【導(dǎo)讀】遵循安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)的基本原則,提出工廠廠區(qū)供電的設(shè)計(jì)方案。計(jì)是關(guān)于化工廠氯乙烯車間變電所及車間低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)。其中包括對車間進(jìn)行了負(fù)荷。首先根據(jù)設(shè)計(jì)的任務(wù)和條件進(jìn)行了各個(gè)部分的計(jì)算，然后根據(jù)計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行了車間。電氣設(shè)備的選擇及一、二次接線的設(shè)計(jì)，最后進(jìn)行了繼電保護(hù)及防雷和接地的設(shè)計(jì)。

　　

【正文】 地構(gòu)成所需的控制系統(tǒng)。 16 采用 JDB 系列電 動機(jī)綜合保護(hù)器，主要是解決電機(jī)的過電流、過電壓及斷相時(shí)的保護(hù)問題。主要技術(shù)是通 過電子元件對三相交流電進(jìn)行檢測及控制，當(dāng)出現(xiàn)過電流、過 電壓及斷相故障時(shí)自動對電機(jī)斷電而施以保護(hù)。 對大功率電機(jī)采用數(shù)字軟啟動器進(jìn)行降壓啟動， 軟起動器是一種用來控制鼠籠型異步電動機(jī)的新設(shè)備，集電機(jī)軟起動、軟停車、輕載節(jié)能和多種保護(hù)功能于一體的新穎電機(jī)控制裝置，國外稱為 Soft Starter。它的主要構(gòu)成是串接于電源與被控電機(jī)之間的三相反并聯(lián)閘管及其電子控制電路。 運(yùn)用不同的方法，控制三相反并聯(lián)晶閘管的導(dǎo)通角，使被控電機(jī)的輸入電壓按不 同的要求而變化，就可實(shí)現(xiàn)不同的功能。軟起動與傳統(tǒng)減壓起動方式的不同之處是： （ 1）無沖擊電流。軟起動器在起動電機(jī)時(shí)，通過逐漸增大晶閘管導(dǎo)通角，使電機(jī)起動電流從零線性上升至設(shè)定值。對電機(jī)無沖擊，提高了供電可靠性，平穩(wěn)起動，減少對負(fù)載機(jī)械的沖擊轉(zhuǎn)矩，延長機(jī)器使用壽命。 （ 2）有軟停車功能，即平滑減速，逐漸停機(jī)，它可以克服瞬間斷電停機(jī)的弊病，減輕對重載機(jī)械的沖擊，避免高程供水系統(tǒng)的水錘效應(yīng)，減少設(shè)備損壞。 （ 3）起動參數(shù)可調(diào)，根據(jù)負(fù)載情況及電網(wǎng)繼電保護(hù)特性選擇，可自由地?zé)o級調(diào)整至最佳的起動電流 多數(shù)軟起動器在晶閘管兩側(cè)有旁路接觸器觸頭，其優(yōu)點(diǎn)是： （ 1）在電機(jī)運(yùn)行時(shí)可以避免軟起動器產(chǎn) 生的諧波 （ 2）軟起動的晶閘管僅在起動停車時(shí)工作，可以避免長期運(yùn)行使晶閘管發(fā)熱，延長了使用壽命。 （ 3）一旦軟起動器發(fā)生故障，可由旁路接觸器作為應(yīng)急備用 17 圖 5 電動機(jī)綜合保護(hù)器的電機(jī)控制二次回路接線圖 圖 4 數(shù)字式軟啟動柜減壓啟動二次回路接線圖 繼電保護(hù)的任務(wù) (1) 故障時(shí)作用于跳閘。電力系統(tǒng)出現(xiàn)短路等故障時(shí)，作用于前方最近的斷路器，使之迅速跳閘，切除故障部分，恢復(fù)系統(tǒng)其它部分的正常運(yùn)行，同時(shí)發(fā)出信號，提醒運(yùn)行值班人員及時(shí)處理事故。 18 （ 2）異常時(shí)發(fā)出信 號。電力系統(tǒng)出現(xiàn)不正常工作狀態(tài)如過負(fù)荷或故障苗頭時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號，提醒運(yùn)行值班人員及時(shí)處理，以免發(fā)展為故障。 繼電保護(hù)的要求 可靠性；選擇性；靈敏性；速動性。 繼電保護(hù)裝置的操作電源 繼電保護(hù)裝置常用的操作電源采用鎘鎳蓄電池組直流操作電源。鎘鎳蓄電池組的優(yōu)點(diǎn)：不受供電系統(tǒng)運(yùn)行情況的影響，工作可靠，大電流放電性能好，使用壽命長，腐蝕性小，投資少，運(yùn)行維護(hù)簡便。 常用繼電保護(hù)的結(jié)線及整定計(jì)算 常用繼電保護(hù)的結(jié)線 A. 定時(shí)限過電流保護(hù)的結(jié)線 圖 6 定時(shí)限過電流保護(hù)的結(jié)線 圖中 QF 斷路器 TA電流互感器 KADL型電流繼電器 KMDZ 型中間繼電器 YR跳閘線圈 KTDS型時(shí)間繼電器 KSDX型信號繼電器 B. 電流速斷保護(hù)的結(jié)線 19 圖 7 電流速斷保護(hù)的結(jié)線 圖 QF 斷路器 TA電流互感器 KADL 型電流繼電器 KMDZ 型中間繼電器 YR跳閘線圈 繼電保護(hù)的整定計(jì)算公式 A. 過電流保護(hù)動作電流 整定計(jì)算公式 m axLire wrelOP IKK KKI ??式中， relK 為保護(hù)裝置的可靠系數(shù)，對 DL 型電流繼 電器取 ，對 GL 型電流繼電器取 ； wK 為保護(hù)裝置的結(jié)線系數(shù)，對兩相兩繼電器式結(jié)線取 1，對兩相一繼電器式結(jié)線取 3 ； reK 為保護(hù)裝置的返回系數(shù)，一般取 ；Ki 為電流互感器變流比； maxLI? 為線路或變壓器的最大負(fù)荷電流。 B. 速斷電流整定計(jì)算公式 m axki wrelqb IKKKI ?? 式中 maxkI? 為線路末端的最大短路電流 車間變壓器的保護(hù)配置 過電流保護(hù) 防御內(nèi)外部相間短路及作后備保護(hù)； 電流速斷保護(hù) 防御內(nèi)外部引線短路； 瓦斯保護(hù) 防御內(nèi)部匝間故障，油面降低； 過負(fù)荷保護(hù) 監(jiān)視變壓器的過負(fù)荷； 溫度保護(hù) 監(jiān)視變壓器油溫升高和冷卻系統(tǒng)得故障； 20 8 變電所防雷和接地設(shè)計(jì) 變電所的防雷保護(hù) 本工程主要廠房為二類防雷建筑物，根據(jù)二類防雷建筑物的防雷措施規(guī)定，裝設(shè)避雷針做為防直擊雷的措施 . 獨(dú)立避雷針的設(shè)置要求： （ 1）獨(dú)立避雷針與被保護(hù)物之間應(yīng)保持一定的距離，以免避雷針上落雷時(shí)造成對保護(hù)物的反擊。 避雷針對被保護(hù)物不發(fā)生反擊的最小距離 Sa 應(yīng)滿足下式的要求： sha ?? 式中， Rsh 為獨(dú)立避雷針的 沖擊接地電阻； h 為獨(dú)立避雷針校驗(yàn)高度； （ 2）獨(dú)立避雷針宜裝設(shè)獨(dú)立的接地電阻，工頻接地電阻不宜大于 10? 。獨(dú)立避雷針的接地裝置與被保護(hù)物的接地間最小允許的距離 she ? 式中， Se 為地中距離，一般不應(yīng)小于 3m。 （ 3）立避雷針不宜設(shè)在人經(jīng)常通行的地方。 避雷針在地面上的保護(hù)半徑 r=，如被保護(hù)物的高度為 xh 時(shí)，在 xh 水平面上的保護(hù)半徑 xr 按下列公式計(jì)算： 當(dāng) h/2hx ? 時(shí)， ph )h(r xx ?? ；當(dāng) h/2hx ? 時(shí)， ph )(r xx ?? p考慮到針太高時(shí)保護(hù)半徑不成比例而應(yīng)減小的系數(shù)。 當(dāng) h≤ 30m 時(shí)， p=1；當(dāng) mh 12030 ?? 時(shí)，?。 h避雷針的高度； xr 避雷針在 xh 高度水平面上的保護(hù)半徑； xh 被保護(hù)物的高度； 該車間變電所的高度 xh =10m ；避雷針高度 h=30m；則避雷針保護(hù)的半徑 20m=110)30(=r x ? 接地保護(hù) 在電力系統(tǒng)中有兩類接地保護(hù)方式：一類為中性點(diǎn)接地，即大電流接地系統(tǒng)；另一類 21 為中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，即小電流接地系統(tǒng)。 為保證電氣設(shè)備的正常工作和工作人員的安全，車間變壓器采用 中性點(diǎn)直接接地的方式，即工作接地。其它配電設(shè)備與電器采用接零保護(hù)，即將設(shè)備的金屬外殼接到零線上；另外還需重復(fù)接地保護(hù)，這樣當(dāng)線路發(fā)生碰殼或接地短路時(shí)，可以降低零線對地電壓，使人身避免觸電危險(xiǎn)。 總 結(jié) 工廠廠區(qū)供電設(shè)計(jì)是整個(gè)工廠建設(shè)設(shè)計(jì)中的重要組成部分。供電設(shè)計(jì)質(zhì)量，會直接影響到日后工廠的生產(chǎn)與發(fā)展。尤其對那些工業(yè)生產(chǎn)自動化程度很高的大型現(xiàn)代化工廠，如果能有一個(gè)高質(zhì)量的供電系統(tǒng)，那么，就有利于企業(yè)的快速發(fā)展。穩(wěn)定可靠的供電系統(tǒng)，有助于工廠增加產(chǎn)品產(chǎn)量，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。如果供電 系統(tǒng)設(shè)計(jì)質(zhì)量不高，將會給企業(yè)，給國家造成不可估量的損失。 本次設(shè)計(jì)從工廠電力負(fù)荷及其計(jì)算，短路電流及其計(jì)算，工廠配電所及其一次設(shè)備，工廠電力線路，工廠供電系統(tǒng)的過電流保護(hù)，二次回路和防雷保護(hù)等方面入手按照國家的一些技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。用需要系數(shù)法對負(fù)荷進(jìn)行了準(zhǔn)確的計(jì)算。確定了單母線分段接線的主接線方式，從而實(shí)現(xiàn)了車間需求。通過與 DCS 系統(tǒng)的配合，加裝電動機(jī)綜合保護(hù)器等方法實(shí)現(xiàn)了電動機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)控。 致謝 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我學(xué)會了綜合的運(yùn)用大學(xué)四年學(xué)的東西，學(xué)會了用嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度來做設(shè)計(jì)，為我走向社會打下了一個(gè)不錯(cuò)的基礎(chǔ) ，從一開始的比較迷茫，到最后能成功完成了這次設(shè)計(jì)，這里面有老師同學(xué)的幫助，也有自己努力。在這里我要感謝我的指導(dǎo)老師 xxx，他在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中給了我很大的幫助。 參考文獻(xiàn)： [1] 劉介才 .工廠供電 [M],機(jī)械工業(yè)出版社 ,1998 [2] 樸在林，變電所電氣部分 [M]， 中國水利水電出版社， 2020 [3] 紀(jì)建偉 ，電力系統(tǒng)分析 [M]，中國水利水電出版社 2020 [4] 孫國凱 , 霍利民 , 柴玉華 . 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理 [M], 中國水利水電出版社 2020 [5] 吳希再、熊信銀、唐國強(qiáng) ，電力工程 [M]， 華中科技大學(xué)出版社 1995 22 [6]電力工程設(shè)計(jì)手冊，中國電力出版社 ， 1998 [7]電力工程設(shè)備手冊，中國電力出版社 ， 1998