【車間低壓配電系統(tǒng)及車間變電所設(shè)計16000字（論文）】

車間低壓配電系統(tǒng)及車間變電所設(shè)計摘要目前現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展十分迅速，尤其是在工廠中已經(jīng)實現(xiàn)了機械化、智能化生產(chǎn)，而這些都依賴于電能的供應(yīng)。所以合理的工廠供配電設(shè)計可以滿足工廠生產(chǎn)的需要，也能提高供電的穩(wěn)定性。本文主要介紹了冷鐓車間低壓配電系統(tǒng)及車間變電所的設(shè)計過程。其中負荷計算采用需要系數(shù)法，根據(jù)負荷計算的結(jié)果，采用低壓集中補償?shù)姆绞竭M行了無功補償，在此基礎(chǔ)上確定了變壓器型號及主接線的方案，采用標幺值法進行了短路計算，在此基礎(chǔ)上進行了一次設(shè)備的選擇和校驗，之后對高低壓進出線、以及保護裝置進行了合適的選型和校驗，之后確定了低壓配電系統(tǒng)的布線方案。最后按照車間的地理環(huán)境和現(xiàn)實需要完成了防雷保護和照明設(shè)計。本文按照國家規(guī)定按照和以上步驟進行了冷鐓車間低壓配電系統(tǒng)及車間變電所的設(shè)計。關(guān)鍵詞：低壓配電系統(tǒng)；負荷計算；無功補償；短路計算目錄1緒論 [3]接地型式的名稱特點適用范圍TN-C系統(tǒng)中性線（N線）與保護線（PE線）連接成為一根作為保護的中性線（PEN線），設(shè)備外殼連接PEN線。此系統(tǒng)通常用于對于安全性需求不高，或者對于抗電磁干擾的需求度較低的場合，例如常見的工廠車間。7.3動力配電箱的選擇根據(jù)上文中負荷計算和低壓側(cè)動力線的選擇結(jié)果，將車間分為8條動力干線。干線計算電流及斷路器型號選擇詳細過程可見附錄二。表7.3干線斷路器型號選擇車間名稱供電回路計算電流/A線路型號允許載流量斷路器型號校驗結(jié)果允許載流量工具車間NO.1供電回路32.99BV-3×6+1×4SC2037DZ20-300/3滿足要求37NO.2供電回路39.38BV-3×10+1×10FC49DZ20-300/3滿足要求49NO.3供電回路29.43BV-3×6+1×4SC2037DZ20-250/3滿足要求37NO.4供電回路24.61BV-3×6+1×4SC2037DZ20-250/3滿足要求37機修車間NO.5供電回路362.73BV-3×185+1×50FC380PB-3000滿足要求380續(xù)表7.3冷鐓車間NO.6供電回路313.54BV-3×185+1×50FC380PB-3000滿足要求380NO.7供電回路246.36BV-3×120+1×35FC250PB-2500滿足要求250NO.8供電回路112.20BV-3×50+1×35FC126HNB-1200滿足要求1268防雷保護與接地裝置的設(shè)計8.1概述防雷與接地裝置對于供電系統(tǒng)極為重要，如果系統(tǒng)中一旦發(fā)生了過電壓現(xiàn)象就會導(dǎo)致絕緣裝置被破壞，這就是導(dǎo)致供電系統(tǒng)發(fā)生故障的重要因素。過電壓分為兩種：內(nèi)過電壓和外過電壓。內(nèi)過電壓指的是線路的參數(shù)選擇不合理，導(dǎo)致的在工頻電壓或者高次諧波電壓下，發(fā)生的諧振情況?；蛘呤侵赶到y(tǒng)內(nèi)的電能和磁能相互發(fā)生了轉(zhuǎn)化，以及電能通過電容發(fā)生了傳遞現(xiàn)象。但是內(nèi)過電壓現(xiàn)象的發(fā)生對于工廠供電系統(tǒng)來說，造成的影響較小，所以在設(shè)計時可以少考慮發(fā)生內(nèi)過電壓現(xiàn)象的情況。而外過電壓一般指的是由于防雷裝置的裝設(shè)不合理，導(dǎo)致雷擊引發(fā)的過電壓現(xiàn)象。雷擊產(chǎn)生的電流一旦流經(jīng)地面的被擊物體，這時就具有巨大的破壞力，這時的電壓等級可以高達百萬伏特甚至千萬伏特，雷擊的電流可以高達幾十萬A,這種情況下會造成嚴重的后果，可能導(dǎo)致線路大規(guī)模停電、供電設(shè)備被損壞、生物死亡、建筑物被破壞。8.2防雷與接地8.2.1防雷裝置防雷裝置一般分為兩種：避雷針（接閃桿）和避雷線（接閃線），下面將介紹它們的作用。（1）安裝避雷針的目的：安裝避雷針后可以在雷電場下再疊加產(chǎn)生一個附加的電場，這個附加電場就會使雷電場發(fā)生畸變，這樣可以通過避雷針放電，通過避雷針以及避雷針連接的接地裝置將雷擊電流順利的流入大地，這樣就可以避免周圍的建筑物和電氣設(shè)備受到雷擊的破壞。（2）安裝避雷線的目的：由于雷電一旦擊中輸電線路的時候，雷電波就會通過導(dǎo)線傳遞，如果沒有合理的保護裝置，那雷電波就會流入變電所，或者是流入變電所的一些用電設(shè)備，這時會造成不可逆轉(zhuǎn)的嚴重后果，例如變壓器被損壞、電壓互感器或者是一些大型的電動機被破壞。而安裝避雷線就可以避免上述破壞的發(fā)生。8.2.2架空線路的防雷保護（1）對于輸電架空線路的防雷是為了防止導(dǎo)線受到雷擊，或者導(dǎo)線受到雷擊的情況下，雷擊不會產(chǎn)生穩(wěn)定的電弧導(dǎo)致停電。供電系統(tǒng)中的輸電架空線路特點為：1）工廠的架空線路電壓一般小于35kV，對于中性點不接地系統(tǒng)來說，如果雷擊對一相導(dǎo)線放電，工頻下的接地電流不大，通常無法引起線路跳閘。2）廠區(qū)的配電線路通常較短，在工廠內(nèi)通常使用電纜作為供電線路，即便選擇采取架空線，也由極大可能被其他建筑物或者樹木遮擋，所以遭受雷擊的概率很低。3）工廠內(nèi)有重要負荷的情況下，更適合雙電源供電和安裝自動合閘裝置，通過這樣的方式能夠減小雷擊造成的不良影響。10.5kV的架空線路高度很低，這時不用安裝避雷線。防雷時選擇鋼筋混凝土桿接地即可。8.2.3車間變電所的防雷保護和接地裝置的設(shè)計車間變電所的防雷保護極為重要，因為變電所是供電的重要環(huán)節(jié)，如果遭到雷擊受到破壞，會造成停電，后果十分嚴重還可能造成巨大的經(jīng)濟損失。對于工廠內(nèi)其他的建筑物，也有相應(yīng)的不同的防雷要求。1.防雷保護（1）防直擊雷考慮到本設(shè)計中，冷鐓車間變電所變壓器安裝在室內(nèi)，由于不在室外，那就不需要雷擊過電壓保護。（2）防雷電侵入波應(yīng)該在10kV電源進線的終端桿上，裝設(shè)FS3-10型閥式避雷器。引下線釆用25mm×4mm的鍍鋅扁鋼，下面與公共接地網(wǎng)焊接相連，上與避雷針接地端螺栓連接。在10kV高壓配電室內(nèi)裝設(shè)有GG—1A（F）—55型開關(guān)柜，其中配有FS3-10型避雷器，靠近主變壓器。主變壓器主要靠避雷器來保護，防護雷電侵入波的危害。（3）在380V低壓架空出線桿上，裝設(shè)保護間隙，或?qū)⑵浣^緣子的鐵腳接地,用以防護沿低壓架空線侵入波的雷電波。8.2.4電力系統(tǒng)的接地方式電力系統(tǒng)有兩種接地方式：一種為中性點接地方式又稱為大電流接地方式，一種為中性點不接地方式又稱為小電流接地方式。對于高壓電力系統(tǒng)或者超高壓的電力系統(tǒng)通常需要使用中性點接地方式，這樣可以減小設(shè)備的絕緣水平，避免當系統(tǒng)發(fā)生接地故障導(dǎo)致的后果，例如過電壓。在工廠供電系統(tǒng)中一般選擇小電流接地方式，這種情況下，電氣設(shè)備的接地分為三大類：IT類、TN類、TT；并且TN類又分為三個系統(tǒng)：TN-S,TN-C,TN-C-S。8.2.5變電所公共接地裝置的設(shè)計本設(shè)計中這種大量使用電能作為動力的車間變電所，選擇供電系統(tǒng)：TN-C系統(tǒng)。圖8.1TN-C系統(tǒng)1）確定接地電阻要求值根據(jù)任務(wù)書得車間變壓器容量為500kVA。電壓為10/0.4kV,接線組為YynO,電纜線路長200m。確定接地電阻值根據(jù)公式 （8.1）式中——單相接地電流，單位為A；——接地電容電流，單位為A；——電網(wǎng)額定電壓，單位為KV；——電網(wǎng)中架空線路總長度，單位為m；——工頻接地電阻； （8.2） （8.3）又因為車間變電所公共接地裝置接地電阻應(yīng)滿足≤，所以取接地電阻最大為。（2）人工接地電阻：應(yīng)不考慮自然接地體，所以（3）接地裝置方案初選采用直徑50mm,長2.5m的鋼管,沿變電所三面均勻布置（變電所前面兩排布置），管距5m，管間用40×4的扁鋼連接，接地干線采用25mm×4mm扁鋼。（4）計算單根接地電阻（設(shè)工廠土質(zhì)為砂質(zhì)粘土）査表可得砂質(zhì)粘土電阻率=100Ω·m,單根鋼管接地電阻 （8.4）式中——接地體長度，單位為m；——土壤電阻率，單位為；（5）確定接地鋼管數(shù)和最后接地方案根據(jù)，故選擇10根鋼管做接地體；，利用系數(shù)=0.52-0.58，取，因此接地體數(shù)量n為 （8.5）所以最后確定為用16根直徑50mm,長2.5m的鋼管,沿變電所三面均勻布置（變電所前面兩排布置），管距5m，管間用40×4的扁鋼連接，接地干線采用25mm×4mm扁鋼。接地裝置布置圖如圖8.1。圖8.1接地裝置平面布置圖9車間照明設(shè)計照明在現(xiàn)代人的生活中極為重要，而車間照明也是車間中不可缺少的環(huán)節(jié)，對車間合理的照明設(shè)計可以保證車間內(nèi)工人對采光的需求，也可以保證工人們?nèi)粘Ｉ詈凸ぷ鞯姆€(wěn)定進行。9.1電光源和照明燈具根據(jù)常見的照明光源發(fā)光的原理，可以將光源分為一下兩種：（1）熱輻射光源：物體中流過電流后，物體被加熱，待物體被加熱到一定程度就會產(chǎn)生熱輻射而發(fā)光。例如：白熾燈，鹵鈣燈。（2）氣體放電光源:一般是指在電場中，氣體中的大量載流子相互激烈碰撞，因此放出的電能。利用這樣的原理而發(fā)光的光源就被稱為氣體放電光源。例如：熒光燈、其他高強氣體放電燈，包括高壓汞燈、高壓鈉燈。9.2選擇照明燈具的原則1.要優(yōu)先選擇配光有效、照明效率高的燈具。在室內(nèi)的燈具：照明效率要高于70%；有燈罩的燈具：照明效率要高于55%；有格柵的燈具：照明效率要大于50%。2.要根據(jù)燈具工作環(huán)境選擇合適的照明燈具。如果工作環(huán)境潮濕，那就要選擇防潮的燈具，或者是防水的燈具；如果工作環(huán)境有腐蝕性，那就要選擇防腐蝕材料的燈具；如果工作環(huán)境的溫度很高，那就要相應(yīng)的選擇耐高溫的類型。如果工作環(huán)境多塵，那就要選擇有防塵效果的燈具。如果工作環(huán)境可能會受到機械損傷，那就要選擇就保護網(wǎng)的燈具。因地制宜，隨機應(yīng)變。3.保證安全和燈具正常工作的前提下，要熟悉燈具的工作方法以及它的工作環(huán)境。4.滿足照明的亮度要求下，要考慮照明燈具的使用壽命、經(jīng)濟成本以及安裝是否便捷。9.3車間和變電所的照明燈具選擇根據(jù)照明燈具選擇的原則，考慮到工作的環(huán)境，對于照度要求高并且要求較高的顯色性。考慮到高壓鈉燈發(fā)光的效率很高、省電、工作壽命長、顯色度高。高壓汞燈光通量高，安全性和可靠性強、工作壽命長。所以變電所光源選擇氣體放電光源：高壓鈉燈和高壓汞燈。9.4冷鐓車間的電光源，燈具及其布置選擇本車間的工作環(huán)境干燥并且沒有腐蝕性，考慮到冷鐓車間的工作要求，電光源選擇使用高強氣體放電光源，通過查手冊，選擇GGY和NG型光源的混合燈具，照明燈具的型號為CXGC204-GN650型GGY-400+NG-250混合型，矩形均勻布置燈具即可。(一)照明設(shè)計計算(比功率法)根據(jù)冷鐓車間平面圖，可知長度L=6×12+2=74m,寬度K=54m，由于任務(wù)書未給出車間高度，查閱相關(guān)規(guī)定，考慮到采光和通風的要求，以及避免由于單層廠房跨度大，高度低時給空間帶來的壓抑感。故在本設(shè)計中取一般車間的計算高度H=10m,取車間頂棚的反射率=50%,墻壁的反射率=30%,地面的反射率=20%,對于車間釆用混合照明，一般要求平均照度不低于100lx。這里選擇利用系數(shù)法對照明進行計算。（1）選用CXGC204-GN650型混合燈具，其光源為GGY-400型高壓汞燈和NG-250型高壓鈉燈，查閱燈具概算圖表，可知CXGC204-GN650型GGY-400+NG-250混合型燈具概算圖表光通量為49000lm。K（減光系數(shù)）=0.7，工作面高度一般為0.8m。（2）計算RCR（室內(nèi)空間比），燈具計算高度h計算RCR,燈具計算高度h=10m-0.8m=9.2m則 （9.1）（3）查參考文獻《電氣工程設(shè)計手冊》,知CXGC204-GN650型燈具的利用系數(shù)為為0.77。（4）根據(jù)計算所需燈具盞數(shù)為 （9.2）取n=18用來布置燈具，具體布置如圖9.1所示。（5）校驗最大允許距高比，選用的混合燈具要求豎直方向L/H＜2.75，水平方向L/H＜1.37。故進行校驗：垂直方向為8/9.2=2.60＜2.75（允許值）（允許值查資料工廠供電簡明設(shè)計手冊可得），平行方向為12/9.2=1.32＜1.37（允許值）。經(jīng)校驗，可知滿足均勻照明的要求。所以本設(shè)計取18盞燈具.（6）對照度進行校驗 （9.3）經(jīng)過校驗可知，所選擇的混合燈具CXGC204-GN650型滿足預(yù)期的照度100lx的照明標準。圖9.1車間照明布置圖對于其他車間內(nèi)其他地點的照明燈具選擇如表9.1所示表9.1其余地點照明燈具的選擇地點單獨一般照明平均照度/lx面積/所需功率/W選擇燈具材料庫3059.41202-PZ220-60電工維修室3019.81202-PZ220-60男廁所2019.875PZ220-75女廁所2019.875PZ220-75車間辦公室3039.6100PZ220-100會議室10059.47202-CXGC204-GN360工具室3039.6100PZ220-10010結(jié)論合理的低壓配電系統(tǒng)設(shè)計和變電所設(shè)計一直以來都是供電系統(tǒng)尋求良好發(fā)展的重要保障，本設(shè)計中的低壓配電系統(tǒng)設(shè)計和變電所設(shè)計也是車間正常運行的至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。在本文中完成了負荷計算及無功功率補償?shù)挠嬎悖煌瓿闪藢ψ冸娝儔浩髋_數(shù)、容量及型號的選擇、在此基礎(chǔ)上完成了主接線方案的選擇和變電所所址及型式的選擇；完成了短路電流的計算和變電所一次設(shè)備的選型及校驗工作；之后完成了繼電保護裝置的選擇和整定以及防雷保護和車間照明的設(shè)計。最后繪制了四張圖紙分別是：車間變電所的主結(jié)線電路圖、車間變電所平面圖、低壓動力配電系統(tǒng)圖、車間動力平面布線圖 。在本文之后，對工業(yè)企業(yè)配電系統(tǒng)的主要工作內(nèi)容以及設(shè)計的步驟和方法，有了一個較為詳細理解，對供配電系統(tǒng)的運行和維護工作更加熟悉和了解。

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