工厂供配电的设计论文

毕 业 设 计（论 文）

论文题目： 工场供配电的设计

所属系部： 电子工程系

指导老师： 职 称： 讲师

学生姓名： 刘鑫 班级、学号: 09321-32

专 业： 电气自动化

2011年11月19日

陕西航空职业技术学院毕业设计

陕西航空职业技能学院

结业设计（论文）任务书

题目： 工场供配电的设计 任务与要求：

1．根本某工场实际的供配电要求，设计满足实际需要并考虑未来增容要求的供配电系统；

2．变压器的类型和台数选择，变电所的位置选择； 3．电源进线和敷设方法；4. 无功功率赔偿； 5. 系统接地； 6. 计量方法； 7. 设计历程中要有详细的盘算历程 。

时间： 2009 年11月 14日 至2010 年4月 15 日 所属系部： 电子工程系 学生姓名： 刘鑫

学 号： 09321-32

专业： 电气自动化

指导单位或教研室： 电子系教研室 指导西席：

职 称： 讲师

2010年4 月15日

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结业设计(论文)进度筹划表

日 期 工 作 内 容 执 行 情 况 指导西席 签 字 09.11.14 调研、选题 完成 09.11.30 查找相关资料 完成 10.12.30 对技能的开端学习 完成 10.2.10 订立格式、设计框架 完成 将自己的想法与专业人士 10.3.15 交换探讨，得到可行结果 完成 10.4.15 总结、完善内容 完成 西席对进度筹划实施情况总评 签名 年 月 日 本表作评定学生平时结果的依据之一。

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摘要：工场供电系统就是将电力系统的电能降压再分派电能到各个厂房或车间中去，

它由工场降压变电所，高压配电线路，车间变电所，低压配电线路及用电设备组成。工场总降压变电所及配电系统设计，是凭据各个车间的负荷数量和性质，生产工艺对负荷的要求，以及负荷结构，结合国度供电情况.解决对各部分的宁静可靠，经济技能的分派电能问题。其根本内容有以下几方面：进线电压的选择, 变配电所位置的电气设计, 短路电流的盘算及继电掩护, 电气设备的选择,车间变电所位置和变压器 数量、容量的选择, 防雷接地装置设计等。

要害词：车间变电所，供配电，短路电流，防雷接地装置，电气设计

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目 录

一、绪论 ............................................................................................................................... 7 二、工场供电设计的一般原则 ........................................................................................... 7 三、配变电所位置选择 ....................................................................................................... 8 3.1 配变电所位置选择，应凭据下列要求综合考虑确定： ......................................... 8 3.2 车间变电所的总体摆设及要求 ................................................................................. 9 3.3 车间供电系统的主结线 ............................................................................................. 9 四、车间电力负荷盘算及变压器的选择 ......................................................................... 10 4.1 负荷盘算的目的 ....................................................................................................... 10 4.2 负荷盘算的要领及加氢裂扮装置主要原始资料 ................................................... 10 4.3 按需要系数法确定负荷盘算 ................................................................................... 12 4.3.2 需用系数法盘算负荷的结果 ............................................................................ 14 4.4 尖峰电流 ................................................................................................................... 16 4.4.1 尖峰电流的盘算 ................................................................................................ 16 4.5车间变压器的选择 .................................................................................................... 18 4.5.1车间变电站变压器台数的选择原则： ............................................................. 18 4.5.2变压器容量的选择： ......................................................................................... 18 4.5.3低压为230/400V的配电变压器联结组别的选择： ....................................... 18 五、 短路及短路电流的盘算 ........................................................................................... 19 5.1 短路的概述 ............................................................................................................... 19 5.2 电力网络中的短路盘算 ........................................................................................... 22 5.2.1 短路盘算的相关公式 ........................................................................................ 22 5.2.2短路盘算中应注意的问题 ................................................................................. 23 六、导线及其截面的选择 ................................................................................................. 25 6.1 导线和电缆的选择 ................................................................................................... 25 6.2 导线截面选择及校验的要领 ................................................................................... 26 七、车间高、低压电气设备及其选择 ............................................................................. 29 7.1 低压电气的选择及校验条件 ................................................................................... 29 7.1.1 按事情电压选择 ................................................................................................ 29 7.1.2 按事情电流来选择熔断器熔体的额定电流 .................................................... 29 7.1.3 低压熔断器的选择 ............................................................................................ 30 7.1.4 车间低压配电屏的选择 .................................................................................... 30 7.2 高压电气选择及校验条件 ....................................................................................... 31 7.2.1 按事情电压选择 ................................................................................................ 31 7.2.2 按事情电流来选择熔断器熔体的额定电流 .................................................... 31 7.2.3 短路动稳定度的校验条件 ................................................................................ 31 7.2.4 短路热稳定度的校验条件 ................................................................................ 31 7.2.5 高压断路器的选择 ............................................................................................ 32

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7.2.6 高压开关柜的选择 ............................................................................................ 32 7.2.7 并联电容器的选择 ............................................................................................ 33 八、供电系统的继电掩护 ................................................................................................. 34 8.1 继电掩护的概述 ....................................................................................................... 34 8.1.1 继电掩护的任务 ................................................................................................ 34 8.1.2 继电掩护的要求 ................................................................................................ 34 8.1.3 继电掩护装置的操纵电源 ................................................................................ 34 8.2 常用继电掩护的结线及整定盘算 ........................................................................... 34 8.2.1 常用继电掩护的结线 ........................................................................................ 34 8.2.2 继电掩护的整定盘算公式 ................................................................................ 36 8.3 车间部分装置的继电掩护 ....................................................................................... 36 8.3.1 车间变压器的掩护配置 .................................................................................... 36 8.3.2 高压电动机及电容器的掩护配置 .................................................................... 36 8.3.3 6KV线路的继电掩护 ..................................................................................... 37 九、防雷和接地 ................................................................................................................. 37 9.1 变电所的防雷掩护 ...................................................................................................... 37 9.1.1 车间变电所采取单支避雷针掩护 .................................................................... 38 9.2 配电变压器和电容器的掩护 ................................................................................... 38 9.2.1 配电变压器的掩护 ............................................................................................ 38 9.2.2 电力电容器的掩护 ............................................................................................ 38 9.3 接地掩护 ................................................................................................................... 39 9.3.1 车间低压系统的接地掩护 ................................................................................ 39 9.3.2 接地电阻的盘算 ................................................................................................ 39 致 谢 ................................................................................................................................. 40 参考文献 ............................................................................................................................. 41

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一、绪论

工场供电，即指工场所需电能的供给和分派，亦称工场配电.

电能是现代产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给用；电能的输送的分派既简单经济，又便于控制、调治和丈量，有利于实现生产历程自动化。因此，电能在现代产业生产及整个百姓经济生活中应用极为遍及。

在企业工场里，电能虽然是产业生产的主要能源和动力，但是它在产物本钱中所占的比重一般很小（除电化产业外）。电能在产业生产中的重要性，并不在于它在产物本钱中或投资总额中所占的比重多少，而在于产业生产实现电气化以后可以大大增加产量，提高产物质量，提高劳动生产率，低落生产本钱，减轻工人的劳动强度，改进工人的劳动条件，有利于实现生产历程自动化。从另一方面来说，如果工场的电能供给突然中断，则对产业生产可能造成严重的结果。

可见，做好工场供电事情对付生长产业自动化生产，实现产业现代化，具有十分重要的意义。由于能源节约是工场供电事情的一个重要方面，而能源节约对付国度经济建立具有十分重要的战略意义，因此做好工场供电事情，对付节约能源、支援国度经济建立，也具有重大的作用。

工场供电事情要很好地为产业生产办事，切实包管工场生产和生活用电的需要，并确实做好节能环保事情，就必须到达以下根本要求：

（1） 宁静： 在电能的供给、分派和使用中，不应产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，运行用度要低，并尽可能地节约电能和淘汰有色金属的消耗量。

别的，在供电事情中，应公道地处理惩罚局部和全局、当前和久远等干系，既要照顾局部的当前的利益，又要有全局看法，能顾全大局，适应社会的生长。为了包管工场供电的正常运转，就必须要有一套完整的掩护，监督和丈量装置。目前多以采取自动装置，将盘算机应用到工场配电控制系统中去。

二、工场供电设计的一般原则

凭据国度标准GB50052-95 《供配电系统设计范例》、GB50053-94 《10kv及以下设计范例》、GB50054-95 《低压配电设计范例》等的规定，进行工场供电设计必须遵循以下原则：

（1） 遵守规程、执行；

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必须遵守国度的有关规定及标准，执行国度的有关目标，包罗节约能源，节约有色金属等技能经济。 （2） 宁静可靠、先进公道；

应做到保障人身和设备的宁静，供电可靠，电能质量合格，技能先进和经济公道，采取效率高、能耗低和性能先进的电气产物。 （3） 近期为主、考虑生长；

应凭据事情特点、范围和生长筹划，正确处理惩罚近期建立与远期生长的干系，做到远近结合，适当考虑扩建的可能性。 （4） 全局出发、统筹分身。

按负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件等，公道确定设计方案。工场供电设计是整个工场设计中的重要组成部分。工场供电设计的质量直接影响到工场的生产及生长。作为从事工场供电事情的人员，有须要了解和掌握工场供电设计的有关知识，以便适应设计事情的需要。

三、配变电所位置选择

3.1 配变电所位置选择，应凭据下列要求综合考虑确定：

(1) 靠近负荷中心。

(2) 进出线方便。 (3) 靠近电源侧。 (4) 设备吊装、运输方便。 (5) 不应设在有剧烈振动的场合。

(6) 不宜设在多尘、水雾(如大型冷却塔)或有腐化性气体的场合，如无法远离时，不应设在污源的下风侧。

(7) 不应设在茅厕、浴室或其他经常积水场合的正下方或贴邻。

(8) 不应设在爆炸危险场合以内和不宜设在有火警危险场合的正上方或正下方，如摆设在爆炸危险场合范畴以内和摆设在与火警危险场合的修建物毗连时，应切合现行的《爆炸和火警危险情况电力装置设计范例》的规定。

(9) 配变电所为修建物时，不宜设在阵势低洼和可能积水的场合。 (10) 高层修建地下层配变电所的位置，宜选择在通风、散热条件较好的场合。 (11) 配变电所位于高层修建(或其他地下修建)的地下室时，不宜设在最底层。本地下仅有一层时，应采取适当抬高该所地面等防水步伐。并应制止大水或积水从其他渠道淹渍配变电所的可能性。

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3.2 车间变电所的总体摆设及要求

便于运行维护；包管运行宁静；便于进出线；节约土地和修建费； 留有生长余地。

加氢裂扮装置变电所摆设方案

1 2 厕所 低压配电室5 休息室 维修间 高压配电室6 备件库

380V配电间

3高压配电室 T2 T1 变压器室 电容器室 T4 T5 变压器室 电容器室

6KV 配电间

备注：1、2 ------6KV 电缆进线 ；3 ---- 高压开关柜；

T1、T2、T3、T4 ------ 6/0.4KV变压器；5 、6----- 低压配电屏；配电间为四层，一、三层为电缆夹层，二、四层为崎岖压配电间；

3.3 车间供电系统的主结线

车间变电站的主结线由于车间的负荷性质及生产工艺要求决定。一般采取线路

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---变压器组、单母线及分段单母线三种结线方法。

（1） 线路---变压器组主结线多用在只对三级负荷供电且用电量较小的车间变电

站。

（2） 当6---10KV 高压负荷的出线较多时，可采取单母线结线。如负荷中心有一、

二级负荷，则应有与其它电源相联络的线路，作为备用电源。

（3） 分段单母线结线方法主要用在一、二级负荷比力重，要求供电可靠性高的车间。

低压配电线路常见的结线方法有放射式结线、树干式结线、变压器—干线结线、环形结线和柴油发电机组作备用电源的结线。

放射式结线方法的优点是配电线路互不影响，供电可靠性高；主要用于容量大、负荷会合或重要的用电设备，或需要会合联锁起动、停车的用电设备。

树干式结线方法虽配电设备和导线质料耗用较少，运行灵活性好，但是干线妨碍时影响范畴比力大；一般用于用电设备摆设较均匀、容量不大的场合。

变压器---干线式结线方法虽结线简单，能大量减低压配电设备，但是供电可靠性不高，并且不适用于频繁起动，容量较大的打击负荷及对电压质量要求严格的用电设备。

环形结线方法供电可靠性高，但是掩护装置及其整定配合较庞大。 综上所述，车间供配电系统的结线方法选择为分段单母线式和放射式结线方法。

四、车间电力负荷盘算及变压器的选择 4.1 负荷盘算的目的

产业企业生产所需要的电能，除大型厂矿企业建有自备发电厂可供给部特别，通常均由电力系统共给。产业企业所使用的电能都是通过企业的各级变电站经过变更电压后，分派到各用电设备。因此，产业企业变电站可以说是企业电力供给的枢纽，所处职位十分重要。如何正确地盘算选择各级变电站的变压器容量及其它主要电气设备，这是包管企业宁静可靠供电的重要前提。进行企业电力负荷盘算的主要目的就是为了正确选择企业各级变电站的变压器容量，种种电气设备的型号、规格以及供电网络所用导线牌号等提供科学的依据。

4.2 负荷盘算的要领及加氢裂扮装置主要原始资料

一般常用于企业电力负荷盘算的要领有需用系数法、利用系数法、单位面积功率法、单位指标法和单位产物耗电量法。

此设计采取的是需用系数法来对加氢裂扮装置进行电力负荷盘算的。

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因为，需用系数是用设备功率乘以需用系数和同时系数，直接求出盘算负荷。这种要领轻便，应用遍及，尤其适用于配、变电所的负荷盘算。采取利用系数法求出最大负荷的平均负荷，再考虑设备台数和功率差别的影响，乘以与有效台数有关的最大系数得出盘算负荷，盘算历程十分繁琐。而单位面积功率法和单位指标法主要多用于民用修建；单位产物耗电量法主要适用于某些产业。

装置名称 分馏塔顶冷凝水泵 硫化剂泵 循环氢压缩机 重污油抽油泵 轻污油抽油泵 分馏塔顶空冷器 稳定塔顶空冷器 柴油空冷器 反冲洗污油泵 加氢裂扮装置技能参数一览表 Pe(kw) kx cosφ 5.5 30 5.5 22 22 22 22 22 30 15 15 18.5 30 45 30 75 45 55 15 7.5 0.55 75 75 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.5 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.84 0.87 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0.88 0. 0.84 0.65 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0.84 0.88 0.76 0. 0. tanφ 0.6 0.567 0.54 0.54 0.54 0.54 0.54 0.54 0.512 0.6 1.17 0.512 0.512 0.512 0.512 0.512 0.512 0.512 0.6 0.54 0.882 0.512 0.512 新氢压缩机帮助油泵电机 新氢压缩机油箱电加热器 吸收塔中段回流泵 新氢压缩机水站水泵 稳定塔进泵 热高分子空冷器 塔顶循环回流泵 脱吸塔底泵 航煤泵 注氨泵 新氢压缩机盘车电机 阻垢剂泵 引风机 压缩机厂房吊车 柴油泵

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重石脑油泵 循环氢压缩机油泵电机 抗氧剂泵 缓蚀剂泵 热低分子气/航煤空冷器 硫化氢气提塔顶空冷器 分馏塔中断回流 低压脱硫贫胺液泵 硫化氢气提塔顶泵 开工循环泵 分馏塔顶冷凝水泵 石脑油分馏塔顶回流泵 新氢压缩机注油器电机 分馏塔顶回流泵 分溜塔进料泵(P-3204A/B) 新氢压缩机(K-3101)主机 尾油泵 反响进料泵 注水泵 新氢压缩机 办公室外空调室外机 办公室外空调室内机 控制室风恒温恒湿空调机 配电间风冷空调机 90 30 0.55 2.2 30 30 75 55 75 55 15 45 3 90 280 2000 280 2200 280 11 84 7.5 176 30 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.9 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0. 0. 0.76 0.86 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0.88 0. 0.87 0. 0.85 -0.9 0.85 0.85 0.85 0.84 0.84 0.84 0.84 0.84 0.512 0.512 0.882 0.593 0.512 0.512 0.512 0.512 0.512 0.512 0.54 0.512 0.567 0.512 0.62 0.36 0.62 0.62 0.62 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6

4.3 按需要系数法确定负荷盘算

4.3.1需用系数法盘算负荷的有关公式

A. 确定用电设备组或用电单位盘算负荷的公式:

a. 有功盘算负荷 (KW) P30=Kx•Pe；式中，Kx为用电设备组或用电单位的需要系数；Pe为用电设备组或用电单位的总设备容量；

b. 无功盘算负荷 Kvar Q30P30•tan

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式中，tan为设备铭牌给定功率因数角用电设备组或用电单位功率因数角的正切值

c. 视在盘算负荷(KV·A) S30P30d. 盘算电流(A) I30定值(KV)

B. 确定多组用电设备组或多个用电单位总盘算负荷的公式: a. 有功盘算负荷 (KW) P30=KPP30i

式中，P30i为各组的盘算负荷(KW)；KP为有功负荷同时系数，由设备组盘算车间配电干线负荷时可取KP=0.85～0.95，由设备组直接盘算变电所低压母线总负荷时可取KP=0.8～0.9。

b. 无功盘算负荷 Kvar Q30KqQ30i

式中，Q30i为各组无功盘算负荷(Kvar)；Kq为无功负荷同时系数,由设备组盘算车间配电干线负荷时可取Kq=0.9～0.97，由设备组直接盘算变电所低压母线总负荷时可取Kq=0.85～0.95 。

c. 视在盘算负荷(KV·A) S30P30Q30 d. 盘算电流(A) I30222cos

S303UN 式中UN为用电设备组或用电单位供电电压额

S303UN 式中UN为用电设备电压额定值(KV)

e. 无功赔偿公式 QCP30•(tan1tan2) 赔偿前 cos1=0.85, tan1=0.62 赔偿后cos2=0.95, tan2=0.33

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4.3.2 需用系数法盘算负荷的结果

（表1.3） 加氢裂扮装置盘算负荷一览表 装置名称 分馏塔顶冷凝水泵 硫化剂泵 反冲洗污油泵 循环氢压缩机 重污油抽油泵 轻污油抽油泵 热低分子气/航煤空冷器 硫化氢气提塔顶空冷器 分馏塔顶空冷器 稳定塔顶空冷器 柴油空冷器 新氢压缩机水站水泵 新氢压缩机水站水箱加热器 热高分子空冷器 新氢压缩机帮助油泵电机 新氢压缩机油箱电加热器 吸收塔一中段回流泵 吸收塔二中段回流泵 稳定塔进泵 塔顶循环回流泵 脱吸塔底泵 航煤泵 注氨泵 新氢压缩机盘车电机 阻垢剂泵 引风机 200 24 30 14.8 14.8 36 60 36 44 12 12 0.44 60 129.187 15.505 0 7.578 7.578 18.432 30.72 18.432 22.528 6.48 7.437 0.388 30.72 28.57 30 16.627 16.627 40.445 67.407 40.445 49.432 13.638 0.587 67.407 P30i（KW) 4.4 24 24 4.4 17.6 17.6 150 150 134.4 100.8 134.4 24 30 Q30i（Kvar） 2.842 13.608 13.608 2.376 9.5 9.5 96. 96. 82.294 62.47 82.294 12.288 0 S30i（KVA） 5.24 27.5 27.5 5 20 20 26.963 30

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柴油泵 压缩机厂房吊车 重石脑油泵 循环氢压缩机油泵电机 抗氧剂泵 缓侍剂泵 办公室外空调室外机 分馏塔中断回流泵 低压脱硫贫胺液泵 硫化氢汽提塔顶泵 开工循环泵 办公室外空调室内机 控制室风恒温恒湿空调机 配电间风冷空调机 石脑油分馏塔顶回流泵 新氢压缩机注油器电机 分馏塔顶回流泵 新氢压缩机 车间低压装置合计 （380V） 乘以同时系数 低压无功赔偿 赔偿后盘算负荷 新氢压缩机主机 分溜塔进料泵 尾油泵 反响进料泵 注水泵 车间总合计 71.8 60 72 24 0.44 1.76 67.2 60 44 60 88 6 140.8 24 24 2.4 72 3.6 P30（KW） 2594.9 Kp=0.9 2335.41 2335.41 3600 224 224 1760 448 10632.31 46.614 30.72 36.8 12.288 0.388 1.043 50.4 30.72 22.528 30.72 45.056 4.5 105.6 18 12.288 1.8 36.8 2.232 Q30（Kvar） 1734.42 Kq=0.95 17.699 -677.26 970.4301 -1296 138.88 138.88 1091.2 276.76 5258.2801 67.407 80. 26.963 0.587 2.046 67.407 49.432 67.407 26.963 80. 4.236 S30（KVA） 3121.17 921.052 2529.01 263.56 263.56 2070.83 备注： 低压（380V）侧： I30=3842.5A ；高压(6KV)侧： I30=946.1A

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4.4 尖峰电流

尖峰电流是指连续时间只1~2s左右的短时最大负荷电流，它对导线和电器设备有很大的损害作用，一般用来作为选择校验熔断器、自动开关、断路器等设备的依据。 4.4.1 尖峰电流的盘算

(1) 单台用电设备的尖峰电流 IPKISTKST•IN

式中，IPK为尖峰电流；KST为设备的启动电流倍数；IST为设备的启动电流；

对一般的笼型异步电动机而言 KST=6～7； 对付级数≤4的笼型异步电机KST一般取7。

依次为盘算依据，可以盘算出整个加氢裂化车间各装置的尖峰电流，盘算结果如表1.4所示。

(2) 低压380V的车间总设备的尖峰电流 IPKI30ISTINmax 已知车间低压设备的总盘算电流I30=3842.5A

所以 IPKI30ISTINmax=3842.5+267.4·6=5446.9A

（表1.4） 加氢裂化装置的尖峰电流和盘算电流一览表 装置名称 分馏塔顶冷凝水泵 硫化剂泵 注氨泵 循环氢压缩机 重污油抽油泵 轻污油抽油泵 分馏塔顶空冷器 稳定塔顶空冷器 柴油空冷器 反冲洗污油泵 新氢压缩机帮助油泵电机 新氢压缩机水站水泵 热低分子气/航煤空冷器 硫化氢气提塔顶空冷器 新氢压缩机油箱电加热器 Ie(A) 11.6 56.8 29.4 11.1 42 42 42 42 42 56.9 29.4 56.9 56.9 56.9 45.6 KTS 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 IPK（A） 81.2 397.6 205.8 77.7 294 294 294 294 294 398.3 205.8 398.3 398.3 398.3 398.3 I30（A） 7.96 41.92 20.72 7.6 30.39 30.39 30.39 30.39 30.39 40.97 20.72 40.97 40.97 40.97 40.97

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热高分子空冷器 吸收塔一中段回流泵 吸收塔二中段回流泵 稳定塔进泵 塔顶循环回流泵 脱吸塔底泵 航煤泵 阻垢剂泵 引风机 压缩机厂房吊车 柴油泵 重石脑油泵 循环氢压缩机油泵电机 抗氧剂泵 缓侍剂泵 分馏塔中断回流 低压脱硫贫胺液泵 硫化氢气提塔顶泵 开工循环泵 硫化氢气提塔顶泵 分馏塔顶冷凝水泵 石脑油分馏塔顶回流泵 新氢压缩机注油器电机 分馏塔顶回流泵 尾油泵 分溜塔进料泵 反响进料泵 新氢压缩机主机 注水泵 加药装置加药泵 控制室新风净化机 新氢压缩机 56.9 35.5 35.5 83.9 140.1 83.9 102.7 1.5 140.1 140.1 140.1 167 15 1.5 4.7 140.1 102.7 140.1 102.7 140.1 29.4 15 3.4 167 36 36 261 223 35 3.4 3.4 22.6 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 5.2 5.2 7 7 7 7 398.3 248.5 248.5 587.3 980.7 587.3 718.9 10.5 980.7 980.7 980.7 1169 105 10.5 32.9 980.7 718.9 980.7 718.9 980.7 205.8 105 23.8 1169 252 252 1357.2 1159.6 245 23.8 23.8 158.2 40.97 25.26 25.26 61.45 102.42 61.45 75.11 0. 102.42 102.42 102.42 122.9 10.36 0. 3.11 102.42 75.11 102.42 75.11 102.42 20.72 10.36 2.15 122.9 24.5 24.5 199.27 199.27 24.5 2.15 2.15 15.92

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4.5车间变压器的选择

变压器是电力系统中数量极多且职位十分重要的电器设备，它的作用就是升高和低落电压。

4.5.1车间变电站变压器台数的选择原则：

（1） 对付一般的生产车间尽量装设一台变压器；

（2）如果车间的一、二级负荷所占比重较大，必须两个电源供电时，则应装设两台变压器。每台变压器均能包袱对全部一、二级负荷的供电任务。如果与相邻车间有联络线时，当车间变电站出现妨碍时，其一、二级负荷可通过联络线包管继承供电，则亦可以只选用一台变压器。

（3）当车间负荷昼夜变革较大时，或由（公用）车间变电站向几个负荷曲线相差悬殊的车间供电时，如选用一台变压器在技能经济上显然是不公道的，则亦装设两台变压器。

4.5.2变压器容量的选择：

（1） 变压器的容量ST（可近似地认为是其额定容量SN·T）应满足车间内所有用电设备盘算负荷S30的需要，即 ST≥S30 ；

（2）低压为0.4Kv的主变压器单台容量一般不宜大于1000KV·A（JGJ/T16—92规定）或1250 KV·A（GB50053—94规定）。如果用电设备容量较大、负荷会合且运行公道时，亦可选用较大容量的变压器。[这样选择的原因：一是由于一般车间的负荷密度，选用1000-1250 KV·A的变压器更靠近于负荷中心，淘汰低压配电线路的电能损耗、电压损耗和有色金属消耗量；另一是限于变压器低压侧总开关的断流容量。] 4.5.3低压为230/400V的配电变压器联结组别的选择： （1） 选择Y,yn0联结组别的几种情况：

① 三相负荷根本平衡，其低压中性线电流不致凌驾低压绕组额定电流25%时； ② 供电系统中高次谐波滋扰不严重时；

③ 低压单相接地短路掩护的行动灵敏度到达要求时； （2） 选择D,yn11联结组别的几种情况：

① 由单相不平衡负荷引起的中性电流凌驾变压器低压绕组额定电流25%时； ② 供电系统中存在较大的“谐波源”，三次及以上高次次谐波电流比力突出时； ③ 需要增大单相短路电流值，以确保低压单相接地短路掩护的行动灵敏度； 除此之外,考虑到加氢裂扮装置在整个厂生产历程中所起到的作用，车间应该设

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有四台变压器，四套设备同时运行；每台变压器包袱50%的盘算负荷，两台变压器互为暗备用；但两台变压器的容量均按盘算负荷的70%∽80%来选择。这样，变压器在正常运行时的负载率β不凌驾下列百分值：

β=(50/80)%∽(50/70)%≈62.5%∽71%

根本上满足经济运行的要求。在妨碍的情况下,不消考虑变压器的过负荷能力就能担负起对全部负荷供电的任务。 综上所述:

依据车间低压装置的盘算负荷可以选定催化车间变压器为： 选用10KV级S10系列节能型电力变压器四台。 其技能参数如下：

额定容量：1600KVA 一次侧额定电压：6000V 二次侧额定电压：400V 联结组别：Y,yn0或Dyn11 空载损耗：ΔPk=2.20KW 短路损耗：ΔPe=13.8KW 短路电压百分值：ud %=4.5 空载电流百分值：Ik %=0.6

当电流通过变压器时，就要引起有功功率和无功功率的损耗，这部分功率损耗也需要由电力系统供给。因此，在确定车间主结母线时需要考虑到这部分功率损耗。

变压器的负荷率：β=S30/Se =2529.01/1600·4≈40% 变压器的有功损耗为：ΔPb=ΔPk+β²·ΔPe ΔPb =2.20+0.4²·13.8=4.408Kw

变压器的无功损耗为：ΔQb=ΔQk+β²·ΔQe ΔQb = Ik %/100 ·Se+β²·[ud %/100 · Se ]

=0.6/100·1600+0.4²·[4.5/100 ·1600 ]

=21.12Kvar

五、 短路及短路电流的盘算 5.1 短路的概述

“短路”是电力系统中常产生的一种妨碍。所谓短路是指电网某一相导体未通过任何负荷而直接与另一相导体或地打仗。电器设备载流部分绝缘损坏是形成短路的主要原因，它带来的危害也是相当严重的。结果：

（1）损坏电气设备：短路电路要产生很大的电动力和很高的温度，可使妨碍设备造成严重的损坏，并可能损坏电路其它设备。

（2）造成停电事故：由于电路中装设有短路掩护装置，因此在电路短路时，将使得短路电路断开，从而造成停电。短路点越靠近电源，短路引起停电的范畴越大，

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给百姓经济造成的损失越大。

（3）引起电压骤降：短路时电压要骤降，从而严重影响电气设备的运行。电压的严重下降，还可能破坏各发电厂并列运行的稳定性，使得并列运行的发电机组失去同步，造成系统解列.

（4）造成电磁滋扰：不对称短路电流产生的不平衡磁场，对四周的通信线路、信号系统及电子设备等产生严重的滋扰，影响其正常运行，甚至可能造成误行动。

常见的几种短路类型 （1） 对称短路：

三相短路k(3)：

（2） 不对称短路：

两相短路k(2)

两相接地短路k(1.1)

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单相短路k(1):

进行短路电流盘算的目的是为了包管电力系统宁静运行，在设计选择电器设备时都要用可能流经该设备的最大短路电流进行热稳定校验和动稳定校验，以包管该设备在运行中能够经受住突发短路妨碍引起的发热效应和电动理效应的巨大打击。同时，为了尽快切断电源对短路点的供电，采取了种种继电掩护和自动装置，这些装置的整定盘算也需要准确的短路电流数据。

为了校验种种电器设备，必须找出可能出现的最严重的短路电流。经阐发，发明在空载线路上且恰好当某一相电压过零时刻产生三相短路，在该相中就会出现最为严重的短路电流。

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5.2 电力网络中的短路盘算

5.2.1 短路盘算的相关公式

（表5.1） 有名值与标幺值换算公式 参数名称 功率 有名值 S 标幺值 SS Sd说明 一般取Sd=100MVA 电压 U UU UdI Id一般取Ud=Uev 电流 I IIdSd3Ud 电抗 X XXXSd=2 XdUdX是以Sd为基准容量的标幺值 变压器电抗 UK%U2N XT100SNXTUk%Sd 100SN 线路电抗 XLX1L XLX1LSd 2UdX1为线路每公里电抗值 X%UNSd电抗器电抗 XRXR%UNINXRR21003INUd1003XR%为电抗器铭牌上数值 凭据经验值，一般6KV 电压级的基准数据如下示：

Sd=100MVA；Ud=Uav；基准电压为6.3KV；基准电抗为0.397；基准电流为9.16KA

高压网络中对付无穷大电源系统三相短路标幺值法盘算公式：

''IIIt1X

X为系统电源到短路点间的总阻抗；

I''I1XSd3Ud（KA） Ud为短路点处的平均电压，I''为次暂态短路电流；

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'S'K=3I''UN（MVA）；

ish2kshI''（KA） ish为打击电流，ksh为短路电流打击系数；

低压配电网络中短路电流的盘算 （1） 高压侧系统的等值电抗

配电变压器容量较小，阻抗值较大，一般可认为短路时其高压侧母线电压保持稳定，即为无穷大电源系统。可据下式算出系统的等值阻抗（折算到400V 侧）：

4002 Sk配电变压侧短路容量，KVA ZSm；RS0.1XS；XS0.995ZSm；SK（2） 变压器的阻抗

PKU2UK%U222NNRTm；Zm；XZRm TTTT2100SNSN式中，PK的单位为KW；UN的单位为V；SN的单位为KVA

（3） 低压电网内电阻值较大，不能略去。用ZR2X2来取代盘算中的电

抗X。

（4） 一般采取标幺值法或有名值盘算比力轻便。

采取有名值盘算时电压单位用V，电流用KA，容量用KVA，阻抗用m。 有关盘算公式

（3）‘’ IKIIUav3ZUav223RX（2）（3）；IK0.866IK

式中，Z 为短路回路每相的总阻抗，m；R、X分别为短路回路每相的总电阻、总电抗，

m；Uav为平均额定线电压，V。 5.2.2短路盘算中应注意的问题 1. 短路电流打击系数ksh的取值

在高压电网中其它所在短路取1.8；在1000V 及以下变压器低压侧0.4KV 短路时取1.3；

2. 对电网中异步电动机负荷的处理惩罚

一些接在短路点四周（5m内）且容量较大的异步电动机（电动机容量大于100KW或总容量大于100 KW的感到电动机），在短路初瞬次暂态阶段，短路点的电压为零，这些电动机因为有较大的惯性，转速不能立即降到零，因此其反电动势大于电网的剩

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余电压。此时看作一台发电机，能向短路点反馈次暂态短路电流和打击短路电流。可按下公式盘算：

'E'M0.9IMN5.3IMN； I''IMN0.17XM''M'ish(M)2Ksh(M)I'M2Ksh(M)5.3IMN7.48KshIMN '式中，E'M为电动机次暂态电势标幺值，一般取0.9；

'X'M为电动机次暂态电抗标幺值，一般取0.17；Ksh(M)为电动机短路电流打击系数，

一般高压电动机取1.4~1.6，低压电动机取1.0；

3. 系统等值电抗的估算：

XSSd，Sk为系统分界母线处的短路容量（有时用该处断路器额定断流容量Sk取代）

电网中产生三相短路时，短路点的电压降为零，短路点四周的电压也大为低落。为阐发短路时电力系统的运行状态或因继电掩护整定盘算的要求，需要盘算系统中某点在短路时的电压（残压）

UreIX X为由短路点算起到系统某点的电抗标幺值；

（表5.2） 高压侧三相短路电流盘算一览表

(3)''IIIZq短 路 点 Ish ish ish(M) ish S'' （KA） d—1、8 d—2 d—3、13 d—4、10 d—5、11 d—6、12 d—7、9

（KA） 494.8 384.2 446.17 153.69 153.69 153.69 446.17 （KA） 831.65 5.77 749.93 258.32 258.32 258.32 749.93 （KA） 2.93 0.4 0.39 0.39 2.93 （KA） （MVA） 831.65 5.77 752.86 258.72 258.71 258.71 752.86 3575.56 2773.14 3220.44 1109.3 1109.3 1109.3 3220.44 327.68 254.44 295.48 101.78 101.78 101.78 295.48 陕西航空职业技术学院毕业设计

3)备注：（1）I(Zq---为三相短路时周期分量的有效值，用来作为推算其它各短路电流盘

算量的根本依据。

（2）I---为三相短路电流的稳态有效值，用来校验电器和电路中载流部件的热稳定性。

（3）I''---为次暂态短路电流，用来作继电掩护的整定盘算和校验断路器的额定断流量。

（4）Ish---为三相短路后第一周期内短路电流（指最严重情况下的最严重相的第一周期的电流峰值）的有效值，用来校验电器设备的动稳定性，有时也用作校验断路器的额定断流量。

（5）ish---为三相短路打击电流（指最严重短路情况下，三相短路电流中最严重相的第一周期的电流峰值），用来校验电器设备和母线的动稳定性。

（6）S''---为次暂态三相短路容量，用来校验断路器的遮断能力。 （7）ish(M)---为电动机的反馈打击电流

（8）ish---为考虑了电动机的反馈电流后短路电流的打击值 ishishish(M)

（表5.3） 低压侧三相短路电流盘算一览表 短路点 d—1、9 d—2 d—3 d—4 d—5 d—6 d—7 d—8 3)I(ZqII'' Ish ish(M) S'' （KA） 148.81 27.18 85.41 20.13 117.35 10.35 8.37 33.65 （KA） 344.67 61.13 192.09 45.27 263.92 23.28 18.82 75.68 （KA） 162.2 29.63 93.1 21.94 127.91 11.28 9.12 36.68 （MVA） 102.98 18.81 59.1 12.66 81.21 7.17 5.79 23.28

六、导线及其截面的选择 6.1 导线和电缆的选择

导线和电缆选择是产业企业供电网络设计中的一个重要组成部分，因为它们是组成供电网络的主要元件，电能必须依靠它们来输送分派。在选择导线和电缆的型号及

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截面时，既要包管供电的宁静可靠，又要充实利用导线和电缆的负载能力。

选择导线和电缆截面时，必须考虑以下几个因素，这些因素也是我们的选择原则： （1）发热问题 电流通过导线或电缆时将引起发热，从而使其温度升高。当通过的电流凌驾其允许电流时，将其绝缘线和电缆的绝缘加快老化，严重时将烧毁导线或电缆，或引起其它的事故，不能包管宁静供电。另一方面为了制止浪费有色金属，应该充实利用导线和电缆的负荷能力。因此，必须按导线或电缆的允许载流量来选择其截面。

（2）电压损失问题 电流通过导线时，除产生电能损耗外，由于线路上有电阻和电抗，还产生电压损失。当电压损失凌驾一定的范畴后，将使用电设备端子上的电压不敷，严重影响用电设备的正常运行。

（3）排挤线路的机器强度 排挤线路经受风、雪、覆冰和温度变革的影响，因此必须有足够的机器强度以包管其宁静运行，其截面不得小于某一最小允许截面。 （4） 经济条件 导线和电缆截面的巨细，直接影响网络的出投资及电能损耗的巨细。截面选的小些，可节约有色金属和淘汰电网投资，但网络中的电能损耗增大。反之，网路中的电能损耗虽然淘汰，但有色金属耗用量和电网投资都随之增大。因此这里有一个经济运行的问题，即所谓按经济电流密度选择导线和电缆截面，此时网路中的年运行用度最小。

6.2 导线截面选择及校验的要领

常用选择导线截面的要领有：按发热条件选择；凭据允许电压损失条件选择；凭据机器强度条件选择；凭据经济电流密度条件选择。

从原则上讲，上述四个条件都满足，以其中最大的截面作为我们应该选取的导线截面。但是，对一般产业企业6~10KV线路来说，因为电力线路不长，如凭据经济电流密度来选择导线的截面，则往往偏大，所以一般只作为参考数据。只有大型产业企业的外部电源线路，但负荷较大、线路较长时，特别是35KV 及以上的输电线路，主要应按经济电流密度来选择导线截面。

对付一般的产业企业内部6~10KV 线路，因线路不长，其电压损失不大，所以一般按发热条件选择，然后按其它条件进行校验。对付380V 低压线路，虽然线路不长，但因电流较大，在按发热条件选择的同时，还应按允许电压损失的条件进行校验。 凭据允许电压损失条件选择条件：

R0U%10U2NX0pLaa10U21Nnnq1aLa≤5% 进行校验，各设备导线的选择均满足此条

件。

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式中，R0、X0为每公里线路的电阻和电抗；

R010U2Np1nnaLa为由有功负荷及电阻引起的电压损失；

X0

10U2Nq1aLa为由无功负荷及电抗引起的电压损失；

除此校验条件外，还需考虑到熔断器和自动开关与导线截面的配合问题，它们之间也需要满足一定的干系：

（1） 对付动力支线采取电缆敷设时，熔断器和电缆允许电流的倍数干系是

Ier2.5IY（Ier 为熔断器熔体的额定电流，A；IY 为电缆允许的电流，A）；自动开关和电缆允许电流的倍数干系是

IgzdIY1.0，

Iszd4.5（Igzd 为长延时脱扣器整定电流，Iszd为瞬IY时脱扣器整定电流，A）。

（2） 对付动力干线采取电缆敷设时，熔断器和电缆允许电流的倍数干系是

Ier1.5；IY自动开关和电缆允许电流的倍数干系是

IgzdIY1.0，

Iszd4.5。 IYIY>1.25。 IN（3） 对付有爆炸危险的厂房中选择电缆截面的条件为综上所述：

加氢裂化车间各用电设备导线及其截面的选择和校验情况如下表所示：

（表6.1） 车间各用电设备导线截面的选择和校验 设备名称 分馏塔顶冷凝水泵 硫化剂泵 循环氢压缩机 重污油抽油泵 轻污油抽油泵 分馏塔顶空冷器 稳定塔顶空冷器 柴油空冷器

电缆型号 VLV29-34 VLV29-325 VLV29-34 VLV29-316 VLV29-316 VLV29-316 VLV29-316 VLV29-316 IY（A） 30 87 30 67 67 67 67 67 IN(A) 11.6 56.8 11.1 42 42 42 42 42 IY>1.25 IN合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 陕西航空职业技术学院毕业设计

新氢压缩机水站水泵 新氢压缩机水站水箱加热器 热高分子空冷器 热低分子气/航煤空冷器 硫化氢气提塔顶空冷器 新氢压缩机帮助油泵电机 新氢压缩机油箱电加热器 反冲洗污油泵 新氢压缩机水站水泵 吸收塔一中回流泵 吸收塔二中回流泵 稳定塔进料泵 塔顶循环回流泵 脱吸塔底泵 航煤泵 注氨泵 新氢压缩机盘车电机 阻垢剂泵 引风机 柴油泵 压缩机厂房吊车 重石脑油泵 循环氢压缩机油泵电机 抗氧剂泵 缓侍剂泵 分段塔回流泵 低压脱硫贫胺液泵 VLV29-325 VLV29-325 87 87 56.8 56.8 合格 合格 VLV29-325 VLV29-325 87 87 56.8 56.8 合格 合格 VLV29-325 87 56.8 合格 VLV29-36 38 29.4 合格 VLV29-34 30 11.1 合格 VLV29-325 VLV29-325 VLV29-310 VLV29-310 VLV29-335 VLV29-395 VLV29-335 VLV29-350 VLV29-36 VLV29-34 VLV29-34 VLV29-395 VLV29-395 VLV29-395 VLV29-3120 VLV29-325 87 87 51 51 108 192 108 132 38 30 30 192 192 192 218 87 56.9 56.9 35.5 35.5 83.9 140.1 83.9 102.7 29.4 15 1.5 140.1 140.1 140.1 167 56.9 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 VLV29-34 VLV29-34 VLV29-395 VLV29-350 30 30 192 132 1.5 4.7 140.1 102.7 合格 合格 合格 合格

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硫化氢气提塔顶泵 开工循环泵 分馏塔顶冷凝水泵 分馏塔顶回流泵 新氢压缩机主机 石脑油分馏塔顶回流泵 新氢压缩机注油器电机 反响进料泵 注水泵 分溜塔进料泵 尾油泵 高压干线 低压干线 VLV29-395 VLV29-350 VLV29-36 VLV29-3120 YJLV-3240 VLV29-325 192 132 38 218 396 87 140.1 102.7 29.4 167 261 56.9 合格 合格 合格 合格 合格 合格 VLV29-34 30 3.4 合格 YJLV-3240 VLV29-310 VLV29-310 VLV29-310 2(VLV29-3240) 2(VV-1800) 396 51 51 51 473 1921 261 35 36 36 合格 合格 合格 合格 合格 合格

七、车间高、低压电气设备及其选择 7.1 低压电气的选择及校验条件

7.1.1 按事情电压选择

一般电器额定电压UNe应不低于所在电路额定电压UN即UNeUN 7.1.2 按事情电流来选择熔断器熔体的额定电流

一般电器额定电流INe应不低于所在电路的盘算电流I30即INeI30 A 掩护动力线路的熔断器的选择

a. 熔体的电流INFE应不小于电路的盘算电流I30，即 INFEI30 b. 熔体电流INFE应躲过电路的尖峰电流Ipk，即 INFEK·Ipk 轻载起动电动机K=0.25~0.3； 供多台电动机K=0.5~1

c. 熔体电流INFE应与被掩护线路配合，以免线路过负荷引起过热甚至绝缘燃烧而熔体不熔断F，因此需要满足 INFE≤KOL·Ial

Ial 为导线或电缆的允许载流量；KOL为导线或电缆的允许短时过负荷系数(当熔断器

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只作短路掩护时，对电缆导线取 KOL =2.5；当熔断器同时作短路掩护和过载掩护时，

KOL =1)。

B. 掩护照明线路的熔断器的选择

INFE≥KI·I30 对付荧光灯或高压汞灯取KI=1 凭据经验一般选择RC1A型熔断器 C. 掩护变压器的熔断器的选择

掩护变压器的熔断器的熔体电流INFE应躲过变压器的允许过负荷电流和励磁涌流,须按下式选择:

INFE=（1.5~2.0）I1NT；I1NT为变压器一次侧额定电流

D. 掩护电容器的熔断器的选择

掩护并联电容器的熔断器容体电流应躲过电容器的合闸电流，一般应按下公式选择：

INFE= KC·INC 式中INC为电容器的额定电流； KC为盘算系数 （一台电容器 KC = 1.5~2.0） E. 掩护电压互感器的熔断器的选择

凭据经验: 掩护电压互感器的熔断器熔体电流INFE=0.5A 7.1.3 低压熔断器的选择

低压熔断器宜选择限流式熔断器（RT、RS 等型）。

因为这类限流式熔断器的熔件一般为导热性好、热容量小的铜、银等金属质料，通常熔件上焊锡，利用其“冶金效应”来改进其掩护性能；熔断管内一般充填石英砂，以改进灭弧性能。主要用于要求快速断开短路、断流能力要求较大及同时要求掩护过负荷的场合。

而非限流式熔断器（RC、RM 等型）的熔件一般为导热性差、热容量较大的铅、锡、锌等金属质料，熔管内一般不充填石英砂，一般用于断流能力要求较小及次要场合。

7.1.4 车间低压配电屏的选择

选用BFC—2B 型抽屉式低压配电屏。BFC—2B 型抽屉式低压配电屏适用于发电厂、变电所等500V以下的交换三相三线制或三相四线制系统，作为动力及照明配电用。该配电屏配用了AH系列开关，按主电路方案的组合方法分为空气断路器柜、单面抽屉柜和双面抽屉柜三种类型。 各主要电器设备简介：

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LMZJ1-0.5型电流互感器为母线式、浇注绝缘、户内产物，适用于交换50HZ、500V及以下的线路中，供电流、电能和功率丈量以及继电掩护用。

RT0系列有填料封闭管式熔断器，适用于交换50 HZ、额定电压380V及以下短路电流大的网络或配电装置中，作为电缆、导线及电器设备的短路掩护及导线、电缆的过负荷掩护。尤其适用于供电线路或断流能力要求较高的场合。

CJ10 系列交换打仗器为一般任务打仗器，适用于50HZ、电压380V及以下，电流150A及以下电力线路中，并适用于频繁启动和控制交换电动机。

JR15系列热继电器是一种双金属片式热继电器，适用于长期事情的一般交换电动机的过载掩护。

7.2 高压电气选择及校验条件

7.2.1 按事情电压选择

UUUUN电器额定电压Ne应不低于所在电路额定电压N即Ne 7.2.2 按事情电流来选择熔断器熔体的额定电流

IIII一般电器额定电流Ne应不低于所在电路的盘算电流30即Ne30 7.2.3 短路动稳定度的校验条件

i（1） 断路器、负荷开关、断绝开关、电抗器的动稳定电流的峰值max应不小于

Ii可能的最大的短路打击电流sh，或其动稳定电流有效值max 应不小于可能的最大的

IIIii短路打击电流sh即 maxsh；maxsh

（2）电流互感器大多数给出动稳定倍数 Kes件为 Kes2I1Nish；

I式中，1N为电流互感器的额定一次电流 7.2.4 短路热稳定度的校验条件

imax(2I1N)，其动稳定度校验条

(3)2断路器、负荷开关、断绝开关、电抗器的热稳定度校验条件为I2ttItima

式中，It为电器的热稳定电流；t为其热稳定时间；I(3)为通过电器的三相短路稳态电流；tima为短路发热假象时间。

电流互感器大多给出热稳定倍数Ktit(2I1N)和热稳定时间t，其热稳定度校

验条件为 (KtI1N)2tI(3)2tima 式中，I1N为电流互感器额定一次电流

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母线、电缆的短路热稳定度，可按其满足热稳定度的最小截面Amin来校验，即

AAminI(3)Ctima 式中，A 为母线、电缆的导体截面积；C 为导体的短路热稳定

系数

7.2.5 高压断路器的选择

选择真空断路器（ZN 型）

真空断路器的开关触头在高真空的容器内闭合和断开，灭弧能力强，燃弧时间短，属于高速断路器。真空断路器触头不受外界有害气体的侵蚀，点磨损小，寿命长；并且它的结构简单、体积小,且可采取积木式结构,系列性强，无易燃易爆危险。主要适用于频繁操纵和高速开断的场合。多油断路器虽结构简单，油兼有灭弧和绝缘成果，但需油量多，体积较大，耗用钢材多，有易燃易爆的危险。少油断路器虽结构简单，体积小、重量轻，但外壳带电，人体不许触及，有燃烧爆炸的危险，适用于不需频繁操纵及不要求高速开断的场合。六氟化硫断路器中的六氟化硫气体兼有灭弧和绝缘成果，灭弧能力强。结构简单，无燃烧爆炸的危险。六氟化硫气体自己无毒，但在电弧的高温作用下产生氟化氢等强烈腐化性的剧毒物，给查验带来未便。压缩空气断路器的灭弧能力强，分断时间短，断流能力大。但是其结构庞大，主要用于超高压电网中及不适于六氟化硫断路器的高寒地区。 7.2.6 高压开关柜的选择

选用JYNZ—10 型手式交换金属封闭高压开关柜

JYNZ—10 型手式交换金属封闭高压开关柜主要适用于3~10KV、交换50HZ单母线系统，作为一般担当和分派电能的户内式配电设备。 主要电器设备简介：

RN系列户内限流式高压熔断器，熔丝熔断时产生的电弧由布满熔丝管内的石英砂填料来熄灭。

JDZ6 型电压互感器为单相、双绕组、浇注式户内型产物，适用于50HZ、10KV及以下电路中，供丈量电压、电能以及继电掩护、自动装置用。

FS2 系列普通阀式避雷器用于掩护配电变压器和电缆等电器设备免受大气过电压的损害。

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7.2.7 并联电容器的选择

并联电容器是一种静止的无功功率产生器。将并联电容器接在35KV、10KV、6KV 或0.38KV 电压母线上，由开关设备分组投入或切除，以满足系统对无功负荷增加或淘汰的需求变革，使系统无功平衡使负荷的功率因数保持在一个符合的范畴内，同时也使母线电压保持在规定的范畴内。

A. 电力电容器及放电电阻的选择盘算： a. 容量的选择

用于调解母线电压时所需电容量QCU%SK(Kvar) 100式中，U%为要实现的电压变革百分数，一般为1.5%~2.5%左右；

SK为该母线处系统的短路容量，MVA

2%一般对付6KV 母线：QC4500.09Kvar

1002%对付380V母线：QC7000.14Kvar

100凭据车间的负荷的无功赔偿容量的盘算可知，6KV母线的无功赔偿容量为677.3Kvar；380V母线的无功赔偿容量为2775.032Kvar

6KV母线侧并联电容器台数的选择盘算：

nQC677.30.0957（台） qc12380V母线侧并联电容器台数的选择盘算：

nQc2775.0320.14214（台） qc13b. 电容器放电电阻的选择盘算：

0.4KV 时R0.7077106；6.3 KV时R106 QCQC式中，R 为每相的放电电阻；Qc为每相电容器的容量Kvar

综上所述：选用GR-1型高压电容器柜和PGJ1型低压无功功率自动赔偿屏

A. GR-1型高压电容器柜采取01号方案结线图

（a） （b）

图a为01号方案结线图，图b为放电互感器柜03号方案结线图 电容器为BW6.3—12型，互感器为JSJB型。

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B. PGJ1型低压无功功率自动赔偿屏01号方案结线图

电容器为BW0.4—14—3型，每屏六个，84kvar；采取6步控制，每步投入14kvar。

八、供电系统的继电掩护 8.1 继电掩护的概述

8.1.1 继电掩护的任务

(1) 妨碍时作用于跳闸

在电力系统出现短路等妨碍时，作用于前方最近的断路器，使之迅速跳闸，切除妨碍部分，规复系统其它部分的正常运行，同时发出信号，提醒运行值班人员实时处理惩罚事故。

（2）异常时发出信号

在电力系统出现不正常事情状态如过负荷或妨碍苗头时，发出报警信号，提醒运行值班人员实时处理惩罚，以免生长为妨碍。 8.1.2 继电掩护的要求

可靠性；选择性；灵敏性；速动性 8.1.3 继电掩护装置的操纵电源

继电掩护装置常用的操纵电源采取镉镍蓄电池组直流操纵电源。

镉镍蓄电池组的优点：不受供电系统运行情况的影响，事情可靠，大电流放电性能好，使用寿命长，腐化性小，投资少，运行维护轻便。

8.2 常用继电掩护的结线及整定盘算

8.2.1 常用继电掩护的结线

A. 定时限过电流掩护的结线 图中QF ----断路器

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TA----电流互感器 KA----DL型电流继电器 KM----DZ型中间继电器 YR----跳闸线圈 KT----DS型时间继电器 KS----DX型信号继电器

B. 电流速断掩护的结线

图QF ----断路器 TA----电流互感器 KA----DL型电流继电器

KM----DZ型中间继电器 YR----跳闸线圈

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8.2.2 继电掩护的整定盘算公式

A. 过电流掩护行动电流整定盘算公式 IOPKrelKwILmax 式中，Krel为掩护装置的可靠系数，对DLKreKi型电电器取1.2，对GL型电流继电器取1.3；Kw为掩护装置的结线系数，对两相两

继电器式结线取1，对两相一继电器式结线取3；Kre为掩护装置的返回系数，一般取0.8或0.85；Ki为电流互感器变流比；ILmax为线路或变压器的最大负荷电流。

B. 速断电流整定盘算公式 IqbKrelKwIkmax 式中Ikmax为线路末端的最大短路电流 Ki8.3 车间部分装置的继电掩护

8.3.1 车间变压器的掩护配置

A. 车间变压器需要的掩护：

过电流掩护-----防备内外部相间短路及作后备掩护； 电流速断掩护-----防备内外部引线短路； 瓦斯掩护-----防备内部匝间妨碍，油面低落； 过负荷掩护-----监督变压器的过负荷；

温度掩护------监督变压器油温升高和冷却系统得妨碍； B. 掩护配置

装设两个GL---11型继电器和变比为1500/5的电流互感器1~2TA，组成过电流掩护兼作电流速断掩护；装设瓦斯掩护； 8.3.2 高压电动机及电容器的掩护配置

尾油泵(P-3206A/B) 分溜塔进料泵(P-3204A/B) 注水泵(P-3103/A.B.C)需装设电流速断掩护、过负荷掩护和低压掩护；新氢压缩机主机 反响进料泵需装设纵联差动掩护、过负荷掩护和低压掩护；

采取GL----13 型感到式电流继电器组成电动机的过负荷与瞬时电流速断掩护。 高压并联电容器组需要装设电流速断掩护、低压掩护和单相接地掩护。

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8.3.3 6KV线路的继电掩护

图中 TAa、TAc------电流互感器

KA1、KA2-----电流继电器（GL型） TAN-----零序电流互感器 6KV线路二相式过电流掩护结线图

九、防雷和接地 9.1 变电所的防雷掩护

一般35KV及以下变、配电所的直击雷需用避雷针掩护。 避雷针的设置要求：

（1）避雷针与被掩护物之间应保持一定的距离，以免避雷针上落雷时造成对掩护物的反击。

避雷针对被掩护物不产生反击的最小距离Sa应满足下式的要求：

Sa0.3Rsh0.1h 式中，Rsh为避雷针的打击接地电阻；h为避雷针校验

高度；

（2）避雷针宜装设的接地电阻，工频接地电阻不宜大于10。避雷针的接地装置与被掩护物的接地间最小允许的距离Se0.3Rsh式中，Se为地中距离，一般不应小于3m。

（4） 避雷针不宜设在人经常通行的地方。

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9.1.1 车间变电所采取单支避雷针掩护

避雷针在地面上的掩护半径r=1.5h，如被掩护物的高度为hx时，在hx水平面上的掩护半径rx按下列公式盘算：

当hxh/2时，rx=（h-hx）p；当hx﹤h/2时，rx=（1.5h-2hx）p p-----考虑到针太高时掩护半径不成比例而应减小的系数。

5.5当h≤30m时，p=1；当30﹤h≤120m时，p。

hh---避雷针的高度；rx----避雷针在hx高度水平面上的掩护半径；

hx----被掩护物的高度；

该车间变电所的高度hx=10m ；避雷针高度h=30m；则避雷针掩护的半径rx=（30-10）×1=20m 。

9.2 配电变压器和电容器的掩护

9.2.1 配电变压器的掩护

一般3~10KV变压器应装设阀型避雷器。

6KV Y，yn0 接线变压器防雷掩护接线图

9.2.2 电力电容器的掩护

装在配电线路上的电容器，既是较珍贵的电气设备，也是线路的绝缘弱点，宜装设阀型避雷器或间隙掩护。

电容器的掩护接线图

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9.3 接地掩护

在电力系统中有两类接地掩护方法：一类为中性点接地，即大电流接地系 统；另一类为中性点不接地系统，即小电流接地系统。 9.3.1 车间低压系统的接地掩护

为包管电气设备的正常事情和事情人员的宁静，车间变压器采取中性点直接接地的方法，即事情接地。其它配电设备与电器采取接零掩护，即将设备的金属外壳接到零线上；另外还需重复接地掩护，这样当线路产生碰壳或接地短路时，可以低落零线对地电压，使人身制止触电危险。 9.3.2 接地电阻的盘算

6KV配电系统为中性点不接地系统，过电压掩护规程中规定避雷针的打击接地电阻应不大于10。开端考虑采取三相放射式的复式接地装置，每支水平射线长10m，射线用40×4mm2的扁钢，每支水平射线上焊三支垂直接地体，垂直接地体半径为50mm，长为2m的铁管。 试校验次接地体装置能否切合要求： 单根垂直接地的工频为：RCZ4l0.81044200LnLn32.3 2ld22005水平接地体的工频接地电阻为：

RSP0.810430002l2LnALn0.867230005025.2 2ldh式中A查资料为0.867，埋深h=1m，扁钢等值直径为2cm。

已知Im=100KA，故每支路水平射线泄流约33KA，每支垂直接地体最多泄流11KA。已知单根垂直接地体的打击系数为0.8，水平射线打击系数为0.55，因此可以求得：

单根垂直接地体的接地电阻RCZC=0.8×32.3=25.84；水平接地体的打击接地电阻RSPC=0.55×5.2=2.87。

已知此复式接地体的打击系数ch0.65，故其打击接地电阻为

RRCZCRSPC125.842.8712.2

RCZCnRSPCch25.8492.870.65ch故接地装置满足要求。

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致 谢

本设计的事情能够得以顺利的完成,在此,首先对指导老师体现衷心的谢谢!老师,您辛苦了!同时谢谢同学们对我的资助、勉励和配合.我做的是某机器厂变配电所的电气设计.通过此次结业设计，我加深了对企业工场供配电知识的了解及系统的设计步调.我和同组同学一起进行课题讨论,阐发、查找资料，悉心请教,耐心进行设计，配合整理设计直至最后完成。作为大学阶段一次非常重要的学习经历我感觉自己受益匪浅，使自己的学习能力在不绝提高，不绝的进步!在郭纪文指导老师的精心指导下，同学们的相互资助下,我经过一个多月的努力,顺利的把结业设计完成了.

此次设计使我对工场供配电有了新的认识,更深的了解，根本掌握了对总降压变电所的电气设计.对于郭纪文老师的细心指导,大家有感于心，别的这次设计对我们的熬炼是多方面的，除了对设计历程熟悉外，我们还进一步提高了作图，编辑，种种信息的查阅和阐发，也大大的提高了自己的盘算能力，及对WORD文档的使用等多方面的进一步的了解。

一份耕耘一份收获！只有不绝的努力,乐成的距离才会离我们越来越近!我们的未来才越发的布满向往!

最后,我再次感谢老师同学们!由衷的说声:“谢谢”.

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参考文献

1. 电工知识手册编委会编 电工知识手册 知识出书社 2. 张士林编 电工手册 石油产业出书社

3. 中国电机工程学会编 供用电实用手册 辽宁科学技能出书社 4. 王士政编 工矿企业电气工程师手册 中国水利水电出书社 2005 5. 刘介才编 供电工程师技能手册 机器产业出书社 2006

6. 电力产业部西北电力设计院编 电力工程电气设备手册（电气一次部分）上、下册 中国电力出书社

7. 水利水电部西北电力设计院 东北电力设计院编 电力工程设计手册（1、2、3册）2007

8. 张莹等 工场供配电技能 电子产业出书社第二版, 2006 9. 刘介才 供配电技能 机器产业出书社 第二版, 2000