【正文】 對(duì)導(dǎo)師徐兆峰老師的關(guān)心和指導(dǎo)，大家有感于心，事實(shí)上這次設(shè)計(jì)對(duì)我們的鍛煉是多方面的，除了對(duì)設(shè)計(jì)過程熟悉外，我們還進(jìn)一步提高了 AutoCAD 繪圖，說明書編輯，各種信息的分析，對(duì) Word 文檔的使用等多方面的能力。 現(xiàn)初步考慮圍繞變電所建筑四周，距變電所 2～ 3m，打入一圈直徑 50mm、長(zhǎng) 的鋼管接地體，每隔 5m 打入一根，管間用 40 4mm2 的扁鋼焊接。其中接地線又分為接地干線和接地支線。 接地概述 電氣設(shè)備的某部分與大地之間做良好的電氣連接，稱為接地。如果變配電所處在附近高建（構(gòu)）筑物上防雷設(shè)施保護(hù)范圍之內(nèi)或變配電所本身為室內(nèi)型時(shí)，不必再考慮直擊雷的保護(hù)。線路上因雷擊放電而產(chǎn)生的短路是由電弧引起的。 防雷保護(hù)措施 (1)架設(shè)避雷線。其中，接閃器就是專門用來接受直接雷擊（雷閃）的金屬物體。 由指零電壓表的所在相即可得知該相發(fā)生了單相接地故障，但不能判明是哪一條線路發(fā)生了故障，因此這種絕緣監(jiān)視裝置是無選擇性的。 ，每相應(yīng)裝設(shè)一只電流表，并應(yīng)裝設(shè)一只無功電度表。中央預(yù)告信號(hào)裝置有直流操作的和交流操作的兩種，也有不重復(fù)動(dòng)作（如圖 91）的和重復(fù)動(dòng)作的兩種。 中央信號(hào)回路 概述 中央信號(hào)裝置是指裝設(shè)在變配電所值班室或控制室的信號(hào)裝置。 二次回路的操作電源主要有直流操作電源和交流操作電源兩類。它裝設(shè)在變壓器的油箱與油枕之間的聯(lián)通管上。當(dāng)線路發(fā)生短路，流經(jīng)繼電 器的電流大于電流速斷的動(dòng)作電流時(shí)，電流繼電器動(dòng)作，其常開觸點(diǎn)閉合，接通信號(hào)繼電器 2KS 和中間繼電器KM 回路， KM 動(dòng)作是斷路器跳閘， 2KS 動(dòng)作表示電流速斷保護(hù)動(dòng)作，并起動(dòng)信號(hào)回路發(fā)出燈光和音響信號(hào)。接線圖如圖 。 (5)保護(hù)裝置對(duì)各側(cè)母線的各類短路應(yīng)具有足夠的靈敏性。保護(hù)靈敏度也將 降低。容量在 800kVA 及以上的油浸 式變壓器和 400kVA 及以上的車間內(nèi)油浸式變壓器，還需裝設(shè)氣體繼電保護(hù)（又稱瓦斯保護(hù)）。 2 2 ( 3 ) 2 21( ) ( 7 5 0 . 4 ) 1 9 0 0 3 . 3 5 1 . 2 1 3 . 5t N im aK I t I T k A S?? ? ? ? ? ? ? ? 滿足熱穩(wěn)定要 求。 高壓隔離開關(guān)的選擇 由于隔離開關(guān)主要是用于隔離而不是分?jǐn)嗾Ｘ?fù)荷電流和短 路電流，因此，只需要選擇其額定電壓和額定電流，校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。 熱穩(wěn)定校驗(yàn) 2 (3 ) 2t imaI t I t?? （ 72） 式中， tI — 為電氣設(shè)備的熱穩(wěn)定電流 。 已知一臺(tái) 245kW 的大球磨機(jī)，功率因數(shù)為 ，效率為 ，當(dāng)?shù)刈顭崞骄罡邭鉁貫?150C。 選擇導(dǎo)線截面時(shí)，要求在滿足上述 4個(gè)原則的基礎(chǔ)上選擇其中最大的截面。對(duì)于 35kV 及以上的 高壓線路及電壓在 35kV以下但距離長(zhǎng)，電流大的線路，宜按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇，對(duì) 10kV 及以下線路，通常不按此原則選擇。 三相短路電流計(jì)算 本設(shè)計(jì)采用標(biāo)幺值進(jìn)行短路電流計(jì)算 ： 取 Sd=100MVA， Ud=Uav，兩個(gè)電壓等級(jí)的基準(zhǔn)電壓分別為 Ud1= Ud2= (1)電力系統(tǒng)（ Soc=1000MVA） *1 100 /1000 ?? (2)架空線路（ XO= /km 4km） *2X =X0L1Sd/Ud2= 4 100/（ ） = (3)電力變壓器（ Uk％ = Sn=1600kVA） *3X = Uk％ Sd/（ 100 Sn） = 100/（ 100 ） = 15 繪制等效電路圖如圖 51，圖上標(biāo)出各元件的序號(hào)和電抗標(biāo)幺值，并標(biāo)出短路計(jì)算點(diǎn)。 進(jìn)行短路電流計(jì)算，首先要繪制計(jì)算電路圖。 13 、二次側(cè)均采用單母線分段的總降壓變電所主接線如圖 45。當(dāng)線路 1WL 發(fā)生故障或檢修時(shí)，斷開 1QF， 1T 由線路 2WL 經(jīng)橋接斷路器 3QF 繼續(xù)供電，同理，當(dāng) 2WL 發(fā)生故障或者檢修時(shí)， 2T 由線路 1WL 繼續(xù)供電。 變電所主結(jié)線 對(duì)于電源進(jìn)線電壓為 35kV 及以上的大中 型工廠，通常是先經(jīng)工廠總降壓變電所降為 6— 10kV 的高壓配電電壓，然后經(jīng)車間變電所，降為一般低壓設(shè)備所需的電壓。 負(fù)荷開關(guān)的出線柜母線側(cè)，必須裝設(shè)高壓隔離開關(guān)。 ，技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理時(shí)可選擇兩臺(tái)主變壓器。在校驗(yàn)瞬動(dòng)元件時(shí)，還應(yīng)考慮啟動(dòng)電流的非周期分量。 、配電裝置總體布置設(shè)計(jì)綜合前述設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果，參照國家有關(guān)規(guī)程規(guī)定，進(jìn)行內(nèi)外的變、配電裝置的總體布置和施工設(shè)計(jì)。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。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。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。 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。 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。安徽機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 基于工廠供電 與用電系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 系 （部） 電氣工程系 專 業(yè) 機(jī)電一體化 2 摘 要 本畢業(yè)設(shè)計(jì)為工廠變電所設(shè)計(jì)，對(duì)在工廠變電所設(shè)計(jì)中的若干問題：負(fù)荷計(jì)算，三相短路分析，短路電流計(jì)算，高低壓設(shè)備的選擇與校驗(yàn)，變壓器的繼電保護(hù)，變電所二次回路及自動(dòng)裝置，防雷與接地，變電所的過電壓保護(hù)，計(jì)量，無功補(bǔ)償?shù)葞追矫娴脑O(shè)計(jì)進(jìn)行了陳述，并對(duì)供電主接線的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行了闡述。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。 工廠供電設(shè)計(jì)的一般原則 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： 、執(zhí)行政策； 6 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。 工廠供電設(shè)計(jì)內(nèi)容及步驟 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。 、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。 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(cè)和繼 電器保護(hù)裝置。 8 第二章 負(fù)荷計(jì)算和功率補(bǔ)償 負(fù)荷計(jì)算的內(nèi)容和目的 計(jì)算負(fù)荷又稱需要負(fù)荷或最大負(fù)荷。 平均負(fù)荷 avp 就是指電力負(fù)荷在一定時(shí)間內(nèi)消耗的功率的平均值。 ，負(fù)荷較大時(shí)，也可選擇兩臺(tái)主變。 ，必須裝設(shè)避雷器，裝于母線上的避雷器宜與電壓互感器共用一組隔離開關(guān)，線路上避雷器前不必裝設(shè)隔離開關(guān)。總降壓變電所的主接線是實(shí)現(xiàn)電能輸送和分配的一種電氣接線，在變電所主接線圖中將導(dǎo)線或者電纜，電力變壓器，母線，各種開關(guān)，避雷器，電容器等電氣設(shè)備連接起來，只表示相對(duì)電氣連接關(guān)系而不表示實(shí)際位置。因此 ，這種主接線大大提高了供電的可靠性和靈活性，但當(dāng)變壓器檢修時(shí)，須進(jìn)行倒閘操作，操作較復(fù)雜且時(shí)間較長(zhǎng)，這種接線適用于大中型企業(yè)的一，二級(jí)負(fù)荷供電。 這種主結(jié)線圖兼有 上述兩種橋式結(jié)線的運(yùn)行靈活性的優(yōu)點(diǎn)，但所用高壓開關(guān)設(shè)備較多，可供一、二級(jí)負(fù)荷，適用于一、二次側(cè)進(jìn)出線較多的總降壓變電所。在計(jì)算電路圖上，將短路計(jì)算所考慮的各元件的額定參數(shù)都表示出來，并將各元件依次編號(hào)，然后確定短路計(jì)算點(diǎn)。 X 1 * X 2 * X 3 *10 . 121 . 532 . 8K 1( 3 )K 2 ( 3 )圖 51 短路電流計(jì)算等效電路圖 短路時(shí)的短路電流與容量計(jì)算 (1)計(jì)算短路回路總阻抗標(biāo)幺值 * * *1 1 2 0 .1 0 .5 1 .6kX X X? ? ? ? ? (2)計(jì)算 K1點(diǎn)所在電壓級(jí)的基準(zhǔn)電流 / 3 1 0 0 / 3 1 0 . 5 5 . 5d d dI S U k A? ? ? ? (3)計(jì)算 K1點(diǎn)短路電流各值 **111 / 1 / 1 .6 0 .6 2 5KKIX? ? ? *11 5 . 5 0 . 6 2 5 3 . 4 3 7 5K d KI I I k A? ? ? ? . 1 k Ki I kA?? . 1 11. 52 5. 22 5sh k KI I kA?? (4)三相短路容量 *11/ 1 0 0 0 . 6 2 5 6 2 . 5K d KS S X M V A? ? ? ? 點(diǎn)三相短路電流與容量計(jì)算 (1)計(jì)算短 路回路總阻抗標(biāo)幺值 * * * *2 1 2 3 0 . 1 1 . 5 2 . 8 4 . 4KX X X X? ? ? ? ? ? ? (2)計(jì)算 K2 點(diǎn)所在電壓級(jí)的基準(zhǔn)電流 100 1 4 4 . 33 3 0 . 4dddSI k AU? ? ?? (3)計(jì)算 K2 點(diǎn)短路電流各值 16 * 2 * 211 0 .2 2 74 .4KKI X? ? ? *22 1 4 4 . 3 0 . 2 2 7 3 2 . 7 6K d KI I I k A? ? ? ? . 2 21 .8 4 6 0 .2 7sh k Ki I kA?? . 2 k KI I kA?? (4)三相短路容量 *22/ 1 0 0 0 . 2 2 7 2 2 . 7K d KS S X M V A? ? ? ? 51 表 51 短路電流計(jì)算結(jié)果 三相短路電流（ kA） 短路容量（ MVA） (3)KI (3)I? (3)shi (3)shI (3)KS K1 點(diǎn) K2 點(diǎn) 17 第六章 導(dǎo)線、電纜的選擇 導(dǎo)線電纜的使用條件 導(dǎo)線和電纜的選擇必須滿足安全，可靠，經(jīng)濟(jì)的條件。 導(dǎo)線（包括裸線和絕緣導(dǎo)線）截面不應(yīng)小于其最小允許截面。在本設(shè)計(jì)中，以低壓側(cè)大球磨車間為列，按允許載流量計(jì)算電力電纜截面：選取時(shí)，應(yīng)注意： 18 。 245 9EC PP kW?? ? ? （ 63） 275 4653 c o s 3 0 . 3 8 0 . 9CCNPIAU ?? ? ??? （ 64） 因?yàn)槭侨嗨木€制線路，所以查表得 4 根單芯線敷設(shè)的每相芯線截面為240mm2的 VLV型導(dǎo)線，在環(huán)境溫度為 250C時(shí)的允許載流量為 420A，即 420aIA? 。 t— 為 熱穩(wěn)定時(shí)間。 由以上計(jì)算數(shù)據(jù)可選擇 GN610T/600 高壓隔離開關(guān)。 所以選擇 LQJ10 400/5A 型電流互感器滿足要求。如兩臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行的變壓器容量（單臺(tái)）在 400kVA 及以上，以及雖為單臺(tái)運(yùn)行但又作為備用電源用的變壓器有可能過負(fù)荷時(shí)，還需裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。 兩相一繼電器式接線的保護(hù)靈敏度隨保護(hù)種類而異，但 Yyno 連接的變壓器二次側(cè)發(fā)生單相短路和 Yd11 連接的變壓器二次動(dòng)作，因此，該連接方式不能用于 Yyno 連接和 Yd11 連接的變壓器的電流保護(hù)側(cè)發(fā)生兩相短路時(shí)，保護(hù)裝置不。相鄰線路由變壓器作遠(yuǎn)后備時(shí)，一般要求對(duì)線路不對(duì)稱短路具有足夠的靈敏性。 24 變壓器過電流保護(hù)繼電器的動(dòng)作電流為 .1(1 .5 3 )rel wO P K A Nre iKKIIKK?? （ 81） 式中， I1N— 為變壓器一次側(cè)額定電流； Krel— 可靠系數(shù)； KW— 接線系數(shù)； Kre— 返回系數(shù)； Ki — 為電流互感器的變比。 由于電流速斷保護(hù)動(dòng)作不帶時(shí)限，為了保護(hù)速斷保護(hù)動(dòng)作的選擇性，在下一級(jí)線路首端發(fā)生最大短路電流時(shí)，電流速斷保護(hù)不應(yīng)該動(dòng)作，既速斷保護(hù)動(dòng)作電流 .maxopl kII? ，從而，速斷好漢繼電器的動(dòng)作電流整定值為