《10kV車間變電所及車間低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析》8500字

PAGE11PAGEII--10kV車間變電所及車間低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析摘要變電所作為電力系統(tǒng)的一個(gè)具有重要意義的組成部分，主要是根據(jù)特定的布線方法連接到某些電氣設(shè)備和適當(dāng)?shù)呐潆娋W(wǎng)來展開工作。變電站的設(shè)計(jì)直接關(guān)系到電氣系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性。它的運(yùn)作原理是先從電力系統(tǒng)獲取一定的電能,通過變電所的交換、分配、運(yùn)輸?shù)人膫€(gè)基本功能,將生產(chǎn)生活所需要的電能能夠及時(shí)安全地輸送出去。本次設(shè)計(jì)10kV車間變電所及車間低壓配電系統(tǒng),第一個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)就是必須要確定我們所設(shè)計(jì)的變電要完成的任務(wù)量和用電負(fù)荷這兩個(gè)基本數(shù)據(jù),根據(jù)分析的情況選擇恰當(dāng)?shù)牡刂?第二個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)是將前期工作所儲(chǔ)備的用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，展開負(fù)荷計(jì)算，以便明晰用戶的無功率補(bǔ)償機(jī)制。與此同時(shí),選擇各種不同的變壓器適應(yīng)不同的接線方式,再用短路電流進(jìn)行科學(xué)的計(jì)算,從而確定送配網(wǎng)絡(luò)和導(dǎo)線,短路電流計(jì)算和防雷設(shè)計(jì)是為變電所選擇合適的設(shè)備提供依據(jù)。關(guān)鍵詞;變電所;車間低壓配電系統(tǒng);短路電流計(jì)算目錄TOC\o"1-2"\h\z\u摘要 I1引言 21.1設(shè)計(jì)背景 21.2設(shè)計(jì)意義 21.3設(shè)計(jì)要求 32電氣主接線設(shè)計(jì) 32.1電氣主接線概述 32.2電氣主線路的確定 43負(fù)荷計(jì)算 53.1本設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的某小型工廠用電設(shè)備統(tǒng)計(jì) 53.2三相用電設(shè)備組負(fù)荷計(jì)算 63.3無功補(bǔ)償計(jì)算 114短路計(jì)算 124.1短路原因及危害 124.2短路計(jì)算 124.3短路計(jì)算過程 135設(shè)備選擇 155.1總負(fù)荷 155.2高壓一次設(shè)備 155.3低壓一次設(shè)備 176防雷設(shè)計(jì) 186.1防雷保護(hù) 186.2防雷設(shè)備 187總結(jié) 198參考文獻(xiàn) 20PAGE41引言1.1設(shè)計(jì)背景電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和當(dāng)今，電力的供給和品質(zhì)的要求也隨之提高。電力供應(yīng)系統(tǒng)的核心就是變電站。因此,設(shè)計(jì)和建造安全、穩(wěn)定的變電所對(duì)生產(chǎn)生活來說是十分重要的,這也向我們提出了一個(gè)迫切的要求:將最好的供配電設(shè)計(jì)藍(lán)圖轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)。電力網(wǎng)中的線路連接點(diǎn)是變電所,主要設(shè)計(jì)目的是變換電壓、交換功率和匯集、分配電能。變電所是一個(gè)囊括不同型號(hào)電壓的配電裝置,它不僅能及時(shí)有效的策略電壓的穩(wěn)定狀況,還能夠保護(hù)電壓,以免發(fā)生意外?？梢哉f是一個(gè)中轉(zhuǎn)站,對(duì)電流和電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換分配的站點(diǎn)。[4]低壓配電中,一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)就是低壓配電系統(tǒng)。它主要負(fù)責(zé)向其周圍的動(dòng)力配電系統(tǒng)、變電所的用電設(shè)備提供能量。在我們的生產(chǎn)車間,如果要配備一個(gè)安全經(jīng)濟(jì)的低壓配電系統(tǒng),那么，就必須根據(jù)工廠所能獲得的電力供應(yīng)和電力負(fù)載的實(shí)際狀況來確定。低壓配電系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)原則是安全、經(jīng)濟(jì)。[1]本設(shè)計(jì)10kv車間變電所及車間低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì),10kv車間變電所在電源等級(jí)上屬于中壓等級(jí),低壓配電系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的工廠一般電壓要求三相0.38kv,主要運(yùn)用設(shè)備變壓器實(shí)現(xiàn)變壓要求。這個(gè)設(shè)計(jì)理念來自一家金屬制品制造公司變電站建設(shè)的一個(gè)項(xiàng)目,該公司現(xiàn)在計(jì)劃修建一座10/0.4kV變電所,為該公司的金屬冷機(jī)床,風(fēng)機(jī),電阻爐,水泵等設(shè)備供電,滿足日常生產(chǎn)需求,并會(huì)考慮今后發(fā)展,選擇適宜的電氣設(shè)備。另外,本工廠是重點(diǎn)生產(chǎn)車間,應(yīng)盡量避免停電,屬于二級(jí)負(fù)荷。1.2設(shè)計(jì)意義本畢業(yè)設(shè)計(jì)是多方面參考前人經(jīng)驗(yàn),通過各方面的計(jì)算及裝置選擇,結(jié)合電氣原理圖,凸顯了電子電路與電氣結(jié)構(gòu)兩者之間的邏輯關(guān)系。在對(duì)電路進(jìn)行分析的時(shí)候，可以根據(jù)圖紙上的不同的線路和符號(hào)，對(duì)電路的操作進(jìn)行正確的理解。[5]達(dá)到一目了然的效果并方便理解。1.3設(shè)計(jì)要求eq\o\ac(○,1)繪制標(biāo)準(zhǔn)圖紙，實(shí)現(xiàn)其主要內(nèi)容（1）封面； （2）目錄：圖紙目錄以表格方式制作，欄目順序?yàn)椋盒蛱?hào)、圖號(hào)、名稱、圖紙張數(shù)、備注；eq\o\ac(○,2)電氣原理圖的繪制技術(shù)要求（1）面板安裝位置圖、電箱立體圖；（2）底板安裝位置圖；（3）機(jī)身電器安裝位置圖；2電氣主接線設(shè)計(jì)2.1電氣主接線概述 主電路是指電氣系統(tǒng)的電路,它執(zhí)行交換或控制電力的功能,也稱為一次電路。在電力系統(tǒng)中,一次設(shè)備主要包括斷路器、電力變壓器、互感器等。與此對(duì)應(yīng)的二次電路主要有指示、控制、監(jiān)測(cè)、保護(hù)這四大功能。儀表、繼電器、操作電源等都屬于二次電路設(shè)備。如果要進(jìn)行二次電路與一次電路的成功連接,也就需要要通過電流互感器和電壓互感器這兩種設(shè)備來完成。其基本要求如下：(1)安全:應(yīng)遵守有關(guān)的國(guó)家有關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)規(guī)范,以保證人員及設(shè)備的安全(2)可靠:必須滿足電力負(fù)荷的相關(guān)要求,特別是一、二級(jí)負(fù)荷的任務(wù)。[7](3)靈活:能夠適應(yīng)多種工作模式,方便在任何時(shí)候進(jìn)行操作和維修。(4)經(jīng)濟(jì):在滿足以上條件的情況下,盡可能簡(jiǎn)化主線路,節(jié)省能源,減少金屬消耗,確保低運(yùn)行成本。2.2電氣主線路的確定2.2.1工廠供電系統(tǒng)概況本設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)的變電所屬于室內(nèi)變電所,只有一路電源進(jìn)線,根據(jù)后續(xù)計(jì)算,只設(shè)一臺(tái)變壓器;設(shè)備負(fù)荷屬于工廠的負(fù)荷,為二級(jí)負(fù)荷;此外,此車間變電所負(fù)責(zé)管理車間生產(chǎn)區(qū),由此電力路線接線方式選擇干線式接線更為合理。在此設(shè)計(jì)中，所選用的電力系統(tǒng)為小型。小型電廠的電力供應(yīng)系統(tǒng)，一般不會(huì)超過1000kV，所以一般都會(huì)設(shè)置一個(gè)降壓變電站，把6~10kV的電壓降到圖1中所需要的電壓（380V和220V）。若在此期間，電廠所需電量不超過1160千伏安，則應(yīng)選用低電壓入線，直接從公共低壓電網(wǎng)對(duì)其進(jìn)行供電。因此綜上所述,工廠只需設(shè)一個(gè)低壓配電間,如圖2所示。圖1只設(shè)一個(gè)降壓變電所的工廠供電系統(tǒng)簡(jiǎn)圖圖2低壓進(jìn)線的小型工廠供電系統(tǒng)簡(jiǎn)圖2.2.2低壓配電系統(tǒng)低壓配電系統(tǒng)一般包括配電站、高壓配電線路（也就是電壓超過1千伏）、配電變壓器、低壓配電線路（電壓在1千伏特以下）以及對(duì)應(yīng)的控制與保護(hù)裝置。[10] 在此設(shè)計(jì)中,重點(diǎn)對(duì)低壓斷路器、添加無功補(bǔ)償器以及負(fù)荷開關(guān)、隔離開關(guān)進(jìn)行了分析。3負(fù)荷計(jì)算3.1本設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的某小型工廠用電設(shè)備統(tǒng)計(jì)其中車間用電設(shè)備組，均為三相設(shè)備，均為常用設(shè)備，具體見表1。表1某小型工廠1號(hào)車間用電設(shè)備統(tǒng)計(jì)容量：kW臺(tái)數(shù)：個(gè)序號(hào)用電設(shè)備組名稱容量臺(tái)數(shù)單臺(tái)容量總?cè)萘砍Ｓ门_(tái)數(shù)備用臺(tái)數(shù)1金屬冷加工機(jī)床406001412水泵組132792413通風(fēng)機(jī)1248314點(diǎn)焊機(jī)（εN=36%157541520t橋式起重機(jī)128128106連續(xù)送料電阻爐1560407鑄造車間吊車（εN=15%88103.2三相用電設(shè)備組負(fù)荷計(jì)算3.2.1概述 按發(fā)熱體條件供供電系統(tǒng)對(duì)其元件選擇作用的負(fù)荷值就叫做計(jì)算負(fù)荷。計(jì)算負(fù)荷是進(jìn)行供電設(shè)計(jì)計(jì)算的必要條件。通過計(jì)算出需要的計(jì)算負(fù)荷值，就可以使選擇的電器和導(dǎo)線電纜符合對(duì)用電的需求。 我國(guó)普遍采用的確定用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的方法，主要是需要系數(shù)法和二項(xiàng)式法。需要系數(shù)法是國(guó)際上普遍采用的確定計(jì)算負(fù)荷的基本方法，最為簡(jiǎn)便。[8]二項(xiàng)式法一般用在局限性十分巨大的情況下，才會(huì)使用，也用有一定的計(jì)算優(yōu)勢(shì)。通過后續(xù)對(duì)比，設(shè)備臺(tái)數(shù)多，差別較小，本設(shè)計(jì)采用的是前者。3.2.2確定三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷查詢國(guó)標(biāo)用電設(shè)備組的需要系數(shù)及功率因數(shù)參考值，得到以下表格：表2查詢用電設(shè)備組的需要系數(shù)及功率因數(shù)參考值序號(hào)用電設(shè)備組名稱需要系數(shù)K功率因素參考值cos功率因素參考值tan1金屬冷加工機(jī)床32水泵53通風(fēng)機(jī)54點(diǎn)焊機(jī)（εN=36%0.350.61.33520t橋式起重機(jī)36連續(xù)送料電阻爐37鑄造車間吊車（εN=15%3需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷有功功率P30P30=KdPEkW 無功功率Q30Q30=P30tgφkvar 視在功率S30S30=P302+Q30計(jì)算電流I30 I30=S303UNA 車間變電所的計(jì)算負(fù)荷有功功率P30P30=KΣPΣ(KdPE)Kw無功功率Q30Q30=KΣqΣ(P30tgφ)kvar 視在功率S30S30=P302+Q302以上各式中P30用電設(shè)備組的設(shè)備功率，k Kd tgφ用電設(shè)備功率因數(shù)對(duì)應(yīng)的正切值，見表格3已列出所需的值； KΣP、KΣq有功功率、無功功率同時(shí)系數(shù)，本設(shè)計(jì)車間干線中取值0.95與0.97，本設(shè)計(jì)低壓母線中取值 UN用電設(shè)備額定電壓（線電壓）kV,本設(shè)計(jì)取值0.38kV由表3，可得出：(1)金屬切削機(jī)床Kd=0.25，cosφ=0.5P301Q301=P301(2)水泵Kd=0.8，cosφ=0.8P2=Q30(2=P302*(3)通風(fēng)機(jī)Kd=0.8，cosφ=0.8P303Q303=P303(4)20t橋式起重機(jī)Kd=0.15，cosφ=0.5P304Q304=P304(5)連續(xù)送料電阻爐Kd=0.8，cosφ=0.5P305Q305=P305(6)點(diǎn)焊機(jī)（εN=36%）Kd=0.35，cosφ=Pe6=15kW*4*εP306=0.8*Q306=P306(7)鑄造車間吊車（εN=15%）Kd=0.8，cosφ=Pe7=8kW*εP307=0.8*Q307=P307此線路總的計(jì)算負(fù)荷計(jì)算如下，其中取值KΣP=0.95，KΣqP30=（P301 =(140+422.4+28.8+19.2+48+28.8+2.5)*0.95 ≈690kW*0.95=655kWQ30=（Q30 =（242.2+316.8+21.6+33.2+83.1+38.3+4.3）*0.97 ≈739kvar*0.97=716kvarS30=P302+QI30=S303U表3電力負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表序號(hào)用電設(shè)備組名稱臺(tái)數(shù)容量Pe/需要系數(shù)Kdcostan計(jì)算負(fù)荷P30/Q30/S30kVAI30/1金屬冷加工機(jī)床156003140242.22水泵56605422.4346.83通風(fēng)機(jī)44528.821.64點(diǎn)焊機(jī)5750.350.61.3328.838.3520t橋式起重機(jī)112319.233.26連續(xù)送料電阻爐46034883.17鑄造車間吊車32.54.3總計(jì)351581690739取KΣP=0.9565571697014733.3無功補(bǔ)償計(jì)算 無功補(bǔ)償計(jì)算技術(shù)是一種在電力供電系統(tǒng)中，具有提高電網(wǎng)功率因數(shù)、減少供電變壓器和輸電線路損耗、提高供電效率和改善供電環(huán)境的一種技術(shù)。[9]因此，在電力供電系統(tǒng)中，建立無功補(bǔ)償機(jī)制很有意義。當(dāng)擁有比較恰當(dāng)合理的補(bǔ)償裝置后能夠有效降低電網(wǎng)的損耗,讓我們的供電電網(wǎng)質(zhì)量直線提升。如果選擇不恰當(dāng),那么可能造成供電系統(tǒng)的電壓不穩(wěn),出現(xiàn)波動(dòng)和諧波增大的情況。 為此,為了把功率因素從cosφ增加到cosφ*,就需要安裝一個(gè)無功補(bǔ)償器(并聯(lián)電容),它的容量是QC= 工廠配備了無功補(bǔ)償裝置后,總的有功計(jì)算負(fù)荷P30總無功計(jì)算負(fù)荷為Q30?=Q30-QC 總視在計(jì)算負(fù)荷為S30?=P302+(Q本設(shè)計(jì)中，通過各方面的統(tǒng)計(jì)，總視在計(jì)算負(fù)荷為970kVA，有功計(jì)算負(fù)荷為655kW，無功計(jì)算負(fù)荷為716kvar。所以低壓側(cè)功率因數(shù)為cosφ=根據(jù)規(guī)定,低壓側(cè)的功率因數(shù)應(yīng)從0.67增加到0.9以上。這里，需要cosφ并聯(lián)電容器容量應(yīng)為 QC=655*（tancos?1取值 QC=440S30?=P302+(?QT=0.05S30?=35.5kvar?PT=變電所高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為P30`=655+71=726kWQ30`=（S30`=P無功補(bǔ)償后功率因數(shù)cosφ?=P30`/4短路計(jì)算4.1短路原因及危害 短路是指電路或電路中的一部分被短接。主要類型有用電器短路、電源短路和三相系統(tǒng)短路三個(gè)類型組成。發(fā)生短路的主要原因一般是由元器件損壞造成的,氣象原因和人為因素也可能造成短路。短路的危害:短路時(shí),電流會(huì)往電阻更小的用電器流,導(dǎo)致被短路的用電設(shè)備無法正常工作。主要表現(xiàn)為：(1)回路會(huì)產(chǎn)生大電流,釋放大量熱量,極度損毀電力設(shè)備,與此同時(shí)釋放出的電流會(huì)產(chǎn)生某種電磁場(chǎng)，對(duì)我們的儀器也會(huì)有一定的損傷，而且電弧還會(huì)在很短的時(shí)間里把很多部件都給燒掉。如果情況嚴(yán)重,甚至?xí)?dǎo)致火災(zāi)出現(xiàn)。(2)造成低電壓,使電氣設(shè)備短路,無法正常運(yùn)行。(3)系統(tǒng)不能穩(wěn)定運(yùn)行。所以,我們必須經(jīng)常檢查電氣設(shè)備和線路的絕緣情況,以防發(fā)生意外。任何事物都有兩面性,發(fā)生短路也會(huì)有好的一面。因?yàn)樵谟行r(shí)候,我們必須需要利用短路來讓它幫助我們實(shí)現(xiàn)其他的保護(hù)或工作展開情況。例如短路在保護(hù)接零系統(tǒng)(TN系統(tǒng))中的應(yīng)用、短路在電流互感器運(yùn)行中的應(yīng)用、短路在電力變壓器負(fù)載試驗(yàn)中的應(yīng)用等。4.2短路計(jì)算在電網(wǎng)的短路電流計(jì)算中,常用的方法有三種:標(biāo)幺值法、MVA法、著名單元法。而對(duì)于高電壓的測(cè)量,通常使用標(biāo)準(zhǔn)公式。短路計(jì)算是電力系統(tǒng)及電器設(shè)備設(shè)計(jì)、操作過程中必不可少的一種重要的計(jì)算手段。之所以要進(jìn)行這樣的計(jì)算,是因?yàn)樗梢哉_地選取和校驗(yàn)的電器,對(duì)供電、配電系統(tǒng)的保護(hù)裝置進(jìn)行精確的調(diào)整,以防止在短路時(shí)對(duì)電器設(shè)備造成損害,并確保在供電、在配電網(wǎng)短路的情況下，該保護(hù)設(shè)備仍然能夠正常工作。[11]因此，為正確地選擇校驗(yàn)設(shè)備，應(yīng)適當(dāng)?shù)卦O(shè)置配電系統(tǒng)的保護(hù)設(shè)備，以避免發(fā)生短路時(shí)對(duì)設(shè)備造成的損害，以確保在供電、配電系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，該保護(hù)設(shè)備仍然能正常工作,防止危險(xiǎn)發(fā)生。本設(shè)計(jì)使用的是歐姆法計(jì)算短路電流。計(jì)算過程在4.3。4.3短路計(jì)算過程 （1）利用AutoCAD,畫出了短路計(jì)算電路,并按短路計(jì)算的方法來確定短路計(jì)算點(diǎn)。圖3短路計(jì)算電路（2）對(duì)應(yīng)圖3，用來繪制短路計(jì)算點(diǎn)的等效電路圖,該圖用來表達(dá)其計(jì)算的阻抗。4/1.1*10-2Ω3/1.1*10-2Ω4/1.1*10-2Ω3/1.1*10-2Ω2`/2.45*10-3Ω1`/3.2*10-4Ω在此處鍵入公式。2/1.75Ω1/0.22Ω圖4短路等效電路圖（3）根據(jù)短路計(jì)算點(diǎn)的短路電壓,求出各個(gè)單元的阻抗,并將所得值表示在電路圖上。eq\o\ac(○,1)K-1點(diǎn)的三相短路電流，其中Uc1=10.5kV。電力系統(tǒng)的電抗：查詢得到SN10-10II型斷路器的斷流容量Soc=500MVX1=Uc12Soc=架空線路的電抗：查詢X0=0.35Ω/kmX2=X0=0.35(Ω/km)=1.75Ωeq\o\ac(○,2)K-2點(diǎn)的短路電流，其中Uc2=0.4kV電力系統(tǒng)的電抗X1`=Uc22Soc架空線路的電抗X2`=X0l（Uc2Uc1）2=0.35（Ω/km）*5km*（0.4kV電力變壓器的阻抗電壓查詢Uk%=4.5X3=X4≈Uk%100Uc22SN=（4）按照網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)的方法求等效電路的總阻抗。見圖4，根據(jù)K-1點(diǎn)短路的等效電路圖，計(jì)算出其總阻抗為XΣ(K?1)=X1+X2=0.22Ω+1.75Ω=1.97 見圖4，根據(jù)K-2點(diǎn)短路的等效電路圖，以計(jì)算出其總阻抗為XΣ(K?2)=X1`+X2`+X3X4X3+X4=3.2*10（5）計(jì)算短路點(diǎn)的三相短路電流周期分量Ik(3)，及其他短路電流，如I``(3)、I∞(3)eq\o\ac(○,1)K-1點(diǎn)的三相短路容量三相短路電流周期分量有效值Ik?1(3)=Uc13三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流I``(3)=三相短路沖擊電流及第一個(gè)周期短路全電流有效值is?(3)=2.55IIs?(3)=1.51Ieq\o\ac(○,2)K-2點(diǎn)的短路容量三相短路電流周期分量有效值Ik?2(3)=Uc2三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流I``(3)=三相短路沖擊電流及第一個(gè)周期短路全電流有效值is?(3)=1.84IIs?(3)=1.09I（6）計(jì)算短路點(diǎn)的三相短路容量Skeq\o\ac(○,1)K-1點(diǎn)的三相短路容量Sk?1(3)=3Uc1Ik?1(3)=eq\o\ac(○,2)K-2點(diǎn)的三相短路容量Sk?2(3)=3Uc2Ik?2(3)=表4短路計(jì)算表短路計(jì)算點(diǎn)三相短路電流/kA三相短路容量MV?AIIIiISK-13.083.083.087.854.6556.00K-228.8028.8028.8052.9931.3921.745設(shè)備選擇5.1總負(fù)荷 P30=655kQ30=S30=970kI305.2高壓一次設(shè)備5.2.1電力變壓器選擇 電力變壓器是電力系統(tǒng)中用于傳輸和分配電能的一種變壓器。它是電力系統(tǒng)中的重要部分，它具有升、降、穩(wěn)、合理的電力輸送、分配、使用等功能，關(guān)系到變電站的主接線形式和安全、經(jīng)濟(jì)的順利實(shí)施。[12]另外變壓器的選擇原則如下:變電所對(duì)需要使用的主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇,應(yīng)考慮以下原則:(1)穩(wěn)定:滿足用電負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求;(2)單一:一般車間變電所宜采用一臺(tái)變壓器;(3)可持續(xù):變電所主變站數(shù)量的確定,也要考慮未來的負(fù)荷發(fā)展。變電所主變壓器容量選擇,應(yīng)考慮以下原則:(1)主變壓器的臺(tái)數(shù);(2)車間變電所主變壓器的單臺(tái)容量上限;(3)適應(yīng)考慮負(fù)荷發(fā)展。本設(shè)計(jì)中,一次側(cè)電壓為10kV,二次側(cè)電壓為380V,選擇適合的聯(lián)接方式為Yyn0聯(lián)接組,其中,總視在功率S30=970kVA,工廠正在上升階段,根據(jù)經(jīng)濟(jì)條件以及其他原因,選擇兩臺(tái)電力變壓器,型號(hào)為S9-630/10(6)即可滿足SN.T≥S30和以上所以條件。5.2.2電壓互感器電壓互感器的工作原理與變壓器一樣,均可用于轉(zhuǎn)換電壓,方便傳輸電力,并可用于測(cè)量?jī)x器及繼電器。當(dāng)線路發(fā)生故障時(shí),變壓器可以保護(hù)線路上的重要設(shè)備。選擇合適的電壓互感器對(duì)于電路來說是必不可少的,本設(shè)計(jì)選擇的電壓互感器型號(hào)為JSZJ-10。這樣就滿足了電路一次回路額定電壓(10kV)、容量、準(zhǔn)確等級(jí)測(cè)量?jī)x表、保護(hù)裝置和自動(dòng)裝置的要求,最大程度的發(fā)揮好電壓互感器應(yīng)有的作用。5.2.3高壓熔斷器最簡(jiǎn)單的電路保護(hù)電器裝置也就是熔斷器,它是用來保護(hù)電氣設(shè)備,防止其過載和短路電流產(chǎn)生危害。熔斷器是一種過電流保護(hù)器。在對(duì)他進(jìn)行選擇時(shí)必須要明確幾個(gè)問題;電流特性,電壓特性,熔絲環(huán)境溫度,安裝尺寸限制,應(yīng)用線路等。在具體的安裝大小和施加的電壓條件下,保險(xiǎn)絲的選用主要考慮3個(gè)重要因素:電流特性、環(huán)境溫度和使用導(dǎo)線。在此設(shè)計(jì)中,將該裝置按電流強(qiáng)度劃分為高電壓大電流保護(hù)區(qū)和中低壓小電流保護(hù)區(qū)。在此,本設(shè)計(jì)選擇的為室內(nèi)高壓熔斷器RN1。5.2.4高壓隔離開關(guān) 高壓隔離開關(guān)的作用是將高壓配電設(shè)備上的供電部件與帶電部件分開，以確保其它設(shè)備和線路的安全維修。因此，其結(jié)構(gòu)特征在于斷裂后會(huì)有明顯的斷裂空隙，這種空隙的絕緣和相互間的絕緣性能非常好，可以最大程度的保證人員和設(shè)備的安全。[13]本設(shè)計(jì)選擇的為戶內(nèi)式高壓隔離開關(guān)是CS6型手動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)GN8-10/1000型戶內(nèi)高壓隔離開關(guān)。滿足隔離開關(guān)額定電流標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)大于最大負(fù)載電流的150%的要求。5.2.5高壓斷路器高壓開關(guān)的作用是控制和保護(hù)。當(dāng)發(fā)生故障時(shí),高壓斷路器可以在繼電器的作用下迅速地切斷電路,但在一些特定的條件下(例如,自動(dòng)與故障線重合)下,短路電流可以被可靠地打開。[14]所選擇的工廠需要設(shè)備斷流能力大、滅弧速度快、絕緣性能好和檢修周期長(zhǎng)等優(yōu)勢(shì),因此,本設(shè)計(jì)選用SF6斷路器。即可滿足設(shè)計(jì)要求。5.2.6高壓開關(guān)柜 高壓開關(guān)是電力系統(tǒng)中的一種，它具有通斷、控制、保護(hù)等作用，包括電力系統(tǒng)的發(fā)電、傳輸、分配、轉(zhuǎn)換和消耗。它的主體部分是外殼，絕緣件，各種機(jī)械，次級(jí)端子，連線等。本設(shè)計(jì)選用KGN-12型高壓開關(guān)柜,本設(shè)計(jì)中的工廠位于我國(guó)西南地區(qū)平原地帶,無需其他特殊要求。5.3低壓一次設(shè)備5.3.1低壓斷路器低壓斷路器是一種具有手動(dòng)切換、失壓、欠壓、過載和短路保護(hù)功能的電氣設(shè)備。為了使其發(fā)揮最好,最全的作用,本設(shè)計(jì)選用DW16型萬能式低壓斷路器。5.3.2低壓隔離開關(guān)低壓隔離開關(guān)能夠十分有效的保障整個(gè)電路的檢修過程的安全,使維修人員在維修時(shí)有充足的準(zhǔn)備來工作。我們?cè)谶M(jìn)行電氣設(shè)備維修時(shí),主要需要斷開電源,保持住電壓的耐壓水平，安裝低壓隔離開關(guān)就能滿足以上要求。本設(shè)計(jì)運(yùn)用HD11F-63A/28即可起到低壓隔離開關(guān)作用。5.3.3電流互感器在我們的發(fā)電系統(tǒng)中,由于輸電、配電等運(yùn)用的線路比較復(fù)雜,產(chǎn)生的電流大小也各有差別,為了使發(fā)電系統(tǒng)更為快捷的運(yùn)作,就需要使其轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的電流,電流互感器就應(yīng)運(yùn)而生。它的工作原理主要是來源于電磁感應(yīng)原理,為實(shí)際的電氣系統(tǒng)運(yùn)作保駕護(hù)航。本設(shè)計(jì)選擇電流互感器型號(hào)為L(zhǎng)QJ-10。滿足互感器的額定電流應(yīng)該大于實(shí)際額定電流的1.2~1.5倍左右。5.3.4低壓配電柜低壓配電柜的額定電流是50HzAC,380伏額定電壓的配電系統(tǒng),用于電力的轉(zhuǎn)換和控制。本設(shè)計(jì)中工廠用電設(shè)備組屬于二級(jí)負(fù)荷,用電要求比較高,不能經(jīng)常停電,所以選擇抽屜式GCS型號(hào)低壓開關(guān)柜,方便互換與維修。6防雷設(shè)計(jì)6.1防雷保護(hù) 過電壓是指長(zhǎng)期運(yùn)行中電網(wǎng)中的電壓不正常上升的現(xiàn)象。出現(xiàn)這種情況我們絕對(duì)不能忽視,必須明確各種過電壓的原因并且能夠預(yù)測(cè)其幅值,再根據(jù)實(shí)際情況采取一定恰當(dāng)?shù)拇胧﹣斫鉀Q,保障電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。通常,過電壓可劃分為內(nèi)部過電壓和閃電過電壓。內(nèi)部的過電壓,是指因自身的操作和機(jī)械故障而引起的,從而造成電網(wǎng)的異常,從而影響到電網(wǎng)的正常工作,同時(shí)也會(huì)對(duì)帶電作業(yè)造成一定的危害。但是從實(shí)際運(yùn)行的數(shù)據(jù)來看,大多數(shù)內(nèi)部過電壓不會(huì)有太糟糕的后果，因?yàn)槠浠旧喜粫?huì)超出系統(tǒng)正常工作時(shí)的相對(duì)（也就是單相）額定電壓的3-4倍。[15] 外部過電壓又稱為閃電過壓，一般是由大氣中的閃電活動(dòng)造成的。有些情況下,雷電的振幅可以達(dá)到1X105KV,而且還會(huì)產(chǎn)生上萬伏的振幅,對(duì)電網(wǎng)造成很大的威脅。所以鑒于上訴兩者情況必須進(jìn)行防護(hù)措施,即引入防雷設(shè)備。6.2防雷設(shè)備防雷設(shè)備是通過專家專門設(shè)計(jì)出來的從而防止被雷擊中的設(shè)備。從所學(xué)的知識(shí)中可以看出,防雷裝置有兩大類:接閃器和避雷器。接閃器是一種專門設(shè)計(jì)用于對(duì)直接物體進(jìn)行雷擊保護(hù)的特殊金屬構(gòu)件。它們還能夠直接將來自接雷引地上的強(qiáng)雷電流,采用引下線或其它接地防雷設(shè)備直接引入地表環(huán)境，使地面建筑物和其它防雷設(shè)備不受雷擊。由此,本設(shè)計(jì)中在變電所室外設(shè)置避雷針,在進(jìn)線端設(shè)置避雷器,布置完成避雷設(shè)計(jì)。7總結(jié) 本設(shè)計(jì)初步完成了某工廠變電所的設(shè)計(jì)，通過對(duì)其設(shè)備統(tǒng)計(jì)、計(jì)算機(jī)算負(fù)荷、短路電流的計(jì)算、設(shè)備的選型、避雷設(shè)計(jì)，最終確定好了該變電所的設(shè)計(jì)，再由CAD圖紙呈現(xiàn)出來，做到了一目了然的效果并方便理解的效果，可供大家進(jìn)行參考，有不足之處還請(qǐng)見諒。8參考文獻(xiàn)[1]王健.車間變電所低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].建筑技術(shù)開發(fā),2017,44(11):30-31.[2]樸濤.工廠供配電設(shè)計(jì)的技術(shù)要點(diǎn)探析[J].住宅與房地產(chǎn),2018(36):251.[3]呂俊霞.變配電所的防雷保護(hù)方法和措施[J].電氣開關(guān),2006(04):50-52.[4]金濤.