【正文】 electric equipment of optimum seeking, and the stability demand carry on checkup according to generating heat, confirm finally that defends thunder protection and earth measure, guarantee to improve the dependability and economical operation of power consuming. Keywords: Electric power system , load is calculated, short out and calculate, voltage transformer , defend the thunder to design 畢業(yè)設計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設計（論文），是我個人在指導教師的指導下進行的研究工作及取得的成果。 基于目前我國電力工業(yè)飛速發(fā)展的現(xiàn)狀，結(jié)合新型工廠發(fā)展的實際要求，倡導“安全、高效、節(jié)能”的方針，集變電、配電、照明、自動控制與調(diào)節(jié)、建筑防雷與保護、電腦設備管理于一體的現(xiàn)代化工廠供用電系統(tǒng)。本設計在充分調(diào)查工廠符合設備的情況下，采用需要系數(shù)法計算全廠電力負荷，據(jù)此與電業(yè)部門簽訂協(xié)議，確定供電等級。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構(gòu)的學位或?qū)W歷而使用過的材料。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。本人授權(quán) 大學可以將 本學位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。隨著電力生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴大，自動化程度不斷提高，電力的生產(chǎn)情況和管理也發(fā)生了深刻的變化，起初是一個建在市區(qū)的單獨供一 部分市區(qū)供電，然后同一城市的幾個電廠并聯(lián)運行，初步形成城市電網(wǎng)，然后就形成了更大的電網(wǎng)。電力 體制改革取得了一定成就，根據(jù)社會注意市場經(jīng)濟體制改革的總體要求，從電力工業(yè)的實際出發(fā)，國家采取了一系列的措施，有力的推動了電力工業(yè)的發(fā)展，轉(zhuǎn)變了經(jīng)營機制，建立了現(xiàn)代企業(yè)制度的工作穩(wěn)步推進，電力工業(yè)政企分開，農(nóng)電體制廠網(wǎng)分開，竟價上網(wǎng)試點，三項改革取得了一定的成效，為進一步深化電力體制改革積累了經(jīng)驗，創(chuàng)造了條件，奠定了基礎。眾所周知，電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動力。因此，電能在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)及整個國民經(jīng)濟生活中應用極為廣泛。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，減輕工人的勞動強度，改善工人的勞動條件，有利于實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化 [2]。而能源節(jié)約對于國家經(jīng)濟建設是一項具有戰(zhàn)略意義的工作，也是工廠供電工作的一項重要任務，因此，搞好工廠供電工作，對于節(jié)約能源，支持國家經(jīng)濟建設，也具有重大的作用。本系統(tǒng)設計采用按需要系數(shù)法確定計算負荷，其方法簡便，是確定全廠電力負荷的主要方法 [3]。 （ 5）保安電源：這類負荷由廠用低壓系統(tǒng)供電。從而使機械加工車間在正常負荷下，功率因數(shù)值僅有 左右，遠遠達不到供電部門的要求。與電容器相配合，能自動檢測輸電線路上的負荷功率因數(shù)值并能根據(jù)需要進行自動補償，從而可以提高供電網(wǎng)上的質(zhì)量，降低電能損耗 [6] 無功補償容量的計算 若企業(yè)供電系統(tǒng)所有的功率因數(shù)為 COS1，提高到 COS2，則靜電電容器 的補償容量為 )( 1. ?? ??? tgtga PQ Jc a 為平均負荷系數(shù)，一般在 —— 之間。在最大允許連續(xù)負荷電流通過的情況下，導線發(fā)熱不超過線芯所允許的溫度，導線不會因過熱而引起絕緣損壞或加速老化。電壓損失是指線路的始端電壓與終端電壓有效值的代數(shù)差，即 U=U1— U2。溫升過高或線路短路時，還可能引起著火，因此電氣線路必須設置過載和短路保護。 1. 低壓中性點接地系統(tǒng)中的中性線 N（ PEN）截面的選擇 （ 1）負荷接近平衡的供電線 路， N（ PEN）線的截面積取相線截面積的 1/2。 （ 2） 若采用單芯導線作固定裝置的 PE干線時，其截面為銅芯時應不小于10mm2，為鋁芯時應不小于 16mm2；當用多股電纜的芯線并聯(lián)作 PE 線時，則其最小截面積可為 4mm2。 車間變電所一般采用降壓式、配電用電力變壓器，并根據(jù)其應用環(huán)境及負荷情況等確定其線圈的材質(zhì)及冷卻方式等。如果在夏季，平均日負荷曲線中最大負荷，每低于變壓器的額定容量 1%，但此項增加的冬季負荷最大不超過 15%。 12 變壓器臺數(shù)主要根據(jù)負荷大小，負荷對供電可靠性和帶哪能質(zhì)量要求來決定，并兼顧節(jié)約電能，降低造價，運行方便。 （ 4）如果沖擊性的負荷較大，嚴重影響電能質(zhì)量時，應設專門變壓器對沖擊性負荷供電。選擇變壓器容量應考慮低壓電器的短路工作條件，單臺變壓器容量不宜大于 1000KVA，若負荷較大而集中，低壓電器元件允許，運行也合理時，也可選用更大容量的變壓器 [10]。圖 表示變壓器效率 ? 與原邊功率因數(shù)對負載率 ? 的變化曲線當 ? =36%，副邊功率因數(shù) 2 ?? 時效率 ? =78%， 1 ?? 。 15 5 電氣主接線 電氣主接線的設計原則是：根據(jù)工廠發(fā)展的需要和作用，滿足電力系統(tǒng)可靠運行和經(jīng)濟調(diào)度的要求，保證供需平衡，滿足可靠性、靈活性、經(jīng)濟性的 要求。 16 廠 用 母 線分 屏 圖 雙層輻射式接線圖 雙層輻射式接線，由廠用母線或輻射狀供給分配電屏，再呈輻射狀供給廠用電夫負荷；供電可靠性略差；接線使用于距主配電屏較遠，而又較集中的負荷。 17 低壓接線設計原則： ，采用能滿足選擇性與靈活性要求的電氣設備 。 通過計算短路電流的大小與變 化規(guī)律，選取適當?shù)碾姎庠O備，配置合理的繼電保護裝置，以便在短路發(fā)生時使損失降低到最小范圍內(nèi)，保證電力系統(tǒng)的正常運行。 3%，便可認為在低壓側(cè)發(fā)生短路時高壓側(cè)母線電壓維持不變，即可作為無窮大電源來對待。 本系統(tǒng)的短路計算 短路計算用圖 D1 0 K V 圖 短路計算用圖 三相短路計算 如圖所示：查表得， 變壓器阻抗： R= X= 電纜阻抗： R=*20= X=*20= R=*30= X=*30= mR ????? Ω mX ????? Ω )()()()( 2222 ????? ??? XRZ 20 短路電流值為： *3 40 03 ??? ? ZUIKA 單相短路電流計算 變壓器的單相接地計算電抗： R=*= X=*= 電纜單相接地阻抗： R= X= 零線 R=*20= X=*20= R=*30= X=*30= ?????? R ?????? X ????? ??? 2222 )()()()( XRZ ??? ? ZUI KA 短路電流的電動力效應 在短路時特別是沖擊電流通過用電器或載流導體時，電動力可能達到最大的數(shù)值，以至損害電器，因此，電氣裝置中的電源或載流 導體必須具有足夠的機械強度，能承受短路時的電動力作用，短路電流越大，相互作用里越大，兩相短路時，流到短路點的故障相電流其大小相等，方向相反 [15]。 短路沖擊電流的計算： 電力系統(tǒng)在短路時產(chǎn)生的沖擊電流大約在短路發(fā)生后，在半個周期的時候 21 將出現(xiàn)短路電流的瞬時值，當頻率為 50HZ 時，它將在 秒后出現(xiàn)，沖擊電流將產(chǎn)生很大的電動力，計算沖擊電流大小時，由于周期分量比非周分量衰減慢得多， 沖擊電流計算式為： ?KTxto p e rtp e rim p eiii i n )0()0( 2??? ??? 22 7 電氣設備的選擇 按使用環(huán)境溫度選型 選擇電氣設備應考慮其裝設地點和屋外配電裝置的電器比屋內(nèi)配電裝置差得多，因此電氣設備有屋內(nèi)和屋外兩種，電氣設備又分為普通型、濕熱型、高海拔型、防污型和封閉型等多種。電氣設備的額定電流是指在基準環(huán)境溫度下，電氣設備所能允許長期通過的最大工作電流。 C但不高于 60176。 為了使電氣設備能適應地區(qū) 的溫度變化，一般規(guī)定：對于按標準制造的電器，其適應溫度為 40~+40176。 C的情況下工作。 熔斷器及自動空氣開關在低壓供電電路中作為自動保護開關時，是用它們來保護電網(wǎng)的故障狀態(tài)（過載或短路）。通過熔體的電流愈大，則熔體熔化和電路斷開愈快。 熔體的選擇除考慮所保護線路的正常工作電流外還應考慮在線路起動情況下熔體不被正常起動電流熔斷，同時還應考慮上下級熔體額定電流的配合。 本系統(tǒng)有多臺電 動機供電（此種線路為干線），應考慮有一臺最大容量的電動機起動，而其余電動機正常運行，線路中出現(xiàn)一個尖峰電流 Ijf。 根據(jù)上式計算的熔體電流 Ir從產(chǎn)品樣本選擇熔斷器額定電流，其值應大于或等于熔體額定電流。當熔斷器經(jīng)受短路沖擊電流是時在 秒內(nèi)即行熔斷，用計算式可表示如下： Icd、 r ≥ Icd ≥ KA 式中 Icd、 r —— 熔斷器的極限開斷電流能力，千安； Icd —— 回路中三相短路沖擊電流（全電流）的有效值，千安。 Izq、 r千安 式中 Izq、 r —— 制造廠保證的熔斷器極限分斷能力，千安； K —— 與回路中功率因數(shù)有關的短路電流校正系數(shù)； c —— 計算系數(shù)，可取 c = — 。自動開關的主要電氣數(shù)據(jù)包括額定電流、額定電壓、斷流能力等。 我國生產(chǎn)的框架式自動開關的額定電流為 200、 400、 600、 1000、 1500、2500 及 4000 安等，而生產(chǎn)的塑料外殼式自動開關的額定電流為 50、100、 200（ 250）及 600 安等。首先應校驗長延時過電流脫扣器在配電線路過負荷時是否可靠動作。一般情況下輕載電動機起動時間不超過 — 4秒，重載電動機起動時間不超過 6— 8秒，個別特重載起動可達 15秒。 3. 瞬時（或短延時）過電流脫扣器的整定電流 瞬時動作的過流脫扣器的整定電流應躲開線路的尖峰電流。 在配電線路不考慮電動機起動時，按下式整定： ≥ Kk3Ijf 在配電線路考慮電動機起動時，按下式整定： ≥ 式中 Ijf —— 配電線路的尖峰電流，安； —— 正常工作電流和起動電流之總和，安； Kk3 —— 可靠系數(shù)，取 。 4. 校驗自動開關的分斷能力 自動開 關的主要任務就是切斷短路電流。本級動作整定電流 動開關短延時動作整定值的 倍。 對單臺電動機回路，要求按下式整定： ≥