【正文】 工廠供電設(shè)計(jì) XX廠降壓變電所的電氣設(shè)計(jì) 摘 要 1 本課題是 XX 廠降壓變電所的 電氣 設(shè)計(jì)， 是 工廠供電基本知識(shí)的具體應(yīng)用。 2 該機(jī)械廠共有金工車間、鍛 造 車間、鑄 壓 車間、 工具 車間、熱 處 理車間、 裝配 車間、機(jī)修車間、 生活區(qū)共 11 個(gè)用電單位。 本廠多數(shù)車間為兩班制 ，最大年負(fù)荷利用小時(shí)為 4600h，該廠除鑄造車間、電鍍車間和鍋爐車間為二級(jí)負(fù)荷外，其余均屬三級(jí)負(fù)荷。 3 本設(shè)計(jì)通過對(duì)計(jì)算負(fù)荷，選出變壓器；通過計(jì)算三相短路電流，選出其 它 保護(hù)器件；通過三相短 路電流，選擇過電流保護(hù)設(shè)備；然后選擇二次回路的設(shè)備，對(duì)一次側(cè)設(shè)備進(jìn)行控制、檢測；最后 裝設(shè) 接地和防雷的設(shè)置。 關(guān)鍵字： 工廠供配電，負(fù)荷計(jì)算 ，電力變壓器，三相短路電流， 繼電保護(hù)， 防雷與 接地 。 目 錄 摘要 Ⅰ 1 緒論 ????????????????????? ?????????????? 1 課題設(shè)計(jì)背景 ???????????????????????????? 1 工廠供電設(shè)計(jì)內(nèi)容及步驟 ???? ???????????????????? 2 工廠供電設(shè)計(jì)的一般原則 ???????????????????? ? ??? 1 2 負(fù)荷計(jì)算和功率補(bǔ)償 ??????????????????????????? 4 負(fù)荷計(jì)算的內(nèi)容和目的 ??? ?? ??????????????????? 4 負(fù)荷計(jì)算的方法 ??? ? ??????? ????????????? 4 短路電流的計(jì)算 ???????????????????????????? 14 無功功率補(bǔ)償????????????????????????????? 16 3 變電所位置和形式的選擇 ??????????????????????? ? 19. 4 變壓器的選擇 ????????????????????????????? 20 5 主接線方案的設(shè)計(jì) ??????????????????? ? ?????? 21 對(duì)變電所主接線的一般要求 ???????????????????? ??? 21 變電所主接線方案 ????????????????????????? 21 6 電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn) ??? ?????? ?????????????? 23 電氣設(shè)備選擇的一般原則 ???????????????????????? 23 高壓設(shè)備的選擇 與校驗(yàn) ????????????????????????? 23 高壓熔斷器的選擇 與校驗(yàn) ????????????????????? 23 高壓斷路器的選擇 與校驗(yàn) ??????????????????????? 23 電流互感器的選擇 與校驗(yàn) ??????????????????????? 24 電壓互 感器 的選擇 與校驗(yàn) ?????????????????????? 25 高壓隔離開關(guān)的選擇 與校驗(yàn) ???????????????????? 24 低壓斷路器的選擇 與校驗(yàn) ??????????????????????? 25 低壓 設(shè)備的選擇 與校驗(yàn) ????????????????????????? 25 低壓刀開關(guān)的選擇 與校驗(yàn) ??????????????????????? 26 高低壓母線的選擇?????????????????????? 26 電流互感器的選擇 與校驗(yàn) ??????????????????????? 26 7 變電所進(jìn)出線和與鄰近單位聯(lián)絡(luò)線的選擇 ????????????????? 27 10KV 高壓進(jìn)線和引出電纜的選擇???????????????????? 27 10KV 高壓進(jìn)線的選擇校驗(yàn)??????????????????????? 27 380/220 低壓出線的選擇???????????? ???????????? 27 饋電給 1 號(hào)廠房（鑄造車間）的線路 ????????????????? 27 饋電給 2 號(hào)廠房（鍛壓車間）的線路 ????????????? 28 饋電給 3 號(hào)廠房（熱處理車間）的線路 ???????????????? 29 饋電給 4 號(hào)廠房（電鍍車間）的線路 ????????????????? 30 饋電給 5 號(hào)廠房（倉庫）的線路 ????????????????? 31 饋電給 6 號(hào)廠房（工具車間）的線路 ??????? ????????? 32 饋電給 7 號(hào)廠房（金工車間）的線路 ????????????????? 33 饋電給 8 號(hào)廠房（鑄造車間）的線路 ????????????????? 34 饋電給 9 號(hào)廠房（裝配車間）的線路 ????????????????? 35 饋電給 10 號(hào)廠房（機(jī)修車間）的線路 ???????????????? 36 7 . 2 . 1 1 饋 電 給生 活區(qū) 的 線路 ?????? ?????? ????? 37 作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線的選擇 ????????????????? 38 8 變電所的二次回路及繼電保護(hù) ?????????????????????? 39 變電所二次回路的選擇 ??????????????????????? 39 概述 ????????????????????????????? 39 變壓器的保護(hù) ?????????????????????????? ? ?? 41 變壓器的瓦斯保護(hù) ???????????????????????? 41 變壓器的過電流 ??????????????????????? ? ? 42 電流速斷保護(hù) ???????????????????????? 42 電力線路的保護(hù)???????????????????????? 43 作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)的繼電保護(hù)裝置 ??????????????? 43 變電所低壓側(cè)的保護(hù)裝置 ????????????????????????? 44 裝設(shè)電流速斷保護(hù) ??????????????????????????? 43 9 防雷保護(hù)與接地裝置 ??????????????????????????? 45 過電 壓及雷電概述 ??????????????????????????? 45. 防雷 ????????????????????????????????? 45 防雷設(shè)備 ????????????????????????????? 45 電氣 裝置的接地 ???????????????????????????? 48 防雷保護(hù)措施 ??????????????????????????? 46 接地概述 ?????????????????????????‥??? 48 接地電阻 ? ???????????????????????????? 48 10 致謝 ?????????????????????????????????? 50 11 考文獻(xiàn) ??????????????????????????????? 51 昆明理工大學(xué)楚雄應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 05 級(jí)自動(dòng)化畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 緒論 工廠供電，就是指工廠所需電能的供應(yīng)和分配，亦稱工廠配電。 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，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(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化 。因此，電能在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)及整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)生活中應(yīng)用極為廣泛。 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小。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)過程自動(dòng)化。從另一方面來說，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，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。 按照國家標(biāo)準(zhǔn) GB5005295 《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》、 GB5005394 《 10kV 及以下設(shè)計(jì)規(guī)范》、 GB5005495 《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》等的規(guī)定，進(jìn)行工廠供電設(shè)計(jì)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)濟(jì)合理，昆明理工大學(xué)楚雄應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 05 級(jí)自動(dòng)化畢業(yè)設(shè)計(jì) 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(diǎn)、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。 必須從全局出發(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)中的重要組成部分。工廠供電設(shè)計(jì)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(jì)的有關(guān)知識(shí)，以便適應(yīng)設(shè)計(jì)工作的需要。 工廠變電所及配電系統(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，結(jié)合國家供電情況。解決對(duì)各部門的安全可靠，經(jīng)濟(jì)的分配電能問題。其基本內(nèi)容有以下幾方面： 1 負(fù)荷計(jì)算 工廠變電所的負(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，從而求出工廠變電所高（ 10KV）低（ 380/220V）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。 2 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功率。由手冊或廠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。如工廠有大型同步電動(dòng)機(jī)還可以采用控制電機(jī)勵(lì)磁電流方式提供無功功率，改善功率因數(shù)。 3 工廠變電所變壓器的臺(tái)數(shù)、容量及位置的選擇 參考電源進(jìn)線方向，綜合考慮設(shè)置工廠 變電所的有關(guān)因素，結(jié)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)、容量及變電所位置的選擇。 4 工廠變電所主接線設(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)荷數(shù)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，即要安全可靠有要靈活經(jīng)濟(jì)，安裝容易維修方便。5 工廠供、配電系統(tǒng)短路電流計(jì)算 工廠用電，通常為國家電網(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 。 6 變電所高、低壓側(cè)設(shè)備選擇校驗(yàn) 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、互感器、開關(guān)昆明理工大學(xué)楚雄應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 05 級(jí)自動(dòng)化畢業(yè)設(shè)計(jì) 柜等設(shè)備。并根據(jù)需要進(jìn)行熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。用總降壓變電所主結(jié)線圖，設(shè)備材料表和投資概算表達(dá)設(shè)計(jì)成果。 7 變電所進(jìn)線和鄰近單位聯(lián)絡(luò)線的選擇 主要根據(jù)三相負(fù)荷計(jì)算、短路計(jì)算校驗(yàn)選擇聯(lián)絡(luò)線的大小、型號(hào)等，并對(duì)其進(jìn)行動(dòng)穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度的校驗(yàn)。 8 繼電保護(hù)及二次結(jié)線設(shè)計(jì) 為了監(jiān)視，控制和保證安全可靠運(yùn)行 ，變壓器、高壓配電線路移相電容器、高壓電動(dòng)機(jī)、母線分段斷路器及聯(lián)絡(luò)線斷路器，皆需要設(shè)置相應(yīng)的控制、信號(hào)、檢測和繼電器保護(hù)裝置。并對(duì)保護(hù)裝置做出整定計(jì)算和檢驗(yàn)其靈敏系數(shù)。設(shè)計(jì)包括繼電器保護(hù)裝置、監(jiān)視及測量儀表，控制和信號(hào)裝置，操作電源和控制電纜組成的變電所二次結(jié)線系統(tǒng)，用