【導(dǎo)讀】本論文主要是對小型工廠供配電系統(tǒng)的電氣部分進行設(shè)計。的動力系統(tǒng)和照明系統(tǒng)。時在低壓母線側(cè)進行無功功率的補償，以提高功率因數(shù)。根據(jù)補償后的負荷容量，的車間配電方案，畫出供配電系統(tǒng)主接線圖。件下和短路故障條件下工作的要求。斷設(shè)備是否滿足工作要求。電路發(fā)生三相短路時的短路電流電流最大，計算三相。最后，進行繼電保護和防雷接地，來提高系統(tǒng)的安全性和可靠性。

　　

【正文】 k V A? ??? ? ? ?（ ） ( 3 ) ( 3 )( 2 ) k 21. 84 1. .8 4 17 .1 1 18 .6 5s h kI I k V A? ??? ? ? ?（ ） 三相 短路容量： ( 3 ) ( 3 )( 2 ) 2 ( 2 )3 3 0 .4 1 7 .1 1 1 1 .8 5k c kS U I M V A??? ? ? ? ? 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文 ） 設(shè)備選擇與校驗 26 1 2 5 6 7 8 4 32839494050485 金工車間的配電 工廠的低電壓配電線路有放射式、樹干式和環(huán)形三種基本結(jié)線方式。放射式結(jié)線的特點是：其引出線發(fā)生故障時互不影響，供電可靠性較高，而且便于裝設(shè)自動裝置。但有色金屬消耗較多，采用的開關(guān)設(shè)備也較多。放射式接線方式多用于設(shè)備容量大或供電可靠性要求較高的設(shè)備供電。而樹干式結(jié)線的特點正好與放射式接線相反。很適于供電給容量較小而分布均勻的用電設(shè)備。環(huán)形結(jié)線供電可靠性較高，但其保護裝置及整定配合比較復(fù)雜。 因此，根據(jù)金工車間的具體情況，本系統(tǒng)采用放射式和樹干式組合的結(jié)線方式，能滿足生產(chǎn)要求。 配電設(shè)計方案 1： 如圖 所示： 配電設(shè)計方案 2： 如圖 所示： 圖 金工車間配電方案 1 方案比較： ① 方案 1 和方案 2 對金工車間的供電是可行且都能達到目的。 ② 方案 1 和方案 2 中，方案 1 中得干線⑤⑥⑧③和方案 2 中的干線⑤⑥⑦③是同樣地。對功率較大的靠近變電所的設(shè)備采用放射性供電，放射式線路之間互不影響，因此供電可靠性較高。 ③ 方案 1 中得干線①跨過 20 多米把設(shè)備 1 12 連 接，電能損耗大，金屬損耗多，這樣既不經(jīng)濟的，供電可靠性不可靠。而方案 2 中，設(shè)備 1 到 9 由一干線樹干式供電，能減少線路的有色金屬消耗量，采用的高壓開關(guān)數(shù)量少，投河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文 ） 設(shè)備選擇與校驗 27 1 2 5 6 10 7 4 3283949405048829 309 11資少，能彌補以上的缺點。 ④ 方案 1 中的干線②供電的范圍中，包括功率較大的設(shè)備 30 和 29。由于其他設(shè)備功率小，這樣起動電流大，供電不可靠。方案 2 中干線②只對 13 到 231 這小功率的設(shè)備供電，功率平衡，供電可靠性相對較高。大功率設(shè)備 3029 直接采用放射式供電。 ⑤ 方案 1 中，三只橋式起重機用同一干線⑦采用樹干式供電，若有一臺起重機出故障，則三臺起重機均不 能使用，供電可靠性極差。而對于方案 2 中，用干線⑩⑾對起重機設(shè)備 4 50 和 48 供電，若一臺起重機出現(xiàn)故障，至少還有一臺起重機可工作。這樣，供電可靠性就提高了。 ⑥ 方案 2 中得干線④把 22 到 2 32 到 38 及 10 到 12 的設(shè)備采用樹干式供電，減少電能損耗，減短導(dǎo)線長度。從經(jīng)濟上看，節(jié)省開支，且不影響供電可靠性。 圖 金工車間配電方案 2 結(jié)論：經(jīng)以上比較，從經(jīng)濟性、供電可靠性兩方面考慮，方案 2 比方案 1 好。因此采用方案 2 對金工車間供電。 我國 220/380V低壓配電系統(tǒng)，廣泛采用中性點直接接地的運行方式，而且引出有中性線 (N)、保護線 (PE)或保護中性線（ PEN）。 中性線（ N 線）的功能：一是用來接用額定電壓為系統(tǒng)相電壓的單相用電設(shè)備；二是用來傳導(dǎo)三相系統(tǒng)的不平衡電流；三是減小負荷中性點的電位偏移。 保護線（ PE 線）的功能：它是用來保障人身安全、防止發(fā)生觸電事故用的河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文 ） 設(shè)備選擇與校驗 28 電源三相設(shè)備 單相負荷ABCPEN接地線。系統(tǒng)中所有設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分（指正常不帶電壓但故障情況下可帶電壓的易被觸及的導(dǎo)電部分，例如設(shè)備的金屬外殼、金屬構(gòu)架等）通過保護線接地，可在設(shè)備發(fā)生基地故障是減少觸電危險。 保護中性線 （ PEN 線）的功能：它兼有中性線和保護線的功能。這種ＰＥＮ線在我國通常稱為“零線”，俗稱地線。 低壓配電系統(tǒng) 接地型式，分為 TN 系統(tǒng)、 TT 系統(tǒng)和 IT 系統(tǒng)。 ① TN 系統(tǒng) TN 系統(tǒng) 的中性點直接接地，所有設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分均接公共的保護線（ PE）線或公共的保護中性線（ PEN 線）。這種公共 PE 線或 PEN 線的方式，通稱為“接零”。 TN 系統(tǒng)又分為 TNC 系統(tǒng)、 TNS 系統(tǒng)和 TNCS 系統(tǒng) 。 1) TNC 系統(tǒng) (圖 ) 圖 TNC 系統(tǒng) 其中的 N 線與 PE 線全部合為一根 PEN 線。 PEN 線中可有電流通過，因此對某些接 PEN 線的設(shè)備將產(chǎn)生電磁干擾。如果 PEN 線斷線，還可造成斷線點后邊的外露可導(dǎo)電部分帶電而造成人身觸電危險。該系統(tǒng)由于 PE 線與 N 線合為一根 PEN 線，因而節(jié)約了有色金屬和投資。較為經(jīng)濟。該系統(tǒng)在發(fā)生單相接地故障時，線路的保護裝置應(yīng)該動作，切除故障線路。 TNC 系統(tǒng)過去在我國低壓配電系統(tǒng)中應(yīng)用最為普遍，但不適用對人身安全和抗電磁干擾要求高的場所。 2) TNS 系統(tǒng) (圖 ) 其中的 N 線與 PE 線全部分開，設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分均接 PE 線。由于 PE線中無電流通過，因此設(shè)備之間不會產(chǎn)生電 磁干擾。 PE 先斷線時，正常情況下不會使斷線點后邊接 PE 線的設(shè)備外露可導(dǎo)電部分帶電；但在斷線點后邊有設(shè)備發(fā)生一相接殼故障是，將使斷線點后邊其他所有接 PE 線的設(shè)備外露可導(dǎo)電部分帶電，而造成人身觸電危險。該系統(tǒng)在發(fā)生單相接地故障時，線路的保護裝置應(yīng)該動作，切除故障線路。該系統(tǒng)較之 TNC 系統(tǒng)在有色金屬消耗量和投資方面有所增加。 TNS 系統(tǒng)限制廣泛應(yīng)用于對安全要求較高的場所（如浴室和居民住宅河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文 ） 設(shè)備選擇與校驗 29 電源三相設(shè)備 單相負荷ABCPEN電源三相設(shè)備 單相負荷ABCPEN單相PEN等）及對電磁干擾要求較高的數(shù)據(jù)處理和精密檢測等試驗場所，也越來越多地用于住宅供電系統(tǒng)。 圖 TNS 系統(tǒng) 3) TNCS 系統(tǒng) （圖 ） 該系統(tǒng)的前一部分全部為 TNC 系統(tǒng)，而后邊有一部分為 TNC 系統(tǒng)，有一部分則為 TNS 系統(tǒng)，其中設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分姐 PEN 線或 PE 線。該系統(tǒng)綜合了 TNC 系統(tǒng)和 TNS 系統(tǒng)的特點，因此比較靈活，對安全要求和電磁要求高的場所，宜采用 TNS 系統(tǒng)。而其他一般場所則采用 TNC 系統(tǒng)。 圖 TNCS 系統(tǒng) ② TT 系統(tǒng) TT 系統(tǒng)的中性點直接接地，而其中設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分均各自經(jīng) PE 線單獨接地，如圖 所示 。 由于 TT 系統(tǒng)中各設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分的 接地 PE 線是分不開的，互無電氣聯(lián)系，因此相互之間不會發(fā)生電磁干擾問題。該系統(tǒng)如發(fā)生單相接地故障，則形成單相短路，線路的保護裝置動作于跳閘，切除故障線路。但是該系統(tǒng)在出現(xiàn)絕緣不良而引起漏電事，由于漏電電流較小可能不足以使線路的過電流保護動作，從而是漏電設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分長期帶電，增加了觸電的危險，因此該系河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文 ） 設(shè)備選擇與校驗 30 電源三相設(shè)備 單相負荷ABCNPE PE電源三相設(shè)備 單相負荷ABCPE PEZ統(tǒng)必須裝設(shè)靈敏度較高的漏電保護裝置，以確保人身安全。該系統(tǒng)適用于安全要求較高的場所。這種配電系統(tǒng)在國外應(yīng)用較為普遍，現(xiàn)在我國也開始推廣使用。GB 500961999《住宅設(shè)計規(guī)范》就規(guī)定：住宅供電系統(tǒng)“應(yīng) 采用 TT、 TNCS或 TNS 接地方式”。 圖 低壓配電的 TT 系統(tǒng) ③ IT 系統(tǒng) IT 系統(tǒng)的中性點不接地，或經(jīng)高電阻（約 1000 歐）接地。該系統(tǒng)沒有 N 線，因此不適用于接額定電壓為系統(tǒng)相電壓的單相用電設(shè)備，只能接額定電壓為系統(tǒng)線電壓的單相設(shè)備和三相設(shè)備，該 系統(tǒng)中所有的外露可導(dǎo)電部分均經(jīng)各自的 PE線分別接地，如圖 所示 。 圖 低壓配電的 IT 系統(tǒng) 由于 IT 系統(tǒng)中性點中設(shè)備外露可導(dǎo)電部分的接地 PE 線也是彼此分開的，互無電氣聯(lián)系，因此相互之間也不會發(fā)生電磁干擾問 題。 由于 IT 系統(tǒng)中性點不接地或經(jīng)高阻抗接地，因此當系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，應(yīng)發(fā)出報警信號，以便供電值班人員及時處理，消除故障。 IT 系統(tǒng)主要用于對連續(xù)供電要求較高及有易燃易爆危險的場所特別是礦山、井下等場所的供電。 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文 ） 設(shè)備選擇與校驗 31 6 設(shè)備選擇與校驗 ① 選擇配電箱中各路的熔體額定電流。根據(jù)設(shè)備明細表中各設(shè)備的容量，依據(jù)熔斷器的選擇方法和原則，可得出各路的熔體額定電流。 ② 根據(jù)已選出的各路熔體額定電流，并預(yù)留 12 路（將來增加用電設(shè)備時可不更換分電箱）。確定 線路數(shù)和熔斷器電流相適應(yīng)的分電箱。 ③ 根據(jù)已選出的各路熔體電流及其敷設(shè)方式、環(huán)境溫度等，依據(jù)導(dǎo)線及電線管得選擇方法和原則，可選出相應(yīng)的導(dǎo)線及電線管。 ④ 引入配電箱分干線截面的選擇。由于每小分電箱所接的設(shè)備臺數(shù)不多，所以分干線的計算電流應(yīng)按二項式法計算。這樣才能照顧到大容量設(shè)備對計算機電流的影響。 例如： 1 號分電箱所接設(shè)備是設(shè)備 1— 設(shè)備 4 設(shè)備容量： e 25 3 12. 8 kW 34. 175 kWP ? ? ? ?（ ） 對于大批量生產(chǎn)的金屬冷加工機床電動機，其二項式系數(shù)： b=。c=。x=5。 cos ?? 。 5臺最大容量電動機的設(shè)備容量 : x 7 3 1 0 2 .8 k W 3 3 .8 k WP ? ? ? ? ?（ ） 30 e xbP c P 4 34. 175 33. 8 kW 21. 68k WP ? ? ? ? ? ? ?（ ） 3 0 3 0 3 c os 21 .6 8 3 0. 38 0. 5 65 .8 9NI P U A A?? ? ? ? ? 對于 10NP kW? 的電動機，其沖擊電流，其額定電流 20NIA? 尖峰電流： 3 0 m a x( ) [ 6 5 .8 9 ( 1 4 0 2 0 ) ] 1 8 5 .8 9P K s t NI I I I A A? ? ? ? ? ? ? ( 185 .89 ) 74. 36PKKI A A? ? ? 根據(jù)熔體額定電流 30NFEII? ，且 NFE PKI KI? 即選熔斷器時應(yīng)滿足. FEIA? 。 選 . 80N FEIA? ，即 RT0100/80 的熔斷器。 選干線截面時，應(yīng)留有余量，以備負荷發(fā)展。干線導(dǎo)線有兩部分組成：一部分是敷設(shè)在車間的明敷部分，按明敷設(shè)選導(dǎo)線；另一部分是從配電箱引到干線小河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文 ） 設(shè)備選擇與校驗 32 于 2m要加保護措施，采用穿管敷設(shè)，應(yīng)按穿管導(dǎo)線選擇導(dǎo)線。 35176。 C 時每相的 BLX 型導(dǎo)線線芯截面積為 16mm178。的單芯線的允許載流量為 3073 65. 89alI A I A? ? ? 按發(fā)熱條件，相線截面選為 16mm178。，而中性線截面按 選，選 10mm178。選 BLX500（ 3*16+1*10）明敷設(shè)。 35176。 C 時每相的 BLX 型導(dǎo)線線芯截面積為 35mm178。的 4 根單芯線穿鋼管時的允許載流量為 307 1 6 5 .8 9alI A I A? ? ? 按發(fā)熱條件，相線截面選為 35mm178。，而中的性線截面選為 ，選 25mm178。穿線鋼管內(nèi)徑查表選為 40mm178。 選 BLX— 500— （ 3*35+1*25） — G40， G 為鋼管代號。熔斷器、導(dǎo)線及分電箱的選擇如表 所示。其他各分電箱選出結(jié)果見表 至表 。 表 01 號分電箱 設(shè)備編號 Pe/KW I30/A (RL1) 導(dǎo)線截面 /mm2 電線管直徑 /mm 1 15 50/40 15 2 15 50/40 15 3 15 50/40 15 4 26 100/60 6 20 分電箱到干線的導(dǎo)線 RT0 100/80 (16) 35 40 注：（）內(nèi)數(shù)字表示明敷設(shè)導(dǎo)線截面積；表中 Pe為設(shè)備容量， I30為計算電流， 。 表 02 號分電箱 設(shè)備編號 Pe/KW I30/A (RL1) 導(dǎo)線截面 /mm2 電線管直徑 /mm 5 15 60/50 15 6 20 60/50 20 7 20 60/60 20 8 20 60/60 20 9 20 60/60 20 分電箱到干線的導(dǎo)線 RT0 100/80 (16) 35 40