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1、 課程設(shè)計(jì)報(bào)告 課程名稱： 工廠供電課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)題目： 光明機(jī)械廠降壓變電所的防雷與接地設(shè)計(jì) 院 系： 機(jī)電工程學(xué)院 班 級(jí)： 電氣四班 姓 名： 李煥煥 學(xué) 號(hào)： 20093499 指導(dǎo)教師： 王立晶 設(shè)計(jì)時(shí)間： 目 錄 第一章 緒 論 1 第一節(jié) 防雷與接地 1 第二節(jié) 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 2 第二章 負(fù)荷計(jì)

2、算 5 第一節(jié) 單組用電設(shè)備的負(fù)荷計(jì)算 5 第二節(jié) 多組用電設(shè)備的負(fù)荷計(jì)算 5 第三章 變電所位置與型式的選擇 8 第一節(jié) 變電所的任務(wù)、類型和選址 8 第二節(jié) 變電所位置與型式的選擇 8 第四章 變電所防雷與接地裝置的設(shè)計(jì) 10 第一節(jié) 變電所的防雷保護(hù) 10 第二節(jié) 變電所接地裝置的設(shè)計(jì) 13 第五章 設(shè)計(jì)總結(jié) 16 參考文獻(xiàn) 16 第一章 緒 論 第一節(jié) 防雷與接地 近幾年來(lái)隨著高層建筑物的不斷興起，防雷與接地越來(lái)越成為高層建筑物的重要組成部分，而在工廠供電中，防雷與接地的設(shè)計(jì)也不可小

3、覷。變電所是電力系統(tǒng)的重要組成部分,也是防雷與接地的重要考慮部位。如果變電所發(fā)生雷擊事故,將造成大面積的停電,甚至設(shè)備損壞，造成不可估量的經(jīng)濟(jì)損失，給社會(huì)生產(chǎn)和人民生活帶來(lái)不便,這就要求防雷措施必須十分可靠。接地是保障電力系統(tǒng)中的電氣設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行的重大安全技術(shù)之一，如果接地措施不到位，將會(huì)存在 很大的安全隱患，直接關(guān)系到設(shè)備和人員的安全，為了確保變電所內(nèi)設(shè)備和微機(jī)自控系統(tǒng)的安全運(yùn)行，設(shè)計(jì)一個(gè)良好的接地地網(wǎng)對(duì)于變電所來(lái)講是至關(guān)重要的。 所以，本課程設(shè)計(jì)根據(jù)光明機(jī)械廠取得的電源和本廠用電負(fù)荷、地形地勢(shì)的實(shí)際情況，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、形式，并選擇變電所的

4、防雷設(shè)計(jì)方案，確定接地裝置的設(shè)計(jì)。最后，按照要求寫(xiě)出設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，繪制了變電所防雷保護(hù)范圍圖。 第二節(jié) 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 一、設(shè)計(jì)題目 光明機(jī)械廠降壓變電所的防雷與接地設(shè)計(jì)。 二、設(shè)計(jì)要求 要求根據(jù)本廠所能取得的電源及本廠用電負(fù)荷、地形地勢(shì)的實(shí)際情況，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、型式，并選擇變電所的防雷設(shè)計(jì)方案，確定接地裝置的設(shè)計(jì)。最后按要求寫(xiě)出設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，繪制變電所防雷保護(hù)范圍圖。 三、設(shè)計(jì)依據(jù) 1.工廠總平面圖如圖1-1所示 2.工廠負(fù)荷情況 本廠多數(shù)車(chē)間為兩班制， ，日最大負(fù)荷持續(xù)時(shí)間為6h。該廠除鑄造車(chē)間、電鍍車(chē)間和鍋爐

5、房屬二級(jí)負(fù)荷外，其余均屬三級(jí)負(fù)荷。本廠的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料如表1-1。 圖1-1 光明機(jī)械廠總平面圖 3.供電電源情況 按照工廠與當(dāng)?shù)毓╇姴块T(mén)低昂的供電用電協(xié)議規(guī)定，本廠由附近距本廠8km地方的一條10kV的公用電源干線取得工作電源。該干線的走向參看工廠總平面圖。干線導(dǎo)線型號(hào)LGJ-150，導(dǎo)線為等邊三角形排列，線距為2米，干線首端所裝設(shè)的高壓斷路器斷流容量為。廠內(nèi)建筑屬于三類防雷建筑物，其中最高建筑物鍋爐房煙筒，距水平地面高30m。 4.氣象資料 本廠所在地區(qū)的年最高氣溫為，年平均氣溫為，年最低氣溫為，年最熱月平均最高氣溫為，年最熱月平均氣溫為，年最熱月地下0.8米處平均氣溫為。當(dāng)?shù)?/p>

6、主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|北風(fēng)，年雷暴日數(shù)為20。 5.地質(zhì)水文資料 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。 四、設(shè)計(jì)任務(wù) 1.設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，其中包括： （1）緒論 （2）目錄 （3）變電所位置和型式的選擇 （4）變電所防雷保護(hù)方案的設(shè)計(jì) （5）變電所接地裝置方案的設(shè)計(jì) 2.設(shè)計(jì)圖樣，包括：變電所防雷保護(hù)范圍圖1張（A4紙張） 五、設(shè)計(jì)時(shí)間 2012年6月18日至2012年6月23日（一周） 表1-1 工廠負(fù)荷資料 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 鑄造車(chē)間 動(dòng)力 300 0．3 0．7 照明 6

7、 0．8 1．0 2 鍛壓車(chē)間 動(dòng)力 350 0．3 0．65 照明 8 0．7 1．0 3 金工車(chē)間 動(dòng)力 400 0．2 0．65 照明 10 0．8 1．0 4 工具車(chē)間 動(dòng)力 360 0．3 0．60 照明 7 0．9 1．0 5 電鍍車(chē)間 動(dòng)力 250 0．5 0．8 照明 5 0．8 1．0 6 熱處理車(chē)間 動(dòng)力 150 0．6 0．80 照明 5 0．8 1．0 7 裝配車(chē)間 動(dòng)力 180 0．3 0．7 照明 6 0．8 1．0 8 機(jī)修車(chē)間 動(dòng)力

8、 160 0．2 0．65 照明 4 0．8 1．0 9 鍋爐房 動(dòng)力 50 0．8 0．8 照明 1 0．8 1．0 10 倉(cāng)庫(kù) 動(dòng)力 20 0．4 0．8 照明 1 0．8 1．0 生活區(qū) 照明 350 0．7 0．90 第二章 負(fù)荷計(jì)算 第一節(jié) 單組用電設(shè)備的負(fù)荷計(jì)算 一、單組用電設(shè)備的負(fù)荷計(jì)算的計(jì)算公式 （1）有功計(jì)算負(fù)荷（單位為KW） = ， 為系數(shù) （2-1） （2）無(wú)功計(jì)算負(fù)荷（單位為kvar）

9、 = tan （2-2） （3）視在計(jì)算負(fù)荷（單位為kvA） = （2-3） （4）計(jì)算電流（單位為A） = （2-4）為用電設(shè)備的額定電壓（單位為KV） 二、計(jì)算負(fù)荷計(jì)算 以鑄造車(chē)間為例，將數(shù)據(jù)帶入式2-1、2-2、2-3、2-4得： 有功計(jì)算負(fù)荷

10、 無(wú)功計(jì)算負(fù)荷 視在計(jì)算負(fù)荷 計(jì)算電流 其他負(fù)荷計(jì)算同上。 第二節(jié) 多組用電設(shè)備的負(fù)荷計(jì)算 一、多組用電設(shè)備的負(fù)荷計(jì)算的計(jì)算公式 （1）總的有功計(jì)算負(fù)荷（單位為KW） = （2-5） 式中是所有設(shè)備組有功計(jì)算負(fù)荷之和，是有功負(fù)荷同時(shí)系數(shù)，可取 （2）總的無(wú)功計(jì)算負(fù)荷（單位為kvar） = （2-

11、6） 是所有設(shè)備無(wú)功之和；是無(wú)功負(fù)荷同時(shí)系數(shù)，可取 （3）總的視在計(jì)算負(fù)荷（單位為kvA） = （2-7） （4）總的計(jì)算電流（單位為A） = （2-8） 經(jīng)過(guò)計(jì)算，得到各廠房和生活區(qū)的負(fù)荷計(jì)算表，如表2-1所示（額定電壓取380V） 表2-1 各廠房和生活區(qū)的負(fù)荷計(jì)算表 編號(hào) 名稱 類別 設(shè)備容量/kW 需要系數(shù) cos tan 計(jì)算負(fù)荷 /kW /kvar /kVA /A 1

12、 鑄造 車(chē)間 動(dòng)力 300 0．3 0．7 1.02 90 91.8 —— —— 照明 6 0．8 1．0 0 4.8 0 —— —— 小計(jì) 306 —— 94.8 91.8 132 201 2 鍛壓 車(chē)間 動(dòng)力 350 0．3 0．65 1.17 105 123 —— —— 照明 8 0．7 1．0 0 5.6 0 —— —— 小計(jì) 358 —— 110.6 123 165 251 3 金工 車(chē)間 動(dòng)力 400 0．2 0．65 1.17 80 9

13、3.6 —— —— 照明 10 0．8 1．0 0 8 0 —— —— 小計(jì) 410 —— 88 93.6 128 194 4 工具 車(chē)間 動(dòng)力 360 0．3 0．6 1.33 108 144 —— —— 照明 7 0．9 1．0 0 6.3 0 —— —— 小計(jì) 367 —— 114.3 144 184 280 5 電鍍 車(chē)間 動(dòng)力 250 0．5 0．8 0.75 125 93.8 —— —— 照明 5 0．8 1．0 0 4 0 —— —

14、— 小計(jì) 255 —— 129 93.8 160 244 6 熱處理車(chē)間 動(dòng)力 150 0．6 0．8 0.75 90 67.5 —— —— 照明 5 0．8 1．0 0 4 0 —— —— 小計(jì) 155 —— 94 67.5 116 176 7 裝配 車(chē)間 動(dòng)力 180 0．3 0．7 1.02 54 55.1 —— —— 照明 6 0．8 1．0 0 4.8 0 —— —— 小計(jì) 186 —— 58.8 55.1 80.6 122 8 機(jī)修

15、 車(chē)間 動(dòng)力 160 0．2 0．65 1.17 32 37.4 —— —— 照明 4 0．8 1．0 0 3.2 0 —— —— 小計(jì) 164 —— 35.2 37.4 51.4 78 9 鍋爐 房 動(dòng)力 50 0．7 0．8 0.75 35 26.3 —— —— 照明 1 0．8 1．0 0 0.8 0 —— —— 小計(jì) 51 —— 35.8 26.3 44.4 67 10 倉(cāng)庫(kù) 動(dòng)力 20 0．4 0．8 0.75 8 6 —— —— 照明

16、 1 0．8 1．0 0 0.8 0 —— —— 小計(jì) 21 —— 8.8 6 10.7 16.2 11 生活區(qū) 照明 350 0.7 0.9 0.48 245 117.6 272 413 總計(jì) 動(dòng)力 2219 1014.3 856.1 —— —— 照明 403 計(jì)入=0.8, =0.85 0.75 812.2 727.6 1090 1656 第三章 變電所位置與型式的選擇 第一節(jié) 變電所的任務(wù)、類型和選址 一、變電所的任務(wù)和類型 變電所擔(dān)負(fù)著從電力系統(tǒng)受電，經(jīng)變壓，然后

17、配電的任務(wù)。是工廠供電系統(tǒng)的樞紐，在工廠中占有特殊重要的地位。 工廠變電所分為總降壓變電所和車(chē)間變電所，主要類型有：車(chē)間附設(shè)變電所、車(chē)間內(nèi)變電所、露天變電所、獨(dú)立變電所、地下變電所、樓上變電所、移動(dòng)式變電所等 二、變配電所所址選擇 變配電所所址的選擇，應(yīng)根據(jù)下列要求并經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)分析比較確定： (1) 盡量靠近負(fù)荷中心，以降低配電系統(tǒng)的電能損耗、電壓損耗和有色金屬消耗量 (2) 進(jìn)出線方便，特別是要考慮便于架空進(jìn)出線。 (3) 靠近電源側(cè)，特別是在選擇工廠總變配電所所址時(shí)要考慮這一點(diǎn)。 (4) 設(shè)備運(yùn)輸方便，以便運(yùn)輸電力變壓器和高低壓開(kāi)關(guān)柜等大型設(shè)備。

18、 (5) 不應(yīng)設(shè)在有劇烈振動(dòng)或高溫的場(chǎng)所。 (6) 不宜設(shè)在多塵或有腐蝕性氣體的場(chǎng)所；當(dāng)無(wú)法遠(yuǎn)離時(shí)，不應(yīng)設(shè)在污源盛行風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)。 (7) 不應(yīng)設(shè)在廁所、浴室或其他經(jīng)常積水場(chǎng)所的正下方，且不宜與上述場(chǎng)所相貼鄰。 (8) 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(shí)，應(yīng)符合GB50058-1992《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。 (9) 不應(yīng)設(shè)在地勢(shì)低洼和可能積水的場(chǎng)所。 第二節(jié) 變電所位置與型式的選擇 變電所的位置應(yīng)盡量接近工廠的負(fù)荷中心，工廠的負(fù)荷中心按負(fù)荷功率矩法

19、來(lái)確定。在工廠平面圖的下邊和左邊，分別作一直角坐標(biāo)的軸和軸，然后測(cè)出各車(chē)間（建筑）和宿舍區(qū)負(fù)荷點(diǎn)的坐標(biāo)位置，、、......分別代表廠房1、2、3...10號(hào)的功率，設(shè)定（4，7.5）、（5，5.5）、（8.3，2.5）、（8.5，9.3）、（8.5，7）、（8.5,4.8）、（11.5，9.3）、（11.5，7）、（11.5，4.8）、（5.5，9.3），并設(shè)（1.2，1.7）為生活區(qū)的中心負(fù)荷，如圖3-1所示。而工廠的負(fù)荷中心假設(shè)在P(,),其中P=+++=。因此仿照《力學(xué)》中計(jì)算中心的力矩方程，可得負(fù)荷中心的坐標(biāo)： （3-1）

20、 （3-2） 把各車(chē)間的坐標(biāo)代入（3-1）、（3-2），得到=6.27，=4.85。由計(jì)算結(jié)果可知，工廠的負(fù)荷中心在2號(hào)廠房（工具車(chē)間）的東南角?？紤]到周?chē)h(huán)境及進(jìn)出線方便，決定在2號(hào)廠房的東側(cè)緊靠廠房建造工廠變電所，器型式為外附設(shè)式。 圖3-1 按負(fù)荷功率矩法確定負(fù)荷中心 第四章 變電所防雷與接地裝置的設(shè)計(jì) 第一節(jié) 變電所的防雷保護(hù) 一、雷電過(guò)電壓 雷電過(guò)電壓又稱大氣過(guò)電壓，也稱外部過(guò)電壓，它是由于電力系統(tǒng)中的線路、設(shè)備或建（構(gòu)）物遭受來(lái)自大氣中的雷擊或雷電感應(yīng)

21、而引起的過(guò)電壓。雷電過(guò)電壓產(chǎn)生的雷電沖擊波，其電壓幅值可高達(dá)1億伏，其電流幅值可高達(dá)幾十萬(wàn)安，因此對(duì)供電系統(tǒng)危害極大，必須加以防護(hù)。雷電過(guò)電壓有三種基本形式： （1）直接雷擊 它是雷電直接擊中電氣設(shè)備、線路或建（構(gòu)）物，其過(guò)電壓引起強(qiáng)大的雷電流通過(guò)這些物體放電入地，從而產(chǎn)生破壞性極大的熱效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)，相伴的還有電磁脈沖和閃絡(luò)放電。這種雷電過(guò)電壓成為直擊雷。 （2）間接雷擊 它是雷電未直接擊中電力系統(tǒng)的任何部分，而是由雷電對(duì)線路、設(shè)備或其他物體的靜電感應(yīng)或電磁感應(yīng)所產(chǎn)生的過(guò)電壓。這種雷電過(guò)電壓也稱感應(yīng)雷或雷電感應(yīng)。 （3）雷電波入侵 由于架空線路或金屬管道遭受直接雷擊或間接雷擊而引

22、起的過(guò)電壓波，沿架空線路或金屬管道侵入變配電所或其他建筑物。由于雷電波侵入而造成的雷害事故，占整個(gè)雷害事故的50%--70%，因此對(duì)于雷電波侵入的防護(hù)應(yīng)予以足夠的重視。 二、防直擊雷保護(hù) 1.防雷設(shè)備 接閃器是專門(mén)用來(lái)接受直接雷擊（雷閃）的金屬物體，包括避雷針、避雷線、避雷帶和避雷網(wǎng)，本設(shè)計(jì)中選用避雷針。 避雷針的作用是引雷，是防止直擊雷的有效措施，一般采用避雷針作為直擊雷的防護(hù)裝置，并要求所有被保護(hù)的電氣設(shè)備和建筑物均應(yīng)處于避雷針的保護(hù)范圍之內(nèi)。一定高度的避雷針下面，有一個(gè)安全區(qū)域，此區(qū)域內(nèi)的物體基本上不受雷擊，我們把這個(gè)安全區(qū)域叫做避雷針的保護(hù)范圍。避雷針的保護(hù)范圍可用“滾球法”或

23、“折線法”來(lái)確定，本設(shè)計(jì)采用折線法。 2.防雷方案設(shè)計(jì) 根據(jù)光明機(jī)械廠降壓變電所的工廠總平面圖，設(shè)計(jì)出兩套防雷方案。 方案1：使用三座避雷塔（分別為1號(hào)、2號(hào)和4號(hào)）和一支避雷針（3號(hào)）。1號(hào)設(shè)置在倉(cāng)庫(kù)（10）南側(cè)；2號(hào)設(shè)置在裝配車(chē)間（7）南側(cè)；3號(hào)設(shè)置在鍋爐房（9）煙囪上；4號(hào)設(shè)置在金工車(chē)間（3）西北側(cè)。 方案2：使用四座避雷塔（分別為1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)和4號(hào)）和一只避雷針（5號(hào)）。1號(hào)設(shè)置在鑄造車(chē)間（1）和倉(cāng)庫(kù)（10）之間；2號(hào)設(shè)置在工具車(chē)間（4）、電鍍車(chē)間（5）、熱處理車(chē)間（6）和裝配車(chē)間（7）之間；3號(hào)設(shè)置在鍛壓車(chē)間（2）東北側(cè)；4號(hào)設(shè)置在金工車(chē)間（3）西北側(cè)；1號(hào)設(shè)置在鍋爐房（

24、9）煙囪上。 以上兩個(gè)方案中，變電所所有廠房均在避雷針保護(hù)范圍內(nèi)，但是考慮到資源保護(hù)和經(jīng)濟(jì)效益，選用方案1。變電所在其它建筑物的直擊雷防護(hù)范圍內(nèi)，不必另設(shè)獨(dú)立的避雷針。在裝避雷針的桿塔附近做一排和多邊形排列，管間距離5 m，打入地下，管頂距地面0.6 m。接地管間用40mm4mm 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(zhǎng)1～2m。本設(shè)計(jì)采用2m長(zhǎng)避雷針，避雷塔高度均為32m。 3.防雷方案計(jì)算 因?yàn)樵搹S為三類防雷建筑物，且其中最高建筑物距水平面高30米

25、，其他廠房高度為8米，設(shè)該最高建筑物上安裝一支高2米的避雷針，則：， （1）計(jì)算在上的保護(hù)半徑 根據(jù)單支避雷針的計(jì)算公式： 當(dāng)時(shí)， (4-1) 當(dāng)時(shí)， (4-2) 式中，h——避雷針高度(m)； ——被保護(hù)物高度(m)； ——在上的保護(hù)半徑(m)； ——避雷針的有效高度(m)； P——高度影響系數(shù)，當(dāng)時(shí)，p=1，當(dāng)30

26、120m時(shí)，，h>120m時(shí)，取120m進(jìn)行計(jì)算。 所以,本設(shè)計(jì)中 (4-3) （2）計(jì)算在水平面上的保護(hù)范圍最小寬度 已知 ，則 （4-4） 計(jì)算得， D=120m時(shí) （4-5） 查《電氣工程師手冊(cè)》知 ，所以 同理D=80m時(shí)， 式中，D ——兩避雷針間的距離； ——水平面上的保護(hù)范圍最小寬度。 三、防雷電侵入波防護(hù) 1.防雷設(shè)備 避雷器是用來(lái)防止線路的感應(yīng)雷及沿線路

27、侵入的過(guò)電壓波對(duì)變電所內(nèi)的電氣設(shè)備造成的損害。它一般接于各段母線與架空線的進(jìn)出口處，裝在被保護(hù)設(shè)備的電源側(cè)，與被保護(hù)設(shè)備并聯(lián)，要求避雷器應(yīng)盡量靠近主變壓器安裝。主要類型有： （1）管型避雷器 主要用于變配電所的進(jìn)線保護(hù)和線路絕緣弱點(diǎn)的保護(hù)，保護(hù)性能較好的管型避雷器可用于保護(hù)配電變壓器。 　?。?）閥型避雷器 由火花間隙和閥片組成，裝在密封的磁套管內(nèi)。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)雷電過(guò)電壓時(shí)，火花間隙很快被擊穿，使雷電沖擊電流很容易通過(guò)閥性電阻而引入大地，釋放過(guò)電壓負(fù)荷，閥片在大的沖擊電流下電阻由高變低，所以沖擊電流在其上產(chǎn)生的壓降（殘壓）較低，此時(shí)，作用在被保護(hù)設(shè)備上的電壓只是避雷器的殘壓，從而使電氣

28、設(shè)備得到了保護(hù)。 （3）金屬氧化物避雷器 又稱壓敏避雷器，它是一種沒(méi)有火花間隙只有壓敏電阻片的閥型避雷器。在工頻電壓下，金屬氧化物避雷器呈現(xiàn)極高電阻，能迅速有效地阻斷工頻續(xù)流，無(wú)需火花間隙來(lái)熄滅由工頻續(xù)流引起的電??；而當(dāng)雷電過(guò)電壓的作用下，其電阻變?yōu)楹苄。茌^好地泄放雷電流。 2.防雷方案設(shè)計(jì) 變配電所中一般需要通過(guò)裝設(shè)閥式避雷器或氧化鋅避雷器對(duì)變壓器進(jìn)行雷電侵入波的防護(hù)。避雷器的選擇，必須使其伏秒特性與變壓器伏秒特性合理配合，并且避雷器的殘壓必須小于變壓器絕緣耐壓所能允許的程度。避雷器應(yīng)盡可能靠近變壓器安裝。避雷器接地線應(yīng)與變壓器低壓側(cè)接地中性線及金屬外殼連在一起接地。在10K

29、V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。 圖4-1 避雷器的連接 第二節(jié) 變電所接地裝置的設(shè)計(jì) 一、接地裝置與接地電阻 1.接地裝置 接地裝置是由接地極 (埋入地中并與大地接觸的金屬導(dǎo)體)和接地線 (電氣裝置、設(shè)施的接地端子與接地極連接用的金屬導(dǎo)電部分)所組成。由若干接地極在大地中相互連接而組成的總體，稱為接地網(wǎng)。接地一般指將電力系統(tǒng)及其電氣設(shè)備或電力生產(chǎn)用設(shè)備的某些部分經(jīng)接地線接到接地體 2.決定接地電阻的因素 （1）土壤電阻:土壤電阻的大小用土壤電阻率表示。土壤

30、電阻率就是 的正立方體土壤的電阻值。 （2）接地線:自然接地線包括建筑物的金屬結(jié)構(gòu)，生產(chǎn)用的金屬構(gòu)架如吊車(chē)軌道、配電裝置外殼，布線的鋼管，電纜外皮以及非可燃和爆炸危險(xiǎn)的工業(yè)管道等。 （3）接地極:自然接地極主要有：地下水管道，非可燃、非爆炸性液、氣金屬管道；建筑物和構(gòu)筑物的金屬結(jié)構(gòu)和電纜外皮。 二、變電所接地設(shè)計(jì) 1.變電所的接地裝置 本設(shè)計(jì)的變電所所涉及接地裝置主要有三類： （1）中性點(diǎn)接地：作用是保證電力系統(tǒng)正常工作而接地，能在運(yùn)行中維持三項(xiàng)系統(tǒng)中想線對(duì)地電壓不變。 （2）避雷針接地：為防止對(duì)地泄放雷電流，實(shí)現(xiàn)防雷保護(hù)的要求，按規(guī)定，獨(dú)立

31、的避雷針的接地裝置接地電阻。 （3）外殼接地：是指一切正常時(shí)不帶電的電氣設(shè)備外殼、配電裝置的金屬結(jié)構(gòu)（構(gòu)架）接地。 2.接地計(jì)算 （1） 接地電阻計(jì)算 按接地電阻的要求及查表，本變電所的公共接地裝置的接地電阻應(yīng)滿足以下條件： 由經(jīng)驗(yàn)知 ，， 且 （4-6） 其中 因此公共接地裝置接地電阻應(yīng)滿足 （2） 接地裝置的設(shè)計(jì) 查表得砂質(zhì)粘土的可得單根鋼管的接地電阻為 （4-7） 根據(jù)，并考慮到管間的電流屏蔽效應(yīng)的影響，因此初選15根直徑50mm，長(zhǎng)2.5m的鋼管作為接地體。以

32、n=15和a/l=5m/2.5m=2去查表（n=10~20在a/l=2時(shí)的中間值）得。因此得 （4-8） 考慮到接地體的均勻?qū)ΨQ布置，采用長(zhǎng)2.5m、50mm的鍍鋅鋼管數(shù)16根，沿變電所三面均勻布置，變電所前面布置兩排，管距5m，垂直打入地下，管頂離地面0.6m。管間用40mm4mm的鍍鋅扁鋼焊接相連。變壓器室有兩條接地干線、高低壓配電室各有一條接地線與室外公共接地裝置焊接相連。接地干線均采用采用25mm4mm的鍍鋅扁鋼。變電所接地裝置平面布置如圖4-2所示。 圖4

33、-2 變電所接地裝置平面布置 第五章 設(shè)計(jì)總結(jié) 為期一周的課程設(shè)計(jì)，是對(duì)我們一學(xué)期課程學(xué)習(xí)的一種檢驗(yàn)，更是我們講書(shū)上所學(xué)知識(shí)加以運(yùn)用、得以鞏固的一次機(jī)會(huì)。通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，使我更加明確了在工廠供電系統(tǒng)中“防雷與接地”這兩大問(wèn)題的重要性與技術(shù)性，以前一直以為，防雷就是加根避雷針，接地就是將設(shè)備與大地相連，通過(guò)這幾天的學(xué)習(xí)，才發(fā)現(xiàn)，原來(lái)自己的想法是如此幼稚，如此狹隘！防雷與接地都要經(jīng)過(guò)縝密的設(shè)計(jì)與計(jì)算，除了最重要的安全因素要考慮，還要考慮經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境保護(hù)、可持續(xù)發(fā)展等諸多因素，并不像想象中那么簡(jiǎn)單?！扒Ю镏虤в谙佈ā?，電能供應(yīng)方面的任何問(wèn)題大意不得！ 有些同學(xué)可能會(huì)覺(jué)得課

34、程設(shè)計(jì)是一種負(fù)擔(dān)，會(huì)有抵觸心理，但是，有些問(wèn)題，恰恰就是在課程設(shè)計(jì)中得到解決得，有些進(jìn)步，是在我們完成一份漂亮的報(bào)告時(shí)深有體會(huì)的！所以我們應(yīng)該感謝課程設(shè)計(jì)，感謝學(xué)院、老師給我們的鍛煉機(jī)會(huì)。以積極的心態(tài)去面對(duì)，要記住，每一次挑戰(zhàn)，都是我們進(jìn)步的基石！最后更應(yīng)該感謝我的指導(dǎo)老師王立晶老師，謝謝老師的的細(xì)心指導(dǎo)，耐心講解，才讓我順利完成了此次課程設(shè)計(jì)。 參考文獻(xiàn) [1] 蘇文成. 工廠供電 [M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004　 [2] 劉介才. 工廠供電設(shè)計(jì)指導(dǎo) [M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008 [3] 黃其勵(lì). 電氣工程師手冊(cè) [M]. 北京：中國(guó)電力出版社，2002 [4] 劉介才. 供配電技術(shù) [M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005 18