毕业设计（论文）-工厂供配电系统安装设计.doc

各专业完整优秀毕业论文设计图纸郑州大学现代远程教育毕 业 设 计题 目：工厂供配电系统安装设计入 学 年 月_2011年09月 姓 名 学 号 11088225008 专 业 电气工程 学 习 中 心 石家庄学习中心 指 导 教 师 _ _ 完成时间_2013_年_09_月_02_日目 录摘要及关键词1引言21 分析原始资料，确定电源的引入方式41.1 工厂总平面图41.2 工厂负荷情况41.3 供电电源情况51.4 .气象资料52 负荷计算及无功功率补偿计算62.1 用电设备负荷的计算62.2 负荷计算表72.3 无功功率补偿83 变电站主变压器的选择104 变电站主变压器的台数、容量及类型的选择105 变电站主结线方案的设计115.1 变电所主要结线方案的提出115.2 变电所主要结线方案的选择116 短路电流的计算136.1 绘制计算电路图136.2 计算短路电流137 变电站一次设备的选择167.1 10KV侧一次设备的选择校验167.2 10KV侧一次系统图217.3 380V侧一次设备的选择校验217.4 380V侧一次系统图278 防雷接地278.1 变电站的防雷设计278.2 接地保护系统设计319 设备材料清单32参考文献34致谢35工厂供配电系统安装设计【摘要】本次设计是关于一个机械厂10KV一次供电系统的设计，在满足工厂供电设计中安全、可靠、优质、经济的基本要求的前提下，首先根据全厂和车间的用电设备情况，进行了负荷计算，通过功率因数的计算，进行无功补偿设计（包括无功补偿容量计算和补偿设备选择、校验），确定机械厂的供电方案，通过技术经济比较，确定了供电系统的主接线形式，选择了主变压器的台数和容量。其次，通过合理设置短路点，进行正确的短路电流计算，进行了10KV和0.38KV系统中主要电气设备的选型和校验。【关键词】 供电系统 负荷计算 主变压器 设备选择引 言电能是现代工业生产的主要能源和核心动力。电能既易于由其它形式的能量转换而来，又易于转换为其它形式的能量以供应用；电能的输送的分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。因此，电能在现代工业生产及整个国民经济生活中应用极为广泛。在企业工厂里，电能虽然是工业生产的主要能源和动力，但是它在产品成本中所占的比重一般很小（除电化工业外）。电能在工业生产中的重要性，并不在于它在产品成本中或投资总额中所占的比重多少，而在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产成本，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。从另一方面来说，如果工厂的电能供应突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果。 可见，做好工厂供电工作对于发展工业自动化生产，实现工业现代化，具有十分重要的意义。由于能源节约是工厂供电工作的一个重要方面，而能源节约对于国家经济建设具有十分重要的战略意义，因此做好工厂供电工作，对于节约能源、支援国家经济建设，也具有重大的作用。工厂供电工作要很好地为工业生产服务，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并确实做好节能环保工作，就必须达到以下基本要求：（1）安全： 在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。 （2）可靠： 应满足电能用户对供电可靠性的要求。（3）优质： 应满足电能用户对电压和频率等质量的要求（4）经济： 供电系统的投资要少，运行费用要低，并尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗量。此外，在供电工作中，应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，既要照顾局部的当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应社会的发展。为了保证工厂供电的正常运转，就必须要有一套完整的保护，监视和测量装置。目前多以采用自动装置，将计算机应用到工厂配电控制系统中去。工厂供电设计的一般原则:按照国家标准GB50052-95 供配电系统设计规范、GB50053-94 10kv及以下设计规范、GB50054-95 低压配电设计规范等的规定，进行工厂供电设计必须遵循以下原则：（1） 遵守规程、执行政策；必须遵守国家的有关规定及标准，执行国家的有关方针政策，包括节约能源，节约有色金属等技术经济政策。（2） 安全可靠、先进合理；应做到保障人身和设备的安全，供电可靠，电能质量合格，技术先进和经合理，采用效率高、能耗低和性能先进的电气产品。（3） 近期为主、考虑发展；应根据工作特点、规模和发展规划，正确处理近期建设与远期发展的关系，做到远近结合，适当考虑扩建的可能性。（4）全局出发、统筹兼顾。按负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件等，合理确定设计方案。工厂供电设计是整个工厂设计中的重要组成部分。工厂供电设计的质量直接影响到工厂的生产及发展。作为从事工厂供电工作的人员，有必要了解和掌握工厂供电设计的有关知识，以便适应设计工作的需要。1 分析原始资料，确定电源的引入方式1.1 工厂总平面图 图1-1 工厂总平面图1.2 工厂负荷情况 本厂的供电均为三级负荷，统计资料如表1-1所示：表1-1 负荷统计资料序 号用电设备组名称容量PekW需要系数Kdcos&tan&1铸造车间4000.350.701.022热处理车间4000.350.71.023锻压车间4000.30.61.174金工车间4000.30.61.175工具车间4000.30.61.176仓库2000.30.61.177装配车间2000.30.61.178机修车间2000.30.61.179电镀车间3000.60.750.8810锅炉房3000.60.750.8811生活区3000.60.750.881.3 供电电源情况按照工厂与当地供电部门签订的供用电协议规定，本厂可由附近1#10kv智能化户外开闭所中出线2单元中取得工作电源，通过电缆YJV228.7/ 15 截面150mm2引至本厂10KV进线柜。干线首端（即电力系统的馈电变电站）距离本厂约6km。干线首端所装设的高压断路器断流容量为500MVA。此断路器配备有定时限过电流保护和电流速断保护，定时限电流保护整定的动作时间为1.7s。为满足工厂三级负荷的要求，可采用高压电缆YJV228.7/ 15 截面150mm2从附近2#10KV智能化开闭所中出线单元6中取得备用工作电源。1.4 .气象资料本厂所在地区的年最高温度为35度，年最低气温为-10度，最热月平均最高气温为28度。地质水文资料：本厂地区海拔876M，底层以沙粘土为主，地下水位为1.8M2 负荷计算及无功功率补偿计算2.1 用电设备负荷的计算因为设备台数多，且无大容量设备，所以用需要系数法确定计算负荷(1) 1. 铸造车间 2. 热处理车间用电总容量为Pe=400Kw,取kd为0.35、cos&为0.7、 tan&为1.02，.则 有功计算负荷: P30=kdPe=0.35*400=140kw无功计算负荷： Q30=P30tan&=140*1.02=142.8kvar视在计算负荷： S30=P30/cos&=140/0.7=200KVA计算电流 ： I30=S30/1.732Un=200/1.732*0.38=304A所以总有功计算负荷为：P 2P302140=280kw总无功计算负荷为：Q=2Q30 2142.8=285.6kvar (2) 3，锻压车间，4.金工车间，5.工具车间按需要系数法确定计算负荷用电总容量为Pe=400Kw,取kd为0.3、cos&为0.6、 tan&为1.17，则 有功计算负荷: P30=kdPe=0.3*400=120kw无功计算负荷： Q30=P30tan&=120*1.17=140.4kvar视在计算负荷： S30=P30/cos&=120/0.6=200KVA计算电流 ： I30=S30/1.732Un=200/1.732*0.38=304A所以总有功计算负荷为：P 3P303*120=360kw总无功计算负荷为：Q=3Q30 3140.4=421.2kvar(3) 6.仓库，7.装配车间，8.机修车间按需要系数法确定计算负荷用电总容量为Pe=200Kw,取kd为0.3、cos&为0.6、 tan&为1.17，则 有功计算负荷: P30=kdPe=0.3*200=60kw无功计算负荷： Q30=P30tan&=60*1.17=70.2kvar视在计算负荷： S30=P30/cos&=60/0.6=100KVA计算电流 ： I30=S30/1.732Un=100/1.732*0.38=152A所以总有功计算负荷为：P 3P303*60=180kw总无功计算负荷为：Q=3Q30 370.2=210.6kvar (4) 9.电镀车间，10.锅炉房，11.生活区按需要系数法确定计算负荷用电总容量为Pe=300Kw,取kd为0.6、cos&为0.75、 tan&为0.88，则 有功计算负荷: P30=kdPe=0.6*300=180kw无功计算负荷： Q30=P30tan&=180*0.88=158.4kvar视在计算负荷： S30=P30/cos&=180/0.75=240KVA计算电流 ： I30=S30/1.732Un=240/1.732*0.38=364.7A所以总有功计算负荷为：P 3P303180=540kw总无功计算负荷为：Q=3Q30 3158.4=475.2kvar2.2 负荷计算表表2-1 负荷计算序号用电设备组名称容量Pe/kw需要系数Kdcos&Tan&计算负荷P30Q30S30 I301铸造车间4000.350.71.02140142.82003042热处理车间4000.350.71.02140142.82003043锻压车间4000.30.61.17120140.42003044金工车间4000.30.61.17120140.42003045工具车间4000.30.61.17120140.42003046仓库2000.30.61.176070.21001527装配车间2000.30.61.176070.21001528机修车间2000.30.61.176070.21001529电镀车间3000.60.750.88180158.4240364.710锅炉房3000.60.750.88180158.4240364.711生活区3000.60.750.88180158.4240364.712总计380V侧35000.6713601392.62020取K=0.8K=0.8510881183.71607.72443.32.3 无功功率补偿 由上式可知，该厂380v侧最大负荷时的功率因数 cos&=P30 /S30 而=2020则 cos&=P30 /S30=1360/2020=0.67功率因数只有0.67而供电部门要求该厂10KV进线侧最大负荷不应低于0.90。考虑到主变压器的无功损耗远大于有功损耗，因此380V侧最大负荷时功率因数应稍大于0.90，暂时取0.92来计算380V侧所需无功功率补偿容量：Qc = Pm (tan&1 - tan&2) =1088tan(arccos0.67） tan(arccos0.92)kvar =13601.1080-0.4260=10880.682=742 kvar根据电气设备选择施工安装设计应用手册第五篇 第九章第一节的相关资料，并参照图选择PGJ1型低压自动补偿屏，并联电容器为BW0.4-14-3型，该型号适用于额定电压0.4kv，其额定容量是14kvar，额定电容是280uF，频率为50Hz，详述为三相。采用方案2（主屏）一台和方案3（辅屏）7台相组合，总共容量为112*8=896kvar。因此机械厂厂中采用并联电容器的方式来补偿供电系统中的无功功率。由于补偿效果较高压集中补偿方式好，特别是它能减少变压器的视在功率，从而可使主变压器容量选得较小，所以采用低压集中补偿的方式来解决，并选择中性点不接地的星形接线方式如图2-1所示：图2-1 低压电容器集中补偿结线这种补偿的低压电容器柜一般可以安装在低压配电室内，运行维护安全。电容器组都采用形接线，一般利用220v、1525w的白炽灯的灯丝电阻来放电。放电用的白炽灯同时兼作电容器组正常运行的指示灯。380v侧补偿后负荷：P=1088KW Q=1183.7-896=287.7Kvar =1125.4KVA I=1125.4/1.7320.38=1710A主变压器的有功功率损耗计算由公式（新型低损耗配电变压器按此公式计算） =0.0151125.4=16.9KW 无功功率损耗由公式=0.061125.4=67.5Kvar10kV侧负荷总计:P=1088+16.9=1104.9KW Q=287.7+67.5=355.2 Kvar =1160.7KVA I=1160.7/17.32=67A统计负荷如下表：项目cosQP/kwQ/kwS/KVAI/A380v侧补偿前负荷0.6710881183.71607.72443.3380V侧无功补偿容量-896380V侧补偿后负荷0.921088287.71125.41710主变压器功率损耗0.015*S30=16.90.06*S30=67.510kV侧负荷总计0.921104.9355.21160.7673 变电站主变压器的选择容量的确定: 1）主变压器容量一般按变电所建成后5-10年的规划负荷选择，并适当考虑到远期10-20年的负荷发展。对于城郊变电站,主变压器容量应与城市规划相结合。 根据变电站所带负荷的性质和电网结构来确定变压器的容量。2）对于有重要负荷变压器的变电所，应考虑当一台主变压器停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力后的允许进间内，应保证用户的一级和二级负荷.考虑到本厂没有大容量设备，装设一台主变压器也能满足要求，决定只装设一台主变压器。4 变电站主变压器的台数、容量及类型的选择由于本厂没有大容量设备，确定为三级负荷，一台主变压器就能满足要求，所以确定选择一台主变压器。（二）主变压器容量的确定 (1) 装一台主变压器的容量应不小于总的计算负荷S，即 （4-1） (2) 主变压器单台容量上限 单台配电变压器（低压为0.4V）的容量一般不宜大于1250kva。当用电设备容量较大、负荷集中且运行合理时，亦可选用较大容量（例如1600-2000kva）的配电变压器。（三）主变压器型号的确定 选用一台主变压器 型式采用SC10（SC-干式变压器 10:设计代号;） 综合本厂各方面负荷情况，决定选用一台SC10-1600/10型低损耗干式变压器。5 变电站主结线方案的设计5.1 变电所主要结线方案的提出 针对本厂的负荷性质和电源情况，工厂变电所的主要变压器可有下列三种方案：方案一：放射式接线方案方案二: 树干式接线方案方案三：环形式接线方案主变压器的联结组别均采用Yyn0。5.2变电所主要结线方案的选择按上面考虑的三种主变压器的方案可设计三种主结线方案：（1） 放射式接线方案，如图5-1所示：图5-1 放射式主结线图（2） 树干式接线方案，见图5-2所示；图5-2 树干式主结线图（3） 环形式接线方案，如图5-3示：图5-3 环形式主接线图三种主接线的优缺点比较：（1） 放射式 优点：线路敷设简单，沿途无分支，检修维护方便，继电保护简单，接线的线路之间相互不影响，供电可靠性较高，多用于设备容量较大或对供电可靠性要求较高的用电设备。 缺点：由于总降压变电所出线较多，所需的高压设备较多，消耗的有色金属也多，投资大。（2） 树干式 优点：高压配电设备数目少，总降压变电所出线减少，不仅敷设简单，而且节省有色金属，降低线路消耗，使接线总投资减少。 缺点：供电可靠性较差，当干线发生故障时，影响停电的范围大。（3） 环形式 优点：运行灵活，供电可靠性较高，当任一干线发生故障或检修时，都不致造成供电中断，或只短时停电，一旦切换电源的操作完成，即能恢复供电。同时，可使电能损耗和电压损耗减少。 缺点：其保护装置及其整定配合比较复杂。如果其保护得整定配合不当，容易发生误操作，反而扩大故障停电范围。 综上所述：在考虑到三种接线方案的技术指标和经济指标，且结合本厂工厂负荷情况，决定采用放射式接线方案作为本设计的主接线方案。6 短路电流的计算6.1 绘制计算电路图计算电路图，是一种简化了的电气单线图，本设计的计算电路图如下图6-1所示 图 6-1短路计算电路6.2 计算短路电流我们知道计算短路电流的方法有欧姆法和标幺值法，欧姆法适合简单一点的短路计算，而标幺值法适合复杂一点的短路计算。虽然两者的计算方法不一致，但计算结果一致，这里采用标幺值法进行计算。1、确定基准值 设=100MVA，=，即高压侧=10.5kV，低压侧=0.4kV，则=5.50kA=144.34kA 2、计算短路电路中各元件的电抗标幺值(1) 电力系统 =Sd/Soc=100MVA/200MVA=0.5 (2) 架空线 查工厂供电设计指导表8-41得YJV228.7/15 150平方的电缆X0=0.15/km，而线长为6km，故= X0lSd/U2c=（0.156）=0.81 (3) 电力变压器 查电力设备选择施工设计手册得SC10-1600变压器容量为1600KVA的电抗值为%=6，故=3.75同样，可以由此计算出其它变压器的电抗标幺值，因此绘等效电路，如图6-2图6-2等效电路 3、计算k-1点（10kV侧）的短路总电抗及三相短路电流和短路容量 (1) 总电抗标幺值=+=0.5+0.81=1.31 (2) 三相短路电流周期分量有效值=/=5.5kA/1.31=4.2kA (3) 其他短路电流=4.2kA= 2.55=10.7kA=1.51=6.3kA(4) 三相短路容量=100MVA/1.31=76.3MVA 4、计算k-2点（0.4kV侧）的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量(1) 总电抗标幺值 =+=0.5+0.81+3.75=5.06(2) 三相短路电流周期分量有效值 =/=144.34kA/5.06=28.5kA(3) 其他短路电流 =28.5kA = 1.84=52.4kA =1.09=31kA(4)三相短路容量=100MVA/5.06=19.8MVA表6-1短路计算结果短路计算点三相短路电流/kA三相短路容量/MVAk-14.24.24.210.716.376.3k-228.528.528.552.43119.87 变电站一次设备的选择7.1 10KV侧一次设备的选择校验本设计中，选择的是两进线一母联的主接线方案，故将选择的高压开关柜按接线顺序编号如表7-1所示：表7-1 高压开关编号开关柜编号开关柜接线编号NO.101KYN17-10进线1NO.102GG-1A(F) PT柜NO.103KYN17-10备用1NO.104KYN17-10变压器NO.105KYN17-10母联柜NO.106KYN17-10备用2NO.107KYN17-10进线2(1) 高压断路器的选择在NO.101，NO103,NO.104,NO105,NO106,NO107开关柜中，装设真空断路器的柜价约比少油断路器的柜价高出一万元。但考虑到现在市面上，少油断路器基本已被淘汰，室内广泛使用真空断路器，考虑到维护以及更换，本设计中使用真空断路器。此设计中，进线的计算电流为67A，配电所母线的三相短路电流周期分量有效值，继电保护的动作时间为1.7S。动稳定度为=10.7KA，热稳度为i. t=6.3。在高压电路中发生三相短路时，ish=2.55I(断路器型号数据查电力设备选择施工设计手册第四篇 第四章 第八节) 校验要求，校验值应不小于被校验值。选择ZN18-10型，根据IC=67A，可初步选择ZN18-10/630型号进行校验，校验可见下表7-2:序号安装地点的电气条件ZN18-10/630型断路器项目数据项目数据结论1UN10KVUN.QF10KV合格2I3067IN.QF630A合格3（断流能力）4.2KAIOC25KA合格4（动稳定度）2.554.2KA=10.71KAimax63KA合格5i. t（热稳定度）(4.2KA)2(1.7+0.1)s=31.75KA2.sIt25KA22s=1250KA2.s合格总结：10KV侧高压断路器选择ZN18-10/630型号断路器满足校验要求(2) 对开关柜柜内隔离开关的选择校验在开关柜中NO.102中，选择GN15型隔离开关，初步选择GN15-10./600型号,其相关数据见电力设备选择施工设计手册第四篇 第四章 第十九节 表4-4-40即:序号安装地点的电气条件GN15-10/600型号隔离开关项目数据项目数据结论1UN10KVUN.QS10KV合格2I3067IN.QS600A合格3（动稳定度）2.554.2KA=10.71KAimax20KA合格4i. t（热稳定度）(4.2KA)2(1.7+0.1)s=31.75KA2.sIt20KA25s=2000KA2.s合格总结：10KV侧开关柜柜内隔离开关选择GN15-10/600型号开关柜柜内隔离开关满足校验要求。（3）接地开关的校验在开关柜中NO.103，NO104,NO106中，选择JN-10型接地开关，初步选择JN-10型号,其相关数据见电力设备选择施工设计手册第四篇 第四章 第十节.序号安装地点的电气条件JN-10型号接地开关项目数据项目数据结论1UN10KVUN.QS10KV合格2（动稳定度）2.554.2KA=10.71KAimax20KA合格3i. t（热稳定度）(4.2KA)2(1.7+0.1)s=31.75KA2.sIt20KA24S=1600KA2.s合格总结：10KV侧开关柜柜内接地开关JN-10型号满足校验要求。(4) 高压熔断器的校验按照国家相关标准，高压熔断器的校验不需要进行动稳定和热稳定校验。在开关柜NO.102中，熔断器是针对电压互感器的保护，选择RN2型，初步选择RN2-10型号。（查工厂供电设计指导表5-23得相关数据）熔断器额定电压UN.FU应与所在线路的额定电压UN相适应，即：UN.FU=Umax.SIN.FU不应小于它锁装设的熔体额定电流IN.FE，即：IN.FUIN.FE一般IN.FE取0.5A，不必进行校验,具体数据见表7-5所示:序号安装地点的电气条件RN2-10型号熔断器项目数据项目数据结论1UN10KVUN.FU10KV合格2I30-IN.FU0.5A合格3（断流能力）4.2KAIOC50KA合格总结：10KV侧高压熔断器选择RN2-10型号熔断器满足校验要求（5） 高压侧电压互感器的选择在开关柜NO.102，电压互感器为Y。/Y。/（开口三角）的接线。选择JDZJ-10，一次侧电压为/KV。一组绕组为测量，另一组接为开口三角形用于保护。（6）高压侧电流互感器的选择及校验按照国家相关标准，高压电流互感器的校验不需要进行断流能力校验。初选LQJ10型高压电流互感器。经工厂供电附录表16查得LQJ-10的动稳定倍数Kes=225,额定一次电流I1N=100A,1s热稳定倍数Kt=90。其校验见表7-6：序号安装地点的电气条件LQJ10型电流互感器项目数据项目数据结论1UN10KVUN.QF10KV合格2I3067IN.QF100A合格4（动稳定度）2.554.2KA=10.71KAimax2250.1kA=31.8kA合格5i. t（热稳定度）(4.2KA)2(1.7+0.1)s=31.75KA2.sIt(900.1)21=81KA合格综上所述所选一次设备均满足10kv侧一次设备的选择校验，如下表7-7所示: 表7-7 10kv侧一次设备的选择校验选择校验项目电压电流断流能力动稳定度热稳定度结论数据参数数据10kV67A4.2KA10.71kA4.221.8=31.75一次设备型号规格额定参数ZN18-10/630型断路器10kV63020kA50kA2022=800合格GN15-10/600型号隔离开关10kV60020KA2025=2000合格RN2-10型号熔断器10kV200A28.5kA 合格电流互感器LQJ -1010kV100/150/200/60031.8KA(900.1)21=81KA合格电压互感器JDZJ-10/合格户内接地开关JN-1010kV100A2250.1kA=31.8kA(900.1)21=81合格10KV20KA2024=1600合格上表所选设备均满足校验要求。7.2 10KV侧一次系统图 【 10KV变电站一次系统图】备注： 避雷器型号为 FS4-10型。7.3 380V侧一次设备的选择校验本次设计中，低压开关柜编号如表7-7所示：开关柜编号开关柜接线编号NO.201GGD进线NO.202GGD 馈线1NO.203GGD 馈线2NO.204GGD馈线3NO.205GGD馈线4NO.205GGD馈线5NO.206PGJ12-1.3(1)在低压柜NO.201中U=380V，I=2443.2A，I=28.5KA i=52.4KA，i. t=28.50.7=568.5t为假象时间取0.7选择DW15型的断路器，初步选择DW15-4000（断路器型号数据查工厂供电附表13可知），低压电路中发生三相短路时，ish=1.84I,低压刀开关的选择，初步选择HD13-4000（其相关数据查HD13刀开关系列资料得）,电流互感器的选择，初步选择LMZJ1-0.5 3000/5型号（其相关数据查供电设计指导书表5-23）。见表7-8所示：选择校验项目电压电流断流能力动稳定度热稳定度结论数据参数数据380V2443.2A28.5KA52.4kA28.520.7=568.5主变压器额定参数 低压断路器DW15-4000380V4000A60KA合格低压刀开关HD13-4000380V4000A合格电流互感器LMZJ1-0.5500V3000/5合格总结：满足校验要求(2)在低压柜中NO.202，NO203中，由于此开关柜的线路去向为1#铸造车间，2#热处理车间,，其计算电流均为I30=304A。因为计算电流相一致，所以选择保护设备一致，现以1#线路为例。低压断路器、低压刀开关、电流互感器的选择以及校验方法从上，初步选择低压断路器DZ20-400/3（其相关数据查供电设计指导书表5-17），低压刀开关HD13-1000（其相关数据查供电设计指导书表5-18），电流互感器LMZB1-0.5 400/5（其相关数据查供电设计指导书表5-23）。具体数据见下表7-9所示：选择校验项目电压电流断流能力动稳定度热稳定度结论数据参数数据380V304A28.2KA52.4kA28.520.7=568.51#铸造车间2#热处理额定参数 低压断路器DZ20-400/3380V400A50KA合格低压刀开关HD13-1000380V1000A合格电流互感器LMZB1-0.5500V400/5合格 总结：满足校验要求(3) 在低压柜中NO203中，由于此开关柜的线路去向为3#锻压车间，4#金工车间，5#工具车间，其计算电流均为I30=304A。因为车间计算电流相一致，所以选择保护设备一致，现以3#线路为例。低压断路器、低压刀开关、电流互感器的选择以及校验方法从上，初步选择低压断路器DZ20-400/3（其相关数据查供电设计指导书表5-17），低压刀开关HD13-1600（其相关数据查供电设计指导书表5-18），电流互感器LMZB1-0.5 400/5（其相关数据查供电设计指导书表5-23）。具体数据见下表7-9所示：选择校验项目电压电流断流能力动稳定度热稳定度结论数据参数数据380V304A28.2KA52.4kA28.520.7=568.53#锻压4#金工5#工具额定参数 低压断路器DZ20-400/3380V400A50KA合格低压刀开关HD13-1600380V1600A合格电流互感器LMZB1-0.5500V400/5合格 总结：满足校验要求（4）。在低压柜中NO.204，由于此开关柜的线路去向6#仓库，7#装配车间，8#机修车间，其计算电流为I30=152A，因为计算电流相差不大，所以选择保护设备一致，现以6#线路为例。低压断路器、低压刀开关、电流互感器的选择以及校验方法从上，初步选择低压断路器DZ20-200（其相关数据查供电设计指导书表5-17），低压刀开关HR5-630 （其相关数据查供电设计指导书表5-19），电流互感器LMZB1-0.5 200/5（其相关数据查供电设计指导书表5-23）具体数据见下表7-10所示：选择校验项目电压电流断流能力动稳定度热稳定度结论数据参数数据380V152A28.2KA52.4kA28.220.7=568.56#仓库7#装配8#机修额定参数 低压断路器DZ20-200380V200A50KA合格低压刀开关HR5_630 380V630A合格电流互感器LMZB1-0.5500V200/5合格总结：满足校验要求(5)在低压柜中NO.205，由于此开关柜的线路去向为9#电镀车间，10#锅炉房11#生活区，其计算电流电修车间为I30=364.7A，现以9#线路为例。低压断路器、低压刀开关、电流互感器的选择以及校验方法从上。初步选择低压断路器DZ20-400/3（其相关数据查供电设计指导书表5-17），低压刀开关HD13-1600（其相关数据查供电设计指导书表5-19），电流互感器LMZB1-0.5 400/5（其相关数据查供电设计指导书表5-23）。见表7-11所示：选择校验项目电压电流断流能力动稳定度热稳定度结论数据参数数据380V364.7A28.5KA52.4kA28.520.7=568.59#电镀10#锅炉11#生活区额定参数 低压断路器DZ20-400/3380V400A50KA合格低压刀开关HD13-1600380V1600A合格电流互感器LMZB1-0.5500V400/5合格总结：满足校验要求将上述设备的选择校验按照一次设备选择校验表的格式表7-13所示： 选择校验项目电压电流断流能力动稳定度热稳定度装置地点条件参 数UIIii. t数据380V总2443.2A28.5KA52.4KA28.50.7=568.5一次设备型号规格额定参数UIIiI.t低压断路器DW15-4000380V4000A60KA低压断路器DZ20-200380V200A35KA低压断路器DZ20-400380V400A30KA低压刀开关HD13-4000380V4000A低压刀开关HD13-1600380V1600A低压刀开关HD13-1000380V1000A低压刀开关HR5-630380V630A电流互感器LMZJ1-0.5500V3000/5电流互感器LMZB1-0.5500V400/5200/5A上表所选一次设备均满足要求7.4 380V侧一次系统图8 防雷接地8.1 变电站的防雷设计变电站的防雷设计，应根据国家标准建筑防雷规范进行设置。设置的目的是为了保证人身安全；防止直击雷破坏，保护变电站不致因雷击而烧毁和损坏。在建筑物供配电设计中，防雷接地系统设计占有重要的地位，因为它关系到供电系统的可靠性，安全性。变电站年预计雷击次数应按下式确定： N=0.024KAe （8-1）式中 N建筑物预计雷击次数（次/a）; K校正系数，在一般情况下取1，在下列情况下取相应数值：位于旷野孤立的建筑物取2；金属屋面的砖木结构建筑物取1.7；位于河边、湖边、山坡下或山地中土壤电阻率较小处地下水露头处、土山顶部、山谷风口等处的建筑物，以及特别潮湿的建筑物取1.5； -年平均雷暴日数，按当地气象台、站资料确定； 与建筑物截收相同雷击次数的等效面积（km2）,按GB500571994规定的方法计算。此地的年平均雷暴日为34.9d/a,本变电站的等效面积约为0.04k。计算出年预计雷击次数为N=0.024134.91.30.04=0.066次/a根据GB50057-1994建筑物防雷设计规范，预计雷击次数大于或等于0.06次/a，且小于0.3次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物应划为第三类防雷建筑物。因此，本设计应按第三类防雷建筑物的防雷措施进行防雷设计。（1） 直接防雷设计 可采取在变电站上装设避雷针。由变配电所的地址选择，变电所的主变压器装在室外的，则应在变电所外面装设独立的避雷针，其装设高度应使其防雷保护范围包括整个变电所。而避雷针是用镀锌焊接钢管制成，它安装在构架上，其下端经引下线与接地装置焊接。单支避雷针的保护范围，按下列方法确定单支避雷针的保护范围如下图8-1所示。图8-1 单支避雷针的保护范围避雷针在地面上的保护半径为r=1.5h。从真的顶点向下作45的斜线构成锥形保护空间的上部，从距离针底各方向1.5h处向避雷针0.75h高度处作连接线。与上述45斜线相交，交点以下的斜线构成锥形保护空间的下部。在被保护高度的平面上，保护半径可由下式确定：当 r=（h-）p （8-2）当 r=（1.5h-2）p （8-3）式中p由模仪试验和运行经验确定的系数。当h30m时p=；当h30m时p=1。由变电站平面布置图中数据可知，避雷针在高度处水平面上的保护至少为1.2m，假设为1.25m，为1.0m，代入上面的计算式8-3解得：可知装设一支1.5m高的避雷针，采用25mm的镀锌圆钢。即可安全保护整个变电所的建筑物不受直接雷击。同时，按规定，独立避雷针宜设独立的接地装置。接地装置的接地电阻在非高土壤电阻率地区，其工频接地电阻。通常采用36根长的2.5m、50mm的钢管，在装避雷针的杆塔附近作一排，管间距离5m，打入地下，管顶距地面0.6m。接地管间用40mm4mm的镀锌扁钢焊接相连。引下线采用25mm4mm的镀锌扁钢，下与接地体焊接相连，并与装避雷针的杆塔及其基础的钢筋相焊接，上与避雷针焊接相连。避雷针与配电装置的安全距离示意图如下图8-2所示： 图8-2 避雷针与配电装置的安全距离示意图（2）防雷电感应： 为防止雷电流流经引下线和接地装置时产生的高电位对附近金属物或电气线路的反击，引下线与附近金属物和电气线路的间距应符合规范的要求(3)雷电侵入波的保护：装设避雷器，本设计中装设FS4-10阀式避雷器 避雷器是用来防护雷电产生的过电波沿线路侵入变配电所或其它建筑物内，以免危及被保护设备的绝缘，避雷器应与被保护设备并联，在被保护设备的电源侧。如图8-3所示图8-3 避雷器的连接图在高压配电室内10kV电源进线柜中装设FS4-10阀式避雷器。防止雷电侵入波的危害。在10kV高压配电室内装设有KYN17-10型开关柜，其中配有FS4-10型阀式避雷器，靠近主变压器，用于防止操作过电压对主变的危害。 在380V的低压架空出杆上，装设有保护间隙，或将其绝缘子的铁脚接地，用以防护沿低压架空线侵入的雷电波。8.2 接地保护系统设计（一）接地概念及接地故障保护系统：电气设备的某部分与土壤之间作良好的电气连接，称为接地。为保障人身安全，防止间接触电而将设备的外露可导电部分进行接地。成为保护接地。低压配电系统按保护接地的型式不同，可分为TN系统，TT系统和IT系统。(二)变电站接地要求变电站的接地装置的接地电阻越小越好，接地电阻要求小于4欧姆，利用基础底板中的钢筋作为接地体，周边沿基础底板通长焊接成环路，中间沿柱网通长焊接成网格。当接地电阻满足不了要求时，在距离建筑物3M以外打人工接地体以满足要求。 (三)接地保护措施此变电站10KV 属于小电流接地系统，其接地电流可近似估算，电缆长度为6KM，架空线为5km.（1）确定接地电阻IE=UN（35lcab+loh）/350=10 x(35x6+5)/350=6.14A此变电站共用接地装置的接地电阻应同时满足RE120v/I=120/6.14=19.5RE4则此变电站共用接地装置要求接地电阻为RE=4可利用的自然接地体电阻RE（nat）=60需要补充人工接地体，人工接地体的总电阻RE(man)为RE(man)= RE（nat）RE/(RE（nat）-RE)=240/56=4.29（2）初步敷设方案为现初步考虑围绕变电站建筑四周，距变电站23m，打入一圈直径50mm，长2.5m的钢管接地体，每隔5米打入一根（为减小屏蔽效率，一般管距不应小于管长的2倍）。管间用404mm2的扁钢焊接相连。计算单根钢管的接地电阻查工厂供电附录表27，得=100.m则单根钢管的接地电阻为RE(man)1=0.3=1000.3=30(4)确定接地的钢管数和最后接地方案根据RE(man)1/ RE(man)=30/4.29=7 ，考虑到管间电流屏蔽效应的影响，初步选为15根直径为50mm、长为2.5m的钢管作为接地体。以a/l=2和n=10可查工厂供电附录表28-2（取n=1020在a/l=2时的E中间值）得E=0.66。因此n=10考虑到接地体的均匀对称布置，选10根直径为50mm，长为2.5m的钢管作为接地体，用40*4mm2扁钢连接，环形布置。9 设备材料清单（1）主要设备材料清单编号 名 称 型号及规格单位 数量1电力变压器SC10-1600/10台12高压开关柜GG-1A(F) PT柜KYN17-10进线柜KYN17-10出线柜KYN17-10母联柜台12313避雷器FS4-10 个154低压开关柜GGD进线GGD馈线PGJ12-1.3 无功补偿柜台1415接地线镀锌扁钢254m（2）高压开关柜中的设备清单编号名 称 型号及规格 数量1高压断路器ZN18-10/63062高压隔离开关GN15-10/60013高压熔断器RN2-1034电压互感器JDZJ-1035电流互感器LQJ -10126户内接地开关JN-103（3）低压开关柜中的设备清单编号名 称 型号及规格 数量1低压断路器DW15-4000DZ20-200DZ20-4001382低压刀开关HD13-4000HD13-1600HD13-1000HR5-63012113电流互感器LMZJ1-0.5 3000/5LMZB1-0.5 200/5LMZB1-0.5 400/5338参考文献1 肖辉.电气照明技术M.北京:机械工业出版社,2009:51-58.2 中国建筑科学研究院.GB 50034-2009 建筑照明设计标准S.北京:中国建筑工业出版社,2009:4-9.3 郭福雁,黄民德.电气照明M.天津:天津大学出版社,2011:123-125.4 李恭慰.建筑照明设计手册M.北京:中国建筑工业出版社,2011:312-314.5 中国联合工程公司.GB 50052-2009 供配电系统设计规范S.北京:中国计划出版社,2009:28-33.6 中国机械工业部.GB 50057-94 建筑物防雷设计规范S.北京:中国建筑工业出版社,2010:10-14.7 黄纯华,葛少云.工厂供电M.天津:天津大学出版社,2011:63-84.致 谢伴着青春的激情和求知的欲望，我已走完了郑大求知之旅，美好的大学生活培养了我科学严谨的思维方法，更造就了我积极乐观的生活态度和开拓进