú)立的避雷針，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。而避雷針是用鍍鋅焊接鋼管制成，它安裝在構(gòu)架上，其下端經(jīng)引下線與接地裝置焊接。單支避雷針的保護(hù)范圍，按以下方法確定單支避雷針的保護(hù)范圍如以下圖8-1所示。圖8-1 單支避雷針的保護(hù)范圍避雷

40、針在地面上的保護(hù)半。從真的頂點(diǎn)向下作45的斜線構(gòu)成錐形保護(hù)空間的上部，從距離針底各方向向避雷高度處作連接線。與上述45斜線相交，交點(diǎn)以下的斜線構(gòu)成錐形保護(hù)空間的下部。在被保護(hù)高度的平面上，保護(hù)半徑可由下式確定：當(dāng) r=h-p 8-2當(dāng) r=p 8-3式中p由模儀試驗(yàn)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)確定的系數(shù)。當(dāng)h30m時(shí)p=；當(dāng)h30m時(shí)p=1。由變電站平面布置圖中數(shù)據(jù)可知，避雷針在高度處水平面上的保護(hù)至少為1.2m，假設(shè)為1.25m，為1.0m，代入上面的計(jì)算式8-3解得：可知裝設(shè)一支1.5m高的避雷針，采用25mm的鍍鋅圓鋼。即可平安保護(hù)整個(gè)變電所的建筑物不受直接雷擊。同時(shí)，按規(guī)定，獨(dú)立避雷針宜設(shè)獨(dú)立的接地裝置

41、。接地裝置的接地電阻在非高土壤電阻率地區(qū)，其工頻接地電阻。通常采用36根長(zhǎng)的、50mm的鋼管，在裝避雷針的桿塔附近作一排，管間距離5m，打入地下，管頂距地面。接地管間用40mm4mm的鍍鋅扁鋼焊接相連。引下線采用25mm4mm的鍍鋅扁鋼，下與接地體焊接相連，并與裝避雷針的桿塔及其根底的鋼筋相焊接，上與避雷針焊接相連。避雷針與配電裝置的平安距離示意圖如以下圖8-2所示： 圖8-2 避雷針與配電裝置的平安距離示意圖2防雷電感應(yīng)： 為防止雷電流流經(jīng)引下線和接地裝置時(shí)產(chǎn)生的高電位對(duì)附近金屬物或電氣線路的還擊，引下線與附近金屬物和電氣線路的間距應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)的要求(3)雷電侵入波的保護(hù)：裝設(shè)避雷器，本設(shè)計(jì)中

42、裝設(shè)FS4-10閥式避雷器 避雷器是用來(lái)防護(hù)雷電產(chǎn)生的過(guò)電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)，在被保護(hù)設(shè)備的電源側(cè)。如圖8-3所示圖8-3 避雷器的連接圖在高壓配電室內(nèi)10kV電源進(jìn)線柜中裝設(shè)FS4-10閥式避雷器。防止雷電侵入波的危害。在10kV高壓配電室內(nèi)裝設(shè)有KYN17-10型開(kāi)關(guān)柜，其中配有FS4-10型閥式避雷器，靠近主變壓器，用于防止操作過(guò)電壓對(duì)主變的危害。 在380V的低壓架空出桿上，裝設(shè)有保護(hù)間隙，或?qū)⑵浣^緣子的鐵腳接地，用以防護(hù)沿低壓架空線侵入的雷電波。8.2 接地保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)一接地概念及接地故障保護(hù)系統(tǒng)：電氣設(shè)備的某局部與

43、土壤之間作良好的電氣連接，稱為接地。為保障人身平安，防止間接觸電而將設(shè)備的外露可導(dǎo)電局部進(jìn)行接地。成為保護(hù)接地。低壓配電系統(tǒng)按保護(hù)接地的型式不同，可分為TN系統(tǒng)，TT系統(tǒng)和IT系統(tǒng)。(二)變電站接地要求變電站的接地裝置的接地電阻越小越好，接地電阻要求小于4歐姆，利用根底底板中的鋼筋作為接地體，周邊沿根底底板通長(zhǎng)焊接成環(huán)路，中間沿柱網(wǎng)通長(zhǎng)焊接成網(wǎng)格。當(dāng)接地電阻滿足不了要求時(shí)，在距離建筑物3M以外打人工接地體以滿足要求。 (三)接地保護(hù)措施此變電站10KV 屬于小電流接地系統(tǒng)，其接地電流可近似估算，電纜長(zhǎng)度為6KM，架空線為5km.1確定接地電阻IE=UN35lcab+loh/350=10 x(3

44、5x6+5)/350=6.14A此變電站共用接地裝置的接地電阻應(yīng)同時(shí)滿足RE120v/I=120/6.14=1RE4那么此變電站共用接地裝置要求接地電阻為RE=4可利用的自然接地體電阻REnat=60需要補(bǔ)充人工接地體，人工接地體的總電阻RE(man)為RE(man)= REnatRE/(REnat-RE)=240/56=2初步敷設(shè)方案為現(xiàn)初步考慮圍繞變電站建筑四周，距變電站23m，打入一圈直徑50mm，長(zhǎng)的鋼管接地體，每隔5米打入一根為減小屏蔽效率，一般管距不應(yīng)小于管長(zhǎng)的2倍。管間用404mm2的扁鋼焊接相連。計(jì)算單根鋼管的接地電阻查?工廠供電?附錄表27，得=100.m那么單根鋼管的接地電阻為RE(man)1=100=30(4)確定接地的鋼管數(shù)和最后接地方案根據(jù)RE(