【正文】 通過本次設計使我們能系統(tǒng)的把基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識系統(tǒng)的結(jié)合，同時也使自己的綜合分析能力和判斷能力有了很大的提高。通過對“某塑料制品廠全廠配電所及配電系統(tǒng)設計”，在導師陳明軍老師的悉心指導下完成了本篇設計。40 / 51在供電設計中某些重要工程項目存在幾種方案，因此有必要進行經(jīng)濟比較，最后確定合理方案。本設計選擇了所有用電設備并對這些負荷進行計算，通過計算出的有功、無功和視在功率選擇變壓器的大小和相應主要設備的技術(shù)參數(shù)，再根據(jù)用戶對電壓的要求，計算電容器補償裝置的容量，從而得出所需電容器的大小。引下線應沿建筑物外墻明敷，并經(jīng)最短的路徑接地。2m避雷網(wǎng)的網(wǎng)格尺寸要求見表 71表 71 按防雷類別確定避雷網(wǎng)格尺寸（據(jù) GB500571994）建筑物防雷類別 避雷網(wǎng)格尺寸/m第一類防雷建筑 ≤55 或≤64第二類防雷建筑 ≤1010 或≤128第三類防雷建筑 ≤2020 或≤2416接閃器應經(jīng)引下線與接地裝置連接。避雷帶和避雷網(wǎng)宜采用圓鋼或扁鋼，優(yōu)先采用圓鋼。在多雷區(qū)，為防止雷電波沿低壓線路侵入而擊穿變壓器絕緣，應在低壓側(cè)裝設閥式避雷器或保護間隙。主要用來保護變壓器，以免雷電沖擊波沿高壓線路侵入變電所。為防止反擊閃絡，則必須設法降低接地電阻和保證防雷設備與配電之間有足夠的安全距離。2）變配電所的防雷措施(l)裝設避雷器或避雷線裝置以保護整個變電所，使之免遭直接雷擊。在確定架空線路的防雷措施時，要全面考慮線路的重要程度，沿線地帶活動情況，地形地貌特點，土壤電阻率高低等條件，進行經(jīng)濟技術(shù)比較，因地38 / 51制宜采取合理的防雷保護措施。(4)裝設自動重合閘裝置，速恢復供電可裝設自動重合閘裝置，或采用雙回路及環(huán)行接線，這是第四道防線。這是第三道防線。(2)加強線路絕緣或裝設避雷器，以防線路絕緣閃絡為使桿塔或避雷線遭受雷擊后線路絕緣不致發(fā)生閃絡，應設法改善避雷線的接地，或適當加強線路絕緣，或在絕緣薄弱點設避雷器，這是第二道防線。一般 6KV 及以上的架空線路需沿全線裝設避雷線。 防雷措施1）架空線的防雷措施架空線的防雷措施可以從以下幾個方面進行，即通常所說的四道防線。而在過電壓下，其電阻又變的很小，能很好的泄放雷電流。它是一種電壓敏電阻片構(gòu)成的新型避雷器。因此對于裝有保護間隙的線路，一般要求裝設自動重合閘裝置與之配合，以提高供電可靠。這時外部間隙的空氣恢復絕緣，使避雷器與系統(tǒng)隔離，恢復正常運行。當線路發(fā)生過電壓時，外部間隙和內(nèi)部間隙都被擊穿，當雷電泄入大地。但在雷電過電壓作用下，火花間隙被擊穿放電。火花間隙由銅片沖擊而成，每對間隙用原 的云母墊圈隔開。避雷器的形式主要包括閥式和排氣式等。避雷器也可用限制內(nèi)在電壓。避雷帶、網(wǎng)必須經(jīng)引下線與接地裝置可靠的連接。避雷線的原理和功能與避雷針基本相同（3）避雷帶和避雷網(wǎng)避雷帶和避雷網(wǎng)普通用來保護較高的建筑物免受雷擊。（2）避雷線避雷線架設在架空線路的上邊，用以保護架空線路和其他物體免遭受直接雷擊。避雷 雷針高出被保護物，由和大地直接連接，當雷云先導接近時，它與雷云之間的電場強度最大，因而可將雷云放電的通路吸引到避雷針本身并經(jīng)引下線和接地裝置將雷電流安針泄放到大地中去，使被保護物免受雷擊。（1）避雷針避雷針一般用鍍鋅圓鋼或鍍鋅焊接鋼管制成。接閃36 / 51的的金屬線，稱為避雷線或架空地線。 接閃器是專門用來接受雷擊的金屬物體。外部防雷裝置由接閃器、引下線和接地裝置組成，即傳統(tǒng)的避雷裝置。 防雷裝置防雷裝置是指接閃器、引下線、接地裝置、過電壓保護器及其他連接導體的總和。?m??（4）n 根放射形水平接地帶（ ）的接地電阻60,1?Ln每 根 長 度（ ）? （74）.2???ER式中， 為土壤電阻率（單位 ）?m??（5）環(huán)形接地網(wǎng)（帶）的接地電阻（ ） (75)AE??式中 為土壤電阻率（單位 ） ；A 為環(huán)形接地網(wǎng)（帶）所包圍的面積（ ） 。實際的總接地電阻為nRE)1(? (72)EnR?)1(?式中， 為單根接地體的接地電阻（單位為 ） ； 為多根接地體并聯(lián)時的利)1(E ?用系數(shù)，課利用管間距離 a 與管長 L 之比及管子數(shù)。人工接地體接地電阻的計算：（1）單根垂直管形接地的接地電阻（單位為 ）? (71)LRE??)1(式中， 為土壤電阻率（單位 ） ；L 為接地體長度（單位 m） 。在此設計中，?1() KA?????因此其保護靈敏系數(shù)為: 靈敏系數(shù)滿足要求。34 / 51 過電流保護靈敏系數(shù)的校驗 （69）???式中 在電力系統(tǒng)最小運行方式下，高壓線路末端兩相短路；minKI? 繼電保護的動作電流換算到一次電路的值，稱為一次動作電流。在此設計opI中： 因此動作電流為：max302174LIIA?????因此整定為 10A。 電流互感器的變流比。maxLI? 30I 保護裝置的可靠系數(shù)，對 DL 型，取 ，對 GL 型取 ；relK 保護裝置的結(jié)線系數(shù)，對相電流結(jié)線為 1，對相電流差結(jié)線取 。 變壓器過負載保護的整定計算 過負荷保護動作電流的整定計算 （66）())opOLNTiIIK??33 / 51式中 為變壓器的額定一次電流， 為電流互感器的變流比。 為速斷電流殃算劊一次電路的值（單位為A）.1qbI如果 有困難，則靈敏系數(shù) 即可。 為變壓器的電壓比。??32 / 51 變壓器電流速斷保護的整定計算 電流速斷保護動作電流的整定計算 （65）.maxreljqbkTKII??式中 為變壓器低壓母線三相短路電流周期分量有效值。如果作為后備保護，則靈敏系數(shù) 即可。但是，對于變壓器的過電流保護時。?? 過電流保護動作時間的整定計算 　 　　　　　　　 　　　　 　　　 （63）12tt???式中 為變壓母線發(fā)生三相短路時高壓側(cè)繼電保護的動作時間， 在變壓1t 2t器低壓側(cè)保護裝置發(fā)生低壓母線發(fā)生三相短短時的一個最長的動作時間， 為?前后兩極保護裝置的時間級差，對定時限過電流保護，對反時限過電。 保護裝置的可靠系數(shù)，對定時限，；relK為保護裝置的接線系數(shù)，對相電流結(jié)線取1，對象電流差接線取 ；? 3為流繼電器的返回系數(shù)，對于感應式電流繼電器GL15/10來說，；re為電流互感器的變化比。②當上、下級保護采用自動開關(guān)時，應使上一級自動開關(guān)脫鉤器的額定電流。在無經(jīng)常人員值班的變電所，過負荷保護可動作于跳閘或斷開部分負荷。(4)負荷保護400KVA及以上變壓器，當數(shù)臺并列運行或單獨運行并作為其它附和的備用電源時，應根據(jù)可能過負荷的情況裝設過負荷保護。過電流保護帶一個較長的動作時限時，可用于對變壓器外部相間短路的保護。以上縱聯(lián)差動保護、過電流保護和電流速斷保護，用于對變壓器引出線、套管及內(nèi)部的短路故障的保護。10KVA及以上的變壓器，當電流速斷靈敏系數(shù)不符合要求時，宜改裝縱聯(lián)差動保護。630KVA及以下單獨運行的重要變壓器，亦可裝設縱聯(lián)差動保護。當變壓器安裝處電源側(cè)無斷路器或短路開關(guān)時，可作用于信號。當油箱內(nèi)故障產(chǎn)生輕微瓦斯或油面下降時，應瞬間動作于信號。 為繼電保護的動作電流換算到變壓器一側(cè)電路的值，流(單位為A)。29 / 51 繼電保護的靈敏系數(shù)保護裝置的靈敏系數(shù)，應根據(jù)不利運行方式和故障類型進行計算。(4)速動性指保護裝置應盡快的切除短路故障，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，減輕故障設備和線路的損壞程度。為此，對相鄰設備和線路有配合要求的保護，前后兩級之間的靈敏性和動作時間應相互配合。(2)選擇性指首先由故障設備或線路的本身的保護切除故障。前者為信賴性，后者為安全性，即可靠性，包括信賴性和安全性。第二，當系統(tǒng)處于不正常運行時，保護裝置發(fā)出報警信號，通知值班人員及時處理。繼電保護裝置是由各種繼電器組成的自動裝置，繼電器可分為控制繼電器和保護繼電器，有機電式的、晶體式兩類，而機電式繼電器又分為電磁式和感應式兩種，本設計采用電磁式的保護繼電器。其主要任務是借助于斷路器，自動的、迅速的、有選擇性的將故障元件免于繼續(xù)受損壞。pkI olKalI表 52 高壓真空斷路器的數(shù)據(jù)要求序號 項目 安裝地點電器條件高壓母線受電條件項目 數(shù)據(jù)1 NU2 30I3 ()k4 (3)shI5 ()imat??表 53 高壓熔斷器斷的數(shù)據(jù)要求序號 項目 安裝地點電器條件項目 數(shù)據(jù)1 NU2 30I3 ()1KS?4表 54 電壓互感器的數(shù)據(jù)要求序號 項目 安裝地點電器條件項目 數(shù)據(jù)1 NU10KV NU10KV表 55 電流互感器的數(shù)據(jù)要求27 / 51序號 項目 安裝地點電器條件項目 數(shù)據(jù)1 NUNU2 30I 1I3 ()sh dwK?4 (3)I?1INtima?表 56 高壓母線的數(shù)據(jù)要求項目 安裝地點電器條件項目 數(shù)據(jù)2(3)2js=? y?min8imaItS???A從以上數(shù)據(jù)表可以得知:該供配電系統(tǒng)中所選開關(guān)設備及母線電纜都是能夠滿足系統(tǒng)運行要求的。?t短路延續(xù)時間，為保護繼電器整定動作時間與開關(guān)動作時間之和，短路；對電力電纜，由于其機械強度足夠，所以不必進行短路動穩(wěn)定度的校驗。表51給出各類設備對熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定性的校驗。KIKSK?K在此設計中以上校驗手段均要用到，同時還要用到下面的按短路條件進行校驗的方法，這些都是配電設備中必備的條件，因此，前面所有的計算結(jié)論在此都將得到應用或檢驗。 按工作電流選擇電氣設備的額定電流 應大于或等于所在電路中的計算電流 ，即NI 30I 。wmxU?Nwmx??電氣設備裝設地點的海拔越高，空氣密度和濕度相對越低，因此應選用額定電壓較高的電氣設備。(4)按各類設備的不同特點和要求如斷路器的操作性能、互感器的二次負荷和準確等級等進行選擇。(2)按短路條件，包括動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定來校驗。 最大運行方式下的短路計算計算過程相同，也不再列出。所以只計算車間變電所低壓側(cè)K12處短路電流和容量。2）k1點的短路電流和短路容量（1）總電抗標幺值 ?????? ..02*1*)(Xk（2）三相短路電流周期分量有效值 *)(1)3(1???（3）其他三相短路電流= )3(1)()3(???KII?20 / 51= )3(shi= )(sI（4）三相短路容量 MVAXSkdK *)()3(1 ?????3）K2點的短路電流和短路容量（1）總電抗標幺值 ???????? *3*1*)2( XXk（2）三相短路電流周期分量有效值 *)2(1)3(2???（3）其他三相短路電流=)3(2)()3(???KII?=*=)(shi=*=)3(sI（4）三相短路容量=100/= *)2()3(2 ?????4）車間變電所K11，K12點短路電流和容量由于總降壓變電所距車間變電所很近且為點纜輸電，故忽略其線路阻抗。 短路計算 繪制短路電流計算示意圖圖 41 短路電流計算示意圖 短路電流及容量的計算1）最小運行方式下的短路計算確定基準值=100MVA, =, = 則dS2CU3C19 / 51=13cddUSI?=2cddI=dUSI?短路電路中各主要元件的電抗標幺值（1）區(qū)域變電站電力系統(tǒng)電抗標幺值由 =400MVA。最后計算短路電流和短路容量。在等效電路圖上，只需將被計算的短路電流所流經(jīng)的一些主要元件表示出來，并標明其序號和阻抗值，然后將等效電路化簡。短路計算點要選擇得使需要進行短路校驗的電氣元件有最大可能的短路電流通過。 進行短路電流計算，首先要繪制計算電路圖。 一次接線系統(tǒng)圖見附圖中的一次主接線圖。(7)為了防止雷電過電壓侵入配電室擊毀電氣設備，母線上設有避雷器。(5)各車間的負載都由單母線供電，這樣能夠保證可靠供電。(3)為了保證短路器檢修人員的人身安全，短路器側(cè)應裝高壓熔斷器。用10kV真空短路器保護。 本設計的主接線的基本方式本設計中，由于只有一條進線和多臺變壓器，且負荷均為三類負荷，因此，在10kv側(cè)采用單母線不分段接線方式較合適。17 / 51(3)橋式接線當配電所只有兩回路電源進線和兩臺主變壓器時，采用橋式接線用的斷路器臺數(shù)最少，投資低。它在供電可靠性和運行靈活性方面是最好的一種主接線。 電氣主接線的基本方式 (1)單母線接線母線是連接電源和引出線的中間環(huán)節(jié)，起匯集和分配電能的作用，只有一組，操作方便，便于擴建，投資少。（4）經(jīng)濟。（3）靈活。（2）可靠。進行工廠變電所主接線選擇設計時，應滿足一下幾點要求：（1）安全。它的涵義是指由各種開關(guān)電氣、電力變壓器、母線電力電纜及電抗器、避雷器、電容器等電氣設備按一定次序連接起來的，接受和分配電能的電路，而主接線圖是指該種電路的接線方法。總配電所內(nèi)的10KV母線采用母線不分段，電源進線均用斷路器控制。?30439。 電容器補償量的計算所以 ???15???，所以 2??3041()()29varcQPtgK????本設計中所用電容器型號為GRI(1