【正文】 對于設(shè)計(jì)內(nèi)容也由模糊到全面了解，但由于資料有限及所學(xué)知識的不足，設(shè)計(jì)中仍然存在著很多不完善之處，如有許多的公式及推論由于較為復(fù)雜，相信在以后的工作學(xué)習(xí)中，會有更好的提高。在設(shè)計(jì)前我們還向供電部門收集了很多的資料：（1）可供的電源容量和備用電源容量；（2）供電電源的電壓、供電方式(架空線還是電纜，專用線還是公用線；（3）電力系統(tǒng)的短路數(shù)據(jù)；（4）供電部門對工廠電能計(jì)量方式的要求及電費(fèi)計(jì)收辦法；（5）對工廠功率因數(shù)的要求；（6）用電設(shè)備對供電可靠性的要求及工藝允許停電的時(shí)間；（7）全廠的年產(chǎn)量或年產(chǎn)值及年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)，用以估算全廠的年用電量和最高需電量等等。引下線宜采用圓鋼或扁鋼，優(yōu)先采用圓鋼，其尺寸要求與避雷帶（網(wǎng)）采用的相同。3）避雷帶和避雷網(wǎng)避雷帶和和避雷網(wǎng)主要用來保護(hù)建筑物特別是高層建筑物免遭直擊雷和感應(yīng)雷。(2)裝設(shè)避雷器。為了防止雷擊低壓架空線路時(shí)雷電波侵入建筑物，對低壓架空進(jìn)出線，應(yīng)在進(jìn)出處裝設(shè)避雷器并與絕緣了鐵角，全部連在一起到電氣設(shè)備的接地裝置上。例如：對于 310KV 線路，可利用三角形排列的頂線兼作防雷保護(hù)線。35KV 的架空線路一般只在進(jìn)過人口稠密區(qū)和進(jìn)出變電所的一段線路上裝設(shè)，而10KV 及以下線路上一般不裝設(shè)避雷器。金屬氧化物避雷器體積小、結(jié)構(gòu)簡單、響應(yīng)快。④金屬氧化物避雷器金屬氧化物避雷器又稱為壓敏避雷器。隨之而來的共頻續(xù)流也在管內(nèi)產(chǎn)生弧，使產(chǎn)生管內(nèi)產(chǎn)生高壓氣體并從環(huán)型管口噴出，強(qiáng)烈吹弧，在電流第一次過零時(shí)，電弧即可熄滅。正常情況下，火花間隙可阻止線路上的工頻電流通過。避雷器與被保護(hù)設(shè)備并聯(lián)且位于電源側(cè)，其放電電壓底于被保護(hù)設(shè)備的絕緣耐壓制。避雷帶一般設(shè)物頂周圍裝設(shè)，高出屋面 100mm，支持長間距離 1m 避雷網(wǎng)除沿屋頂周圍裝置外，需要時(shí)屋頂上面還有圓鋼或扁鋼縱橫連接成網(wǎng)。所以，避雷針實(shí)際上是引雷針，它把雷電波引入地下，從而保護(hù)附近線路、設(shè)備及建筑物。接閃的金屬帶、金屬網(wǎng)，稱為避雷帶、避雷網(wǎng)。內(nèi)部防雷裝置主要用來減小建筑物內(nèi)部的雷電流及其電磁效應(yīng)。?? 2m 防雷雷和閃電是常見的自然現(xiàn)象，雷擊建筑物和電力設(shè)備往往造成極大的危險(xiǎn)，因此對高層建筑物和電力設(shè)備應(yīng)采取防雷措施。?m??（2）多根垂直管形接地體并聯(lián)的接地電阻（單位為 ） n 根相同的垂直管形接地體并聯(lián)時(shí)，由于接地體間屏蔽效應(yīng)的影響，使得35 / 51總的接地電阻 。op1如果作為后備保護(hù)，則靈敏系數(shù) 即可。iK必須注意：對感應(yīng)式繼電器的 應(yīng)整定為整數(shù)，且在 10A 以內(nèi)。1NTI? A????i=6(). 過負(fù)荷保護(hù)動作時(shí)間得整定計(jì)算 （67）()105opLts?— 高壓進(jìn)線線路的過電流保護(hù)整定計(jì)算 過電流保護(hù)動作電流的整定計(jì)算 （68）relmaxwopLIKI??式中： 線路最大負(fù)荷電流，可取為 , 為線路計(jì)算負(fù)荷電流。在此設(shè)計(jì)中reKT .???1w3065iK?因此速斷電流 . A? 電流速斷保護(hù)靈敏系數(shù)的校驗(yàn) （65）.min12kpqbIS??式中 為在電力系統(tǒng)最小運(yùn)行模式方式下，流。在此設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)中()KkTI KA???.16opiwI?因此其保護(hù)靈敏度系數(shù)為： ,靈敏系數(shù)滿足要求。必須注意：對反時(shí)限過電流保護(hù)裝置，由于其過電流繼電器的整定時(shí)間只能是“10的倍動作電流的動作時(shí)間”，因此整定時(shí)必須借助繼電器的動作特性曲線，以確定相應(yīng)的實(shí)際動作時(shí)間，或由實(shí)際動作時(shí)間確定整定時(shí)間。 變壓器過電流保護(hù)的整定計(jì)算 過電流保護(hù)動作電流的整定計(jì)算 （62）??式中 為變壓器的最大負(fù)荷電流，可取為 ， ?1定電流。過負(fù)荷保護(hù)采用單相式接線，帶時(shí)限動作于信號。保護(hù)裝置動作時(shí)，應(yīng)使變壓器各側(cè)的斷路器跳閘。(3)過電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)1000KVA以下的變壓器，可裝設(shè)過電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)。當(dāng)產(chǎn)生大量瓦斯時(shí)，應(yīng)動作于斷開變壓器各側(cè)短路器。保護(hù)裝置靈敏系數(shù)按下式計(jì)算: （61）?式中： 電路（單位為A）。(3)靈敏性指保護(hù)設(shè)備或線路范圍內(nèi)發(fā)生金屬性斷路時(shí)，保護(hù)裝置應(yīng)具有必要的靈敏系數(shù)。為此繼電保護(hù)裝置就應(yīng)簡單可靠，使用的元件和接點(diǎn)應(yīng)盡量減少，接線回路力求簡單，運(yùn)行維護(hù)方便，在能夠滿足要求有前提下宜采用最簡單的保護(hù)。 總配電所的繼電保護(hù)裝置 總配電所保護(hù)裝置的作用大樓供電系統(tǒng)保護(hù)裝置的作用主要有兩個(gè)方面:第一，當(dāng)供電系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)裝置能迅速地切除事故，供電系統(tǒng)的事故部分迅速及時(shí)的從系統(tǒng)中切除，是為了減少事故范圍，避免給整個(gè)系統(tǒng)造成不良影響，保證無事故部分繼續(xù)正常進(jìn)行。第 6 章 繼電保護(hù)整定及二次保護(hù) 概述繼電保護(hù)裝置是指能反應(yīng)電氣設(shè)備同等對待生故障或不正常狀態(tài)而作用于跳28 / 51閘或發(fā)出信號的自動裝置。表 51 各設(shè)備對熱穩(wěn)定性和動穩(wěn)定性的校驗(yàn)設(shè)備名稱 計(jì)算項(xiàng)目 計(jì)算公式 說明動穩(wěn)性 (3)maxci?設(shè)備的極限maxi通過電流及其有效值（KA）三相短路沖(3)ci擊電流峰值及全電流有效值（KV）斷路器負(fù)荷開關(guān)隔離開關(guān)熱穩(wěn)性 Itima?? 設(shè)備在t秒內(nèi)I允許通過的熱穩(wěn)定電流（KA）短路穩(wěn)態(tài)電I?流（KA）假想時(shí)間（S ）t電流互感器 動穩(wěn)性 (3)2IcdwiciK??電流互感器dwK動穩(wěn)定倍數(shù)電流互感器Iic額定一次電流(A)25 / 51熱穩(wěn)性 ieIttmaK???電流互感器的t一秒鐘熱穩(wěn)定性倍數(shù)短路穩(wěn)態(tài)電I?流（KA）動穩(wěn)性 jsy?式中： 2(3)2js=母線計(jì)算機(jī)js?械應(yīng)力母線允許機(jī)y械應(yīng)力母線熱穩(wěn)性 銅母線 min17imaItS???鋁母線 min87imaItS???導(dǎo)體所需minS最小截面電纜 熱穩(wěn)性 10KV以下絕緣電纜銅電纜 min148imaItS???鋁電纜 min48imaItS???導(dǎo)體所需minS最小截面而在對電氣設(shè)備熱穩(wěn)定校驗(yàn)時(shí)其三相短路電流發(fā)熱假想時(shí)間 在無限大容量tjx供電系統(tǒng)中一般按此式計(jì)算: （考慮短路電流非周期分量的影響)。30NI? 按斷流能力選擇設(shè)備的額定 的開斷電流 或斷流容量 應(yīng)不小于設(shè)備分?jǐn)嗨查g的短路電OCIOCS流有效值 或短路容量 ，即 ， 。 按正常工作條件下選擇 按工作電壓選擇設(shè)備的額定電壓 ，不僅要求符合設(shè)備所在電網(wǎng)的額定電壓，并應(yīng)等于或大于正常工作時(shí)可能出現(xiàn)的最大工作電壓 ，即 。 短路計(jì)算表表 41 總變的短路計(jì)算電流及容量三相短路電流/KA 三相短路容量/MVA短路計(jì)算點(diǎn) IK)3()3(?I)3(?I)3(shi)3(shI)3(KSK1最小運(yùn)行方式 K2K1最大運(yùn)行方式 K2表 42 各車間變電所短路計(jì)算表三相短路電流/KA 三相短路容量/MVA短路計(jì)算點(diǎn) IK)3()3(?I)3(?I)3(shi)3(shI)3(KS22 / 51K11最小運(yùn)行方式 K12K11最大運(yùn)行方式 K12K21最小運(yùn)行方式 K22K21最大運(yùn)行方式 K22K31最小運(yùn)行方式 K32K31最大運(yùn)行方式 K32K41最小運(yùn)行方式 K42K41最大運(yùn)行方式 K42K51最小運(yùn)行方式 K52K51最大運(yùn)行方式 K52第 5 章 電氣設(shè)備、電纜、母線的選擇關(guān)于電器設(shè)備選擇，雖然發(fā)電廠、變電所及配電系統(tǒng)中采用的各種電器設(shè)備，23 / 51其工作條件和運(yùn)行要求不盡相同，然而在選擇這些電器設(shè)備時(shí)，都應(yīng)遵守以下幾項(xiàng)共同原則:(1)按正常工作條件，包括電壓、電流、頻率、開斷電流等選擇。所以車間變電所K11點(diǎn)的短路電流和容量均等于總降壓變電所低壓側(cè)K2點(diǎn)的短路電流和容量。 短路電流計(jì)算的方法，常用的有歐姆法（有稱有名單位制法）和標(biāo)幺制法（又稱相對單位制法），工程上常用標(biāo)幺制法。接著，按所選擇的短路計(jì)算點(diǎn)繪出等效電路圖，并計(jì)算電路中各主要元件的阻抗。18 / 51第 4 章 短路電流計(jì)算 短路電流計(jì)算的意義和方法 短路電流計(jì)算的目的是為了正確選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備，以及進(jìn)行繼電保護(hù)裝置的整定計(jì)算。(6)為了便于測量、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。(2)總配電所進(jìn)線裝置短路保護(hù)控制，切換操作十分方便靈活，而且可配以繼電器保護(hù)和自動裝置，使供電可靠性大大提高。(4)線路一變壓器組單元接線當(dāng)單回路單臺變壓器供電時(shí)，宜采用此進(jìn)線，所有的電氣設(shè)備少，配電裝置簡單，節(jié)約建設(shè)投資。(2)雙母線連線在單母線連線的基礎(chǔ)上，設(shè)備備用母線，就成為雙母線。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。設(shè)計(jì)應(yīng)符合有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范的要求，能充分保證人身安全和設(shè)備的安全。 總配電所的主接線設(shè)計(jì)的原則和意義根據(jù)與供電部門的協(xié)議，決定廠內(nèi)設(shè)高壓配電所，配電所得主接線也稱一次接線。15 / 51 全廠計(jì)算負(fù)荷 30439。它即提高用電設(shè)備供電線路的功率因數(shù)，又改善用電設(shè)備的電壓質(zhì)量。14 / 51本設(shè)計(jì)中采用的是電力電容進(jìn)行無功補(bǔ)償，它是目前最行之有效且應(yīng)用最廣的無功補(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)生無功功率的電源。(3)采用同步調(diào)相機(jī)進(jìn)行無功補(bǔ)償。本設(shè)計(jì)中的功率因數(shù)為: （27） ????因此需要進(jìn)行功率補(bǔ)償提高功率因數(shù)。由 SL71000/10 可得：空載損耗： ??短路損耗： 6e短路電壓百分比： %空載電流百分比： 2I?變壓器的有功損耗為 ?47/.eS??變壓器的無功損耗： %% eIUQSSKW????????????????????其余變電所計(jì)算方法如同 ，將計(jì)算結(jié)果列于表 24：表 24 各變電所功率損耗參數(shù)1 2 3 4 5302P302QS30P30QS13 / 5130I 無功功率補(bǔ)償供電系統(tǒng)未采用無功補(bǔ)償措施之前的功率因數(shù)稱為自然功率因數(shù)。以 變電所變壓器的選擇為例，所以其容量為 400KVA 的 SL7400/10 的變壓器一臺，同理，求出其它變電所變壓器的容量。(3)車間變電所變壓器的容量上限11 / 51單臺變壓器不宜大于 1000KVA，并行運(yùn)行的變壓器容量比不應(yīng)超過 3:1。(2)裝有兩臺變壓器的變電所每臺變壓器的容量應(yīng)滿足以下兩個(gè)條件。本設(shè)計(jì)中所采用的變壓器為降壓器中的 10KV 級 SL7 系列三相油浸自冷式鋁線電力變壓器，這一系列產(chǎn)品采用優(yōu)質(zhì)晶粒取向冷扎硅鋼片，45 度全斜結(jié)縫，天沖孔，鋼帶綁扎，片狀散熱器，繞組采用縮醛漆包線等。 變壓器的選擇所謂變壓器是變電所中最重要的一項(xiàng)設(shè)備，有升壓變壓器和降壓變壓器，通常工礦企業(yè)使用的變壓器均是降壓三相變壓器。表 21 所有變電所負(fù)荷計(jì)算表計(jì) 算 負(fù) 荷序號車間或用電單位名稱設(shè)備容量（千瓦）需用系數(shù)Kd功率因數(shù)COS248。7 / 51圖 21 電力負(fù)荷計(jì)算示意圖 負(fù)荷計(jì)算基本公式和舉例（1）設(shè)備組的負(fù)荷計(jì)算公式 （21）30()()FdNPKW??? （22）(f)30()varfQtg? （23）2230()()30())FFSVA??（2）車間變電所的負(fù)荷計(jì)算公式 （24）i 30()30()KWpdEPP??? （25）i 30(D)30()Q=varqE （26）2230()30()30())DSPVA????以上公式中 用電氣設(shè)備組的設(shè)備額定功率；NP? 需要系數(shù)；dk 用電設(shè)備的功率因數(shù)角的正切值；tg? ， 有功、無功同時(shí)系數(shù)，pK?q。(5) 總降壓變電所低壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷。求低壓各用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷總和乘以同時(shí)系數(shù)即為該車間變壓器低壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷。這種場合用需用系數(shù)法來計(jì)算負(fù)荷所得值往往偏小。因sPpKq而在實(shí)際應(yīng)用中被廣泛采用。 負(fù)荷計(jì)算的方法常用的負(fù)荷計(jì)算方法有需用系數(shù)法、二項(xiàng)式法、利用系數(shù)法、ABC法、單位產(chǎn)品耗電量法和面積功率法等。實(shí)際情況表明，一般導(dǎo)體要達(dá)到最穩(wěn)定溫升需負(fù)荷曲線上求得的半小時(shí)最大負(fù)荷(年最大負(fù)荷) 續(xù)半小時(shí)最大負(fù)荷，用符號 、 、 、 表示，并用 和 、 和30Q30SIjsPjsSI分別表示有功、無功、視在和電流計(jì)算負(fù)荷。并對保護(hù)裝置做出整定計(jì)算。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。由手冊或產(chǎn)品樣本選用所需無功功率補(bǔ)償柜的規(guī)格和數(shù)量。列出負(fù)荷計(jì)算表、顯示計(jì)算結(jié)果。解決對各部門的安全可靠，經(jīng)濟(jì)的分配電能問題。工廠供電設(shè)計(jì)是整個(gè)工廠設(shè)計(jì)中的重要組成