某機(jī)械廠降壓變電所電氣設(shè)計(jì) (孫朋)

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1、目錄 摘要 1 第1章 緒論 2 1.1 2 1.2 工廠總平面圖 2 1.3 工廠內(nèi)部和周邊情況 2 第2章 負(fù)荷計(jì)算和無功功率補(bǔ)償 4 2.1 負(fù)荷計(jì)算 4 2.1.1 單組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算公式 4 2.1.2 多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算公式 4 2.2 無功功率補(bǔ)償 5 第3章 變電所位置和接線方案的選擇 8 3.1 變配電所的位置選擇 8 3.2 變電所主接線方案 9 3.3變壓器型號的選擇 11 3.4變電所進(jìn)出線與臨近單位聯(lián)絡(luò)線的選擇 14 第4章 短路電流的計(jì)算 15 4.1 短路電流 15 4.2 繪制計(jì)算電路 16 4.3

2、 確定短路計(jì)算基準(zhǔn)值 16 4.4 計(jì)算短路電路中各個元件的電抗標(biāo)幺值 16 第5章 降壓變電所防雷與接地裝置的設(shè)計(jì) 18 5.1 變電所的防雷保護(hù) 18 5.1.1 直接防雷保護(hù) 18 5.1.2 雷電侵入波的防護(hù) 18 5.2 變電所公共接地裝置的設(shè)計(jì) 18 5.2.1 接地電阻的要求 18 5.2.2 接地裝置的設(shè)計(jì) 19 結(jié)論 20 參考文獻(xiàn) 21 致謝 22 摘 要 為保障工業(yè)生產(chǎn)安全進(jìn)行，保證電能合理分配、輸送，靈活改變運(yùn)行方式。特進(jìn)行本次設(shè)計(jì)。 本設(shè)計(jì)主要闡述了對機(jī)械廠總降壓變電所的電氣設(shè)計(jì)方案。在設(shè)計(jì)中進(jìn)行了對工廠負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算；變電所

3、位置與型式的選擇；變電所主變壓器及主接線方案的選擇；短路電流的計(jì)算；變電所進(jìn)出線與鄰近單位聯(lián)絡(luò)線的選擇；降壓變電所防雷與接地裝置的設(shè)計(jì)等。 本機(jī)械廠降壓變電所電氣設(shè)計(jì)為畢業(yè)設(shè)計(jì)，其目的是通過設(shè)計(jì)實(shí)踐，綜合運(yùn)用所學(xué)知識，理論聯(lián)系實(shí)際，鍛煉獨(dú)立分析和解決建筑電氣設(shè)計(jì)問題的能力，為未來的工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 關(guān)鍵詞：工廠供電，變電所，無功功率補(bǔ)償，變壓器，短路電流計(jì)算，一次設(shè)備，避雷器。 第一章 前言 1.1 設(shè)計(jì)背景 本次設(shè)計(jì)要求根據(jù)本廠所能取得的電源及本廠用電負(fù)荷情況，并適當(dāng)考慮工廠生產(chǎn)的發(fā)展，按照安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的要求，確定變電所的位置和型式，確定變電所主變壓器的

4、臺數(shù)、容量與類型，選擇變電所主接線方案、一次設(shè)備的選擇、高低壓設(shè)備和進(jìn)出線，確定防雷和接地裝置。最后按要求寫出設(shè)計(jì)說明書，繪出設(shè)計(jì)圖紙。 1.2 工廠總平面圖 本次設(shè)計(jì)的機(jī)械廠總平面圖如圖1-1所示： (4) (5) (6) (7) (10) (9) (8) (1) (2) (3) 圖1-1 工廠平面圖 1.3 工廠所處環(huán)境概況 本廠多數(shù)車間為兩班制，年最大負(fù)荷利用小時為4600h，日最大負(fù)荷持續(xù)時間為6h。該廠除鑄造車間、電鍍車間和鍋爐房屬二級負(fù)荷。 按照工廠與當(dāng)?shù)毓╇姴块T簽定的供用電協(xié)議規(guī)定，本廠可由附近一條10kV的公用電源干線取得工作電源。該干線的

5、走向參看工廠總平面圖。該干線的導(dǎo)線牌號為LGJ-150，導(dǎo)線為等邊三角形排列，線距為2m；干線首端距離本廠約8km。干線首端所裝設(shè)的高壓斷路器斷流容量為500MVA。此斷路器配備有定時限過流保護(hù)和電流速斷保護(hù)，定時限過流保護(hù)整定的動作時間為1.7s。為滿足工廠二級負(fù)荷要求，可采用高壓聯(lián)絡(luò)線由鄰近的單位取得備用電源。已知與本廠高壓側(cè)有電氣聯(lián)系的架空線路總長度為80km，電纜線路總長度為25km。 本廠所在地區(qū)的年最高氣溫為38℃，年平均氣溫為23℃，年最低氣溫為-9℃，年最熱月平均最高氣溫為33℃，年最熱月平均氣溫為26℃，年最熱月地下0.8米處平均氣溫為25℃。當(dāng)?shù)刂鲗?dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|北風(fēng)，年雷暴日

6、數(shù)為20。本廠所在地區(qū)平均海拔500m，地層以砂粘土為主，地下水位為2m。 第二章 負(fù)荷計(jì)算和無功功率補(bǔ)償 2.1 負(fù)荷計(jì)算 在工廠里，除了廣泛應(yīng)用的三相設(shè)備外，還有部分單相設(shè)備，單相設(shè)備接在三相線路中，應(yīng)盡可能均衡分配。使三相負(fù)荷盡可能均衡。如果三相線路中單相設(shè)備的總?cè)萘坎怀^三相設(shè)備總?cè)萘康?5%，則不論單相設(shè)備如何分配，單相可與三相設(shè)備綜合按三相負(fù)荷平衡計(jì)算。如果單相設(shè)備容量超過三相設(shè)備的15%時，則應(yīng)將單相設(shè)備容量換算為等效三相設(shè)備容量，再與三相設(shè)備容量相加。 綜上所述，由于本廠各車間單相設(shè)備容量均不超過三相設(shè)備容量的15%，所以可以按三相負(fù)荷平衡計(jì)算。 即：

7、 （式2-1） 2.1.1 單組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算公式 a)有功計(jì)算負(fù)荷（KW）=，為系數(shù) (式2-2） b)無功計(jì)算負(fù)荷（kvar）=tan （式2-3） c)視在計(jì)算負(fù)荷（kvA）= （式2-4） d)計(jì)算電流（A）=，為用電設(shè)備的額定電壓（KV） （式2-5） 2.1.2 多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算公式 a)有功計(jì)算負(fù)荷（KW）：= （式2-6） 式中是所有設(shè)備組有功計(jì)算負(fù)荷之和，是

8、有功負(fù)荷同時系數(shù)，可取0.8~0.95。 b)無功計(jì)算負(fù)荷（kvar）：= （式2-7） 式中是所有設(shè)備無功計(jì)算負(fù)荷之和；是無功負(fù)荷同時系數(shù)，可取0.85~0.97。 c)視在計(jì)算負(fù)荷（kvA）= （式2-8） d)計(jì)算電流（單A）= (式2-9) 2.2 無功功率補(bǔ)償 無功功率的人工補(bǔ)償裝置主要有同步補(bǔ)償機(jī)和并聯(lián)電容器兩種。由于并聯(lián)電容器具有安裝簡單、運(yùn)行維護(hù)方便、有功損耗小以及組裝靈活、擴(kuò)容方便等優(yōu)點(diǎn)，因此并聯(lián)電容器在供電系統(tǒng)中應(yīng)用最為普遍。

9、由于本廠380V側(cè)最大負(fù)荷時的功率因數(shù)只有0.75。而供電部門要求該廠10KV進(jìn)線側(cè)最大負(fù)荷時功率因數(shù)不低于0.9。考慮到主變壓器的無功損耗遠(yuǎn)大于有功損耗，因此380V側(cè)最大負(fù)荷時功率因數(shù)應(yīng)稍大于0.9，這里取0.92來計(jì)算380V側(cè)所需無功功率補(bǔ)償容量： =(tan - tan)=810.8[tan(arccos0.75) - tan(arccos0.92) ] = 369.66 kvar 選擇PGJ1型低壓自動補(bǔ)償評屏，并聯(lián)電容器為BW0.4-14-3型，采用其1臺主屏與4臺輔屏相結(jié)合。 總共容量為：84kvar5=420kvar。 補(bǔ)償前后，變壓器低壓側(cè)的有功計(jì)算負(fù)荷基本不變，但

10、是無功計(jì)算負(fù)荷、視在功率、 計(jì)算電流都有變化，以下對補(bǔ)償后的無功計(jì)算負(fù)荷、視在功率、計(jì)算電流進(jìn)行計(jì)算。 1）無功計(jì)算負(fù)荷 由式2-3可得：=（727.6-420）kvar=307.6 kvar 2）視在功率 由式2-4可得：=867.2 kVA 3）計(jì)算電流 由式2-5可得：=1317.6 A 功率因數(shù)提高為cos==0.935。 在無功補(bǔ)償前，該變電所主變壓器T的容量為應(yīng)選為1250kVA,才能滿足負(fù)荷用電的需要；而采取無功補(bǔ)償后，主變壓器T的容量選為1000kVA的就足夠了。同時由于計(jì)算電流的減少，使補(bǔ)償點(diǎn)在供電系統(tǒng)中各元件上的功率損耗也相應(yīng)減小，因此無功補(bǔ)償?shù)慕?jīng)濟(jì)效益十

11、分可觀。因此無功補(bǔ)償后工廠380V側(cè)和10kV側(cè)的負(fù)荷計(jì)算如表2-1所示。 項(xiàng)目 cos 計(jì)算負(fù)荷 /KW /kvar /kVA /A 380V側(cè)補(bǔ)償前負(fù)荷 0.75 810.8 727.6 1089 1655 380V側(cè)無功補(bǔ)償容量 -420 380V側(cè)補(bǔ)償后負(fù)荷 0.935 810.8 307.6 867.2 1317.6 主變壓器功率損耗 0.015=13 0.06=52 10KV側(cè)負(fù)荷計(jì)算 0.935 823.8 359.6 898.9 52 表2.1 無功補(bǔ)償后工廠的計(jì)算負(fù)荷 無功補(bǔ)償?shù)闹饕?/p>

12、用就是提高功率因數(shù)以減少設(shè)備容量和功率耗損、穩(wěn)定電壓和提高供電質(zhì)量，在長距離輸電中提高系統(tǒng)輸電穩(wěn)定性和輸電能力以及平衡三相負(fù)載的有功和無功功率。 安裝并聯(lián)電容器進(jìn)行無功補(bǔ)償，可限制無功補(bǔ)償在電網(wǎng)中傳輸，相應(yīng)減小了線路的電壓損耗，提高了配電網(wǎng)的電壓質(zhì)量。無功補(bǔ)償應(yīng)根據(jù)分級就地和便于調(diào)整電壓的原則進(jìn)行配置。 集中補(bǔ)償與分散補(bǔ)償相結(jié)合，以分撒補(bǔ)償為主；高壓補(bǔ)償與低壓補(bǔ)償相結(jié)合，以低壓補(bǔ)償為主；調(diào)壓與降壓相結(jié)合；并且與配電網(wǎng)建設(shè)改造工程同步規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、同步投運(yùn)。無功補(bǔ)償?shù)闹饕饔镁唧w體現(xiàn)在：① 提高電壓質(zhì)量；② 降低電能損耗；③ 提高發(fā)供電設(shè)備運(yùn)行效率；④減少用戶電費(fèi)支出。 本次設(shè)計(jì)采用

13、PGJI型低壓無功功率自動補(bǔ)償屏，其接線方案如圖2-1所示： 圖2-1 PGJI型低壓無功功率自動補(bǔ)償屏的接線方案 第三章 變電所位置和接線方案的選擇 3.1 變配電所的位置選擇 變配電所的位置應(yīng)根據(jù)下列要求和注意事項(xiàng)來選擇：接近負(fù)荷中心；進(jìn)出線方便；接近電源側(cè)；設(shè)備運(yùn)輸方便。其具體要求如下： （1）變配電所位置選擇的注意事項(xiàng)有以下這些：便被電所的位置不應(yīng)設(shè)在有劇烈振動或高溫的場所；不宜設(shè)在多塵或有腐蝕性氣體的場所，當(dāng)無法遠(yuǎn)離時，不應(yīng)設(shè)在污染源盛行風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)；不應(yīng)設(shè)在廁所、浴室或其他經(jīng)常積水場所的正下方，且不宜與上述場所相貼鄰；不應(yīng)設(shè)在有爆炸危險(xiǎn)環(huán)境的正上方或正下方，且不

14、宜設(shè)在有火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境的正上方或正下方，當(dāng)與有爆炸或火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境的建筑物毗連時，應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定；不應(yīng)設(shè)在地勢低洼和可能積水的場所。 （2）露天或半露天的變電所，不應(yīng)設(shè)置在下列場所：有腐蝕性氣體的場所；挑檐為燃燒體或難燃體和耐火等級為四級的建筑物旁；附近有棉、糧及其他易燃、易爆物品集中的露天堆場；容易沉積可燃粉塵、可燃纖維、灰塵或?qū)щ妷m埃且嚴(yán)重影響變壓器安全運(yùn)行的場所。 （3）變電所的型式應(yīng)根據(jù)用電負(fù)荷的狀況和周圍環(huán)境情況確定，并應(yīng)符合下列規(guī)定：負(fù)荷較大的車間和站房，宜設(shè)附設(shè)變電所或半露天變電所；負(fù)荷較大的多跨廠房，負(fù)荷中心在廠房的中部且環(huán)境許可

15、時，宜設(shè)車間內(nèi)變電所或組臺式成套變電站；高層或大型民用建筑內(nèi)，宜設(shè)室內(nèi)變電所或組合式成套變電站；負(fù)荷小而分散的工業(yè)企業(yè)和大中城市的居民區(qū)，宜設(shè)獨(dú)立變電所，有條件時也可設(shè)附設(shè)變電所或戶外箱式變電站；環(huán)境允許的中小城鎮(zhèn)居民區(qū)和工廠的生活區(qū)，當(dāng)變壓器容量在315KVA及以下時，宜設(shè)桿上式或高臺式變電所。 （4）在同一配電室內(nèi)單列布置高、低壓配電裝置時，當(dāng)高壓開關(guān)柜或低壓配電屏頂面有裸露帶電導(dǎo)體時，兩者之間的凈距不應(yīng)小于2m；當(dāng)高壓開關(guān)柜和低壓配電屏的頂面封閉外殼防護(hù)等級符合IP2X級時，兩者可靠近布置。 本次設(shè)計(jì)變電所采用雙層布置，變壓器應(yīng)設(shè)在底層。設(shè)于二層的配電室應(yīng)設(shè)搬運(yùn)設(shè)備的通道、平臺或孔洞

16、。高（低）壓配電室內(nèi)，宜留有適當(dāng)數(shù)量配電裝置的備用位置。高壓配電裝置的柜頂為裸母線分段時，兩段母線分段處宜裝設(shè)絕緣隔板，其高度不應(yīng)小于0.3m。 一般變電所的形式（類型）有： 1　 車間附設(shè)變電所、 2　 車間內(nèi)變電所 3　 露天（或半露天）變電所 4　 獨(dú)立變電所 5　 桿上變電臺 6　 地下變電所 7　 樓上變電所 8　 成套變電所 9　 移動式變電所 根據(jù)以上的要求和注意事項(xiàng)，本次設(shè)計(jì)我們選擇采用的變電所類型是露天（或半露天）變電所。變電所的位置盡量接近工廠的負(fù)荷中心，根據(jù)本廠的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，并考慮到周邊環(huán)境及進(jìn)出線方便，本次設(shè)計(jì)決定在6號廠房的西側(cè)緊靠廠房建造工廠

17、變電所，變壓器器型式為附設(shè)式。 3.2 變電所主接線方案 由于該廠的部分負(fù)荷屬于二級負(fù)荷，對電源的供電可靠性要求較高?，F(xiàn)有四種方案可供選擇。 第一種方案是一次側(cè)采用內(nèi)橋式結(jié)線，二次側(cè)采用單母線分段的總降壓變電所主電路圖如下這種主結(jié)線，其一次側(cè)的高壓斷路器跨接在兩路電源線之間，猶如一座橋梁，而處在線路斷路器的內(nèi)側(cè)，靠近變壓器，因此稱為內(nèi)橋式結(jié)線。 第二種方案是高壓側(cè)采用隔離開關(guān)-斷路器；由于采用了高壓斷路器因此變電所的停，送電操作十分方便，，同時高壓斷路器配有繼電保護(hù)，在變電所發(fā)生短路喝過負(fù)荷時均能自動跳閘，但是電路可靠性差，不能勝任本設(shè)計(jì)要求 第三種方案是一、二次側(cè)均采用單母線分

18、段的總降壓變電所主電路，這種主結(jié)線圖兼有上述兩種橋式結(jié)線的運(yùn)行靈活性的優(yōu)點(diǎn)，但所用高壓開關(guān)設(shè)備較多，可供一、二級負(fù)荷，適用于一、二次側(cè)進(jìn)出線較多的總降壓變電所，同時價格昂貴。 第四種方案是一次側(cè)的有兩路高壓進(jìn)線，在隔離閘刀出線進(jìn)行并接，通過高壓斷路器控制變壓器，并有一個斷路器進(jìn)行低壓聯(lián)絡(luò)。同時安裝繼電保護(hù)。此方式投資少。性價比高，。本設(shè)計(jì)采用這種方法。 本次設(shè)計(jì)采用第四種接線方案，采用兩路高壓進(jìn)線，兩個高壓斷路器進(jìn)行高壓聯(lián)絡(luò)，采用一臺變壓器。優(yōu)點(diǎn)是價格便宜可靠性高，線路簡單 ，操作容易。故選擇這種進(jìn)線方法進(jìn)線形式；高壓進(jìn)線為架空線連接至配電房旁邊，經(jīng)電纜連接到進(jìn)線柜，出線為電纜經(jīng)過電纜溝通

19、到各個車間，經(jīng)過道路時改為穿鋼管。本次設(shè)計(jì)電纜進(jìn)出線如圖3-2所示： 圖3-1 變電站電纜進(jìn)出線圖 3.3變壓器型號的選擇 本次設(shè)計(jì)需要根據(jù)負(fù)荷計(jì)算及視在功率來確定選擇變壓器的型號，負(fù)荷計(jì)算的方法有需要系數(shù)法、利用系數(shù)法及二項(xiàng)式等幾種。本設(shè)計(jì)采用需要系數(shù)法確定。 主要計(jì)算公式有：視在功率：S30=Pe·Kd 無功功率:Q30=P30·tgφ 有功功率:P30=S30×CoSφ 額定電流:I30=S30/√3UN 使用以上公式計(jì)算出各個車間的用電負(fù)荷，如表1所示： （單位；KW） 車間負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表（V） （A） 視在功率K 額定功率KW 額定電壓 額定

20、電流 1 鑄造車間 94.8 67.8 400 143 2 鍛壓車間 111.4 73.85 400 169 3 熱處理車間 94 76 400 143 4 電鍍車間 129 104 400 197 5 倉庫 8.8 7.2 400 13.4 6 工具車間 115 71.1 400 176 7 金工車間 88 60 400 134 8 鍋爐房 36 28.7 400 55 9 裝配車間 60 42.6 400 91 10 機(jī)修車間 36 24 400 55 11 生活區(qū)

21、 245 220 400 375 表3-1 各個車間用電負(fù)荷 由上表可算出總的視在功率是764KW ，因此考慮發(fā)展需要取用SL7-1000的變壓器一臺。 根據(jù)本廠的負(fù)荷情況有兩種接線方案可選。即一臺變壓器，兩臺變壓器。按技術(shù)指標(biāo)，裝設(shè)兩臺主變壓器的主接線方案略優(yōu)于裝設(shè)一臺主變壓器的主接線方案，但按經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，由于裝設(shè)兩臺變壓器的前期投資及其后期維修費(fèi)用很大，所以裝設(shè)一臺主變壓器的主接線方案遠(yuǎn)優(yōu)于裝設(shè)兩臺主變壓器的主接線方案，因此決定采用裝設(shè)一臺主變壓器的主接線方案。裝設(shè)一臺主變壓器的主接線方案如圖3-2所示：  圖3-2 裝設(shè)一臺主變壓器的主接線方案 3.4變電所進(jìn)出線與臨

22、近單位聯(lián)絡(luò)線的選擇 本次設(shè)計(jì)10kv高壓進(jìn)線選擇采用LGJ型鋼芯鋁絞線架空敷設(shè)，接往10kv公用干線。 a）按發(fā)熱條件選擇由I30=Int=57.7A及室外環(huán)境溫度33℃，查表得，初選LGJ-35，其35℃時的IL-149A＞I30，滿足發(fā)熱條件。 b）校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度查表得，最小允許截面積AMIN=25mm2而LGJ-35滿足要求，故選它。（由于此線路很短，故不需要檢驗(yàn)電壓損耗） 由高壓配電室至主變壓器的一段引入電纜選擇采用JL22-10000型交聯(lián)聚乙烯的鋁芯電纜之間埋地敷設(shè)。 本次設(shè)計(jì)380V低壓出線的選擇，此出線經(jīng)過各個車間，車間分別為：鑄造車間（1號廠房）、鍛壓車間(2號廠房)

23、、熱處理車間(3號廠房)、電鍍車間(4號廠房)、倉庫(5號廠房)、工具車間(6號廠房)、金工車間(7號廠房)、鍋爐房(8號廠房)、裝備車間(9號廠房)、10機(jī)修車間(10號廠房),這些車間的線路的線路都采用VLV22-10000型聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。與鄰近單位聯(lián)絡(luò)線選擇采用YJL22-10000型交聯(lián)聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜，直接埋地敷設(shè)，與相距約2km的臨近單位變配電所的10KV母線相連。 第四章 短路電流的計(jì)算 4.1 短路電流 短路電流是供配電系統(tǒng)中的相間或相地之間因絕緣破壞而發(fā)生電氣連通的故障狀態(tài)。它的數(shù)值可達(dá)額定電流的十余倍至數(shù)十倍，而電路由常態(tài)變?yōu)槎搪返臅簯B(tài)工

24、程中，還出現(xiàn)高達(dá)穩(wěn)態(tài)短路電流1.8~2.5倍的沖擊電流。會對供配電系統(tǒng)造成嚴(yán)重的破壞。 短路電流計(jì)算的目的及幾點(diǎn)說明：在供配電系統(tǒng)中除應(yīng)采取有效技術(shù)措施防止發(fā)生短路外，還應(yīng)設(shè)置靈敏、可靠的繼電保護(hù)裝置和有足夠斷流能力的斷路器，快速切除短路回路，把短路危害抑制到最低限度。為此必須進(jìn)行短路電流計(jì)算，以便正確選擇和整定保護(hù)裝置、選擇限制短路電流的元件和開關(guān)設(shè)備。 4.1.1短路電流的計(jì)算 （1）由于民用建筑內(nèi)所裝置的元件，其容量遠(yuǎn)比系統(tǒng)容量要小，而阻抗則較系統(tǒng)阻抗大得多，當(dāng)這些元件遇到短路時，系統(tǒng)母線上的電壓變動很小，可認(rèn)為電壓維持不變。因此，在本次計(jì)算中，都是以上述的由無限大容量電力系統(tǒng)供電

25、作為前提來進(jìn)行計(jì)算的。 （2）在計(jì)算高壓電路中的短路電流時，只需考慮短路電流值有重大影響的電流元件如發(fā)電機(jī)、變壓器、電抗器、架空線及電纜等。由于發(fā)電機(jī)、變壓器、電抗器的電阻遠(yuǎn)小于本身電抗，因此可不考慮。但當(dāng)架空線和電纜較長，使短路電流的總電阻大于總電抗1/3時，需要計(jì)如電阻。 （3）短路電流計(jì)算按金屬性短路進(jìn)行。 （4）短路電流計(jì)算的符號含義：短路電流計(jì)算應(yīng)求出最大短路電流值，以確定電氣設(shè)備容量或額定參數(shù)；求出最小短路電流值，作為選擇熔斷器、整定繼電保護(hù)裝置和校驗(yàn)電動機(jī)啟動的依據(jù)。 （5）短路電流的計(jì)算方法有歐姆法和標(biāo)幺制法。 在此需要計(jì)算下列短路電流值： Id-----三相短路電

26、流周期分量有效值，KA； Sd----三相短路容量，MVA I〃----次暫態(tài)短路電流，既三相短路電流周期分量第一周的有效值，KA； I∞----三相短路電流穩(wěn)態(tài)有效值，KA； Ic-----三相短路電流第一周全電流有效值，KA； ic----三相短路沖擊電流，既三相短路電流第一周全電流峰值，KA； I0．2----短路開始到0．2s時的三相短路電流有效值，KA； S0．2----短路開始到0．2s時的三相短路容量，MVA； 4.2 繪制計(jì)算電路 短路計(jì)算電路如圖4-1所示： 500MVA K-1 K-2 LGJ-150,8km 10.5kV S9-1000

27、 0.4kV (2) (3) (1) ～ ∞系統(tǒng) 圖4-1 短路計(jì)算電路 短路電流計(jì)算的目的是為了正確選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備，以及進(jìn)行繼電保護(hù)裝置的整定計(jì)算。短路計(jì)算點(diǎn)要選擇得使需要進(jìn)行短路校驗(yàn)的電氣元件有最大可能的短路電流通過。在等效電路高壓設(shè)備選擇的一般要求必須滿足一次電路正常條件。對于工廠供電系統(tǒng)來說，由于將電力系統(tǒng)當(dāng)作無限大容量電源，而且短路電路也比較簡單，因此一般只需采用阻抗串、并聯(lián)的方法即可將電路化簡，求出其等效總阻抗。最后計(jì)算短路電流和短路容量。 4.3 確定短路計(jì)算基準(zhǔn)值 設(shè)基準(zhǔn)容量=100MVA，基準(zhǔn)電壓==1.05，為短路計(jì)算電壓，即高壓側(cè)=10.5k

28、V，低壓側(cè)=0.4kV，則 由上式可得短路電流基準(zhǔn)值：Id1=55KA，Id2=144KA。 4.4 計(jì)算短路電路中各個元件的電抗標(biāo)幺值 電力系統(tǒng)的標(biāo)幺值的計(jì)算，已知電力系統(tǒng)出口斷路器的斷流容量=500MVA，故X1=100MVA/500MVA=0.2 架空線路的標(biāo)幺值，查表得LGJ-150的線路電抗，而線路長8km，故 電力變壓器的標(biāo)幺值，查表得變壓器的短路電壓百分值=4.5，故 =4.5 式中為變壓器的額定容量， 因此繪制短路計(jì)算等效電路如圖4-2所示。 k-1 k-2 圖4-2 短路計(jì)算等效電路 第五章 降壓變電所防雷與接地裝置

29、的設(shè)計(jì) 5.1 變電所的防雷保護(hù) 5.1.1 直接防雷保護(hù) 在變電所屋頂裝設(shè)避雷針和避雷帶，并引進(jìn)出兩根接地線與變電所公共接裝置相連。如變電所的主變壓器裝在室外或有露天配電裝置時，則應(yīng)在變電所外面的適當(dāng)位置裝設(shè)獨(dú)立避雷針，其裝設(shè)高度應(yīng)使其防雷保護(hù)范圍包圍整個變電所。如果變電所在其它建筑物的直擊雷防護(hù)范圍內(nèi)時，則可不另設(shè)獨(dú)立的避雷針。按規(guī)定，獨(dú)立的避雷針的接地裝置接地電阻。通常采用3-6根長2.5 m的剛管，在裝避雷針的桿塔附近做一排或多邊形排列，管間距離5 m，打入地下，管頂距地面0.6 m。接地管間用40mm×4mm 的鍍鋅扁剛焊接相接。引下線用25 mm ×4 mm的鍍鋅扁剛，下與接

30、地體焊接相連，并與裝避雷針的桿塔及其基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋相焊接，上與避雷針焊接相連。避雷針采用直徑20mm的鍍鋅扁剛，長1～1.5。獨(dú)立避雷針的接地裝置與變電所公共接地裝置應(yīng)有3m以上的距離。 5.1.2 雷電侵入波的防護(hù) a)在10KV電源進(jìn)線的終端桿上裝設(shè)FS4—10型閥式避雷器。引下線采用25 mm ×4 mm的鍍鋅扁剛，下與公共接地網(wǎng)焊接相連，上與避雷器接地端栓連接。 b）在10KV高壓配電室內(nèi)裝設(shè)有GG—1A（F）—54型開關(guān)柜，其中配有FS4—10型避雷器，靠近主變壓器。主變壓器主要靠此避雷器來保護(hù)，防雷電侵入波的危害。 c）在380V低壓架空線出線桿上，裝設(shè)保護(hù)間隙，或?qū)⑵浣^緣子

31、的鐵腳接地，用以防護(hù)沿低壓架空線侵入的雷電波。 5.2 變電所公共接地裝置的設(shè)計(jì) 5.2.1 接地電阻的要求 此變電所的公共接地裝置的接地電阻應(yīng)滿足以下條件： 且 其中，因此公共接地裝置接地電阻。 5.2.2 接地裝置的設(shè)計(jì) 采用長2.5m、50mm的鋼管16根，沿變電所三面均勻布置，管距5 m，垂直打入地下，管頂離地面0.6 m。管間用40mm×4mm的鍍鋅扁剛焊接相接。變電所的變壓器室有兩條接地干線、高低壓配電室各有一條接地干線與室外公共接地裝置焊接相連，接地干線均采用25 mm ×4 mm的鍍鋅扁剛。變電所接地裝置平面布置圖如圖5-1所示。接地電阻的驗(yàn)算： 滿足歐

32、的接地電阻要求，式中,。 圖5－1變電所接地裝置平面布置 結(jié) 論 經(jīng)過對機(jī)械廠降壓變電所的電氣設(shè)計(jì)，我對工廠供電的設(shè)計(jì)意義有了更深刻的認(rèn)識，對設(shè)計(jì)過程有了一定了解，也對Word文檔的操作更加熟練了。 在工廠里，電能雖然是工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動力，而且它在產(chǎn)品成本中所占的比重一邊很小，電能再工業(yè)生產(chǎn)中的重要性，并不在于它在產(chǎn)品成本中或投資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，提高勞動生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，減輕工人的勞動強(qiáng)度，改善工人的勞動條件，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。從另一方面來說，如果工廠的電能

33、供應(yīng)突然中斷，則對工業(yè)生產(chǎn)可能造成嚴(yán)重的后果。 做好工廠供電工作對于發(fā)展工業(yè)生產(chǎn)，實(shí)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)約對于國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有十分重要的戰(zhàn)略意義。 通過論文的設(shè)計(jì)，對工廠供電的設(shè)計(jì)方法及步驟，以及對工廠供配電的重要意義的理解更加深刻了。對即將走向工作崗位的我來說也是一次很好的鍛煉。 致 謝 本設(shè)計(jì)的完成是在我們的指導(dǎo)老師張維老師的細(xì)心指導(dǎo)下進(jìn)行的。在每次設(shè)計(jì)遇到問題時老師不辭辛苦的講解才使得我的設(shè)計(jì)順利的進(jìn)行。從設(shè)計(jì)的選題到資料的搜集直至最后設(shè)計(jì)的修改的整個過程中，花費(fèi)了老師很多的寶貴時間和精力，在此向?qū)煴硎局孕牡馗?/p>

34、謝！導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，開拓進(jìn)取的精神和高度的責(zé)任心都將使學(xué)生受益終生！ 還要感謝和我同一設(shè)計(jì)小組的同學(xué)，在我平時設(shè)計(jì)中和我一起探討問題，并指出我設(shè)計(jì)上的誤區(qū)，使我能及時的發(fā)現(xiàn)問題把設(shè)計(jì)順利的進(jìn)行下去，沒有他們的幫助我不可能這樣順利地結(jié)稿，在此表示深深的謝意。 參考文獻(xiàn) 【1】《工廠供電》第四版 主編 蘇文成 機(jī)械工業(yè)出版社 【2】《電力工程綜合設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》 主編 盧帆興 肖清 周宇恒 【3】《實(shí)用供配電技術(shù)手冊》 中國水利水電出版社 【4】《電氣工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)指南供配電分冊》 中國水利水電出版社 【5】《電氣工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)指南繼電保護(hù)分冊》中國水利水電出版社 【6】《電氣工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)指南電力系統(tǒng)分冊》中國水利水電出版社 【7】《實(shí)用電工電子技術(shù)手冊》實(shí)用電工電子技術(shù)手冊編委會編 機(jī)械工業(yè)出版社 【8】《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊》水利電力部西北電力設(shè)計(jì)院編