工厂供电 毕业论文.doc

综合实践（能力训练） 题 目： 工厂供电 所属教研室： 电气教研室 专业班级： 电气一班 学生姓名： 指导教师： 2012 年 10 月 10 日 毕业综合实践（能力训练）任务书 1.毕业综合实践（能力训练）题目：工厂供电 2. 毕业综合实践（能力训练）题目来源：虚拟（ ） 顶岗实习（ ） 3.毕业综合实践（能力训练）课题任务的内容和要求（技术要求、工作要求等）： 1、 阐述一种电工（电子）仪器仪表的历史和发展趋势。 2、 说明这种仪器的工作原理。 3、 说明这种仪器的使用方式和注意事项，并指出这种产品的优点和缺点。 4、 针对这种产品的不足，提出自己对这种仪器的改进方法。 4 成绩评定标准（指导教师 30%，评审小组 30%，答辩委员会 40%）: ii 毕业综合实践（能力训练）任务书 5.本毕业综合实践（能力训练）课题工作进度计划： 起 迄 日 期 工 作 内 容 完成情况 教研室审查意见： 主任： 年 月 日 院系意见： 领导： 年 月 日 毕业综合实践（能力训练）评审表 学生姓名： 专业班级： 所属系部： 题 目： 指导教师评语： 初评成绩： 指导教师签字： 年 月 日 评审小组意见： 评审小组成员签字： 年 月 日 终评成绩： 年 月 日 1 目录 摘要 .i 目录 .1 工厂供电 .2 1 负荷计算与无功功率的补偿 2 1.1 负荷计算 .2 1.1.1 负荷计算的意义 .2 1.1.2 负荷计算的方法 .2 1.1.3 负荷计算 .3 1.1.4 全厂负荷计算 .6 1.2 无功功率补偿 6 1.2.1 补偿电容器选择 .7 2 变压器的选择 8 2.1 主变压器台数的选择 8 2.2 变电所主变压器容量及型号的选择 8 3 主接线方案的设计 .8 3.1 电气主接线的意义及重要性 8 3.2 电气主接线方案 9 4 短路计算 .11 4.1 短路说明 .11 4.2 短路计算 12 5 设备的选择与校验 15 5.1 设备的选择校验要求 .15 5.2 设备校验的一般原则 .15 5.2.1 短路热稳定校验 16 5.2.2 动力稳定校验 16 5.3 高压设备的选择 .16 5.4 母线的选择校验 .18 5.4.1 10kv 母线选择校验 .19 5.4.2 35kv 母线选择校验 20 5.4.3 35kv 架空线选择 20 2 6 防雷与接地 .21 6.1 防雷 .21 6.1.1 防雷设备 21 6.1.2 防雷措施 22 6.2 接地 .22 结论 23 3 工厂供电 1 负荷计算与无功功率的补偿 1.1 负荷计算 1.1.1 负荷计算的意义 工厂进行电力设计的基本原始资料是工艺部门提供的用电设备安装容量，但是这 种原始资料要变成电力设计所需要的假想负荷称为计算负荷，从而根据计算负荷 按照允许发热条件选择供电系统的导线截面，确定变压器容量，制订提高功率因数的 措施，选择及整定保护设备以及校验供电电压的质量等，是一件较为复杂的事。 电力装备设计部门对机械设备进行电气配套设计时总有一定的裕度，即使电动机 功率完全门分机械计算的配套要求。在工厂中使用的情况不同，也会影响到电力负荷 的大小，但是这种电气计算负荷还必须认真地确定因为它的浓度程度，直接影响整个 工厂供电设计的质量 3 。如计算过高，将增加供电设备的容量，浪费有色金属，增 加初投资。计算过低则可能使供电元件过热，加速其绝缘损坏增大电能影响供电系统 的正常运行。还会给工程扩建将来很大的困难。更有甚者，由于工厂企业是国家电力 的主要用户，以不合理的工厂计算负荷为基础的国家电力系统的建设，将给国民经济 带来很大的浪费和危害，而且使电力系统的建设和运行受到影响，给国民经济带来很 大损失。所以对于本设计来说，负荷计算尤其重要。 1.1.2 负荷计算的方法 常用负荷计算的方法：(1)需要系数法(2)二项式系数法(3)形状系数法。 在此次设计中考虑采用需要系数法。 需要系数法的主要步骤： (1)将用电设备分组，求出各组用电设备的总额定容量。 (2)查出各组用电设备相应需要系数及对应的功率因数。 (3)用需要系数法求车间或全厂的计算负荷时，需要在各级配电点乘以同期系数k。 负荷计算的主要公式有： 4 （1）有功计算负荷（单位为 kw）错误！未找到引用源。 30xepk （2）无功计算负荷（单位为 kvar）错误！未找到引用源。 （3）视在计算负荷（单位为 kva） 30pscos （4）计算电流（单位为 a） 3030niu 表 1-1 工厂负荷统计资料 名称 设备容量/kw 需要系数 kd 功率因数 cos tan 洗涤车间 245 0.7 0.8 0.75 制条车间 370 0.6 0.5 1.73 纺纱车间 320 0.7 0.5 1.73 织造车间 420 0.8 0.65 1.17 染整车间 350 0.8 0.8 0.75 水泵房 105 0.7 0.8 0.75 锅炉房 150 0.15 0.5 1.73 仓库 50 0.4 0.8 1.17 1.1.3 负荷计算 采用需要系数法对各个车间进行计算 具体步骤如下: 1）洗涤车间 = =2450.7=171.5kw；30pdke =171.50.75=128.6kvar；tgq =171.50.8=214.4kvacos30s = =214.4（1.7310）=12.38a30inu 5 2）制条车间 = =3700.6=222kw30pdke q30 = tan =2221.73=384.1kvar =2220.5=444kvacos30s = =444（1.7310）=25.64a30inu 3）纺纱车间 = =3200.7=224kw0pdke = tan =224 1.73=387.5kvar3q =2240.5=448kvacos0s = =448（1.7310）=25.87a30inu 4）织造车间 = =4200.8=336kw30pdke = tan =3361.17=393.1kvarq =3360.65=516.9kvacos30s = =516.9（1.7310）=29.84a30inu 5)染整车间 = =3500.8=280kw30pdke = tan =2800.75=210kvarq =2800.8=350kvacos30s = =350（1.7310）=20.21a30inu 6)水泵房 = =1050.7=73.5kw30pdke 6 = tan =73.50.75=55.13kvar30qp =73.50.8=91.9kvacoss = =91.9（1.730.4）=5.31a30inu 7)锅炉房 = =1500.15=22.5kw30pdke = tan =22.51.73=38.9kvarq =22.50.5=45kvacos30s = =45（1.7310）=2.60a30inu 8)仓库 = =500.4=20kw30pdke = tan =201.17=23.4kvarq =200.8=25kvacos30s = =25(1.7310)=1.44a30inu 表 1-2 各车间负荷计算结果 名称 设备 容量 /kw 需要 系数 kd 功率 因数 cos tan /kw30p/kvar30q/a30i/kva30s 洗涤车 间 245 0.7 0.8 0.75 171.5 128.6 12.38 214.4 制条车 间 370 0.6 0.5 1.73 222 384.1 25.64 444 纺纱车 间 320 0.7 0.5 1.73 224 387.5 25.87 448 织造车 间 420 0.8 0.65 1.17 336 393.1 29.84 516.9 7 染整车 间 350 0.8 0.8 0.75 280 210 20.21 350 水泵房 105 0.7 0.8 0.75 73.5 55.1 5.31 91.9 锅炉房 150 0.15 0.5 1.73 22.5 38.9 2.60 45 仓库 50 0.4 0.8 1.17 20 23.4 1.44 25 1.1.4 全厂负荷计算 取全厂的同时系数为： ， ，则全厂总的计算负荷为： 0.95pk0.97q （1 ） = p30i30p =0.95(171.5+222+224+336+280+73.5+22.5+20) = 1282.0kw （1 ） =30qiqk30 =0.97( 128.6+384.1+387.5+393.1+210+55.1+38.9+23.4) =1572.1kvar （1） = = 2028.5kva 117.12a30s230p nusi3/03 1.2 无功功率补偿 供电单位在工厂进行初步设计时对功率因数都要提出一定的要求，它是根据工厂 电源进线、电力系统发电厂的相对位置以及工厂负荷的容量决定的。根据全国供用 电规则的规定，本设计要求用户的功率因数cos 0.9。 供电单位对工厂功率因数这样高的要求，仅仅依靠提高自然功率因数的办法，一 般不能满足要求。因此，工厂便需要装设无功补偿装置，对功率因数进行人工补偿。 1.2.1 补偿电容器选择 由以上计算可得变压器低压侧的视在计算负荷为： =2066.4kva30s 这时低压侧的功率因数为：cos=0.63 ，而要求该厂 35kv 进线侧最大负荷时功率因 数不低于 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，赞取 0.95 来计算 380v 侧所需的无功功率补偿容量： =1572.1（tan arccos0.63-tan arccos0.95）=1421.2 kvarcq 取 =1500kva，并联电容根据补偿柜的规格要求,初选 bwf10.5-100-1,每组容量 qn.c 8 =100kvar,则需要安装的电容组数为： n= qn.c /qn.c =1500 kvar/100 kvar=15，而由于电容器是单相的，所以应为 3 的倍数， 取 15 个满足设计要求。 无功补偿后，变电所低压侧的视在计算负荷为： =1572.1-1500=72.1kvar, =1284.02kvac 30s 变压器的功率损耗： 0.015 s 30=0.0151284.02=19.26kwtp 0.06 s30=0.061284.02=77.04kvarq 变电所高压侧计算负荷为： p（高） = （ 1） + =1282.0+19.26=1301.26kw30tp q（高）= + =120.7+77.04=197.74kvarc s（高） =（ p（高） 2+ q（高） 2）=1316.2kva 补偿后的功率因数为： cos= p （高） / s（高） =0.98 表 1-3 无功补偿后的计算负荷 计算负荷 项目 cos 30p/kw 30q/kvar 30s/kva 30i/a 10v 侧补偿前 负荷 0.62 1282.0 1572.1 2028.5 117.12 10kv 侧无功 补偿容量 -1500 10kv 侧补偿 后负荷 0.99 1282.0 120.7 1287.7 74.35 主变压器功 率损耗 30.15s=19.26 30.6s=77.04 35kv 侧负荷 计算 0.98 1301.26 197.74 1316.2 21.71 9 2 变压器的选择 2.1 主变压器台数的选择 由于该厂的负荷属于二级负荷，对电源的供电可靠性要求较高，宜采用两台变压 器，以便当一台变压器发生故障后检修时，另一台变压器能对一、二级负荷继续供电， 故选两台变压器。 2.2 变电所主变压器容量及型号的选择 正确选择变压器的容量十分重要，若变压器的容量选择的过小，会使变压器经常 处于过载状态，这样易烧毁变压器；反之，若变压器的容量选择的太大，一方面增加 自身设备的投资，另一方面变压器得不到充分利用，造成效率因数降低，线路损耗和 变压器本身损耗变大。 变电所装设两台主变压器，每台容量 snt 不应小于总的计算负荷 s30 的 60%，最 好为总计算负荷的 70%左右，即 snt（0.60.7）s 30 同时每台主变压器容量 snt不应小于全部一、二级负荷之和 s30（） ，即 snts 30（） 由于 s30=1316.2 kva，因为该厂都是二级负荷所以按条件选变压器。 st（0.60.7）1316.2=（789.72912.34）kvas ts 30（+） ，因此选两台 s9- 1000/35 型低损耗配电变压器，其联接组别采用 yd11。 3 主接线方案的设计 3.1 电气主接线的意义及重要性 电气主接线主要是指在发电厂、变电所、电力系统中,为满足预定的功率传送和运 行等要求而设计的、表明高压电气设备之间相互连接关系的传送电能的电路。电路中 的高压电气设备包括发电机、变压器、母线、断路器、隔离刀闸、线路等。它们的连 接方式对供电可靠性、运行灵活性及经济合理性等起着决定性作用。一般在研究主接 线方案和运行方式时,为了清晰和方便,通常将三相电路图描绘成单线图。在绘制主接 线全图时,将互感器、避雷器、电容器、中性点设备以及载波通信用的通道加工元件 （也称高频阻波器）等也表示出来。 对一个电厂而言,电气主接线在电厂设计时就根据机组容量、电厂规模及电厂在电 10 力系统中的地位等,从供电的可靠性、运行的灵活性和方便性、经济性、发展和扩建的 可能性等方面,经综合比较后确定。它的接线方式能反映正常和事故情况下的供送电情 况。电气主接线又称电气一次接线图。 电气主接线应满足以下几点要求： 1）运行的可靠性：主接线系统应保证对用户供电的可靠性,特别是保证对重要负 荷的供电。 2）运行的灵活性：主接线系统应能灵活地适应各种工作情况,特别是当一部分设 备检修或工作情况发生变化时,能够通过倒换开关的运行方式,做到调度灵活,不中断向 用户的供电。在扩建时应能很方便的从初期建设到最终接线。 3）主接线系统还应保证运行操作的方便以及在保证满足技术条件的要求下,做到 经济合理,尽量减少占地面积,节省投资. 3.2 电气主接线方案 对于电源进线电压为 35kv 及以上的大中型工厂，通常是先经工厂总降压变电所降 为 610kv 的高压配电电压，然后经车间变电所，降为一般低压设备所需的电压。 总降压变电所主接线图表示工厂接受和分配电能的路径，由各种电力设备（变压 器、避雷器、断路器、互感器、隔离开关等）及其连接线组成，通常用单线表示。 主接线对变电所设备选择和布置，运行的可靠性和经济性，继电保护和控制方式 都有密切关系，是供电设计中的重要环节。 对于具有两条电源进线，两台变压器的工厂总降压变电所，可采用桥式接线。其 特点是在两条电源进线之间有一条跨接“桥” 。它比单母线分段接线简单，可减少断路 器的数量。根据跨接桥横跨位置不同，有分为内桥式接线和外桥式接线两种。 1. 内桥式接线 这种接线的跨接桥靠近变压器侧，断路器 qf3装在线路器 qf1和 qf2内侧，变压器 回路仅装隔离开关，不装断路器。采用内桥接线可提高输电线路改变运行方式的灵活 性。 一般情况下，内桥式接线适用于电源较长，故障检修机会较多，且变压器不需经 常切换的总降压变电所。 2 .外桥式接线 这种接线的跨接桥靠近线路侧，断路器 qf3装在变压器断路 qf1和 qf2外侧，进线 仅装隔离开关，不装断路器，使外桥式接线对变压器的切除和投入都比较方便，但对 11 电源进线回路操作不方便。 一般情况下，外桥式接线适用于电源线路较短，故障检修机会较少，但变电所负 荷变动较大且需经常切换变压器的总降压变电所。 本设计中采用内桥式接线。 根据运行需要，对总降压变电所提出以下要求。 （1）系统为两路 35kv 供电，来自不同的电站，进户处设置接地隔离开关、避雷 器、电压互感器。其中隔离开关的设置目的是线路停电时，该接地隔离开关闭合接地， 站内可进行检修，减去了挂零时接地线的工作。 （2）变电所装设两台 1250kva，35/10kv 的降压变压器，与 35kv 两路架空线路接 成线路一变压器组。为了便于检修，运行，控制和管理，在变压器高压侧处应设置高 压断路器。 （3）据规定，两台变压器互为备用，内桥上的断路器 qf3 在一般情况下是断开的， 当其中一路线路有故障或检修时才允许投入。变压器二次侧（10kv）设置少油断路器， 与 35kv 桥上的断路器 qf3 组成备用电源自动投入装置（apd） ，当工作电源失去电压时， 断路器自动闭合。 （4）变压器二次侧 10kv 母线采用单母线分段接线。变压器二次侧 10kv 接在分段 上和分段上。单母线分段联络开关在正常工作时断开，在其中一个变压器如 t1 发 生故障时，将 qf4、qs7、qs8 依次断开，闭合 qf6。由于一台主变不能承担全厂负荷， 所以此时要将三级负荷停电。以保证一二级负荷的正常运行。 12 根据以上要求设计总降压变电所的主接线如图所示。 图 3-1 主接线方案图 13 4 短路计算 4.1 短路说明 工厂供电系统要求正常地不间断地对用电负荷供电，以保证工厂生产和生活的正 常进行。但是由于各种原因，也难免出现故障，而使系统的正常运行遭到破坏。系统 中最常见的故障就是短路。 发生短路时，因短路回路的总阻抗非常小，故短路电流可能达到很大值。强大的短 路电流所产生的热和电动力效应会使电气设备遭受破坏，短路点的电弧可能烧毁电气 设备，短路点附近的电压显著降低，使供电受到严重的影响或中断。若在发电厂附近 发上短路，还可能会使电力系统运行解列，引起严重后果。此外，接地短路故障所造 成的零序电流会在邻近的通信线路内产生感应电动势，干扰通信，亦可能危及人身和 设备安全。 因此为了限制短路的危害和缩小故障影响的范围，在供电系统的设计和运行中，必须 进行短路电流计算，已解决下列技术问题。 1）选择电气设备和载流导体，必须用短路电流校验其热稳定性和机械强度； 2）设置和整定继电保护装置，使之正确的切除短路故障； 3）确定限流措施，当短路电流过大造成设备选择困难或不够经济时，可采取限制 短路电流的措施； 4）确定合理的主接线方案和主要运行方式等。 4.2 短路计算 短路电流计算的目的是为了正确选择和校验电气设备，以及进行继电保护装置的整 定计算。短路计算常用的方法有两种：有名值法和标幺值法。 对于低压回路中的短路，由于电压等级较低，一般用有名值法计算短路电流。对 于高压回路中的短路，由于电压等级较多采用有名值法计算时，需要多次折算，非常 复杂。为了计算方便，在高压回路短路中，通常采用标幺值法计算短路电流。故本次 设计选择标幺值法进行短路电流计算。 1）绘制计算电路（如图 4-1） 14 图 4-1 短路电流计算图 确定基准值 ： 设 ds=100mva, du= c， 1d=36.75kv， 2du=10.5kv， =0.4kv3d11/3i 1.57ka2d2 5.5ka 2）计算短路中各元件的电抗标幺值 （1）电力系统 *x 100mva/600mva=0.17 （2）架空线路 查表得 lgj-50 的 =0.35/km 而线路长 10km，故0x = l =（0.36 10） 100mva/ =0.27*202cdus2(36.75) （3）电力变压器 查表得 %z7%(短路阻抗值，下同) 故 (7/100)100mva/1ma=7*410dznsx 因此绘制等效电路如图所示。 图 4-2 短路等效电路图 15 3）计算 k-1 点的短路电路总抗及三项短路电流和短路容量 （1）总电抗标幺值 *(k)12x 0.44 （2）三相短路电流周期分量有效值 2(3)* *1/3ccdckdcusui x*k-1k-1/x（ ） （ ） 3.6ka （3）其他短路电流 ()(3)()k-1ii 3.6ka()()2.5shi 9.18ka 5.4 ka(3)(3).sii (4) 三相短路容量 *k-1d(k-1)/sx（ 3） 227mva 4）计算 k-2 点的短路电路总电抗及三项短路电流和短路容量 (1)总电抗标幺值 3.94*(2)123k (2)三相短路电流周期分量有效值3*k-2d(k-2)/ix 1.4 ka (3)其他短路电流(3)()(3)k-2ii 1.4ka()().5shi 3.57ka 2.1ka(3)(3)1.sii (4)三相短路容量(3)*k-2d(k-2)/sx 25.38mva 以上数据综合如下表： 16 表 4-1 短路电流计算结果 三相短路电流/ka 三相短路容量 /mva短路计 算点 (3)ki(3)i(3)i(3)shi(3)shi(3)ks k-1 3.6ka 3.6ka 3.6ka 9.18ka 5.4ka 227mva k-2 1.4ka 1.4ka 1.4ka 3.57ka 2.1ka 25.38mva 5 设备的选择与校验 5.1 设备的选择校验要求 为了保证一次设备安全可靠的运行，必须按下列条件选择和校验 9 ： （1）应满足正常运行检修短路和过电压情况下的要求并考虑远景发展。 （2）应满足安装地点和当地环境条件校核。 （3）应力求技术先进和经济合理。 （4）同类设备应尽量减少品种。 （5）与整个工程的建设标准协调一致。 （6）选用的新产品均应具有可靠的试验数据并经正式签订合格的特殊情况下选用 未经正式鉴定的新产品应经上级批准。 技术条件： 选择的高压电器，应能在长期工作条件下和发生过电压、过电流的情况下保持正 常运行。 1.电压 选用的电器允许最高工作电压不得低于该回路的最高运行电压。 2.电流 选用的电器额定电流不得低于所在回路在各种可能运行方式下的持续工作电流。 5.2 设备校验的一般原则 （1）电器在选定后应按最大可能通过的短路电流进行动热稳定校验，校验的短路 电流一般取最严重情况的短路电流。 （2）用熔断器保护的电器可不校验热稳定。 17 （3）短路的热稳定条件 5.2.1 短路热稳定校验 短路热稳定校验就是要求所选的电器，当短路电流通过它时，其最高温度不 应超过制造厂规定的短路时发热允许温度，即： i2rtji t2rt 或 i2tji t2t 式中 i 2rtj短路电流所产生的热量； i2rt 电器在短路时的允许发热量,制造厂通常以t秒（通常为1，4，5 秒） 内通过的电流it所产生的热量表示； tj短路延续时间,秒 tj=td+0.05秒 =tb+tfd+0.05秒 式中 t d短路延时时间 tb主保护动时间 tfd断路器分闸时间 如果缺乏断路器分闸时间数据，当主保护为速动时，短路电流可取下列数 据； 对于快速及中速短路器，t d =0.15秒。 对于低速断路器 t d =0.2 秒。 此外当t d1秒时，可认为t d= tj 5.2.2 动力稳定校验 电动力稳定是指电器承受短路电流引起机械效应的能力，在校验时，用短路电流 的最大幅值与制造厂规定的最大允许电流进行比较 即： i ch i max 或： i ch i max 式中 i ch，i ch 短路冲击电流及其有效值； imax，i max电器极限通过电流的最大值及有效值。 18 5.3 高压设备的选择 工厂变电所有各种高压电气设备，主要指 610kv 以上的断路器，隔离开关，负 荷开关，熔断器，导线，电缆支持绝缘子以及穿墙套管等。这些电气各自功能和特点 不同。要求的运行条件和装设环境也各不相同，但也有其共同遵守的原则，电气设备 要能可靠地工作，必须按正常条件进行选择，并且按短路情况进行稳定校验。 表 5-1 35kv 侧一次设备的选择和校验 选择校验项目 额定电压 额定电流 断流能力 动稳定度 热稳定度 参数 nuni)3(ki)3(shiimati23装置 点条 件 数据 35kv 21.71a 3.6ka 9.18ka 3.621.2= 15.5 额定参数 nniocimaxiti2 高压断路器 sw2-35/1000 35kv 1000a 24.8ka 63.4ka 24.824=2 460.2 高压隔离开关 gn2-35 35kv 600a 55ka 1425=980 高压熔断 器 rn1-35 35kv 30a 电压互感器 jdj2-35 35kv/0.1kv 电压互感器 jdjj2-35 350.1 kv 电流互感器 lcz-35 35kv 150/5a 1000.15 ka =212 .2ka （650.15 ） 2 一 次 设 备 型 号 规 格 避雷器 fz-35 35kv 19 表 5-2 10 kv 一次侧设备的选择校验 选择校验项目 电压 电流 断流能力 动稳定度 热稳定度 参数 nuni)3(ki)3(shiimati2)3( 装置地点 条件 数据 10kv 74.35a ( )1ti 1.4ka 3.57ka 1.421.9=3. 7 额定参数 en en ocimaxiti2 高压少油断路 器 sn10- 10i/630 10kv 630ka 16ka 40 ka 5162 高压隔离开关 -10/20068gn 10kv 200a - 25.5 ka 02 高压熔断器 rn2-10 10kv 0.5a 50 ka - - 电压互感器 jdj-10 10/0.1kv - - - - 电压互感器 jdzj-10 kv3 1.0/- - - - 避雷器 fs4-10 10kv _ _ _ _ 一 次 设 备 型 号 规 格 电流互感器 lqj-10 10kv 100/5a - ka1.025 =31.8 ka =1).9(2 81 5.4 母线的选择校验 为了保证供电系统安全、可靠、优质、经济地运行，进行导线和电缆截面时必须 满足下列条件: （1）发热条件： 导线和电缆(包括母线)在通过正常最大负荷电流即线路计算电流时产生的发热温 度，不应超过其正常运行时的最高允许温度。 （2）电压损耗条件： 导线和电缆在通过正常最大负荷电流即线路计算电流时产生的电压损耗，不应超 过其正常运行时允许的电压损耗。对于工厂内较短的高压线路，可不进行电压损耗校 验。 20 （3）经济电流密度： 35kv 及以上的高压线路及电压在 35kv 以下但距离长电流大的线路，其导线和 电缆截面宜按经济电流密度选择，以使线路的年费用支出最小。所选截面，称为“经 济截面”。此种选择原则，称为“年费用支出最小”原则。工厂内的 10kv 及以下线路， 通常不按此原则选择。 （4）机械强度： 导线（包括裸线和绝缘导线）截面不应小于其最小允许截面。对于电缆，不必校 验其机械强度，但需校验其短路热稳定度。母线也应校验短路时的稳定度。对于绝缘 导线和电缆，还应满足工作电压的要求。 根据设计经验，一般 10kv 及以下高压线路及低压动力线路，通常先按发热条件来 选择截面，再校验电压损耗和机械强度。低压照明线路，因其对电压水平要求较高， 因此通常先按允许电压损耗进行选择，再校验发热条件和机械强度。对长距离大电流 及 35kv 以上的高压线路，则可先按经济电流密度确定经济截面，再校验其它条件。 5.4.1 10kv 母线选择校验 （1） 母线形式确定 由于正常工作时流经母线的电流 = =74.1a30inu s 因此应选择铝绞线。 （2） 母线截面积选择 按经济电流密度选择，t max=4800h，铝导体经济电流密度1.15a/mm 2， 截面则应选择 aec=74.11.15=64.4mm2 本方案按按经济电流密度选择母线型号： lj-70 （3） 热稳定校验 查表得 lj-70 的允许载流量（假设为温度环境为 40 度）i al=215a =74.1a,30i 因此满足发热条件。 故满足热稳定条件。 21 5.4.2 35kv 母线选择校验 表 5-3 导线和电缆的经济电流密度 单位： ma/2 年最大负荷利用小时线路 类别 导线材 质 3000h 以下 30005 000h 5000h 以上 铝 1.65 1.15 0.90架空 线路 铜 3.00 2.25 1.75 铝 1.92 1.73 1.54电缆 线路 铜 2.50 2.25 2.00 35kv母线采用户外布置，选择软导体较为经济，便于施工。 （1） 型式选择 选择钢芯铝绞线。 （2） 截面选择 = =21.7a30inu s 按经济电流密度选择，tmax=4800h，铝导体经济电流密度 1.15a/mm2， 截面则应选择 aec=27.11.15= 18.9 mm2考虑到线路投入使用的长期发展远景和架空 线最小截面积为 35mm2，选用截面积为 35mm2的导线，所以 35kv 架空线为 lgj-35 的导 线。 （3） 截面热稳定校验 查表得 lgj-35 的允许载流量（假设为温度环境为 40 度）i al=137a =21.7a,30i 因此满足发热条件。 5.4.3 35kv 架空线选择 本场多数车间为三班制，年最大利用小时为 5600 小时，选择经济截面积： 查表知 则 ecjis302/9.0majec 221.4/9.071masec （1）校验发热条件 22 按发热条件选择，初选 lj-25。查表已知 l j-25 的允许载流量(室外 25) ,因此，满足发热条件。)12.4()135(30aiial （2）校验机械强度 规程规定 35kv 架空线路铝绞线的最小允许横截面为 35 ，l j-25 的机械强度2m 不满足要求，故改选 lj-35。 表 5-4 母线和变电所进出线的型号规格 线路名称 导线或电缆的型号规格 35kv 母线 lgj-35 10kv 母线 lj-70 洗涤车间 yjl22-10000-3100 交连电缆（直埋） 制条车间 yjl22-10000-3100 交连电缆（直埋） 纺纱车间 yjl22-10000-3100 交连电缆（直埋） 织造车间 yjl22-10000-3400 交连电缆（直埋） 染整车间 yjl22-10000-3100 交连电缆（直埋） 水泵房 yjl22-10000-3100 交连电缆（直埋） 锅炉房 yjl22-10000-3100 交连电缆（直埋） 10kv 出 线 仓库 yjl22-10000-3100 交连电缆（直埋） 6 防雷与接地 6.1 防雷 雷电所引起的大气过电压将会对电器设备和变电所的建筑物产生严重的危害，因 此，在变电所中，必须采取有效的防雷措施，以保证电器设备的安全 12 。运行经 验证明，当前变电所中采用的防雷保护措施是可靠的，但是雷电参数和电器设备的冲 击放电特性具有统计性，故防雷措施也是相对的，而不是绝对的。但是，随着人们对 雷电的进一步认识和掌握，以及雷电保护设备特性的不断改善，变电所的防雷保护必 将更为经济合理。下面对防雷装置进行选择。 6.1.1 防雷设备 23 防雷的设备主要有接闪器和避雷器。避雷器是用来防止雷电产生的过电压波沿线 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，装