電氣自動化專業(yè) 畢業(yè)設(shè)計--某機(jī)械廠變電所的電氣設(shè)計

1、<p>　　某機(jī)械廠變電所的電氣設(shè)計</p><p>　　Machinery factory substation design</p><p>　　2010年12月5日</p><p><b>　　摘 要：</b></p><p>　　根據(jù)變電所所給定現(xiàn)有的負(fù)荷數(shù)據(jù)，進(jìn)行了變電所的電氣設(shè)計。設(shè)計內(nèi)容主要是

2、負(fù)荷的計算及無功功率的補(bǔ)償；變電所主變壓器臺數(shù)和容量、型式的確定；短路計算和開關(guān)設(shè)備的選擇；防雷保護(hù)與接地裝置的設(shè)計；車間配電線路布線方案的確定。按照安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理的要求，確定屏柜及電力變壓器的選擇，選擇電器元件及導(dǎo)線，實現(xiàn)本次工藝控制條件。</p><p><b>　　關(guān) 鍵 詞：</b></p><p>　　電力變壓器、變電所、電氣設(shè)計、電氣設(shè)備、短路計算&l

3、t;/p><p><b>　　ABSTRACT：</b></p><p>　　According to a given by substation of existing load data, conduct a substation the electrical design. Design content is mainly load calculation and

4、reactive power compensation. Main transformer substation capacity, the types of Numbers and determined. Short circuit calculation and switchgear equipment choice; Lightning protection and grounding device design; Worksho

5、p distribution circuit wiring scheme determination. According to the safe and reliable, economic and reasonable request, determine t</p><p>　　KEY WORDS：</p><p>　　Power transformer, substation, e

6、lectrical design, electrical equipment, short circuit calculation</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　第一章 緒論1 </p><p>　　第二章 負(fù)荷與無功功率補(bǔ)償計算3 </p><p>　　2.1 車間負(fù)荷計算3

7、 </p><p>　　2.2 全廠總負(fù)荷計算6 </p><p>　　2.3 無功功率補(bǔ)償計算7 </p><p>　　第三章 電氣設(shè)備的選擇10 </p><p>　　3.1 變壓器的選擇10</p><p>　　3.2 低壓補(bǔ)償柜的選擇10 </p><p>　　3

8、.3 低壓配電柜的選擇11 </p><p>　　3.4 高壓開關(guān)設(shè)備的選擇12 </p><p>　　3.5 電壓互感器的選擇13</p><p>　　3.6 電流互感器的選擇14</p><p>　　3.7 導(dǎo)線的選擇15</p><p>　　第四章 電氣校驗17 </p&g

9、t;<p>　　4.1 短路電流計算17</p><p>　　4.1.1 短路的原因17 </p><p>　　4.1.2 短路的后果17 </p><p>　　4.1.3 短路的形式18</p><p>　　4.1.4 短路電流的計算19 </p><p>　　4.2 高壓設(shè)備校驗

10、22 </p><p>　　4.3 低壓設(shè)備的校驗24 </p><p>　　第五章 防雷與接地25 </p><p>　　5.1 防雷基本理論25</p><p>　　5.2 防雷裝置的確定26 </p><p>　　5.3 設(shè)備的安裝與選擇27 </p><p>　　第

11、六章 變配電所平面布置設(shè)計28 </p><p>　　第七章 設(shè)計圖樣29 </p><p><b>　　結(jié)束語30 </b></p><p><b>　　致謝31 </b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)32 </b></p><p&g

12、t;<b>　　第一章 緒論</b></p><p>　　現(xiàn)代化工廠的設(shè)計是一門綜合性技術(shù)，包括工藝設(shè)計、土建設(shè)計、給排水設(shè)計、暖通設(shè)計、動力及自動化設(shè)計、廠區(qū)運(yùn)輸及環(huán)保設(shè)計以及全廠供配電系統(tǒng)設(shè)計等多項任務(wù)。工廠供電系統(tǒng)的電氣設(shè)計是其中重要設(shè)計內(nèi)容之一。作為從事工廠供電工作人員，有必要了解工廠供電設(shè)計的有關(guān)知識，以便適應(yīng)設(shè)計工作的需要。</p><p>　　電能是現(xiàn)

13、代人們生產(chǎn)和生活的重要能源。電能既易于由其他形式的能量轉(zhuǎn)換而來，又易于轉(zhuǎn)換為其他形式的能量以供應(yīng)用。電能的輸送和分配既簡單經(jīng)濟(jì)，又易于控制、調(diào)節(jié)和測量，利于實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動化。因此，電能在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸、科學(xué)技術(shù)、國防建設(shè)等各行各業(yè)和人民生活方面得到廣泛應(yīng)用。</p><p>　　在工業(yè)企業(yè)的供電設(shè)計中，學(xué)會計算或估算全廠電力負(fù)荷的大小是非常重要的，它是正確選擇供電系統(tǒng)中導(dǎo)線、開關(guān)電器、變壓器等的基礎(chǔ)，也

14、是保障供電系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行比不可少的重要一環(huán)。計算負(fù)荷的確定是否合理，直接影響到電氣設(shè)備的選擇的合理性、經(jīng)濟(jì)性。如果計算負(fù)荷確定得過大，將使電氣設(shè)備選得過大，造成投資和有色金屬的浪費(fèi)；而計算負(fù)荷確定得過小，則電氣設(shè)備運(yùn)行時電能損耗增加，并產(chǎn)生過熱，使其絕緣過早老化，甚至燒毀，造成經(jīng)濟(jì)損失。因此，在供電設(shè)計中，應(yīng)根據(jù)不同的情況，選擇正確的計算方法來確定計算負(fù)荷。</p><p>　　工廠電氣照明是工廠供電的一個重要

15、組成部分，合理的電氣照明可以補(bǔ)充天然照明的不足，它是保證安全生產(chǎn)、保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高勞動生產(chǎn)率和保護(hù)工作人員視力的必要條件。近年來電氣照明隨著現(xiàn)代技術(shù)的進(jìn)步發(fā)展很快，新技術(shù)、新工藝不斷出現(xiàn)，新光源、新燈具大量使用，照明技術(shù)計算方法也不斷創(chuàng)新，這些給電氣照明的設(shè)計人員大大拓展了空間，同時電氣照明的應(yīng)用范圍也不斷擴(kuò)大，電氣照明已發(fā)展成為了一門專門技術(shù)。</p><p>　　在供電系統(tǒng)中，會產(chǎn)生危及電氣設(shè)備絕緣的過電壓

16、。過電壓分成內(nèi)部過電壓和雷電過電壓兩類。內(nèi)部過電壓又分為操作過電壓和諧振過電壓兩種，其能量均來自電網(wǎng)本身。雷電過電壓有直擊雷過電壓、感應(yīng)雷過電壓和雷電波侵入等三種形式。為防止雷電過電壓，可裝設(shè)避雷裝置（避雷針、避雷線、消雷器或避雷器）加以防護(hù)。</p><p>　　一般中小型工廠的電源進(jìn)線電壓是。電能先經(jīng)高壓配電所集中，再由高壓配電線路將電能分送到各車間變電所，或由高壓配電線路供給高壓用電設(shè)備。車間變電所內(nèi)裝設(shè)有

17、電力變壓器，將的高壓降為一般低壓用電設(shè)備所需（如220/380V），然后又低壓配電線路將電能分送給各用電設(shè)備。</p><p>　　本廠屬于中小型工廠，采用10KV的公用電源干線供給。該干線的導(dǎo)線牌號為LGJ-70，導(dǎo)線為等邊三角形排列，線距為0.8m;干線首端（即電力系統(tǒng)的饋電變電站）距離本廠5km。干線首端所裝設(shè)的高壓斷路器斷流容量為。此斷路器配備有定時限過電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)，定時限過電流保護(hù)整定的動作時

18、間為1.5s。為滿足工廠二級負(fù)荷的要求，可采用高壓聯(lián)絡(luò)線有領(lǐng)近單位取得備用電源。已知與本廠高壓側(cè)有電氣聯(lián)系的架空線路總長度為60km，電纜總長度為15km。某車間為兩班制，年最大負(fù)荷利用小時為（a）小時，日最大負(fù)荷持續(xù)時間為（b）小時。該廠除鑄造車間是二級負(fù)荷，其余均為三級負(fù)荷。低壓動力設(shè)備均為三相，額定電壓為380V電氣照明及家用電器為單相，額定電壓為220V。</p><p>　　第二章 負(fù)荷與無功功率補(bǔ)償

19、計算</p><p>　　2.1 車間負(fù)荷計算</p><p>　　重要公式： </p><p>　　2.1.1 鑄造車間： 動力計算</p><p>　　查附表： </p><p><b>　　有功計算負(fù)荷：</b></p><p><

20、;b>　　無功功率負(fù)荷：</b></p><p><b>　　照明計算</b></p><p>　　查附表： </p><p>　　有功計算負(fù)荷： </p><p><b>　　無功功率負(fù)荷： </b></p><p>　　2.1.2

21、 鍛造車間： 動力計算</p><p>　　查附表： </p><p><b>　　有功計算負(fù)荷：</b></p><p><b>　　無功功率負(fù)荷：</b></p><p><b>　　照明計算</b></p><p>　　查附表：

22、 </p><p>　　有功計算負(fù)荷： </p><p><b>　　無功功率負(fù)荷： </b></p><p>　　2.1.3 金工車間： 動力計算</p><p><b>　　查附表： </b></p><p><b>　　有功計算負(fù)荷

23、：</b></p><p><b>　　無功計算負(fù)荷：</b></p><p><b>　　照明計算</b></p><p>　　查附表： </p><p>　　有功計算負(fù)荷： </p><p><b>　　無功功率負(fù)荷： <

24、;/b></p><p>　　2.1.4 裝配車間： 動力計算</p><p>　　查附表： </p><p><b>　　有功計算負(fù)荷：</b></p><p><b>　　無功計算負(fù)荷：</b></p><p><b>　　照明計算<

25、;/b></p><p>　　查附表： </p><p>　　有功計算負(fù)荷： </p><p><b>　　無功功率負(fù)荷： </b></p><p>　　2.1.5 機(jī)修車間： 動力計算</p><p>　　查附表： </p><

26、p><b>　　有功計算負(fù)荷： </b></p><p><b>　　無功計算負(fù)荷：</b></p><p><b>　　照明計算</b></p><p>　　查附表： </p><p>　　有功計算負(fù)荷： </p><p>

27、<b>　　無功功率負(fù)荷： </b></p><p>　　2.1.6 電鍍車間： 動力計算</p><p>　　查附表： </p><p><b>　　有功計算負(fù)荷：</b></p><p><b>　　無功計算負(fù)荷：</b></p><

28、p><b>　　照明計算</b></p><p>　　查附表： </p><p>　　有功計算負(fù)荷： </p><p><b>　　無功功率負(fù)荷： </b></p><p>　　2.2 全廠總負(fù)荷計算</p><p>　　全廠總負(fù)荷（取有功同時系

29、數(shù)，無功同時系數(shù)）</p><p>　　2.2.1 變壓器低壓側(cè)：</p><p><b>　　有功計算負(fù)荷： </b></p><p><b>　　無功計算負(fù)荷： </b></p><p><b>　　視在計算負(fù)荷： </b></p><p>&l

30、t;b>　　功率因數(shù)： </b></p><p>　　SL7型變壓器屬于低損耗電力變壓器，其功率損耗可按簡化公式計算。</p><p><b>　　有功損耗：</b></p><p><b>　　無功損耗：</b></p><p>　　2.2.2 變壓器高壓側(cè)：</p&g

31、t;<p><b>　　有功計算負(fù)荷： </b></p><p><b>　　無功計算負(fù)荷： </b></p><p><b>　　視在計算負(fù)荷： </b></p><p><b>　　功率因數(shù)： </b></p><p>　　2.3

32、 無功功率補(bǔ)償計算</p><p>　　2.3.1 無功功率補(bǔ)償：</p><p>　　由于要求工廠變電所高壓側(cè)的功率因數(shù)不得低于0.9，而目前只有0.58，因此，需進(jìn)行無功功率的補(bǔ)償。</p><p>　　提高功率因數(shù)的方法分為改善自然功率因數(shù)和安裝人工補(bǔ)償裝置兩種。安裝人工補(bǔ)償裝置的方法既簡單見效又快，因此，這里采用在低壓母線裝設(shè)電容屏的方法來提高功率因數(shù)。考

33、慮到變壓器無功功率補(bǔ)償損耗遠(yuǎn)大于有功功率損耗。一般，因此在低壓補(bǔ)償時，低壓側(cè)補(bǔ)償后的功率略高于0.9，這里取。而補(bǔ)償前低壓側(cè)的功率因數(shù)只有0.6，由此可得低壓電容屏的容量為：</p><p><b>　　取 </b></p><p>　　2.3.2 補(bǔ)償后變壓器容量和功率因數(shù):</p><p>　　補(bǔ)償后變電所低壓側(cè)的視在計算負(fù)荷：<

34、/p><p>　　2.3.3 主變壓器功率損耗：</p><p><b>　　有功損耗：</b></p><p><b>　　無功損耗：</b></p><p>　　2.3.4 變壓器高壓側(cè)的計算負(fù)荷：</p><p><b>　　有功計算負(fù)荷：</b>&l

35、t;/p><p><b>　　無功計算負(fù)荷：</b></p><p><b>　　視在計算負(fù)荷：</b></p><p><b>　　功率因數(shù)：</b></p><p><b>　　功率因數(shù)滿足要求。</b></p><p><b

36、>　　計算電流：</b></p><p>　　鑄造、鍛造、金工、等車間及照明如下表所示：</p><p>　　第三章 電氣設(shè)備的選擇</p><p>　　3.1 變壓器的選擇</p><p>　　變壓器的選擇應(yīng)滿足用電負(fù)荷對供電可靠性的要求。對供有大量一、二級負(fù)荷的變電所，宜采用兩臺變壓器，以便當(dāng)一臺變壓器發(fā)生故障或檢

37、修時，另一臺變壓器能對一、二級負(fù)荷繼續(xù)供電。而本廠除鑄造 車間是二級負(fù)荷，其余均為三級負(fù)荷。且負(fù)荷變動不大，屬于一般車間變電所，宜采用一臺變壓器。</p><p>　　變壓器容量的選擇應(yīng)滿足全部用電設(shè)備總計算負(fù)荷的需要，即。</p><p>　　根據(jù)以上計算，補(bǔ)償前，查相關(guān)產(chǎn)品樣本或手冊并考慮到今后發(fā)展的要求，可選的變壓器。而補(bǔ)償后，可選的變壓器?？紤]到今后發(fā)展的要求，選變壓器一臺。<

38、;/p><p>　　變壓器容量在補(bǔ)償后減少：</p><p>　　如以基本電費(fèi)10元計算，則每月工廠可節(jié)約基本電費(fèi)為</p><p><b>　　200元元 </b></p><p>　　采用無功補(bǔ)償來提前提高功率能使工廠取得可觀的經(jīng)濟(jì)效果（尚未計算其他方面的經(jīng)濟(jì)效果）。</p><p>　　對于變壓

39、器，考慮本地年平均氣溫為23.80℃，即年平均氣溫不等于20℃，則變壓器的實際容量應(yīng)計入一個溫度校正系數(shù)。對室內(nèi)變壓器，其實際容量為</p><p>　　，變壓器符合要求。 </p><p>　　3.2 低壓補(bǔ)償柜的選擇</p><p>　　根據(jù)電容器在供電系統(tǒng)中的裝設(shè)位置，有高壓集中補(bǔ)償、低壓集中補(bǔ)償和就地補(bǔ)償三種方式。其中，低壓集中補(bǔ)償能使車間變壓器的視在功

40、率減小從而可使主變壓器容量選得較小，比較經(jīng)濟(jì)，而且這種補(bǔ)償?shù)牡蛪弘娙萜鞴褚话憧砂惭b在低壓配電室內(nèi)（只在電容器柜比較多時才考慮單設(shè)一房間）。運(yùn)行維護(hù)方便。</p><p>　　集中補(bǔ)償?shù)碾娙萜鹘M，有手動投切和自動調(diào)節(jié)兩種方式。對于自動補(bǔ)償裝置來說，電路中的功率因數(shù)自動補(bǔ)償控制器可按電力負(fù)荷的變化及功率因數(shù)的高低，以一定的時間間隔（），自動控制各組電容器回路中接觸器的投切，使電網(wǎng)無功功率自動得到補(bǔ)償，有不致過補(bǔ)償。&

41、lt;/p><p>　　因此，本系統(tǒng)擬采用無功功率自動補(bǔ)償屏，裝在變電所低壓母線側(cè)集中補(bǔ)償。</p><p>　　選用總電容容量為.電容屏型號選：PGJ1-2一臺，PGJ1-3三臺</p><p>　　PGJ1型低壓無功功率自動補(bǔ)償屏有1.、2、3、4四種方案，其中1、2屏為主屏，3、4屏為輔屏。1、3屏各有六支路，電容器為BW0.4—14—3型，每屏共84kva,采用

42、6步控制，每步投入14kvA。電容器亦為BW0.4—14—3型，每屏共112kva，采用8步控制，每步投入14kvA。選擇步驟為：根據(jù)控制步數(shù)要求，選擇1臺一號或2號主屏。根據(jù)所需無功補(bǔ)償容量再補(bǔ)充1臺或數(shù)臺3號或四號輔屏</p><p>　　3.3 低壓配電柜的選擇</p><p>　　低壓配電屏（柜）是按一定的線路方案將有關(guān)一、二 次設(shè)備組裝而成的一種低壓成套配電裝置，在低壓配電系

43、統(tǒng)中作動力和照明之用。</p><p>　　低壓配電屏的結(jié)構(gòu)型式，有固定式、抽屜式和組合式三大類型。不過抽屜式和組合式價昂，一般中小工廠多用固定式。我國廣泛應(yīng)用的固定式低壓配電屏主要有PGL、GGL、GGD等型。PGL型是開啟式結(jié)構(gòu)，采用的開關(guān)電器容量較小，而GGL、GGD型為封閉式結(jié)構(gòu)，采用的開關(guān)電器技術(shù)更先進(jìn)，斷流能力更大。右圖是過去應(yīng)用廣泛的PGL型低壓配電屏的外形圖。</p><p&g

44、t;　　3.3.1 進(jìn)線柜的選擇：</p><p>　　由負(fù)荷計算可知低壓側(cè)的短路電流為882.9A，選擇短路電流為1000A的刀開關(guān)HD13-1000/31D；選擇短路電流為1000A的空氣斷路器DW10-1000/3；電流互感器為LMXJ1-0.5-400/5，則選擇PGL2-05做進(jìn)線柜</p><p>　　3.3.2 屏柜的選擇：</p><p>　　（

45、1）由負(fù)荷計算可知金工車間的短路電流為192.9A，則可選擇短路電流為200A的PGL2-23B型屏柜。選擇其中一個供給金工車間的動力，另兩個為備用電源。刀開關(guān)為HD13-200/31，熔斷器為ROT-200，電流互感器為LMZJ1-0.5-200/5</p><p>　　（2）由負(fù)荷計算可知鍛造、鍛壓、電鍍車間的短路電流分別為241.7A、253.2A、332.4A,則可選擇短路電流為400A的刀開關(guān)，斷路電流

46、為200A的斷路器，PGL2-30型屏柜，電流互感器為LMZ1-0.5-400/5</p><p>　　（3）由負(fù)荷計算可知裝配、機(jī)修車間的短路電流分別為103.6A、69.1A,所有照明的總短路電流為63A，所以選擇PGL2-41型屏柜。選擇短路電流為400A的刀開關(guān)作照明的開關(guān)使用，短路電流為200A的刀開關(guān)作裝配、機(jī)修車間的動力使用。裝配、機(jī)修選擇熔斷器為200A的ROT-200，照明選擇斷路器為100A的

47、DZ20-100/3，電流互感器為LMZ1-0.5-1000/5 </p><p>　　3.4 高壓開關(guān)設(shè)備的選擇</p><p>　　高壓開關(guān)設(shè)備的選擇，主要是對高壓斷路器、高壓隔離開關(guān)以及高壓負(fù)荷開關(guān)的選擇。具體選擇與校驗的項目可參照如下進(jìn)行。</p><p>　　變壓器最大工作電流按變壓器的額定電流計算</p><p>　　短路電流

48、沖擊值 </p><p><b>　　短路容量 </b></p><p>　　短路假想時間 </p><p>　　所以選擇SN10-10I/600型高壓斷路器，高壓隔離開關(guān)型號為GN19-10/400。</p><p>　　3.5 電壓互感器的選擇</p><p><b

49、>　　1.電壓互感器原理</b></p><p>　　如圖所示3-1為電壓互感器原理接線圖，其基本結(jié)構(gòu)與變壓器相同，電壓互感器一、二次側(cè)額定電壓之比稱為變壓比，用表示。</p><p>　　圖3-1電壓互感器原理接線圖</p><p>　　1—鐵芯；2—一次繞組；3—二次繞組</p><p>　　式中 、——電壓互感器

50、一、二次繞組的匝數(shù)；</p><p>　　、——電壓互感器一、二次額定電壓；</p><p>　　、——電壓互感器一、二次實際電壓；</p><p>　　由式可知電壓互感器變壓比和二次實際電壓，可計算出一次實際電壓的近似值。</p><p>　　2．電壓互感器的結(jié)構(gòu)</p><p>　　一次繞組被分為匝數(shù)相等的兩部分，

51、分別繞在上下鐵芯柱上并且并聯(lián)起來，其連接點(diǎn)于鐵芯相連，二次繞組繞在鐵芯上，此外還有一個平衡線圈，也有匝數(shù)相等的兩部分組成，分別繞在上下兩個鐵芯上，并且串起來，連接點(diǎn)與鐵芯相連。</p><p>　　所以選擇互感器為JDZJ-10型高壓互感器。</p><p>　　3.6 電流互感器的選擇</p><p><b>　　1．工作原理</b>&l

52、t;/p><p>　　電流互感器的基本結(jié)構(gòu)與變壓器相似，原理接線如圖3.6.3-1所示．其一次繞組的匝數(shù)很少(有的利用一次導(dǎo)體穿過其鐵芯，只有一匝)，導(dǎo)體較粗，串接在被測電路中，因此一次電流完全取決于被測電路的負(fù)載電流；其二次繞組的匝數(shù)很多，且與低阻抗的儀表或繼電器的電流線圈相連，因而二次阻抗很小，所以它實際上就相當(dāng)于一個短路運(yùn)行的變壓器。</p><p>　　電流互感器一、二次額定電流之比叫

53、變流比，用表示，由變壓器的基本知識可知：</p><p><b>　　(3-1)</b></p><p>　　式中 、——電流互感器一、二次繞組的匝數(shù)；</p><p>　　、——電流互感器一、二次額定電流；</p><p>　　、——電流互感器一、二次實際電流；</p><p>　　由式3-

54、1可見，若已知電流互感器的變流比(或一、二次繞組的匝數(shù))和二次實際電流，便可計算出一次實際電流的近似值。</p><p>　　圖.3-2 電流互感器原理接線圖</p><p>　　1—鐵芯；2—一次繞組；3—二次繞組</p><p><b>　　2．結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　電流互感器的結(jié)構(gòu)如圖3.6.3-2所示

55、，它主要由鐵芯、一次繞組、二次繞組和絕緣構(gòu)成。按照一次繞組匝數(shù)的多少，電流互感器又可分為單匝式和多匝式，多匝式電流互感器又分為只有一個鐵芯和具有兩個鐵芯的兩種類型。</p><p>　　所以選擇互感器為LDC-10/0.5型高壓電流互感器。</p><p>　　3.7 導(dǎo)線的選擇</p><p>　　導(dǎo)線（包括裸導(dǎo)線、絕緣導(dǎo)線、電纜和母線）是供電系統(tǒng)中輸送和分配

56、電能的主要設(shè)備，需要消耗大量的有色金屬，因此在選擇時要保證供電系統(tǒng)安全、可靠運(yùn)行；充分利用導(dǎo)線的載荷能力，節(jié)約有色金屬，降低綜合投資。</p><p>　　導(dǎo)線的選擇必須滿足下列條件。</p><p>　?。?） 發(fā)熱條件 導(dǎo)線通過正常計算電流（）,其發(fā)熱所產(chǎn)生的溫升，不應(yīng)超過正常運(yùn)行的最高允許溫度，以防止因過熱引起導(dǎo)線絕緣損壞或加速老化。</p><p>　?。?/p>

57、2） 電壓損失 導(dǎo)線在通過正常計算電流時產(chǎn)生的電壓損失，應(yīng)小于正常運(yùn)行時的允許電壓損失，以保證供電質(zhì)量。</p><p>　?。?） 經(jīng)濟(jì)電流密度 對高電壓、長距離輸電線路和大電流低壓線路，其導(dǎo)線的截面宜按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇，以使線路的年綜合運(yùn)行費(fèi)最小，節(jié)約電能和有色金屬。</p><p>　　（4） 機(jī)械強(qiáng)度 正常工作時，導(dǎo)線應(yīng)有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，以防止斷線。通常要求所截面應(yīng)不小于該種

58、導(dǎo)線在相應(yīng)敷設(shè)方式下的最小允許截面。由于電纜具有高強(qiáng)度內(nèi)外護(hù)套，機(jī)械強(qiáng)度很高，因此不必校驗其機(jī)械強(qiáng)度，但需校驗其短路熱穩(wěn)定度。</p><p>　　一般6～10KV及以下高壓配電線路及低壓動力線路，電流較大，線路較短，可先按發(fā)熱條件選擇截面，再校驗其電壓損失和機(jī)械強(qiáng)度；低壓照明線路對電壓水平要求較高，故通常先按允許電壓損失進(jìn)行選擇，再校驗其發(fā)熱條件和機(jī)械強(qiáng)度。所以本設(shè)計中，高壓母線選LMY-3(40*4)，母線選

59、LMY-3(80*10) +40*4。</p><p><b>　　第四章 電氣校驗</b></p><p>　　4.1 短路電流計算</p><p>　　4.1.1 短路的原因</p><p>　　供電系統(tǒng)中最常見的故障就是短路（short circuit）。短路就是指不同電位的導(dǎo)電部分包括導(dǎo)電部分對地之間的低阻

60、性短接。造成短路的原因主要有：</p><p>　　(1) 電氣設(shè)備絕緣損壞 這可能是由于設(shè)備長期運(yùn)行、絕緣自然老化造成的；也可能是設(shè)備本身質(zhì)量低劣、絕緣強(qiáng)度不夠而被正常電壓擊穿；或者設(shè)備質(zhì)量合格、絕緣合乎要求而被過電壓（包括雷電過電壓）擊穿，或者是設(shè)備絕緣受到外力損傷而造成短路。</p><p>　　(2) 有關(guān)人員誤操作 大多是操作人員違反安全操作規(guī)程而發(fā)生的，例如帶負(fù)荷拉閘（

61、即帶負(fù)荷斷開隔離開關(guān)），或者誤將低電壓設(shè)備接入較高電壓的電路中而造成擊穿短路。</p><p>　　(3) 鳥獸為害事故 鳥獸（包括蛇、鼠等）跨越在裸露的帶電導(dǎo)體之間或帶電導(dǎo)體與接地物體之間，或者咬壞設(shè)備和導(dǎo)線電纜的絕緣，從而導(dǎo)致短路。</p><p>　　4.1.2 短路的后果</p><p>　　短路后，系統(tǒng)中出現(xiàn)的短路電流（short-circuit c

62、urrent）比正常負(fù)荷電流大得多。在大電力系統(tǒng)中，短路電流可達(dá)幾萬安甚至幾十萬安。如此大的短路電流可對供電系統(tǒng)造成極大的危害：</p><p>　　(1) 短路時要產(chǎn)生很大的電動力和很高的溫度，而使故障元件和短路電路中的其他元件受到損害和破壞，甚至引發(fā)火災(zāi)事故。</p><p>　　(2) 短路時電路的電壓驟然下降，嚴(yán)重影響電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。</p><p>　

63、　(3) 短路時保護(hù)裝置動作，將故障電路切除，從而造成停電，而且短路點(diǎn)越靠近電源，停電范圍越大，造成的損失也越大。</p><p>　　(4) 嚴(yán)重的短路要影響電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，可使并列運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組失去同步，造成系統(tǒng)解列。</p><p>　　(5) 不對稱短路包括單相和兩相短路，其短路電流將產(chǎn)生較強(qiáng)的不平衡交流電磁場，對附近的通信線路、電子設(shè)備等產(chǎn)生電磁干擾，影響其正常運(yùn)行，甚至使

64、之發(fā)生誤動作。</p><p>　　由此可見，短路的后果是十分嚴(yán)重的，因此必須盡力設(shè)法消除可能引起短路的一切因素；同時需要進(jìn)行短路電流的計算，以便正確地選擇電氣設(shè)備，使設(shè)備具有足夠的動穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，以保證它在發(fā)生可能有的最大短路電流時不致?lián)p壞。為了選擇切除短路故障的開關(guān)電器、整定短路保護(hù)的繼電保護(hù)裝置和選擇限制短路電流的元件（如電抗器）等，也必須計算短路電流。</p><p>　　4.

65、1.3 短路的形式</p><p>　　在三相系統(tǒng)中，短路的形式有三相短路、兩相短路、單相短路和兩相接地短路等，如圖3-1所示。其中兩相接地短路，實質(zhì)是兩相短路。</p><p>　　按短路電路的對稱性來分，三相短路屬于對稱性短路，其他形式短路均為不對稱短路。</p><p>　　電力系統(tǒng)中，發(fā)生單相短路的可能性最大，而發(fā)生三相短路的可能性最小。但一般情況下，特別

66、是遠(yuǎn)離電源（發(fā)電機(jī)）的工廠供電系統(tǒng)中，三相短路電流最大，因此它造成的危害也最為嚴(yán)重。為了使電力系統(tǒng)中的電氣設(shè)備在最嚴(yán)重的短路狀態(tài)下也能可靠地工作，因此作為選擇和校驗電氣設(shè)備用的短路計算中，以三相短路計算為主。實際上，不對稱短路也可以按對稱分量法將不對稱的短路電流分解為對稱的正序、負(fù)序和零序分量，然后按對稱量來分析和計算。所以，對稱的三相短路分析計算也是不對稱短路分析計算的基礎(chǔ)。</p><p>　　4.1.4 短

67、路電流的計算</p><p>　　要校驗高壓電器，必須先對線路進(jìn)行短路計算。</p><p>　　畫短路電路圖如下所示。</p><p>　　（1）求k-1點(diǎn)的三相短路電流和短路容量（）：</p><p>　　1）計算短路電路中各元件的電抗和總電抗：</p><p><b>　　電力系統(tǒng)的電抗：</b&

68、gt;</p><p>　　架空線路的電抗：，又已知，因此</p><p>　　電纜線路的電抗：，又可知</p><p>　　繪k-1點(diǎn)的短路等效電路圖，如下（a）所示，并計算其總電抗</p><p>　　2)計算k-1點(diǎn)的三相短路電流和短路容量。</p><p>　　三相短路電流周期分量的有效值</p>

69、<p>　　三相短路電流周期分量的有效值</p><p><b>　　三相短路沖擊電流</b></p><p><b>　　三相短路容量</b></p><p>　　（2）求k-2點(diǎn)的三相短路電流和短路容量（）</p><p>　　1）計算短路電路中各元件的電抗及總電抗。</p&g

70、t;<p><b>　　電力系統(tǒng)電抗</b></p><p><b>　　架空線路電抗 </b></p><p><b>　　電纜線路電抗</b></p><p><b>　　電力變壓器電抗</b></p><p>　　繪k-2點(diǎn)的短路等

71、效電路圖如上圖的（b）所示，并計算其總電抗 </p><p>　　2）計算k-2點(diǎn)的三相短路電流和短路容量。</p><p>　　三相短路電流周期分量的有效值</p><p>　　三相次暫態(tài)短路電流及短路穩(wěn)態(tài)電流 </p><p><b>　　三相短路沖擊電流</b></p&

72、gt;<p><b>　　三相短路容量 </b></p><p><b>　　計算結(jié)果見下表</b></p><p>　　4.2 高壓設(shè)備校驗</p><p>　　根據(jù)上述短路電流計算結(jié)果，按正常工作條件選擇和按短路情況校驗確定的總降壓變電所高、低壓電氣設(shè)備如下。高壓電氣設(shè)備選擇與效驗項目:</p&g

73、t;<p><b>　　表 4-2-1</b></p><p>　　注 表中“+”表示必須效驗；“-”表示不要效驗</p><p>　　根據(jù)選擇條件和相關(guān)數(shù)據(jù)，宜才用型高壓斷路器，其技術(shù)數(shù)據(jù)可由附表查到。高壓短路器選擇校驗的結(jié)果如下。由選擇校驗結(jié)果可知，所選設(shè)備合乎要求。</p><p>　　1． 高壓斷路器的校驗結(jié)果如下：&l

74、t;/p><p>　　2． GN19-10/400隔離開關(guān)的校驗如下：</p><p>　　3. LDC-10/0.5型電流互感器校驗</p><p>　　4．電壓互感器的校驗</p><p>　　選擇的依據(jù)主要是根據(jù)額定電壓的大小來選擇，因此，該高壓配電所選擇JDZJ—10型的電壓互感器。</p><p>　　電壓互

75、感器的選擇與校驗：</p><p>　　4.3 低壓設(shè)備的校驗</p><p>　　第五章 防雷與接地</p><p>　　5.1 防雷基本理論</p><p>　　1）架空線路的防雷措施</p><p>　　*架設(shè)避雷線 這是防雷的有效措施，但造價高，因此只在66KV及以上的架空線路上才沿全線裝設(shè)。35KV的

76、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)。而10KV及以下的線路上一般不裝設(shè)避雷線。</p><p>　　*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。</p><p>　　*利用三角形排列的頂線兼作防雷保護(hù)線 由于3～10KV的線路是中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，因此可在三角形排列的頂線絕緣子裝以

77、保護(hù)間隙。在出現(xiàn)雷電過電壓時，頂線絕緣子上的保護(hù)間隙被擊穿，通過其接地引下線對地泄放雷電流，從而保護(hù)了下面兩根導(dǎo)線，也不會引起線路斷路器跳閘。</p><p>　　*裝設(shè)自動重合閘裝置 線路上因雷擊放電而產(chǎn)生的短路是由電弧引起的。在斷路器跳閘后，電弧即自行熄滅。如果采用一次ARD，使斷路器經(jīng)0.5s或稍長一點(diǎn)時間后自動重合閘，電弧通常不會復(fù)燃，從而能恢復(fù)供電，這對一般用戶不會有什么影響。</p>&

78、lt;p>　　*個別絕緣薄弱地點(diǎn)加裝避雷器 對架空線路上個別絕緣薄弱地點(diǎn)，如跨越桿、轉(zhuǎn)角桿、分支桿、帶拉線桿以及木桿線路中個別金屬桿等處，可裝設(shè)排氣式避雷器或保護(hù)間隙。</p><p>　　2）變配電所的防雷措施</p><p>　　*裝設(shè)避雷針 室外配電裝置應(yīng)裝設(shè)避雷針來防護(hù)直接雷擊。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，不必再考慮直擊雷

79、的保護(hù)。</p><p>　　*高壓側(cè)裝設(shè)避雷器 這主要用來保護(hù)主變壓器，以免雷電沖擊波沿高壓線路侵入變電所，損壞了變電所的這一最關(guān)鍵的設(shè)備。為此要求避雷器應(yīng)盡量靠近主變壓器安裝。</p><p>　　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。在每路進(jìn)線終端和每段母線上，均裝有閥式避雷器。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

80、式避雷器，其接地端與電纜頭外殼相聯(lián)后接地。</p><p>　　*低壓側(cè)裝設(shè)避雷器 這主要用在多雷區(qū)用來防止雷電波沿低壓線路侵入而擊穿電力變壓器的絕緣。當(dāng)變壓器低壓側(cè)中性點(diǎn)不接地時（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。</p><p>　　5.2 防雷裝置的確定</p><p><b>　　1）直擊雷的防治</b&g

81、t;</p><p>　　根據(jù)變電所雷擊目的物的分類，在變電所的中的建筑物應(yīng)裝設(shè)直擊雷保護(hù)裝置。在進(jìn)線段的1km長度內(nèi)進(jìn)行直擊雷保護(hù)。防直擊雷的常用設(shè)備為避雷針。所選用的避雷器：接閃器采用直徑的圓鋼；引下線采用直徑的圓鋼；接地體采用三根2.5m長的的角鋼打入地中再并聯(lián)后與引下線可靠連接。</p><p>　　2)雷電侵入波保護(hù)</p><p>　　由于雷電侵入波比

82、較常見，且危害性較強(qiáng)，對其保護(hù)非常重要。對變電所來說，雷電侵入波保護(hù)利用閥式避雷器以及與閥式避雷器相配合的進(jìn)線保護(hù)段；為了其內(nèi)部的變壓器和電器設(shè)備得以保護(hù)，在配電裝置內(nèi)安放閥式避雷器。</p><p><b>　　3、接地基本理論</b></p><p>　　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。埋入地中并直接與大地接觸的金屬導(dǎo)體，稱為接地體，或稱接地

83、極。專門為接地而人為裝設(shè)的接地體，稱為人工接地體。兼作接地體用的直接與大地接觸的各種金屬構(gòu)件、金屬管道及建筑物的鋼筋混凝土基礎(chǔ)等，稱為自然接地體。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。接地線在設(shè)備、裝置正常運(yùn)行情況下是不載流的，但在故障情況下要通過接地故障電流。</p><p>　　接地線與接地體合稱為接地裝置。由若干接地體在大地中相互用接地線連接起來的一個整體，稱為接地網(wǎng)。其中接地線又分為接地干

84、線和接地支線。接地干線一般應(yīng)采用不少于兩根導(dǎo)體在不同地點(diǎn)與接地網(wǎng)連接。</p><p>　　5.3 設(shè)備的安裝與選擇</p><p>　　為防止雷電產(chǎn)生的過電壓波沿線侵入變配電所而危及主變壓器等電氣設(shè)備絕緣，本次設(shè)計在高壓開關(guān)柜中沒有裝設(shè)避雷器。在10kv架空線的最后一個電線桿中裝設(shè)一組HY5W4型避雷器。這種避雷器內(nèi)部無空腔，不存在內(nèi)外氣體互相滲漏問題，安裝運(yùn)輸無破損，可靠性很高。<

85、;/p><p>　　凡是與架空線路相連的進(jìn)出線，在入戶處的電線桿進(jìn)行接地可以達(dá)到重復(fù)接地的目的，每個電纜頭均要接地。</p><p>　　按規(guī)定10kv配電裝置的構(gòu)架，變壓器的380v側(cè)中性線及外殼，以及380v電氣設(shè)備的金屬外殼等都要接地，其工頻接地電阻要求。根據(jù)土壤電阻率及，因此可采用6根直徑50mm的鋼管作接地體，用的扁鋼連接在距變電所墻角2m處，打入一排、長2.5m的鋼管接地體。每隔5

86、m打入一根，管間用的扁鋼連接。接地體所用材料見下表</p><p>　　第六章 變配電所平面布置設(shè)計</p><p>　　根據(jù)變電所應(yīng)靠近負(fù)荷中心及進(jìn)出線方便的原則，也考慮到擴(kuò)建時更換大一級變壓器的可能，可確定變電所的位置在金工車間的西南角，且在大路旁，這樣便于變壓器的運(yùn)行、檢修和運(yùn)輸，而且變壓器投入運(yùn)行時線路損耗最小。</p><p>　　本廠的環(huán)境溫度為月最高

87、平均氣溫34.20℃，變壓器放在室內(nèi)，根據(jù)10kv室內(nèi)變壓器的安裝要求，采用附設(shè)式電力變壓器室布置，并采用窄面推進(jìn)式布置。同時，儲油柜側(cè)向外，便于帶電巡視。變壓器外殼距門不應(yīng)小于1.0m，距墻不應(yīng)小于0.8m。</p><p>　　根據(jù)需要，附設(shè)式電力變壓器采用右邊出線、窄面推進(jìn)的變壓器室。變壓器室應(yīng)避免遭到“西曬”，因此門應(yīng)朝南門。</p><p>　　由于在本設(shè)計中只采用兩臺高壓開關(guān)柜

88、，根據(jù)高壓開關(guān)柜的型號、數(shù)量及其安裝特點(diǎn)，所以高壓室的尺寸可以考慮為4000mm*4000mm。其門向外開，寬度為1500mm。</p><p>　　由于低壓配電屏有9臺，查該產(chǎn)品樣本知低壓配電屏的尺寸為：寬*深*高為1000mm*600mm*2200mm，采用單列布置有9m長，根據(jù)長度大于7m時，應(yīng)設(shè)兩個安全出口，并應(yīng)設(shè)在柜的兩端的原則，出口寬度為800mm，考慮墻的厚度為240mm，所以低壓室的長度應(yīng)考慮，該

89、種型號的開關(guān)柜其柜后應(yīng)留1000mm,柜前至少應(yīng)留有1500mm,為了跟變壓器室對齊，低壓室寬度可以取4000mm。在配電室的兩端各設(shè)一個門，且門斗向外開，利用緊急情況時，人員外出和處理事故。</p><p><b>　　第七章 設(shè)計圖樣</b></p><p><b>　　結(jié)束語</b></p><p>　　感謝我的導(dǎo)

90、師吳沁園副教授，她嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣；她循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪。</p><p>　　忙碌了一個多月，我的畢業(yè)設(shè)計課題也終將告一段落，畢業(yè)設(shè)計，也許是我大學(xué)生涯交上的最后一個作業(yè)了。想籍次機(jī)會感謝三年以來給我?guī)椭乃欣蠋?、同學(xué)，你們的友誼是我人生的財富，是我生命中不可或缺的一部分。通過畢業(yè)設(shè)計，我對所學(xué)專業(yè)知識有了更系統(tǒng)的認(rèn)識，為以后工作打下了堅實的基礎(chǔ)。

91、能夠獨(dú)立的完成項目的設(shè)計和設(shè)備的選擇，達(dá)到最經(jīng)濟(jì)的目的。</p><p>　　大學(xué)生活即將匆匆忙忙地過去，但我卻能無悔地說:“我曾經(jīng)來過?！贝髮W(xué)三年，但它給我的影響卻不能用時間來衡量，這三年以來，經(jīng)歷過所有事，所有人，都將是我以后人生歷程的又一個起點(diǎn)，在這里祝福大學(xué)里跟我風(fēng)雨同舟的朋友們一路走好，未來總會是更加精彩。</p><p><b>　　致謝</b></

92、p><p>　　光陰似箭，歲月如梭，不知不覺我即將走完大學(xué)生涯的第三個年頭，回想這一路走來的日子，父母的疼愛關(guān)心，老師的悉心教誨，朋友的支持幫助一直陪伴著我，讓我漸漸長大，也慢慢走向成熟。 </p><p>　　首先，要感謝的是我的畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)老師——**副教授。本次設(shè)計論文論文從開題、資料查找、修改到最后定稿，如果沒有她的心血，尚不知以何等糟糕的面目出現(xiàn)。我很自豪有這樣一位老師，她值得我感

93、激和尊敬。以及湯光華教授、肖洪流高工等專業(yè)老師，謝謝你們這三年以來對我的關(guān)心和照顧，從你們身上，我學(xué)會了如何學(xué)習(xí)，如何工作，如何做人。</p><p>　　其次，我還要真誠地謝謝班上同學(xué)及寢室的室友，你們給予了我很多幫助，在我的學(xué)習(xí)工作生活各個方面，你們給我提出了很多寶貴的建議，我的成長同樣離不開你們。你們對我的關(guān)心、幫助和支持是我不斷前進(jìn)的動力之一，我的大學(xué)生活因為有你們而更加精彩。 </p>

94、<p>　　再次，我還要認(rèn)真地謝謝一起做畢業(yè)設(shè)計的李東亞、丁旭祥、鄧超、王成彬四位同學(xué)。沒有你們的支持，我想我們不能很好的完成這項工作，你們提供的寶貴意見是我受益匪淺。 </p><p>　　最后，我要感謝我的父母及家人，沒有人比你們更愛我，你們對我的關(guān)愛讓我深深感受到了生活的美好，謝謝你們一直以來給予我的理解、鼓勵和支持，你們是我不斷取得進(jìn)步的永恒動力。 </p><p>&

95、lt;b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1、國家標(biāo)準(zhǔn)局《電氣制圖及圖形符號國家標(biāo)準(zhǔn)匯編》北京：標(biāo)準(zhǔn)出版社，1989</p><p>　　2、白公編著，怎樣閱讀電氣工程圖。北京：機(jī)械工程出版社，2001</p><p>　　3、朱林根主編，現(xiàn)代建筑電氣設(shè)計施工手冊。北京：中國建筑工業(yè)出版社1998</p><p>

96、　　4、電氣工程師（供配電）實務(wù)手冊編寫組，電氣工程師（供配電）實務(wù)手冊。北京：機(jī)械工程出版社，2002</p><p>　　5、航空工業(yè)規(guī)劃設(shè)計研究院等。工業(yè)與民用配電設(shè)計手冊。北京：水利水電出版社，1994</p><p>　　6、李友文編，工廠供電。北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006</p><p>　　7、施文英等編，實用維修電工手冊。北京：化學(xué)工業(yè)出版社，20