【正文】 第一章 某人行地下通道電氣設計第一節(jié) 緒 論隨著社會與經(jīng)濟的發(fā)展，已經(jīng)很少出現(xiàn)手推磨、驢拉磨、水磨等 ，個別落后的地方還是有的。社會經(jīng)濟的發(fā)展，對電能的依賴性愈來愈強。電能能夠方便而經(jīng)濟地從其他形式的能量轉換而得，并且容易而經(jīng)濟地進行傳輸，以及簡便地轉換成其他形式的能量（如機械能 、光能、熱能、化學能、聲音等）。社會發(fā)展越完善，社會承受停電 擾動的能力就越脆弱，即使是幾分鐘甚至是幾秒鐘的停電也是不能容忍的。因此，供電企業(yè)滿足社會需要和保證電力供應的壓力也越來越大。世界各國都在為電煩惱，為 電努力，為電改革。我國也開始采用110千伏或220千伏電壓直接對工業(yè)企業(yè)或遠距離送電，這可以減少電能在傳輸過程中的電能損耗和電壓損耗。 工廠供電的目的、要求工廠供電，就是指工廠所需電能的供應和分配。電力工業(yè)是國民經(jīng)濟的一個重要部門,它為工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)交通運輸和社會生活提供能源。在今天，電能的利用已遠遠超出作為機械動力的使命。由于電能能夠方便而經(jīng)濟地從其他形式的能量中轉換而得，并且容易而經(jīng)濟地進行傳輸，以及簡便地轉換成其他形式的能量（如將電能變?yōu)闄C械能、光能、熱能、化學能等），電能已廣泛應用到社會生產(chǎn)的各個領域和社會生活的各個方面。國民經(jīng)濟的現(xiàn)代化沒有電力工業(yè)的大發(fā)展是不可能的，電力工業(yè)已成為國民經(jīng)濟現(xiàn)代化的基礎。并公認按人口平均的用電量，是反映一個國家現(xiàn)代化程度的主要指標之一。在企業(yè)中，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。一般的工廠在供電設備上的投資，也僅占總投資的5%左右。所以電能在工業(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，而且在于工業(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)品質量，提高勞動生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，減輕工人的勞動強度，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，如果工廠供電突然中斷，則對工業(yè)生產(chǎn)可能造成嚴重的后果。例如某些對供電可靠性要求很高的工廠，即使是極短時間的停電，也會引起重大設備損壞，或引起大量產(chǎn)品報廢，甚至可能發(fā)生重大的人身事故，給國家和人名帶來經(jīng)濟上甚至政治上的重大損失。工廠供電工作要很好地為工業(yè)生產(chǎn)服務，切實保證工廠生產(chǎn)和生活用電的需要，并做好節(jié)能工作，就必須達到以下基本要求：（1） 安全 在電能的供應、分配和使用中，不應發(fā)生人身事故和設備事故。（2） 可靠 應滿足電能用戶對供電可靠性即連續(xù)供電的要求。（3） 優(yōu)質 應滿足電能用戶對電壓和頻率等質量的要求。（4） 經(jīng)濟 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消耗量。除次之外，在供電工作中，應合理地處理局部、當前和長遠等關系，既要照顧局部和當前的利益，又要有全局觀點，能顧全大局，適應發(fā)展。 工廠供電設計的一般原則按照國家標準GB5005295 《供配電系統(tǒng)設計規(guī)范》、GB5005394 《10kv及以下設計規(guī)范》、GB5005495 《低壓配電設計規(guī)范》等的規(guī)定，進行工廠供電設計必須遵循以下原則：（1）工廠供電設計必須遵守國家的有關法令、標準和規(guī)范，執(zhí)行國家的有關方針、政策，包括節(jié)約能源、節(jié)約有色金屬等技術經(jīng)濟政策。（2）工廠供電設計應做到保障人身和設備的安全、供電可靠、電能質量合格、技術先進和經(jīng)濟合理，設計中應采用符合國家現(xiàn)行有關標準的效率高、能耗低、性能先進的電氣產(chǎn)品。（3）工廠供電設計必須從全局出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧，按照負荷性質、用電容量、工程特點和地區(qū)供電條件，合理確定設計方案。（4） 按企業(yè)要求和地區(qū)供電條件等，合理確定設計方案。工廠供電設計是整個工廠設計中的重要組成部分。工廠供電設計的質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計的有關知識，以便適應設計工作的需要。關于負荷性質，按GB50052—95《供配電系統(tǒng)設計規(guī)范》規(guī)定，根據(jù)電力負荷對供電可靠性的要求及中斷供電在政治、經(jīng)濟上所造成的損失或影響程度，電力負荷分為以下三級:(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、大型體育場館、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工作者，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巾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。對一級負荷，應由兩個電源供電。當一個電源發(fā)生故障時，另一個電源不應同時受到損壞口一級負荷中特別重要的負荷，除應由兩個電源供電外，尚應增設應急電源，并嚴禁將其它負荷接入應急供電系統(tǒng)。對二級負荷，宜由兩回線路供電。在負荷較小或地區(qū)供電條件困難時，二級負荷可由一回6kV及以上專用的架空線路或電纜供電。當采用架空線時，可為一回架空線供電。當采用電纜線路時。應采用兩根電纜組成的線路供電，其每根電纜應能承受100%的二級負荷。 設計的主要內容、步驟泉廠總配變電所及配電系統(tǒng)設計，是根據(jù)各個車間的負荷數(shù)量和性質，生產(chǎn)工藝對負荷的要求，以及負荷布局，結合國家供電情況。解決對各部門的安全可靠，經(jīng)濟的分配電能問題。其基本內容有以下幾方面。（1）負荷計算全廠總配變電所的負荷計算，是在車間負荷計算的基礎上進行的?？紤]車間變電所變壓器的功率損耗，從而求出全廠總配變電所高壓側計算負荷及總功率因數(shù)。列出負荷計算表、表達計算成果。（2）工廠總變壓器的臺數(shù)及容量選擇參考電源進線方向，綜合考慮設置總配變電所的有關因素，結合全廠計算負荷以及擴建和備用的需要，確定變壓器的臺數(shù)和容量。（3）工廠總配變電所主結線設計根據(jù)變電所配電回路數(shù)，負荷要求的可靠性級別和計算負荷數(shù)綜合變壓器臺數(shù)，確定變電所高、低接線方式。對它的基本要求，即要安全可靠又要靈活經(jīng)濟，安裝容易維修方便。（4）廠區(qū)高壓配電系統(tǒng)設計根據(jù)廠內負荷情況，從技術和經(jīng)濟合理性確定廠區(qū)配電電壓。參考負荷布局及總配變電所位置，比較幾種可行的高壓配電網(wǎng)布置放案，計算出導線截面及電壓損失，由不同放案的可靠性，電壓損失，基建投資，年運行費用，有色金屬消耗量等綜合技術經(jīng)濟條件列表比值，擇優(yōu)選用。按選定配電系統(tǒng)作線路結構與敷設方式設計。（5）工廠供、配電系統(tǒng)短路電流計算工廠用電，通常為國家電網(wǎng)的末端負荷，其容量運行小于電網(wǎng)容量，皆可按無限容量系統(tǒng)供電進行短路計算。由系統(tǒng)不同運行方式下的短 路參數(shù)，求出不同運行方式下各點的三相及兩相短路電流。（6）改善功率因數(shù)裝置設計按負荷計算求出總配變電所的功率因數(shù)，通過查表或計算求出達到供電部門要求數(shù)值所需補償?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機還可以采用控制電機勵磁電流方式提供無功功率，改善功率因數(shù)。（7）變電所高、低壓側設備選擇參照短路電流計算數(shù)據(jù)和各回路計算負荷以及對應的額定值，選擇變配電所高、低壓側電器設備，如隔離開關、斷路器、母線、電纜、絕緣子、避雷器、互感器、開關柜等設備。并根據(jù)需要進行熱穩(wěn)定和力穩(wěn)定檢驗。用總配變電所主結線圖，設備材料表和投資概算表達設計成果。（8）變電所的防雷措施設計裝設避雷針或避雷帶(網(wǎng))變配電所及其屋外配電裝置，應裝設避雷針以防護直擊雷。如無屋外配電裝置，可于變配電所的屋頂裝設避雷針或避雷帶(網(wǎng))。如果變配電所及其屋外配電裝置處在相鄰的建(構)筑物防雷保護范圍以內時，可不再裝設避雷針或避雷帶(網(wǎng))。獨立避雷針宜設獨立的接地裝置。在非高土壤電阻率地區(qū)，其下頻接地電阻RE10Ω。當有困難時、可將接地裝置與主接地網(wǎng)連接，但避雷針與主接地網(wǎng)的地下連接點至35kV及以下設備與主接地網(wǎng)的地下連接點之問，沿接地線的長度不得小于15m.第二節(jié) 負荷計算與無功補償電力負荷又稱電力負載，有兩種含義：一是指耗用電能的用電設備或用戶，如說重要負荷、一般負荷、動力負荷、照明負荷等。另一是指用電設備或用戶耗用的功率或電流大小，如說輕負荷、重負荷、空負荷、滿負荷等。工廠的電力負荷，按GB50052—1995《供配電系統(tǒng)設計規(guī)范》規(guī)定，根據(jù)其對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：（1） 一級負荷 由兩路電源供電，除此外還必須增設應急電源。（2） 二級負荷 由兩回路供電，當采用電纜線路時，必須采用兩根電纜并列供電，每根電纜應能承受全部二級負荷。（3） 三級負荷 對電源無需求（1）計算負荷又稱需要負荷或最大負荷。計算負荷是一個假想的持續(xù)性的負荷，其熱效應與同一時間內實際變動負荷所產(chǎn)生的最大熱效應相等。在配電設計中，通常采用30分鐘的最大平均負荷作為按發(fā)熱條件選擇電器或導體的依據(jù)。（2）尖峰電流指單臺或多臺用電設備持續(xù)1秒左右的最大負荷電流。一般取啟動電流上午周期分量作為計算電壓損失、電壓波動和電壓下降以及選擇電器和保護元件等的依據(jù)。在校驗瞬動元件時，還應考慮啟動電流的非周期分量。（3）平均負荷為一段時間內用電設備所消耗的電能與該段時間之比。常選用最大負荷班（即有代表性的一晝夜內電能消耗量最多的一個班）的平均負荷，有時也計算年平均負荷。平均負荷用來計算最大負荷和電能消耗量。負荷計算的方法有需要系數(shù)法、利用系數(shù)法及二項式等幾種。本設計采用需要系數(shù)法中的多組用電設備計算負荷的方法。確定擁有多組用電設備的干線上或車間變電所低壓母線上的計算負荷時，應考慮各組用電設備的最大負荷不同時出現(xiàn)的因素。因此在確定多組用電設備的計算負荷時，應結合具體設備的最大負荷不同時出現(xiàn)的因素。因此在確定多組用電設備的計算負荷時，應結合具體情況對其有功負荷和無功負荷分別計入一個同時系數(shù)K∑p和K∑q：對車間干線，取K∑p=~K∑