汽車修配廠加工車間低壓配電系統(tǒng)及車間變電所設計-供用電工程技術課程設計說明書CAD原圖

供用電工程技術課程設計說明書衡陽市汽車修配廠機加工車間低壓配電系統(tǒng)及車間變電所設計鏈接: /s/1qX9xmbU 密碼: pc5t 學 院： 電氣與信息工程學院 學生姓名： 指導教師： 陳孟娜 職稱 講師 專 業(yè)： 電氣工程及其自動化 班 級： 學 號： 完成時間： 2017年 5 月 25日 摘 要本設計是衡陽市汽車修配廠機加工車間的低壓配電系統(tǒng)及車間變電所設計。本文首先進行了負荷計算，根據(jù)功率因數(shù)的要求在低壓母線側(cè)進行無功補償，進而確定對主變器容量、臺數(shù)，從經(jīng)濟和可靠性出發(fā)確定主接線方案。其次通過短路電流計算出最大運行方式和最小運行方式下的短路電流，確定導線型號及各種電氣設備。最后根據(jù)本廠對繼電保護要求，確定相關的保護方案和二次回路方案。本設計采用需要系數(shù)法進行負荷計算，無功功率補償采用低壓側(cè)電容并聯(lián)補償方法，這種方法能補償?shù)蛪簜?cè)以前的無功功率、經(jīng)濟效益比較好。根據(jù)汽車修配加工車間用電特點和需求，主接線方案采用了高壓側(cè)無母線、低壓側(cè)單母線分段的主接線方案。根據(jù)干式變壓器與油浸變壓器在經(jīng)濟和安裝條件對比，選擇兩臺SC9-500/10系列干式變壓器。在仔細研究各負荷的實際數(shù)據(jù)，并嚴格按照國家規(guī)定，依照以上設計步驟設計本供電系統(tǒng)設計方案，以到達提高生產(chǎn)效益的目的。關鍵詞：低壓配電系統(tǒng)；負荷計算；主接線；變電所；短路計算目 錄1 緒論11.1 設計背景、目的及意義11.2 設計內(nèi)容12 負荷計算及無功補償22.1 負荷計算22.1.1 負荷計算的方法選擇22.1.2 需用系數(shù)法22.1.3 負荷確定22.2 無功功率補償32.3無功補償容量計算42.3.1無功功率補償方式選擇42.3.2 無功補償容量的確定42.3.3 補償容量計算43 變電所主接線方案設計及變壓器選擇53.1 變電所主變壓器臺數(shù)與容量選擇53.1.1選擇主變壓器臺數(shù)時應考慮的原則53.2 總配變電所的主接線64 短路電流的計算及一次設備的選擇原則74.1 短路計算74.1.1 短路電流計算目的74.1.2 采用三相短路電流計算的原因74.1.3 短路電流計算74.2 一次設備選擇84.2.1 一次設備的選擇原則84.2.2 按短路情況校驗電器的穩(wěn)定性84.2.3 一次設備選擇與校驗85 車間變電所高低壓進出線選擇125.1 高壓進線選擇125.2 低壓出線選擇136 車間配電線路設計146.1 車間配電線路接線方案146.2 動力配電箱的選擇147 二次回路方案的選擇及繼電保護整定157.1 繼電保護的目的157.2 繼電保護157.2.1 過電流保護157.2.3 電流速斷保護157.3 變壓器保護157.3.1車間變電所的各分廠變壓器保護157.4 繼電保護的選擇與整定167.4.1 繼電保護的種類167.4.2 反時限過電流保護167.4.3變電所低壓側(cè)的保護裝置168 防雷與接地168.1 防雷概述168.2 防雷與接地178.2.1 防雷裝置178.2.2 架空線路的防雷保護178.2.3 車間變電所的防雷保護和接地裝置的設計178.2.4 電力系統(tǒng)的接地188.2.5 配電所公共接地裝置的設計18參考文獻19致 謝20附錄一 車間變電所主接線圖211 緒論1.1 設計背景、目的及意義在工廠里，電能雖然是工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動力，但是它在產(chǎn)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(chǎn)中的重要性，并不在于它在產(chǎn)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(chǎn)實現(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，減輕工人的勞動強度，改善工人的勞動條件，有利于實現(xiàn)生產(chǎn)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(chǎn)可能造成嚴重的后果。因此，如何正確地計算選擇各級變電站的變壓器容量及其它主要電氣設備容量，這是保證企業(yè)安全可靠供電的重要前提。做好工廠供電工作對于發(fā)展工業(yè)生產(chǎn)，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)約對于國家經(jīng)濟建設具有十分重要的戰(zhàn)略意義，工廠供電工作要很好地為工業(yè)生產(chǎn)服務，切實保證工廠生產(chǎn)和生活用電的需要，并做好節(jié)能工作。根據(jù)該工廠的規(guī)模、負荷情況、供電條件、技術要求、自然條件，設計其總配變電所及配電系統(tǒng)。1.2 設計內(nèi)容 根據(jù)任務書的要求，本設計主要有以下內(nèi)容：（1）車間的負荷計算及無功功率補償；（2）總配電所位置和型式的選擇；（3）變電所主變壓器臺數(shù)和容量、類型的選擇；（4）變電所主接線方案的設計；（5）短路電流的計算，并進行一次設備的選擇與校驗；（6）選擇車間變電所高低壓進出線；（7）選擇電源進線的二次回路方案及整定繼電保護；（8）車間防雷保護和接地裝置的設計；（9）確定車間低壓配電系統(tǒng)布線方案；（10選擇低壓配電系統(tǒng)導線及控制保護設備。2 負荷計算及無功補償2.1 負荷計算2.1.1 負荷計算的方法及其適用范圍電力負荷計算方法包括:利用系數(shù)法、需要系數(shù)法、二項式系數(shù)法。我國一般使用需要系數(shù)法和二項式系數(shù)法，如表2.1負荷計算方法及適用范圍。表 2.1 負荷計算的方法及其適用范圍序號計算方法適用范圍需求系數(shù)法當用電設備臺數(shù)較多、各臺設備容量相差不太懸殊時，特別在確定車間和工廠的計算負荷時，宜于采用二項式法當用電設備臺數(shù)較少、有的設備相差懸殊時，特別在確定干線和分支線的計算負荷時，宜于采用所以本設計中用需要系數(shù)法計算機加工車間的負荷。2.1.2 需用系數(shù)法用電設備組的計算負荷，是指用電設備級從供電系統(tǒng)中取用的半小時最大負荷,設用電設備組的設備容量為，它指用電設備組所有設備(不含備用設備)的額定容量之和。由于用電設備組的設備實際上不一定都同時運行，運行的設備也不可能都同時滿負荷，同時設備本身存在有功率損耗，因此，用電設備組的有功計算負荷應為： 其中，為設備組的同時系數(shù)，即設備組在最大負荷時運行的設備容量與全部設備容量之比；為設備的負荷系數(shù)，即設備組在最大負荷時的輸出功率與運行的設備容量之比：為設備組的平均效率，即設備組在最大負荷時的輸出功率與取用功率之比；為配電線的平均效率，即配電線路在最大負荷時的末端功率與首端功率之比。令，稱為需要系數(shù)。2.1.3 負荷確定根據(jù)利用需要系數(shù)法對汽車修配廠進行負荷計算，表2.2為汽車修配廠各車間負荷計算表。表2.2 汽車修配工廠負荷計算表序號車間名稱供電回路代號設備容量計算負荷KWP30/KWQ30/KvarS30/KVAI30/A0加工一車間NO.1 供電回路131.4526.2945.4852.5379.91NO.2 供電回路8962.3062.394.77NO.3 供電回路1080812.151加工二車間NO.1 供電回路15546.554.471.57 108.73 NO.2 供電回路1203642.155.39 84.16 NO.3 照明回路10808.00 12.15 2鑄造車間NO.4 供電回路1606465.391.43 138.92 NO.5 供電回路1405657.179.98 121.51 NO.6 供電回路1807273.4102.82 156.22 NO.7 照明回路86.406.40 9.72 3鉚焊車間NO.8 供電回路1504589.199.82 151.66 NO.9 供電回15 171.91 NO.10 照明回路75.605.60 8.51 4電修車間NO.11 供電回路150457890.05 136.82 NO.12 供電回路146446578.49 119.26 NO.13 照明回路10808.00 12.15 總計1797.16616.23726.49952.64 937.37 變壓器低壓側(cè)總計算負荷424.71543.99 851.91 1259.882.2 無功功率補償近年來，隨著我國電力工業(yè)的不斷發(fā)展，大范圍的高壓輸電網(wǎng)絡逐漸形成，同時對電網(wǎng)無功功率的要求也日益嚴格。無功電源如同有功電源一樣，是保證電力系統(tǒng)電能質(zhì)量、降低電網(wǎng)損耗以及保證其安全運行所不可缺少的部分。電網(wǎng)無功功率不平衡將導致系統(tǒng)電壓的巨大波動，嚴重時會導致用電設備的損壞，出現(xiàn)系統(tǒng)電壓崩潰和穩(wěn)定破壞事故。因此無功功率對電力系統(tǒng)是十分重要的。無功功率補償?shù)幕驹硎牵喊丫哂腥菪怨β守摵傻难b置與感性功率負荷并聯(lián)接在同一電路，當容性負荷釋放能量時，感性負荷吸收能量；而感性負荷釋放能量時，容性負荷卻在吸收能量，能量在兩種負荷之間互相交換。這樣，感性負荷所吸收的無功功率可由容性負荷輸出的無功功率中得到補償，這就是無功功率補償?shù)幕驹怼?.3無功補償容量計算2.3.1無功功率補償方式選擇無功功率補償?shù)姆椒ê芏?，采用電力電容器，或采用具有容性負荷的裝置進行補償。電力電容器作為補償裝置，具有安裝方便、建設周期短、造價低、運行維護簡便、自身損耗小（每kvar功功率損耗約為0.30.4%以下）等優(yōu)點，是當前國內(nèi)外廣泛采用的補償方法。電力電容器作為補償裝置有兩種方法：串聯(lián)補償和并聯(lián)補償。串聯(lián)補償是把是容器直接串聯(lián)到高壓輸電線路上，以改善輸電線路參數(shù)，降低電壓損失，提高其輸送能力，降低線路損耗。這種補償方法的電容器稱作串聯(lián)電容器，應用于高壓遠距離輸電線路上，用電單位很少采用。并聯(lián)補償是把電容器直接與被補償設備并接到同一電路上，以提高功率因數(shù)。這種補償方法所用的電容器稱作并聯(lián)電容器，用電企業(yè)都是采用這種補償方法。由于并聯(lián)電容補償方式運行維護方便安全，且便于安裝，能耗低，投資省，因此本設計采用并聯(lián)電容進行無功補償。2.3.2 無功補償容量的確定本設計選擇低壓側(cè)集中補償?shù)姆椒āＴ谠撛O計中希望無功補償后功率因數(shù)不小于0.9，在前面負荷計算中已經(jīng)求出了每個車變的和補償前各車變的平均功率因數(shù)，則在計算無功補償容量選擇低壓集中補償方式，同時采用分組自動投切的電容器組補償。2.3.3 補償容量計算（1）補償前的變壓器容量和功率因數(shù)變壓器低壓側(cè)的視在計算負荷為主變壓器容量選擇條件為 ，因此未進行無功補償時，主變壓器容量應選容量為630 kVA的變壓器兩臺。這時變電所低壓側(cè)的功率因數(shù)為（2）無功補償容量按規(guī)定，變電所高壓側(cè)的cos0.9，考慮到變壓器本身的無功功率損耗Q遠大于其有功功率損耗P，一般Q=(45)P，因此在變壓器低壓側(cè)進行無功補償時，低壓側(cè)補償后的功率因數(shù)應略高于0.90 ，這里取cos=0.92 。要使低壓側(cè)功率因數(shù)由063提高到092，低壓側(cè)需裝設的并聯(lián)電容器容量為取 Q=360kvar （3）補償后變壓器的容量和功率因數(shù)補償后變電所低壓側(cè)的視在計算負荷為因此每臺主變壓器容量可改選為500 kVA。比補償前容量減少130 kVA。變壓器的功率損耗為變電所高壓側(cè)的計算負荷為無功功率補償，工廠的功率因數(shù)為這一功率因數(shù)滿足要求。 (4)無功補償前后比較 (5)補償裝置的選擇本設計選用的并聯(lián)電容器的型號為CLMD 53低壓并聯(lián)電容器，其技術參數(shù)如表2.3所示。表2.3 CLMD 53低壓并聯(lián)電容器主要技術數(shù)據(jù)產(chǎn)品型號額定電壓/標稱容量/頻率/組數(shù)每組個數(shù)CLMD 530.43040263 變電所主接線方案設計及變壓器選擇3.1 變電所主變壓器臺數(shù)與容量選擇3.1.1選擇主變壓器臺數(shù)時應考慮下列原則（1）應滿足用電負荷對供電可靠性的要求。對供有大量一、二級負荷的變電所，應采用兩臺變壓器，當一臺發(fā)生故障或檢修時，另一臺可以對負荷持續(xù)供電。對只有二級負荷的變電所也可以只采用一臺變壓器，但必須有備用電源。（2）對季節(jié)性負荷或晝夜負荷變動較大而采用經(jīng)濟運行方式的變電所，也可考慮用兩臺變壓器。（3）除上述兩種情況外，一般車間變電所宜采用一臺變壓器。但負荷集中且容量相當大的變電所，雖為三級負荷，也可以采用兩臺以上變壓器。3.1.2 主變壓器的確定（一） 供電電源條件:1) 電源由10KV總降壓變電所采用電纜線路受電,電線路長400m.線路阻抗為0.08。2) 工廠總降壓變電所10KV母線上的短路容量按300MVA計。3) 工廠總降壓變電所10KV配電出線定時限過流保護裝置的整定時間top=1.5s。4) 要求車間變電所最大負荷時功率因數(shù)不得低于0.9。（二）根據(jù)本廠屬于三級負荷和前面視在功率的計算，再根據(jù)選擇主變壓器的原則，在安全可靠供電的情況下從經(jīng)濟角度考慮本設計中選擇兩臺變壓器給該車間進行供電。根據(jù)補償后一次側(cè)容量為650.1 kVA,考慮百分之15%的余量后總?cè)萘繛?變壓器容量,因此選擇其額定容量為500KVA。3.2 總配變電所的主接線本設計有兩臺變壓器的小型變電所。根據(jù)本車間的情況，負荷量不大，可靠性要求較高，用10KV進線供電；根據(jù)上面的設計原則和要求設計方案如下圖所示圖1高壓側(cè)無母線、低壓側(cè)單母線分段的雙臺變壓器變電所主接線圖該方案供電可靠性高，當任意一臺變壓器或任一電源進線停電檢修或發(fā)生故障時，該變壓器通過閉合低壓母線分段開關，即可迅速恢復對整個變電所的供電，如果兩臺主變壓器低壓側(cè)主開關（采用電磁或電動機合閘操作的萬能式低壓斷路器）都裝設互為備用電源自動投入裝置（APD），則任一主變壓器低壓主開關因電源斷電（失壓）而跳閘時，另一主變壓器低壓側(cè)的主開關和低壓母線分段開關將在APD作用下自動合閘，恢復整個變壓所的正常供電。4 短路電流的計算及一次設備的選擇原則4.1 短路計算4.1.1 短路電流計算目的為了正確選擇和校驗電氣設備，準確計算繼電保護裝置的整定值，就需要計算短路故障發(fā)生時通過元件的最大可能的短路電流。由于在發(fā)電機附近短路的兩相短路電流和在靠近中性點接地的變壓器短路的單相短路電流可能大于三相短路電流。因此，應根據(jù)不同的供電系統(tǒng)模型求出：最大短路電流：確定電器設備容量或額定參數(shù)；最小短路電流：作為選擇熔斷器、整定繼電保護裝置的依據(jù)。4.1.2 采用三相短路電流計算為標準的原因電力系統(tǒng)中，發(fā)生單相短路的可能性大；但三相短路的短路電流值最大，造成的危害也最嚴重。作為選擇校驗電氣設備用的短路計算中，以最嚴重的三相短路電流的計算為主。4.1.3 短路電流計算如圖2所示為根據(jù)變電所主接線方案繪制的短路等效電路圖,圖中標出各元件的電抗標幺值，并標明了短路計算點。按供電工程設計說明,短路計算點的短路電流如表所示。圖2 短路電流計算等效電路圖表4.1 短路計算表短路計算點運行方式三相短路電流（kA）電壓（kV）三相短路容量Sk(MVA)Ik(3)ish(3)Ish(3)k-19.1723.3813.8410.5166.7k-2最大運行31.357.834.10.421.74最小運行13.2524.414.450.411.634.2 一次設備選擇4.2.1 一次設備的選擇原則為了保證一次設備安全可靠地運行，必須按下列原則選擇和校驗：1）按正常工作條件，包括電壓、電流、頻率、開斷電流等選擇。2）按短路條件，包括動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定來校驗。3）考慮電氣設備運行的環(huán)境條件如溫度、濕度、海拔以及有無防塵、防腐、防火、防爆等要求。4）按各類設備的不同特點和要求如斷路器的操作性能、互感器的二次負荷和準確級等進行選擇。4.2.2 按短路情況校驗電器的穩(wěn)定性（一） 短路熱穩(wěn)定校驗短路熱穩(wěn)定校驗就是要求所選的電器，當短路電流通過它時，其最高溫度不應超過制造廠規(guī)定的短路時發(fā)熱允許溫度。（二） 動力穩(wěn)定校驗電動力穩(wěn)定是指電器承受短路電流引起機械效應的能力，在校驗時，用短路電流的最大幅值與制造廠規(guī)定的最大允許電流進行比較即 或 式中短路沖擊電流及其有效值；4.2.3 一次設備選擇與校驗(一）高壓側(cè)一次設備及其選擇 1、高壓開關柜的選擇 根據(jù)主接線方案,選擇GG-1A(F)-11型作為進線開關柜其設備型號,規(guī)格的選擇及校驗如表4.2所示：表4.2 GG-1A(F)-11進線開關柜一次設備選擇校驗結(jié)果選擇項目裝置地點數(shù)據(jù)設備的型號規(guī)格參數(shù)數(shù)據(jù)參數(shù)高壓斷路器高壓隔離開關電流互感器SN10-10 GN8-10T/400LQJ-10-200/5電壓10KV10KV10KV10KV電流37.58A630A400A200/5A斷流能力9.17KA16KA/動穩(wěn)定23.38KA40KA40KA160*2(1/2)*0.4=90.5KA熱穩(wěn)定172.4KA162*2=512KA142*5s=980KA（75*0.4)2*1=900KA校驗結(jié)論合格合格合格（注：本設計，,電流互感器的動穩(wěn)定,其中為動穩(wěn)定倍數(shù)）2、 電能計量和互感器柜的選擇GG-1A-J型，其設備型號,規(guī)格的選擇及校驗如表4.3所示。表4.3 GG-1A-J高壓計量柜一次設備選擇校驗結(jié)果選擇項目裝置地點數(shù)據(jù)設備的型號規(guī)格參數(shù)數(shù)據(jù)參數(shù)高壓隔離開關高壓熔斷器電流互感器電壓互感器GN8-10/400RN2-10LQJ-10-200/5JDZ-10電壓10KV10KV10KV10KV10KV電流37.58A400A0.5200/5A/斷流能力9.17KA/50KA/動穩(wěn)定23.38KA40KA/160*2(1/2)*0.4=90.5KA/熱穩(wěn)定172.4KA142*5s=980KA/（75*0.4)2*1=900KA/校驗結(jié)論合格合格合格合格3、避雷器選擇GG-1A-55柜其設備型號,規(guī)格的選擇及校驗如表4.4所示。表4.4 GG-1A-55高壓避雷器選擇校驗結(jié)果選擇項目裝設地點數(shù)據(jù)設備型號規(guī)格參數(shù)數(shù)據(jù)參數(shù)避雷器FS3-10電壓10KV10KV電流37.58A/斷流能力9.17KA/動穩(wěn)定23.38KA/熱穩(wěn)定172.4KA/結(jié)論合格4、穿墻套管的選擇在10kV電壓等級下，不同相帶電導體的最小安全距離為0.125m,因此設匯流母線相間距離為a=0.5m，查矩形母線形狀系數(shù)圖可知，匯流母線截面的形狀系數(shù)。根據(jù)額定電壓和額定電流，本設計初步選擇FCGW-10/200-630復合干式穿墻套管，其主要技術參數(shù)如表4.5示。(設絕緣子跨距為1.2)表4.5 FCGW-10/200-630復合干式穿墻套管主要技術參數(shù)型號額定電壓/kV額定電流/A雷電沖擊耐受電壓峰值/kV工頻耐受電壓有效值/kV彎曲破壞負荷/N允許彎曲負荷/NFCGW-10/200-63010200160075301250625動穩(wěn)定校驗：穿墻套管彎曲破壞負荷為滿足動穩(wěn)定條件。故選擇FCGW-10/200-630型復合干式穿墻套管符合要求。（2） 低壓側(cè)一次設備選擇及校驗低壓配電屏的種類有PGL型和GGD，GGD型低壓開關柜性能比PGL型低壓配電屏優(yōu)越，考慮PGL型價格便宜，經(jīng)濟效果好，能滿足要求，因此本設計用PGL型低壓配電屏。1、低壓配電屏選擇： 根據(jù)變電所一車間低壓配電室的面積及配電需要，選擇低壓配電屏七臺，其中一臺為低壓側(cè)電源進線配電屏，其它六臺分別為一車間、二車間、鑄造車間、鉚焊車間、電修車間和備用的低壓配電屏。NO.1 低壓側(cè)電源進線配電屏選擇PGL-1-04，PGL-1-04A型低壓配電屏選擇校驗結(jié)果如表4.6所示。表4.6 PGL-1-04A低壓配電屏選擇校驗結(jié)果選擇校驗項目電壓電流斷流能力動穩(wěn)定熱穩(wěn)定結(jié)論裝設地點條件參數(shù)數(shù)據(jù)380V1151A31.3KA57.8KA685.8KA低壓側(cè)一次設備型號規(guī)格額定參數(shù)低壓刀開關HD13-1500/30380V1500A/合格低壓斷路器DW10-1500/3380V1500A40KA/合格 電流互感器LMZJ1-0.5-500/5500V1500KA/合格(注：=0.7s)NO.2 低壓側(cè)一車間選擇低壓配電屏PGL-1-40A。 PGL-1-40型低壓配電屏選擇校驗結(jié)果如表4.7所示。表4.7 PGL-1-40型低壓配電屏選擇校驗結(jié)果電壓電流斷流能力動穩(wěn)定熱穩(wěn)定結(jié)論裝設地點條件參數(shù)數(shù)據(jù)380V284.2A31.3KA57.8KA685.8KA低壓側(cè)一次設備型號規(guī)格額定參數(shù)低壓刀開關HD13-400/31380V400A/合格電流互感器LMZ1-0.5-200/5500V200/5A/合格NO.1低壓斷路器DZ20-160/3380V160A25A/合格NO.2低壓斷路器DZ20-160/3380V160A25A/合格NO.3低壓斷路器DZ20-160/3380V10A25A/合格NO.4低壓斷路器DZ20-100/3380V100A25A/合格NO.3 由于機加工二車間、鑄造車間、電修車間支路干線同一車間額定電流都小于160A所以低壓配電屏中一次設備與一車間類同。NO.4 鉚焊車間選擇低壓配電屏PGL-1-40。 PGL-1-40型低壓配電屏選擇校驗結(jié)果如表4.8所示。表4.8 PGL-1-40型低壓配電屏選擇校驗結(jié)果電壓電流斷流能力動穩(wěn)定熱穩(wěn)定結(jié)論裝設地點條件參數(shù)數(shù)據(jù)380V332A31.3KA57.8KA685.8KA低壓側(cè)一次設備型號規(guī)格額定參數(shù)低壓刀開關HD13-400/31380V400A/合格電流互感器LMZ1-0.5-200/5500V200/5A/合格NO.1低壓斷路器DZ20-160/3380V160A25A/合格NO.1低壓斷路器DZ20-200/3380V200A25A/合格NO.1低壓斷路器DZ20-100/3380V100A25A/合格5 車間變電所高低壓進出線選擇 5.1 高壓進線選擇（一）高壓母線選擇根據(jù)電力工程電氣設計手冊，35kV及以下的配電裝置一般優(yōu)先選用矩形的鋁母線。因此在本設計中，首先考慮應選用矩形的鋁母線。高壓側(cè)計算電流=37.58A。a) 經(jīng)查表得經(jīng)濟電流密度=0.9 A/mm2則經(jīng)濟截面=37.58/0.9=41.7mm2選型矩形鋁母線，截面積為75mm2。b）檢驗發(fā)熱條件：查得型矩形鋁母線的允許載流量（室內(nèi)30C）時=215A=37.58A所以所選型矩形鋁母線滿足發(fā)熱條件。c)檢驗機械強度：因為 =35mm2=37.58A 所以所選YJV22-325-SC51-FC型號的電纜滿足發(fā)熱條件。c) 檢驗機械強度：因為 =35mm2=1151.6A所以所選型矩形鋁母線滿足發(fā)熱條件。c)檢驗機械強度：因為 =16mm2800mm2 所以所選型矩形鋁母線也滿足機械強度要求。 因此選擇型號為型矩形鋁母線滿足要求。d ) 線路電壓損耗計算 由于低壓側(cè)母線線路長度較短無需計算線路電壓損耗。表5.2低壓出線選擇車間名導線或電纜的型號規(guī)格加工一車間加工二車間鑄造車間鉚焊車間電修車間照明回路3LJ-240（架空）6 車間配電線路設計6.1 車間配電線路結(jié)線方案本車間采用動力照明各取了380/220V三相四線制TN-C系統(tǒng)。車間用電設備較多，排列整齊，且均屬于第三類負荷。經(jīng)綜合考慮后采用樹干式結(jié)線方式。6.2 動力配電箱的選擇如表6.1所示為機加工一車間各配電線路的選擇結(jié)果。表6.1 汽車加工一車間各配電線路的選擇結(jié)果設備代號設備名稱容量KW計算電流啟動電流動作電流斷路器型號線路規(guī)格型號1車床C630M10.1 18.1 126.8 152DZ20-160/3BV-34 SC152萬能工具磨床M5M2.1 3.7 28.0 31.2 DZ20-40/3BV-31.5 SC153、4、5普通車床C620-17.6 13.6 95.5 115DZ20-160/3BV-34 SC156普通車床C620-35.6310.170.584.6DZ20-100/3BV-31.5 SC157、8、9、10、11、12普通車床C6204.6 8.3 57.9 69.5 DZ20-80/3BV-31.5 SC1513螺旋套絲機S-81393.1 5.6 39.1 47.0 DZ20-80/3BV-31.5 SC1514普通車床C63010.1 18.1 126.8 152DZ20-200/3BV-34 SC1515管螺紋車床Q1197.6 13.6 95.5 115DZ20-160/3BV-34 SC1516搖臂鉆床Z358.5 15.2 106.5 128DZ20-160/3BV-34SC1517、18圓柱立式鉆床Z50403.1 5.6 39.1 47.0 DZ20-80/3BV-31.5 SC15195t單梁吊車10.2 18.3 127.8 153DZ20-200/3BV-34 SC1520立式砂輪1.8 3.1 21.9 26.3 DZ20-40/3BV-31.5 SC1521、22牛頭刨床B6653.0 5.4 37.6 45.1 DZ20-80/3BV-31.5 SC1523萬能銑床X63WT13.0 23.3 162.9 195DZ20-200/3BV-310 SC2024立式銑床X52K9.1 16.3 114.3 137DZ20-160/3BV-34 SC1525滾齒機Y-364.1 7.3 51.4 61.6 DZ20-80/3BV-31.5 SC1526插床B50324.0 7.2 50.1 60.1 DZ20-80/3BV-31.5 SC1527弓鋸機G721.7 3.0 21.3 25.6 DZ20-40/3BV-31.5 SC1528立式鉆床Z5120.6 1.1 7.5 9.0 DZ2020/3BV-31.5 SC1529電極鹽浴電阻爐20.0 35.8 250.5 301DZ20-350/3BV-310 SC257 二次回路方案的選擇及繼電保護整定7.1 概述工廠供電系統(tǒng)中發(fā)生故障時，必須有相應的保護裝置將故障部分及時的從系統(tǒng)中切除，以保證非故障部分的正常工作，或發(fā)出報警信號，以便值班人員檢查并采取消除故障的措施。工廠供電系統(tǒng)的高壓配電網(wǎng)保護裝置采用繼電保護裝置或高壓熔斷器，車間低壓配電系統(tǒng)保護裝置采用低壓斷路器和低壓熔斷器。繼電保護裝置及各種不同類型的繼電器，以一定的方式連接與組合，在系統(tǒng)發(fā)生故障時，繼電保護動作，作用于斷路器脫扣線圈或給出報警信號，以達到對系統(tǒng)進行保護的目的。7.2 繼電保護7.2.1 過電流保護當流過被保護元件中的電流超過預先整定的某個數(shù)值時就使斷路器跳閘或給出報警信號的裝置。定時限過電流保護裝置電流繼電器本身的動作時限是固定的，與通過他的電流大小無關。整定保護裝置的電流值時，必須使返回電流大于線路出現(xiàn)且能持續(xù)12秒的尖峰電流。反時限過電流保護裝置繼電器本身動作帶有時限，并有動作指示掉牌信號，所以回路不需接時間繼電器和信號繼電器。和定時限保護裝置比較，反時限過電流保護裝置所須的繼電器數(shù)量少，因而投資少、接線簡單，可用于交流操作，且能實現(xiàn)電流速斷保護。缺點是它的動作時限誤差大，尤其是在速斷部分。7.2.3 電流速斷保護定時限電流保護裝置的時限一經(jīng)整定便不能變動，當某段發(fā)生三相短路故障時，斷路器的繼電保護動作時間必須經(jīng)過才能動作，達不到速斷的目的，為了減小本段線路故障下的事故影響范圍，當過電流保護的動作限大于0.50.7時，便需設置電流速斷保護，以保證本段線路的短路故障能迅速切除。7.3 變壓器保護7.3.1車間變電所的各分廠變壓器保護電流速斷保護：防御變壓器線圈和引出線的多相短路，動作于跳閘。過電流保護：防御外部相間短路并作為瓦斯保護及電流速斷保護的后備保護。保護動作于跳閘。過負荷保護：防御變壓器本身的對稱過負荷及外部短路引起的過載。按具體條件裝設。7.4 繼電保護的選擇與整定7.4.1 繼電保護的種類廠區(qū)10KV線路保護：根據(jù)本廠的實際情況，設下列保護：過電流保護，電流速斷保護7.4.2 反時限過電流保護反時限過電流保護裝置所需的繼電器數(shù)量少，因而投資少、接線簡單，可用于交流操作，且能同時實現(xiàn)電流速斷保護。缺點是它的動作時限誤差大，尤其是在速斷部分。鑒于反時限過電流保護裝置具有簡單、經(jīng)濟等特點，在中小型工廠供電系統(tǒng)中應用的很普遍。在本設計中也采用反時限過電流保護。為了保證動作的選擇性過電流保護動作時限的整定，應從距離電源最遠的保護裝置（末級）開始，即自負載側(cè)向電源側(cè)數(shù)過去，后一級的線路保護的動作時限應比前一級線路的保護時限大一個時間階級t 。各段線路保護的時限是逐級提高的，一般t取0.50.7秒。7.4.3變電所低壓側(cè)的保護裝置 低壓總開關采用DW15-1500/3型，低壓斷路照明，三相勻裝過流脫扣器，既可保護低壓的相間短路和過負荷（利用其延時脫扣器），而且所保護低壓側(cè)單相接地短路短路。 經(jīng)效驗均能滿足要求。8 防雷與接地8.1 防雷概述工廠供電系統(tǒng)中防雷與接地在工廠供電系統(tǒng)中占有極其重要的地位，其中由于過電壓使絕緣破壞是造成系統(tǒng)故障的主要原因，系統(tǒng)中磁能和電能的轉(zhuǎn)化，或電能通過電容的傳遞，以及線路參數(shù)選擇不當，致使工頻電壓或高次諧波電壓下發(fā)生諧振等產(chǎn)生的過電壓，稱為內(nèi)過電壓。單從工廠供電系統(tǒng)來看，不會造成很大威脅，所以對內(nèi)過電壓不必多做考慮。由雷擊引起的過電壓屬于外過電壓，；雷電流流過地面的被擊物時，具有極大的破壞性，其電壓可達數(shù)百萬伏至數(shù)千萬伏，電流達幾十萬安，造成人畜傷亡，建筑物炸毀或燃燒，線路停電及電氣設備損壞等嚴重事故。8.2 防雷與接地8.2.1 防雷裝置 (1)避雷針避雷針的作用是它能對雷電場產(chǎn)生一個附加電場，使雷電場畸變，因而將雷云的放電通路吸引到避雷針本身，由它及與它相連的引下線和接地體將雷電流安全導入地中，從而保護了附近的建筑物和設備免受雷擊。(2)避雷器雷電擊中送電線路后，雷電波沿導線傳播，若無適當保護措施，必然進入變電所或其他用電設施，造成變壓器、電壓互感器或大型電動機的絕緣損壞，避雷器就是防止行波侵入而設置的保護裝置。避雷器有管式避雷器和閥式避雷器。8.2.2 架空線路的防雷保護 工廠供電系統(tǒng)架空線路的防雷：送電線路防雷的目的是盡量保持導線不受雷擊，即使受到雷擊，也不致發(fā)展成為穩(wěn)定電弧而中斷供電。工廠供電系統(tǒng)的輸電線路的特點如下：1） 一般廠區(qū)架空線路都在35KV以下，中性點不接地系統(tǒng)，當雷擊桿頂對一相導線放電時，工頻接地電流很小，不會引起線路的跳閘。2） 工廠配電線路一般不長，廠區(qū)內(nèi)一般采用電纜供電，即使用架空線，也會受到建筑物和樹木的屏蔽，遭受雷擊的機會比較小。3） 對重要負荷的工廠較易實現(xiàn)雙電源供電和自動合閘裝置，可以減輕雷害事故的影響。對于10.5KV架空線高度較低，不需裝設避雷線，防雷方式可以采用鋼筋混泥土桿的自然接地，必要時采用雙電源供電和自動合閘。8.2.3 車間變電所的防雷保護和接地裝置的設計工廠變電所是工廠電力供應的樞紐，一旦遭受雷擊，會造成全廠停產(chǎn)，影響很大，工廠還有許多其他建筑物和構筑