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

各專業(yè)完整優(yōu)秀畢業(yè)論文設(shè)計圖紙鄭州大學(xué)現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育畢業(yè)設(shè)計題目：工廠供配電系統(tǒng)安裝設(shè)計入學(xué)年月__2011年09月姓名學(xué)號專業(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__完成時間_2013_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)荷計算及無功功率補(bǔ)償計算 62.1用電設(shè)備負(fù)荷的計算 62.2負(fù)荷計算表 72.3無功功率補(bǔ)償 83變電站主變壓器的選擇 104變電站主變壓器的臺數(shù)、容量及類型的選擇 105變電站主結(jié)線方案的設(shè)計 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短路電流的計算 136.1繪制計算電路圖 136.2計算短路電流 137變電站一次設(shè)備的選擇 167.110KV側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗 167.210KV側(cè)一次系統(tǒng)圖 217.3380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗 217.4380V側(cè)一次系統(tǒng)圖 278防雷接地 278.1變電站的防雷設(shè)計 278.2接地保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計 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【摘要】本次設(shè)計是關(guān)于一個機(jī)械廠10KV一次供電系統(tǒng)的設(shè)計，在滿足工廠供電設(shè)計中安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)的基本要求的前提下，首先根據(jù)全廠和車間的用電設(shè)備情況，進(jìn)行了負(fù)荷計算，通過功率因數(shù)的計算，進(jìn)行無功補(bǔ)償設(shè)計（包括無功補(bǔ)償容量計算和補(bǔ)償設(shè)備選擇、校驗），確定機(jī)械廠的供電方案，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定了供電系統(tǒng)的主接線形式，選擇了主變壓器的臺數(shù)和容量。其次，通過合理設(shè)置短路點，進(jìn)行正確的短路電流計算，進(jìn)行了主要電氣設(shè)備的選型和校驗?！娟P(guān)鍵詞】供電系統(tǒng)負(fù)荷計算主變壓器設(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力。電能既易于由其它形式的能量轉(zhuǎn)換而來，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單經(jīng)濟(jì)，又便于控制、調(diào)節(jié)和測量，有利于實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。因此，電能在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)及整個國民經(jīng)濟(jì)生活中應(yīng)用極為廣泛。在企業(yè)工廠里，電能雖然是工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動力，但是它在產(chǎn)品成本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，提高勞動生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，減輕工人的勞動強(qiáng)度，改善工人的勞動條件，有利于實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。從另一方面來說，如果工廠的電能供應(yīng)突然中斷，則對工業(yè)生產(chǎn)可能造成嚴(yán)重的后果?？梢姡龊霉S供電工作對于發(fā)展工業(yè)自動化生產(chǎn)，實現(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重要方面，而能源節(jié)約對于國家經(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，對于節(jié)約能源、支援國家經(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)，切實保證工廠生產(chǎn)和生活用電的需要，并確實做好節(jié)能環(huán)保工作，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)滿足電能用戶對供電可靠性的要求。（3）優(yōu)質(zhì)：應(yīng)滿足電能用戶對電壓和頻率等質(zhì)量的要求（4）經(jīng)濟(jì)：供電系統(tǒng)的投資要少，運行費用要低，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，能顧全大局，適應(yīng)社會的發(fā)展。為了保證工廠供電的正常運轉(zhuǎn)，就必須要有一套完整的保護(hù)，監(jiān)視和測量裝置。目前多以采用自動裝置，將計算機(jī)應(yīng)用到工廠配電控制系統(tǒng)中去。工廠供電設(shè)計的一般原則:按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB50052-95《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》、GB50053-94《10kv及以下設(shè)計規(guī)范》、GB50054-95《低壓配電設(shè)計規(guī)范》等的規(guī)定，進(jìn)行工廠供電設(shè)計必須遵循以下原則：（1）遵守規(guī)程、執(zhí)行政策；必須遵守國家的有關(guān)規(guī)定及標(biāo)準(zhǔn)，執(zhí)行國家的有關(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）安全可靠、先進(jìn)合理；應(yīng)做到保障人身和設(shè)備的安全，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、考慮發(fā)展；應(yīng)根據(jù)工作特點、規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃，正確處理近期建設(shè)與遠(yuǎn)期發(fā)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、工程特點和地區(qū)供電條件等，合理確定設(shè)計方案。工廠供電設(shè)計是整個工廠設(shè)計中的重要組成部分。工廠供電設(shè)計的質(zhì)量直接影響到工廠的生產(chǎn)及發(fā)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)計的有關(guān)知識，以便適應(yīng)設(shè)計工作的需要。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負(fù)荷，統(tǒng)計資料如表1-1所示：表1-1負(fù)荷統(tǒng)計資料序號用電設(shè)備組名稱容量PekW需要系數(shù)Kdcos&tan&1鑄造車間4002熱處理車間4003鍛壓車間4004金工車間4005工具車間4006倉庫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智能化戶外開閉所中出線2單元中取得工作電源，通過電纜YJV22—150mm2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限過電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)，定時限電流保護(hù)整定的動作時間為。為滿足工廠三級負(fù)荷的要求，可采用高壓電纜YJV22—150mm2從附近2#10KV智能化開閉所中出線單元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)荷計算及無功功率補(bǔ)償計算2.1用電設(shè)備負(fù)荷的計算因為設(shè)備臺數(shù)多，且無大容量設(shè)備，所以用需要系數(shù)法確定計算負(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，.則有功計算負(fù)荷:P30=kd·Pe=*400=140kw無功計算負(fù)荷：Q30=P30·tan&=140*1.02=kvar視在計算負(fù)荷：S30=P30/cos&=140/0.7=200KVA計算電流：I30=S30/1.732Un=200/1.732*0.38=304所以總有功計算負(fù)荷為：P＝2·P30＝2·140=280kw總無功計算負(fù)荷為：Q=2·Q30＝2·kvar(2)按需要系數(shù)法確定計算負(fù)荷用電總?cè)萘繛镻e=400Kw,取kd為0.3、cos&為0.6、tan&為1.17，則有功計算負(fù)荷:P30=kd·Pe=*400=120kw無功計算負(fù)荷：Q30=P30·tan&=120*1.17=kvar視在計算負(fù)荷：S30=P30/cos&=120/0.6=200KVA計算電流：I30=S30/1.732Un=200/1.732*0.38=304所以總有功計算負(fù)荷為：P＝3·P30＝3*120=360kw總無功計算負(fù)荷為：Q=3·Q30＝3·kvar(3)按需要系數(shù)法確定計算負(fù)荷用電總?cè)萘繛镻e=200Kw,取kd為0.3、cos&為0.6、tan&為1.17，則有功計算負(fù)荷:P30=kd·Pe=*200=60kw無功計算負(fù)荷：Q30=P30·tan&=60*1.17=kvar視在計算負(fù)荷：S30=P30/cos&=60/0.6=100KVA計算電流：I30=S30/1.732Un=100/1.732*0.38=152所以總有功計算負(fù)荷為：P＝3·P30＝3*60=180kw總無功計算負(fù)荷為：Q=3·Q30＝3·kvar(4)按需要系數(shù)法確定計算負(fù)荷用電總?cè)萘繛镻e=300Kw,取kd為0.6、cos&為0.75、tan&為0.88，則有功計算負(fù)荷:P30=kd·Pe=*300=180kw無功計算負(fù)荷：Q30=P30·tan&=180*=kvar視在計算負(fù)荷：S30=P30/cos&=180/0.75=240KVA計算電流：I30=S30/1.732Un=240/1.732*0.38=A所以總有功計算負(fù)荷為：P＝3·P30＝3·180=540kw總無功計算負(fù)荷為：Q=3·Q30＝3·158.kvar負(fù)荷計算表表2-1負(fù)荷計算序號用電設(shè)備組名稱容量Pe/kw需要系數(shù)Kdcos&Tan&計算負(fù)荷P30Q30S30I301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倉庫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380V側(cè)350013602020取KK10882.3無功功率補(bǔ)償由上式可知，該廠380v側(cè)最大負(fù)荷時的功率因數(shù)cos&=P30/S30而=2020則cos&=P30/S30=1360/20207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]到主變壓器的無功損耗遠(yuǎn)大于有功損耗，因此380V側(cè)最大負(fù)荷時功率因數(shù)應(yīng)稍大于0.90，暫時取0.92來計算380V側(cè)所需無功功率補(bǔ)償容量：Qc=Pm(tan&1-tan&2)=10887）–tan(arccos0.92)]kvar=]=1088·0.682=742kvar根據(jù)《電氣設(shè)備選擇·施工安裝·設(shè)計應(yīng)用手冊》第五篇第九章第一節(jié)的相關(guān)資料，并參照圖選擇PGJ1型低壓自動補(bǔ)償屏，并聯(lián)電容器為BW0.4-14-3型，該型號適用于額定電壓0.4kv，其額定容量是14kvar，額定電容是280uF，頻率為50Hz，詳述為三相。采用方案2（主屏）一臺和方案3（輔屏）7臺相組合，總共容量為112*8=896kvar。因此機(jī)械廠廠中采用并聯(lián)電容器的方式來補(bǔ)償供電系統(tǒng)中的無功功率。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)姆绞絹斫鉀Q，并選擇中性點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)，運行維護(hù)安全。電容器組都采用形接線，一般利用220v、15~25w的白熾燈的燈絲電阻來放電。放電用的白熾燈同時兼作電容器組正常運行的指示燈。380v側(cè)補(bǔ)償后負(fù)荷：P=1088KWI=·0.38=1710A主變壓器的有功功率損耗計算由公式（新型低損耗配電變壓器按此公式計算）無功功率損耗由公式10kV側(cè)負(fù)荷總計Q=28KvarI=67A統(tǒng)計負(fù)荷如下表：項目cosQP/kwQ/kwS/KVAI/A380v側(cè)補(bǔ)償前負(fù)荷0.671088380V側(cè)無功補(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673變電站主變壓器的選擇容量的確定: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)荷發(fā)展。對于城郊變電站,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)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定變壓器的容量。2）對于有重要負(fù)荷變壓器的變電所，應(yīng)考慮當(dāng)一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量在計及過負(fù)荷能力后的允許進(jìn)間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級和二級負(fù)荷.考慮到本廠沒有大容量設(shè)備，裝設(shè)一臺主變壓器也能滿足要求，決定只裝設(shè)一臺主變壓器。4變電站主變壓器的臺數(shù)、容量及類型的選擇由于本廠沒有大容量設(shè)備，確定為三級負(fù)荷，一臺主變壓器就能滿足要求，所以確定選擇一臺主變壓器。（二）主變壓器容量的確定(1)裝一臺主變壓器的容量應(yīng)不小于總的計算負(fù)荷S，即（4-1）(2)主變壓器單臺容量上限單臺配電變壓器（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)荷集中且運行合理時，亦可選用較大容量（例如1600-2000kva）的配電變壓器。（三）主變壓器型號的確定選用一臺主變壓器型式采用SC10（SC-干式變壓器10:設(shè)計代號;）綜合本廠各方面負(fù)荷情況，決定選用一臺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5.1變電所主要結(jié)線方案的提出針對本廠的負(fù)荷性質(zhì)和電源情況，工廠變電所的主要變壓器可有下列三種方案：方案一：放射式接線方案方案二:樹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)計三種主結(jié)線方案：放射式接線方案，如圖5-1所示：圖5-1放射式主結(jié)線圖樹干式接線方案，見圖5-2所示；圖5-2樹干式主結(jié)線圖環(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)缺點比較：放射式優(yōu)點：線路敷設(shè)簡單，沿途無分支，檢修維護(hù)方便，繼電保護(hù)簡單，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：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。樹干式優(yōu)點：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：供電可靠性較差，當(dāng)干線發(fā)生故障時，影響停電的范圍大。環(huán)形式優(yōu)點：運行靈活，供電可靠性較高，當(dāng)任一干線發(fā)生故障或檢修時，都不致造成供電中斷，或只短時停電，一旦切換電源的操作完成，即能恢復(fù)供電。同時，可使電能損耗和電壓損耗減少。缺點：其保護(hù)裝置及其整定配合比較復(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)計的主接線方案。6短路電流的計算6.1繪制計算電路圖計算電路圖，是一種簡化了的電氣單線圖，本設(shè)計的計算電路圖如下圖6-1所示圖6-1短路計算電路6.2計算短路電流我們知道計算短路電流的方法有歐姆法和標(biāo)幺值法，歐姆法適合簡單一點的短路計算，而標(biāo)幺值法適合復(fù)雜一點的短路計算。雖然兩者的計算方法不一致，但計算結(jié)果一致，這里采用標(biāo)幺值法進(jìn)行計算。1、確定基準(zhǔn)值設(shè)=100MVA，=，即高壓側(cè)=10.5kV，低壓側(cè)=0.4kV，則== ==2、計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)計指導(dǎo)》表8-41得YJV22—X0Ω/km，而線長為6km=X0lSd/U2c×6）Ω×(3)電力變壓器查《電力設(shè)備選擇·施工·設(shè)計手冊》得SC10-1600變壓器容量為1600KVA的電抗值為%=6，故==同樣，可以由此計算出其它變壓器的電抗標(biāo)幺值，因此繪等效電路，如圖6-2圖6-2等效電路3、計算k-1點（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、計算k-2點（0.4kV側(cè)）的短路電路總電抗及三相短路電流和短路容量總電抗標(biāo)幺值=++(2)三相短路電流周期分量有效值=/其他短路電流==4 =31kA(4)三相短路容量表6-1短路計算結(jié)果短路計算點三相短路電流/kA三相短路容量/MVAk-11k-2317變電站一次設(shè)備的選擇7.110KV側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗本設(shè)計中，選擇的是兩進(jìn)線一母聯(lián)的主接線方案，故將選擇的高壓開關(guān)柜按接線順序編號如表7-1所示：表7-1高壓開關(guān)編號開關(guān)柜編號開關(guān)柜接線編號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高壓斷路器的選擇在NO.101，NO103,NO.104,NO105,NO106,NO107開關(guān)柜中，裝設(shè)真空斷路器的柜價約比少油斷路器的柜價高出一萬元。但考慮到現(xiàn)在市面上，少油斷路器基本已被淘汰，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)計中使用真空斷路器。此設(shè)計中，進(jìn)線的計算電流為67A，，配電所母線的三相短路電流周期分量有效值，繼電保護(hù)的動作時間為1.7S。動穩(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，ish=2.55I"(斷路器型號數(shù)據(jù)查《電力設(shè)備選擇·施工·設(shè)計手冊》第四篇第四章第八節(jié))校驗要求，校驗值應(yīng)不小于被校驗值。選擇ZN18-10型，根據(jù)IC=67A，可初步選擇ZN18-10/630型號進(jìn)行校驗，校驗可見下表7-2:序號安裝地點的電氣條件ZN18-10/630型斷路器項目數(shù)據(jù)項目數(shù)據(jù)結(jié)論1UN10KVU10KV合格2I3067I630A合格3（斷流能力）IOC25KA合格4（動穩(wěn)定度）imax63KA合格5i.t（熱穩(wěn)定度）(4.2KA)22.sIt25KA22s=1250KA2.s合格總結(jié)：10KV側(cè)高壓斷路器選擇ZN18-10/630型號斷路器滿足校驗要求(2)對開關(guān)柜柜內(nèi)隔離開關(guān)的選擇校驗在開關(guān)柜中NO.102中，選擇GN15型隔離開關(guān)，初步選擇GN15-10./600型號,其相關(guān)數(shù)據(jù)見《電力設(shè)備選擇·施工·設(shè)計手冊》第四篇第四章第十九節(jié)表4-4-40即:序號安裝地點的電氣條件GN15-10/600型號隔離開關(guān)項目數(shù)據(jù)項目數(shù)據(jù)結(jié)論1UN10KVU10KV合格2I3067I600A合格3（動穩(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)開關(guān)柜柜內(nèi)隔離開關(guān)選擇GN15-10/600型號開關(guān)柜柜內(nèi)隔離開關(guān)滿足校驗要求。（3）接地開關(guān)的校驗在開關(guān)柜中NO.103，NO104,NO106中，選擇JN-10型接地開關(guān)，初步選擇JN-10型號,其相關(guān)數(shù)據(jù)見《電力設(shè)備選擇·施工·設(shè)計手冊》第四篇第四章第十節(jié).序號安裝地點的電氣條件JN-10型號接地開關(guān)項目數(shù)據(jù)項目數(shù)據(jù)結(jié)論1UN10KVU10KV合格2（動穩(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)開關(guān)柜柜內(nèi)接地開關(guān)JN-10型號滿足校驗要求。(4)高壓熔斷器的校驗按照國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，高壓熔斷器的校驗不需要進(jìn)行動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定校驗。在開關(guān)柜NO.102中，熔斷器是針對電壓互感器的保護(hù)，選擇RN2型，初步選擇RN2-10型號。（查《工廠供電設(shè)計指導(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,具體數(shù)據(jù)見表7-5所示:序號安裝地點的電氣條件RN2-10型號熔斷器項目數(shù)據(jù)項目數(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型號熔斷器滿足校驗要求高壓側(cè)電壓互感器的選擇在開關(guān)柜NO.102，電壓互感器為Y。/Y。/（開口三角）的接線。選擇JDZJ-10，一次側(cè)電壓為//KV。一組繞組為測量，另一組接為開口三角形用于保護(hù)。（6）高壓側(cè)電流互感器的選擇及校驗 按照國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，高壓電流互感器的校驗不需要進(jìn)行斷流能力校驗。初選LQJ—10型高壓電流互感器。經(jīng)《工廠供電》附錄表16查得LQJ-10的動穩(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。其校驗見表7-6：序號安裝地點的電氣條件LQJ—10型電流互感器項目數(shù)據(jù)項目數(shù)據(jù)結(jié)論1UN10KVU10KV合格2I3067I100A合格4（動穩(wěn)定度）imax225合格5i.t（熱穩(wěn)定度）(4.2KA)22.sIt(90×0.1)2×1=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，如下表7-7所示:表7-710kv側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗選擇校驗項目電壓電流斷流能力動穩(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)備型號規(guī)格額定參數(shù)ZN18-10/630型斷路器10kV63020kA50kA202×2=800合格GN15-10/600型號隔離開關(guān)10kV60020KA202×5=2000合格RN2-10型號熔斷器10kV200A——合格電流互感器LQJ-1010kV100/150/200/600(90×0.1)2×1=81KA合格電壓互感器JDZJ-10//————合格戶內(nèi)接地開關(guān)JN-1010kV100A—225(90×0.1)2×1=81合格10KV—20KA202×4=1600合格上表所選設(shè)備均滿足校驗要求。7.210KV側(cè)一次系統(tǒng)圖【10KV變電站一次系統(tǒng)圖】備注：避雷器型號為FS4-10型。7.3380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗本次設(shè)計中，低壓開關(guān)柜編號如表7-7所示：開關(guān)柜編號開關(guān)柜接線編號GGD進(jìn)線GGD饋線1GGD饋線2GGD饋線3GGD饋線4GGD饋線5U=380V，I=，Ii=52.4KA，i.tt選擇DW15型的斷路器，初步選擇DW15-4000（斷路器型號數(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，ish=1.84I",低壓刀開關(guān)的選擇，初步選擇HD13-4000（其相關(guān)數(shù)據(jù)查HD13刀開關(guān)系列資料得）,電流互感器的選擇，初步選擇LMZJ1-0.53000/5型號（其相關(guān)數(shù)據(jù)查《供電設(shè)計指導(dǎo)書》表5-23）。見表7-8所示：選擇校驗項目電壓電流斷流能力動穩(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——合格低壓刀開關(guān)HD13-4000380V4000A———合格500V3000/5———合格總結(jié)：滿足校驗要求(2)在低壓柜中NO.202，NO203中，由于此開關(guān)柜的線路去向為1#鑄造車間，2#熱處理車間,，其計算電流均為I30=304A。因為計算電流相一致，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、低壓刀開關(guān)、電流互感器的選擇以及校驗方法從上，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)計指導(dǎo)書》表5-17），低壓刀開關(guān)HD13-1000（其相關(guān)數(shù)據(jù)查《供電設(shè)計指導(dǎo)書》表5-18），電流互感器LMZB1-0.5400/5（其相關(guān)數(shù)據(jù)查《供電設(shè)計指導(dǎo)書》表5-23）。具體數(shù)據(jù)見下表7-9所示：選擇校驗項目電壓電流斷流能力動穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度結(jié)論數(shù)據(jù)參數(shù)數(shù)據(jù)380V304AKAkA2×1#鑄造車間2#熱處理額定參數(shù)低壓斷路器DZ20-400/3380V400A50KA——合格低壓刀開關(guān)HD13-1000380V1000A———合格500V400/5———合格總結(jié)：滿足校驗要求(3)在低壓柜中NO203中，由于此開關(guān)柜的線路去向為3#鍛壓車間，4#金工車間，5#工具車間，其計算電流均為I30=304A。因為車間計算電流相一致，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、低壓刀開關(guān)、電流互感器的選擇以及校驗方法從上，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)計指導(dǎo)書》表5-17），低壓刀開關(guān)HD13-1600（其相關(guān)數(shù)據(jù)查《供電設(shè)計指導(dǎo)書》表5-18），電流互感器LMZB1-0.5400/5（其相關(guān)數(shù)據(jù)查《供電設(shè)計指導(dǎo)書》表5-23）。具體數(shù)據(jù)見下表7-9所示：選擇校驗項目電壓電流斷流能力動穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度結(jié)論數(shù)據(jù)參數(shù)數(shù)據(jù)380V304AKAkA2×3#鍛壓4#金工5#工具額定參數(shù)低壓斷路器DZ20-400/3380V400A50KA——合格低壓刀開關(guān)HD13-1600380V1600A———合格500V400/5———合格總結(jié)：滿足校驗要求（4）。在低壓柜中NO.204，由于此開關(guān)柜的線路去向6#倉庫，7#裝配車間，8#機(jī)修車間，其計算電流為I30=152A，因為計算電流相差不大，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、低壓刀開關(guān)、電流互感器的選擇以及校驗方法從上，初步選擇低壓斷路器DZ20-200（其相關(guān)數(shù)據(jù)查《供電設(shè)計指導(dǎo)書》表5-17），低壓刀開關(guān)HR5-630（其相關(guān)數(shù)據(jù)查《供電設(shè)計指導(dǎo)書》表5-19），電流互感器LMZB1-0.5200/5（其相關(guān)數(shù)據(jù)查《供電設(shè)計指導(dǎo)書》表5-23）具體數(shù)據(jù)見下表7-10所示：選擇校驗項目電壓電流斷流能力動穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度結(jié)論數(shù)據(jù)參數(shù)數(shù)據(jù)380V152AKAkA2×6#倉庫7#裝配8#機(jī)修額定參數(shù)低壓斷路器DZ20-200380V200A50KA——合格低壓刀開關(guān)HR5_630380V630A———合格500V200/5———合格總結(jié)：滿足校驗要求(5)在低壓柜中NO.205，由于此開關(guān)柜的線路去向為9#電鍍車間，10#鍋爐房11#生活區(qū)，其計算電流電修車間為I30=，現(xiàn)以9#線路為例。低壓斷路器、低壓刀開關(guān)、電流互感器的選擇以及校驗方法從上。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)計指導(dǎo)書》表5-17），低壓刀開關(guān)HD13-1600（其相關(guān)數(shù)據(jù)查《供電設(shè)計指導(dǎo)書》表5-19），電流互感器LMZB1-0.5400/5（其相關(guān)數(shù)據(jù)查《供電設(shè)計指導(dǎo)書》表5-23）。見表7-11所示：選擇校驗項目電壓電流斷流能力動穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度結(jié)論數(shù)據(jù)參數(shù)數(shù)據(jù)380VKAkA2×9#電鍍10#鍋爐11#生活區(qū)額定參數(shù)低壓斷路器DZ20-400/3380V400A50KA——合格低壓刀開關(guān)HD13-1600380V1600A———合格500V400/5———合格總結(jié)：滿足校驗要求將上述設(shè)備的選擇校驗按照一次設(shè)備選擇校驗表的格式表7-13所示：選擇校驗項目電壓電流斷流能力動穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度裝置地點條件參數(shù)UIIii.t數(shù)據(jù)380V總一次設(shè)備型號規(guī)格額定參數(shù)UIIiI.t低壓斷路器DW15-4000380V4000A60KA——低壓斷路器DZ20-200380V200A35KA——低壓斷路器DZ20-400380V400A30KA——低壓刀開關(guān)HD13-4000380V4000A———低壓刀開關(guān)HD13-1600380V1600A低壓刀開關(guān)HD13-1000380V1000A———低壓刀開關(guān)HR5-630380V630A500V3000/5———500V400/5200/5A———上表所選一次設(shè)備均滿足要求7.4380V側(cè)一次系統(tǒng)圖8防雷接地8.1變電站的防雷設(shè)計變電站的防雷設(shè)計，應(yīng)根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑防雷規(guī)范》進(jìn)行設(shè)置。設(shè)置的目的是為了保證人身安全；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)計中，防雷接地系統(tǒng)設(shè)計占有重要的地位，因為它關(guān)系到供電系統(tǒng)的可靠性，安全性。變電站年預(yù)計雷擊次數(shù)應(yīng)按下式確定：Ae（8-1）式中N—建筑物預(yù)計雷擊次數(shù)（次/a）;K—校正系數(shù)，在一般情況下取1，在下列情況下取相應(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_、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GB50057—1994規(guī)定的方法計算。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㎡。計算出年預(yù)計雷擊次數(shù)為×1××0.04=根據(jù)GB50057-1994《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》，預(yù)計雷擊次數(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)計應(yīng)按第三類防雷建筑物的防雷措施進(jìn)行防雷設(shè)計。直接防雷設(shè)計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，則應(yīng)在變電所外面裝設(shè)獨立的避雷針，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。=1\*GB3①單支避雷針的保護(hù)范圍，按下列方法確定單支避雷針的保護(hù)范圍如下圖8-1所示。圖8-1單支避雷針的保護(hù)范圍避雷針在地面上的保護(hù)半。從真的頂點向下作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—由模儀試驗和運行經(jīng)驗確定的系數(shù)。當(dāng)h＞30m時p=；當(dāng)h≤30m時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代入上面的計算式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。即可安全保護(hù)整個變電所的建筑物不受直接雷=2\*GB3②同時，按規(guī)定，獨立避雷針宜設(shè)獨立的接地裝置。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3～6根長的、?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40mm×4mm的鍍鋅扁鋼焊接相連。引下線采用25mm×4mm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基礎(chǔ)的鋼筋相焊接，上與避雷針焊接相連。避雷針與配電裝置的安全距離示意圖如下圖8-2所示：圖8-2避雷針與配電裝置的安全距離示意圖（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產(chǎn)生的高電位對附近金屬物或電氣線路的反擊，引下線與附近金屬物和電氣線路的間距應(yīng)符合規(guī)范的要求(3)雷電侵入波的保護(hù)：裝設(shè)避雷器，本設(shè)計中裝設(shè)FS4-10閥式避雷器避雷器是用來防護(hù)雷電產(chǎn)生的過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=1\*GB3①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。=2\*GB3②在10kV高壓配電室內(nèi)裝設(shè)有KYN17-10型開關(guān)柜，其中配有FS4-10型閥式避雷器，靠近主變壓器，用于防止操作過電壓對主變的危害。=3\*GB3③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（一）接地概念及接地故障保護(hù)系統(tǒng)：電氣設(shè)備的某部分與土壤之間作良好的電氣連接，稱為接地。為保障人身安全，防止間接觸電而將設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分進(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，利用基礎(chǔ)底板中的鋼筋作為接地體，周邊沿基礎(chǔ)底板通長焊接成環(huán)路，中間沿柱網(wǎng)通長焊接成網(wǎng)格。當(dāng)接地電阻滿足不了要求時，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，電纜長度為6KM，架空線為5km.（1）確定接地電阻IE=UN（35lcab+loh）/350=10x(35x6+5)/350=6此變電站共用接地裝置的接地電阻應(yīng)同時滿足RE≤120v/I=120/6.14=1ΩRE≤4Ω則此變電站共用接地裝置要求接地電阻為RE=4Ω可利用的自然接地體電阻RE（nat）=60Ω需要補(bǔ)充人工接地體，人工接地體的總電阻RE(man)為RE(man)=RE（nat）RE/(RE（nat）-RE)=240/56=Ω（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2~3m，打入一圈直徑50mm，長的鋼管接地體，每隔5米打入一根（為減小屏蔽效率，一般管距不應(yīng)小于管長的2倍）。管間用40×4mm2的扁鋼焊接相連。計算單根鋼管的接地電阻查《工廠供電》附錄表27，得ρ=100Ω.m則單根鋼管的接地電阻為RE(man)1ρ=100×=30Ω(4)確定接地的鋼管數(shù)和最后接地方案根據(jù)RE(man)1/RE(man)=30/4.29=7，考慮到管間電流屏蔽效應(yīng)的影響，初步選為15根直徑為50mm、長為的鋼管作為接地體。以a/l=2和n=10可查《工廠供電》附錄表28-2（取n=10~20在a/l=2時的ηE中間值）得ηE=0.66。因此n==10考慮到接地體的均勻?qū)ΨQ布置，選10根直