【正文】 工廠電氣照明設計，包括廠區(qū)室外照明系統(tǒng)設計和車間（建筑）內照明系統(tǒng)設計。最后編制設計說明書、設備材料清單及工程概算，繪制照明系統(tǒng)圖，平面圖及其它施工圖紙。最后按要求寫出設計說明書，繪出設計圖紙。該廠除鑄造車間、電鍍車間和鍋爐房屬 二級負荷外，其余均屬三級負荷。 江西理工大學應用科學學院課程設計 廠房編號 廠房名稱 負荷類別 設備容量/kW 需要系數(shù) 功率因數(shù) 1 鑄造車間 動力 300 0． 3 0． 7 照明 5 0． 8 1． 0 2 鍛壓車間 動力 350 0． 3 0． 65 照明 8 0． 7 1． 0 7 金工車間 動力 400 0． 2 0． 65 照明 10 0． 8 1． 0 6 工具車間 動力 360 0． 3 0． 6 照明 7 0． 9 1． 0 4 電鍍車間 動力 250 0． 5 0． 8 照明 5 0． 8 1． 0 3 熱處理車間 動力 150 0． 6 0． 8 照明 5 0． 8 1． 0 9 裝配車間 動力 180 0． 3 0． 7 照明 6 0． 8 1． 0 10 機修車間 動力 160 0． 2 0． 65 照明 4 0． 8 1． 0 8 鍋爐車間 動力 50 0． 7 0． 8 照明 1 0． 8 1． 0 5 倉庫 動力 20 0． 4 0． 8 照明 1 0． 8 1． 0 生活區(qū) 照明 350 0． 7 0． 9 表 1 工廠負荷統(tǒng)計資料 供電電源情況 按 照工廠與當?shù)毓╇姴块T簽定的供用電協(xié)議規(guī)定，本廠可由附近一條 10kV的公用電源干線取得工作電源。該干線的導線牌號為 LGJ150，導線為等邊三角形排列，線距為 2m；干線首端距離本廠約 8km。此斷路器配備有定時限過流保護和電流速斷保護，定時限過流保護整定的動作時間為 。已知與本廠高壓側有電氣聯(lián)系的架空線路總長度為 80km，電纜線路總長度為 25km。當?shù)刂鲗эL向為東北風，年雷暴日數(shù)為 20。 （ 3） 電費制度 本廠與當?shù)毓╇姴块T達成協(xié)議，在工廠變電所高壓側計量電能，設專用計量柜，按兩部電費制交納電費。工廠最大負荷時的功率因數(shù)不得低于，此外，電力用戶需按新裝變壓器容量計算，一次性向供電部門交納供電貼費： 6~10VA 為 800/kVA?？紤]車間變電所變壓器的功率損耗，從而求出全廠總降壓變電所高壓側計算負荷及總功率因數(shù)。 負荷計算的內容和目的 計算負荷又稱需要負荷或最大負荷。在配電設計中，通常采用 30 分鐘的最大平均負荷作為按發(fā)熱條件選擇電器或導體的依據(jù)。一般取啟動電流上午周期分量作為計算電壓損失、電壓波動和電壓下降以及選擇電器和保護元件等的依據(jù)。 平均負荷為一段時間內用電設備所消耗的電能與該段時間之比。平均負荷用來計算最大負荷和電能消耗量。 本設計采用需要系數(shù)法確定。由于并聯(lián)電抗器具有安裝簡單、運行維護方便、有功損耗小以及組裝靈活、擴容方便等優(yōu)點，因此并聯(lián)電抗器在供電系統(tǒng)中應用最為普遍。而供電部門要求該廠 10KV 進線側最大負荷時功率因數(shù)不低于 。補償前后，變壓器低壓側的有功計算負荷基本不變，而無功計算負荷 : 39。3023039。3039。 在無功補償前，該變電所主變壓器 T 的容量為應選為 1250kVA,才能滿足負荷用電的需要；而采取無功補償后，主變壓器 T 的容量選為 1000kVA 的就足夠了。因此無功補償后工廠 380V 側和 10kV側的負荷計算如表 3 所示： 主屏 輔屏1方 案6支路3方 案6支路2方 案8支路4方 案8支路C C C 圖 PGJ1 型低壓無功功率自動補償屏的接線方案 表 3 無功補償后工廠的計算負荷 項目 cos? 計算負荷 30P /KW 30Q /kvar 30S /kVA 30I /A 380V 側補償前負荷 1090 1656 380V 側無功補償容量 420 380V 側補償后負荷 1320 主變壓器功率損耗 30S =13 30S =52 10KV 側負荷計算 900 52 江西理工大學應用科學學院課程設計 第五 章 工廠供電設計內容 變配電所設計 無論工廠總降壓變電所或車間變電所，設計的內容都基本相同。 變配電所的設計內容應包括：變配電所復核的計算和無功功率的補償，變配電所所址的選擇，變電所主變壓器臺數(shù)和容量、型式的確定，變配電所主結線方案的選擇，進出線的選擇，短路計算及 開關設備的選擇，二次回路方案的確定及繼電保護的選擇與整定，防雷保護欲接地和接零的設計，變配電所電氣照明的設計等。 配電線路的設計 工廠配電線路設計分廠區(qū)配電線路設計和車間配電線路設計。其設計能容應包括：配電線路路徑及線路結構型式的確定，負荷的計算，導線或電纜及配電設備和保護設備的選擇，架空線路桿位的確定及電桿與絕緣子、金 具的選擇，防雷保護與接地和接零的設計、最后需編制設計說明書、設備材料清單及工程概（預）算，繪制廠區(qū)配電線路系統(tǒng)圖和平面圖、電桿總裝圖及其它施工圖紙。最后也需編制設計說明書、設備材料清單及工程概（預）算，繪制車間配電線路系統(tǒng)圖、平面及其它施工圖紙。無論是廠區(qū)室外照明設計還是車間內照明設計，其內容均應包 括：照明光源和燈具的選擇，燈具布置方案的確定和照度的計算，照明負荷計算及導線的選擇，保護與控制設備的選擇等。 第六 章．變電所位置和型式的選擇 根據(jù)變配電所位置選擇一般原則： （ 1） 盡量靠近負荷中心； (2) 進出線方便； (3) 靠近電源側； (4) 設備運輸方便； (5) 不應設在有劇烈震動或高溫的場所； (6) 不宜設在多塵或有腐蝕性氣體的場所； (7) 不宜設在廁所、浴室或其他經常積水場所的 正下方，且不宜與上述場所相貼鄰； (8) 不應設在有爆炸危險環(huán)境的正上方或正下方，且不宜設在有火災危險環(huán)境的正上方或正下方； (9) 不應設在地勢較洼和可能積水的場所。當符合下列條件之一時，宜裝設兩臺及以上變壓器： （ 1） 有大量一級或二級負荷； （ 2） 季節(jié)性負荷變化較大； （ 3） 集中負荷較大。 變電所中單臺變壓器（低壓 為 ）的容量不宜大于 1250kVA。 在一般情況下，動力和照明宜共用變壓器。 （ 4） 在電源系統(tǒng)不接地或經阻抗接地，電氣裝置外露導電體就地接地系統(tǒng)（ IT系統(tǒng)）的低壓電網中，照明 負荷應設專用變壓器。 在多塵或有腐蝕性氣體嚴重影響變壓器安全運行的場所，應選用防塵型或防腐型變壓器。在工廠平面圖的下邊和左側，分別作一直角坐標的 x 軸和 y 軸，然后測江西理工大學應用科學學院課程設計 出各車間（建筑）和宿舍區(qū)負荷點的坐標位置， 1P 、 2P 、 ?3P 10P 分別代表廠房 3...10 號的功率，設定 1P （ ， ）、 2 P （ ， ）、 3 P （ ， ）、 4 P（ 4， ）、 5 P （ ， ）、 6 P （ ， ） 、 7P （ ， ）、 8 P （ ， ）、 9 P（ ， ）、 10 P （ ， ），并設 11P （ ， ）為生活區(qū)的中心負荷，如圖31 所示。 因此仿照《力學》中計算中心的力矩方程，可得負荷中心的坐標： ?????? ???? i iiPxPPPPP xPxPxPxPx )(11321 1111332211 ? ? （ 61） ?????? ???? i iiPyPPPPP yPyPyPyPy )(11321 1111332211 ? ? （ 62） 把各車間的坐標代入（ 61）、（ 62），得到 x =， y = ?？紤]到周圍環(huán)境及進出線方便，決定在 4 號廠房的東側緊靠廠房建造工廠變電所，器型式為附設式。 (2)在低壓斷路器的電源側及可能反饋電能的另一側，必須裝設低壓刀開關。 (4)交配電所高壓母線上及架空線路末端，必須裝設避雷器。接于變壓器引出線上的避雷器，不宜裝設隔離開關。對一級負荷，應由兩個電源供電。 (2)變配電所的非專用電源進線側，應裝設帶保護短路的斷路器或負荷開關 熔斷器。 (4)變電所低壓側的總開關，宜采用低壓熔斷器。 靈活性 (1)變配電所的高低壓母線，一般采勇單母線或單母線分段接線方式。 (3)變配電所的主接線方案應與主變壓器的經濟運行要求相適應。 (2)中小型工廠變電所，一般可采用高壓少油斷路器。 變電站主接線的設計要求，根據(jù)變電站在電力系統(tǒng)中的地位、負荷性質、出線回路數(shù)等條件和具體情況確定。如果變電站電壓為超高壓等級，又是重要的樞紐變電站，宜采用雙母線帶旁母接線或采用一臺半斷路器接線。 6~10KV 饋線應選輕型斷路器，如 SN10 型少油斷路器或 ZN13 型真空斷路器；若不能滿足開斷電流及動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定要求時，應采用限流措施。故綜合從以下幾個方面考 慮： (1) 斷路器檢修時，是否影響連續(xù)供電； (2) 線路能否滿足 Ⅰ ,Ⅱ 類負荷對供電的要求； (3) 大型機組突然停電對電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的影響與產生的后果等因素。在滿足技術、經濟政策的前提下，力爭使其技術先進，供電可靠，經濟合理的主接線方案。 變壓器的選擇 為 保證供電的可靠性，避免一臺主變故障或檢修時影響供電，變電所一般裝設兩臺主變壓器，但一般不超過兩臺變壓器。 本次設計的是線變阻，選擇按備用要求，每臺按變壓器的最大負荷選擇。 根據(jù)工廠的負荷性質和電源情況，工廠變電所的主變壓器考慮有下列兩種可供選擇的方案： a)裝設一 臺變壓器型號為 S9型，而容量根據(jù)式 30SS TN ?? =900， TNS? 為主變壓器容量， 30S 為總的計算負荷。至于工廠二級負荷所需的備用電源，考慮由鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡線來承擔。工廠二級負荷所需的備用電源，考慮由鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡線來承擔。 變電所主接線方案的選擇 變電所的接線應從安全、可靠、靈活、經濟出發(fā)。 (1)只裝有一臺主變壓器的總降變電所主接線 通常采用一次側無母線、二次側為單母線的主接線。其特點是簡單經濟，但供 電可靠性不高，只適用于三級負荷。這種內橋式接線多用于電源線路較長而主變壓器不須經常切換的總降壓變電所。這種外橋式接線多用于電源線路不長而主變壓器需經常切換以適應經濟運行的總降壓變電所?？晒┮弧⒍壺摵?，適用于一、二次側進出線較多的情況。 綜合上述的主接線方案的比較 ,一次側選用線路 —變壓器組接線方式 ,即采用兩臺變壓器分列運行 ,二次側采用單母分段接線方式。因此主變和高 壓開關柜的折 舊 和 維 修 管 理 費 =（ ++） = 萬元 主變的折舊費 =42 萬元 *=萬元；高壓開關柜的折舊費 =36萬元 *= 萬元；變配電的維修管理費 = （ 42+36 ）萬元*= 萬元。 第八 章 短路電流的計算 短路電流的概述 電氣設備或導體發(fā)生短路故障時通過的電流為短路電流。根據(jù)電力系統(tǒng)多年的實際運行經驗，破壞供電系統(tǒng)正常運行的故障一般最常見的是各種 短路。當發(fā)生短路時，短路回路的阻抗很小，于是在短路回路中將流通很大的短路電流（幾千甚至幾十萬安），電源的電壓完全降落在短路回路中。在大多數(shù)情況下，絕緣的破壞多數(shù)是由于未及時發(fā)現(xiàn)和未及時消除設備中的缺陷，以及設計、安裝和運行維護不當所，例如：過電壓、直接雷擊、絕緣材料的陳舊、絕緣配合不好、機械損壞等，運行人員的錯誤操作，如帶負荷拉開隔離開關，或者檢修 后未拆接地線就接通斷路器；在長期過負荷元件中，由于電流過大，載流導體的溫度升高到不能容許的程度，使絕緣加速老化或破壞；在小接地電流系統(tǒng)中未及時或消除一相接地的不正常工作狀態(tài)，此時，其它兩相對地電壓升高 3 倍 ，造成絕緣損壞；在某些化工廠或沿海地區(qū)空氣污穢，含有損壞絕緣的氣體或固體物質，如不加強絕緣，經常進行維護檢修或者采取其他特殊防護措施等，都很容易造成短路。動物或飛禽跨接載流導體也會造成短路事故。短路電流越大，通過的時間越長，對故障元件破壞的程度也越大。既然發(fā)生短路時流通很大的短路電流（超過額定電流許多倍），這樣大的短路電流一旦流經電氣設備的載流導體，必然要產生很大的電動力和熱的破壞作用，隨著發(fā)生短路地點和持續(xù)時間的長短，其破壞作用可能局限于一小部分，也可能影響整個系統(tǒng)。各元件阻抗的計算通常采用有名值和標么值兩種計算方法。 標么值法 標么值一般又稱為相對值，是一個無單位的值，通常采用帶有 *號的下標以示區(qū)別，標么值乘以 100，即可得到用同一基準值表示的百分值。首先要選定基準值。尚須指出，在電路的計算中，各量基準值之間必須服從電路的歐姆定律和功率方程式，也就是說在三相電路中，電流、電壓、阻抗、和功率這四個物理量的基準值之間應滿足下列關系： 表 5 標么值換算公式 序號 元件名稱 標幺值 有名值（ Ω） 短路功率（ MVA） 備注 1