【正文】 ning protection device. The scope of protection of direct lightning calculation, avoid to produce counterattack phenomenon according to the space distance calculations, the basic parameters of the lightning arresters choice of electric shock wave lightning arrester specifications, and determine its wiring parts. For corona arcing voltage, frequency discharging voltage and maximum allowed to install grounding resistance and impact from inspection calculated. Finally, according to the general voltage substation change, power distribution equipment layout design integrated the design and calculation results, according to relevant state regulations sets, the variable, power distribution device inside the overall layout and construction design. Keywords: load calculation。 High and low voltage equipments choice。 本次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是海天通用機(jī)械制造公司供配電系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)的電氣一次部分。 本次設(shè)計(jì)針對(duì)性強(qiáng)，涉及內(nèi)容廣泛，是大學(xué)三年所學(xué)專業(yè)知識(shí)的大綜合，通過本次設(shè)計(jì)，對(duì)發(fā)電廠及電力系統(tǒng)專業(yè)的主要課程有一個(gè)較為全面，系統(tǒng)的掌握，增強(qiáng)了理論聯(lián)系實(shí)際的能力，提高了工程意識(shí)，鍛煉了獨(dú)立分析和解決電力工程設(shè)計(jì)問題的能力，為將來(lái)的實(shí)際工作奠定了必要的基礎(chǔ)。遙控，遙測(cè)，遙信等技術(shù)的應(yīng)用使變電站的自動(dòng)化程度更進(jìn)一步。 本次設(shè)計(jì)中，得到了劉吉來(lái)老師的全面輔導(dǎo)和熱情幫助，使得本次設(shè)計(jì)得以順利完成，對(duì)劉老師表示衷心感謝！ 本次設(shè)計(jì)由于設(shè)計(jì)資料不足以 及能力有限，因此疏漏和錯(cuò)誤在所難免，敬請(qǐng)各位老師批評(píng)指正。在配電設(shè)計(jì)中，通常采用 30 分鐘的最大平均負(fù)荷作為按發(fā)熱條件選擇電器或?qū)w的依據(jù)。在校驗(yàn)瞬動(dòng)元件時(shí)，還應(yīng)考慮啟動(dòng)電流的非周期分量。平均負(fù)荷用來(lái)計(jì)算最大負(fù)荷和電能消耗量。本設(shè)計(jì)采用需要系數(shù)法確定。Kd 無(wú)功功率 : Q30 = P30 因此，主變壓器的選擇對(duì)發(fā)電廠、變電站的技術(shù)經(jīng)濟(jì)影響較大。 第 條 :在有一、二級(jí)負(fù)荷的變電所中宜裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器，當(dāng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較合理時(shí)，可裝設(shè)兩臺(tái)以上變壓器。 第 條 :具有三種電壓的變電所，如通 過主變壓器各側(cè)線圈的功率均達(dá)到該變壓器容量的 15%以上，主變壓器宜采用三線圈的變壓器。 浙江水利水電專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇 由于該廠的負(fù)荷屬于二級(jí)負(fù)荷，對(duì)電源的供電可靠性要求較高，宜采用兩臺(tái)變壓器，以便當(dāng)一臺(tái)變壓器發(fā)生故 障后檢修時(shí)，另一臺(tái)變壓器能對(duì)一、二級(jí)負(fù)荷繼續(xù)供電，故選兩臺(tái)變壓器。浙江水利水電?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 2. 電氣 主 接 線 設(shè)計(jì) 電氣主接線設(shè)計(jì)的基本要求 電氣主接線是變 電站電氣部分主體結(jié)構(gòu)，是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的主要組成部分，正確選擇各電壓級(jí)主接線形式直接影響變電站運(yùn)行的可靠、靈活和經(jīng)濟(jì)性，并對(duì)電器選擇，配電裝置布置，繼電保護(hù)，自動(dòng)裝置和控制方式的擬訂，都有決定性的關(guān)系。 對(duì)電氣主接線設(shè)計(jì)的基本要求是 1)根據(jù)系統(tǒng)和用戶的要求，保證必要的供電可靠性和電能質(zhì)量； 2)具有運(yùn)行、維護(hù)的靈活性和方便性； 3)在滿足可靠性和靈活性前提下做到經(jīng)濟(jì)性，令投資省，電能損失小和占地面積盡可能小； 4)具有將來(lái)發(fā)展和擴(kuò)建的可能性。 ，二次側(cè)應(yīng)采用斷路器分段的單母線接線。 ，具有多臺(tái)主變壓器同時(shí)運(yùn)行的變電所，應(yīng)采用變壓器分列運(yùn)行。 ～ 10KV 固定式配電裝置的出線側(cè)，在架空線路或 有反饋可能的電纜出線回路中，應(yīng)裝設(shè)線路隔離開關(guān)。 ，宜裝設(shè)供計(jì)費(fèi)用的專用電壓、電流互感器（一般都安裝計(jì)量柜）。當(dāng)有繼電保護(hù)或自動(dòng)切換電源要求時(shí)，低壓側(cè)總開關(guān)和母線分段開關(guān)均應(yīng)采用低壓斷路器。 主 接 線方案的選擇 對(duì)于電源進(jìn)線電壓為 35KV 及以上的大中型工廠，通常是先經(jīng)工廠總降壓變電所降為 6— 10KV的高壓配電電壓，然后經(jīng)車間變電所，降為一般低壓設(shè)備所需的電壓。 主結(jié)線對(duì)變電所設(shè)備選擇和布置，運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，繼電保護(hù)和控制方式都有密切關(guān)系，是供電設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)。這種主結(jié)線的運(yùn)行靈活性較好，供電可靠性較高，適用于一、二級(jí)負(fù)荷工廠。 一次側(cè)采用外橋式結(jié)線、二次側(cè)采用單 母線分段的總降壓變電所主電路圖 (下圖 )，這種主結(jié)線，其一次側(cè)的高壓斷路器 QF10 也跨接在兩路電源進(jìn)線之間，但處在線路斷路器 QF11 和 QF12 的外側(cè)，靠近電源方向，因此稱為外橋式結(jié)線。但與內(nèi)橋式結(jié)線適用的場(chǎng)合有所不同。這種外橋式適用于電源線路較短而變電所負(fù)荷變動(dòng)較大、適用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行需經(jīng)常切換的總降壓變電所。 一、二次側(cè)均采用單母線分段的總降壓變電所主電路圖（見下圖） 這種主結(jié)線圖兼有上述兩種橋式結(jié)線的運(yùn)行靈活性的優(yōu)點(diǎn)，但所用高壓開關(guān)設(shè)備較多，可供一、二級(jí)負(fù)荷，適用于一、二次側(cè)進(jìn)出線較多的總降壓變電所 一、二次側(cè)均采用雙母線的總降壓變電所主電路圖采用雙母線結(jié)線較之采用單母線結(jié)線，供電可靠性和運(yùn)行靈活性大大提高，但開關(guān)設(shè)備也大大增加，從而大大增加了 初投資，所以雙母線結(jié)線在工廠電力系統(tǒng)在工廠變電所中很少運(yùn)用主要用與電力系統(tǒng)的樞紐變電所。采用一、二側(cè)單母線分段的總降壓變電所主結(jié)線（即全橋式結(jié)線）。其中內(nèi)橋式接線多用于電源線路較長(zhǎng)因而發(fā)生故障和檢修的可能性就較多。 內(nèi)橋式接線 因?yàn)閱文妇€接線方式的供電和靈活性較高，可給二，三級(jí)負(fù)荷供電。 浙江水利水電專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 高 低壓開關(guān)柜的選擇 高壓設(shè)備選擇的一般要求必須滿足一次電路正常條件下和短路故障條件的工作要求，同時(shí)設(shè)備應(yīng)工作安全可靠，運(yùn)行方便，投資經(jīng)濟(jì)合理。 工廠變電所高壓開關(guān)柜母線宜采用 LMY 型硬母線 高壓開關(guān)柜是按一定的線路方案將有關(guān)一、二次設(shè)備組裝而成的一種高壓成套配電裝置，在發(fā)電廠和變配電所中作為控制和保護(hù)發(fā)電機(jī)、變壓器和高壓線路之用，也可作為大型高壓開關(guān)設(shè)備、保護(hù)電器、監(jiān)視儀表和母線、絕緣子等。 35KV 配電裝置的選擇 ⑴ 35KV 出線側(cè) 35KV出線控制采用成套開關(guān)柜， GBC35 手車式高壓開關(guān)柜 。 ⑵正常使用條件： A：海拔不超過 1000 B：周圍空氣溫度：上限： +40℃ 下限： 10℃ C：環(huán)境濕度度：日平均相對(duì)濕度不大于 95% 月平均相對(duì)濕度不大于 90% D：地震：地震強(qiáng)度不超過 8 度 E：沒有火災(zāi) .爆炸物品 ,嚴(yán)重污染 ,化學(xué)腐蝕及劇烈震蕩的場(chǎng)所 . 由當(dāng)?shù)厥褂铆h(huán)境可知，滿足設(shè)備的使用條件。 低壓配電裝置的選擇 低壓配電柜選擇 GGD1 型低壓固定式配電屏柜，其方案號(hào)如下： ① 低壓開關(guān)柜的選擇 方案號(hào) 05﹙ A﹚ 51﹙ A﹚ 主接電路圖 刀開關(guān) 1 浙江水利水電?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 HD13BX1000/31 刀開關(guān) HD13BX600/31 1 斷路器 DW151000/3□ 1 電流互感器 □ /5 1 電流互感器 □ /4 3 最大工作電流 /A 6301000 用途 受電、饋電 照明饋電 ② 低壓開關(guān)的選擇 由于低壓設(shè)備額定電壓為 380V，選擇合適的低壓電氣設(shè)備就不用考慮額定電壓只要根據(jù)各個(gè) 房間或設(shè)備的 I30 來(lái)選擇合適的型號(hào)，此次設(shè)計(jì)在低壓電氣設(shè)備方面選擇了低壓斷路器和電流互感器。其中，接閃器就是專門用來(lái)接受直接雷擊（雷閃）的金屬物體。接閃的金屬線稱為避雷線，或稱架空地線。接閃的金屬網(wǎng)稱為避雷網(wǎng)。避雷器應(yīng)與被保護(hù)設(shè)備并聯(lián)，裝在被保護(hù)設(shè)備的電源側(cè)。避雷器的型式，主要有閥式和排氣式等。 35KV的架空線路上，一般只在進(jìn)出變配電所的一段線路上裝設(shè)。 （ 2）提高線路本身的絕緣水平 在架空線路上，可采用木橫擔(dān)、瓷橫擔(dān)或高一級(jí)的絕緣子，以提高線路的防雷水平，這是 10KV 及以下架空線路防雷的基本措施。在出現(xiàn)雷電過電壓時(shí)，頂線絕緣子上的保護(hù)間隙被擊穿，通過其接地引下線對(duì)地泄放雷電流，從而保護(hù)了下面兩根導(dǎo)線，也不會(huì)引起線路斷路器跳閘。浙江水利水電?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 在斷路器跳閘后，電弧即自行熄滅。 （ 5）個(gè)別絕緣薄弱地點(diǎn)加裝避雷器 對(duì)架空線路上個(gè)別絕緣薄弱地點(diǎn)，如跨越桿、轉(zhuǎn)角桿、分支桿、帶拉線桿以及木桿線路中個(gè)別金屬桿等處， 可裝設(shè)排氣式避雷器或保護(hù)間隙。如果變配電所處在附近高建（構(gòu)）筑物上防雷設(shè)施保護(hù)范圍之內(nèi)或變配電所本身為室內(nèi)型時(shí)，不必再考慮直擊雷的保護(hù)。為此要求避雷器應(yīng)盡量靠近主變壓器安裝。 避雷器的接地端應(yīng)與變壓器低壓側(cè)中性點(diǎn)及金屬外殼等連接在一起。如果進(jìn)線是具有一段引入電纜的架空線路，則在架空線路終端的電纜頭處裝設(shè)閥式避雷器或排氣式避雷器，其接地端與電纜頭外殼相聯(lián)后接地。當(dāng)變壓器低壓側(cè)中性點(diǎn)不接地時(shí)（如 IT 系統(tǒng)），其中性點(diǎn)可裝設(shè)閥式 避雷器或金屬氧化物避雷器或保護(hù)間隙。 浙江水利水電?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 接地 接地與接地裝置 電氣設(shè)備的某部分與大地之間做良好的電氣連接，稱為接地。專門為接地而人為裝設(shè)的接地體，稱為人工接地體。連接接地體與設(shè)備、裝置接地部分的金屬導(dǎo)體，稱為接地線。 接地線與接地體合稱為接地裝置。其中接地線又分為接地干線和接地支線。 垂直接地鋼管和連接扁鋼 （ 1）確定接地電阻 按相關(guān)資料可確定此配電所公共接地裝置的接地電阻應(yīng)滿足以下兩個(gè)條件：RE ≤ 250V/IE RE ≤ 10Ω 式中 IE 的計(jì)算為 IE = IC = 60(60＋ 354)A/350 = 故 RE ≤ 350V/ = 綜上可知，此配電所總的接地電阻應(yīng)為 RE≤10Ω （ 2）接地裝置初步方案 現(xiàn)初步考慮圍繞變電所建筑四周，距變電所 2～ 3m，打入一圈直徑 50mm、長(zhǎng)，每隔 5m打入一根，管間用 404mm2 的扁鋼焊接。m 則單根鋼管接地電阻 RE(1) ≈ 100Ω但考慮到管間的屏蔽效應(yīng)，初選 15 根直徑 50mm、長(zhǎng) 。 因此可得 n = RE(1)/(ηERE) = 40Ω/(4)Ω ≈ 15 考慮到接地體的均勻?qū)ΨQ布置，選 16mm根直徑 50mm、長(zhǎng) 體，用 404mm2 的扁鋼連接，環(huán)形布置。 浙江水利水電?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 結(jié) 論 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我加深了對(duì)工廠供電知識(shí)的理解，基本上掌握了進(jìn)行一次設(shè)計(jì)所 要經(jīng)歷的步驟， 例如 總降壓的設(shè)計(jì)，我與其他同學(xué)一起進(jìn)行課題分析、查資料，進(jìn)行設(shè)計(jì)，整理說明書到最后完成整個(gè)設(shè)計(jì)。 這次設(shè)計(jì)使我對(duì)工廠供電有了新的認(rèn)識(shí)，對(duì)總降壓變電所的設(shè)計(jì)由一無(wú)所知到現(xiàn)在的 一定程度的掌握，起到了非常重要的作用， 對(duì)于劉吉來(lái) 老師的關(guān)心 、 指導(dǎo) ，我 有感于心 。 這樣的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)對(duì)我們來(lái)說已經(jīng)不多了，我們非常重視。浙江水利水電專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 參考文獻(xiàn) [1] 劉介才 . 工廠常用電氣設(shè)備手冊(cè) . [2] 劉介才 . 工廠供電簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè) . 機(jī)械工業(yè)出版社 . 1993 [3] 中國(guó)電器工業(yè)協(xié)會(huì) . 《 電力工程電氣設(shè)備手冊(cè)》上、下冊(cè) . 中國(guó)電力出版社 . 1998 [4] 段建元 . 工廠及變配電所的設(shè)計(jì)計(jì)算 . 浙江 大學(xué)出版社 . [5] 劉介才 . 工廠供電 . 機(jī)械工業(yè)出版社 2021 [6] 中國(guó)電器工業(yè)協(xié)會(huì)編 .《輸配電設(shè)備手冊(cè)》上、下冊(cè) . 機(jī)械工業(yè)出版社 . 2021 [7] 電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)電氣一次部分 2 水利電力出版社 . 1989 [8] 《電力工程電氣設(shè)備手冊(cè)》上、下冊(cè) . 中國(guó)電力出版社 . 1998 [9] 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理 . 重慶大學(xué)出版社 . 1997 [10] 工廠供電簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè) . 機(jī)械工業(yè)出版社 . 1993 [11] 電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)電氣一次部分 2 水利電力出版社 . 1989 [12] 《電力工程電氣設(shè)備手冊(cè)》上、下冊(cè) . 中國(guó)電力出版社 . 1998 浙江水利水電?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 附錄 計(jì)算書 11 金工車間負(fù)荷計(jì)算 （ 1）車床 1 14 臺(tái) Kd= COSθ = tgθ = P1= ==*= =* tgθ =*= ==( 3 UN﹚ = （ 2）銑床 1 1 臺(tái) Kd= COSθ = tgθ = P2= ==