供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì) (2)

《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì) (2)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì) (2)（33頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 屆畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 題 目： 某機(jī)械廠供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 院系名稱： 電氣工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí)： 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 教師職稱： 講師 20 年 6 月 6 日 目 次1 概述11.1 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀11.2 供配電系統(tǒng)的研究意義11.3 研究的內(nèi)容22 負(fù)荷計(jì)算及無(wú)功補(bǔ)償32.1 電力負(fù)荷的類型32.2 負(fù)荷計(jì)算32.3 無(wú)功功率補(bǔ)償83 變電所主變壓器選擇和主接線方案選擇103.1 變電所主變壓器的選擇103.2 主接線方案設(shè)計(jì)103.3 廠區(qū)規(guī)劃圖124 短路電流的計(jì)算144.1 短路電流計(jì)算的基本公式144.2 電抗標(biāo)幺值的計(jì)算公式144.3 確定基準(zhǔn)值、計(jì)算電抗標(biāo)幺值1

2、55 高、低壓電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn)185.1 高壓設(shè)備的選擇與校驗(yàn)185.2 低壓設(shè)備的選擇與校驗(yàn)205.3 母線的選擇205.4 導(dǎo)線的選擇216 繼電保護(hù)的整定與計(jì)算226.1 高壓線路的繼電保護(hù)226.2 電力變壓器的繼電保護(hù)237 防雷和接地裝置247.1 防雷247.2 接地裝置247.3 防雷措施25結(jié) 論26致 謝27參 考 文 獻(xiàn)28附錄A 電氣主接線圖301 概述1.1 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀現(xiàn)代大中型工廠供配電系統(tǒng)的電氣主接線和運(yùn)行方式都比較復(fù)雜，各種電氣設(shè)備的數(shù)量和種類也比較多，隨著經(jīng)濟(jì)和現(xiàn)代工業(yè)建設(shè)的迅速發(fā)展，供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)越來(lái)越全面、系統(tǒng)，工廠用電量迅速增長(zhǎng)，對(duì)電能質(zhì)量、技術(shù)

3、經(jīng)濟(jì)狀況、供電的可靠性指標(biāo)也日益提高，因此對(duì)供電設(shè)計(jì)也有了更高、更完善的要求。供配電系統(tǒng)是電力系統(tǒng)的電能用戶，也是電力系統(tǒng)的重要組成環(huán)節(jié)。它由總降壓變電所、高壓配電所、車間變電所、配電線路以及用電設(shè)備組成。在小型工廠中，電能先經(jīng)過(guò)高壓配電所，然后經(jīng)過(guò)變壓器降壓，低壓配電線路將車間變電所的電能送到各低壓用電設(shè)備。在我國(guó)，供配電的建設(shè)未能得到重視，資金短缺，技術(shù)性能落后，另外供配電技術(shù)環(huán)節(jié)形成電力需求與供配電設(shè)施不協(xié)調(diào)的局面。隨著人們生產(chǎn)活動(dòng)的日漸增多，工廠對(duì)電能的需求也在日益增加，作為評(píng)估電能質(zhì)量的相關(guān)指標(biāo)，例如電能的可靠性、電能的經(jīng)濟(jì)狀況、電能的質(zhì)量等指標(biāo)也隨之有待提高。1.2 供配電系統(tǒng)的研

4、究意義現(xiàn)如今，電能已經(jīng)成為人們生活中不可或缺的能源和生活工具，其在工業(yè)生產(chǎn)，生活的各個(gè)領(lǐng)域中獲得了廣泛應(yīng)用，為人們提供更加舒適便捷的工作環(huán)境和生活環(huán)境創(chuàng)造了條件。電力是現(xiàn)代事業(yè)發(fā)展的主要能源和動(dòng)力，沒(méi)有電力可以說(shuō)就沒(méi)有國(guó)有經(jīng)濟(jì)的現(xiàn)代化?，F(xiàn)代的生活都離不開(kāi)電力，都是建立在電氣的基礎(chǔ)上。因此，電力供應(yīng)如果中斷，將會(huì)給現(xiàn)代的發(fā)展帶來(lái)嚴(yán)重的影響。譬如那些對(duì)可靠性有有很高要求的企業(yè)，即使工廠中設(shè)備停電的時(shí)間極短，也能引起工廠中嚴(yán)重的事故發(fā)生，輕則把電氣設(shè)備燒壞，重則威脅到人身安全，故而，必須認(rèn)真做好達(dá)到系統(tǒng)供電要求，切實(shí)保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，更好地發(fā)展生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)過(guò)程的全部自動(dòng)化。要切實(shí)保障生產(chǎn)和日常社

5、會(huì)生活的需求，就必須做好工廠供電系統(tǒng)的工作，在確?？煽抗╇姷那疤嵯拢紤]并努力做好節(jié)能減排工作，實(shí)現(xiàn)高效，優(yōu)質(zhì)供電供電部門必須做到以下幾點(diǎn)： （1）安全 在電能的供應(yīng)、分配和使用中，不發(fā)生人身事故和設(shè)備事故。 （2）可靠 應(yīng)滿足電能用戶對(duì)供電可靠性即連續(xù)供電的要求。 （3）優(yōu)質(zhì) 應(yīng)滿足電能用戶對(duì)電壓質(zhì)量和頻率質(zhì)量等的要求。 （4）經(jīng)濟(jì) 供電系統(tǒng)的投資要少，運(yùn)行費(fèi)用低，盡可能的節(jié)約能源和減少有色金屬消耗量。當(dāng)然，除了上述基本要求，想高質(zhì)量的做好工廠供電工作，還要學(xué)會(huì)合理地做好工廠供電長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的規(guī)劃安排，既考慮到局部利益，又要有長(zhǎng)遠(yuǎn)的目光和見(jiàn)識(shí)，做到適應(yīng)長(zhǎng)期發(fā)展目標(biāo)的要求。1.3 研究的內(nèi)容 本次

6、設(shè)計(jì)主要研究的是某機(jī)械廠供配電系統(tǒng)，從獲得的原始資料開(kāi)始著手相關(guān)資料的查詢以及分析計(jì)算，主要完成了以下幾個(gè)方面：負(fù)荷計(jì)算及無(wú)功補(bǔ)償，確定變電所的所址、型式以及變電所的主接線方案，按需要系數(shù)法進(jìn)行短路計(jì)算，選擇高、低壓設(shè)備并進(jìn)行校驗(yàn)，變電所防雷保護(hù)及接地裝置的設(shè)計(jì)以及用CAD軟件繪制電氣原理圖。小型的機(jī)械廠供電負(fù)荷等級(jí)一般為二級(jí)負(fù)荷，考慮到生產(chǎn)加工，應(yīng)急照明對(duì)電力要求高的方面，避免因停電造成不必要的損失，因此在本次設(shè)計(jì)中應(yīng)該從各個(gè)方面綜合實(shí)際情況考慮，做到經(jīng)濟(jì)，可靠，完善。由于供電部門對(duì)廠區(qū)用電有功率因數(shù)方面的要求必須達(dá)到0.9以上，所以降壓變電所采用并聯(lián)電容器進(jìn)行無(wú)功功率補(bǔ)償。通過(guò)短路電流的計(jì)

7、算，對(duì)供配電系統(tǒng)的繼電保護(hù)進(jìn)行整定與計(jì)算，最后對(duì)本廠進(jìn)行防雷與接地保護(hù)。2 負(fù)荷計(jì)算及無(wú)功補(bǔ)償2.1 電力負(fù)荷的類型按照電力負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求，電力負(fù)荷分為一級(jí)負(fù)荷、二級(jí)負(fù)荷、三級(jí)負(fù)荷。在本次機(jī)械廠供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，大多數(shù)負(fù)荷屬于二級(jí)負(fù)荷，且主要對(duì)動(dòng)力負(fù)荷和照明負(fù)荷進(jìn)行分析，并完成負(fù)荷計(jì)算。2.2 負(fù)荷計(jì)算在工廠中，為了防止造成電氣設(shè)備資源的浪費(fèi)，保證電氣設(shè)備的安全運(yùn)行，需要進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算。負(fù)荷計(jì)算的方法有很多，如需要系數(shù)法，利用系數(shù)法，單位指標(biāo)法等。在這次設(shè)計(jì)中，按需要系數(shù)法確定三相用電設(shè)備組有功計(jì)算負(fù)荷，最基本的負(fù)荷計(jì)算公式為： （2-1）其中為全廠的有功計(jì)算負(fù)荷，為全廠用電設(shè)備的總?cè)萘?/p>

8、，為需要系數(shù)。2.2.1 基本公式 無(wú)功計(jì)算負(fù)荷 （2-2） 視在計(jì)算負(fù)荷 （2-3） 計(jì)算電流 （2-4） 2.2.2 多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的確定 有功計(jì)算負(fù)荷 （2-5） 無(wú)功計(jì)算負(fù)荷 （2-6） 以上兩式中的、分別為各組用電設(shè)備的有功和無(wú)功計(jì)算負(fù)荷之和，、分別為同時(shí)系數(shù)。 視在計(jì)算負(fù)荷 （2-7） 計(jì)算電流 （2-8）2.2.3 工廠負(fù)荷情況該廠每天的工作時(shí)間為十小時(shí)，一年當(dāng)中有十個(gè)月正常生產(chǎn)，最大負(fù)荷時(shí)生產(chǎn)的小時(shí)為3500小時(shí)，年耗電量約為2500，本廠多數(shù)車間為二級(jí)負(fù)荷，本廠的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料如下表2-1所示，并進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算。 表2-1 本廠的符合統(tǒng)計(jì)資料設(shè)備編號(hào)設(shè)備名稱 負(fù)荷類別設(shè)備容

9、量 /kW需要系數(shù)功率因數(shù) 1金工車間 動(dòng)力 500 0.20.5 照明 9 0.8 1.0 2鑄造車間 動(dòng)力 350 0.2 0.5 照明 4 0.9 1.0 3熱處理車間 動(dòng)力 100 0.6 0.8 照明 5 0.8 1.0 4鍛壓車間 動(dòng)力 400 0.3 0.65 照明 7 0.8 1.0 5電鍍車間 動(dòng)力 300 0.5 0.8 照明 4 0.9 1.0 生活區(qū) 照明 300 0.7 0.9 下面對(duì)原始資料進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算： 1、金工車間： 動(dòng)力部分： 照明部分： 2、鑄造車間 動(dòng)力部分： 照明部分： 3、熱處理車間 動(dòng)力部分： 照明部分： 4、鍛壓車間 動(dòng)力部分： 照明部分： 5、電

10、鍍車間 動(dòng)力部分： 照明部分： 6、生活區(qū) 7、取全廠的同時(shí)系數(shù)、均為0.9，則全廠總的計(jì)算負(fù)荷分別為 在設(shè)計(jì)中，為了使人一目了然，我采用計(jì)算表格的形式對(duì)各車間負(fù)荷計(jì)算值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，如下表2-2所示。 表2-2 各車間負(fù)荷計(jì)算值車間編號(hào)車間名稱負(fù)荷類別設(shè)備容量需要系數(shù)1金工車間動(dòng)力5000.20.5173100173200303.87照明90.81.007.207.218.822鑄造車間動(dòng)力3500.20.51.7370121.10242.20368.42照明40.91.003.603.69.453熱處理車間動(dòng)力1000.60.80.75604556.2585.07照明50.81.0040410

11、.454鍛壓車間動(dòng)力4000.30.651.17120140.40184.62279.22照明70.81.005.605.614.635電鍍車間動(dòng)力3000.50.80.75150112.50140.63212.69照明40.91.003.603.69.40生活區(qū)照明3000.70.90.48210100.8233.3612.3總計(jì)動(dòng)力1650-500592823.701249.27照明329-234100.8257.3675.05計(jì)入同時(shí)系數(shù)、分別為0.90.68660.6623.52908.391380.162.3 無(wú)功功率補(bǔ)償機(jī)械廠中由于有大量感性負(fù)荷，還有感性的電力變壓器，從而使功率因

12、數(shù)降低。根據(jù)供電部門對(duì)本廠用電的要求，功率因數(shù)要達(dá)到0.90以上，由上述負(fù)荷計(jì)算可知，則要考慮增設(shè)無(wú)功功率補(bǔ)償裝置，降低電能損耗。在此次設(shè)計(jì)中暫取0.92來(lái)計(jì)算無(wú)功功率補(bǔ)償容量。 裝設(shè)的無(wú)功補(bǔ)償裝置（并聯(lián)電容器），其容量為 （2-9） 要使功率因數(shù)由0.68提高到0.92，低壓側(cè)需裝設(shè)的并聯(lián)電容器容量為 則補(bǔ)償后變電所低壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷為 變壓器的功率損耗為 變電所高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為 補(bǔ)償后機(jī)械廠的功率因數(shù)為，這一功率因數(shù)滿足要求。3 變電所主變壓器選擇和主接線方案選擇3.1 變電所主變壓器的選擇 在工廠中，要使供電系統(tǒng)正常的運(yùn)行，正確的選擇主變壓器是十分重要的。變壓器一般有升壓變壓器和降壓

13、變壓器，而本次設(shè)計(jì)的某機(jī)械廠供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要考慮降壓變壓器即可。變壓器的合理選擇對(duì)系統(tǒng)供電可靠性具有十分重要的意義，因此，合理地選擇變壓器的容量、臺(tái)數(shù)、接線形式等參數(shù)可以有效的降低系統(tǒng)發(fā)生停電事故的概率，主變壓器容量不宜選擇過(guò)小，這樣會(huì)造成主變壓器過(guò)載運(yùn)行，因此要考慮負(fù)荷的發(fā)展，在做到滿足供電可靠性的要求下，使供電系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。提高系統(tǒng)供電的可靠性，有利于實(shí)現(xiàn)供電的經(jīng)濟(jì)性。3.1.1 主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇變壓器臺(tái)數(shù)選擇的一般原則： 必須滿足供電可靠性的要求，為實(shí)現(xiàn)連續(xù)供電，選用兩臺(tái)變壓器供電。 對(duì)于晝夜溫差變動(dòng)較大的負(fù)荷或者是具有明顯季節(jié)性特點(diǎn)的負(fù)荷，在考慮經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的前提下，也可以依據(jù)實(shí)際情況

14、用兩臺(tái)變壓器供電。 一般要求車間變電所用一臺(tái)變壓器供電，但如果出現(xiàn)負(fù)荷集中并且變電所需要容量很大時(shí)，可以選用兩臺(tái)或者兩臺(tái)以上變壓器供電。結(jié)合該機(jī)械廠供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，我選用兩臺(tái)變壓器來(lái)為系統(tǒng)供電。3.1.2 主變壓器容量的選擇 對(duì)裝有兩臺(tái)主變壓器的變電所，變壓器的容量應(yīng)同時(shí)滿足下列兩個(gè)條件： （3-1） （3-2） 其中為全部一、二級(jí)負(fù)荷。 有 根據(jù)我國(guó)電力變壓器容量等級(jí)，可選擇兩臺(tái)容量為800kVA的變壓器，型號(hào)為S9-800/10。3.2 主接線方案設(shè)計(jì)3.2.1 主接線方案的設(shè)計(jì) 根據(jù)主接線方案設(shè)計(jì)的原則，首先要保證人身和設(shè)備的安全，滿足供電的可靠性，其次主接線要簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)，做到容易切

15、換操作和檢修。經(jīng)過(guò)對(duì)本廠原始資料的分析，本次設(shè)計(jì)的主接線方案有以下兩種。方案一高壓?jiǎn)文妇€不分段、低壓?jiǎn)文妇€分段的主接線方式。這種主接線的運(yùn)行靈活性也較高，有較高的供電可靠性。當(dāng)任一主變壓器發(fā)生故障進(jìn)行檢修時(shí)，通過(guò)切換操作，即可迅速恢復(fù)供電。但在高壓母線或電源進(jìn)線進(jìn)行檢修或發(fā)生故障時(shí)，整個(gè)變電所將會(huì)停電。方案二高低壓側(cè)均為單母線分段的主接線方式。這種主接線的運(yùn)行非常靈活，供電可靠性也很高。兩段高壓母線，可以接通運(yùn)行，也可以分段運(yùn)行。任一主變壓器或任一電源進(jìn)線發(fā)生故障停電檢修時(shí)，通過(guò)切換操作，均可迅速恢復(fù)供電。3.2.2 主接線方案的比較考慮到機(jī)械廠系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，靈活性，操作的難易，這次設(shè)計(jì)中我

16、提出的主接線方案是方案二，高低壓側(cè)均為單母線分段的主接線方式。相較于方案一，方案二的供電可靠性又高，方案一中，如果高壓母線發(fā)生故障，則會(huì)導(dǎo)致變電所停電，這會(huì)造成機(jī)械廠工作暫停，降低工作質(zhì)量。電氣主接線圖如圖3.1所示，當(dāng)高壓側(cè)母線發(fā)生故障時(shí)，會(huì)造成暫時(shí)停電，但檢測(cè)故障后，拉開(kāi)隔離開(kāi)關(guān)，則正常工作的那段母線即可迅速恢復(fù)供電。當(dāng)?shù)蛪簜?cè)其中一段母線發(fā)生故障，斷路器自動(dòng)工作，將故障段隔離保證另一段母線正常工作，不影響機(jī)械廠的正常運(yùn)行。 圖3.1 電氣主接線圖3.3 廠區(qū)規(guī)劃圖 該廠區(qū)的總體規(guī)劃圖如圖3.2所示。距離工廠4km處有一總降壓變電所，有兩條電源進(jìn)線引入，其中一條進(jìn)線為備用電源，當(dāng)工廠發(fā)生故障

17、需要進(jìn)行檢修時(shí)，一些重要負(fù)荷及照明的用電設(shè)備由備用電源提供。圖3.2 廠區(qū)總體規(guī)劃圖4 短路電流的計(jì)算短路故障是電氣設(shè)備最嚴(yán)重的故障，對(duì)電氣設(shè)備以及供電系統(tǒng)產(chǎn)生極大的危害，因此采取相應(yīng)的措施來(lái)預(yù)防或減輕其危害程度。本次設(shè)計(jì)采用標(biāo)幺值法進(jìn)行短路電流計(jì)算，根據(jù)供電系統(tǒng)的等值電出系統(tǒng)的三相短路沖擊電流幅值和有效值以及三相短路周期分量幅值和有效值，由計(jì)算出的三相短路電流值對(duì)供電系統(tǒng)電氣設(shè)備的選型提供參考依據(jù)，即由三相短路電流計(jì)算結(jié)果來(lái)校驗(yàn)所選電氣設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。4.1 短路電流計(jì)算的基本公式基準(zhǔn)容量，工程設(shè)計(jì)中通常取 基準(zhǔn)電壓，通常取元件所在處的短路計(jì)算電壓，即取 基準(zhǔn)電流 （4-1） 基準(zhǔn)

18、電抗 （4-2）4.2 電抗標(biāo)幺值的計(jì)算公式電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值 （4-3）電力變壓器的電抗標(biāo)幺值 （4-4）電力線路的電抗標(biāo)幺值 （4-5）三相短路電流電流周期分量有效值的標(biāo)幺值 （4-6） 由此可求得三相短路電流周期分量有效值 （4-7） （4-8）對(duì)高壓系統(tǒng)來(lái)說(shuō) （4-9） （4-10）對(duì)低壓系統(tǒng)來(lái)說(shuō) （4-11） （4-12）三相短路容量 （4-13）4.3 確定基準(zhǔn)值、計(jì)算電抗標(biāo)幺值 該機(jī)械廠的供電系統(tǒng)簡(jiǎn)圖如圖4.1所示，一為距本廠4km的饋電變電站經(jīng)架空線（系統(tǒng)按電源計(jì)），經(jīng)過(guò)高壓電纜線接入變電所。該干線所裝高壓斷路器的斷流容量為300MVA。分析并計(jì)算k-1點(diǎn)和k-2點(diǎn)的三相短路

19、電流和短路容量。圖4.1 機(jī)械廠的供電系統(tǒng)簡(jiǎn)圖（1）確定基準(zhǔn)值 取， 而 （2）計(jì)算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)幺值 1）電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值 2) 電力線路的電抗標(biāo)幺值 3) 電力變壓器的電抗標(biāo)幺值 繪短路等效電路圖如圖4.2所示，圖4.2 短路等效電路圖(3) k-1點(diǎn)的總電抗標(biāo)幺值和三相短路電流和短路容量1）總電抗標(biāo)幺值 2) 三相短路電流周期分量有效值 3) 其他三相短路電流 4) 三相短路容量 (4) k-2點(diǎn)的總電抗標(biāo)幺值和三相短路電流和短路容量1）總電抗標(biāo)幺值 2) 三相短路電流周期分量有效值 3) 其他三相短路電流 4) 三相短路容量 5 高、低壓電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn) 選擇高、

20、低壓電氣設(shè)備應(yīng)遵循以下四項(xiàng)原則：（1) 按照環(huán)境條件和工作要求選擇電氣設(shè)備型號(hào)。（2) 按正常工作條件選擇額定電流和額定電壓。（3) 按短路條件校驗(yàn)電氣設(shè)備的熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定。（4) 快關(guān)電器斷流能力校驗(yàn)。 在進(jìn)行高、低壓電氣設(shè)備選擇校驗(yàn)時(shí)，按額定電壓進(jìn)行選擇時(shí)，有（為額定電壓，為電氣設(shè)備安裝地系統(tǒng)的額定電壓）；按額定電流進(jìn)行選擇時(shí)有（為額定電流，為電氣設(shè)備所允許長(zhǎng)期通過(guò)的電流值）。5.1 高壓設(shè)備的選擇與校驗(yàn)1、高壓斷路器由短路計(jì)算可得： 查常用高壓斷路器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)可知，選擇SN10-10I/630型少油戶內(nèi)斷路器。高壓斷路器的選擇校驗(yàn)表如表5-1所示。 表5-1 高壓斷路器的選擇校驗(yàn)表序

21、號(hào)裝設(shè)地點(diǎn)的電氣條件SN10-10I/630型少油戶內(nèi)斷路器項(xiàng)目數(shù)據(jù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)結(jié)論110kV10kV合格243.79A630A合格33.44kA16kA合格48.8kA40kA合格校驗(yàn)結(jié)果，說(shuō)明所選SN10-10I/630型少油戶內(nèi)斷路器是合格的。2、高壓電流互感器 電流互感器主要用于變換電流，把大電流變?yōu)樾‰娏?，一般把大電流變?yōu)?A或1A。由條件可知變壓器一次側(cè)高壓額定電壓10kV，額定電流43.79A，選擇LQJ-10型電流互感器,變比為50/5A。查L(zhǎng)QJ-10型電流互感器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)可知，1s熱穩(wěn)定倍數(shù)，動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)，t=1s，則動(dòng)穩(wěn)定度校驗(yàn)：，故滿足其動(dòng)穩(wěn)定度校驗(yàn)條件。 熱穩(wěn)定度校驗(yàn)，

22、 ， 因?yàn)?，所以滿足熱穩(wěn)定度校驗(yàn)條件。 校驗(yàn)結(jié)果，說(shuō)明所選LQJ-10型電流互感器是合格的。3、高壓電壓互感器 電壓互感器主要用于變換電壓，即把大電壓變換為小電壓，一般把大電壓變換為100V。由條件可知變壓器一次側(cè)高壓V，則選擇型電壓互感器，由于它的一次、二次側(cè)均有熔斷器保護(hù)，故不需要進(jìn)行短路穩(wěn)定度的校驗(yàn)。4、高壓熔斷器 由條件可知變壓器一次側(cè)高壓額定電壓10kV，額定電流43.79A，故選擇XRNT-10KV/63A型高壓熔斷器。5、高壓隔離開(kāi)關(guān) 在變電所中經(jīng)常用到的電氣設(shè)備之一就是隔離開(kāi)關(guān)，它一般需要和斷路器一起使用，隔離開(kāi)關(guān)的選擇和校驗(yàn)與斷路器相同，隔離開(kāi)關(guān)的選擇校驗(yàn)表如表5-2所示。

23、表5-2 高壓隔離開(kāi)關(guān)的選擇校驗(yàn)表序號(hào)裝設(shè)地點(diǎn)的電氣條件GW4-35D型戶外高壓隔離開(kāi)關(guān)項(xiàng)目數(shù)據(jù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)結(jié)論110kV35kV合格243.79A1250A合格38.8kA50kA合格校驗(yàn)結(jié)果，說(shuō)明所選GW4-35D型戶外高壓隔離開(kāi)關(guān)是合格的。6、 避雷器 本次設(shè)計(jì)的是某機(jī)械廠的供配電系統(tǒng)，因?yàn)樵摍C(jī)械廠為中小型的變配電所，故選用FS型閥式避雷器，型號(hào)為FS4-10型閥式避雷器。5.2 低壓設(shè)備的選擇與校驗(yàn)1、低壓熔斷器 根據(jù)短路電流計(jì)算，故選擇RT0-1000型低壓熔斷器。2、低壓斷路器 根據(jù)短路電流計(jì)算 ， 故選擇DW15-1500型低壓斷路器。5.3 母線的選擇 考慮到電氣裝置所處的環(huán)境條件

24、，選擇矩形硬鋁母線，根據(jù)LMY型矩形硬鋁母線的允許載流量，選擇，其允許電流為。熱穩(wěn)定校驗(yàn)： mm2故滿足校驗(yàn)條件。上式(mm2)（母線熱穩(wěn)定系數(shù)），（假想時(shí)間）。動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：上式，為三相短路時(shí)在中間相產(chǎn)生的最大電動(dòng)力，為絕緣子檔距，為母線軸線間距離，。矩形硬鋁母線的最大允許應(yīng)力，因此動(dòng)穩(wěn)定性要求能夠得到滿足。5.4 導(dǎo)線的選擇考慮到架設(shè)線路的長(zhǎng)度，計(jì)算負(fù)荷值以及年最大有功負(fù)荷利用小時(shí)，選擇導(dǎo)線為L(zhǎng)J-50型鋼芯鋁線。1）選擇經(jīng)濟(jì)截面 查導(dǎo)線和電纜的經(jīng)濟(jì)電流密度知A/mm2，所以有經(jīng)濟(jì)截面： mm2故選擇LJ-50型鋼芯鋁線。2）校驗(yàn)發(fā)熱條件本機(jī)械廠工作環(huán)境為30攝氏度，查L(zhǎng)J型鋁絞線的允許載流

25、量可知，LJ-50型鋼芯鋁線的允許載流量為202A，大于54.5A，故LJ-50型鋼芯鋁線滿足發(fā)熱條件。3） 校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度查架空裸導(dǎo)線的最小截面可知，10kV架空鋼芯鋁線的最小截面為16mm2,小于50mm2,故LJ-50型鋼芯鋁線滿足機(jī)械強(qiáng)度條件。6 繼電保護(hù)的整定與計(jì)算供電系統(tǒng)對(duì)保護(hù)裝置有下要求：選擇性、速動(dòng)性、靈敏性、可靠性。繼電保護(hù)的主要任務(wù)：（1）設(shè)備或線路發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)裝置有選擇性，并盡快地動(dòng)作，將故障部分分開(kāi)，切除故障，供電系統(tǒng)的其他部分仍然正常工作，防止事故蔓延。（2）運(yùn)行出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，保護(hù)裝置發(fā)出信號(hào)，引起工作人員的注意，及時(shí)采取措施防止事故發(fā)生。6.1 高壓線路的繼電保護(hù)為

26、了增大保護(hù)動(dòng)作的靈敏度，在本次設(shè)計(jì)中選取型的感應(yīng)式電流繼電器，接線方式為兩相兩繼電器式。過(guò)電流保護(hù)裝置的動(dòng)作電流整定： 上式，可靠系數(shù)，返回系數(shù)。 故動(dòng)作電流整定為449A。保護(hù)裝置之間動(dòng)作有時(shí)間間隔，一般情況下。對(duì)本線路末端進(jìn)行校驗(yàn)：靈敏度 ,不符合要求。由上式可知，靈敏度校驗(yàn)滿足不了要求，因此過(guò)電流保護(hù)應(yīng)帶上低壓閉鎖。過(guò)電流保護(hù)(帶有低壓閉鎖）：即 （躲過(guò)線路計(jì)算電流）靈敏度校驗(yàn)：即 （變壓器低壓側(cè)母線）滿足要求。6.2 電力變壓器的繼電保護(hù)變電所內(nèi)裝有兩臺(tái)的變壓器，接線方式為兩相兩繼電器式。過(guò)電流保護(hù)裝置的動(dòng)作電流整定： 上式，可靠系數(shù)，返回系數(shù)。 故動(dòng)作電流整定為14A。保護(hù)裝置之間動(dòng)

27、作有時(shí)間間隔，一般情況下對(duì)本線路末端進(jìn)行校驗(yàn)：靈敏度 ,符合要求。7 防雷和接地裝置7.1 防雷在工廠中，為了使設(shè)備正常的運(yùn)行，保證供電的可靠性，保護(hù)變電所不受外界破壞，其重要設(shè)施就是防雷，這對(duì)保護(hù)工作人員的安全以及用電設(shè)備的安全至關(guān)重要。因此，應(yīng)結(jié)合本廠所在地及年平均雷暴日數(shù)以及廠區(qū)內(nèi)的綜合因素來(lái)確定本機(jī)械廠的防雷措施。7.2 接地裝置7.2.1 接地裝置的要求為了防止雷擊時(shí)在接地裝置上產(chǎn)生的高電位對(duì)配電裝置進(jìn)行反擊閃絡(luò)，危及安全，故在接地裝置與配電裝置之間應(yīng)該有一定的距離。 即 （7-1） （7-2）上式為空氣間距，應(yīng)不小于5m，為接地裝置間的距離，大于3 m。7.2.2 接地裝置的設(shè)計(jì)

28、變電所的主變壓器容量為800kVA，電壓為10kV/0.4kV，假設(shè)已知裝設(shè)地點(diǎn)的土質(zhì)為砂質(zhì)粘土，10kV側(cè)有，電纜線路長(zhǎng)25km。（1）確定接地電阻 根據(jù)部分電力裝置要求的工作接地電阻值，可確定此變電所的接地電阻應(yīng)滿足以下兩個(gè)條件：,且所以,因此變電所的接地電阻為。（2）接地裝置布置的初步方案 現(xiàn)初步考慮圍繞變電所建筑物四周，距變電所外墻2-3m，打入一圈直徑50mm、長(zhǎng)2.5m的鋼管接地體，每隔5m打入一根，管間用mm2的扁鋼焊接相連。（3）計(jì)算單根鋼管的接地電阻 根據(jù)土壤電阻率參考值得知砂質(zhì)的。則單根鋼管接地電阻為。（4）確定接地的鋼管數(shù)和接地方案 根據(jù)垂直管形接地體的利用系數(shù)值得出：

29、，則，則選擇15根鋼管來(lái)作為接地體，將mm2的扁鋼焊接起來(lái)并且相連，采取環(huán)形布置。7.3 防雷措施7.3.1 架空線路的防雷措施在架空線路的絕緣子上隙，這樣當(dāng)發(fā)生雷擊時(shí)，保護(hù)間隙被擊穿，通過(guò)接地引下線對(duì)地泄放雷電流，避免發(fā)生雷擊。為了防止因雷擊而造成停電故障，則可以裝設(shè)自動(dòng)化重合閘裝置，使斷路器經(jīng)過(guò)0.5s后自動(dòng)重合閘，可以做到迅速恢復(fù)供電。7.3.2 變配電所的防雷措施為了防止雷電侵入波對(duì)變電所的電氣裝置主要是主變壓器的危害，需要在每路進(jìn)線終端和每段母線上裝設(shè)閥式避雷器，進(jìn)線的架空線路有一段引入電纜，避雷器應(yīng)該與電纜金屬外皮相連并一同接地，其接線圖如圖7.1所示。圖7.1 變電所對(duì)雷電波侵入

30、的防護(hù)接線圖結(jié) 論本次是對(duì)一個(gè)機(jī)械廠的供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，剛拿到設(shè)計(jì)的題目時(shí)，有點(diǎn)茫然，但是通過(guò)一個(gè)月的查閱資料，計(jì)有了大致的思路。通過(guò)收集資料，這類型的設(shè)計(jì)總的來(lái)說(shuō)，包括負(fù)荷的計(jì)算、無(wú)功補(bǔ)償?shù)挠?jì)算、電氣主接線的選擇、變電所的平面布置、短路電流計(jì)算、電氣設(shè)備的選擇、繼電保護(hù)裝置的選擇整定、防雷接地的設(shè)計(jì)及照明等內(nèi)容。在設(shè)計(jì)中，我采用需要系數(shù)法進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算，按照國(guó)家規(guī)定的功率因數(shù)達(dá)到0.9以上，為了滿足要求，裝設(shè)并聯(lián)電容器進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。為了畫出主接線圖，我用了一段時(shí)間來(lái)學(xué)習(xí)畫圖軟件CAD，知道了每個(gè)電氣符號(hào)代表的是什么電氣設(shè)備，懂得了其主接線原理。通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，學(xué)會(huì)了如何將理論知識(shí)應(yīng)用到具體的

31、實(shí)踐當(dāng)中，這樣不僅加深了對(duì)所用到的知識(shí)的理解，同時(shí)也提高了自己分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力，為以后自己的職業(yè)生涯發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。雖然花費(fèi)了不少精力以及時(shí)間來(lái)完成此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，由于自己缺少這種實(shí)戰(zhàn)的經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)方案還有些不夠完善，比如負(fù)荷計(jì)算不夠詳細(xì)，因?yàn)閷?shí)際原因，只是在網(wǎng)上找了一些機(jī)械廠的主要電氣設(shè)備，并加上自己的一部分估測(cè)，沒(méi)能夠找到一家具體相關(guān)工廠深入其中研究調(diào)查。高、低壓設(shè)備選擇也不，只對(duì)重要的幾種進(jìn)行了選擇與校驗(yàn)，由于時(shí)間的原因，主要對(duì)廠區(qū)的變電所主接線進(jìn)行了設(shè)計(jì)，為了進(jìn)一步完善供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，應(yīng)該增加車間變電所以及線路設(shè)備的安裝等內(nèi)容作進(jìn)一步的設(shè)計(jì)。節(jié)約能源是現(xiàn)在社會(huì)的發(fā)展趨勢(shì)，在

32、設(shè)計(jì)中，我也秉著這種態(tài)度選用節(jié)能設(shè)備、補(bǔ)償無(wú)功、減少線路損耗、降低運(yùn)行與維護(hù)費(fèi)用，提高能源的綜合利用率，提高設(shè)備運(yùn)行效率，減少電能的直接或間接損耗，盡可能提高電能質(zhì)量、合理調(diào)整負(fù)荷、選取合理的設(shè)計(jì)系數(shù)、在特殊用電的情況下選擇合理的節(jié)能措施，提高負(fù)荷率和設(shè)備利用率節(jié)約電能，做到安全、經(jīng)濟(jì)、可靠。致 謝時(shí)光荏苒，光陰似箭，本次設(shè)計(jì)圓滿完成了。俗話說(shuō)：師恩難忘。我深深地感謝我的導(dǎo)師蘇寶平老師。在我整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，蘇老師總會(huì)給予孜孜不倦的指導(dǎo)和幫助,從開(kāi)始做畢業(yè)設(shè)計(jì)的幾個(gè)月的時(shí)間里給我定題、教我如何查找資料，收集文獻(xiàn)，監(jiān)督我整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)程的每一步。蘇老師是一個(gè)責(zé)任心很強(qiáng)、辦事注重效率的好導(dǎo)師，正

33、因?yàn)橛刑K老師的認(rèn)真負(fù)責(zé)才讓我按時(shí)按點(diǎn)完成了每一個(gè)階段的設(shè)計(jì)任務(wù)。蘇老師對(duì)每一個(gè)階段我所上交的畢業(yè)設(shè)計(jì)材料都會(huì)非常認(rèn)真、細(xì)心的幫我查看，并給出他的意見(jiàn)，然后讓我重新做出修改，并將修改好的設(shè)計(jì)資料重新拿給他查看。蘇老師對(duì)我修改過(guò)的設(shè)計(jì)仍然會(huì)仔細(xì)查閱，他同樣會(huì)對(duì)我設(shè)計(jì)不好的地方提出來(lái)，并要求我再次改進(jìn)。他的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、一絲不茍的教學(xué)理念以及為人師表的求學(xué)精神深深地影響了我，使我在撰寫論文的路上受益匪淺。在此，向蘇老師表示我誠(chéng)摯的敬意和衷心的感謝!在蘇老師的幫助和指導(dǎo)下，畢業(yè)設(shè)計(jì)雖然告一段落，但是我相信，從老師那里獲取的不只是知識(shí)層面的，更是精神層面的，它將對(duì)我今后的工作和生活產(chǎn)生積極向上的影響。

34、論文完成之際，我向所有的老師、同學(xué)和朋友致以真誠(chéng)的謝意。在學(xué)校的四年里，我深刻體會(huì)到身邊的各位老師、同學(xué)和朋友們對(duì)我的關(guān)心與幫助，從他們身上，看到了積極刻苦，嚴(yán)于律己的工作精神，獲得不少的教益和啟發(fā)，相信這個(gè)會(huì)讓我永遠(yuǎn)的記住陪伴我四年的大學(xué)。最后再次感謝所有給予我關(guān)心和幫助的人，祝各位工作順利，身體健康！參 考 文 獻(xiàn)1 張瑩. 工廠供配電技術(shù).電子工業(yè)出版社第二版，2006.2 芮靜康. 供配電技術(shù).中國(guó)電力出版社第二版，2005.3 王崇林. 供電技術(shù) M.北京：煤炭工業(yè)出版社，1996.4 張保會(huì). 電力系統(tǒng)繼電保護(hù).第二版，2010.5 蘇小林. 變配電所二次系統(tǒng).第二版，2007.6

35、 劉介才工廠供電第3版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.7 電網(wǎng)技術(shù). 第39卷1期，2015.01.8 陳小虎. 工廠供電技術(shù). 第3版北京：高等教育出版社，2010.9 唐志平. 工廠供配電.北京：電子工業(yè)出版社，2012.10 中華人民共和國(guó)建設(shè)部10kV及以下變電所設(shè)計(jì)規(guī)范北京：中國(guó)水利水電出版社，1995.11 中華人民共和國(guó)建設(shè)部供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范北京：中國(guó)水利水電出版社，2009.12 余建明,同向前,蘇文成. 供電技術(shù)第3版西安理工大學(xué)：機(jī)械工業(yè)出版社,2013.13 蘇文成. 工廠供電.中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1981.14 常用供用電電氣標(biāo)準(zhǔn)匯編 S.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，20

36、08.15 中國(guó)建筑東北設(shè)計(jì)研究院 .民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范.16 金戴中. 電工速查手冊(cè).機(jī)械工業(yè)出版社.17 中國(guó)航空工業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院等. 工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè)第三版. 中國(guó)電力出版社.18 劉介才.關(guān)于電氣符號(hào)的“明文規(guī)定”J.北京：電氣時(shí)代月刊，2000（11）.19 王子午，陳昌.10KV及以下供配電設(shè)計(jì)與安裝圖集.煤炭工業(yè)出版社第一版,2002.20 電氣標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范匯編（含修訂版）S.北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2000-2008.21 王子午，徐澤植.常用供配電設(shè)備選型手冊(cè).煤炭工業(yè)出版社第一版,1998.22 劉增良. 電氣設(shè)備運(yùn)行及維護(hù)M.北京：中國(guó)電力出版社，2007. 23 李

37、金伴. 供用電技術(shù)手冊(cè)M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009.24 朱永利. 發(fā)電廠電氣部分M.北京：中國(guó)電力出版社,2009.25 梁志輝.淺談10KV變配電設(shè)計(jì)中常見(jiàn)的問(wèn)題思考J.城市建設(shè)理論研究,2011(11).26 鄒蔭榮.影響中壓供配電網(wǎng)供電可靠性因素的分析J.農(nóng)村電氣化,2013.27 謝芳.110kv變電站設(shè)計(jì)J.工業(yè)技術(shù),2010.8.28 毛小平.淺談變電站電氣設(shè)計(jì)J.科學(xué)之友,2011.1.29 陳春茂.地方電網(wǎng)110kv變電站電氣主接線選擇J.四川水利.2004. 30 David H.EvansA note on modulardesigna specialcase in

38、 nonlinear programmimg operationsre searchJ，IEEE TransactionsPAS，2008.31 Nepvcux，F(xiàn)elixJProtection of TunedCapacitor BanksJ，IEEE Transactions On IndustryApplications，2008-8(4)：46-54.32 Pra kunder,Power System StabilityandControlM,200533 Blackbum J Leta1Applied protective relayingM2ndEditionCoral Spring；WestinghouseElectricCorporation，2012附錄A 電氣主接線圖