【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】 止電氣誤操作和保障人身安全的閉鎖裝置，即所謂“五防”功能 —— 防止誤跳、誤合斷路器，防止帶負荷拉、合隔離開關(guān)，防止帶電掛接地線，防止帶接地線合隔離開關(guān)，防止人員誤入帶電隔離。 本次設(shè)計中，確定用 630kVA 的變壓器把 10kV的高壓降到動力設(shè)備所需要的電壓 。若有重要負荷， 可靠性要求較高，則可選用手車式開關(guān)柜，如 JYN、KYN。本廠都是動力設(shè)備，無重要負荷，因此，變電所可采用固定式開關(guān)柜。這里選用 GG— 1A(F)— 03，此柜裝有 GN19— 10 型隔離開關(guān) 1 個，隔離高壓電流，以保證其他電氣設(shè)備的安全檢修。 SN10— 10Ⅱ /630— 500 型少油斷路器 1 個，可以通斷線路正常的負荷電流，也可以進行短路保護。 GG— 1A（ F） — 03 除備有以上兩種開關(guān)外，還有 LQJ— 10 型電流互感器 2 個，分別接儀表和繼電器，以滿足測量和保護的不同要求。 容量 500kVA 以上的變壓器，宜采用高壓計量。因此，對 于 630kVA 的變壓器，要求在變壓器的高壓側(cè)進行計費，可選用與 GG— 1A（ F）型高壓開關(guān)柜配套使用、戶外安裝的 PJ1A/J3 型單電源電纜進出線的計量柜，正好滿足要求。柜內(nèi)裝有隔離開關(guān)、高壓斷路器及提供測量信號的電流互感器、電壓互感器。 考慮架空線路較之電纜線路發(fā)生故障時易于發(fā)現(xiàn)且易于檢查和修復(fù)。當(dāng)采用電纜線路時，必須采用兩根電纜并列供電，每根電纜應(yīng)能承擔(dān)全部二級負荷。本設(shè)計中高壓開關(guān)柜的進出線，采用經(jīng)一段電纜后接到架空線上。 高壓計量柜中的設(shè)備如表 所示。 表 高壓計量柜中的設(shè)備一欄表 設(shè)備 名稱 型號規(guī)格 量數(shù) /臺 隔離開關(guān) GN1910 1 GN10100 1 電壓互感器 JDZ10 2 熔斷器 RN210/ 1 電流互感器 工廠變配電所高壓開關(guān)柜上面的高壓母線，通常采用 LMY 型硬鋁母線，對于主變壓器容量在 1250kVA 及以下的變電所，高壓母線一般采用 LMY— 40*4 的規(guī)格。本配電所變壓器為 630kVA，因此可采用 LMY— 3（ 40*4）的高壓母線。 表 614 高壓開關(guān)柜內(nèi)設(shè)備一覽表 設(shè)備名稱 型號規(guī)格 數(shù)量 /臺 高壓隔離開關(guān) GN1910 1 高壓斷路器 SN1010Ⅱ /630 1 電流互感器 LQJ10 2 ② 低壓一次設(shè)備的選擇 低壓配電屏有固定式和抽屜式兩種結(jié)構(gòu)型式。抽屜式價格昂貴，一般中小工廠多采用固定式。我國現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的固定式低壓配電屏主要為 PGL1 和 PGL2型。 根據(jù)前面所確定的車間配電系統(tǒng)及多路額定電流，本設(shè)計選用固定式低壓配電屏 PGL2 型，因為該廠為三級負荷，選用 PGL2 型即可滿足要求。 干線 干線 倉庫、裝配車間、戶外照明的干線，因為它們的熔管電流分別為 100A、 200A、 100A、 200A、 100A。因此可選用 PGL2—— 36B，它具有 100A的三路， 200A 的兩路。 干線 干線 冷作車間的干線，因為它們的熔管電流分別為 400A、 200A、400A。因此可選用 PGL2—— 34B，它具有 400A 的兩路， 200A 的兩路，可以留一路 200A 的做備用，供以后增添設(shè)備時使用。 干線 干線 干線 干線 9，因為它們的熔管電流分別為 400A、 400A、200A、 200A。因此可選用 PGL2—— 34B，它具有 400A 的兩路， 200A 的兩路。 干線 干線 干線 1室內(nèi)照明，因為它們的熔管電流分 別為 100A、 200A、100A、 200A。因此可選用 PGL2—— 36B，它具有 100A 的三路， 200A 的兩路。 可以留一路 100A 的做備用，供以后增添設(shè)備時使用。選擇結(jié)果如表 所示。再加上 4 臺電容補償屏，低壓配電屏總共有 9 臺低壓配電屏。 表 低壓配單屏一覽表 低壓配電屏 所接干線 PGL205B 進線 PGL236B 干線 1干線 2倉庫 裝配 車間 戶外照明 PGL234B 干線 7 干線 10 冷作車間 PGL234B 干線 5 干線 6 干線 8 干線 9 PGL236B 干線 3 干線 4 干線 11 室內(nèi)照明 表 各低壓配電屏主電路電器設(shè)備 配電屏 設(shè)備型號 設(shè)備名稱 PGL205B HD131000/3 低壓刀開關(guān) DW101000/3 低壓斷路器 電流互感器 PGL236B HR3200/3 低壓刀熔開關(guān) HR3100/3 低壓刀熔開關(guān) 電流互感器 PGL234B HR3400/3 低壓刀熔開關(guān) HR3200/3 低壓刀熔開關(guān) 電流互感器 一次設(shè)備的校 驗 一次設(shè)備必須滿足一次電路正常條件下和短路故障條件下工作的要求，工作安全可靠，運行維護方便，投資經(jīng)濟合理。 ① 一次設(shè)備選擇校驗的條件： 1）電壓：設(shè)備的額定電壓應(yīng)不小于裝置地點的額定電壓或最高電壓 2）電流：設(shè)備的額定電流應(yīng)不小于通過設(shè)備的計算電流 3）斷流能力：設(shè)備的最大開斷電流應(yīng)不小于它可能開斷的最大電流 4）動穩(wěn)態(tài)度：按三相短路沖擊電流校驗 5）熱穩(wěn)態(tài)度：按三相短路穩(wěn)態(tài)電流和短路發(fā)熱假想時間校驗 ② 各設(shè)備的校驗 1) GN1910 隔離開關(guān)的校驗，見表 2) SN1010Ⅱ /630 少油斷路 器的校驗，見表 3) LQJ10 型電流互感器的校驗，見表 1) HD131000 型刀開關(guān)校驗，見表 2) DW101000 型低壓斷路器的校驗，見表 表 高壓隔離開關(guān)校驗表 序號 裝置地點及電氣條件 GN1910 結(jié)果 項目 數(shù)據(jù) 項目 數(shù)據(jù) 1 sU /kV 10 NU /kV 10 合格 2 30I /A AIN/ 400 合格 3 sh)3(i /kA maxI /kA 合格 4 ima2)3( t?I tIt2 合格 表 高壓斷路器校驗表 序號 裝置地點及電氣條件 SN1010Ⅱ /630 結(jié)果 項目 數(shù)據(jù) 項目 數(shù)據(jù) 1 sU /kV 10 NU /kV 10 合格 2 30I /A AIN/ 630 合格 3 sh)3(i /kA maxI /kA 40 合格 4 ）（ 31kI /kA ocI /kA 16 合格 5 ima2)3( t?I tIt2 512 合格 表 電流互感器校驗表 序號 裝置地點及電氣條件 LQJ10 結(jié)果 項目 數(shù)據(jù) 項目 數(shù)據(jù) 1 U /kV 10 NU /kV 10 合格 2 30I /A AIN/ 30 合格 表 刀開關(guān)校驗表 序 號 裝置地點及電氣條件 GN1910 結(jié)果 項目 數(shù)據(jù) 項目 數(shù)據(jù) 1 sU /kV NU /kV 合格 2 30I /A AIN/ 1000 合格 3 sh)3(i /kA maxI /kA 60 合格 4 ）（ 32kI /kA ocI /kA 1000 合格 5 ima2)3( t?I tIt2 900 合格 表 低壓斷路器校驗表 序號 裝置地點及電氣條件 GN1910/400 結(jié)果 項目 數(shù)據(jù) 項目 數(shù)據(jù) 1 sU /kV NU /kV 合格 2 30I /A AIN/ 1000 合格 3 ）（ 32kI /kA ocI /kA 20 合格 第 5 章 繼電保護與防雷接地 工廠的繼電保護 繼電保護的選擇 由于自然條件和人為的影響（如雷電、暴雨、狂風(fēng)、冰雹、誤操作等），使得發(fā)生電氣事故的可能性時有發(fā)生。而電力系統(tǒng)又是一個統(tǒng)一的整體，一處發(fā)生事故就可能迅速擴大到其他地方 。因此，電力系統(tǒng)必須保證安全可靠的運行，在此前提下才能談到運行的經(jīng)濟性、合理性。為了保證電力系統(tǒng)運行可靠，必須設(shè)置繼電保護裝置。 設(shè)置繼電保護裝置應(yīng)滿足動作的選擇性、動作的迅速行和動作的靈敏性要求。 繼電保護包括定時限保護和反時限保護。定時限過電流保護裝置的動作時間固定不變，與故障電流大小無關(guān)，其優(yōu)點是動作時間比較精確、整定簡便，其缺點是繼電器多、結(jié)線復(fù)雜且需直流操作電源，投資較大。反時限過電流保護裝置的動作時間與故障電流大小成反比關(guān)系，故障電流越大，動作時間越短。其優(yōu)點是：投資少、結(jié)線簡單、可同時實現(xiàn)電流 速斷保護，顯得簡單經(jīng)濟且適于交流操作，其缺點是動作時間整定比較麻煩。 對于中小型工廠供電系統(tǒng)來說，繼電保護以簡單經(jīng)濟為宜，因此使用反時限過電流保護。 繼電保護的整定及計算 ①動作電流的整定 現(xiàn)采用 GL15/10 型電流互感器，該型號電流繼電器的返回系數(shù) re ? ；現(xiàn)采用兩相兩繼電器結(jié)線，故 w 1K? ；根據(jù)所學(xué)的知識可知，對 GL 型繼電器的可靠系數(shù)取 rel ? 。 .maxLI 為線路上的最大負荷電流，可取 I（ ） ，現(xiàn)取 302I ,即 . m a x 3 0 ( 1 )2 2 2 5 .2 7 5 0 .5 4LI I A A? ? ? ? GG1A(F)03 的電流互感器 LQJ10，取 e 100IA? 則變流比： i 100 5 20K ?? 動作電流： r e l wo p . m a xr e i1 . 3 1 5 0 . 5 4 4 . 1 10 . 8 2 0LKKI I A AKK ?? ? ? ?? 則電流繼電器的動作 電流整定為 5A。 ② 變壓器過電流保護 變壓器低壓側(cè)母線在系統(tǒng)最小運行方式下發(fā)生兩相短路的高壓側(cè)穿越電流值： 3 k 2 c 2k . m i n c1 1 7 . 1 1 0 . 40 . 8 6 6 0 . 8 6 6 0 . 5 6 4 k1 0 . 5IUI A AU ?? ? ? ? ?（ ） 保護的靈敏度 。 . m i n 1 0 . 5 6 4 1 0 0 0 5 . 6 4 1 . 52 0 5wkPi O PKIS KI ??? ? ? ?? 滿足靈敏度的要求。 ③ 速斷電流 的整定 r e l wq d k . m a xi1 . 5 1 0 . 41 7 . 1 1 1 0 0 0 4 92 0 1 0 . 5KKI I A AK ?? ? ? ? ? ? qdqd 49n OPII? ? ? ④ 變壓器的電流速斷保護 2qd1 0 . 8 6 6 1 0 . 5 8 1 0 0 0 9 . 3 5 22 0 4 9wkPiKIS KI ? ? ?? ? ? ??（ ） 滿足靈敏度的要求。 工廠的防雷 與接地 為防止雷電產(chǎn)生的過電壓波沿線路侵入變配電所而危及主變壓器等電氣設(shè)備的絕緣，本次設(shè)計在高壓開關(guān)柜中沒有裝設(shè)避雷器。在 10kV架空進線的最后一個電線桿中裝設(shè)一組 HY5W4 型避雷器。這種避雷器內(nèi)部無空腔，不存在內(nèi)外氣體互相滲漏問題，安裝運輸無破損，可靠性很高。 凡是與架空線路相連的進出線，在入戶處的電線桿進行接地，可以達到重復(fù)接地的目的，每個電纜頭均要接地。 按規(guī)定 10kV配電裝置的構(gòu)架，變壓器的 380V側(cè)中性線及外殼，以及 380V電氣設(shè)備的金屬外殼等都要接地，其工頻接地電阻要求 RE〈 4Ω。根據(jù)土壤電阻率 ρ =100??m及 RE4Ω，因此可采用 6 根直徑 50mm的鋼管作接地，用40mm*4mm的扁鋼連接在距變電所墻腳 2m處，打入一排φ =50mm、長 鋼管接地體。每隔 5m打入一根，管間用 40mm*4mm 的扁鋼連接。接地所用材料見表表 。 表 接地體材料表 名稱 型號 用量 作用 鋼管 φ 50mm *6=15m 作接地體 扁鋼 40mm*4mm 5*5=25m 連接鋼管 總結(jié) 這次設(shè)計，對小型工廠進行供配電的設(shè)計。對工廠的配電的設(shè)計，最終都要歸結(jié)到電氣設(shè)備的選擇。需要設(shè)計工 廠的變電所，選擇變電所變壓器的臺數(shù)，容量，選擇供電系統(tǒng)的方式，系統(tǒng)中各種高壓設(shè)備，低壓設(shè)備，線路的選擇，車間的布線，系統(tǒng)的保護等等。 首先要做的就是對工廠負荷進行評級，計算工廠的計算負荷，確定工廠的供電方式和變壓器容量和臺數(shù)。在確定了工廠的供電方式后，就畫出工廠電氣主接線電路圖，完成車間的配電方式。 在確定工廠電氣主接線電路圖后，就要選擇設(shè)備，而選擇設(shè)備就要考慮設(shè)備的環(huán)境條件和電氣要求，使設(shè)備滿足電路正常條件下和短路故障條件下的工作要求。因此，要進行三相短路計算，來進行設(shè)備的選擇的和校驗。 最后，要進行工廠 配電系統(tǒng)的繼電保護和防雷接地，完成二次回路的設(shè)計。 設(shè)計本著“安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟”的基本要求，完成了變電所的設(shè)計，高低壓設(shè)備的選擇，工廠車間的配電，各干支線路截面的選定，防雷與接地，以及繼電保護。由于時間有限，沒有完成二次回路的設(shè)計。 參考文獻 [ 1 ] 劉介才 .