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1、各專業(yè)完整優(yōu)秀畢業(yè)論文設計圖紙鄭州大學現(xiàn)代遠程教育畢 業(yè) 設 計題 目：工廠供配電系統(tǒng)安裝設計入 學 年 月_2011年09月 姓 名 學 號 11088225008 專 業(yè) 電氣工程 學 習 中 心 石家莊學習中心 指 導 教 師 _ _ 完成時間_2013_年_09_月_02_日目 錄摘要及關鍵詞1引言21 分析原始資料，確定電源的引入方式41.1 工廠總平面圖41.2 工廠負荷情況41.3 供電電源情況51.4 .氣象資料52 負荷計算及無功功率補償計算62.1 用電設備負荷的計算62.2 負荷計算表72.3 無功功率補償83 變電站主變壓器的選擇104 變電站主變壓器的臺數(shù)、容量及類型

2、的選擇105 變電站主結線方案的設計115.1 變電所主要結線方案的提出115.2 變電所主要結線方案的選擇116 短路電流的計算136.1 繪制計算電路圖136.2 計算短路電流137 變電站一次設備的選擇167.1 10KV側一次設備的選擇校驗167.2 10KV側一次系統(tǒng)圖217.3 380V側一次設備的選擇校驗217.4 380V側一次系統(tǒng)圖278 防雷接地278.1 變電站的防雷設計278.2 接地保護系統(tǒng)設計319 設備材料清單32參考文獻34致謝35工廠供配電系統(tǒng)安裝設計【摘要】本次設計是關于一個機械廠10KV一次供電系統(tǒng)的設計，在滿足工廠供電設計中安全、可靠、優(yōu)質、經濟的基本要

3、求的前提下，首先根據(jù)全廠和車間的用電設備情況，進行了負荷計算，通過功率因數(shù)的計算，進行無功補償設計（包括無功補償容量計算和補償設備選擇、校驗），確定機械廠的供電方案，通過技術經濟比較，確定了供電系統(tǒng)的主接線形式，選擇了主變壓器的臺數(shù)和容量。其次，通過合理設置短路點，進行正確的短路電流計算，進行了10KV和0.38KV系統(tǒng)中主要電氣設備的選型和校驗?！娟P鍵詞】 供電系統(tǒng) 負荷計算 主變壓器 設備選擇引 言電能是現(xiàn)代工業(yè)生產的主要能源和核心動力。電能既易于由其它形式的能量轉換而來，又易于轉換為其它形式的能量以供應用；電能的輸送的分配既簡單經濟，又便于控制、調節(jié)和測量，有利于實現(xiàn)生產過程自動化。因此

4、，電能在現(xiàn)代工業(yè)生產及整個國民經濟生活中應用極為廣泛。在企業(yè)工廠里，電能雖然是工業(yè)生產的主要能源和動力，但是它在產品成本中所占的比重一般很?。ǔ娀I(yè)外）。電能在工業(yè)生產中的重要性，并不在于它在產品成本中或投資總額中所占的比重多少，而在于工業(yè)生產實現(xiàn)電氣化以后可以大大增加產量，提高產品質量，提高勞動生產率，降低生產成本，減輕工人的勞動強度，改善工人的勞動條件，有利于實現(xiàn)生產過程自動化。從另一方面來說，如果工廠的電能供應突然中斷，則對工業(yè)生產可能造成嚴重的后果。 可見，做好工廠供電工作對于發(fā)展工業(yè)自動化生產，實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化，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重要方面，而能源節(jié)

5、約對于國家經濟建設具有十分重要的戰(zhàn)略意義，因此做好工廠供電工作，對于節(jié)約能源、支援國家經濟建設，也具有重大的作用。工廠供電工作要很好地為工業(yè)生產服務，切實保證工廠生產和生活用電的需要，并確實做好節(jié)能環(huán)保工作，就必須達到以下基本要求：（1）安全： 在電能的供應、分配和使用中，不應發(fā)生人身事故和設備事故。 （2）可靠： 應滿足電能用戶對供電可靠性的要求。（3）優(yōu)質： 應滿足電能用戶對電壓和頻率等質量的要求（4）經濟： 供電系統(tǒng)的投資要少，運行費用要低，并盡可能地節(jié)約電能和減少有色金屬的消耗量。此外，在供電工作中，應合理地處理局部和全局、當前和長遠等關系，既要照顧局部的當前的利益，又要有全局觀點，能

6、顧全大局，適應社會的發(fā)展。為了保證工廠供電的正常運轉，就必須要有一套完整的保護，監(jiān)視和測量裝置。目前多以采用自動裝置，將計算機應用到工廠配電控制系統(tǒng)中去。工廠供電設計的一般原則:按照國家標準GB50052-95 供配電系統(tǒng)設計規(guī)范、GB50053-94 10kv及以下設計規(guī)范、GB50054-95 低壓配電設計規(guī)范等的規(guī)定，進行工廠供電設計必須遵循以下原則：（1） 遵守規(guī)程、執(zhí)行政策；必須遵守國家的有關規(guī)定及標準，執(zhí)行國家的有關方針政策，包括節(jié)約能源，節(jié)約有色金屬等技術經濟政策。（2） 安全可靠、先進合理；應做到保障人身和設備的安全，供電可靠，電能質量合格，技術先進和經合理，采用效率高、能耗低

7、和性能先進的電氣產品。（3） 近期為主、考慮發(fā)展；應根據(jù)工作特點、規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃，正確處理近期建設與遠期發(fā)展的關系，做到遠近結合，適當考慮擴建的可能性。（4）全局出發(fā)、統(tǒng)籌兼顧。按負荷性質、用電容量、工程特點和地區(qū)供電條件等，合理確定設計方案。工廠供電設計是整個工廠設計中的重要組成部分。工廠供電設計的質量直接影響到工廠的生產及發(fā)展。作為從事工廠供電工作的人員，有必要了解和掌握工廠供電設計的有關知識，以便適應設計工作的需要。1 分析原始資料，確定電源的引入方式1.1 工廠總平面圖 圖1-1 工廠總平面圖1.2 工廠負荷情況 本廠的供電均為三級負荷，統(tǒng)計資料如表1-1所示：表1-1 負荷統(tǒng)計資料序

8、 號用電設備組名稱容量PekW需要系數(shù)Kdcos&tan&1鑄造車間4000.350.701.022熱處理車間4000.350.71.023鍛壓車間4000.30.61.174金工車間4000.30.61.175工具車間4000.30.61.176倉庫2000.30.61.177裝配車間2000.30.61.178機修車間2000.30.61.179電鍍車間3000.60.750.8810鍋爐房3000.60.750.8811生活區(qū)3000.60.750.881.3 供電電源情況按照工廠與當?shù)毓╇姴块T簽訂的供用電協(xié)議規(guī)定，本廠可由附近1#10kv智能化戶外開閉所中出線2單元中取得工作電源，通過

9、電纜YJV228.7/ 15 截面150mm2引至本廠10KV進線柜。干線首端（即電力系統(tǒng)的饋電變電站）距離本廠約6km。干線首端所裝設的高壓斷路器斷流容量為500MVA。此斷路器配備有定時限過電流保護和電流速斷保護，定時限電流保護整定的動作時間為1.7s。為滿足工廠三級負荷的要求，可采用高壓電纜YJV228.7/ 15 截面150mm2從附近2#10KV智能化開閉所中出線單元6中取得備用工作電源。1.4 .氣象資料本廠所在地區(qū)的年最高溫度為35度，年最低氣溫為-10度，最熱月平均最高氣溫為28度。地質水文資料：本廠地區(qū)海拔876M，底層以沙粘土為主，地下水位為1.8M2 負荷計算及無功功率補

10、償計算2.1 用電設備負荷的計算因為設備臺數(shù)多，且無大容量設備，所以用需要系數(shù)法確定計算負荷(1) 1. 鑄造車間 2. 熱處理車間用電總容量為Pe=400Kw,取kd為0.35、cos&為0.7、 tan&為1.02，.則 有功計算負荷: P30=kdPe=0.35*400=140kw無功計算負荷： Q30=P30tan&=140*1.02=142.8kvar視在計算負荷： S30=P30/cos&=140/0.7=200KVA計算電流 ： I30=S30/1.732Un=200/1.732*0.38=304A所以總有功計算負荷為：P 2P302140=280kw總無功計算負荷為：Q=2Q3

11、0 2142.8=285.6kvar (2) 3，鍛壓車間，4.金工車間，5.工具車間按需要系數(shù)法確定計算負荷用電總容量為Pe=400Kw,取kd為0.3、cos&為0.6、 tan&為1.17，則 有功計算負荷: P30=kdPe=0.3*400=120kw無功計算負荷： Q30=P30tan&=120*1.17=140.4kvar視在計算負荷： S30=P30/cos&=120/0.6=200KVA計算電流 ： I30=S30/1.732Un=200/1.732*0.38=304A所以總有功計算負荷為：P 3P303*120=360kw總無功計算負荷為：Q=3Q30 3140.4=421.

12、2kvar(3) 6.倉庫，7.裝配車間，8.機修車間按需要系數(shù)法確定計算負荷用電總容量為Pe=200Kw,取kd為0.3、cos&為0.6、 tan&為1.17，則 有功計算負荷: P30=kdPe=0.3*200=60kw無功計算負荷： Q30=P30tan&=60*1.17=70.2kvar視在計算負荷： S30=P30/cos&=60/0.6=100KVA計算電流 ： I30=S30/1.732Un=100/1.732*0.38=152A所以總有功計算負荷為：P 3P303*60=180kw總無功計算負荷為：Q=3Q30 370.2=210.6kvar (4) 9.電鍍車間，10.鍋爐

13、房，11.生活區(qū)按需要系數(shù)法確定計算負荷用電總容量為Pe=300Kw,取kd為0.6、cos&為0.75、 tan&為0.88，則 有功計算負荷: P30=kdPe=0.6*300=180kw無功計算負荷： Q30=P30tan&=180*0.88=158.4kvar視在計算負荷： S30=P30/cos&=180/0.75=240KVA計算電流 ： I30=S30/1.732Un=240/1.732*0.38=364.7A所以總有功計算負荷為：P 3P303180=540kw總無功計算負荷為：Q=3Q30 3158.4=475.2kvar2.2 負荷計算表表2-1 負荷計算序號用電設備組名稱

14、容量Pe/kw需要系數(shù)Kdcos&Tan&計算負荷P30Q30S30 I301鑄造車間4000.350.71.02140142.82003042熱處理車間4000.350.71.02140142.82003043鍛壓車間4000.30.61.17120140.42003044金工車間4000.30.61.17120140.42003045工具車間4000.30.61.17120140.42003046倉庫2000.30.61.176070.21001527裝配車間2000.30.61.176070.21001528機修車間2000.30.61.176070.21001529電鍍車間3000.6

15、0.750.88180158.4240364.710鍋爐房3000.60.750.88180158.4240364.711生活區(qū)3000.60.750.88180158.4240364.712總計380V側35000.6713601392.62020取K=0.8K=0.8510881183.71607.72443.32.3 無功功率補償 由上式可知，該廠380v側最大負荷時的功率因數(shù) cos&=P30 /S30 而=2020則 cos&=P30 /S30=1360/2020=0.67功率因數(shù)只有0.67而供電部門要求該廠10KV進線側最大負荷不應低于0.90?？紤]到主變壓器的無功損耗遠大于有功

16、損耗，因此380V側最大負荷時功率因數(shù)應稍大于0.90，暫時取0.92來計算380V側所需無功功率補償容量：Qc = Pm (tan&1 - tan&2) =1088tan(arccos0.67） tan(arccos0.92)kvar =13601.1080-0.4260=10880.682=742 kvar根據(jù)電氣設備選擇施工安裝設計應用手冊第五篇 第九章第一節(jié)的相關資料，并參照圖選擇PGJ1型低壓自動補償屏，并聯(lián)電容器為BW0.4-14-3型，該型號適用于額定電壓0.4kv，其額定容量是14kvar，額定電容是280uF，頻率為50Hz，詳述為三相。采用方案2（主屏）一臺和方案3（輔屏）

17、7臺相組合，總共容量為112*8=896kvar。因此機械廠廠中采用并聯(lián)電容器的方式來補償供電系統(tǒng)中的無功功率。由于補償效果較高壓集中補償方式好，特別是它能減少變壓器的視在功率，從而可使主變壓器容量選得較小，所以采用低壓集中補償?shù)姆绞絹斫鉀Q，并選擇中性點不接地的星形接線方式如圖2-1所示：圖2-1 低壓電容器集中補償結線這種補償?shù)牡蛪弘娙萜鞴褚话憧梢园惭b在低壓配電室內，運行維護安全。電容器組都采用形接線，一般利用220v、1525w的白熾燈的燈絲電阻來放電。放電用的白熾燈同時兼作電容器組正常運行的指示燈。380v側補償后負荷：P=1088KW Q=1183.7-896=287.7Kvar =1

18、125.4KVA I=1125.4/1.7320.38=1710A主變壓器的有功功率損耗計算由公式（新型低損耗配電變壓器按此公式計算） =0.0151125.4=16.9KW 無功功率損耗由公式=0.061125.4=67.5Kvar10kV側負荷總計:P=1088+16.9=1104.9KW Q=287.7+67.5=355.2 Kvar =1160.7KVA I=1160.7/17.32=67A統(tǒng)計負荷如下表：項目cosQP/kwQ/kwS/KVAI/A380v側補償前負荷0.6710881183.71607.72443.3380V側無功補償容量-896380V側補償后負荷0.921088

19、287.71125.41710主變壓器功率損耗0.015*S30=16.90.06*S30=67.510kV側負荷總計0.921104.9355.21160.7673 變電站主變壓器的選擇容量的確定: 1）主變壓器容量一般按變電所建成后5-10年的規(guī)劃負荷選擇，并適當考慮到遠期10-20年的負荷發(fā)展。對于城郊變電站,主變壓器容量應與城市規(guī)劃相結合。 根據(jù)變電站所帶負荷的性質和電網結構來確定變壓器的容量。2）對于有重要負荷變壓器的變電所，應考慮當一臺主變壓器停運時，其余變壓器容量在計及過負荷能力后的允許進間內，應保證用戶的一級和二級負荷.考慮到本廠沒有大容量設備，裝設一臺主變壓器也能滿足要求，決

20、定只裝設一臺主變壓器。4 變電站主變壓器的臺數(shù)、容量及類型的選擇由于本廠沒有大容量設備，確定為三級負荷，一臺主變壓器就能滿足要求，所以確定選擇一臺主變壓器。（二）主變壓器容量的確定 (1) 裝一臺主變壓器的容量應不小于總的計算負荷S，即 （4-1） (2) 主變壓器單臺容量上限 單臺配電變壓器（低壓為0.4V）的容量一般不宜大于1250kva。當用電設備容量較大、負荷集中且運行合理時，亦可選用較大容量（例如1600-2000kva）的配電變壓器。（三）主變壓器型號的確定 選用一臺主變壓器 型式采用SC10（SC-干式變壓器 10:設計代號;） 綜合本廠各方面負荷情況，決定選用一臺SC10-16

21、00/10型低損耗干式變壓器。5 變電站主結線方案的設計5.1 變電所主要結線方案的提出 針對本廠的負荷性質和電源情況，工廠變電所的主要變壓器可有下列三種方案：方案一：放射式接線方案方案二: 樹干式接線方案方案三：環(huán)形式接線方案主變壓器的聯(lián)結組別均采用Yyn0。5.2變電所主要結線方案的選擇按上面考慮的三種主變壓器的方案可設計三種主結線方案：（1） 放射式接線方案，如圖5-1所示：圖5-1 放射式主結線圖（2） 樹干式接線方案，見圖5-2所示；圖5-2 樹干式主結線圖（3） 環(huán)形式接線方案，如圖5-3示：圖5-3 環(huán)形式主接線圖三種主接線的優(yōu)缺點比較：（1） 放射式 優(yōu)點：線路敷設簡單，沿途無

22、分支，檢修維護方便，繼電保護簡單，接線的線路之間相互不影響，供電可靠性較高，多用于設備容量較大或對供電可靠性要求較高的用電設備。 缺點：由于總降壓變電所出線較多，所需的高壓設備較多，消耗的有色金屬也多，投資大。（2） 樹干式 優(yōu)點：高壓配電設備數(shù)目少，總降壓變電所出線減少，不僅敷設簡單，而且節(jié)省有色金屬，降低線路消耗，使接線總投資減少。 缺點：供電可靠性較差，當干線發(fā)生故障時，影響停電的范圍大。（3） 環(huán)形式 優(yōu)點：運行靈活，供電可靠性較高，當任一干線發(fā)生故障或檢修時，都不致造成供電中斷，或只短時停電，一旦切換電源的操作完成，即能恢復供電。同時，可使電能損耗和電壓損耗減少。 缺點：其保護裝置及

23、其整定配合比較復雜。如果其保護得整定配合不當，容易發(fā)生誤操作，反而擴大故障停電范圍。 綜上所述：在考慮到三種接線方案的技術指標和經濟指標，且結合本廠工廠負荷情況，決定采用放射式接線方案作為本設計的主接線方案。6 短路電流的計算6.1 繪制計算電路圖計算電路圖，是一種簡化了的電氣單線圖，本設計的計算電路圖如下圖6-1所示 圖 6-1短路計算電路6.2 計算短路電流我們知道計算短路電流的方法有歐姆法和標幺值法，歐姆法適合簡單一點的短路計算，而標幺值法適合復雜一點的短路計算。雖然兩者的計算方法不一致，但計算結果一致，這里采用標幺值法進行計算。1、確定基準值 設=100MVA，=，即高壓側=10.5k

24、V，低壓側=0.4kV，則=5.50kA=144.34kA 2、計算短路電路中各元件的電抗標幺值(1) 電力系統(tǒng) =Sd/Soc=100MVA/200MVA=0.5 (2) 架空線 查工廠供電設計指導表8-41得YJV228.7/15 150平方的電纜X0=0.15/km，而線長為6km，故= X0lSd/U2c=（0.156）=0.81 (3) 電力變壓器 查電力設備選擇施工設計手冊得SC10-1600變壓器容量為1600KVA的電抗值為%=6，故=3.75同樣，可以由此計算出其它變壓器的電抗標幺值，因此繪等效電路，如圖6-2圖6-2等效電路 3、計算k-1點（10kV側）的短路總電抗及三相

25、短路電流和短路容量 (1) 總電抗標幺值=+=0.5+0.81=1.31 (2) 三相短路電流周期分量有效值=/=5.5kA/1.31=4.2kA (3) 其他短路電流=4.2kA= 2.55=10.7kA=1.51=6.3kA(4) 三相短路容量=100MVA/1.31=76.3MVA 4、計算k-2點（0.4kV側）的短路電路總電抗及三相短路電流和短路容量(1) 總電抗標幺值 =+=0.5+0.81+3.75=5.06(2) 三相短路電流周期分量有效值 =/=144.34kA/5.06=28.5kA(3) 其他短路電流 =28.5kA = 1.84=52.4kA =1.09=31kA(4)

26、三相短路容量=100MVA/5.06=19.8MVA表6-1短路計算結果短路計算點三相短路電流/kA三相短路容量/MVAk-14.24.24.210.716.376.3k-228.528.528.552.43119.87 變電站一次設備的選擇7.1 10KV側一次設備的選擇校驗本設計中，選擇的是兩進線一母聯(lián)的主接線方案，故將選擇的高壓開關柜按接線順序編號如表7-1所示：表7-1 高壓開關編號開關柜編號開關柜接線編號NO.101KYN17-10進線1NO.102GG-1A(F) PT柜NO.103KYN17-10備用1NO.104KYN17-10變壓器NO.105KYN17-10母聯(lián)柜NO.10

27、6KYN17-10備用2NO.107KYN17-10進線2(1) 高壓斷路器的選擇在NO.101，NO103,NO.104,NO105,NO106,NO107開關柜中，裝設真空斷路器的柜價約比少油斷路器的柜價高出一萬元。但考慮到現(xiàn)在市面上，少油斷路器基本已被淘汰，室內廣泛使用真空斷路器，考慮到維護以及更換，本設計中使用真空斷路器。此設計中，進線的計算電流為67A，配電所母線的三相短路電流周期分量有效值，繼電保護的動作時間為1.7S。動穩(wěn)定度為=10.7KA，熱穩(wěn)度為i. t=6.3。在高壓電路中發(fā)生三相短路時，ish=2.55I(斷路器型號數(shù)據(jù)查電力設備選擇施工設計手冊第四篇 第四章 第八節(jié))

28、 校驗要求，校驗值應不小于被校驗值。選擇ZN18-10型，根據(jù)IC=67A，可初步選擇ZN18-10/630型號進行校驗，校驗可見下表7-2:序號安裝地點的電氣條件ZN18-10/630型斷路器項目數(shù)據(jù)項目數(shù)據(jù)結論1UN10KVUN.QF10KV合格2I3067IN.QF630A合格3（斷流能力）4.2KAIOC25KA合格4（動穩(wěn)定度）2.554.2KA=10.71KAimax63KA合格5i. t（熱穩(wěn)定度）(4.2KA)2(1.7+0.1)s=31.75KA2.sIt25KA22s=1250KA2.s合格總結：10KV側高壓斷路器選擇ZN18-10/630型號斷路器滿足校驗要求(2) 對

29、開關柜柜內隔離開關的選擇校驗在開關柜中NO.102中，選擇GN15型隔離開關，初步選擇GN15-10./600型號,其相關數(shù)據(jù)見電力設備選擇施工設計手冊第四篇 第四章 第十九節(jié) 表4-4-40即:序號安裝地點的電氣條件GN15-10/600型號隔離開關項目數(shù)據(jù)項目數(shù)據(jù)結論1UN10KVUN.QS10KV合格2I3067IN.QS600A合格3（動穩(wěn)定度）2.554.2KA=10.71KAimax20KA合格4i. t（熱穩(wěn)定度）(4.2KA)2(1.7+0.1)s=31.75KA2.sIt20KA25s=2000KA2.s合格總結：10KV側開關柜柜內隔離開關選擇GN15-10/600型號開關

30、柜柜內隔離開關滿足校驗要求。（3）接地開關的校驗在開關柜中NO.103，NO104,NO106中，選擇JN-10型接地開關，初步選擇JN-10型號,其相關數(shù)據(jù)見電力設備選擇施工設計手冊第四篇 第四章 第十節(jié).序號安裝地點的電氣條件JN-10型號接地開關項目數(shù)據(jù)項目數(shù)據(jù)結論1UN10KVUN.QS10KV合格2（動穩(wěn)定度）2.554.2KA=10.71KAimax20KA合格3i. t（熱穩(wěn)定度）(4.2KA)2(1.7+0.1)s=31.75KA2.sIt20KA24S=1600KA2.s合格總結：10KV側開關柜柜內接地開關JN-10型號滿足校驗要求。(4) 高壓熔斷器的校驗按照國家相關標準

31、，高壓熔斷器的校驗不需要進行動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定校驗。在開關柜NO.102中，熔斷器是針對電壓互感器的保護，選擇RN2型，初步選擇RN2-10型號。（查工廠供電設計指導表5-23得相關數(shù)據(jù)）熔斷器額定電壓UN.FU應與所在線路的額定電壓UN相適應，即：UN.FU=Umax.SIN.FU不應小于它鎖裝設的熔體額定電流IN.FE，即：IN.FUIN.FE一般IN.FE取0.5A，不必進行校驗,具體數(shù)據(jù)見表7-5所示:序號安裝地點的電氣條件RN2-10型號熔斷器項目數(shù)據(jù)項目數(shù)據(jù)結論1UN10KVUN.FU10KV合格2I30-IN.FU0.5A合格3（斷流能力）4.2KAIOC50KA合格總結：10KV側

32、高壓熔斷器選擇RN2-10型號熔斷器滿足校驗要求（5） 高壓側電壓互感器的選擇在開關柜NO.102，電壓互感器為Y。/Y。/（開口三角）的接線。選擇JDZJ-10，一次側電壓為/KV。一組繞組為測量，另一組接為開口三角形用于保護。（6）高壓側電流互感器的選擇及校驗按照國家相關標準，高壓電流互感器的校驗不需要進行斷流能力校驗。初選LQJ10型高壓電流互感器。經工廠供電附錄表16查得LQJ-10的動穩(wěn)定倍數(shù)Kes=225,額定一次電流I1N=100A,1s熱穩(wěn)定倍數(shù)Kt=90。其校驗見表7-6：序號安裝地點的電氣條件LQJ10型電流互感器項目數(shù)據(jù)項目數(shù)據(jù)結論1UN10KVUN.QF10KV合格2I

33、3067IN.QF100A合格4（動穩(wěn)定度）2.554.2KA=10.71KAimax2250.1kA=31.8kA合格5i. t（熱穩(wěn)定度）(4.2KA)2(1.7+0.1)s=31.75KA2.sIt(900.1)21=81KA合格綜上所述所選一次設備均滿足10kv側一次設備的選擇校驗，如下表7-7所示: 表7-7 10kv側一次設備的選擇校驗選擇校驗項目電壓電流斷流能力動穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度結論數(shù)據(jù)參數(shù)數(shù)據(jù)10kV67A4.2KA10.71kA4.221.8=31.75一次設備型號規(guī)格額定參數(shù)ZN18-10/630型斷路器10kV63020kA50kA2022=800合格GN15-10/600

34、型號隔離開關10kV60020KA2025=2000合格RN2-10型號熔斷器10kV200A28.5kA 合格電流互感器LQJ -1010kV100/150/200/60031.8KA(900.1)21=81KA合格電壓互感器JDZJ-10/合格戶內接地開關JN-1010kV100A2250.1kA=31.8kA(900.1)21=81合格10KV20KA2024=1600合格上表所選設備均滿足校驗要求。7.2 10KV側一次系統(tǒng)圖 【 10KV變電站一次系統(tǒng)圖】備注： 避雷器型號為 FS4-10型。7.3 380V側一次設備的選擇校驗本次設計中，低壓開關柜編號如表7-7所示：開關柜編號開關

35、柜接線編號NO.201GGD進線NO.202GGD 饋線1NO.203GGD 饋線2NO.204GGD饋線3NO.205GGD饋線4NO.205GGD饋線5NO.206PGJ12-1.3(1)在低壓柜NO.201中U=380V，I=2443.2A，I=28.5KA i=52.4KA，i. t=28.50.7=568.5t為假象時間取0.7選擇DW15型的斷路器，初步選擇DW15-4000（斷路器型號數(shù)據(jù)查工廠供電附表13可知），低壓電路中發(fā)生三相短路時，ish=1.84I,低壓刀開關的選擇，初步選擇HD13-4000（其相關數(shù)據(jù)查HD13刀開關系列資料得）,電流互感器的選擇，初步選擇LMZJ1

36、-0.5 3000/5型號（其相關數(shù)據(jù)查供電設計指導書表5-23）。見表7-8所示：選擇校驗項目電壓電流斷流能力動穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度結論數(shù)據(jù)參數(shù)數(shù)據(jù)380V2443.2A28.5KA52.4kA28.520.7=568.5主變壓器額定參數(shù) 低壓斷路器DW15-4000380V4000A60KA合格低壓刀開關HD13-4000380V4000A合格電流互感器LMZJ1-0.5500V3000/5合格總結：滿足校驗要求(2)在低壓柜中NO.202，NO203中，由于此開關柜的線路去向為1#鑄造車間，2#熱處理車間,，其計算電流均為I30=304A。因為計算電流相一致，所以選擇保護設備一致，現(xiàn)以1#線路

37、為例。低壓斷路器、低壓刀開關、電流互感器的選擇以及校驗方法從上，初步選擇低壓斷路器DZ20-400/3（其相關數(shù)據(jù)查供電設計指導書表5-17），低壓刀開關HD13-1000（其相關數(shù)據(jù)查供電設計指導書表5-18），電流互感器LMZB1-0.5 400/5（其相關數(shù)據(jù)查供電設計指導書表5-23）。具體數(shù)據(jù)見下表7-9所示：選擇校驗項目電壓電流斷流能力動穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度結論數(shù)據(jù)參數(shù)數(shù)據(jù)380V304A28.2KA52.4kA28.520.7=568.51#鑄造車間2#熱處理額定參數(shù) 低壓斷路器DZ20-400/3380V400A50KA合格低壓刀開關HD13-1000380V1000A合格電流互感器

38、LMZB1-0.5500V400/5合格 總結：滿足校驗要求(3) 在低壓柜中NO203中，由于此開關柜的線路去向為3#鍛壓車間，4#金工車間，5#工具車間，其計算電流均為I30=304A。因為車間計算電流相一致，所以選擇保護設備一致，現(xiàn)以3#線路為例。低壓斷路器、低壓刀開關、電流互感器的選擇以及校驗方法從上，初步選擇低壓斷路器DZ20-400/3（其相關數(shù)據(jù)查供電設計指導書表5-17），低壓刀開關HD13-1600（其相關數(shù)據(jù)查供電設計指導書表5-18），電流互感器LMZB1-0.5 400/5（其相關數(shù)據(jù)查供電設計指導書表5-23）。具體數(shù)據(jù)見下表7-9所示：選擇校驗項目電壓電流斷流能力動

39、穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度結論數(shù)據(jù)參數(shù)數(shù)據(jù)380V304A28.2KA52.4kA28.520.7=568.53#鍛壓4#金工5#工具額定參數(shù) 低壓斷路器DZ20-400/3380V400A50KA合格低壓刀開關HD13-1600380V1600A合格電流互感器LMZB1-0.5500V400/5合格 總結：滿足校驗要求（4）。在低壓柜中NO.204，由于此開關柜的線路去向6#倉庫，7#裝配車間，8#機修車間，其計算電流為I30=152A，因為計算電流相差不大，所以選擇保護設備一致，現(xiàn)以6#線路為例。低壓斷路器、低壓刀開關、電流互感器的選擇以及校驗方法從上，初步選擇低壓斷路器DZ20-200（其相關數(shù)據(jù)查

40、供電設計指導書表5-17），低壓刀開關HR5-630 （其相關數(shù)據(jù)查供電設計指導書表5-19），電流互感器LMZB1-0.5 200/5（其相關數(shù)據(jù)查供電設計指導書表5-23）具體數(shù)據(jù)見下表7-10所示：選擇校驗項目電壓電流斷流能力動穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度結論數(shù)據(jù)參數(shù)數(shù)據(jù)380V152A28.2KA52.4kA28.220.7=568.56#倉庫7#裝配8#機修額定參數(shù) 低壓斷路器DZ20-200380V200A50KA合格低壓刀開關HR5_630 380V630A合格電流互感器LMZB1-0.5500V200/5合格總結：滿足校驗要求(5)在低壓柜中NO.205，由于此開關柜的線路去向為9#電鍍車間

41、，10#鍋爐房11#生活區(qū)，其計算電流電修車間為I30=364.7A，現(xiàn)以9#線路為例。低壓斷路器、低壓刀開關、電流互感器的選擇以及校驗方法從上。初步選擇低壓斷路器DZ20-400/3（其相關數(shù)據(jù)查供電設計指導書表5-17），低壓刀開關HD13-1600（其相關數(shù)據(jù)查供電設計指導書表5-19），電流互感器LMZB1-0.5 400/5（其相關數(shù)據(jù)查供電設計指導書表5-23）。見表7-11所示：選擇校驗項目電壓電流斷流能力動穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度結論數(shù)據(jù)參數(shù)數(shù)據(jù)380V364.7A28.5KA52.4kA28.520.7=568.59#電鍍10#鍋爐11#生活區(qū)額定參數(shù) 低壓斷路器DZ20-400/33

42、80V400A50KA合格低壓刀開關HD13-1600380V1600A合格電流互感器LMZB1-0.5500V400/5合格總結：滿足校驗要求將上述設備的選擇校驗按照一次設備選擇校驗表的格式表7-13所示： 選擇校驗項目電壓電流斷流能力動穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度裝置地點條件參 數(shù)UIIii. t數(shù)據(jù)380V總2443.2A28.5KA52.4KA28.50.7=568.5一次設備型號規(guī)格額定參數(shù)UIIiI.t低壓斷路器DW15-4000380V4000A60KA低壓斷路器DZ20-200380V200A35KA低壓斷路器DZ20-400380V400A30KA低壓刀開關HD13-4000380V400

43、0A低壓刀開關HD13-1600380V1600A低壓刀開關HD13-1000380V1000A低壓刀開關HR5-630380V630A電流互感器LMZJ1-0.5500V3000/5電流互感器LMZB1-0.5500V400/5200/5A上表所選一次設備均滿足要求7.4 380V側一次系統(tǒng)圖8 防雷接地8.1 變電站的防雷設計變電站的防雷設計，應根據(jù)國家標準建筑防雷規(guī)范進行設置。設置的目的是為了保證人身安全；防止直擊雷破壞，保護變電站不致因雷擊而燒毀和損壞。在建筑物供配電設計中，防雷接地系統(tǒng)設計占有重要的地位，因為它關系到供電系統(tǒng)的可靠性，安全性。變電站年預計雷擊次數(shù)應按下式確定： N=0

44、.024KAe （8-1）式中 N建筑物預計雷擊次數(shù)（次/a）; K校正系數(shù)，在一般情況下取1，在下列情況下取相應數(shù)值：位于曠野孤立的建筑物取2；金屬屋面的磚木結構建筑物取1.7；位于河邊、湖邊、山坡下或山地中土壤電阻率較小處地下水露頭處、土山頂部、山谷風口等處的建筑物，以及特別潮濕的建筑物取1.5； -年平均雷暴日數(shù)，按當?shù)貧庀笈_、站資料確定； 與建筑物截收相同雷擊次數(shù)的等效面積（km2）,按GB500571994規(guī)定的方法計算。此地的年平均雷暴日為34.9d/a,本變電站的等效面積約為0.04k。計算出年預計雷擊次數(shù)為N=0.024134.91.30.04=0.066次/a根據(jù)GB5005

45、7-1994建筑物防雷設計規(guī)范，預計雷擊次數(shù)大于或等于0.06次/a，且小于0.3次/a的住宅、辦公樓等一般性民用建筑物應劃為第三類防雷建筑物。因此，本設計應按第三類防雷建筑物的防雷措施進行防雷設計。（1） 直接防雷設計 可采取在變電站上裝設避雷針。由變配電所的地址選擇，變電所的主變壓器裝在室外的，則應在變電所外面裝設獨立的避雷針，其裝設高度應使其防雷保護范圍包括整個變電所。而避雷針是用鍍鋅焊接鋼管制成，它安裝在構架上，其下端經引下線與接地裝置焊接。單支避雷針的保護范圍，按下列方法確定單支避雷針的保護范圍如下圖8-1所示。圖8-1 單支避雷針的保護范圍避雷針在地面上的保護半徑為r=1.5h。從

46、真的頂點向下作45的斜線構成錐形保護空間的上部，從距離針底各方向1.5h處向避雷針0.75h高度處作連接線。與上述45斜線相交，交點以下的斜線構成錐形保護空間的下部。在被保護高度的平面上，保護半徑可由下式確定：當 r=（h-）p （8-2）當 r=（1.5h-2）p （8-3）式中p由模儀試驗和運行經驗確定的系數(shù)。當h30m時p=；當h30m時p=1。由變電站平面布置圖中數(shù)據(jù)可知，避雷針在高度處水平面上的保護至少為1.2m，假設為1.25m，為1.0m，代入上面的計算式8-3解得：可知裝設一支1.5m高的避雷針，采用25mm的鍍鋅圓鋼。即可安全保護整個變電所的建筑物不受直接雷擊。同時，按規(guī)定，

47、獨立避雷針宜設獨立的接地裝置。接地裝置的接地電阻在非高土壤電阻率地區(qū)，其工頻接地電阻。通常采用36根長的2.5m、50mm的鋼管，在裝避雷針的桿塔附近作一排，管間距離5m，打入地下，管頂距地面0.6m。接地管間用40mm4mm的鍍鋅扁鋼焊接相連。引下線采用25mm4mm的鍍鋅扁鋼，下與接地體焊接相連，并與裝避雷針的桿塔及其基礎的鋼筋相焊接，上與避雷針焊接相連。避雷針與配電裝置的安全距離示意圖如下圖8-2所示： 圖8-2 避雷針與配電裝置的安全距離示意圖（2）防雷電感應： 為防止雷電流流經引下線和接地裝置時產生的高電位對附近金屬物或電氣線路的反擊，引下線與附近金屬物和電氣線路的間距應符合規(guī)范的要

48、求(3)雷電侵入波的保護：裝設避雷器，本設計中裝設FS4-10閥式避雷器 避雷器是用來防護雷電產生的過電波沿線路侵入變配電所或其它建筑物內，以免危及被保護設備的絕緣，避雷器應與被保護設備并聯(lián)，在被保護設備的電源側。如圖8-3所示圖8-3 避雷器的連接圖在高壓配電室內10kV電源進線柜中裝設FS4-10閥式避雷器。防止雷電侵入波的危害。在10kV高壓配電室內裝設有KYN17-10型開關柜，其中配有FS4-10型閥式避雷器，靠近主變壓器，用于防止操作過電壓對主變的危害。 在380V的低壓架空出桿上，裝設有保護間隙，或將其絕緣子的鐵腳接地，用以防護沿低壓架空線侵入的雷電波。8.2 接地保護系統(tǒng)設計（

49、一）接地概念及接地故障保護系統(tǒng)：電氣設備的某部分與土壤之間作良好的電氣連接，稱為接地。為保障人身安全，防止間接觸電而將設備的外露可導電部分進行接地。成為保護接地。低壓配電系統(tǒng)按保護接地的型式不同，可分為TN系統(tǒng)，TT系統(tǒng)和IT系統(tǒng)。(二)變電站接地要求變電站的接地裝置的接地電阻越小越好，接地電阻要求小于4歐姆，利用基礎底板中的鋼筋作為接地體，周邊沿基礎底板通長焊接成環(huán)路，中間沿柱網通長焊接成網格。當接地電阻滿足不了要求時，在距離建筑物3M以外打人工接地體以滿足要求。 (三)接地保護措施此變電站10KV 屬于小電流接地系統(tǒng)，其接地電流可近似估算，電纜長度為6KM，架空線為5km.（1）確定接地電

50、阻IE=UN（35lcab+loh）/350=10 x(35x6+5)/350=6.14A此變電站共用接地裝置的接地電阻應同時滿足RE120v/I=120/6.14=19.5RE4則此變電站共用接地裝置要求接地電阻為RE=4可利用的自然接地體電阻RE（nat）=60需要補充人工接地體，人工接地體的總電阻RE(man)為RE(man)= RE（nat）RE/(RE（nat）-RE)=240/56=4.29（2）初步敷設方案為現(xiàn)初步考慮圍繞變電站建筑四周，距變電站23m，打入一圈直徑50mm，長2.5m的鋼管接地體，每隔5米打入一根（為減小屏蔽效率，一般管距不應小于管長的2倍）。管間用404mm2

51、的扁鋼焊接相連。計算單根鋼管的接地電阻查工廠供電附錄表27，得=100.m則單根鋼管的接地電阻為RE(man)1=0.3=1000.3=30(4)確定接地的鋼管數(shù)和最后接地方案根據(jù)RE(man)1/ RE(man)=30/4.29=7 ，考慮到管間電流屏蔽效應的影響，初步選為15根直徑為50mm、長為2.5m的鋼管作為接地體。以a/l=2和n=10可查工廠供電附錄表28-2（取n=1020在a/l=2時的E中間值）得E=0.66。因此n=10考慮到接地體的均勻對稱布置，選10根直徑為50mm，長為2.5m的鋼管作為接地體，用40*4mm2扁鋼連接，環(huán)形布置。9 設備材料清單（1）主要設備材料清

52、單編號 名 稱 型號及規(guī)格單位 數(shù)量1電力變壓器SC10-1600/10臺12高壓開關柜GG-1A(F) PT柜KYN17-10進線柜KYN17-10出線柜KYN17-10母聯(lián)柜臺12313避雷器FS4-10 個154低壓開關柜GGD進線GGD饋線PGJ12-1.3 無功補償柜臺1415接地線鍍鋅扁鋼254m（2）高壓開關柜中的設備清單編號名 稱 型號及規(guī)格 數(shù)量1高壓斷路器ZN18-10/63062高壓隔離開關GN15-10/60013高壓熔斷器RN2-1034電壓互感器JDZJ-1035電流互感器LQJ -10126戶內接地開關JN-103（3）低壓開關柜中的設備清單編號名 稱 型號及規(guī)格

53、 數(shù)量1低壓斷路器DW15-4000DZ20-200DZ20-4001382低壓刀開關HD13-4000HD13-1600HD13-1000HR5-63012113電流互感器LMZJ1-0.5 3000/5LMZB1-0.5 200/5LMZB1-0.5 400/5338參考文獻1 肖輝.電氣照明技術M.北京:機械工業(yè)出版社,2009:51-58.2 中國建筑科學研究院.GB 50034-2009 建筑照明設計標準S.北京:中國建筑工業(yè)出版社,2009:4-9.3 郭福雁,黃民德.電氣照明M.天津:天津大學出版社,2011:123-125.4 李恭慰.建筑照明設計手冊M.北京:中國建筑工業(yè)出版社,2011:312-314.5 中國聯(lián)合工程公司.GB 50052-2009 供配電系統(tǒng)設計規(guī)范S.北京:中國計劃出版社,2009:28-33.6 中國機械工業(yè)部.GB 50057-94 建筑物防雷設計規(guī)范S.北京:中國建筑工業(yè)出版社,2010:10-14.7 黃純華,葛少云.工廠供電M.天津:天津大學出版社,2011:63-84.致 謝伴著青春的激情和求知的欲望，我已走完了鄭大求知之旅，美好的大學生活培養(yǎng)了我科學嚴謹?shù)乃季S方法，更造就了我積極樂觀的生活態(tài)度和開拓進