低壓配電系統(tǒng)的接線方案

1、摘 要工廠變電所是供電系統(tǒng)的核心，在工廠中占有特別重要的地位。變電所的主要作用是：從電力系統(tǒng)接受電能，經(jīng)過變壓器降壓，然后按要求把電能分配到各車間供給各類用電設(shè)備。變電所一次,二次接線方案的確定.高低壓電氣設(shè)備,高壓開關(guān)柜， 低壓配電屏的合理選擇對于變電所很重要.其電氣主接線是按照一定的工作順序和規(guī)程要求。電力系統(tǒng)稱為三相對稱系統(tǒng)，所以電氣主接線圖通常以單線圖來表示，使其簡單清晰。通過設(shè)計(jì)可鞏固各課程理論知識(shí)，了解工廠供電電能分配等各種實(shí)際問題，培養(yǎng)獨(dú)立分析和解決實(shí)際工程技術(shù)問題的能力，同時(shí)對電力工業(yè)的有關(guān)政策、方針、技術(shù)規(guī)程有一定的了解，在計(jì)算圖、編號(hào)、設(shè)計(jì)說明書等方面得到訓(xùn)練，為以后工作奠

2、定基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；低壓配電屏；主變壓器 目 錄一、確定低壓配電系統(tǒng)的接線方案及負(fù)荷計(jì)算 1（一）接線方案 1（二）負(fù)荷計(jì)算 11機(jī)加一車間12機(jī)加二車間23鑄造車間34機(jī)修車間45裝配車間56熱處理車間67照明負(fù)荷計(jì)算7（三）無功補(bǔ)償容量 7二、變壓器選擇 9（一）選擇變壓器位數(shù)應(yīng)考慮的原則 9（二）電容器柜的選擇 9（三）工廠變電所的主變壓器裝設(shè)方案 9（四）主結(jié)線方案的選擇10三、高壓一次方案的確定10四、二次回路11（一）控制信號(hào)回路11（二）有功 無功 電能計(jì)算12（三）電壓電流測量回路12（四）過電流保護(hù)13五、變電所的結(jié)構(gòu)13（一）確定變電所結(jié)構(gòu)原則13（二）變電的總體布置

3、要求14（三）根據(jù)原則設(shè)計(jì)變電所圖14六、接地電阻的計(jì)算15（一）接地裝置設(shè)計(jì)要求15（二）接地圖16七、結(jié)論16八、參考文獻(xiàn)17九、附錄18十、致謝26緒 論配電系統(tǒng)應(yīng)做到安全第一，既要符合國家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)格，也要符合國家技術(shù)規(guī)格的要求，能充分保證人身和設(shè)備安全。配電系統(tǒng)應(yīng)做到供電可靠，電能質(zhì)量好，滿足生產(chǎn)要求。配電系統(tǒng)的接線為求簡單靈活，便于操作，并能適應(yīng)符合發(fā)展變化和系統(tǒng)的發(fā)展，同一電的配電級數(shù)不宜多于二級。制定配電系統(tǒng)方案時(shí)，一般不考慮當(dāng)一電源系統(tǒng)發(fā)生故障或檢修停電時(shí)，另一電源也同時(shí)發(fā)生故障。配電系統(tǒng)應(yīng)考慮到負(fù)荷的增長，預(yù)留必要的發(fā)展余地電源進(jìn)線亦是如此。一、確定低壓配電系統(tǒng)的接線方案及負(fù)

4、荷計(jì)算（選擇導(dǎo)線及熔斷器）（一）據(jù)設(shè)計(jì)題目的要求，及變電所位置，各車間之間的配合等關(guān)系低壓配電系統(tǒng)的接線采用放射式連接，穿管敷設(shè)。（二）負(fù)荷計(jì)算1機(jī)加一車間機(jī)床： 吊車： cos=0.5 總計(jì)算負(fù)荷 ： 該車間的最大負(fù)荷為機(jī)床電動(dòng)機(jī)30KW1）機(jī)加車間低壓斷路器 電流互感器型號(hào)選擇 低壓斷路器型號(hào)為：DZX10400電流互感器型號(hào)為：LFZ210400/52）線徑選擇：經(jīng)查表：AB 因此機(jī)加車間的線徑為：LJ-（395+150）3）電壓損耗計(jì)算：經(jīng)查表： 2.機(jī)加二車間機(jī)床：吊車：20 總計(jì)算負(fù)荷 該車間的最大負(fù)荷為機(jī)床電動(dòng)機(jī)40KW1）機(jī)加車間低壓斷路器 電流互感器型號(hào)選擇 低壓斷路器型號(hào)為

5、：DZX10400 電流互感器型號(hào)為：LFZ210400/52）線徑選擇：經(jīng)查表：AB 因此機(jī)加車間的線徑為：LJ-（395+150）3）電壓損耗計(jì)算：經(jīng)查表： 3.鑄造車間沖天爐： 電弧熔爐：20 吊車：20 總計(jì)算負(fù)荷 該車間的最大負(fù)荷為電弧熔爐30KW 1)機(jī)加車間低壓斷路器 電流互感器型號(hào)選擇 低壓斷路器型號(hào)為：DZX10400 電流互感器型號(hào)為：LFZ210400/5 2)線徑選擇：經(jīng)查表：AB 因此鑄造車間的線徑為：LJ-（370+135） 3)電壓損耗計(jì)算：經(jīng)查表： 4.機(jī)修車間 機(jī)床：100KW 電焊機(jī): 總計(jì)算負(fù)荷: 該車間的最大負(fù)荷為機(jī)床電動(dòng)機(jī)30KW (1)機(jī)加車間低壓斷

6、路器 電流互感器型號(hào)選擇 低壓斷路器型號(hào)為：DZX10400 電流互感器型號(hào)為：LFZ210400/ (2)線徑選擇：經(jīng)查表：AB 因此機(jī)加車間的線徑為：LJ-（350+125） (3)電壓損耗計(jì)算：經(jīng)查表： 5.裝配車間電動(dòng)機(jī)：吊車：15 總計(jì)算負(fù)荷 = 該車間的最大負(fù)荷為機(jī)床電動(dòng)機(jī)30KW 1)機(jī)加車間低壓斷路器 電流互感器型號(hào)選擇 低壓斷路器型號(hào)為：DZX10200 電流互感器型號(hào)為：LQJ102)線徑選擇：經(jīng)查表：AB 因此機(jī)加車間的線徑為：LJ-（316+18）3)電壓損耗計(jì)算：經(jīng)查表： 6熱處理車間：高頻爐： 吊車： 電阻爐： 總計(jì)算負(fù)荷： 設(shè)該車間最大負(fù)荷為30KW。1)熱處理車

7、間低壓斷路器型號(hào)選擇。 型號(hào)為 DZX106002)線徑選擇：查表 型號(hào)為：LJ-（3150+175）3)電壓損耗計(jì)算：經(jīng)查表 7.照明負(fù)荷計(jì)算（絕緣導(dǎo)線明敷且不考慮尖峰電流）照明 ： 設(shè)該車間最大負(fù)荷為30KW。(1)熱處理車間低壓斷路器型號(hào)選擇。 型號(hào)為 DZX10200(2)線徑選擇：查表 型號(hào)為：LJ-（325+116） (3)電壓損耗計(jì)算：經(jīng)查表 （三）無功補(bǔ)償容量供電部門要求該廠10kV進(jìn)線側(cè)最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)不應(yīng)低于0.90?？紤]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(shí)功率因數(shù)應(yīng)大于0.90，暫取0.92來計(jì)算380V側(cè)所需無功功率補(bǔ)償容量；總負(fù)荷計(jì)算取補(bǔ)償后

8、的變壓器容量和功率因數(shù)補(bǔ)償后變電所低壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷為補(bǔ)償后低壓側(cè)總電流變壓器的功率損耗為變壓所高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為補(bǔ)償后高壓側(cè)總電流補(bǔ)償工廠的功率因數(shù)為這一功率因數(shù)滿足規(guī)定（0.9）的要求。 二、變壓器選擇（一）選擇變壓器位數(shù)應(yīng)考慮的原則1.應(yīng)滿足用電負(fù)荷對供電可靠性的要求,對供電有一 二級負(fù)荷的變電所;采用兩臺(tái)變壓器.以便當(dāng)一臺(tái)被切除時(shí),另一臺(tái)等對一,二級負(fù)荷繼續(xù)供電,對只有二級而無一級負(fù)荷的變電所.則可采用一臺(tái)變壓器;而在低壓敷設(shè)與其它變電所相聯(lián)的聯(lián)絡(luò)線作為備用電源.2.與季節(jié)負(fù)荷或晝夜負(fù)荷變動(dòng)較大而易于采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式的變電所,也可考慮采用兩臺(tái)變壓器.3.除上述情況外,一般車間變電所宜

9、予采用一臺(tái)變壓器,變電所的變壓器臺(tái)數(shù)越少,主接線就越簡單,運(yùn)行的可靠性也越高.4.在確定變電所主變電器臺(tái)數(shù)時(shí),應(yīng)適應(yīng)考慮負(fù)荷的發(fā)展.留有一定余地. 5.只裝一臺(tái)變電器的變電所,主變電器S應(yīng)滿足全部用電設(shè)備總的計(jì)算負(fù)荷.S的需要.即S.S6.車間變電所變壓器的容量,一般不宜大于1000KVA,以使變壓器更能接近負(fù)荷中心,減少電能損耗.（二）電容器柜的選擇用于高壓集中補(bǔ)償?shù)闹?根據(jù)計(jì)算選擇一個(gè)電容器柜均是BJ(F)3Z22它把功率因數(shù)由0.74提高到0.92.同時(shí)考慮電容器從電網(wǎng)上切除殘余電壓,殘余電壓最高可達(dá)到電網(wǎng)電壓的峰值.這對人體十分危險(xiǎn);根據(jù)有關(guān)規(guī)定加裝移相電容器;一旦放電使殘余電壓不至

10、大于75V（三） 根據(jù)工廠的負(fù)荷性質(zhì)和電源情況,工廠變電所的主變壓器可有下列兩種方案1.裝設(shè)一臺(tái)主變壓器 型式采用S9,而容量根據(jù)式SS,選擇S,即選S9-1000/10型低損耗配電變壓器。至與工廠二級負(fù)荷的備用電源，由于臨近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來承擔(dān)。2.裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器 型號(hào)亦采用S9，而每臺(tái)容量按式S（0.6-0.7）與選擇，因此選兩臺(tái)S9-630/10型低損耗配電變壓器。工廠二級負(fù)荷的備用電源亦由于臨近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來承擔(dān)。 （四）主結(jié)線方案的選擇按上面考慮的方案可設(shè)計(jì)下列兩種主結(jié)線方案:1.裝設(shè)一臺(tái)主變壓器的主結(jié)線方案 2.裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器的主界限方案 3.兩種主結(jié)線方案的技術(shù)

11、經(jīng)濟(jì)比較. 表二-1 兩種主結(jié)線方案的比較 比 較 項(xiàng) 目裝設(shè)一臺(tái)主變的方案裝設(shè)兩臺(tái)主變方案技術(shù)指標(biāo)供電安全性滿足條件滿足條件供電可靠性基本滿足條件 滿足條件供電質(zhì)量由于一臺(tái)主變,電壓損耗略大由于兩臺(tái)主變并列,電壓損耗略小靈活方便性只一臺(tái)主變,靈活性稍差由于有兩臺(tái)主變,靈活性較好擴(kuò)建適應(yīng)性稍差一些更好一些經(jīng)濟(jì)指標(biāo)電力變壓器的綜合投資額查得S9-1000單價(jià)為10,76萬元,而變壓器綜合投資約為210.76萬元=21萬元查得S9-630單價(jià)為7.47萬元,因此兩臺(tái)綜合投資為47,47萬元=29.88萬元,比一臺(tái)主變方案投資8.36萬元高壓開關(guān)柜(含計(jì)量柜)的綜合投資額查得GG-1A(F)型柜按每

12、臺(tái)3.5萬元,而變壓器綜合投資約為1.5倍計(jì)算,因此其綜合投資約為41.53.5萬元=21萬元本方案采用6臺(tái)GG-1A(F)柜,其綜合投資額約為61.53.5萬元=31.5萬元,比一臺(tái)主變的方案多投資10.5萬元電力變壓器和高壓開關(guān)柜的年運(yùn)行費(fèi)主變和高壓開關(guān)柜的折舊和維修管理費(fèi)每年為4.893萬元主變和高壓開關(guān)柜的折舊費(fèi)和維修管理費(fèi)每年為7.067萬元,比1臺(tái)主變的方案多耗2.174萬元交供電部門的一次性供點(diǎn)帖費(fèi)按800元/KVA計(jì),帖費(fèi)為10000.08萬元=80萬元帖費(fèi)為26300.08萬元=100.8萬元,比1臺(tái)主變的方案多交20.8萬元 三、高壓一次方案的確定 1.由于本設(shè)計(jì)變電的是給

13、一個(gè)低壓學(xué)校變（配）電是架空線 因此只要求三條高壓架空線就可。高壓跌落式開關(guān)610KV線路和變壓器的短路保護(hù)；又可在一定條件下，直接用在高壓絕緣鉤棒來操作熔管的分合。以短開或接通小容量的空載變壓器空載線路和小負(fù)荷電流。這樣就在低壓側(cè)所以負(fù)荷切斷的情況下。檢修高壓母線和避雷器中切斷高壓電源，防止帶電操作危及人身安全。PWT10/2001002.電流互感器：用來使儀表，繼電器與主電路絕緣。這既可避免主電路的高電壓；直接引入儀表，繼電器又可避免儀表，繼電器影響主電路。并且具有電流測量。過電流保護(hù) 提高了兩方面工作的安全性和可靠性。型號(hào)：LAJ10/75（2個(gè)）3.斷路器：高壓斷路器專門用在高壓裝置中

14、通斷負(fù)荷電流。并在嚴(yán)重過負(fù)荷和短路時(shí)自動(dòng)跳閘。切斷過負(fù)荷和短路電流。選擇型號(hào)：SN1010/200164.高壓隔離開關(guān)Gs,主要用來隔離高壓電流，以保證其它電氣設(shè)備的安全檢修。選擇型號(hào)：GN810T/200（4個(gè)）5.高壓電壓互感器：選擇型號(hào)：JSJB106.高壓熔斷器： 型號(hào)：RN210/0.5四、二次回路 （一） 控制信號(hào)回路合閘時(shí)，推上操動(dòng)機(jī)構(gòu)手柄使斷路器合閘。這是斷路器的輔助觸點(diǎn)GF34閉合，紅燈RD亮，指示斷路器在合閘位置，還表明FU 與 FU 是完好的。同時(shí)期監(jiān)視跳閘回路完好性的作用。在合閘時(shí)端開，GN合閘時(shí)，扳下操作機(jī)構(gòu)手柄。使斷路器跳閘。斷路器輔助觸點(diǎn)GF34斷開。紅燈RD滅，

15、并切斷跳閘回路，同時(shí)GF12閉合。GN亮 指示斷路器在分閘位置，GN也同時(shí)起監(jiān)視跳閘回路完好性的作用。在正常分合閘時(shí)，輔助觸點(diǎn)GM與斷路器輔助觸點(diǎn)GF56總是同時(shí)切換。，當(dāng)一次電路發(fā)生短路故障時(shí)，繼電保護(hù)動(dòng)作，其出口繼電器觸點(diǎn)KA閉合，接通跳閘線圈YR的回路（QF54原以閉合）使斷路跳閘隨后QF34斷開使紅燈RD滅 并切斷跳閘回路同時(shí)QF12閉合。使信號(hào)回路接通發(fā)出音響和燈光信號(hào)。如圖（四-1）所示 圖 四-1 信號(hào)回路接通 圖 四-2 信號(hào)回路接通 （二） 有功、無功、電能計(jì)量在高壓側(cè)為了合理利用電能，避免浪費(fèi)，裝設(shè)了有功 無功 電度表；測量電能消耗回路。選擇有功，無功電度表時(shí)，要求其測量范

16、圍及準(zhǔn)確度要滿足表配電裝置運(yùn)行和計(jì)量要求，便于觀測，經(jīng)濟(jì)耐用，用計(jì)量有功功率的電度表 準(zhǔn)確應(yīng)不低于2.0級，用計(jì)量無功電能的無功電度表準(zhǔn)確度應(yīng)不低于3.0級。 如圖（四-3）所示 圖 四-3 計(jì)量有功功率的電度表 （三）電壓、電流測量回路為了監(jiān)視二次設(shè)備的運(yùn)行狀況和計(jì)量一次系統(tǒng)消耗的能量。保證供電系統(tǒng)消耗的能量，如圖（四-4）所示。保證供電系統(tǒng)的安全；可靠；優(yōu)質(zhì)和經(jīng)濟(jì)合理的運(yùn)行，必須裝設(shè)一定數(shù)量的電工測量儀表。在工廠的電源進(jìn)線上，必須裝置有功電度表和無功電度表。如圖（四-5）所示 圖 四-4 供電系統(tǒng)消耗的能量 圖 四-5 有功電度表和無功電度表 （四）過電流保護(hù)根據(jù)設(shè)計(jì)的需要和要求，在某學(xué)校

17、二次回路中，設(shè)置了過電流保護(hù)回路，并且是反時(shí)限過電流保護(hù)。繪制了過電流保護(hù)回路接線圖和展開式原理圖，在接線圖上KA1 KA2是從整體形式（包括線圈和觸點(diǎn)）繪出的，而展開圖中二次設(shè)備的各個(gè)部件（如線圈 觸點(diǎn)）則分別繪在所屬的各個(gè)電流（或電壓）回路中。當(dāng)供電線路發(fā)生相間短路時(shí)，電流繼電動(dòng)作，經(jīng)過一定時(shí)限后，其常開觸點(diǎn)閉合，緊接著，其常閉觸點(diǎn)斷開，這時(shí)斷路器的跳閘線圈因去掉了短接分流支路而通電動(dòng)作使短路跳閘，切除短路故障部分，在繼電器去分流跳閘同時(shí)。信號(hào)牌自動(dòng)掉下，指使保護(hù)裝置已動(dòng)作,在短路故障被切除后，繼電器自動(dòng)返回。信號(hào)牌可手動(dòng)復(fù)位，過電流保護(hù)的動(dòng)作電流Iop。應(yīng)躲過線路的最大負(fù)荷電流（包括正常

18、過負(fù)荷電流和尖峰電流）Il-max.以免在最大負(fù)荷電流通過時(shí)，保護(hù)裝置誤動(dòng)作。五、變電所的結(jié)構(gòu)（一）確定變電所結(jié)構(gòu)的原則1 盡量靠近負(fù)荷中心,以使電能損耗和有色金屬消耗量接近最小2 進(jìn)出線方便 3 盡量靠近電源 4 盡量避免多塵和有腐蝕性氣體的場所 5 盡量避免設(shè)在有劇烈震動(dòng)的場所和低注積水的地區(qū) 6 運(yùn)輸方便7 高壓配電所應(yīng)盡量和車間變電所或有大量高壓用電設(shè)備廠房合建在一起8 不防礙工廠和車間的發(fā)展，并應(yīng)適當(dāng)考慮今后擴(kuò)展的可能（二）變電所的總體布置要求：1 便于維護(hù)和檢修：因此值班室一般盡量靠近高，低壓配電室。特別要求靠近高壓配電室，且有直通門。如果值班室與高壓配電室靠近有困難時(shí)，則值班室可

19、通過走廊和高壓配電室相通。2 要考慮運(yùn)行的安全，變壓器室的大門應(yīng)避免朝向露天倉庫，在炎熱地區(qū)；變壓器應(yīng)避免朝西開門。以避免變壓器遭到西曬，變配電所各室大門都應(yīng)朝外開，以便于緊急情況下，人員外出和處理事故，為了保證值班人員安全，值班室內(nèi)不應(yīng)有高壓配電裝置。3 要便于進(jìn)出線，如果是架空進(jìn)線，則高壓配電室宜于進(jìn)線側(cè)，而考慮到變壓器低壓進(jìn)線，一般是采用矩形裸母線。因此變壓器的安裝位置一般宜靠近低壓配電室。 4 注意節(jié)約占地面積和建設(shè)費(fèi)用。5 高壓移相電容器應(yīng)裝設(shè)在單獨(dú)高壓電容器室內(nèi)。6 應(yīng)考慮變電所本身的擴(kuò)展。（三）根據(jù)原則設(shè)計(jì)變電所 如圖（五-1）所示圖 五-1 變電所 1 變壓器室 2 低壓配電器

20、3 值班室4 高壓配電所5 電容器式六、接地電阻的計(jì)算： （一）接地裝置的設(shè)計(jì)要求：1.在設(shè)計(jì)和裝設(shè)接地裝置時(shí)，應(yīng)首先充分利用自然接地體。以節(jié)約投資，節(jié)約鋼材。如果實(shí)地測量所利用的自然接地體不能滿足要求時(shí)，一般就不必在裝設(shè)人工接地裝置（發(fā)電廠，變電所除外）否則應(yīng)裝設(shè)人工接地裝置作為補(bǔ)充。2.電氣設(shè)備人工接地裝置的位置應(yīng)使接地裝置附近的電位分布盡可能地均勻。盡量降低接觸電壓和跨步壓。以保證人身安全。3.如接觸電壓和跨步電壓超過規(guī)定值時(shí)，應(yīng)采取措施以保證人身安全。4.人工接地裝設(shè)：最常用的垂直接地直徑50CM，長度2.5米的鋼管，采用這種規(guī)格最為合理。但為了減少外界溫度變化，對流電阻的影響. 所以

21、埋入地下的接地體部一般離開地面0.8米左右。5.設(shè)計(jì)要求。P300，所以采用垂直接地體為它的復(fù)合接地裝置，這樣電位分布節(jié)較快。6.當(dāng)多根接地體相互靠攏時(shí)，入地電流的流散相互受到排解。這種屏蔽效應(yīng)，使得接地裝置利用率下降，所以，垂直接地體的裝置一般不宜小于接地體長度的兩倍。7.接地裝置的布置應(yīng)適量使電位分布均勻，以減少接觸電壓和跨步電壓。如將接地裝置布置成環(huán)形，可在環(huán)形接地裝置中間加裝相互平行的均壓帶，距離一般45米。在電氣設(shè)備周圍應(yīng)加裝局部的接地回路，在進(jìn)行保護(hù)接地的建筑入口處考慮到人身安全。也應(yīng)加裝帽式均壓帶。接地體與建筑物的接觸間保持不小于1.5米。開關(guān)柜編號(hào)NO.202NO.303NO.

22、204NO.205NO.206開關(guān)柜型號(hào)PGL2-29PGL2-29PGL2-29PGL2-29PGL2-29開關(guān)柜用途動(dòng)力配電動(dòng)力配電動(dòng)力配電照明配電無功自動(dòng)補(bǔ)償線路編號(hào)123456線路去向計(jì)算電流/A37483.899.3335.2641.7（二）接地圖結(jié) 論工廠變電所是工廠供電系統(tǒng)的核心,在工廠中占有特別重要的地位.通過這次設(shè)計(jì)，使我對這句話有了更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí).它在工廠中的地位相當(dāng)與人身體的心臟,源源不斷的把電能送到工廠中的各個(gè)位置.合理的建造使用變電所,可以更有效的節(jié)約利用電能，避免浪費(fèi)，節(jié)省開支.但在設(shè)計(jì)當(dāng)中我也發(fā)現(xiàn)了自身知識(shí)的匱乏,無法設(shè)計(jì)出更好,更合理,更先進(jìn)的變電所來.但我相信隨著科技的不斷發(fā)展和進(jìn)步,我的這個(gè)愿望肯定能夠?qū)崿F(xiàn),因?yàn)槿藗円呀?jīng)意識(shí)到了它的重要性,它和我們生活和