【正文】 一般需要比較的工程項(xiàng)目有:電源系統(tǒng)方案，變電所位置方案，變壓器容量及臺(tái)數(shù)方案，變電站主結(jié)線及布置方案，電壓等級(jí)及廠區(qū)供電系統(tǒng)方案，車間供電方案，企業(yè)照明系統(tǒng)供電方案等。圓鋼直徑應(yīng)不小于8mm；扁鋼直徑應(yīng)不小于 48 ,其厚度應(yīng)不小于 4mm。當(dāng)雷擊于避雷針時(shí)，強(qiáng)大的雷電流通過引下線和接地裝置泄入大地，在避雷針和引下線上形成的高電位可能對(duì)附近的配電設(shè)備發(fā)生反擊閃絡(luò)。(3)在線路遭受雷擊并發(fā)生閃絡(luò)時(shí)也要不使它發(fā)展為短路故障而導(dǎo)致線路跳閘。它具有優(yōu)良的閥物性，在工頻電壓下，它呈現(xiàn)極大電阻，能風(fēng)速有效的壓制工頻續(xù)流。②排氣式避雷器排氣式避雷器也稱為管式避雷器，它由產(chǎn)氣管、內(nèi)部間隙和外部間隙等三部37 / 51分組成。（4）避雷器避雷器是一種過電壓保護(hù)裝設(shè)備，用來防止雷電產(chǎn)生的大氣過電壓沿架空線侵入變電所其他的建筑物，以免危機(jī)被保護(hù)設(shè)備的絕緣。它通常安裝在構(gòu)架、支柱或建筑物上，其下端經(jīng)引下線與接地裝置焊接。國(guó)際電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn) IEC1024 文件把建筑物的防雷裝置分為兩大類 — 外部防雷裝置和內(nèi)部防雷裝置。?第 7 章 接地與防雷設(shè)計(jì) 接地工程未給出自然接地體的相關(guān)數(shù)據(jù)，因此該變電所采取人工接地體的形式，對(duì)各高低壓設(shè)備及變電所的其它設(shè)施進(jìn)行接地保護(hù)。w 3 電流繼電器的返回系數(shù)，對(duì)于感應(yīng)式電流繼電器 GL15/10 來說應(yīng)取re。.maxkI 為可靠系數(shù)。iK在次設(shè)計(jì)中： .??31 / 51??65i因此動(dòng)作電流 因此整定為10A。40KVA及以上、一次電壓為10KV及以下、線圈為三角一星型聯(lián)結(jié)、低壓側(cè)中性點(diǎn)30 / 51直接接地的變壓器，對(duì)低壓側(cè)單相接地短路，當(dāng)靈敏性符合要求時(shí)，可利用高壓側(cè)的過電流保護(hù)；保護(hù)裝置帶時(shí)限動(dòng)作于跳閘。(2)縱差保護(hù)1000KVA及以上的單獨(dú)運(yùn)行變壓器和630KVA及以上的并列運(yùn)行變壓器，應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。當(dāng)需要加速切除短路故障時(shí)，可允許保護(hù)裝置無選擇性動(dòng)作，但應(yīng)利用自動(dòng)重合閘和備用電源投入裝置，縮小停電范圍。 對(duì)繼電保護(hù)裝置的基本要求(1)可靠性指保護(hù)裝置該動(dòng)作時(shí)，不拒動(dòng)；而不該動(dòng)作時(shí)不誤動(dòng)。26 / 51 開關(guān)設(shè)備及母線電纜的校驗(yàn)表中的參數(shù): 為線路的計(jì)算電流， 為極限分?jǐn)嚯娏鳎? 為熔體30IOCINFEI?的額定電流，熔斷器的斷流容量， 為可靠系數(shù)， 為線路的尖SrelK峰電流， 為導(dǎo)線允許的過負(fù)荷系數(shù)， ， 為導(dǎo)線允許載流量。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，海拔在10004000M范圍，其使用電壓約降低 。（1）總電抗標(biāo)幺值 ???????? *73*1*)21( XXk（2）三相短路電流周期分量有效值 *)2()3(1???21 / 51（3）其他三相短路電流=)3(21)()(???KII?=*=)3(shi=*=)(sI（4）三相短路容量=100/=*)21()3(21????kdKXS，故不再列出。對(duì)于工廠供電系統(tǒng)來說，由于將電力系統(tǒng)當(dāng)作無限大容量電源，而且短路電路也比較簡(jiǎn)單，因此一般只需采用阻抗串、并聯(lián)的方法即可將電路化簡(jiǎn)，求出其等效總阻抗。(8)由于高壓配電線路都是由高壓母線來電，因此，其出線側(cè)母線上加裝真空斷路器，以保證出線的安全檢查。該種接線的主要特點(diǎn)如下:(l)總配電所不裝主變壓器，無變壓器損耗，簡(jiǎn)化接線，減低了成本及運(yùn)行費(fèi)用。力求要使主接線結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，投資少，運(yùn)行費(fèi)用低。電氣主接線對(duì)電氣設(shè)備的選擇，配電所的布置，運(yùn)行的可靠性和靈活性，操作和檢修的安全以及今后的擴(kuò)建，對(duì)電力工程建設(shè)和運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)節(jié)約等，都有很大的影響。本設(shè)計(jì)中采用集中補(bǔ)償。(5)降低輕載感應(yīng)電機(jī)的定子繞組電壓。在工廠生產(chǎn)供電系統(tǒng)中，由于絕大多數(shù)用電設(shè)備均屬于感性負(fù)載，如電動(dòng)機(jī)、電焊機(jī)等，這些用電設(shè)備在運(yùn)行時(shí)除了從供電系統(tǒng)用有用功率P外，還取用相當(dāng)數(shù)量的無功功率Q。②各臺(tái)變壓器短路電壓百分比不應(yīng)超過 10%，否則阻抗電壓小的變壓器可能過載。本設(shè)計(jì)中由于各車間變壓器臺(tái)數(shù)己定，只需進(jìn)行容量的選擇。有功P30（千瓦）無功Q30（千乏）視在S30（千伏安）（1）No 1 變電所1 薄膜車間2 原料庫(kù)3 生活間4 成品庫(kù)（一）5 成品庫(kù)（二）6 包裝材料庫(kù)7 小計(jì)（2）No 2變電所1 單絲車間2 水泵房及其附屬設(shè)備3 小計(jì)（3）No 3變電所1 注塑車間2 管材車間3 小計(jì)（4）No 4變電所1 備料復(fù)制從車間2 生活間3 浴室4 鍛工車間5 原料、生活間6 倉(cāng)庫(kù)7 機(jī)修模具車間8 熱處理車間9 鉚焊車間10 小計(jì)（5）No 5變電所1 鍋爐房2 實(shí)驗(yàn)室3 輔助材料房4 油泵房5 加油站6 辦公樓、招待所、食堂7 小結(jié)8 全廠合計(jì)10 / 519 乘以參差系數(shù)全廠合計(jì)（K P=,KQ=）說明：上表系根據(jù)各車間配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)后所提供的資料。bP?Q(7) 全廠計(jì)算負(fù)荷。 負(fù)荷計(jì)算的步驟(1) 用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷。在本設(shè)計(jì)中我多采用的是需用系數(shù)法來確定計(jì)算負(fù)荷。防雷與接地參考本地區(qū)氣象及地質(zhì)資料，設(shè)計(jì)防雷接地裝置，繪制防雷接地平面圖4 / 515 / 51第 2 章 負(fù)荷計(jì)算、無功補(bǔ)償及變壓器選型 負(fù)荷計(jì)算 負(fù)荷計(jì)算的意義“計(jì)算電荷”是按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)體和電器設(shè)備時(shí)所使用的一個(gè)假象負(fù)荷，其物理量意義是按這個(gè)計(jì)算負(fù)荷持續(xù)運(yùn)行所產(chǎn)生的熱效應(yīng)，與按實(shí)際變動(dòng)負(fù)荷長(zhǎng)期與運(yùn)行所產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)相等。短路電流計(jì)算 工廠用電，通常為國(guó)家電網(wǎng)的末端負(fù)荷，其容量運(yùn)行小于電網(wǎng)容量，皆可按無限大容量系統(tǒng)供電進(jìn)行短路計(jì)算。負(fù)荷計(jì)算 全廠總降壓變電所的負(fù)荷計(jì)算，是在車間負(fù)荷計(jì)算的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。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。 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。 在工程機(jī)械制造廠里，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。 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)發(fā)展。 內(nèi)容及步驟全廠總降壓變電所及配電系統(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(guó)家供電情況。電容補(bǔ)償 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。整定及二次保護(hù) 為了監(jiān)視、控制和保證安全可靠運(yùn)行，各用電設(shè)備，皆需設(shè)置相應(yīng)的控制、信號(hào)、檢測(cè)和繼電器保護(hù)裝置。(2)求平均負(fù)荷，用來計(jì)算全廠電能需要量、電能損耗和選擇無功補(bǔ)償裝置等。因而在用電臺(tái)數(shù)較少而容量差別較大的場(chǎng)合中，應(yīng)用二項(xiàng)式系數(shù)法來計(jì)算負(fù)荷。30P??(4) 配電所進(jìn)線的計(jì)算負(fù)荷。（4），計(jì)算用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷:①薄模車間:有功功率: 無功功率: ②原料庫(kù):有功功率: 無功功率: ③生活間:有功功率: ④成品庫(kù)1:有功功率: 無功功率: ⑤成品庫(kù)2:有功功率: 無功功率: ⑥包裝材料庫(kù):有功功率: ????無功功率: ?: ?.5q有功功率: 302p301(847..726)???????無功功率: (.)?視在功率：???9 / 51，計(jì)算結(jié)果如表21所示。35KV 及以下電壓等級(jí)的變壓器可以分為油浸式、干式兩種，而我國(guó)目前廣泛使用的油浸式變壓器為 SL7 型。30()T???本設(shè)計(jì)中所有負(fù)荷均為三級(jí)負(fù)荷，故 、 變電所選取的變壓器僅考慮①即可。以 變電所為例，計(jì)算功率損耗。(2)采用同步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行無功補(bǔ)償。(3)就地補(bǔ)償將電容器組分別裝設(shè)在感性設(shè)備的附近，就地進(jìn)行補(bǔ)償?？偱潆娝鶅?nèi)的10KV母線采用母線不分段，電源進(jìn)線均用斷路器控制。（3）靈活。17 / 51(3)橋式接線當(dāng)配電所只有兩回路電源進(jìn)線和兩臺(tái)主變壓器時(shí)，采用橋式接線用的斷路器臺(tái)數(shù)最少，投資低。(5)各車間的負(fù)載都由單母線供電，這樣能夠保證可靠供電。短路計(jì)算點(diǎn)要選擇得使需要進(jìn)行短路校驗(yàn)的電氣元件有最大可能的短路電流通過。2）k1點(diǎn)的短路電流和短路容量（1）總電抗標(biāo)幺值 ?????? ..02*1*)(Xk（2）三相短路電流周期分量有效值 *)(1)3(1???（3）其他三相短路電流= )3(1)()3(???KII?20 / 51= )3(shi= )(sI（4）三相短路容量 MVAXSkdK *)()3(1 ?????3）K2點(diǎn)的短路電流和短路容量（1）總電抗標(biāo)幺值 ???????? *3*1*)2( XXk（2）三相短路電流周期分量有效值 *)2(1)3(2???（3）其他三相短路電流=)3(2)()3(???KII?=*=)(shi=*=)3(sI（4）三相短路容量=100/= *)2()3(2 ?????4）車間變電所K11，K12點(diǎn)短路電流和容量由于總降壓變電所距車間變電所很近且為點(diǎn)纜輸電，故忽略其線路阻抗。(4)按各類設(shè)備的不同特點(diǎn)和要求如斷路器的操作性能、互感器的二次負(fù)荷和準(zhǔn)確等級(jí)等進(jìn)行選擇。表51給出各類設(shè)備對(duì)熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定性的校驗(yàn)。繼電保護(hù)裝置是由各種繼電器組成的自動(dòng)裝置，繼電器可分為控制繼電器和保護(hù)繼電器，有機(jī)電式的、晶體式兩類，而機(jī)電式繼電器又分為電磁式和感應(yīng)式兩種，本設(shè)計(jì)采用電磁式的保護(hù)繼電器。為此，對(duì)相鄰設(shè)備和線路有配合要求的保護(hù)，前后兩級(jí)之間的靈敏性和動(dòng)作時(shí)間應(yīng)相互配合。當(dāng)油箱內(nèi)故障產(chǎn)生輕微瓦斯或油面下降時(shí)，應(yīng)瞬間動(dòng)作于信號(hào)。以上縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)、過電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)，用于對(duì)變壓器引出線、套管及內(nèi)部的短路故障的保護(hù)。②當(dāng)上、下級(jí)保護(hù)采用自動(dòng)開關(guān)時(shí)，應(yīng)使上一級(jí)自動(dòng)開關(guān)脫鉤器的額定電流。如果作為后備保護(hù)，則靈敏系數(shù) 即可。 變壓器過負(fù)載保護(hù)的整定計(jì)算 過負(fù)荷保護(hù)動(dòng)作電流的整定計(jì)算 （66）())opOLNTiIIK??33 / 51式中 為變壓器的額定一次電流， 為電流互感器的變流比。34 / 51 過電流保護(hù)靈敏系數(shù)的校驗(yàn) （69）???式中 在電力系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下，高壓線路末端兩相短路；minKI? 繼電保護(hù)的動(dòng)作電流換算到一次電路的值，稱為一次動(dòng)作電流。?m??（4）n 根放射形水平接地帶（ ）的接地電阻60,1?Ln每 根 長(zhǎng) 度（ ）? （74）.2???ER式中， 為土壤電阻率（單位 ）?m??（5）環(huán)形接地網(wǎng)（帶）的接地電阻（ ） (75)AE??式中 為土壤電阻率（單位 ） ；A 為環(huán)形接地網(wǎng)（帶）所包圍的面積（ ） 。接閃36 / 51的的金屬線，稱為避雷線或架空地線。避雷線的原理和功能與避雷針基本相同（3）避雷帶和避雷網(wǎng)避雷帶和避雷網(wǎng)普通用來保護(hù)較高的建筑物免受雷擊?；鸹ㄩg隙由銅片沖擊而成，每對(duì)間隙用原 的云母墊圈隔開。因此對(duì)于裝有保護(hù)間隙的線路，一般要求裝設(shè)自動(dòng)重合閘裝置與之配合，以提高供電可靠。一般 6KV 及以上的架空線路需沿全線裝設(shè)避雷線。在確定架空線路的防雷措施時(shí)，要全面考慮線路的重要程度，沿線地帶活動(dòng)情況，地形地貌特點(diǎn)，土壤電阻率高低等條件，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較，因地38 / 51制宜采取合理的防雷保護(hù)措施。在多雷區(qū)，為防止雷電波沿低壓線路侵入而擊穿變壓器絕緣，應(yīng)在低壓側(cè)裝設(shè)閥式避雷器或保護(hù)間隙。本設(shè)計(jì)選擇了所有用電設(shè)備并對(duì)這些負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算，通過計(jì)算出的有功、無功和視在功率選擇變壓器的大小和相應(yīng)主要設(shè)備的技術(shù)參數(shù)，再根據(jù)用戶對(duì)電壓的要求，計(jì)算電容器補(bǔ)償裝置的容量，從而得出所需電容器的大小。通過本次設(shè)計(jì)使我們能系統(tǒng)的把基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)系統(tǒng)的結(jié)合，同時(shí)也使自己的綜合分析能力和判斷能力有了很大的提高。引下線應(yīng)沿建筑物外墻明敷，并經(jīng)最短的路徑接地。主要用來保護(hù)變壓器，以免雷電沖擊波沿高壓線路侵入變電所。(4)裝設(shè)自動(dòng)重合閘裝置，速恢復(fù)供電可裝設(shè)自動(dòng)重合閘裝置，或采用雙回路及環(huán)行接線，這是第四道防線。 防雷措施1）架空線的防雷措施架空線的防雷措施可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行，即通常所說的四道防線。這時(shí)外部間隙的空氣恢復(fù)絕緣，使避雷器與系統(tǒng)隔離，恢復(fù)正常運(yùn)行。避雷器的形式主要包括閥式和排氣式等。（2）避雷線避雷線架設(shè)在架空線路的上邊，用以保護(hù)架空線路和其他物體免遭受直接雷擊。 接閃器是專門用來接受雷擊的金屬物體。實(shí)際的總接地電阻為nRE)1(? (72)EnR?)1(?式中， 為單根接地體的接地電阻（單位為 ） ； 為多根接地體并聯(lián)時(shí)的利)1(E ?用系數(shù)，課利用管間距離 a 與管長(zhǎng) L 之比及管子數(shù)。在此設(shè)計(jì)opI中： 因此動(dòng)作電流為：max302174LIIA?????因此整定為 10A。 為速斷電流殃算劊一次電路的值（單位為A）.1qbI如果 有困難，則靈敏系數(shù) 即可。但是，對(duì)于變壓器的過電流保護(hù)時(shí)。在無經(jīng)常人員值班的變電所，過負(fù)荷保護(hù)可動(dòng)作于跳閘或斷開部分負(fù)荷。10KVA及以上的變壓器，當(dāng)電流速斷靈敏系數(shù)不符合要求時(shí)，宜改裝縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。