【正文】 的條件架空線路因其散熱性較好，可不作穩(wěn)定性校驗(yàn)，絕緣導(dǎo)線和電纜應(yīng)進(jìn)行熱穩(wěn)定校驗(yàn)，母線也要校驗(yàn)其熱穩(wěn)定。 工廠車間內(nèi)采用的配電線路及從電桿上引進(jìn)戶內(nèi)的線路多為絕緣導(dǎo)線。 短路計(jì)算結(jié)果短路計(jì)算點(diǎn)三相短路電流三相短路容量/MVAk1k2第5章 電氣設(shè)備、電纜、母線的選擇 導(dǎo)線型號(hào)的選擇原則 工廠戶外架空線路一般采用裸導(dǎo)線，其常用型號(hào)適用范圍如下： 1. 鋁絞線（LJ）：戶外架空線路采用的鋁絞線導(dǎo)電性能好，重量輕，對(duì)風(fēng)雨作用的抵抗力較強(qiáng)，但對(duì)化學(xué)腐蝕作用的抵抗力較差，多用在10kV及以下線路上，其桿距不超過(guò)100～125m。產(chǎn)生短路的原因很多，主要有以下幾個(gè)方面：（1）元件損壞，例如絕緣材料的自然老化，設(shè)計(jì)、安裝及維護(hù)不良帶來(lái)的設(shè)備缺陷發(fā)展成短路等；（2）氣象條件惡化，例如雷擊造成的閃絡(luò)放電或避雷器動(dòng)作，架空線路由于大風(fēng)或?qū)Ь€覆冰引起電桿倒塌等；（3）人為事故，例如運(yùn)行人員帶負(fù)荷拉刀閘，線路或設(shè)備檢修后為拆除接地線就加上電壓等；（4）其它，例如挖溝損傷電纜，鳥獸跨接在裸露的載流部分等。(3)為了保證短路器檢修人員的人身安全，短路器側(cè)應(yīng)裝高壓熔斷器。（2）可靠。選擇的原則為:(1)只裝一臺(tái)變壓器的變電所變壓器的容量:應(yīng)滿足用電設(shè)備全部的計(jì)算負(fù)荷的需要，即 ，但一般應(yīng)留有15%的容量，以備將來(lái)增容需要。本設(shè)計(jì)中采用的是電力電容進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，它是目前最行之有效且應(yīng)用最廣的無(wú)功補(bǔ)償?shù)拇胧饕糜陬l率為50Hz的電網(wǎng)中提供功率因數(shù)，作為產(chǎn)生無(wú)功功率的電源。=3KVA計(jì) 算 電 流：=/（*）A=電阻爐：有功計(jì)算負(fù)荷：=Kd* Pe =*2*12 Kw =18Kw無(wú)功計(jì)算負(fù)荷：=*tg248。= KVA計(jì) 算 電 流：=/（*）A=②車床（C616）：有功計(jì)算負(fù)荷：=Kd* Pe =*2*=無(wú)功計(jì)算負(fù)荷：=*tg248。圖21 電力負(fù)荷計(jì)算示意圖（1）設(shè)備組的負(fù)荷計(jì)算公式 （21） （22） （23）（2）車間變電所的負(fù)荷計(jì)算公式 （24） （25） （26）以上公式中用電氣設(shè)備組的設(shè)備額定功率； 需要系數(shù)； 用電設(shè)備的功率因數(shù)角的正切值； ， 有功、無(wú)功同時(shí)系數(shù)。因而在實(shí)際應(yīng)用中被廣泛采用。高、低壓設(shè)備選擇及校驗(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，選擇高、低壓配電設(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)柜等設(shè)備。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。小型冶金實(shí)驗(yàn)工廠供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)目 錄第1章 緒論 1 1 2 3第2章 負(fù)荷計(jì)算、無(wú)功補(bǔ)償及變壓器選型 6 6 6 7 7 8 8 17 18 18 19 20 21第3章 全廠總供電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 24 24 電氣主接線的基本方式 25 25 26第4章 短路電流的計(jì)算 27 短路概述 27 短路的形式 27 短路的原因 27 短路的后果 28 三相短路電流的計(jì)算 29 標(biāo)幺值法計(jì)算電路短路電流 30 短路計(jì)算電路 30 確定短路計(jì)算基準(zhǔn)值 31 計(jì)算短路電路中某個(gè)元件的電抗標(biāo)幺值 31第5章 電氣設(shè)備、電纜、母線的選擇 34 導(dǎo)線型號(hào)的選擇原則 34 34 34 35 導(dǎo)線截面選擇原則 36 導(dǎo)線型號(hào)及截面選擇 37第6章 高低壓供電系統(tǒng)一次元件的選擇與校驗(yàn) 40 電氣設(shè)備選擇的一般條件 40 按正常運(yùn)行條件選擇 40 高壓一次設(shè)備的選擇 42 按工作電壓選則 42 按工作電流選擇 42 按斷流能力選擇 42 隔離開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)和斷路器的短路穩(wěn)定度校驗(yàn) 43 44第7章 變電所二次回路方案選擇及繼電保護(hù)整定 46 二次回路方案選擇 46 主變壓器的繼電保護(hù)裝置 47 裝設(shè)瓦斯保護(hù) 47 裝設(shè)反時(shí)限過(guò)電流保護(hù) 47第8章 接地與防雷設(shè)計(jì) 50 50 51第9章 課業(yè)設(shè)計(jì)感想 55參考文獻(xiàn) 57第1章 緒論眾所周知，電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動(dòng)力。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。并根據(jù)需要進(jìn)行熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定檢驗(yàn)，并列表表示。按需要系數(shù)法確定計(jì)算，應(yīng)從實(shí)際每臺(tái)用電設(shè)備開始，逐級(jí)向電源推進(jìn)，一直計(jì)算到電源，用每一級(jí)的計(jì)算負(fù)荷為選擇該用電器的依據(jù)。（3）配電所的負(fù)荷計(jì)算公式為各車間變電所計(jì)算負(fù)荷之和再乘以同時(shí)系數(shù)和 。= Kvar視在計(jì)算負(fù)荷：=/COS248。=0Kvar視在計(jì)算負(fù)荷：= Kd* Pe /COS248。(1)集中補(bǔ)償電容器組集中裝設(shè)在企業(yè)工廠的總配電所610千伏母線上，用以提高整個(gè)配電所的功率因數(shù)，使該配電所供電范圍內(nèi)的功率基本平衡，減少了高壓線路的無(wú)功損耗，同時(shí)能提高本配電所的供電質(zhì)量。 (2)裝有兩臺(tái)變壓器的變電所每臺(tái)變壓器的容量應(yīng)滿足以下兩個(gè)條件。應(yīng)滿足電力負(fù)荷特別是其中一、二級(jí)負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求。(4)為了與供電部門經(jīng)濟(jì)費(fèi)用明確，在電源進(jìn)線總開關(guān)(高壓短路器)柜臺(tái)，裝置一臺(tái)CFC15Z19型高壓計(jì)量柜，其中的電壓互感器和電流互感器只用來(lái)連接計(jì)費(fèi)電度表。 短路的后果短路后，短路電流比正常電流大得多；在大電力系統(tǒng)中，短路電流可達(dá)幾萬(wàn)甚至幾十萬(wàn)安。 2. 鋼芯鋁絞線（LGJ）：此種導(dǎo)線的外圍用鋁線，中間線芯用鋼線，解決了鋁絞線機(jī)械強(qiáng)度差的缺點(diǎn)。配電干線也可采用裸導(dǎo)線和電纜。選擇導(dǎo)線截面時(shí)，要求在滿足上述五個(gè)原則的基礎(chǔ)上選擇其中面數(shù)最大的那個(gè)值。環(huán)境條件是指電氣裝置所處的位置特征；電氣要求是指對(duì)設(shè)備的電壓、電流、頻率（一般為50HZ）等方面的要求；對(duì)一些斷路電器如開關(guān)、熔斷器等，還應(yīng)考慮其斷流能力。 隔離開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)和斷路器的短路穩(wěn)定度校驗(yàn)a)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)條件 或、分別為開關(guān)的極限通過(guò)電流峰值和有效值，、分別為開關(guān)所處的三相短路沖擊電流瞬時(shí)值和有效值b)熱穩(wěn)定校驗(yàn)條件 對(duì)于上面的分析，由它可知所選高壓一次設(shè)備均滿足要求 6kV高壓側(cè)一次側(cè)設(shè)備的選擇校驗(yàn)選擇校驗(yàn)項(xiàng)目電壓電流斷流能力動(dòng)態(tài)定度熱穩(wěn)定度其它裝置地點(diǎn)條件參數(shù)數(shù)據(jù)6kV()一次設(shè)備型號(hào)規(guī)格額定參數(shù)高壓少油斷路器SN1010/100010kV1000AkA80 kA高壓隔離開關(guān)10/20010kV200A kA高壓熔斷器RN21010kV50 kA電壓互感器JDJ1010/電壓互感器JDZJ10電流互感器LQJ1010kV100/5A kA避雷針FS41010kV戶外隔離開關(guān)GW412/40010kV400A25kA同樣根據(jù)上面的原則，做出380V低壓側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)，如表62所示，所選數(shù)據(jù)均滿足要求。過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間的整定: 因本變電所為電力系統(tǒng)的終端變電所，故其過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間（10倍的動(dòng)作電流動(dòng)作時(shí)間）過(guò)電流保護(hù)靈敏度系數(shù)的檢驗(yàn):其中，=(6kV/)= ，因此其靈敏度系數(shù)為： =642A/200A= 。 如果電動(dòng)機(jī)外殼未接地，則在電動(dòng)機(jī)發(fā)生一相碰殼故障是，其外殼將帶有相電壓，如人體觸及外殼，全部接地電容電流將全部通過(guò)人體，非常危險(xiǎn)。m. 單根鋼管接地電阻 RE1==100/=40Ω (4)確定最后接地方案 根據(jù)Re1/Re=40/4=10,但考慮到管間屏蔽效應(yīng),初選15根直徑50mm,=15和 去查手冊(cè) (取n=10和n=20,在時(shí)的值的中間值)可得ηe≈,因此n=Re1/（Re*ηe） =40/(4)≈16,但是要考慮到接地體的均勻?qū)ΨQ布置以及實(shí)際需要,選18根直徑為50mm,用404mm的扁鋼連接,根據(jù)車間需要,適宜單排布置,而且南北兩排,共36根。最后，我衷心的感謝老師在這次課業(yè)設(shè)計(jì)中給我們提供的幫助，同時(shí)也感謝那些在我遇到困難時(shí)，為我答疑解惑的同學(xué)。通過(guò)對(duì)某小型冶金實(shí)驗(yàn)工廠供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，我系統(tǒng)的鞏固了課堂所學(xué)知識(shí)。 (3)保護(hù)接零 保護(hù)接零是指為了達(dá)到保護(hù)接地要求而采取的將電氣設(shè)備外露可導(dǎo)電部分接PEN線（通稱“零線“）或PE線（保護(hù)線，或稱”地線“）的方式。，應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)。（2)變電所的電能計(jì)量回路 變電所高壓側(cè)裝設(shè)專用計(jì)量柜，裝設(shè)三相有功電度表和無(wú)功電度表，分別計(jì)量全廠消耗的有功電能表和無(wú)功電能，并以計(jì)算每月工廠的平均功率因數(shù)。如戶內(nèi)、戶外、防腐蝕、防暴、防塵、防火等要求，以及沿?；蚴菨駸岬赜虻奶攸c(diǎn) 。(2)檢驗(yàn)發(fā)熱條件 查表知，TMY—25在室外溫度為25度時(shí)的允許載流量為Ial=170A,滿足發(fā)熱條件。塑料絕緣導(dǎo)線的絕緣性能好，價(jià)格較低，又可節(jié)約大量橡膠和棉紗，在室內(nèi)敷設(shè)可取代橡皮絕緣線。在機(jī)械強(qiáng)度要求較高的場(chǎng)所和35kV及以上的架空線路上多被采用。由此可見，短路的后果是十分嚴(yán)重的，因此必須盡力設(shè)法消除可能引起短路的一切因素；同時(shí)需要進(jìn)行短路電流計(jì)算，以便正確地選擇電氣設(shè)備，使設(shè)備具有足夠的動(dòng)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，以保證在發(fā)生可能的最大短路電流時(shí)不致?lián)p壞。(6)為了便于測(cè)量、監(jiān)視、保護(hù)和控制主電路設(shè)備，母線上接有電壓互感器，進(jìn)(出)線上均串有電流互感器。應(yīng)能適應(yīng)必要的各種運(yùn)行方式，便于切換操作和檢修，且適應(yīng)負(fù)荷的發(fā)展。②任一臺(tái)變壓器工作時(shí)，應(yīng)滿足全部一、二級(jí)負(fù)荷的需要，即。(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。=0Kvar視在計(jì)算負(fù)荷：= Kd* Pe /COS248。= Kvar視在計(jì)算負(fù)荷：=/COS248。=165*= Kvar視在計(jì)算負(fù)荷：=/COS248。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(lái)計(jì)算負(fù)荷。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。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。 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。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。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(wú)限大容量系統(tǒng)供電進(jìn)行短路計(jì)算。在本設(shè)計(jì)中我多采用的是需用系數(shù)法來(lái)確定計(jì)算負(fù)荷。(7) 全廠計(jì)算負(fù)荷。= KVA計(jì) 算 電 流：=/（*6）A=全場(chǎng)照明：有功計(jì)算負(fù)荷：=Kd* Pe =45*=計(jì) 算 電 流：=/（*6）A=低壓側(cè)（機(jī)修間）計(jì)算負(fù)荷車床（C620）：有功計(jì)算負(fù)荷：=Kd* Pe =*2*=無(wú)功計(jì)算負(fù)荷：=*tg248。= KVA計(jì) 算 電 流：=/（*）A=電焊機(jī)：有功計(jì)算負(fù)荷：=Kd* Pe =無(wú)功計(jì)算負(fù)荷：=*tg248。(5)降低輕載感應(yīng)電機(jī)的定子繞組電壓。新材料、新結(jié)構(gòu)、新工藝，具有體積小，重量輕，損耗底，效率高，節(jié)能，節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用等顯著優(yōu)點(diǎn)。進(jìn)行工廠變電所主接線選擇設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)滿足一下幾點(diǎn)要求：（1）安全。用10kV真空短路器保護(hù)。系統(tǒng)中最常見的故障就是短路。三相短路電流周期分量有效值 其他三相短路電流 標(biāo)幺值法計(jì)算電路短路電流 短路計(jì)算電路 去車間=200MVAl=5km =S91000/10K1S9630/10K2380V10KV6KVTMY35K1 確定短路計(jì)算基準(zhǔn)值取取Uc1= =100MVA/(*)=取 則 == 計(jì)算短路電路中某個(gè)元件的電抗標(biāo)幺值 電力系統(tǒng): 已知電力系統(tǒng)出口斷路器的遮斷容量=200MVA，故 =100MVA/200MVA=架空線路: 電力變壓器 查表得：S91000/10變壓器的短路電壓百分值=故 =式中，為變壓器的額定容量。目前生產(chǎn)的有兩種：一種是聚氯乙烯絕緣、聚氯乙烯護(hù)套的全塑電力電纜（VLV和VV型），已生產(chǎn)至10kV電壓等級(jí)。要求所選的截面不小于其最小允許截面。在選擇導(dǎo)線時(shí)應(yīng)盡量使導(dǎo)線截面統(tǒng)一，并遵守維修與保護(hù)方便、經(jīng)濟(jì)的原則。 按工作電壓選則 設(shè)備的額定電壓一般不應(yīng)小于所在系統(tǒng)的額定電壓，即，高壓設(shè)備的額定電壓應(yīng)不小于其所在系統(tǒng)的最高電壓，即。 裝設(shè)反時(shí)限過(guò)電流保護(hù) 采用GL15型感應(yīng)式過(guò)電流繼電器，兩相兩繼