【導讀】本論文主要是對小型工廠供配電系統(tǒng)的電氣部分進行設計。的動力系統(tǒng)和照明系統(tǒng)。時在低壓母線側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??? ? ? ? ? 河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文 ） 設備選擇與校驗 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)形三種基本結線方式。放射式結線的特點是：其引出線發(fā)生故障時互不影響，供電可靠性較高，而且便于裝設自動裝置。但有色金屬消耗較多，采用的開關設備也較多。放射式接線方式多用于設備容量大或供電可靠性要求較高的設備供電。而樹干式結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備。環(huán)形結線供電可靠性較高，但其保護裝置及整定配合比較復雜。 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線方式，能滿足生產(chǎn)要求。 配電設計方案 1： 如圖 所示： 配電設計方案 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，采用的高壓開關數(shù)量少，投河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文 ） 設備選擇與校驗 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，包括功率較大的設備 30 和 29。由于其他設備功率小，這樣起動電流大，供電不可靠。方案 2 中干線②只對 13 到 231 這小功率的設備供電，功率平衡，供電可靠性相對較高。大功率設備 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 的設備采用樹干式供電，減少電能損耗，減短導線長度。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備；二是用來傳導三相系統(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院本科畢業(yè)設計（論文 ） 設備選擇與校驗 28 電源三相設備 單相負荷ABCPEN接地線。系統(tǒng)中所有設備的外露可導電部分（指正常不帶電壓但故障情況下可帶電壓的易被觸及的導電部分，例如設備的金屬外殼、金屬構架等）通過保護線接地，可在設備發(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，所有設備的外露可導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，設備的外露可導電部分均接 PE 線。由于 PE線中無電流通過，因此設備之間不會產(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 線的設備外露可導電部分帶電；但在斷線點后邊有設備發(fā)生一相接殼故障是，將使斷線點后邊其他所有接 PE 線的設備外露可導電部分帶電，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院本科畢業(yè)設計（論文 ） 設備選擇與校驗 29 電源三相設備 單相負荷ABCPEN電源三相設備 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)，其中設備的外露可導電部分姐 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，而其中設備的外露可導電部分均各自經(jīng) PE 線單獨接地，如圖 所示 。 由于 TT 系統(tǒng)中各設備的外露可導電部分的 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，從而是漏電設備的外露可導電部分長期帶電，增加了觸電的危險，因此該系河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文 ） 設備選擇與校驗 30 電源三相設備 單相負荷ABCNPE PE電源三相設備 單相負荷ABCPE PEZ統(tǒng)必須裝設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)在國外應用較為普遍，現(xiàn)在我國也開始推廣使用。GB 500961999《住宅設計規(guī)范》就規(guī)定：住宅供電系統(tǒng)“應 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備，只能接額定電壓為系統(tǒng)線電壓的單相設備和三相設備，該 系統(tǒng)中所有的外露可導電部分均經(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)中性點中設備外露可導電部分的接地 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。 河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文 ） 設備選擇與校驗 31 6 設備選擇與校驗 ① 選擇配電箱中各路的熔體額定電流。根據(jù)設備明細表中各設備的容量，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，并預留 12 路（將來增加用電設備時可不更換分電箱）。確定 線路數(shù)和熔斷器電流相適應的分電箱。 ③ 根據(jù)已選出的各路熔體電流及其敷設方式、環(huán)境溫度等，依據(jù)導線及電線管得選擇方法和原則，可選出相應的導線及電線管。 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備臺數(shù)不多，所以分干線的計算電流應按二項式法計算。這樣才能照顧到大容量設備對計算機電流的影響。 例如： 1 號分電箱所接設備是設備 1— 設備 4 設備容量： 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? 即選熔斷器時應滿足. FEIA? 。 選 . 80N FEIA? ，即 RT0100/80 的熔斷器。 選干線截面時，應留有余量，以備負荷發(fā)展。干線導線有兩部分組成：一部分是敷設在車間的明敷部分，按明敷設選導線；另一部分是從配電箱引到干線小河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文 ） 設備選擇與校驗 32 于 2m要加保護措施，采用穿管敷設，應按穿管導線選擇導線。 35176。 C 時每相的 BLX 型導線線芯截面積為 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。 35176。 C 時每相的 BLX 型導線線芯截面積為 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、導線及分電箱的選擇如表 所示。其他各分電箱選出結果見表 至表 。 表 01 號分電箱 設備編號 Pe/KW I30/A (RL1) 導線截面 /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 分電箱到干線的導線 RT0 100/80 (16) 35 40 注：（）內(nèi)數(shù)字表示明敷設導線截面積；表中 Pe為設備容量， I30為計算電流， 。 表 02 號分電箱 設備編號 Pe/KW I30/A (RL1) 導線截面 /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 分電箱到干線的導線 RT0 100/80 (16) 35 40