工厂供电系统的设计设计

摘 要 工厂供电系统就是将电力系统的电能降压再分配电能到各个厂房或车间中去，它由工厂降压变电所，高压配电线路，车间变电所，低压配电线路及用电设备组成。工厂总降压变电所及配电系统设计，是根据各个车间的负荷数量和性质，生产工艺对负荷的要求，以及负荷布局，结合国家供电情况.解决对各部门的安全可靠，经济技术的分配电能问题。其基本内容有以下几方面：进线电压的选择, 变配电所位置的电气设计, 短路电流的计算, 电气设备的选择,车间变电所位置和变压器数量、容量的选择, 防雷接地装置设计等.  本设计在对工厂进行供配电调研、论证的基础上，完成了工厂的负荷计算、10KV变配电所主接线设计；还进行了短路计算、电气设备的选择和校验以及继电保护的选择与整定。在设计的最后对工厂的供电系统进行了防雷保护。    关键词 变电所；负荷；短路；电力设备  Abstract Factory power supply system is the energy the energy buck redistribution of the power system to the plant or workshop, it is an integral step-down substations, high-voltage distribution lines, plant substation, low voltage distribution lines and electrical equipment factory. Factory step-down substation and distribution system design is based on the number and nature of the workshop load, the load requirements of the production process, and load layout, combined with the national power supply situation. Solve the safety of the various departments reliable, economic and technological distribution of electric energy issues. The basic content of the following aspects: the choice of the line voltage, electrical design of substation location, the calculation of the short-circuit current, electrical equipment choice, the workshop substation location and the number of transformer capacity choice, lightning grounding device design. The design in the plant for distribution research, on the basis of the argument, the completion of the factory load calculation, 10KV substation main wiring design; also conducted a short circuit calculation, the selection and verification of the electrical equipment. In the design of the end of the power supply system of the Factory lightning protection. Key words substation load short-circuit electric appliance 目录 摘 要 I Abstract II 第1章 绪论 1 1.1 课题背景 1 1.2 工厂供配电设计的目的和意义 1 1.3 工厂供配电设计的主要内容 2 第2章 设计任务 4 2.1 设计题目 4 2.2 设计要求 4 2.3 设计资料分析 4 2.3.1 供电电源情况 4 2.3.2 工厂供电的技术要求 4 2.3.3工厂自然条件 5 2.3.4 车间各负荷情况 5 2.4 本章小结 5 第3章 负荷计算和无功功率补偿 6 3.1 各车间负荷计算 6 3.1.1 负荷计算的目的 6 3.1.2 负荷计算的方法 6 3.1.3 负荷计算的过程 6 3.1.3.1 NO.1车间变电所 6 3.1.3 .2 NO.2车间变电所 7 3.1.3 .3 NO.3车间变电所 8 3.1.3.4 低压侧全厂的负荷计算 9 3.1.4 负荷计算表 9 3.2无功功率补偿计算 10 3.2.1功率因素对供电的影响 10 3.2.2 提高功率因素的意义 10 3.2.3无功功率补偿 10 3.2.3.1低压侧无功功率补偿的计算 10 3.2.3.2 无功功率补偿后的负荷计算 11 3.3本章小结 13 第4章 变压器的选型 14 4.1变电所位置的选择 14 4.2 变压器台数和容量的选择 14 4.2.1选择变压器台数应考虑的原则 14 4.2.2 变压器容量的选择 14 4.3 变压器型号的选择 15 4.4 各车间变压器的选择 15 4.6 本章小结 16 第5章 变电所主接线 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 的设计 17 5.1变电所主接线方案的设计原则与要求 17 5.1.1 安全性 17 5.1.2 可靠性 17 5.1.2 灵活性 17 5.2变电所主接线方案的选择 18 5.2.1 变电所主接线 18 5.2.2 变电所主接线方案选择 20 5.3 工厂供配电系统图纸 21 5.3 本章小结 21 第6章 短路电流计算 22 6.1 短路的原因 22 6.2 短路电流计算的必要性 22 6.3 短路电流计算 22 6.3.1 确定基准值 23 6.3.2计算短路电流各主要元件的电抗标幺值 23 6.3.3 计算K-1点三相短路电流和短路容量 24 6.3.4 计算K-2点三相短路电流和短路容量 25 6.3.5 计算K-3点三相短路电流和短路容量 26 6.3.6 计算K-4点三相短路电流和短路容量 26 6.3.6 短路电流计算结果汇总 27 6.4 本章小结 27 第7章 主要电气设备的选择 28 7.1电气设备选择的条件 28 7.2按照正常的工作条件选择 29 7.3 短路动稳定校验 29 7.3.1 隔离开关、断路器和负荷开关的短路稳定度校验 29 7.4 10kV高压一次设备的选择校验 30 7.5 380V侧一次设备的选择 31 7.5 .1车间变电所一侧设备的选择 31 7.6 母线的选择 36 7.7 主变进出线和高压联络线的选择 37 第8章 防雷与接地 38 8.1防雷的必要性 38 8.2防雷设备 38 8.3防雷措施 38 8.4工厂供配电系统的防雷保护 39 8.4.1 变电所的防雷保护 39 8.4.1.1 直击雷防护 39 8.4.1.2 雷电侵入波的防护 39 8.5接地 39 8.6本章小结 39 结论 40 参考文献 41 致谢 42 附录1 42 附录2 43 附录3 44 附录4 45 五邑大学本科毕业设计 32 第1章 绪论 1.1 课题背景 众所周知，电力资源是支持国民经济发展不可或缺的一种宝贵能源,电能的生产、传输、储存高效、洁净，它在现代工农业生产、人们日常生活及社会各个领域中已获得了广泛应用。电能既易于由其它形式的能量转换而来，又易于转换为其它形式的能量以供应用；电能的输送的分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。因此，电能已经成为一种特别重要的能源，国民经济各部门和人民生活已经离不开电能了。随着国民经济的发展，世界各国的用电量也随之不断增加，合理用电、节约用电的迫切性和必要性已为人们所认识。工业工厂供配电系统是整个工厂生产的动力源泉的命脉，它的正常运行直接影响全厂安全生产。现代大型工厂供配电系统的主接线及运行方式都非常复杂，各种电器设备的数量和种类繁多。随着经济的快速发展、科技水平的不断进步，对电力的需求和要求也必然日益提高。科学技术的发展，使用电和节电技术渗透到设计、运行、制造、管理等部门，其设计面愈来愈宽，内容愈来愈深，与实际联系也愈来愈密切，这都为培养高质量的供用电人才提出了更高的要求。 1.2 工厂供配电设计的目的和意义 工厂供电，就是指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂配电。在工厂里，电能虽然是工业生产的主要能源和动力，但在工厂里生产的连续性强，生产机械集中，对供电质量的要求较高。因此对工厂的配电系统进行设计对工厂的流水线以及它的产品产量是很重要的。某些对供电可靠性要求很高的工厂即使是极短时间的停电，也会引起重大设备损坏，或引起大量产品报废，因此在工业生产中进行工厂负荷计算；确定补偿容量，确定车间变电所的型式、数量；确定车间变压器的数量、容量；进行短路电流计算和电气设备选择，画出该工厂的电气接线图是对工厂是及其重要的必不可少的一个过程。因此，做好工厂的供配电工作对于实现工业现代化，具有非常重要的意义。 由于能源节约是工厂供电工作的一个重要方面，而能源节约对于国家经济建设具有十分重要的战略意义，因此做好工厂供电工作，对于节约能源、支援国家经济建设，也具有重大的作用。 通过论文设计，加深对工厂供电的认识，能独立设计工厂的电气主接线，会选择和校验电气设备，熟悉运用电气CAD进行电气图的绘制。不仅进一步加强专业知识的学习，拓宽知识面，提高 理论知识水平。 而且扩宽了就业面， 提高就业能力， 提高了独立思考和分析问题的能力。   1.3 工厂供配电设计的主要内容 全厂总降压变电所及配电系统设计，是根据各个车间的负荷数量和性质，生产工艺对负荷的要求，以及负荷布局，结合国家供电情况。解决对各部门的安全可靠，经济的分配电能问题。其基本内容有以下几方面。  (1)负荷计算  全厂总降压变电所的负荷计算，是在车间负荷计算的基础上进行的。考虑全车间变电所变压器的功率损耗，从而求出全厂总降压变电所高压侧计算负荷及总功率因数。列出负荷计算表、说明计算成果。  (2)工厂总降压变电所的位置和主变压器的台数及容量选择  参考电源进线方向，综合考虑设置总降压变电所的有关因素，结合全厂计算负荷以及扩建和备用的需要，确定变压器的台数和容量。  (3)工厂总降压变电所主结线设计  根据变电所配电回路数，负荷要求的可靠性级别和计算负荷数综合主变压器台数，确定变电所高、低接线方式。对它的基本要求，即要安全可靠有要灵活经济，安装容易维修方便。  (4)厂区高压配电系统设计  根据厂内负荷情况，从技术和经济合理性确定厂区配电电压。参考负荷布局及总降压变电所位置，比较几种可行的高压配电网布置放案，计算出导线截面及电压损失，由不同放案的可靠性，电压损失，基建投资，年运行费用，有色金属消耗量等综合技术经济条件列表比值，择优选用。按选定配电系统作线路结构与 敷设方式设计。用厂区高压线路平面布置图，敷设要求和架空线路杆位明细表以及工程预算书表达设计成果。  (5)工厂供、配电系统短路电流计算  工厂用电，通常为国家电网的末端负荷，其容量运行小于电网容量，皆可按无限容量系统供电进行短路计算。由系统不同运行方式下的短 路参数，求出不同运行方式下各点的三相及两相短路电流。   (6)改善功率因数装置设计 按负荷计算求出总降压变电所的功率因数，通过查表或计算求出达到供电部门要求数值所需补偿的无功率。由 手册 华为质量管理手册 下载焊接手册下载团建手册下载团建手册下载ld手册下载 或厂品样本选用所需 移相 电容器的规格和数量，并选用合适的电容器柜或放电装置。如工厂有大型同步电动机还可以采用控制电机励磁电流方式提供无功功率，改善功率因数。  (7)变电所高、低压侧设备选择  参照短路电流计算数据和各回路计算负荷以及对应的额定值，选择变电所高、低压侧电器设备，如隔离开关、断路器、母线、电缆、绝缘子、避雷器、互感器、开关柜等设备。并根据需要进行热稳定和力稳定检验。用总降压变电所主结线图，设备材料表和投资概算表达设计成果。  (8)变电所防雷装置设计  参考本地区气象地质材料，设计防雷装置。进行防直击的避雷针保护范围计算，避免产生反击现象的空间距离计算，按避雷器的基本参数选择防雷电冲击波的避雷器的规格型号，并确定其接线部位。进行避雷灭弧电压，频放电电压和最大允许安装距离检验以及冲击接地 电阻计算。 第2章 设计任务 2.1 设计题目 某工厂供配电系统设计 2.2 设计要求 要求根据本厂所能取得的电源及本厂用电负荷的实际情况，并适当考虑到工厂生产的发展，按照安全可靠.技术先进.经济合理的要求，确定变电所的位置与形式，确定变电所主变压器的台数，容量和类型，确定变电所主接线方案，选择高低压电气设备及电源进出线,确定防雷及接地装置，最后要求写出设计说明书，绘出相应的电气原理图。 2.3 设计资料分析 2.3.1 供电电源情况 (1)本厂属于中小型工厂，按照工厂与当地供电部门签订的供用电 协议 离婚协议模板下载合伙人协议 下载渠道分销协议免费下载敬业协议下载授课协议下载 规定，工厂电源可从某110/10KV变电站的10KV干线通过架空线路引入本厂，架空线的导线型号为LGJ-185，导线为等边三角形排列，线距为4m,电力系统的馈电变电站距离本厂6 KM，干线首端装设的高压断路器断流容量为500MVA。为满足工厂二级负荷的要求，可采用高压联络线由邻近的单位取得备用电源，平时不投入，只有在该厂的主供电源发生故障或检修时提供照明及部分重要负荷用电。已知与本厂高压侧有电气联系的架空线路总长度为80KM，电缆线路总长度为10KM (2)电费 制度 关于办公室下班关闭电源制度矿山事故隐患举报和奖励制度制度下载人事管理制度doc盘点制度下载 每月电费按两部电费制，基本电费按主变器容量计为18元/KVA，动力电费为0.4元/KW.h,照明电费为0.5元/KW.h.此外，电力用户需按新装变压器容量计算，一次性地向供电部门交纳供电贴费为700元/KW.h。 2.3.2 工厂供电的技术要求 (1)变电站10KV馈电线路定时限过流保护装置的整定时间top=1.5s,工厂配电变电所保护的动作时间不得大于1.0s (2)在电源进线10KV电源侧进行电能计量 (3)工厂的功率因数数值在0.9以上 2.3.3工厂自然条件 (1)气象资料 本厂所在地区年最高气温为350C，年平均气温为220C,年最低气温为-20C,最热月平均最高气温为270C，年最热月平均气温为250C，年最热月低下0.8m处平均温度为230C。当地主导风向为东北风，年雷暴日数为20。 (2)地质水文资料 本厂所在地区平均海拔400m。地层以沙粘土（土质）为主；地下水位为3m。 2.3.4 车间各负荷情况 工厂车间负荷情况，本厂多数车间为两班制，年最大负荷利用小时数为4800h,日最大负荷持续时间为6h.该厂除铸造车间，锻压车间，属二级负荷外，其余均属三级负荷。低压动力设均为三相，额定电压为380V。电气照明及家用电器均为单相，额定电压为220V。各车间负荷统计如表2-2. 表2-2 各车间负荷统计 序号 车间（单位）名称 设备容量（KW） Kd cos& tan& 车间变电所代号 1 铸造车间 800 0.3 0.70 1.02 NO.1车间变电所 2 锻压车间 750 0.3 0.60 1.33 3 金工车间 500 0.2 0.65 1.17 4 装配车间 400 0.35 0.70 1.02 NO.2车间变电所 5 工具车间 300 0.3 0.65 1.17 6 机修车间 250 0.25 0.65 1.17 7 锅炉房 200 0.75 0.80 0.75 8 1#水泵房 85 0.75 0.80 0.75 NO.3车间变电所 9 仓库 90 0.4 0.8 0.75 10 综合楼 50 0.9 0.9 0.48 11 生活区 150 0.8 0.9 0.48 2.4 本章小结 本章主要描述了工厂供配电系统设计的要求，设计的原始资料分析，为接下来的设计方向提供了导向作用。 第3章 负荷计算和无功功率补偿 3.1 各车间负荷计算 3.1.1 负荷计算的目的 计算负荷是一个假想持续性的负荷，计算负荷可以称需要负荷或最大负荷，它是按发热条件选择工厂电力供电线路的导体.变压器容量.开关电器和互感器等额定参数的依据，所以负荷计算是很有必要的。 3.1.2 负荷计算的方法 我国目前常用的确定用电设备计算负荷的方法，有需要系数法，二项式法。本设计中，由于设备台数较多，各台设备容量相差不大所以选择采用需要系数法。具体计算情况如下。 3.1.3 负荷计算的过程 3.1.3.1 NO.1车间变电所 (1)铸造车间 有功计算负荷: P30(1)=800 kW×0.3=240kW 无功计算负Q30(1)=240kvar×1.02=244.8kvar 视在计算负荷:S30(1)=240kW/0.7=342.86kVA 计算电流I30(1)=342.86kVA/(×0.38kV)=521.53A (2)锻压车间 有功计算负荷:P30(2)=750kW×0.3=225kW 无功计算负荷：Q30(2)=225 kvar×1.33=299.3kvar 视在计算负荷:S30(2)=225kW/0.6=375kVA 计算电流I30(2)=375kVA/(×0.38kV)=570.0A (3)金工车间 有功计算负荷:P30(3)=400kW×0.2=80kW 无功计算负荷：Q30(3)=80kvar×1.17=93.6kvar 视在计算负荷:S30(3)=80kW/0.65=133.3kVA 计算电流I30(3)=133.3kVA/(×0.38kV)=202.8A NO.1车间变电所小计（取K ∑p=0.95 K ∑q=0.97) 有功计算负荷：P30=0.9(240+225+80)kW=517.75kW 无功计算负荷：Q30=0.97×(244.8+299.3+93.6)kvar=618.57kvar 视在计算负荷： 计算电流：I30=806.6kVA/(×0.38kV)=1227.03A 3.1.3 .2 NO.2车间变电所 (4)装配车间 有功计算负荷:P30(4)=400kW×0.35=120kW 无功计算负荷：Q30(4)=120kvar×1.02=122.4kvar 视在计算负荷:S30(4)=120kW/0.7=171.4kVA 计算电流I30(4)=171.4kVA/(×0.38kV)=260.7A (5)工具车间 有功计算负荷:P30(5)=300kW×0.3=90kW 无功计算负荷：Q30(5)=90kvar1.17=105.3kvar 视在计算负荷:S30(5)=90kW/0.65=138.46kVA 计算电流I30(5)=138.46kVA/(×0.38kV)=210.60A (6)机修车间 有功计算负荷:P30(6)=250kW×0.25=62.5kW 无功计算负荷：Q30(6)=62.5kvar/1.17=73.13kvar 视在计算负荷:S30(6)=62.5kW/0.65=96.15kVA 计算电流I30(6)=96.15kVA/(×0.38kV)=146.26A (7)锅炉房 有功计算负荷:P30(7)=200kW×0.75=150kW 无功计算负荷：Q30(7)=150kvar×0.75=112.5kvar 视在计算负荷:S30(7)=150kW/0.8=187.5kVA 计算电流I30(7)=187.55kVA/(×0.38kV)=285.20A NO.2车间变电所小计（取K ∑p=0.95 K ∑q=0.97) 有功计算负荷：P30=0.95×(120+90+62.5+150)kW=401.4kW 无功计算负荷：Q30=0.97×(122.4+105.3+73.13+112.5)kvar=400.9kvar 视在计算负荷： 计算电流：I30=567.3kVA/(×0.38 kV)=862A 3.1.3 .3 NO.3车间变电所 (8)1#水泵房 有功计算负荷:P30(8)=85kW×0.75=63.75kW 无功计算负荷：Q30(8)=63.7 kvar×0.75=47.81kvar 视在计算负荷:S30(8)=63.75kW/0.8=79.69kVA 计算电流I30(8)=96.15kVA/(×0.38kV)=121.2A (9)仓库 有功计算负荷:P30(9)=100kW×0.4=40kW 无功计算负荷：Q30(9)=40kvar×0.75=30kvar 视在计算负荷:S30(9)=40kW/0.8=50kVA 计算电流I30(9)=50kVA/(×0.38kV)=76.06A (10)综合楼 有功计算负荷:P30(10)=50kW×0.9=45kW 无功计算负荷：Q30(10)=45kvar×0.48=21.6kvar 视在计算负荷:S30(10)=45kW/0.8=56.25kVA 计算电流I30(10)=56.25kVA/(×0.38kV)=85.56A (11)生活区 有功计算负荷:P30(11)=150kW×0.8=120kW 无功计算负荷：Q30(11)=120kvar×0.48=57.6kvar 视在计算负荷:S30(11)=120kW/0.9=133.3kVA 计算电流I30(11)=133.3kVA/(×0.38kV)=202.80A NO.3车间变电所小计（取K ∑p=0.95 K ∑q=0.97) 有功计算负荷：P30=0.95×(63.75+40+45+120)kW=255.3kW 无功计算负荷：Q30=0.97×(47.81+30+21.6+57.6)kvar=152.3kvar 视在计算负荷： 计算电流：I30=272.9kVA/(×0.38kV)=415.12A 3.1.3.4 低压侧全厂的负荷计算（取K ∑p=0.95 K ∑q=0.97) 有功计算负荷：P30=0.95(240+225+80+120+90+62.5+150+63.75+40+45+120)kW=1174.44kW 无功计算负荷：Q30=0.97(244.8+299.3+93.6+122.4+105.3+73.13+112.5+57.6)kvar=1075.37kvar 视在计算负荷： 计算电流:I30=1532.5kVA/(×0.38kV）=2331.22A 功率因素：cos&=1174.44/1592.4=0.74 3.1.4 负荷计算表 表3-1 全厂负荷计算统计表 序号 车间（单位）名称 设备容量（KW） Kd cos& tan& 计算负荷 有功（KW） 无功（Kvar） 视在（KVA） 计算电流（A） 1 铸造车间 800 0.3 0.70 1.02 240 244.8 342.86 521.53 2 锻压车间 750 0.3 0.60 1.33 225 299.3 375 570.00 3 金工车间 500 0.2 0.65 1.17 80 93.6 133.3 202.80 NO.1 小计 2050 0.64 517.75 618.57 806.6 1227.03 4 装配车间 400 0.35 0.70 1.02 120 122.4 171.4 260.70 5 工具车间 300 0.3 0.65 1.17 90 105.3 138.46 210.60 6 机修车间 250 0.25 0.65 1.17 62.5 73.13 96.15 146.26 7 锅炉房 200 0.75 0.80 0.75 150 112.5 187.5 285.20 NO.2 小计 1150 0.70 401.4 400.9 576.3 862 8 1#水泵房 85 0.75 0.80 0.75 63.75 47.8 79.69 121.2 9 仓库 90 0.4 0.8 0.75 40 30 50 76.06 10 综合楼 50 0.9 0.9 0.48 45 21.6 56.25 85.56 11 生活区 150 0.8 0.9 0.48 120 57.6 133.3 202.80 NO.3 小计 375 0.86 255.3 152.3 297.27 415.12 总计380 3575 0.74 1174.44 1075.37 1592.4 2331.22 3.2无功功率补偿计算 3.2.1功率因素对供电的影响 在工厂供电系统中，大多数用电设备都具有电感的特性。这些设备不仅需要从电力系统吸收有功功率，还有吸收无功功率以产生这些设备正常工作所必须的交变磁场。在输送有功功率一定的情况下，无功功率增大，会降低供电系统的功率因数。因此，功率因素是衡量工厂供电系统电能利用程度及电器设备状况的一个具有代表性的重要指标。 3.2.2 提高功率因素的意义 用电设备绝大部分为感性负荷，为了保证供电质量和节能，充分利用好电力系统中发配电设备的容量，减小供电线路的截面，减小电网的功率损耗，电能损耗，减小线路的电压损失，必须提高用电单位的功率因数。 3.2.3无功功率补偿 由表3-1可知，该厂380V侧最大负荷时功率因素只有0.74，而供电部门要求该厂10kV进线侧最大负荷时功率因素不应低于0.90.考虑到变压器的无功损耗远大于有功损耗，因此380V侧最大负荷时功率因素应稍大于0.90，取0.92来计算380V侧所需无功功率补偿容量。因此，工厂需要装设无功补偿装置，对功率因素进行人工补偿。 3.2.3.1低压侧无功功率补偿的计算 (1)补偿容量可按下式确定： Qc=P30(tan&1-tan&2)=△qc.P30 n= Qc÷qc 式中 tan&1——补偿前功率因数cos&1对应的正切值 tan&2——补偿后功率因数cos&2对应的正切值 △qc——补偿率 Kvar/KW P30——设计时求得的平均负荷 KW qc——单个电容器的容量 kvar n——并联电容器的个数 补偿前的功率因数如表3-2所示 表3-2补偿前功率因数 序号 NO.1 NO.2 NO.3 全厂低压侧 cos& 0.64 0.70 0.86 0.74 (2)各车间变电所低压侧所需的补偿容量N0.1车间变电所低压侧所需的补偿容量为：QC1=517.75[tan（arccos0.64)-tan(arccos0.92)]=398.67kvar N0.2车间变电所低压侧所需的补偿容量为：QC2=401.4[tan（arccos0.70)-tan(arccos0.92)]=236.9kvar N0.3车间变电所低压侧所需的补偿容量为：QC3=255.3[tan（arccos0.86)-tan(arccos0.92)]=41.7kvar 取QC3=42kvar (3)全厂低压侧所需的补偿容量为 QC=1174.44[tan（arccos0.74)-tan(arccos0.92)]=568.43kvar取QC=570kvar (4)低压无功补偿设备的选择 采用低压集中补偿方式，选择无功功率自动补偿装置，通过自动控制装置，可根据电网的感性无功功率的变化情况，自动控制并联电容器的投切，使电网的无功功率保持在最小状态，从而提高电网的功率因素。 选用GGJ1型低压自动补偿屏，并联电容器为BW0.4-14-3型。NO.1变电站选择1台1 号主屏与4台3号辅屏相组合，1.3屏各有6支路，采用6步控制，总共容量84kvar×5=420kvar。NO.2变电站选择1台1号主屏与2台3号辅屏相组合，1.3屏各有6支路，采用6步控制，总共容量84kvar×3=252kvar。NO.3变电站选择1台1号主屏,总共容量14kvar×3=42kvar 根据以上公式求得各变电所所需的电容器的个数如表3-3所示 表3-3各变电所所需电容器个数 序号 N0.1 N0.2 N0.3 QC 420 252 42 n 30 18 3 3.2.3.2 无功功率补偿后的负荷计算 (1)N0.1车间变电所低压侧的计算负荷为： P30(12)= 517.75kW Q30(12)=(618.57-420)kvar =198.57kvar (2)NO.1车间变电所的功率损耗为：△PT1=0.01S30(12)=0.01×554.5=5.55kW △QT1=0.05S30(12)=0.05×554.5=27.73kvar (3)N0.1车间变电所高压侧的计算负荷为: P30(11)= 517.75kW+5.55kW=523.3kW Q30(11)=(618.57-420)kvar+27.73kvar=226.3kvar (4)N0.2车间变电所低压侧的计算负荷 P30(22)= 401.4kW Q30(22)=(400.9-252)Kvar=148.9kvar (5)NO.2车间变电所的功率损耗为：△PT2=0.01S30(22)=0.01×428.1=4.28Kw △QT2=0.05S30(22)=0.05×428.1=21.41kvar (6)N0.2车间变电所高压侧的计算负荷为: P30(21)= 401.4kW+4.28KW=405.7kW Q30(21)=(400.9-252)kvar+21.41kvar=170.3kvar (7)N0.3车间变电所低压侧的计算负荷 P30(32)= 255.3kW Q30(32)=(152.3-42)kvar=100.3kvar (8)NO.3车间变电所的功率损耗为：△PT3=0.01S30(32)=0.01×278.1=2.78kW △QT3=0.05S30(32)=0.05×278.1=13.91kvar (9)N0.3车间变电所高压侧的计算负荷为: P30(31)= 255.3kW+2.78kW=258.1kW Q30(31)=(152.3-42)kvar+13.91kvar=114.2kvar (10)全厂低压侧的计算负荷为：P30= 1174.44kW Q30=1075.37kvar-570kvar=505.37kvar (11)变电所的功率损耗 △PT=0.01S30=0.01×1278.56=12.79kW △QT=0.05S30=0.05×1278.56=63.93kvar (12)全厂高压侧的计算负荷为：P30= 1174.44kW+12.79kW=1187.23kW Q30=(1075.37-570)kvar+63.93Kvar=569.3kvar 无功功率因数补偿后，工厂的功率因数为： COS&= P30/S30=1187.23/1316.67=0.901 工厂的功率因素大于0.9，因此，符合本设计的要求 补偿后高低压侧的计算负荷如表3-4所示 表3-4补偿后高低压侧的计算负荷 名称 计算负荷 功率因素cos& 有功（kW) 无功（kvar) 视在（kVA) 计算电流（A） 补偿后低压侧NO.1变电所 517.75 198.57 554.50 842.50 0.92 补偿后低压侧NO.2变电所 401.40 148.90 428.10 650.50 0.92 补偿后低压侧N0.3变电所 255.30 100.30 278.10 422.50 0.92 补偿后低压侧全厂 1174.44 505.37 1278.56 1942.57 0.92 补偿后高压侧NO.1变电所 523.30 226.30 570.10 32.91 0.90 补偿后高压侧NO.2变电所 405.70 170.30 440.50 25.40 0.90 补偿后高压侧N0.3变电所 258.10 114.20 282.30 16.29 0.90 补偿后高压侧全厂 1187.23 569.30 1316.67 76.00 0.90 3.3本章小结 本章主要介绍了工厂车间电力负荷及计算。第一节介绍了负荷计算的意义，常用的计算方法，重点是对该厂的负荷进行了负荷计算。第二节介绍了功率因数对供电的影响，提高功率因数的意义，重点是功率因数的补偿计算过程。 第4章 变压器的选型 4.1变电所位置的选择 变电所所址选择的一般原则: (1)尽量靠近负荷中心； (2)进出线方便； (3)尽量靠近电源侧； (4)尽量避开振动、潮湿、高温及有易燃易爆物品的场所； (5)尽量避开污染源，或者在污染源上方口； (6)设备运输方便； (7)有扩建和发展的余地； (8)高压配电所与邻近车间的变电所合建 4.2 变压器台数和容量的选择 4.2.1选择变压器台数应考虑的原则 (1)三级负荷一般设一台变压器，但考虑现在开关设备开断容量的限制，所以选择单台变压器的容量一般不大于1250KVA；当用电负荷所需的变压器容量大于1250KVA，通常采用两台或更多台变压器。 (2)当季节性或昼夜性的负荷较多时，可将这些负荷采用单独的变压器供电，以便这些负荷不投入使用时，切除相应的供电变压器，减少空载损耗。 (3)当有较大的冲击性负荷时，为了避免对其他负荷供电质量的影响，可单独设里变压器对其供电。 (4)当有大量一.二级负荷时，为了保证供电可靠性，应设两台或多台变压器。可以起到相互备用的作用。 (5)在确定主变电所变压器台数时，应考虑负荷的发展，要留有一定的余量。 4.2.2 变压器容量的选择 (1)只装设一台主变压器的变电所 主变压器容量SN.T应满足全部用电设备总计算负荷S30的需求，即 SN.T≥ S30 (2)装有两台主变压器的变电所 每台变压器的容量SN.T.应同时满足以下两个条件 1)任一台变压器单独运行时，应满足总的计算负荷S30的大约60%～70%的需要，即 SN.T=(0.6～0.7)S30 2)任一台变压器单独运行时，应满足全部一.二级负荷的要求，即 SN.T≥ S30（I+II） (3)车间变电所主变压器单台容量上限 车间变电所主变压器的单台容量，一般不宜大于1000KVA，这是受以往低压开关电器断流能力和短路稳定度要求的限制，另一方面是考虑可以使变压器更接近车间负荷中心，这样可以减少电压配电线路电能损耗，电压损耗和有色金属消耗量。 4.3 变压器型号的选择 (1)油浸式：用于一办正常环境的变电所； (2)干式：用于防火要求较高或者环境潮湿，多尘的场所； (3)密闭式：用于具有化学腐蚀性气体，蒸汽或具有导电，可燃粉尘，纤维会严重影响变压器安全运行场所； (4)有载调压式：用于电力系统供电电压偏低或者电压波动严重且用电设备对电压质量要求较高的场所； (5)防雷式：多用雷区及土壤电阻率较高的山区。 由于本设计部的变电所为独立式，用于一般场合的封闭建筑，故采用油浸式变压器。 4.4 各车间变压器的选择 (1)NO.1车间变压器选择 S30(1）=806.6kW，因为该车间变电所的负荷是二级负荷，故选择两台变压器。 SN.T10.7×806.6=564.6kW SN.T S30(I+II）=717.86Kw.选择S9/800/10型号低损耗配电变压器，连接组别采用Yyn0. (2)NO.2车间变压器选择 S30(2）=576.3kW，因为该车间变电所的负荷是三级负荷，故选择一台变压器。 SN.T1 S30(2）=576.3Kw.选择S9/630/10型号低损耗配电变压器，连接组别采用Yyn0 。 (3)NO.3车间变压器选择 S30(3）=297.27kW，因为该车间变电所的负荷是三级负荷，故选择一台变压器。SN.T1S30(3）=297.27Kw.选择S9/315/10型号低损耗配电变压器，连接组别采用Yyn0. 产品型号 额定容量(KVA) 电压组合 联接组标号 空载损耗(kW) 负载损耗(kW) 空载电流(%) 短路阻抗(%) 高压(kV) 分接范围 低压(kV) S9-315/10 315 10 -5%～+5% 0.4 Yyn0 0.67 3.65 1.1 4.0 S9-630/10 630 1.2 6.2 0.9 4.5 S9-800/10 800 1.4 7.5 0.8 4.5 表4-1配电变压器技术参数 4.6 本章小结 电力变压器是工厂供配电系统中的重要设备，它担负着电压变换的重要任务。本章介绍了变电所位置的选择，重点介绍了变压器的台数、容量、型号的选择，最后确定各个车间的变压器。 第5章 变电所主接线方案的设计 5.1变电所主接线方案的设计原则与要求 变电所的主接线，应根据变电所所在供电系统中的地位.进出线回路数.设备特点及负荷性质等条件确定，并应满足安全.可靠.灵活和经济等要求。 5.1.1 安全性 (1)在高压断路器的电源侧及可能反馈电能的另一侧，必须装设高压隔离开关。 (2)在低压断路器的电源侧及可能反馈电能的另一侧，必须装设低压刀开关 (3)在装设高压熔断器-负荷开关的出线柜母线侧，必须装设高压隔离开关 (4)35KV及以上的线路末端，应装设与隔离开关联锁的接地刀闸 (5)变电所高压母线上及架空线路末端，必须装设避雷器，装与母线上的避雷器，宜与电压互感器共用一 组隔离开关。接于变压器引出线上的避雷器，不宜装设隔离开关。 5.1.2 可靠性 (1)变电所的主接线方案，必须与其负荷级别相适应。对一级负荷，应由两个电源供电。对二级负荷，应由两回路或者一回6kV及以上专用架空线或电缆供电；采用电缆供电时，应采用两根电缆组成的线路，且每根电缆应能承受100%的二级负荷。 (2)变电所的非专用电源进线侧，应装设带短路保护的断路器或负荷开关。当双电源供多个变电所时，宜 采用环网供电方式。 (3)对一般生产区的车间变电所，宜由工厂总变配电所采用放射式高压配电，以确保供电可靠性，但对于辅助生产区及生活区的变电所，可采用树干式配电。 (4)变电所低压侧的总开关，宜采用低压断路器，当有继电保护或自动切换电源要求时，低压侧总开关和低压母线分段开关，均应采用低压断路器 5.1.2 灵活性 (1)变电所的高低压母线，一般宜采用单母线或单母线分段结线。 (2)35KV及以上电源进行为双回路时，宜采用桥形结线或线路变压器组结线 (3)需要负荷切换主变压器的变电所，高压侧应装设高压断路器或高压负荷开关 5.2变电所主接线方案的选择 5.2.1 变电所主接线 (1)方案1 高压/低压采用单母线主接线图 图5-1 方案1变电所主接线图 (2)方案2 高压采用单母线、低压采用单母线分段主接线图 图5-2 方案2变电所主接线图 (3)方案3 高低压侧均采用单母线分段主接线图 图5-3 方案3变电所主接线图 5.2.2 变电所主接线方案选择 (1)方案1:高压采用单母线、低压采用单母线 优点：这中接线相当简单经济 缺点：在高压母线或电源进线进行检修或发生故障时，整个变电所需停电，供电可靠性低 (2)方案2:高压采用单母线、低压采用单母线分段 优点：任一主变压器检修或发生故障时，通过切换操作，即可迅速恢复对整个变电所的供电。缺点：在高压母线或电源进线进行检修或发生故障时，整个变电所需停电。如果变电所有高压联络线时，可通过投入联络线恢复供电，有联络线则可以供一、二级负荷。 (3)方案3:高低压侧均采用单母线分段 优点：用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同母线段引出两个回路，用两个电路供电；当一段母线故障时，分段断路器自动切除故障母线保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。缺点：当一段母线或母线隔离开关检修时该母线各出线须停电；当出线为双回路时，常使架空线路出现交叉跨越；扩建时需向两个方向均衡扩建。 以上三种方案均能满足主接线要求，采用方案1时虽经济性最佳，但是其可靠性相比其他两方案差；采用方案3需要的断路器数量多，接线复杂，它的经济性能较差；方案2有高压联络线，供电可靠性大大提高，可供一、二级负荷，本工厂是中小型工厂采用方案2可以满足负荷供电可靠性要求又较经济。 5.3 工厂供配电系统图纸 (1)10kV主接线图，参见附图1《电气主接线图》; (2)10kV装置式主接线图, 参见附图2《10kV装置式主接线图》; (3)0.4 kV装置式主接线图, 参见附图3,4《0.4 kV装置式主接线图》 5.3 本章小结 本章主要介绍了变电所主接线的设计原则和要求，确定变电所主接线图，其中包括电气主接线图，10kV装置式主接线图，0.4 kV装置式主接线图等。 第6章 短路电流计算 6.1 短路的原因 (1)电气设备绝缘损坏,这种损害是由于设备长期运行、绝缘老化造成的；也可能是设备本身质量低劣绝缘强度不够而被正常电压击穿；或者由于设备绝缘受到了外力损伤而造成的。 (2)有关人员操作，这种情况大多数是由于操作人员违反安全操作规程而发生的，例如带负荷拉闸，或者误将电压设备接入较高压的电路中而造成的击穿短路。 (3)鸟兽为害事故,鸟兽跨越在裸露的相线之间或者相线与接地物体之间,或者咬坏设备和导线电缆的绝缘,从而导致短路。 6.2 短路电流计算的必要性 供配电系统要求对用户安全可靠地供电，但是由于各种原因，有时也难免会出现故障，其中最常见的就是短路故障，短路的后果十分严重，直接影响供配电系统及电气设备的完全稳定运行。为了正确选择电气设备，使设备具有足够的动稳定性和热稳定性，以保证在通过可能的最大的短路电流时也不致损坏，因此必须进行短路电流计算。同时为了选择切断短路故障的开关电器、整定短路保护的继电保护以及选择限制短路短路电流的元件，也必须计算短路电流。 6.3 短路电流计算 工厂供电系统中，短路电流的计算一般采用近似的方法，计算中假设： (1)供电电源是无穷大功率系统； (2)认为短路回路的元件的电抗为常数； (3)元件的电阻，一般情况略去不计，只有在短路电阻中总电阻R∑大于总电抗的三分之一时才考虑电阻，否则认为z∑=x∑。 计算短路电流的方法有欧姆法和标幺值法，本设计中采用标幺值法进行短路的计算。 本工厂的供电系统简略图如图6-1. 6.3.1 确定基准值 设Sd=100MVA, Ud=UC=1.05UN,则Ud1=UC1=10.5kV, Ud2=UC2=0.4kV 图6-1 供电系统简略图 6.3.2计算短路电流各主要元件的电抗标幺值 (1)电力系统的电抗标幺值：SOC=500MVA,故 (2)架空线路的电抗标幺值，由资料得LGJ-185的x0=0.40Ω/km,线路长6km,故 (3)电力变压器电抗标幺值，由表4-1可知变压器T1,T2 Uk%=4.5,变压器T3 Uk%=4.5 变压器T4 Uk%=4.0 绘出短路等效电路如图6-2所示 图6-2 短路等效电路图 6.3.3 计算K-1点三相短路电流和短路容量（UC1=10kV） (1)总电抗标幺值 (2)三相短路电流周期分量有效值 (3)三相次暂态短路电流和短路稳态电流 (4)三相冲击电流和第一个周期短路全电流，在高压系统中 (5)三相短路容量 6.3.4 计算K-2点三相短路电流和短路容量（UC1=0.4kV） (1)总电抗标幺值 (2)三相短路电流周期分量有效值 (3)三相次暂态短路电流和短路稳态电流 (4)三相冲击电流和第一个周期短路全电流，在低压系统中 (5)三相短路容量 6.3.5 计算K-3点三相短路电流和短路容量（UC2=0.4kV） (1)总电抗标幺值 (2)三相短路电流周期分量有效值 (3)三相次暂态短路电流和短路稳态电流 (4)三相冲击电流和第一个周期短路全电流，在低压系统中 (5)三相短路容量 6.3.6 计算K-4点三相短路电流和短路容量（UC2=0.4kV） (1)总电抗标幺值 (2)三相短路电流周期分量有效值 (3)三相次暂态短路电流和短路稳态电流 (4)三相冲击电流和第一个周期短路全电流，在低压系统中 (5)三相短路容量 6.3.6 短路电流计算结果汇总 表6-1 短路电流计算结果 短路计算点 三相短路电流(kA) 三相短路容量(kVA) i K-1 2.31 2.31 2.31 5.89 3.49 40.2 K-2 27.85 27.85 27.85 51.25 30.36 19.34 K-3 15.13 15.13 15.13 27.84 16.50 10.50 K-4 6.89 6.89 6.89 15.99 9.47 6.34 6.4 本章小结 本章主要介绍了短路的原因，短路计算的必要性，短路计算的过程，本论文用标幺值法求出该设计的三相短路电流和容量，为一下章电气设备的选择做好参考依据。 第7章 主要电气设备的选择 7.1电气设备选择的条件 选择高、低压电器，必须满足其在一次电路正常条件下和短路故障情况下工作的要求。高低压电器按照正常条件下工作要求选择，就是要考虑电器的环境条件和电气要求，环境条件是指电器使用场所、环境温度、海拔及有无防尘、防火、防腐、防爆等要求。电气要求主要是指电器在电压、电流、频率等方面的要求。对于一些开断电流的电器设备，例如熔断器、断路器和负荷开关等，还要有断流能力的要求。 选择一次设备应校验的项目如表7-1所示。 表7-1 一次设备的校验项目 一次设备名称 额定电压（V） 额定电流（A） 开断电流（kA） 短路电流校验 动稳定 热稳定 高低压熔断器 √ √ √ — — 高压隔离开关 √ √ — √ √ 高压负荷开关 √ √ √ √ √ 高压断路器 √ √ √ √ √ 低压刀开关 √ √ √ × × 低压负荷开关 √ √ √ — — 低压断路器 √ √ √ × × 电流互感器 √ √ — √ √ 电压互感器 √ — — — — 并联电容器 √ — — — — 母线 — √ — √ √ 电缆 √ √ — — √ 支柱绝缘子 √ — — √ — 穿墙套管 √ √ — √ √ 备 注 表中“√”表示必须校验项目，“—”表示不必校验项目，“×”表示一般可不校验 7.2按照正常的工作条件选择 (1)按工作电压选择 设备的额定电压不应小于所在线路的额定电压。 (7-1) 值得注意的是使用限流式高压熔断器时，熔断器的额定电压应与线路额定电压相同，即 （7-2） (2)按照工作电流选择 设备的额定电流不应该小于所在电路的计算电流,即 （7-2） (3)按照断流能力选择 设备的额定开断电流或断流容量不应该小于设备分断瞬间的短路电流有效值或短路容量，即 或 (7-4) 7.3 短路动稳定校验 7.3.1 隔离开关、断路器和负荷开关的短路稳定度校验 (1)动稳定行校验的条件 或 (7-5) 式中 —开关的极限通过电流（又称动稳定电流）峰值和有效值 (kA)； —开关所在处的三相独立冲击电流瞬时值和有效值 (kA)。 (2)热稳定校验条件 (7-6) 式中 —开关的热稳定电流有效值 (kA)； —开关的热稳定试验时间 (s)； —短路发热假想时间 (s)； —开关所在处的三相短路稳定电流 (kA)。 短路发热假想时间一办按下公式计算； (7-7) 在无限大容量系统中，由于，所以 (7-8) 式中 —短路持续时间，采用该电力主保护的动作时间对应的断路器全分闸时间。当时， （7-9） 以上三个公式的时间单位均为s。 短路时间为短路保护装置最长的动作时间与断路器的断路时间之和，即 = + (7-10) 低速的断路器（如油断路器），它的全分闸时间取0.2s；高速的断路器（如真空断路器），其全分闸时间取0.1s。 7.4 10kV高压一次设备的选择校验 (1)各个短路点计算结果 表7-2 短路点数据表 短路计算点 三相短路电流(kA) 三相短路容量(kVA) i K-1 2.31 2.31 2.31 5.89 3.49 40.2 K-2 27.85 27.85 27.85 51.25 30.36 19.34 K-3 15.13 15.13 15.13 27.84 16.50 10.50 K-4 6.89 6.89 6.89 15.99 9.47 6.34 (2)根据10kV侧线路计算电流初步选择高压少油断路器SN10-10I/630,来校验，如表7-3所示 表7-3 SN10-10I/630选择校验表 序号 装设地点电气条件 SN10-10I/630型高压隔离开关 项目 数据 项目 数据 结论 1 10kV/11.5kV 12 kV 合格 2 76.00A 630A 合格 3 2.31kA 16kA 合格 4 5.89 40kA 合格 5 合格 (3)根据10kV侧线路计算电流初步选高压隔离开关GN8-10/200来校验，如表7-4所示 表7-4 GN8-10/200选择校验 序号 装设地点电气条件 GN8-10/200型高压隔离开关 项目 数据 项目 数据 结论 1 10kV/11.5kV 10 kV 合格 2 76.00A 200A 合格 3 2.31kA — 合格 4 5.89 25.5 kA 合格 5 合格 (4)熔断器的选择和校验 10kV侧的高压熔断器是保护电压互感器的，一般选择RN2-10/0.5,不需要校验。 (5)电压互感器的选择与校验 电压互感器的额定一次电压，应与安装地点的电路电压相适应；其额定二次电压一般为100V。因此电压互感器选择JDJ-10,10000/100, JDZJ-10,10000/100,电压互感器装有熔断器保护，因此不需要进行短路校验。 (6)电流互感器的选择与校验 电流互感器的额定电压不应低压装设地点电路的额定电压；其额定的一次电流不应小于电路的计算电流，额定二次电流按其二次设备的额定电流而定，一般选择5A。根据10kV侧线路计算电流初步电流互感器LQJ-10,100/5,动稳定倍数为255，热稳定倍数为90校验，如表7-5所示 表7-5 LQJ-10,100/5选择校验 序号 装设地点电气条件 LQJ-10,100/5型高压隔离开关 项目 数据 项目 数据 结论 1 10kV/11.5kV 10 kV 合格 2 76.00A 100A 合格 3 2.31kA — 合格 4 5.89 合格 5 合格 (7)避雷器选择阀式避雷器型号为FS4-10 7.5 380V侧一次设备的选择 7.5 .1车间变电所一侧设备的选择 (1)低压断路器的选择与校验 1)按低压断路器过电流脱扣器来选择 过电流脱扣器的额定电流应不小于线路的计算电流，即 (7-5) 2)低压断路器断流能力的校验 ①对动作时间在0.02s以上的万能式断路器，其极限分断电流应不小于通过它的最大三相短路电流周期分量有效值，即 (7-6) ②对动作时间在0.02s以下的塑壳式断路器，其极限分断电流应不小于通过它的最大三相短路电流周期分量有效值，即 (7-7) (2)车间变电所各车间计算负荷 表7-6 低压侧各车间计算负荷表 序号 车间（单位）名称 设备容量（KW） 计算负荷 有功（KW） 无功（Kvar） 视在（KVA） 计算电流（A） 1 铸造车间 800 240 244.8 342.86 521.53 2 锻压车间 750 225 299.3 375 570.00 3 金工车间 500 80 93.6 133.3 202.80 N0.1 小计 2050 517.75 618.57 806.6 1227.03 4 装配车间 400 120 122.4 171.4 260.70 5 工具车间 300 90 105.3 138.46 210.60 6 机修车间 250 62.5 73.13 96.15 146.26 7 锅炉房 200 150 112.5 187.5 285.20 N0.2 小计 1150 401.4 400.9 576.3 862 8 1#水泵房 85 63.75 47.8 79.69 121.2 9 仓库 90 40 30 50 76.06 10 综合楼 50 45 21.6 56.25 85.56 11 生活区 150 120 57.6 133.3 202.80 N0.3 小计 375 255.3 152.3 297.27 415.12 总计380 3575 1174.44 1075.37 1592.4 2331.22 (3)NO.1车间变电所 表7-7 NO.1车间变电所低压侧总设备选择 设 备 数 据 低压断路器 低压刀开关 电流互感器 DW15-1500/3 HD13B-1500/30 LMZJ1-0.5，1500/5 380V 380V 500V 1500A 1500A 1500A 表7-8 NO.1车间变电所铸造车间车间设备选择 设 备 数 据 低压断路器 低压刀开关 电流互感器 DZ20-600/3 HD13B-600/31 LMZ1-0.5，600/5 380V 380V 500V 600A 600A 600A 表7-9 NO.1车间变电所锻压车间设备选择 设 备 数 据 低压断路器 低压刀开关 电流互感器 DZ20-630/3 HD13B-630/31 LMZ1-0.5，630/5 380V 380V 500V 630A 630A 630A 表7-10 NO.1车间变电所金工车间设备选择 设 备 数 据 低压断路器 低压刀开关 电流互感器 DZ20-400/3 HD13B-400/31 LMZ1-0.5，300/5 380V 380V 500V 400A 400A 300A (4)NO.2车间变电所 表7-11 NO.2车间变电所低压侧总设备选择 设 备 数 据 低压断路器 低压刀开关 电流互感器 DW15-1000/3 HD13B-1000/30 LMZJ1-0.5，1000/5 380V 380V 500V 1000A 1000A 1000A 表7-12 NO.2车间变电所装配车间设备选择 设 备 数 据 低压断路器 低压刀开关 电流互感器 DZ20-400/3 HD13B-400/31 LMZ1-0.5，400/5 380V 380V 500V 400A 400A 400A 表7-13 NO.2车间变电所工具车间设备选择 设 备 数 据 低压断路器 低压刀开关 电流互感器 DZ20-400/3 HD13B-400/31 LMZ1-0.5，300/5 380V 380V 500V 400A 400A 300A 表7-14 NO.2车间变电所机修车间设备选择 设 备 数 据 低压断路器 低压刀开关 电流互感器 DZ20-200/3 HD13B-200/30 LMZ1-0.5，200/5 380V 380V 500V 200A 200A 200A 表7-15 NO.2车间变电所锅炉房设备选择 设 备 数 据 低压断路器 低压刀开关 电流互感器 DW15-400/3 HD13B-400/30 LMZ1-0.5，400/5 380V 380V 500V 400A 400A 400A (5)NO.3车间变电所 表7-16 NO.3车间变电所低压侧总设备选择 设 备 数 据 低压断路器 低压刀开关 电流互感器 DW15-600/3 HD13B-600/30 LMJZ1-0.5，600/5 380V 380V 500V 600A 600A 600A 表7-17 NO.3车间变电所1#水泵房设备选择 设 备 数 据 低压断路器 低压刀开关 电流互感器 DZ20-200/3 HD13B-200/30 LMZ1-0.5，200/5 380V 380V 500V 200A 200A 200A 表7-18 NO.3车间变电所仓库设备选择 设 备 数 据 低压断路器 低压刀开关 电流互感器 DZ20-100/3 HD13B-100/30 LMZ1-0.5，100/5 380V 380V 500V 100A 100A 100A 表7-19 NO.3车间变电综合楼设备选择 设 备 数 据 低压断路器 低压刀开关 电流互感器 DZ20-100/3 HD13B-100/30 LMZ1-0.5，100/5 380V 380V 500V 100A 100A 100A 表7-20 NO.3车间变电生活区设备选择 设 备 数 据 低压断路器 低压刀开关 电流互感器 DW15-400/3 HD13B-400/30 LMZ1-0.5，300/5 380V 380V 500V 400A 400A 300A 以上表中的设备均满足要求 (6)无功补偿柜中的设备选择 1)NO.1车间变电所，由第三章计算所得NO.1车间变电所主变低压侧的无功补偿容量选取420kvar.由此可得无功补偿电容器的额定电流为 2)NO.2车间变电所，由第三章计算所得NO.2车间变电所主变低压侧的无功补偿容量选取252kvar.由此可得无功补偿电容器的额定电流为 3)NO.3车间变电所，由第三章计算所得NO.3车间变电所主变低压侧的无功补偿容量选取42kvar.由此可得无功补偿电容器的额定电流为 表7-21 无功补偿柜设备选择 数 据 设 备 NO.1无功补偿柜 NO.2无功补偿柜 NO.3无功补偿柜 低压刀开关 HD13B-630/31 HD13B-400/31 HD13B-100/31 电流互感器 LMZ1-0.5，630/5 LMZ1-0.5，300/5 LMZ1-0.5，100/5 熔断器 RT0-1000 RT0-400 RT0-100 交流接触器 CJ20-630/3 CJ20-400/3 CJ20-100/3 热继电器 JR20-630 JR20-400 JR20-160 7.6 母线的选择 10kV母线选LMY-3(404),即母线的尺寸为40mm4mm;380V母线选择NO.1变电所低压母线选择LMY-3(100mm8mm)+606即母线的尺寸为100mm8mm，中性线母线尺寸为60mm6mm，NO.2变电所低压母线选择LMY-3(80mm8mm)+505即母线的尺寸为80mm8mm，中性线母线尺寸为50mm5mm，NO.3变电所低压母线选择LMY-3(50mm 5mm)+404即母线的尺寸为50mm5mm，中性线母线尺寸为40mm4mm。 7.7 主变进线和高压联络线的选择 (1)电缆截面选择的条件 1)发热条件 电缆在通过正常最大负荷电流（即线路计算电流）时产生的发热温度，不应该超过其正常运行时的最高允许温度。 2)电压损耗 一般对于中小型企业和用的高压线路，一般比较短，可以不用进行电压损耗的检验。 3)经济电流密度 35kV及以上的线路和35kV以下但是电流很大的线路，其电缆截面按经济电流密度来选择 (2)一般10kV及以下的高压线路和低压动力线路，一般先按发热条件选择电缆截面积 (3)高压配电出线的选择校验，采用YJL22-10000型交联聚乙烯绝缘的铝芯电缆直接埋地敷设。 1)按发热条件选择：10kV侧总计算电流土壤温度25℃，初步选择缆芯为的交联电缆，其,满足发热条件 2)校验短路热稳定，短路热稳定性的最小截面 不满足条件，故选择缆芯为的交联电缆. 第8章 防雷与接地 8.1防雷的必要性 过电压使绝缘破坏是造成系统故障的主要原因，过电压分为内部过电压和外部过电压。内部过电压一般不会超过系统正常运行时相电压的3~4倍对电力线路和电气设备绝缘的威胁不是很大。雷击引起的过电压属于外部过电压，雷击所造成的破坏性后果体现于下列三种层次：①设备损坏，人员伤亡；②设备或元器件寿命降低；③传输或储存的信号、数据（模拟或数字）受到干扰或丢失，甚至使电子设备产生误动作而暂时瘫痪或整个系统停顿。因此在工厂供配电系统中做好防雷措施是很重要的。 8.2防雷设备 防雷设备主要分为(1)直击雷防护装置：如避雷针、避雷带等; (2)感应雷防护装置：避雷器（因主要安装在线路上，分为电源线路防雷器、信号线路防雷器）当然避雷器根据电压等级不同分等级的，其电源和信号线路上安装方式也有所不同，但其工作原理是一样的。接地装置：接地体分水平和垂直，材料分金属和非金属，种类有点多如：降阻剂、扁钢、角钢、铜包钢、锌包钢等等。如果真要分成两大类，那就是内部和外部（也就是所说的防直击雷和防感觉雷），而接地在其中那一类里都需要。 8.3防雷措施 防雷措施包括外部防雷和内部防雷两个方面:(1)外部防雷包括避雷针、避雷带、引下线、接地极等，其主要的功能是为了确保建筑物本体免受直击雷的侵袭，将可能击中建筑物的雷电通过避雷针、避雷带、引下线等，泄放入大地。(2)内部防雷系统是为保护建筑物内部的设备以及人员的安全而设置的。通过在需要保护设备的前端安装合适的防雷器，使设备、线路与大地形成一个有条件的等电位体。将可能进入的雷电流阻拦在外，将因雷击而使内部设施所感应到的雷电流得以安全泄放入地，确保后接设备的安全。3、两都相辅相成，缺一不可。避雷带、引下线（建筑物钢筋）和接地等构成的外部防雷系统，主要是为了保护建筑物本体免受雷击引起的火灾事故及人身安全事故，而内部防雷系统则是防止感应雷和其他形式的过电压侵入设备造成损坏，这是外部防雷系统无法保证的。 8.4工厂供配电系统的防雷保护 8.4.1 变电所的防雷保护 工厂变电所是工厂电力供应的枢纽，一旦遭受雷击，会造成比较严重的后果，可能会使全厂停电，影响很大。另外工厂还有一些其他建筑物和构建物，有的较高、有的易燃、有的易暴，需要加装可靠的防雷措施。 8.4.1.1 直击雷防护 在变电所屋顶装设避雷器或避雷带引出两根接地线与变电所公共接地装置连接，避雷器采用直径20mm的镀锌圆钢，避雷带采用25mm×4mm镀锌扁钢。 8.4.1.2 雷电侵入波的防护 （1）在10kV架空电源进线的终端杆上装设FS4-10型阀式避雷器，其引下线采用25mm×4mm的镀锌扁钢，下面跟公共接地网焊接相连，上面跟避雷器接地端螺栓连接。 （2）在10kV高压配电室内装设GG-1A(F)-54型高压开关柜，其中配有FS4-10型避雷器，靠近主变压器，主变压器主要是靠此避雷器来防止雷电波入侵的危害。 （3）在380V低压架空线路杆上，装设保护间隙，或将其绝缘子的铁脚接地，用以防护沿低压架空线侵入的雷电波。 8.5接地 电气设备的某部分与大地之间做良好的电气连接，称为接地，埋入地中并直接与大地接触的金属导体，称为接地体。专门为接地而任务装设的接地体，称为人工接地体。若干接地体在大地中相互用地线连接起来的一个整天，称为接地网，接地线又分为接地干线和接地支线。 按规定10kV配电装置的构架，变压器的380V侧中性线及外壳，以及380V电气设备的金属外壳都要接地，在本设计中，通过查表可知变电所公共接地装置的接地电阻为,现初步考虑围绕变电所建筑物四周，距离变电所2～3m处打入一圈直经50mm、长2.5m的钢管接地体，每隔5m打人一根，管间用40mm×4mm的扁钢焊接相连。 8.6本章小结 本章介绍了防雷接地的概述，变电所防雷保护。论述了接地的类型，重点描述变电所接地方式。 结论 经过一个学期的时间，终于完成了本次工厂供配电系统的设计。工厂供配电系统设计涉及到的知识比较多，需要认真查阅相关资料。在本次的设计中，需要确定工厂的供电电源等级，设计工厂变电所的主接线，选择变电所变压器的台数、容量、型号，通过短路计算选择系统中的电气设备包括高、低压设备，线路的选择，车间布线。最后还有进行系统的保护设计，防雷接地等。 此次的设计使我对工厂供配电有了更深的认识，对理论知道掌握的更牢固透彻。这次的设计是一个很好的锻炼机会，除了对设计过程的熟悉外，对论文撰写规范也有一个更直观的认识，以后写论文就知道 格式 pdf格式笔记格式下载页码格式下载公文格式下载简报格式下载 是怎么样的。此外我还进一步提高了编辑，处理、分析各种信息的能力，更熟练的使用CAD画图软件和办公软件的常用功能。 论文完成了，不仅是理论与实践的结合，还让明白了做事情要勤动脑，勤动手，遇到困难要想办法去解决。此次论文的完成既为我的大学生活划上一个完美的句号，也为我以后的人生之路做了一个好的铺垫和开端。 参考文献 [1] 刘介才编著. 供配电技术（第三版）..北京：机械工业出版社，2012.2 [2] 刘介才主编. 工厂供电设计指导.北京：机械工业出版社，1999.12 [3] 焦留成主编. 供配电设计手册. 北京：中国计划出版社，1999.12 [4] 苪静康. 供配电系统图集.中国电力出版社，2007,1 [5] 刘国亭. 电力工程CAD.北京：中国水利水电出版社，2006 致谢 这次毕业设计能够完成，首先要感谢我的指导老师—王小平老师，在这段时间里，王老师很关心我们论文的进度，遇到疑难问题的时候都很耐心的为我们讲解，同时还不断的鼓励我们要努力、认真、一私不苟地做，在老师的督促和指导下我顺利的完成此毕业设计。 在此，我还要感谢在大学传授给我知识以及给我帮助和鼓励的老师，同学，朋友，谢谢你们！