配電所供電系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)

所屬院系： 電氣工程學(xué)院專業(yè)： 自動(dòng)化題目：新大城北校區(qū)1#教學(xué)樓變電所供配電系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)班級(jí)： 13-1學(xué)生姓名：學(xué)生學(xué)號(hào)：縱觀世界背景，毫無(wú)疑問(wèn)改革和發(fā)展是當(dāng)今世界的主流，而世界各國(guó)的發(fā)展無(wú)不從發(fā)展生產(chǎn)力出發(fā)，而電力系統(tǒng)目前作為一種涉及國(guó)民生存的基礎(chǔ)性資源，已經(jīng)成為了人民日常生活中不可取代的物品，在現(xiàn)代的社會(huì)中，電力系統(tǒng)是現(xiàn)代的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的神經(jīng)中樞，是一切動(dòng)力的源泉，電力系統(tǒng)在我們?nèi)粘５纳钪?，將占有越?lái)越重要的位置，其重要性越來(lái)越突出。同時(shí)由于現(xiàn)在社會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)的安全性可靠性，以及經(jīng)濟(jì)性優(yōu)越性等指標(biāo)，提出了越來(lái)越高的要求，就對(duì)我們專業(yè)而言，能夠十分清楚的認(rèn)識(shí),了解電力系統(tǒng)的基本知識(shí)，是十分有必要的，尤其是對(duì)將來(lái)有志于從事電力行業(yè)的同學(xué)，電力系統(tǒng)作為一個(gè)相對(duì)成熟的行業(yè)，其基本知識(shí)方法都是成熟的，同時(shí)電力系統(tǒng)所包含的知識(shí)也是十分多的，在我們?nèi)粘Ｉ钪?，?yīng)用也十分廣泛，所以對(duì)于我們來(lái)說(shuō)，能夠認(rèn)識(shí)以及掌握一門電學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)是至關(guān)重要的，并將其知識(shí)與實(shí)際相結(jié)合，只有這樣，才能將電學(xué)知識(shí)熟練的運(yùn)用，以備不時(shí)之需。本論文主要對(duì)新疆大學(xué)新校區(qū)教學(xué)樓變電所供配電系統(tǒng)進(jìn)行初步設(shè)計(jì)，根據(jù)電力系統(tǒng)的知識(shí)，嚴(yán)格按照符合安全可靠綠色的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)教學(xué)樓的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了仔細(xì)的審查，最終得出了具體的實(shí)施方案。在其設(shè)計(jì)過(guò)程中進(jìn)行了大量的社會(huì)調(diào)研，了解了新校區(qū)具體的設(shè)計(jì)規(guī)劃，電力系統(tǒng)電源的具體要求以及相關(guān)的參數(shù)，在論文的設(shè)計(jì)過(guò)程中，我進(jìn)行了負(fù)荷計(jì)算，設(shè)計(jì)畫出了教學(xué)樓變電所的供配電系統(tǒng)圖，以及低壓配電系統(tǒng)圖，最終確定了變電所供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)，配電所，負(fù)荷計(jì)算AbstractThedesignonthetopicof"LiaoningInstituteofTechnologyTeachingBuildingsubstationexpansionpreliminarydesign."Themaindesignelementsinclude:10/0.4kVmaintransformersubstationchoice;ElectricalSubstationmainwiringdesign;Short-circuitcurrentcalculation;LoadCalculation;Reactivepowercompensation;ElectricalEquipment(bus,HVcircuitbreakers,isolationswitches,currenttransformerandvoltagetransformer,andcompensationcapacitorMOA);DistributionEquipmentdesign;relayPlanningandDesign;Lightningprotectiondesign.Accordingtothemainlineofelectricaldesignshouldmeetthereliability,flexibility,economyrequirements,ThesubstationmainelectricalwiringHighSidesingle-buswiring,lowvoltagesideofthesingle-busabovethemainelectricalwiringform;thelow-pressuresideloadcalculatedusingthestatisticalneedscoefficient;Toreducethereactivepowerloss,increasedenergyutilization,Thedesignofreactivepowercompensationdesign,powerfactorfrom0.69to0.9;short-circuitcurrentcalculationsincludeshort-circuitpointfortheselectionandspecificnumericalcalculation;andelectricalequipmentchosenbythechoiceofratedcurrent,short-circuitcurrentcalculationbytheresultsofthecalibrationmethods;relaydesignofthemaintransformerCurrentProtectionandover-currentprotectiondesign;distributioninstallationscompletesetofpowerdistributionequipment;Thesubstationusingdirectlightningstrokepreventionlightningprotection.Thedesignisverycloseattentiontotheuseofourelectricaldesignofthenewtechnologyandnewequipment,practicalandstrong,Takingintoaccounttheactualapplication,inauser-friendlylanguagetodescribeit.Keywords：:substationdesign;Electricalwiring;Relay.、八、▲前言電力系統(tǒng)是一個(gè)非常廣泛的定義，根據(jù)電力使用場(chǎng)所以及要求的不同，會(huì)有相應(yīng)的電力系統(tǒng)解決方案。這次設(shè)計(jì)題目是《新大城北校區(qū)一號(hào)教學(xué)樓變電所弓背電系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)》。此設(shè)計(jì)題目是根據(jù)新疆大學(xué)新校區(qū)的規(guī)劃而設(shè)計(jì)的，十分貼合實(shí)際。新疆大學(xué)新校區(qū)總建筑面積280萬(wàn)平方米，以多層建筑為主，局部一類二類高層建筑。根據(jù)學(xué)校規(guī)劃，變電所的確定主要以各配電所按照附近單體負(fù)荷中心的原則上進(jìn)行設(shè)置，根據(jù)要求，型式為附建式，為了不影響校園外景，以及各主要功能房的使用，變電所的低壓主要供電距離要控制在二百米以內(nèi)，變配電所高壓系統(tǒng)必須設(shè)有今天為何變壓柜，并且低壓系統(tǒng)要設(shè)有進(jìn)線柜補(bǔ)償柜，以及聯(lián)絡(luò)柜和控制線柜，接線方式原則上為單母線分段方式，要求供電距離短并且，節(jié)省低壓電纜，同時(shí)還可以提高變壓器的運(yùn)行負(fù)荷效率，以達(dá)到技術(shù)可靠，經(jīng)濟(jì)合理的要求。因此，此次設(shè)計(jì)除了要根據(jù)新校區(qū)具體的規(guī)劃情況，還要考慮到設(shè)計(jì)的可靠性經(jīng)濟(jì)性，以及電能的合理使用，要合理的解決，線路保護(hù)，變壓器保護(hù)，接地保護(hù)，防雷保護(hù)等相關(guān)問(wèn)題，此次設(shè)計(jì)涉獵廣泛，根據(jù)要求其涉及到，發(fā)電電氣部分，電力系統(tǒng)的分析，電力系統(tǒng)自動(dòng)化，還有電力系統(tǒng)繼電保護(hù)等等。在設(shè)計(jì)之時(shí)，首先要確定教學(xué)樓的規(guī)劃，以及教學(xué)樓內(nèi)設(shè)備的種類，估算出教學(xué)樓的大概功率，其次，根據(jù)教學(xué)樓的具體情況進(jìn)行電線的選擇，線路保護(hù)等，逐步完成此次設(shè)計(jì)。此次設(shè)計(jì)內(nèi)容是對(duì)我大學(xué)學(xué)習(xí)水平的一次檢驗(yàn)，更是一次鍛煉，通過(guò)這次設(shè)計(jì)，培養(yǎng)了我運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題的能力，使所學(xué)知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際之中，收獲非淺。同時(shí)在這次設(shè)計(jì)之中，由于自己知識(shí)水平的限制以及經(jīng)驗(yàn)匱乏，自己課下查閱了不少資料，并對(duì)相關(guān)知識(shí)進(jìn)行了大量的學(xué)習(xí)。第一次設(shè)計(jì)，由于自己能力的原因，中間出現(xiàn)過(guò)多次挫折，但都努力的去查閱相關(guān)資料進(jìn)行解決，指導(dǎo)老師也給予自己相當(dāng)大的幫助，幫助我解決許多困難。在整個(gè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需要大量的技術(shù)資料，除了老師給自己的資料以外，資料準(zhǔn)備主要是對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行查詢。根據(jù)自己的設(shè)計(jì)要求以及相關(guān)內(nèi)容，我還和同學(xué)進(jìn)行充分的交流學(xué)習(xí)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，同學(xué)也給予了我很多幫助。一個(gè)好的論文不能只有文字?jǐn)⑹?，更重要的還要有圖片的展示，所以在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我搜尋了大量的圖片資料，使設(shè)計(jì)的內(nèi)容豐富多彩，一目了然。最后，由于設(shè)計(jì)者的水平不高，掌握的知識(shí)有限，對(duì)最前沿的知識(shí)了解甚少。而電氣技術(shù)發(fā)展也十分迅速，國(guó)內(nèi)國(guó)外技術(shù)交融在一起，國(guó)內(nèi)的電氣設(shè)備制造技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，也在發(fā)生著變化，對(duì)設(shè)計(jì)來(lái)講更是雪上加霜，并且自己是初次設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)上難免會(huì)出現(xiàn)一些不足，考慮不周全，還希望老師能夠諒解，并且給予批評(píng)指正，以便改進(jìn)此次設(shè)計(jì)。本論文主要對(duì)新疆大學(xué)城北校區(qū)一號(hào)教學(xué)樓變電所供配電系統(tǒng)進(jìn)行初步設(shè)計(jì)。新疆大學(xué)的新校區(qū)校園內(nèi)的總建筑面積為280萬(wàn)平方米，以多層建筑為主，局部一類二類高層建筑，根據(jù)要求進(jìn)行校園內(nèi)的供配電系統(tǒng)及室外供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，此論文只對(duì)新疆大學(xué)城北校區(qū)的一號(hào)教學(xué)樓變電配電系統(tǒng)進(jìn)行初步設(shè)計(jì)，其主要目的是了解電力系統(tǒng)的電源條件和相應(yīng)的參數(shù)，并且了解正在規(guī)劃中的一號(hào)教學(xué)樓的相關(guān)情況，根據(jù)新校區(qū)的情況進(jìn)行供配電系統(tǒng)的初步設(shè)計(jì)，以保證教學(xué)樓的正常運(yùn)行。第一章緒論1.1畢業(yè)設(shè)計(jì)題目新大城北校區(qū)1#教學(xué)樓變電所供配電系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)1.2畢業(yè)設(shè)計(jì)目的此設(shè)計(jì)是新大城北校區(qū)1#教學(xué)樓變電所供配電系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)中涉及“發(fā)電廠電氣部分”、“電力系統(tǒng)自動(dòng)化”、“電力系統(tǒng)分析”、“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)”等有關(guān)課程的相關(guān)內(nèi)容，這個(gè)設(shè)計(jì)可以培養(yǎng)學(xué)生，如何運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行問(wèn)題分析解決問(wèn)題等能力,由于學(xué)生在校內(nèi)接受的實(shí)際操作比較少,通過(guò)這次具體實(shí)戰(zhàn),,使學(xué)生對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工作有了具體的了解,通過(guò)這次設(shè)計(jì)，使學(xué)生在各方面能力都得到了極大的提升.設(shè)計(jì)內(nèi)容：（1）進(jìn)行社會(huì)實(shí)踐調(diào)研、了解新疆大學(xué)城北校區(qū)的設(shè)計(jì)規(guī)劃、電力系統(tǒng)的電源條件及相關(guān)參數(shù)、了解規(guī)劃中的1#教學(xué)樓的相關(guān)情況等。（2）根據(jù)實(shí)際調(diào)研情況，進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算。（3）選擇變壓器的臺(tái)數(shù)、型號(hào)和容量，初步設(shè)計(jì)1#教學(xué)樓的供配電系統(tǒng)。（4）進(jìn)行短路電流的計(jì)算。（5）選擇和校驗(yàn)一次開關(guān)設(shè)備，并確定變電所供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。（6）對(duì)供電系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)設(shè)計(jì)。（7）設(shè)計(jì)并畫出1#教學(xué)樓變電所的供配電系統(tǒng)圖、及低壓配電系統(tǒng)圖。（8）畫出主變電所平面及剖面圖。（9）寫出畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書。供配電所設(shè)計(jì)的意義工廠供電設(shè)計(jì)的任務(wù)是保障電能從安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)、地送到工廠的各個(gè)部門。眾所周知，電能是現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動(dòng)力。是用其它形式能轉(zhuǎn)化為電能，電能又易于轉(zhuǎn)換為其它形式的能量以供應(yīng)用。電能的輸送的分配既簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，又便于控制、調(diào)節(jié)和測(cè)量，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化。因此，電能在現(xiàn)代工業(yè)及整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)生活中應(yīng)用極為廣泛。電能在工業(yè)生產(chǎn)中的重要性，并不在于他在產(chǎn)品成本中或投資總額中所占的比重多少，而在于工業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)電氣化以后可以大大增加產(chǎn)量，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低成本。因此，一個(gè)穩(wěn)定可靠的供配電系統(tǒng)對(duì)發(fā)展工業(yè)生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的工業(yè)，具有十分重要的意義。由于能源節(jié)約是工廠供電工作的一個(gè)重要方面，而能源節(jié)約對(duì)于國(guó)家建設(shè)經(jīng)濟(jì)性社會(huì)具有更重要的戰(zhàn)略意義。因此在當(dāng)今全球資源緊張的局勢(shì)下，一個(gè)好的供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，對(duì)于節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境、支援國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)，也具有重大的作用。供配電所設(shè)計(jì)的要求工廠供電工作要更好地為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)，切實(shí)保證工廠生產(chǎn)和生活用電的需要，并做好節(jié)能工作，就必須達(dá)到一下基本要求：1、工廠供電設(shè)計(jì)必須嚴(yán)格遵守國(guó)家的有關(guān)法令、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，執(zhí)行國(guó)家的有關(guān)方針、政策，如節(jié)約有色金屬，以鋁代銅，采用低能耗設(shè)備以節(jié)約能源等。2、必須從全局出發(fā)，按照負(fù)荷的等級(jí)、用電容量、工程特點(diǎn)和地區(qū)供電規(guī)劃統(tǒng)籌規(guī)劃，合理確定整體設(shè)計(jì)方案。3、工廠供電設(shè)計(jì)應(yīng)做到供電可靠、保證人身和設(shè)備安全。要求供電電能質(zhì)量合格、優(yōu)質(zhì)、技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理。設(shè)計(jì)應(yīng)采用符合國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的效率高、能耗低、性能先進(jìn)的設(shè)備。4、應(yīng)根據(jù)整個(gè)工程的特點(diǎn)、規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃，正確處理工程的近、遠(yuǎn)期的建設(shè)發(fā)展關(guān)系，以近為主，遠(yuǎn)、近結(jié)合，適當(dāng)考慮擴(kuò)建的可能性?？偨Y(jié)一點(diǎn)就是要安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)。此外，在供電工作中，應(yīng)合理的處理局部和全局、當(dāng)前和長(zhǎng)遠(yuǎn)等關(guān)系。既要照顧局部和當(dāng)前的利益，又要有全局的觀點(diǎn)，能顧全大局，適應(yīng)發(fā)展。1.3本文的主要內(nèi)容本文主要對(duì)10KV及以下供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，其內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面。1、 負(fù)荷計(jì)算及無(wú)功功率補(bǔ)償計(jì)算；2、 變配電所主變壓器選擇；3、 變配電所電器主接線方案的選擇；4、 短路電流計(jì)算；5、 變配電所一次電氣設(shè)備的選擇；6、 變配電所的計(jì)量、測(cè)量及控制回路等二次回路方案選擇；7、 變電所防雷保護(hù)及接地裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算；8、 繪制供電系統(tǒng)電氣原理圖第二章全廠設(shè)計(jì)資料東盛化工機(jī)械廠的供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)：按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50052-95《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》、GB50053-94《10KV及以下變電所設(shè)計(jì)規(guī)范》及GB50054-95《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》等規(guī)范，進(jìn)行工廠供配電設(shè)計(jì)。做“安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)”的基本要求。并處理好局部與全局、當(dāng)前與長(zhǎng)遠(yuǎn)利益的關(guān)系，以便適應(yīng)今后發(fā)展的需要，同時(shí)還要注意電能和有色金屬的節(jié)約等問(wèn)題。啟東市東盛化工機(jī)械廠基本情況如下：1、電源：工廠4公里方向有一降壓變電所（①號(hào)電站）110/35/10KV,3000KVA變壓器一臺(tái)作為工廠的主電源，10KV母線三相短路容量：1920MVA；用10KV的電壓以單回架空線向工廠實(shí)行供電。供電部門對(duì)國(guó)家左右的公司有這樣一個(gè)規(guī)定：⑴區(qū)域變電站35KV饋電母線的過(guò)電流保護(hù)整定時(shí)間1.8S,要求工廠總壓降變電所的過(guò)電流保護(hù)整定時(shí)間不大于1.3s。⑵工廠最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)因不低于0.9，要求10KV側(cè)cos?€0.91。⑶本設(shè)計(jì)里面我主要突出是設(shè)計(jì)本廠里面的一個(gè)機(jī)械加工車間，功率因數(shù)也就按照全場(chǎng)的要求來(lái)計(jì)算。2、 該車間平時(shí)為三班倒，全年工作時(shí)間為5000h,最大負(fù)荷利用時(shí)數(shù)為4500h。（這個(gè)數(shù)值僅供參考）3、 電費(fèi)：有兩種價(jià)格⑴基本電價(jià)：工廠總壓降變電所變壓器總?cè)萘縺15元/月；⑵電能電價(jià)：按所在地工業(yè)電價(jià)計(jì)算。一般取動(dòng)力電費(fèi)3毛錢一度電，照明電費(fèi)按5.5毛一度。4、 進(jìn)行工廠總壓降變電所35KV、10KV母線三相短路計(jì)算時(shí)，沖擊系數(shù)kch均取1.8。5、 關(guān)于全廠符合情況見下表：表2-1、全廠負(fù)荷廠房編號(hào)廠房名稱負(fù)荷類別設(shè)備容量/KW需要系數(shù)功率因數(shù)1配件中心動(dòng)力3500.250.8照明80.81.02焊接車間動(dòng)力4000.250.8照明80.81.03機(jī)械加工車間見表2-24工具車間動(dòng)力3800.250.8照明90.81.05電鍍車間動(dòng)力2700.250.8照明50.81.06吹灰處理動(dòng)力1400.250.8照明40.81.07包裝間動(dòng)力2300.250.8照明70.81.08維修車間動(dòng)力1800.250.8照明40.81.09鍋爐房動(dòng)力700.250.8照明10倉(cāng)庫(kù)動(dòng)力500.250.8

照明11員工宿舍區(qū)照明2500.80.8表2-2、機(jī)械加工車間設(shè)備明細(xì)表序號(hào)設(shè)備名稱設(shè)備容量/KW臺(tái)數(shù)需要系數(shù)功率因素1普通車床-110€0.12560.250.52車普通床-22€0.07510.250.53普通車床-37€0.62510.250.54普通車床-45€0.62510.250.55普通車床-54€0.62510.250.56普通車床-63€0.12510.250.57管螺紋車床10€0.12520.250.58螺旋套絲機(jī)3€0.12510.250.59鉆床8€0.520.250.510立式鉆床3€0.12510.250.511單臂吊橋10€12立式砂輪1.7540.250.513刨床310.250.514萬(wàn)能銑床1310.250.515立式銑床9€0.12550.250.516滾齒機(jī)17插床470.250.518弓鋸床1.710.250.519立式鉆床0.610.250.520電極式電阻爐2010.250.521井式電阻爐2410.250.522箱式電阻爐4560.250.523萬(wàn)能工具磨床31.910.250.524立式鏜床35.710.250.525臥式刨床1010.250.526單臂刨床7010.250.527加工車間照明2510.250.9教學(xué)樓基本情況簡(jiǎn)介：手段.此階段需要的原始資料有:①供電區(qū)域的總平面圖;②供電區(qū)域逐年及最終規(guī)模的最大負(fù)荷、年耗電第三章負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功補(bǔ)償3.1負(fù)荷計(jì)算的目的和意義工廠供電負(fù)荷計(jì)算（或稱為計(jì)算負(fù)荷）的目的是確定工廠最大負(fù)荷，作為按允許發(fā)熱條件選擇供電變壓器、輸電線路導(dǎo)線及開關(guān)電器等電氣設(shè)備的依據(jù)電力負(fù)荷計(jì)算的方法主要有需要系數(shù)法、二項(xiàng)式法和單位產(chǎn)值耗電量法。需要系數(shù)法計(jì)算簡(jiǎn)單對(duì)任何工業(yè)企業(yè)都適用，特別適用長(zhǎng)期工作制用電設(shè)備占主要負(fù)荷的車間，計(jì)算結(jié)果基本符合實(shí)際。二項(xiàng)式法考慮了用電設(shè)備的數(shù)量和大容量用電設(shè)備符合的影響。計(jì)算結(jié)果偏大，適用于機(jī)械加工企業(yè)的負(fù)荷計(jì)算。已知產(chǎn)品的單位產(chǎn)量的耗電量或單位產(chǎn)值的耗電量時(shí)，可用單位產(chǎn)量和單位

產(chǎn)值耗電量法進(jìn)行估算，單位面積用電量法使用于住宅、辦公室和具有均勻分布符合的生產(chǎn)線等負(fù)荷的計(jì)算。負(fù)荷計(jì)算的目的是：1、計(jì)算變配電所內(nèi)變壓器的負(fù)荷電流及視在功率，作為選擇變壓器容量的依據(jù)。2、計(jì)算流過(guò)各主要電氣設(shè)備（斷路器、隔離開關(guān)、母線、熔斷器等）的負(fù)荷電流，作為選擇這些設(shè)備的依據(jù)。3、計(jì)算流過(guò)各條線路（電源進(jìn)線、高低壓配電線路等）的負(fù)荷電流，作為選擇這些線路電纜或?qū)Ь€截面的依據(jù)。4、計(jì)算尖峰負(fù)荷，用于保護(hù)電氣的整定計(jì)算和校驗(yàn)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)條件。5、為電氣設(shè)計(jì)提供技術(shù)依據(jù)。計(jì)算負(fù)荷是工程設(shè)計(jì)中按照發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線和電氣設(shè)備額依據(jù)。計(jì)算負(fù)荷確定得是否合理，直接影響到電器和導(dǎo)線電纜的選擇是否經(jīng)濟(jì)合理，如果計(jì)算負(fù)荷確定的過(guò)大，將使電氣和導(dǎo)線電纜選得過(guò)大，照成投資和有色金屬的浪費(fèi)，而變壓器負(fù)荷率較低運(yùn)行時(shí)，也將造成長(zhǎng)期低效率運(yùn)行。如果計(jì)算負(fù)荷確定過(guò)小，又將使電氣和掉線處過(guò)于負(fù)荷運(yùn)行，增加電能損耗，產(chǎn)生過(guò)熱，導(dǎo)線絕緣過(guò)早老化甚至產(chǎn)生火災(zāi)，造成更大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，正確確定計(jì)算負(fù)荷具有很大的意義。負(fù)荷計(jì)算我國(guó)目前普遍采用需要系數(shù)法和二項(xiàng)式系數(shù)法確定用電設(shè)備的負(fù)荷，其中需要系數(shù)法是國(guó)際上普遍采用的確定計(jì)算負(fù)荷的方法，最為簡(jiǎn)便，而二項(xiàng)式系數(shù)法在確定設(shè)備臺(tái)數(shù)較少且各臺(tái)設(shè)備容量差別大的分支干線計(jì)算負(fù)荷時(shí)比較合理，本文采用需要系數(shù)法。1、確定用電設(shè)備組或用電單位計(jì)算負(fù)荷的公式用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷，是指用電設(shè)備從供電系統(tǒng)中取用的半小時(shí)最大負(fù)荷，所以通常用:式中PWN€式中PWN€MNP，P /W?P30 N€M N N€M—電動(dòng)機(jī)的額定功率；—電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)荷下的效率。(3-1)1）需要系數(shù)法在所計(jì)算的范圍內(nèi)（如一條干笑、一段母線或一臺(tái)變壓器），將用電設(shè)備按其設(shè)備性質(zhì)不同分為若干組，對(duì)每一組選用合適的需要系數(shù)，算出每組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷，然后由各組計(jì)算負(fù)荷求總的計(jì)算負(fù)荷，這種方法稱為需要系數(shù)法。所以需要系數(shù)法一般用來(lái)求多臺(tái)三相用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷

P=KK/(WW)P30 €LeWLe(3-2)式中P—設(shè)備容量e令K€KL/(WWWL)=KKd就稱為需要系數(shù)。€L eWL d d單組用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷(3-3)(3-4)(3-5)(3-6)P =KP(KW)(3-3)(3-4)(3-5)(3-6)30 deQ —Ptan,(Kvar)N(A)2、機(jī)械加工車間負(fù)荷計(jì)算SN(A)2、機(jī)械加工車間負(fù)荷計(jì)算(1)需要系數(shù)K二0.25的設(shè)備d因?yàn)椋篊os,=0.5,tan,=1.73所以：PXK=721X0.25=180.25KW (3-7)301gldQ=Pxtan,=180.25x1.73 =311.8325 Kvar301(3-8)(2)需要系數(shù)K=0.25的設(shè)備dP=25KWg2甩為:C0sxp6=H0.J9，7+5ton4P+=3?5i0x2+3+8x2+3+10+1.75x4所軸13^302=兔5+K4d：=25^40x25=61^7KW0.6+20+24+45x6+31.9絹-9)35.7+Q0=70Xtan,==721KW6.25 x 0.5=3.125 KvarTOC\o"1-5"\h\z302(3-10)機(jī)械加工車間總負(fù)荷計(jì)算：P=P+P=180.25+6.25=186.5KW (3-11)30 301 302Q=Q+Q=311.8325 +3.125=314.9575Kvar (3-12)30 301 302全廠負(fù)荷計(jì)算全廠動(dòng)力(除機(jī)械加工車間外)P=PxK=2070x0.25=517.5KW(3-13)30gdq=pXtan,= 517.5X0.75=388.125Kvar30 303-14)全廠照明（除機(jī)械加工車間外）P€pxK€298x0.8=238.4KW （3-15）30 ,dQ€pxtan?+Pxtan?= 600x0.8x0.75=360Kvar30 30 1ZM 2（3-16）（條件：有功同時(shí)系數(shù)為0.95，無(wú)功同時(shí)系數(shù)為0.97）全廠有功功率=（機(jī)械加工車間有功負(fù)荷+全廠動(dòng)力有功負(fù)荷+全廠照明有功負(fù)荷）x0.95= （186.5+517.5+238.4）x0.95=942.4x0.95=895.28KW（3-17）全廠無(wú)功功率=（機(jī)械加工無(wú)功負(fù)荷+全廠動(dòng)力無(wú)功負(fù)荷+全廠照明無(wú)功負(fù)荷）x0.97=（314.9575+388.125+360）x0.97=1031.2Kvar （3-18）Cos?€895.28/1365.6=0.66目前工廠中大多數(shù)負(fù)載都是感性負(fù)載，如異步電動(dòng)機(jī)、變壓器等，使功率因素偏低。若功率因素打不到0.85，就需要工人補(bǔ)償。提高功率因素的方法可采用同步補(bǔ)償機(jī)或裝設(shè)補(bǔ)償電容器。由于本設(shè)計(jì)中要求功率因數(shù)大于等于0.9，而由于上面計(jì)算功率因數(shù)小于0.9，因此需要進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。綜合考慮采用并聯(lián)電容進(jìn)行高壓集中補(bǔ)償。表3-1全廠負(fù)荷計(jì)算名稱無(wú)功功率（Kvar）有功功率（KW）機(jī)械加工車間動(dòng)力設(shè)備311.83180.25照明設(shè)備3.136.25全廠（除機(jī)械加工車間外動(dòng)力設(shè)備388.13517.5照明設(shè)備360238.46.1電氣設(shè)備選擇第七章防雷與接地7.1防雷設(shè)備防雷的設(shè)備主要有接閃器和避雷器,其中,接閃器就是專門用來(lái)接受直擊雷的金屬物體。接閃的金屬成為避雷器。接閃的金屬線成為避雷線,或稱架空地線接閃的金屬帶稱為避雷帶。接閃的金屬網(wǎng)稱為避雷網(wǎng)。避雷器是用來(lái)防止雷電產(chǎn)生的過(guò)電壓波沿線路侵入變配電所或其它建筑物內(nèi),以免危及被保護(hù)設(shè)備的絕緣。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)。當(dāng)線路上出現(xiàn)危及設(shè)備絕緣的雷擊過(guò)電壓時(shí),避雷器的火花間隙就被擊穿,由高阻變低阻,使過(guò)電壓對(duì)大地放電,從而保護(hù)了設(shè)備的絕緣。避雷器的形式主要有閥式和排氣式等。高壓側(cè)裝設(shè)避雷器：這主要用來(lái)保護(hù)主變壓器，以免雷擊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)鍵設(shè)備。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)線所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，器接地端與電纜頭外殼相連后接地。低壓側(cè)裝設(shè)避雷器：這主要用在多雷區(qū)用來(lái)防止雷擊波沿低壓線路侵入而擊穿電力變壓器的絕緣。當(dāng)變壓器的低壓側(cè)中性點(diǎn)不接地時(shí)，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)間歇。接地裝置電器設(shè)備的某部分與大地之間做良好的電器連接,成為接地。埋入地中并直接與大地接觸的金屬導(dǎo)體,稱為接地體,也叫接地極。專門為接地而認(rèn)為裝設(shè)的接地體,成為人工接地。兼作接地體使用的直接與大地接觸的各種金屬構(gòu)件和金屬管道及建筑物的鋼筋混泥土基礎(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。接地線與接地體合稱為接地裝置。由若干個(gè)接地體在大地中相互接地線了連接起來(lái)的一個(gè)整體,稱為接地網(wǎng)。其中接地線又分為接地干線和接地支線。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。驗(yàn).熔斷器的熔體額定電流按Ie=kII.max進(jìn)行選擇，其中k為可靠系數(shù),當(dāng)不計(jì)電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)時(shí)取1.1?1.3,考慮電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)時(shí)取1.5?2.0;I1.max為電力變壓器回路的最大工作電流.熔管的額定電流三熔體的額定電流.選擇熔斷器時(shí),還應(yīng)保證前后兩級(jí)熔斷器之間（多見于美式箱變）、熔斷器與電源側(cè)的繼電保護(hù)之間、熔斷器與負(fù)荷側(cè)的繼電保護(hù)之間的動(dòng)作選擇性.當(dāng)本段保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生短路故障時(shí),應(yīng)在最短的時(shí)間內(nèi)切除故障.當(dāng)電網(wǎng)接有其它接地保護(hù)時(shí),回路中的最大接地電流與負(fù)荷電流之和應(yīng)小于最小熔斷電流.7.30.4kV開關(guān)柜的選擇0.4kV開關(guān)柜的主流產(chǎn)品目前有GGD、GCK、GCS等.按正常工作條件選擇，按短路狀態(tài)校驗(yàn).一般對(duì)于接線簡(jiǎn)單、出線回路少的場(chǎng)合采用GGD型.對(duì)于出線多、供電可靠性較高、供電設(shè)備較美觀的場(chǎng)合采用GCK或GCS型.無(wú)論采用何種柜型，其所配置的開關(guān)都應(yīng)根據(jù)負(fù)荷的用電要求及用戶的資金準(zhǔn)備情況加以合理選擇，使其具有較高的性價(jià)比.7.4電力電纜的選擇首先應(yīng)根據(jù)用途、敷設(shè)方式和使用條件來(lái)選擇電力電纜的類型.YJV型交聯(lián)聚乙烯電纜和VV型聚氯乙烯電纜是目前工程建設(shè)中普遍選用的兩種電纜.YJV型電纜與VV型電纜相比，YJV型電纜雖然價(jià)格略高，但具有外徑小、重量輕、載流量大、壽命長(zhǎng)的顯著優(yōu)點(diǎn)(YJV型電纜壽命可長(zhǎng)達(dá)40年，VV型電纜壽命僅為20年)，因此在工程設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量選用YJV型交聯(lián)聚乙烯電纜.電纜的額定電壓UN三所在電網(wǎng)的額定電壓.按長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流選擇電纜的截面.但當(dāng)電纜的最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)Tmax>5000h，且長(zhǎng)度超過(guò)20米時(shí)，則應(yīng)按經(jīng)濟(jì)電流密度來(lái)選擇.允許電壓降的校驗(yàn).對(duì)供電距離較遠(yuǎn)、容量較大的電纜線路，應(yīng)滿足:AU%=173ImaxL(rcos血+xsin血)/UW5%，U、L為線路工作電壓(線電壓)和長(zhǎng)度；cos血為功率因數(shù)；r、x為電纜單位長(zhǎng)度的電阻和電抗.熱穩(wěn)定的校驗(yàn)電纜應(yīng)滿足的條件為:所選電纜截面S三Qd/CX100(mm2).Qd為短路電流的熱效應(yīng)，(A2S);C為熱穩(wěn)定系數(shù).如我縣某企業(yè)的供電電源是從緊鄰的一座llOkV變電所的10kV側(cè)專線接入的，由于該企業(yè)的用電負(fù)荷不是很大，若按長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流選擇的電纜截面，或按經(jīng)濟(jì)電流密度來(lái)選擇的電纜截面均在95mm2以下，但在熱穩(wěn)定校驗(yàn)時(shí)，所選電纜截面SWQd/CX100(mm2)，電纜截面至少需在120mm2及以上.繼電保護(hù)的配置當(dāng)變壓器故障時(shí)，在保護(hù)的配置上一般有兩種途徑:如選用斷路器或開關(guān)來(lái)開斷短路電流，則配以各類的微機(jī)保護(hù).如一次設(shè)備選用的是負(fù)荷開關(guān)，則選用熔斷器來(lái)保護(hù).兩者比較如下.斷路器或開關(guān)具備所有的保護(hù)功能與操作功能，價(jià)格較昂貴.負(fù)荷開關(guān)只能分合額定負(fù)荷電流，不能開斷短路電流，需配合高遮斷容量后備式限流熔斷器作為保護(hù)元件來(lái)開斷短路電流，價(jià)格較便宜.在切空載變壓器時(shí),斷路器或開關(guān)會(huì)產(chǎn)生截流過(guò)電壓.負(fù)荷開關(guān)則沒(méi)有此種現(xiàn)象.對(duì)變壓器的保護(hù),斷路器或開關(guān)的全開斷時(shí)間為繼保動(dòng)作時(shí)間、自身動(dòng)作時(shí)間、熄弧時(shí)間之和,一般會(huì)大于油浸變發(fā)生短路故障時(shí)要求切除的時(shí)間.限流熔斷器具有速斷功能,但必須防止熔斷器單相熔斷時(shí)設(shè)備的非全相運(yùn)行,應(yīng)在熔斷器撞擊器的作用下讓負(fù)荷開關(guān)脫扣,完成三相電路的開斷.由于高遮斷容量后備式限流熔斷器的保護(hù)范圍在最小熔斷電流到最大開斷容量之間,且限流熔斷器的時(shí)間特性曲線為反時(shí)限曲線,短路發(fā)生后,可在短時(shí)內(nèi)熔斷來(lái)切除故障,所以可對(duì)其后所接設(shè)備如CT、電纜等提供保護(hù).使用斷路器或開關(guān)則要提高其它設(shè)備的熱穩(wěn)定要求.但就限制線性諧振過(guò)電壓方面來(lái)說(shuō),在變壓器的高壓側(cè)應(yīng)避免使用熔斷器.包含各類專業(yè)文獻(xiàn)、幼兒教育、小學(xué)教育、專業(yè)論文、生活休閑娛樂(lè)、應(yīng)用寫作文書、中學(xué)教育、高等教育、10~0.4kV變電所供配電系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)12等內(nèi)容。9防雷與接地；(1)10kV變電站在建設(shè)過(guò)程中，可利用鋼筋混凝；擊雷.；(2)在變電站內(nèi)的高壓側(cè)、低壓側(cè)及進(jìn)線段安裝避雷；(3)10kV變電站中的接地網(wǎng)一般由扁鋼及角鋼組；網(wǎng)，但各鋼筋體之間必須連成電氣通路并保證其電氣連；器、高低壓配電裝置、墻上的設(shè)備預(yù)埋件等都需用扁鋼；統(tǒng)需另行設(shè)置，不得與變電站的接地網(wǎng)連接.；(4)低壓配電系統(tǒng)按接地方式的不同可分為三類：防雷與接地10kV變電站在建設(shè)過(guò)程中，可利用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的屋頂，將其鋼筋焊接成網(wǎng)并接地來(lái)防護(hù)直擊雷.在變電站內(nèi)的高壓側(cè)、低壓側(cè)及進(jìn)線段安裝避雷器，以防護(hù)侵入雷電波、操作過(guò)電壓及暫時(shí)過(guò)電壓.10kV變電站中的接地網(wǎng)一般由扁鋼及角鋼組成，也可利用建筑物鋼筋混凝土內(nèi)的鋼筋體作接地網(wǎng)，但各鋼筋體之間必須連成電氣通路并保證其電氣連續(xù)性符合要求.接地電阻值要求不大于4Q.變壓器、高低壓配電裝置、墻上的設(shè)備預(yù)埋件等都需用扁鋼等與接地網(wǎng)作可靠焊接進(jìn)行接地.發(fā)電機(jī)的接地系統(tǒng)需另行設(shè)置，不得與變電站的接地網(wǎng)連接.低壓配電系統(tǒng)按接地方式的不同可分為三類:即TT、TN和IT系統(tǒng).TT方式供電系統(tǒng)是指將電氣設(shè)備的金屬外殼直接接地的保護(hù)系統(tǒng),稱作保護(hù)接地系統(tǒng).TN方式供電系統(tǒng)是將電氣設(shè)備的金屬外殼與工作零線相接的保護(hù)系統(tǒng)，稱作接零保護(hù)系統(tǒng).在TN方式供電系統(tǒng)中，根據(jù)其保護(hù)零線是否與工作零線分開又可分為：TNC和TNS方式供電系統(tǒng).TNC方式供電系統(tǒng)是用工作零線兼作接零保護(hù)線,適用于三相負(fù)載基本平衡的情況.TNS方式供電系統(tǒng)是把工作零線N和專用保護(hù)線PE嚴(yán)格分開，當(dāng)N線斷開,如三相負(fù)荷不平衡，中性點(diǎn)電位升高，但外殼、PE線電位.TNS方式供電系統(tǒng)安全可靠，適用于工業(yè)與民用建筑等低壓供電系統(tǒng).此外，在一些由用戶提供的圖紙中，我們還可看到TNCS方式的供電系統(tǒng)，此系統(tǒng)的前部分是TNC方式供電，系統(tǒng)的后部分出PE線，且與N線不再合并.TNCS供電系統(tǒng)是在TNC系統(tǒng)上的臨時(shí)變通作法，適用于工業(yè)企業(yè).但當(dāng)負(fù)荷端裝設(shè)RCD（漏電開關(guān)）、干線末端裝有斷零保護(hù)時(shí)也可用于住宅小區(qū)的低壓供電系統(tǒng).IT方式供電系統(tǒng)表示電源側(cè)沒(méi)有工作接地，或經(jīng)過(guò)高阻抗接地，負(fù)載側(cè)電氣設(shè)備進(jìn)行接地保護(hù).IT方式供電系統(tǒng)在供電距離不是很長(zhǎng)時(shí),供電的可靠性高、安全性好,一般用于不允許停電的場(chǎng)所,或者是要求嚴(yán)格的連續(xù)供電的地方.照明10kV變電站內(nèi)的照明電源從低壓開關(guān)柜內(nèi)引出，管線選用BV500銅芯塑料線穿管后沿墻或頂暗敷，電線的管徑按規(guī)定配置，所配燈具應(yīng)具有足夠的照度，在安裝位置上不應(yīng)裝設(shè)在變壓器和高、低壓配電裝置上，應(yīng)安裝在墻上設(shè)備的上方或周圍，要留有一定的距離來(lái)保證人身及設(shè)備的安全，同時(shí)應(yīng)避免造成照明死區(qū).燈具安裝高度應(yīng)高于視平線以避免耀眼，還要避免與電氣設(shè)備或運(yùn)行人員的碰撞.配網(wǎng)自動(dòng)化配電自動(dòng)化是指利用現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與電力設(shè)備相結(jié)合，將配電網(wǎng)在正常及事故情況下的監(jiān)測(cè)、保護(hù)、控制、計(jì)量和供電部門的管理工作有機(jī)地融合在一起，改進(jìn)供電質(zhì)量，與用戶建立更密切、更負(fù)責(zé)的關(guān)系，以合理的價(jià)格滿足用戶要求的多樣性需要，力求供電經(jīng)濟(jì)性最好，企業(yè)管理更為有效.配網(wǎng)自動(dòng)化以故障自動(dòng)診斷、故障區(qū)域自動(dòng)隔離、非故障區(qū)域自動(dòng)恢復(fù)送電為目的.目前配電自動(dòng)化主要考慮的功能有:①變電站綜合自動(dòng)化;②饋線自動(dòng)化;③負(fù)荷管理與控制；④用戶抄表自動(dòng)化.就國(guó)情而言，配網(wǎng)自動(dòng)化