畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 某紡織廠全廠總配電所及配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)29摘 要電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動(dòng)力。它對(duì)我們?nèi)粘Ｉ钜约皩?duì)社會(huì)的工業(yè)都起著重要的作用。因此，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。本設(shè)計(jì)為一個(gè)紡織廠的總配電的電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)中主要包括了高壓供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)、總降壓變電所的設(shè)計(jì)、以及制條車間、紡織車間、織造車間、染整車間等車間變電所的設(shè)計(jì)。其中對(duì)工廠供電系統(tǒng)的一次接線設(shè)計(jì)做了著重的分析。包括工廠主接線設(shè)計(jì)、短路電流的計(jì)算、主要電氣設(shè)備的選擇、以及主變壓器的保護(hù)和接地保護(hù)等。關(guān)鍵詞：高壓供電；降壓變電所；車間變電所abstractelectrical energy is the main energy source and power for modern industry production. it is playing a important role in the present societys industry and in our daily life. therefore, it is a extremely vital significance to do factory power supply work better for the development of industrial production and realizing the industry modernization, this design is for a mill total power distribution electrical power system. it mainly included the high-voltage power supply system design, the voltage dropping resistor transformer substation design, and the system strip workshop in the design, the textile workshop, weaves the workshop, dyes workshop transformer substation and so on entire the workshop designs. it has made the emphatically analysis to a factory power supply system wiring design. including manufacturer wiring design, short-circuit current computation, main electrical equipment choice, and main transformer protection and earth protection and so on. key words: high-voltage power supply; voltage dropping resistor transformer substation; workshop transformer substation目 錄引言11 整體方案確定31.1 供電電壓的選擇31.2 供電方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較32 參數(shù)計(jì)算42.1 無(wú)功功率計(jì)算42.2 靜電電容器補(bǔ)償82.3 計(jì)算電容器的數(shù)量n92.4 標(biāo)幺值計(jì)算112.5 三相短路電流計(jì)算113 電氣設(shè)備的選擇143.1 高壓斷路器143.2 隔離開(kāi)關(guān)153.3 電流互感器153.4 電壓互感器164 系統(tǒng)校驗(yàn)174.1 熱穩(wěn)定性校驗(yàn)174.2 繼電保護(hù)裝置的選擇與整定184.3 部分保護(hù)185 接地、防雷保護(hù)及運(yùn)行維護(hù)205.1 單根避雷針的保護(hù)范圍215.2 車間配電線路的運(yùn)行維護(hù)22結(jié)論23參考文獻(xiàn)24附錄25謝辭29引言本廠負(fù)荷性質(zhì)：多數(shù)車間為三班制,少數(shù)車間為一班或兩班制。全年為306個(gè)工作日，年最大負(fù)荷利用時(shí)效為6000小時(shí)。屬于二級(jí)負(fù)荷。該廠自然條件（1）氣象條件a.月最熱平均最高溫度為30度；b.土壤中0.71米深處一年中月最熱平均溫度為20度；c.年雷暴日為3l天；d.土壤凍結(jié)深度為1.10米；e.夏季主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槟巷L(fēng)。（2）地質(zhì)及水文條件根據(jù)工程地質(zhì)勘探資料獲悉，廠區(qū)地址原為耕地，地勢(shì)平坦，地下水位為2.85.3米。地面壓力為20噸平方米。該設(shè)計(jì)主要包括:（1）高壓供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)（2）總降壓變電站設(shè)計(jì)a.主結(jié)線設(shè)計(jì)：根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，分析原始資料與數(shù)據(jù)，列出技術(shù)上能實(shí)施的最優(yōu)方案.b.短路電流計(jì)算：根據(jù)電氣設(shè)備選擇和繼電保護(hù)的需要，確定短路計(jì)算點(diǎn)，計(jì)算三相短路電流，計(jì)算結(jié)果列出匯總表。c.主要電氣設(shè)備選擇：主要電氣設(shè)備的選擇，包括斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、互感器、導(dǎo)線截面和型號(hào)等設(shè)備的選擇及校驗(yàn)。d.主要設(shè)備的繼電保護(hù)：包括主變壓器保護(hù)方式選擇和整定計(jì)算。e.防雷、接地保護(hù)設(shè)計(jì)。（3）車間變電所設(shè)計(jì)根據(jù)車間負(fù)荷情況，選擇車間變壓器的臺(tái)數(shù)、容量，以及變電所位置的原則考慮，數(shù)值計(jì)算根據(jù)各車間負(fù)荷統(tǒng)計(jì)進(jìn)行，具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表1、2、3。表1 第一變電所原始數(shù)據(jù)表序號(hào)用電或車間單位名稱設(shè)備容量(千瓦)costg計(jì)算負(fù)荷變壓器臺(tái)數(shù)及容量備注千瓦千乏千伏安1制條車間3060.80.80.75244.8183.63062紡紗車間3400.80.80.752722043403軟水站77.490.650.80.7550.37337.78262.964鍛工車間36.90.30.651.1711.0712.9517.045機(jī)修車間355.440.30.51.73103.632184.47621.086托兒所,幼兒院12.80.60.61.3370.6810.2112.787倉(cāng)庫(kù)37.960.30.51.7711.3913.3217.538小計(jì)739.745625.938935.39表2 第二變電所原始數(shù)據(jù)表序號(hào)用電或車間單位名稱設(shè)備容量(千瓦)costg計(jì)算負(fù)荷變壓器臺(tái)數(shù)及容量備注千瓦千乏千伏安1織造車間577.50.80.80.75462346.5577.52染整車間4410.80.80.75352.8264.64413浴室,理發(fā)室1.880.811.501.504食堂20.630.750.80.7515.4711.6019.085獨(dú)身宿舍200.8116166小計(jì)847.77622.701055.08表3 第三變電所原始數(shù)據(jù)表序號(hào)用電或車間單位名稱設(shè)備容量(千瓦)costg計(jì)算負(fù)荷變壓器臺(tái)數(shù)及容量備注千瓦千乏千伏安1鍋爐房1510.750.80.75113.2584.94141.562水泵房1180.750.80.7588.566.38110.633化驗(yàn)室500.750.80.7537.528.1346.884卸油泵房280.750.80.752115.7526.255小計(jì)260.25195.20325.321 整體方案確定1.1 供電電壓的選擇根據(jù)系統(tǒng)電源情況，供電電壓有兩種方案：方案1：工作電源與備用電源都采用35kv電壓，工廠總降壓變電所的高壓側(cè)接線方式有兩種：（1）單母線接線；（2）雙母線接線。經(jīng)過(guò)經(jīng)濟(jì)預(yù)算，本方案要用2臺(tái)主變壓器。方案2：工作電源采用35kv電壓，用架空線路引入，廠內(nèi)總降壓變電所中裝設(shè)一臺(tái)主變壓器，變壓器高壓側(cè)裝設(shè)斷路器，備用電源采用10kv，接在總降壓變電所內(nèi)的10kv母線的一個(gè)分段上。接線方式有兩種：（1）單母線接線；（2）雙母線接線。1.2 供電方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較對(duì)2種方案進(jìn)行比較方案1 工作電源和備用電源都采用35kv優(yōu)點(diǎn)：（1）供電電壓高，線路功率損耗及電能損耗少；（2）電壓損失小，調(diào)壓?jiǎn)栴}易解決；（3）可以減少無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)脑O(shè)備及其投資；（4）根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，35kv的架空線路故障率比10kv的線路故障率小很多，供電的可靠性高。缺點(diǎn)：需要裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器，投資及運(yùn)行費(fèi)用將大大增加。方案2 工作電源采用35kv而備用電源采用10kv電源。優(yōu)點(diǎn)：（1）工廠內(nèi)部不用裝設(shè)主變壓器，可以降低工廠的運(yùn)行投資；（2）工廠內(nèi)部不用裝設(shè)主變壓器，可以減少工人的工作量。缺點(diǎn)：（1）線路的故障率要大于方案1，供電可靠性不如方案1；（2）需要增加無(wú)功補(bǔ)償?shù)耐顿Y；（3）線路供電電壓過(guò)低，會(huì)增加線路的功率損耗和電能的損耗。線路的電壓損耗將大于方案1；（4）需要設(shè)置總配電所。方案2工作電源與備用電源之間設(shè)有備用電源自動(dòng)投入裝置（bzt），當(dāng)工作電源因故障而斷開(kāi)的時(shí)候，備用電源會(huì)立即投入使用。中間裝設(shè)有一個(gè)斷路器，在正常情況下是閉合的。由上面分析計(jì)算可以知道，方案1裝設(shè)兩臺(tái)35kv的主變壓器以及高壓斷路器，至使投資大大增加，方案2雖然在線路故障率的電能損耗率上不及方案1，但是他的投資大大降低，并且在此方案下也同樣能夠滿足該工廠的二級(jí)負(fù)荷的供電。并且從長(zhǎng)遠(yuǎn)的利益上看，如果該工廠需要擴(kuò)大其規(guī)模，只需要更換一臺(tái)主變壓器及其配套儀器，并且接線方式采用雙母線接線，所以此方案是符合要求的。2 參數(shù)計(jì)算2.1 無(wú)功功率計(jì)算第一變電所的計(jì)算：所用數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。=設(shè)備容量 =tg第一變電所的分析計(jì)算第一變電所：=739.745kw，=625.938 kvar，=935.39kva因此可以選擇1000kva變壓器一臺(tái) 電壓變比為 10/0.4kv,查文獻(xiàn)3附表可得-1000/10 數(shù)據(jù)為:=2.0kw，=13.7kw，%=4.5，%=1.7。變壓器的功率損耗由公式 其中 = = 計(jì)算可求得：=12.0+13.7=13.99kw =11000+11000=56.39 kvar10kv線路功率等于計(jì)算負(fù)荷與變壓器損耗之和 =739.745+13.99=753.745kw，=625.94+58.7=682.33 kvar=導(dǎo)線選用lgj-35型1,3，查表可得lgj-35型導(dǎo)線得允許通過(guò)電流為135a58.5a又通過(guò)查表可得lgj-35導(dǎo)線得數(shù)據(jù)為=1.38/km，=0.374/km此時(shí)功率因數(shù)為： 0.9進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償計(jì)算，假設(shè)取則有=754.445（tanarccos0.74-.tanarccos093）=387.20kvar補(bǔ)償后的視在功率為：s=790.36kva此時(shí)變壓器的功率損耗為：=0.015=0.015790.36=11.85kw=0.06=0.06790.36=47.47kw變壓器高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為=753.745+11.85=765.6kw=625.94-387.2+45=238.74kvar=801.96kva補(bǔ)償后的功率因數(shù)為：cos=0.9540.90 滿足要求第二變電所的分析計(jì)算所用數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。第二變電所：=847.77kw，=622.70kvar，=1055.08kva因此可以選擇1250kva變壓器一臺(tái) 電壓變比為10/0.4kv，查表文獻(xiàn)附表可得3： -1250/10，數(shù)據(jù)為：=2.35 kw，=16.4kw，%=4.5，%=1.6。變壓器的功率損耗由公式=n+ =12.35+16.5=14.03kw=n+=11250+11250 =60.07kvar10kv線路功率等于計(jì)算負(fù)荷與變壓器損耗之和=847.77+14.03=861.8kw，=622.70+60.07=682.77kvar= =1099.49kva=a導(dǎo)線選用lgj-35 型 查表可得lgj-35型導(dǎo)線得允許通過(guò)電流為135a58.5a又通過(guò)查表可得lgj-35導(dǎo)線得數(shù)據(jù)為=1.38/km =0.374/km此時(shí)的功率因數(shù)為：cos=0.7840.9進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償計(jì)算 取cos=0.93kvar補(bǔ)償后的視在功率為：s=899.03kvar變壓器的功率損耗為：=0.015=0.015899.03=13.49kw=0.06=0.06899.03=53.94kvar變壓器高壓測(cè)的計(jì)算負(fù)荷為=847.77+13.9=861.26kw =622.7-323.46+53.94=299.24kvar=912.27kva補(bǔ)償后的功率因數(shù)為：cos=0.9540.90 滿足要求第三變電所分析計(jì)算：所用數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。=260.25kw，=195.20kvar，=325.32kva因此可以選擇400kva變壓器一臺(tái)，電壓變比為 10/0.4kv，查文獻(xiàn)3附表可得-400/10，數(shù)據(jù)為：=0.94kw，=6kw，%=4，%=2.3，變壓器的功率損耗由公式=n+ =10.94+16=4.91kw=n+=1400+1=19.78kvar10kv線路功率等于計(jì)算負(fù)荷與變壓器損耗之和=260.25+4.91=265.16kw，=195.20+19.78=214.98kvar=341.36kva=19.71a查表可選擇lj-16的導(dǎo)線允許通過(guò)電流105a19.71alj-16導(dǎo)線的數(shù)據(jù)為5=1.98/km，=0.358/km此時(shí)的功率因數(shù)為 cos=0.780.9進(jìn)行無(wú)功功率補(bǔ)償計(jì)算的時(shí)候假設(shè)cos=0.93=260.25（tanarccos0.78+ tanarccos0.93）=115.70kvar變壓器的功率損耗為：=0.015=0.015115.70=1.74kw=0.06=0.06115.70=6.94kvar變壓器高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為=260.25+1.74=261.99kw=195.20-115.70+6.94=86.44kvar=275.88kva此時(shí)的功率因數(shù)cos=0.9490.90 滿足要求。2.2 靜電電容器補(bǔ)償靜電電容器即電力電容器。利用電容器進(jìn)行補(bǔ)償，具有投資省、有功功率損耗運(yùn)行維護(hù)方便、故障范圍小等優(yōu)點(diǎn)。但當(dāng)通風(fēng)不良、運(yùn)行溫度過(guò)高時(shí)，油介質(zhì)電容器易發(fā)生漏油、鼓肚、爆炸等故障。因此，建議使用粉狀介質(zhì)電容器。當(dāng)企業(yè)感性負(fù)載比較多時(shí)，它們從供電系統(tǒng)吸取的無(wú)功功率是滯后（負(fù)值）功率，如果用一組電容器和感性負(fù)載并聯(lián)，電容需要的無(wú)功功率是超前（正值）功率，如果電容器選的合適，令qc+ql=0，這時(shí)企業(yè)已不需要向供電系統(tǒng)吸取無(wú)功功率，功率因數(shù)為1，達(dá)到最佳效果2,4。電容器補(bǔ)償容量的確定：電力電容器的補(bǔ)償容量qc可按下式計(jì)算：=(-)式中 最大有功計(jì)算負(fù)荷，kw、補(bǔ)償前、后功率因數(shù)角的正切值平均負(fù)荷系數(shù)，一般取0.71，視的計(jì)算情況而定。如果在計(jì)算時(shí)已采用了較小系數(shù)值，可取1。某些已進(jìn)行生產(chǎn)的工礦企業(yè)，可由以下公式確定其有功電能消耗量：= (kwh)式中 有功電能消耗量有功計(jì)算負(fù)荷最大有功計(jì)算負(fù)荷年利用小時(shí)數(shù)并聯(lián)補(bǔ)償移相電容器，應(yīng)滿足以下電壓和容量的要求 n式中 電容器的額定電壓（kv）電容器的工作電壓（kv）n并聯(lián)的電容器總數(shù)電容器的工作容量（kvar）電容器的補(bǔ)償容量（kvar）無(wú)功功率分析計(jì)算完畢后第一變電所:=739.75kw，=625.94kvar，=935.39kva；第二變電所：=847.77kw，=622.70kvar，=1055.08kva；第三變電所：=260.25kw，=195.20kvar，=325.32kva。2.3 計(jì)算電容器的數(shù)量n由公式n=可計(jì)算電容器的數(shù)量n。為每臺(tái)容量額定容量，為需要補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功功率，n為電容器的數(shù)量。低壓電容器一般是三相的，高壓電容器一般作單相的，應(yīng)將單相電容器均勻的分配到三相電網(wǎng)上，因此n應(yīng)該為3的倍數(shù)。根據(jù)表2數(shù)據(jù)，從表4中可選擇補(bǔ)償電容器型號(hào)為：bw0.4-40(60,80)-1(3)表4 補(bǔ)償電容的選擇型號(hào)額定電壓/kv標(biāo)準(zhǔn)容量/ kvar相數(shù)bw0.23-4(5)-1bw0.4-12(13,14)-1(3)bw0.4-40(60,80)-1(3)bwf6.3-22(25,30,40,50,100)-1wbwf10.5-22(25,30,33.4,40,50,100,120)-1wbw0.525-12(13,14)-1(3)bwm6.3-100(200,334)-1wbwf12.5-25(40,100,120,150)-1wbwm10.5-50(100,200,334)-1wbgm6.3-45(50,100)-1wbgm10.5-45(50,100)-1w0.230.40.46.310.50.5256.312.510.56.310.54 512 13 1440 60 8022 25 34 40 50 10022 25 30 33.4 40 50 100 12012 13 14100 200 33425 40 100 120 15050 100 200 33445 50 10045 50 10011 31 31111 3111111第一變電所需要補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功功率為487.56kvar第二變電所需要補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功功率為342.86kvar第三變電所需要補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功功率為115.70kvar所以可以求得3個(gè)變電所需要并聯(lián)的電容個(gè)數(shù)分別為=5，=5，=3對(duì)35/10kv的變壓器進(jìn)行選擇=1847.77kw =483.84kvar則 =1910.07kva應(yīng)該選擇容量為2500kva的變壓器一臺(tái)，查文獻(xiàn)3附表可得-2500/35的數(shù)據(jù)為：=4.25kw，=27.5kw，%=6.5，%=1.3計(jì)算此時(shí)的變壓器損耗為=n+ =14.25+127.5=21.33kw=n+=12500+12500=133.42kvar則高壓側(cè)=1847.77+21.33=1869.10kw=483.842+133.42=617.26kvar=1968.39kva=32.47a 查表可選擇lgj-16的導(dǎo)線允許通過(guò)電流 105a33.64algj-16導(dǎo)線的數(shù)據(jù)為 =2.04/km =0.387/km此時(shí)的功率因數(shù)為cos=0.90 滿足要求2.4 標(biāo)幺值計(jì)算假設(shè)基準(zhǔn)量=1000mva基準(zhǔn)電壓為=35kv =10.5kv選用0.5km lgj-16導(dǎo)線的電抗為=0.3870.5=1.76總降壓變電所的主變壓器的電抗為 =1000=262.5 三相短路電流計(jì)算變電所10kv母線短路原始數(shù)據(jù)見(jiàn)表5。表5 變電所10kv母線短路原始數(shù)據(jù)運(yùn)行方式電源10千伏母線短路容量說(shuō)明系統(tǒng)最大運(yùn)行方式=187兆伏安系統(tǒng)為無(wú)限大容量系統(tǒng)最小運(yùn)行方式 =107兆伏安已知系統(tǒng)的最大和最小運(yùn)行方式，所以可求得最大和最小運(yùn)行方式下的短路總電抗，=5.35,=9.35點(diǎn)短路的電流計(jì)算如圖1所示圖1 點(diǎn)的短路計(jì)算由于該點(diǎn)三相短路電流的基準(zhǔn)電流值為 =54.98ka所以可以求得最大和最小運(yùn)行方式下的三相短路電流的有效值=54.98=10.28ka =54.98=5.88ka沖擊電流分別為:=2.5=2.5510.28=26.12ka =2.55=2.555.88=14.99ka現(xiàn)將點(diǎn)短路的計(jì)算數(shù)據(jù)列于表6。表6 點(diǎn)短路的計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算公式=2.55系統(tǒng)最大運(yùn)行方式10.28ka10.28ka26.12ka187mva系統(tǒng)最小運(yùn)行方式5.88ka5.88ka14.99ka107mva經(jīng)過(guò)計(jì)算比較兩相短路的大小為 = 單相短路電流比兩相短路電流還要小,所以在進(jìn)行電氣選擇的時(shí)候只需要計(jì)算三相短路電流即可5，6，再計(jì)算線路末端短路的電流,線路如圖2所示。圖2線路末端短路等效電路圖表示為:兩種情況下的電路圖為:最大運(yùn)行方式: 最小運(yùn)行方式: 由于在最小運(yùn)行方式下：=+x=26+1.94=27.94最大運(yùn)行方式下：=+=26+=26.97由于電流的基準(zhǔn)值為: =54.98ka所以求得在此情況下的三相短路電流的有效值分別為:=54.97=2.04ka=54.97=1.97ka現(xiàn)將線路末端短路的計(jì)算數(shù)據(jù)列于表7。表7 線路末端短路的計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算公式=2.55系統(tǒng)最大運(yùn)行方式2.04ka2.04ka5.20ka37.08mva系統(tǒng)最小運(yùn)行方式1.97ka1.97ka50.2ka35.79mva3 電氣設(shè)備的選擇10kv母線的選擇:主變壓器一側(cè)工作電流為:=137.46a則母線的計(jì)算面積為:s=其中的值通過(guò)查表可得為0.9，此時(shí)應(yīng)該選用規(guī)格為540的母線，它允許通過(guò)的電流為540a大于工作的電流137.47a，滿足要求。3.1高壓斷路器高壓斷路器的作用：高壓斷路器又稱為高壓開(kāi)關(guān)，是高壓供電系統(tǒng)中最重要的電器之一，由于高壓斷路器具有良好的滅弧性能，因此它能夠在有負(fù)荷的情況下接通或斷開(kāi)電路，而且能在系統(tǒng)發(fā)生短路故障時(shí)快速切斷短路電流7，8，9。高壓斷路器的操動(dòng)機(jī)構(gòu)用來(lái)使斷路器接通，維持導(dǎo)通狀態(tài)和斷開(kāi)之用。因此，每一種操動(dòng)機(jī)構(gòu)都應(yīng)有接通機(jī)構(gòu)、維持機(jī)構(gòu)和斷開(kāi)機(jī)構(gòu)。 操動(dòng)機(jī)構(gòu)還應(yīng)該使斷路器接通時(shí)有必要的速度，因?yàn)楫?dāng)斷路器緩慢地被接通若電網(wǎng)中存在短路時(shí)，觸頭可能熔焊。因此，在接通斷路器時(shí)，操動(dòng)機(jī)構(gòu)相應(yīng)產(chǎn)生足夠大的功率，其大小與斷路器的型號(hào)有關(guān)。與此相反，在使斷路器斷開(kāi)時(shí)，操動(dòng)機(jī)構(gòu)只要做很小的功時(shí)鎖住機(jī)構(gòu)釋放，在斷路彈簧下斷路器斷開(kāi)。 在該設(shè)計(jì)中根據(jù)計(jì)算電流選擇型號(hào)為：sn8-10/200的少油式斷路器。少油斷路器中的油僅當(dāng)作滅弧介質(zhì)使用，不作為主要絕緣介質(zhì)，而載流部分是依靠空氣，陶瓷材料或者是有機(jī)絕緣材料來(lái)絕緣的，因而開(kāi)關(guān)的油量很少（一般只有幾千克），油箱下部是高強(qiáng)度鑄鐵制成的基座，所以能夠造得很堅(jiān)固，安裝方便，使用可靠性大10,11,12。3.2 隔離開(kāi)關(guān)隔離開(kāi)關(guān)又稱為刀閘（俗稱令克）。主要用途是保證高壓裝置檢修時(shí)的安全。采用隔離開(kāi)關(guān)，可以將高壓裝置中需要檢修的設(shè)備與其他帶電部分可靠地分開(kāi)，并構(gòu)成明顯的斷開(kāi)間隙。隔離開(kāi)關(guān)沒(méi)有滅弧裝置，所以不允許切斷負(fù)荷電流和短路電流，否則電弧不僅會(huì)使隔離開(kāi)關(guān)燒毀，而且可能發(fā)生嚴(yán)重的短路故障，同時(shí)電弧對(duì)操作人員也會(huì)造成傷亡事故。因此，操作規(guī)程規(guī)定，在接通電源時(shí)，應(yīng)先閉合隔離開(kāi)關(guān)，再合上斷路器，在停電時(shí)，應(yīng)先斷開(kāi)斷路器，再斷開(kāi)隔離開(kāi)關(guān)。根據(jù)電力設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范規(guī)定，隔離開(kāi)關(guān)也可以做以下操作： （1）切合電壓互感器及避雷器回路； （2）切合勵(lì)磁電流不超過(guò)2a的空載變壓器； （3）切合電容電流不超過(guò)5a的空載線路。根據(jù)上述計(jì)算可以知道隔離開(kāi)關(guān)應(yīng)該選擇型號(hào)為gw4-10/200的隔離開(kāi)關(guān)。 3.3 電流互感器電流互感器（current transformer,簡(jiǎn)寫(xiě)ct，文字符號(hào)ta），又稱儀用變流器。電壓互感器（voltage transformer ,縮寫(xiě)pt，文字符號(hào)tv），又稱儀用變壓器。他們合稱儀用互感器或稱互感器（transformer）。互感器的主要功能是：（1）用來(lái)使儀表、繼電器等二次設(shè)備與主電路絕緣。既可避免主電路的高電壓直接引入儀表，繼電器等二次設(shè)備，又可防止儀表，繼電器等二次設(shè)備的故障影響主電路，提高一、二次電路的安全性和可靠性，并有利于人身安全。（2）用來(lái)擴(kuò)大儀表，繼電器等二次設(shè)備的應(yīng)用范圍，也可使儀表，繼電器等設(shè)備的規(guī)格統(tǒng)一，有利于設(shè)備的批量生產(chǎn)。電流互感器的選擇應(yīng)當(dāng)根據(jù)下列條件：a.安裝地點(diǎn)，用以確定采用戶外式還是戶內(nèi)式；b.根據(jù)使用情況選擇電流互感器的類型和型號(hào)；c.一次繞組的額定電壓，應(yīng)當(dāng)是；d.一次繞組的額定電流，應(yīng)當(dāng)是一般取=（1.2-1.5）e.確定變流比，二次繞組的額定電流規(guī)定為5a；f.確定準(zhǔn)確度等級(jí)和二次負(fù)荷校驗(yàn)。根據(jù)測(cè)量?jī)x表和繼電保護(hù)確定電流互感器的準(zhǔn)度，使電流互感器二次所接負(fù)荷總阻抗不大于電流互感器二次的額定電流，即；g.短路動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 電流互感器的動(dòng)穩(wěn)定是用動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)表示的，即允許的最大電流與一次額定電流幅值之比，即 =應(yīng)該滿足公式。式中 電流互感器的動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)；電流互感器允許的最大電流峰值；電流互感器一次額定電流 ；三項(xiàng)短路電流沖擊電流；電流互感器接線的注意事項(xiàng)：a.電流互感器的二次側(cè)不允許開(kāi)路，如果開(kāi)路，將出現(xiàn)高壓危及儀表和人身安全；b.電流互感器的副邊必須接地，確保安全；c.電流互感器注意事項(xiàng)：電流互感器在連接時(shí)要其端子的極性。所選用電流互感器的型號(hào)為：lqj-10。3.4 電壓互感器（1）電壓互感器的選擇條件：a.根據(jù)安裝地點(diǎn)的條件選用戶內(nèi)型或戶外型；b.根據(jù)系統(tǒng)情況和接線方式選擇電壓互感器的型號(hào)；c.根據(jù)供電系統(tǒng)的電壓選用，使互感器的一次側(cè)額定電壓等于供電系統(tǒng)的電壓；d.根據(jù)測(cè)量?jī)x表和繼電器的要求選用互感器的準(zhǔn)確度，并應(yīng)校驗(yàn)二次負(fù)荷的容量不應(yīng)大于互感器的額定容量。因?yàn)殡妷夯ジ衅鞲叩蛪簝蓚?cè)都有熔斷器保護(hù)，所以不需要做短路校驗(yàn)。（2）電壓互感器接線的注意事項(xiàng)：a.二次側(cè)不允許短路；b.二次側(cè)必須有一點(diǎn)接地；（3）電流互感器在連接時(shí)要其端子的極性。所選電壓互感器的型號(hào)為：jdj-354 系統(tǒng)校驗(yàn)4.1 熱穩(wěn)定性校驗(yàn)所選高壓隔離開(kāi)關(guān)和斷路器的熱穩(wěn)定校驗(yàn)13,14： 高壓斷路器合格。 隔離開(kāi)關(guān)合格。10kv母線的校驗(yàn)：=175.06540 滿足要求。動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn):母線平放裝設(shè).w=0.167b=0.1670.6=2.5 f=1.76=1.76=0.48kg/cm母線最大跨度查表為=700kg/=190.9cm進(jìn)線的絕緣子間的距離可取90cm即可。電氣設(shè)備的選擇見(jiàn)表8表8 電氣設(shè)備的選擇列表計(jì)算數(shù)據(jù)高壓斷路器sn8-10/200隔離開(kāi)關(guān)gw4-10/600電流互感器lqj-10v=10kvv=10kvv=10kvv=10kvi=144.34ai=600ai=600a150/5=10.79ka=187mva200mva=27.5ka33ka50ka4.2 繼電保護(hù)裝置的選擇與整定總降壓變電所需設(shè)置以下繼電保護(hù)裝置：（1）主變壓器保護(hù)；（2）備用電源進(jìn)線保護(hù)；（3）變電所10kv母線保護(hù)。此外還需要設(shè)置以下裝置：（1）備用電源自動(dòng)投入裝置；（2）絕緣監(jiān)查裝置。主變壓器保護(hù),根據(jù)規(guī)程規(guī)定2500kva變壓器設(shè)置以下保護(hù):a.瓦斯保護(hù)：防御變壓器鐵殼內(nèi)部短路和油面降低,輕瓦斯動(dòng)作于信號(hào),重瓦斯動(dòng)作于跳閘。b.電流速斷保護(hù)：防御變壓器線圈和引出線的多相短路,動(dòng)作于跳閘。c.過(guò)電流保護(hù)：防御外部相間短路并作為瓦斯保護(hù)及電流速斷保護(hù)的后備保護(hù),保護(hù)動(dòng)作于跳閘。4.3 部分保護(hù)（1）電流速斷保護(hù)速斷保護(hù)采用兩相不完全星型接法,動(dòng)作電流應(yīng)躲過(guò)系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下變壓器二次側(cè)三相短路的短路電流值，按照公式：=1.32.04=2.652ka歸算到35kv側(cè)的電流值為: =2.652=0.785ka=758a靈敏度按系統(tǒng)最小運(yùn)行方式時(shí)保護(hù)裝置,安裝處的兩相短路電流來(lái)校驗(yàn)。=則 =6.722 滿足要求。特點(diǎn)：裝置簡(jiǎn)單，動(dòng)作迅速可靠，與瓦斯保護(hù)配合能夠很好的保護(hù)中小型的變壓器。（2）限時(shí)電流速斷保護(hù) 動(dòng)作電流：動(dòng)作電流應(yīng)該躲開(kāi)下一條線路無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流進(jìn)行整定=1.3758=985.4a靈敏度校驗(yàn)：=1.731.5 所以符合要求。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)作可靠。（3）過(guò)電流保護(hù)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)變壓器一次側(cè)出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流為:=(58.5+63.54+19.71)=141.75=40.5a二次側(cè)最大的負(fù)荷電流為141.75a。所以有 =1.2141.75=598a其中為可靠系數(shù)，在這里取1.2 為返回系數(shù)，在這里取0.85電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)系數(shù)電流繼電器的動(dòng)作電流為：=其中為電流互感器的變比。所以進(jìn)入繼電器的電流為：= =19.93a由于繼電器的動(dòng)作電流為：=為可靠系數(shù)取值為1.05-1.25；繼電器的返回系數(shù)取值0.85；電流互感器的變流比 150/5；電流互感器的接線系數(shù)取1；取2 為被保護(hù)線路的最大負(fù)荷電流。所以=114a =19.93a動(dòng)作電流應(yīng)該躲開(kāi)被保護(hù)線路的最大負(fù)荷電流，且在自起動(dòng)電流下繼電器能可靠返回進(jìn)行整定。=其中為可靠系數(shù)，取1.15-1.25；自起動(dòng)系數(shù)，取13；繼電器的返回系數(shù)，取0.85；被保護(hù)線路的最大負(fù)荷電流，在此情況下的最大負(fù)荷電流為141.75a=141.75=400.24靈敏度校驗(yàn)，要求對(duì)本條線路以及下一條線路或設(shè)備相間故障都有反應(yīng)能力，反應(yīng)能力用靈敏系數(shù)衡量，由于=4.241.5，所以靈敏度滿足條件。而動(dòng)作時(shí)間: 該變電所10千伏配出線路定時(shí)限過(guò)流保護(hù)裝置的整定時(shí)間為l.5秒，要求配電所不大于1.0秒，所以變壓器過(guò)流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為 t=1.5+10.=2.5s按公式=2.852.5 滿足要求5 接地、防雷保護(hù)及運(yùn)行維護(hù)工作接地的定義與作用：將電力系統(tǒng)中的某一點(diǎn)（通常是中性點(diǎn)）直線或經(jīng)特殊設(shè)備（如消弧線圈，電抗，電阻，擊穿保險(xiǎn)器等）與大地作金屬連接稱為工作接地。它的作用：（1）防止絕緣化擊穿造成的高電壓，串入低壓側(cè)的危險(xiǎn)，（2）降低電氣設(shè)備承受的耐壓，在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，當(dāng)某一相故障接地時(shí)，另外兩相對(duì)地電壓升高為線電壓，電氣設(shè)備繞組與外殼之間的電壓稱為線電壓。在中性點(diǎn)接地系統(tǒng)中，一相故障接地，另外兩相對(duì)地電壓人為相電壓，電氣設(shè)備繞組與外殼之間的電壓稱為相電壓，這就降低了對(duì)電氣設(shè)備絕緣的要求，同時(shí)也減少了觸電危險(xiǎn)。保護(hù)接地的作用：減少電氣設(shè)備外殼與大地之間的電阻（接地電阻），以保證在絕緣擊穿的情況下，電器設(shè)備外殼對(duì)地電壓不超過(guò)安全電壓15。5.1 單根避雷針的保護(hù)范圍單支避雷針的保護(hù)范圍如圖3所示，一個(gè)折線圓錐行的輪廓線可由圖中注明的尺寸關(guān)系畫(huà)出，圖中h為避雷針的高度，為被保護(hù)物的高度，為避雷針高出被保護(hù)物的高度，稱為避雷針的有效高度，為在高度上避雷針的水平保護(hù)半徑。保護(hù)半徑計(jì)算如下：（1）在地面上的保護(hù)半徑為，=1.5h（2）在高度水平面上的保護(hù)半徑為 當(dāng)時(shí) =（h-）p 當(dāng)時(shí) =（1.5h-2）p式中p為高度影響系數(shù)，與避雷針的高度有關(guān)，當(dāng)h小于等于30m時(shí)候 p=130h120m時(shí)，p=變電所防直接雷擊的措施：（1）35kv的屋外配點(diǎn)裝置；根據(jù)我國(guó)三十多年來(lái)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，35根據(jù)kv及以上的露天配電裝置，需要有直擊雷保護(hù)。（2）建筑物的防雷分級(jí)。圖3 單根避雷針的保護(hù)范圍a.一級(jí)防雷建筑物。具有特別重要用途的建筑物，如國(guó)家級(jí)的會(huì)堂、辦公建筑、檔案館、大型博物館建筑，特大型及大型鐵路客運(yùn)站、國(guó)際性的航空港、通信樞紐、國(guó)賓館、大型旅游建筑物、國(guó)際航空客運(yùn)站等。國(guó)家級(jí)重點(diǎn)文物保護(hù)的建筑物和構(gòu)筑物。高度超過(guò)100m的建筑物。b.二級(jí)防雷建筑物；重要的或人員密集的大型建筑物，如省部級(jí)辦公樓、省級(jí)會(huì)堂、體育、交通、通信、廣播等建筑、大型商店、影劇院等。省級(jí)重點(diǎn)文物保護(hù)的建筑物和構(gòu)筑物。19層及以上的住宅建筑和高度超過(guò)50m的其他民用建筑物。c.三級(jí)防雷建筑物。（a）當(dāng)一年的計(jì)算雷擊次數(shù)大于或者是等于0.05時(shí)，或通過(guò)調(diào)查確認(rèn)需要防雷德建筑物。（b）建筑群中最高或位于建筑群邊緣高度超過(guò)20m的建筑物。（c）高度為15m及以上的煙囪，水塔等孤立的建筑物或構(gòu)筑物，在雷電活動(dòng)較弱地區(qū)（年雷電日不超過(guò)15）其高度可為20m及以上。（d）歷史上雷害事故嚴(yán)重地區(qū)或雷害事故較多地區(qū)的較重要建筑物。由于雷擊的選擇性和嚴(yán)重性，同一地區(qū)中的強(qiáng)雷區(qū)可適當(dāng)提高建筑物的防雷等級(jí)。5.2 車間配電線路的運(yùn)行維護(hù)（1）檢查導(dǎo)線的發(fā)熱情況 裸母線在正常運(yùn)行的最高溫度一般為70度。通常在母線接頭處涂以變色漆或示溫蠟，以檢查其發(fā)熱情況。（2）檢查線路的負(fù)荷情況 線路的負(fù)荷電流不得超過(guò)導(dǎo)線的允許載流量，否則導(dǎo)線要過(guò)熱，對(duì)于絕緣導(dǎo)線，過(guò)熱可導(dǎo)致火災(zāi)。（3）檢查配電箱，分線盒，開(kāi)關(guān)，熔斷器及接地保護(hù)裝置等的運(yùn)行情況，著重檢查接線有無(wú)松脫，瓷瓶有無(wú)放電等現(xiàn)象，螺栓是否緊固等。（4）檢查線路上及線路周圍有無(wú)影響線路安全的異常情況。絕對(duì)禁止在帶電的絕緣導(dǎo)線上懸掛物體，禁止在線路旁邊堆放易燃易爆及強(qiáng)腐蝕的危險(xiǎn)品。結(jié)論本設(shè)計(jì)所用到的應(yīng)用知識(shí)涉及了電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)所學(xué)的幾乎全部強(qiáng)電知識(shí)，做此設(shè)計(jì)能夠?qū)⑺鶎W(xué)到的知識(shí)運(yùn)用到生產(chǎn)實(shí)際中去。設(shè)計(jì)中查閱了大量有關(guān)工廠供配電的資料，并引用了一些實(shí)例，從開(kāi)始的原始資料數(shù)據(jù)分析到計(jì)算，以及最后設(shè)備的選擇都有很強(qiáng)的實(shí)踐性