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1、目錄摘要1第1章 緒論21.1 21.2 工廠總平面圖21.3 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42.1 負(fù)荷計(jì)算42.1.1 單組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算公式42.1.2 多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算公式42.2 無功功率補(bǔ)償5第3章 變電所位置和接線方案的選擇83.1 變配電所的位置選擇83.2 變電所主接線方案93.3變壓器型號(hào)的選擇113.4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154.1 短路電流154.2 繪制計(jì)算電路164.3 確定短路計(jì)算基準(zhǔn)值164.4 計(jì)算短路電路中各個(gè)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)185.1

2、變電所的防雷保護(hù)185.1.1 直接防雷保護(hù)185.1.2 雷電侵入波的防護(hù)185.2 變電所公共接地裝置的設(shè)計(jì)185.2.1 接地電阻的要求185.2.2 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(duì)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(duì)工廠負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算；變電所位置與型式的選擇；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(shí)

3、，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臺(tái)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)(

4、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(shí)為4600h，日最大負(fù)荷持續(xù)時(shí)間為6h。該廠除鑄造車間、電鍍車間和鍋爐房屬二級(jí)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。該干線的走向參看工廠總平面圖。該干線的導(dǎo)線牌號(hào)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(shí)限過流保護(hù)和電流速斷保護(hù)，定時(shí)限過流保護(hù)整定的動(dòng)作時(shí)間為1.7s。為滿足工廠二級(jí)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

5、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

6、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(shí)，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： （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

7、計(jì)算負(fù)荷之和，是有功負(fù)荷同時(shí)系數(shù)，可取0.80.95。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(shí)系數(shù)，可取0.850.97。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。由于本廠380V側(cè)最大負(fù)荷時(shí)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(shí)功率因數(shù)不低于0.9?？紤]到主變壓器的無功損耗遠(yuǎn)大于有功

8、損耗，因此380V側(cè)最大負(fù)荷時(shí)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)=810.8tan(arccos0.75) - tan(arccos0.92) = 369.66 kvar選擇PGJ1型低壓自動(dòng)補(bǔ)償評(píng)屏，并聯(lián)電容器為BW0.4-14-3型，采用其1臺(tái)主屏與4臺(tái)輔屏相結(jié)合?？偣踩萘繛椋?4kvar5=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(duì)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

9、.6 kvar2）視在功率由式2-4可得：=867.2 kVA3）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(shí)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/A380V側(cè)補(bǔ)償前負(fù)荷0.75810.8727.610891655380V側(cè)無功補(bǔ)償容量-4

10、20380V側(cè)補(bǔ)償后負(fù)荷0.935810.8307.6867.21317.6主變壓器功率損耗0.015=130.06=5210KV側(cè)負(fù)荷計(jì)算0.935823.8359.6898.952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饔镁褪翘岣吖β室驍?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(jí)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)

11、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： 提高電壓質(zhì)量； 降低電能損耗； 提高發(fā)供電設(shè)備運(yùn)行效率；減少用戶電費(fèi)支出。本次設(shè)計(jì)采用PGJI型低壓無功功率自動(dòng)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(dòng)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(dòng)或高溫的場所；不宜設(shè)在多塵

12、或有腐蝕性氣體的場所，當(dāng)無法遠(yuǎn)離時(shí)，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(jí)為四級(jí)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

13、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)境許可時(shí)，宜設(shè)車間內(nèi)變電所或組臺(tái)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(shí)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(shí)，宜設(shè)桿上式或高臺(tái)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(shí)，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(shí)，兩者之間的凈距不應(yīng)小于2m；當(dāng)高壓開關(guān)

14、柜和低壓配電屏的頂面封閉外殼防護(hù)等級(jí)符合IP2X級(jí)時(shí)，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(tái)或孔洞。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(shí)，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(tái)6 地下變電所7 樓上變電所8 成套變電所9 移動(dòng)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

15、，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(hào)廠房的西側(cè)緊靠廠房建造工廠變電所，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(jí)負(fù)荷，對(duì)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(shí)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(shí)均能自動(dòng)跳

16、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(jí)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(shí)價(jià)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(gè)斷路器進(jìn)行低壓聯(lián)絡(luò)。同時(shí)安裝繼電保護(hù)。此方式投資少。性價(jià)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(gè)高壓斷路器進(jìn)行高壓聯(lián)絡(luò)，采用一臺(tái)變壓器。優(yōu)點(diǎn)是價(jià)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

17、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)過電纜溝通到各個(gè)車間，經(jīng)過道路時(shí)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(hào)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(hào)，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=PeKd無功功率:Q30=P30tg有功功率:P30=S30CoS額定電流:I30=S30/3UN使用以上公式計(jì)算出各個(gè)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額定電壓額定電流1鑄造車間94.

18、867.84001432鍛壓車間111.473.854001693熱處理車間94764001434電鍍車間1291044001975倉庫8.87.240013.46工具車間11571.14001767金工車間88604001348鍋爐房3628.7400559裝配車間6042.64009110機(jī)修車間36244005511生活區(qū)245220400375表3-1 各個(gè)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(tái)。根據(jù)本廠的負(fù)荷情況有兩種接線方案可選。即一臺(tái)變壓器，兩臺(tái)變壓器。按技術(shù)指標(biāo)，裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器的主接線方案略優(yōu)于裝設(shè)一臺(tái)主變壓器的主

19、接線方案，但按經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，由于裝設(shè)兩臺(tái)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(tái)主變壓器的主接線方案遠(yuǎn)優(yōu)于裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器的主接線方案，因此決定采用裝設(shè)一臺(tái)主變壓器的主接線方案。裝設(shè)一臺(tái)主變壓器的主接線方案如圖3-2所示：圖3-2 裝設(shè)一臺(tái)主變壓器的主接線方案3.4變電所進(jìn)出線與臨近單位聯(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(shí)的IL-149AI30，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

20、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(gè)車間，車間分別為：鑄造車間（1號(hào)廠房）、鍛壓車間(2號(hào)廠房)、熱處理車間(3號(hào)廠房)、電鍍車間(4號(hào)廠房)、倉庫(5號(hào)廠房)、工具車間(6號(hào)廠房)、金工車間(7號(hào)廠房)、鍋爐房(8號(hào)廠房)、裝備車間(9號(hào)廠房)、10機(jī)修車間(10號(hào)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

21、，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)工程中，還出現(xiàn)高達(dá)穩(wěn)態(tài)短路電流1.82.5倍的沖擊電流。會(huì)對(duì)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。

22、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(shí)，系統(tǒng)母線上的電壓變動(dòng)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(shí)，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(shí)，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(hào)含義：短路電流計(jì)算應(yīng)求出最大短路電

23、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(dòng)機(jī)啟動(dòng)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-三相短路電流周期分量有效值，KA；Sd-三相短路容量，MVAI-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；I02-短路開始到02s時(shí)的三相短路電流有效值，KA；S02-短路開始到02s時(shí)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-

24、1所示：500MVAK-1K-2LGJ-150,8km10.5kVS9-10000.4kV(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(duì)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

25、計(jì)算電壓，即高壓側(cè)=10.5kV，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(gè)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-1k-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)

26、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(shí)，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(gè)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(shí)，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

27、相連。避雷針采用直徑20mm的鍍鋅扁剛，長11.5。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)FS410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GG1A（F）54型開關(guān)柜，其中配有FS410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

28、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40mm4mm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：滿足歐的接地電阻要求，式中,。圖51變電所接地裝置平面布置結(jié) 論經(jīng)過對(duì)機(jī)械廠降壓變電所的電氣設(shè)計(jì)，我對(duì)工廠供電的設(shè)計(jì)意義有了更深刻的認(rèn)識(shí)，對(duì)設(shè)計(jì)過程

29、有了一定了解，也對(duì)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(dòng)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(dòng)生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善工人的勞動(dòng)條件，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化。從另一方面來說，如果工廠的電能供應(yīng)突然中斷，則對(duì)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(duì)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(gè)重要方面，而能源節(jié)約對(duì)于國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有十分重要的戰(zhàn)略意義。

30、通過論文的設(shè)計(jì)，對(duì)工廠供電的設(shè)計(jì)方法及步驟，以及對(duì)工廠供配電的重要意義的理解更加深刻了。對(duì)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(shí)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(gè)過程中，花費(fèi)了老師很多的寶貴時(shí)間和精力，在此向?qū)煴硎局孕牡馗兄x！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(shí)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(shí)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(cè) 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(cè) 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(cè)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(cè)中國水利水電出版社【7】實(shí)用電工電子技術(shù)手冊(cè)實(shí)用電工電子技術(shù)手冊(cè)編委會(huì)編 機(jī)械工業(yè)出版社【8】電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)水利電力部西北電力設(shè)計(jì)院編