毕业论文---电修车间变电所及低压配电系统设计.doc

毕毕 业业 设设 计计 题目电修车间变电所及低压配电系统设计 专业班级电气自动化 0903 姓名 . 学号 09040317 指导教师 日期2011 年 10 月 ii 设计任务书 设计题目：设计题目： 电修车间变电所及低压配电系统设计电修车间变电所及低压配电系统设计 设计要求：设计要求： 针对电修车间变电所及低压配电系统设计，要求变电所及车间要根据实际 情况，符合国家有关规定，并适当考虑到工厂未来的发展，按照安全可靠、技术先 进、经济合理的要求，确定变电所的位置和形式，确定变电站主变压器的台数和容 量、类型，选择变电所主结线路方案及高压设备和进出线，确定各种保护装置，确 定防雷和接地装置，根据现有工厂变电所及车间线路绘制设计图等，同时通过设计 要知道和了解国家有关变电所及低压配电的有关规定和要求。 设计进度要求：设计进度要求： 第一周：对车间及配电站设备进行调研，并记录相应设备名牌数据。 第二周：整理、分析、计算、车间设备有关数据。 第三周：通过数据的分析确定变压器台数与容量及有关部分电器选择。 第四周：绘制有关车间变电所的线路平面图及变电所系统图。 第五周：根据已有的数据、供配电系统图及相关国家标准来选择设计出合适的 线径、穿管及敷设方式等。 第六周：将设计出的方案与现实情况进行比较，认识不合理之处，写出总结。 第七周：制作 ppt，准备答辩。 指导教师（签名）：指导教师（签名）： iii 目目 录录 设计任务书设计任务书.ii 摘摘 要要 1 1.1.供配电技术的发展供配电技术的发展.2 2.2.电修车间概述电修车间概述3 2.1 车间设备类型和负荷情况4 2.1.2.1. 1 1 车间常用的用电设备车间常用的用电设备4 2.1.22.1.2 电修车间的具体设备情况。电修车间的具体设备情况。.5 3.1 车间计算负荷与无功补偿6 3.1.13.1.1 车间计算负荷车间计算负荷.6 3.2.23.2.2 无功功率补偿无功功率补偿.8 3.3. 变配电所及主变压器的选择变配电所及主变压器的选择.11 3.1 变配电所所址和形式的选择11 3.1.13.1.1 变配电所所址的选择变配电所所址的选择.11 3.2.23.2.2 变电所型式的选择变电所型式的选择11 3.2 变电所主变压器台数和容量的选择12 3.2.13.2.1 s9s9 系列系列10kv10kv 级级 低损耗配电变压器低损耗配电变压器.12 3.2.23.2.2 主变压器台数的选择原则主变压器台数的选择原则.12 3.2.33.2.3 主变压器容量的选择主变压器容量的选择.12 4.4.车间变电所供电电源条件及配电柜选择车间变电所供电电源条件及配电柜选择 15 4.1 车间变电所供电电源条件15 4.2 变电所配电柜的选择15 4.2.14.2.1 kyn28a-12kyn28a-12 型配电柜适用范围与作用型配电柜适用范围与作用15 5.10kv5.10kv 与与 380kv380kv 侧一次设备型号选择侧一次设备型号选择.16 5.1 10kv 侧一次设备型号的选择16 5.1.15.1.1 真空断路器真空断路器16 5.2 380v 侧一次设备型号选择17 6 6 线路线径的选择与敷设线路线径的选择与敷设 19 7 7 防雷保护与接地保护防雷保护与接地保护22 7.1 防雷保护22 7.1.17.1.1 防雷设备防雷设备.22 iv 7.1.27.1.2 变配电所的防雷措施变配电所的防雷措施22 7.2 接地保护23 总总 结结.24 致致 谢谢.25 参考文献参考文献.26 附录附录27 1 摘 要 通过对电修车间变电所及低压配电设计，在工作中，从 10kv 站高压柜 的安装、电缆线路的敷设及变压器的安装、供配电系统调研学习，从实践中对 高压配电有新的学习与认识。此论文以实际工程技术水平为基础，以配电站资 料为背景，从原始资料的分析做起，内容涵盖变电站综合系统 、 工厂供配 电技术 、 高电压技术 、等主要专业课。目的是通过配电站设计，综合运用所 学知识，结合实际工作贯彻执行我国电力工业有关方针政策及技术标准，做到 理论联系实际。培养独立分析和解决实际工程技术问题的能力，同时也为今后 工作打下良好的基础，在整理过程中初步体现了工程设计的精髓内容，如根据 规程选择方案等。通过学习，锻炼了自己用实际工程的思维方式去分析和解决 问题的能力，为今后工作奠定基础。 关键词：关键词： 供配电系统 高压柜 电缆敷设 低压配电 2 1.供配电技术的发展 我国的电力工业已居世界前列，但与发达国家相比还是有一定的差距，我 们人均电量水平还很低，电力工业分布也不均匀，还不能满足国民经济发展的 需要。电力市场还未完善，管理水平、技术水平都有待提高。 为了使我国电力工业赶上世界电力技术的发展水平，从 21 世纪一开始，我 国就进一步加强在电网安全、稳定、经济运行、电力系统的自动化调度与管理、 电力通信、网络技术、继电保护等领域开展研究，尤其注意完善电力市场，研 究电力市场的技术支持系统，促进我们的电力工业不断前进。 工厂供电就是指工厂所需电能的供应和分配。我们知道,电能是现代工业生 产的主要能源和动力，工业生产应用电能和实现电气化以后,能大大增加产量, 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,改善工人的 劳动条件,有利于实现生产过程自动化。但是,工厂的电能供应如果突然中断,则 将对工业生产造成严重的后果,甚至可能发生重大的设备损坏事故或人身伤亡事 故；由此可见,搞好工厂供电工作对于工业生产的正常进行和实现工业现代化, 具有十分重大的意义。 工业企业生产所需电能，一般是由外部电力系统供给，经企业内各级变电 所变电压后，分配到各用电设备。工业企业变电所是企业电力供应的纽约，所 处地位十分重要，所以正确计算选择各级变电站的变压器容量及其他设备是实 现安全可靠供电的前提。进行企业电力负荷计算的目的就是为正确选择企业各 级变电站的变压器容量，各种电气设备的型号，规格以及供电网络所用导线型 号等提供科学的依据。 供配电工作要很好的为用电部门及整个国民经济服务，必须达到以下的基 本要求：安全、可靠、优质、经济。另外，在供配电工作中，还应合理的处理 局部和全局，当前与长远的关系，即要照顾局部和当前利益，又要有全局观点， 能照顾大局，适应发展。 3 2.电修车间概述 电修车间是动力能源部一个下属车间，主要负责全公司电力的分配、 管理、检修与维护。车间位于西区二分厂与三分厂中间，电修车间主要分办公 区、班组区、电机实验区、变压器待修区、高压试验区等组成，总面积为一千 多平方米。具体信息见车间平面布置图，如图 1.1。 仓仓仓 仓 仓 仓 仓 仓 仓 仓 仓 仓仓仓 仓仓仓仓 仓 仓 仓 仓 仓 仓 仓 仓 仓 仓 仓 仓 仓 仓 仓仓仓 仓 仓 仓 仓 仓 仓 仓 仓仓 仓 仓 仓 仓 仓 仓 仓 仓仓仓 仓 仓 仓仓 仓 仓 仓 仓 仓 仓 仓 图 2.1 电修车间总平面布置图 4 2.12.1 车间设备类型和负荷情况车间设备类型和负荷情况 2.1.2.1. 1 1 车间常用的用电设备车间常用的用电设备 车间常用的用电设备种类繁多，根据其用途和特点，大致可以分成四类： 生产加工机械的拖动设备;电焊、电镀设备；电热设备；照明设备。了解车间内 常用电气设备的类型，对分析车间的供电水平和用电质量很有帮助。 (1) 生产加工机械的拖动设备 生产加工机械的拖动设备是机械加工类车间的主要用电设备，是车间电力 负荷的主要组成部分，又可分为机床设备和起重运输设备两种。其中机床设备 是车间金属切削和金属压力加工的主要设备，常用有车床、铣床、刨床、插床、 组合机床、镗床、冲床、锯床、剪床、砂轮机等。这些用电设备的动力，一般 都由异步电动机供给。这些电动机一般都要求长期连续工作，电动机的总功率 可以从几百瓦到几十千瓦不等，如车间常用的 cw6163b 普通机床的动力部分有 三台电动机，主轴电动机 10kw,冷却泵电动机为 0.09kw，快速进给电动机为 1.1kw。 起重运输设备是车间中起吊和搬运物料、运输客货的重要工具，常用有起 重机，吊车、行车、输送机、电葫芦等。 另外，空压机、通风机、水泵等也是车间常用的辅助设备，它们的动力都 由异步电动机供给，工作方式属于长期连续工作方式，设备的容量可以从几千 瓦到几十千瓦，单台设备的功率因数在 0.8 以上。 (2)电焊和电镀设备 电焊设备是车辆制造、锅炉制造、机床制造等制造厂得主要用电设备，在 中小型机械类工厂中通常只作为辅助加工设备，负荷量不会太大。电焊包括利 用高温进行焊接的电弧焊，利用电流通过金属连接处产生的电阻高温进行焊接 的电阻焊，利用电流通过熔焊剂产生的热能进行焊接的电渣焊等。常见的电焊 机有电弧焊机类和电阻焊机类。 (3)电热设备 工厂电热设备的种类也很多，按其加热原理和工作特点可分为电阻加热炉、 电弧炉、感应炉和其它电热设备。其中。电阻加热炉主要用于各种零件的热处 5 理，电弧炉主要用于矿石熔炼、金属熔炼，感应炉主要用于熔炼和金属材料处 理，其他加热设备，包括红外线加热设备、微波炉加热设备和等离子加热设备 等。 (4)照明设备 电气设备是工厂供电的重要组成部分，合理的照明设计和照明设备的选用 是工厂所得到良好的照明环境的保证。常用的照明灯具有:白炽灯、卤钨灯、荧 光灯、高压汞灯、钠灯、钨卤化物灯和单灯混光灯等。 2.1.22.1.2 电修车间的具体设备情况。电修车间的具体设备情况。 通过设备分类将其分为两大类，动力设备和照明设备。根据调查，本车间 的负荷情况具体如表 2.1 所示。 表 2.1 车间负荷统计资料 名称负荷类型设备容量/kw需要系数/kd功率因数 动力 600.50.65 机加区 照明 10.81.0 动力 2.60.850.8 外线班 照明 0.20.81.0 动力 2.60.850.8 安装班 照明 0.240.81.0 动力 15.30.70.85 电钳班 照明 0.30.81.0 动力 15.80.750.85 电修班 照明 0.50.81.0 动力 850.20.7 高压试验区 照明 0.80.81.0 动力 1500.750.85 电机实验区 照明 40.81.0 烘箱区动力 229.50.80.95 车间辅助动力 59.90.60.8 6 照明 1.50.91.0 动力 300.650.8 工具区 照明 0.50.91.0 办公区动力 12.250.650.8 照明 10.81.0 仓库动力 15.50.40.8 照明 0.80.81.0 3.13.1 车间计算负荷与无功补偿车间计算负荷与无功补偿 3.1.13.1.1 车间计算负荷车间计算负荷 计算负荷是通过统计计算求出的，用来选择和校验变压器容量及开关设备、 连接该负荷的电力线路的负荷值。同时，它也是选择仪器仪表、整定继电器保 护的重要数据。计算负荷确定过大，将使变压器容量、电器设备和导线截面选 择过大，造成投资浪费；如果计算负荷确定过小，则会引起所选变压器容量不 足或电气设备、电力线路运行时电能损耗增多，并产生过热、绝缘加速度老化 等现象，甚至发生事故。“计算负荷”通常用 p30 、q30 、s30 、i30 分别表示 负荷的有用计算功率、无功计算功率、视在计算负荷和计算电流。 负荷计算的目的主要是确定“计算负荷”，目前负荷计算的方法常用需要 系数法和二项式系数法。 通过对电修车间的电气设备的调查，主要分小批量生产加工机械的拖动设 备;电焊；电热设备；照明设备等，根据车间的设备情况，通常采用需要系数法 来确定， 采用需要系数法常用公式： 主要计算公式有： 有功功率： p30 = pekd 无功功率: q30 = p30 tg 视在功率: s30= p30/cos 7 计算电流: i30 = s30/ un3 计算结果如表 3.1 所示。 表 3.1 电修车间负荷计算表 计算负荷 名 称 类型 设备 容量 pe/kw 需要 系数 kd 功率因 数 cos 有功 功率 kw 无功 功率 kvar 视在 功率 kva 电流 a 回路标 号 动力 600.50.652428.136.942.9 照明 10.81.00.800.81.2 机 加 区合计 6124.828.137.744.1 wl1-1 动力 2.60.850.82.21.72.84.2 照明 0.20.81.00.200.20.2 外 线 班合计 10.32.41.73.04.4 wl2-1 动力 2.60.850.82.21.72.84.2 照明 0.240.81.00.200.20.2 安 装 班合计 7.842.41.73.04.4 wl2-2 动力 15.30.70.8510.76.612.619.2 照明 0.30.81.00.200.20.4 电 钳 班合计 25.610.96.612.819.6 wl2-3 动力 15.80.750.8511.97.313.921.2 照明 0.50.81.00.400.40.6 电 修 班合计 26.312.37.314.321.8 wl2-4 动力 12.20.650.87.95.99.915.1 照明 10.81.00.800.81.2 办 公 区合计 33.28.75.910.716.3 wl3-1 动力 850.20.717.017.324.336.9 照明 0.80.81.00.600.61.0 高 压 试 验 合计 85.817.617.324.337.9 wl4-1 8 区 动力 1500.750.85112.569.7132.4201.2 照明 40.81.03.203.24.9 电 机 实 验 区 合计 154115.769.7135.6206.1 wl5-1 h3737.50.80.9530.09.931.648.0wl6-1 tc8600.80.9548.015.850.576.8wl6-2 tc8600.80.9548.015.850.576.8wl6-3 烘 箱 区 tc9720.80.9557.61860.692.2wl6-4 动力 59.90.60.830.022.537.456.9 照明 1.50.91.013.50.013.520.5 车 间 辅 助 合计 61.443.522.540.977.4 wl7 动力 300.650.819.514.624.437.1 照明 0.50.91.00.50.00.50.7 工 具 区合计 30.520.014.624.937.8 wl8 动力 15.50.40.86.24.77.811.8 照明 0.80.81.00.600.61 仓 库 合计 16.36.84.78.412.8 wl9 动力 731.8 照明 10.4 448.7239.6 总计（380 侧） 0.81359.9203.7413.5772 3.2.23.2.2 无功功率补偿无功功率补偿 车间中的用电设备多为感性负载，在运行过程中，除了消耗有功功率外， 还需要大量的无功功率在电源和负载之间交换，导致功率因数降低，所以一般 工厂的自然功率因数都比较低，它给工厂供配电系统造成不利影响。根据我国 9 制定的按功率因数调整收费的办法要求，高压供电的工业用户和高压供电装有 带负荷调压装置的电力用户，功率因数应达到 0.9 以上，当功率因数低于 0.7 时，电业局不予供电。因此，工厂在改善设备运行性能，合理调整运行方式提 高自然功率因数的情况下，都需要安装无功功率补偿装置，提高工厂供配电系 统的功率因数。在工厂中，提高配电系统功率因数，人工补偿无功功率采用安 装移相电容器。 并联电容器的选择计算 ，无功功率补偿容量（单位为 kvar）的计算： qc=p30(tan1-tan2)=qcp30 式中 p30 车间的有功计算负荷（单位为 kvar）； tan1对应于原有功率因数 cos1 的正切； tan2对应于需补偿到的功率因数 cos 的正切； qc无功功率（单位为 kvar/kw） 并联电容器个数的计算： n= qc/ qc 式中 qc单个电容器的容量（单位为 kvar/kw） 由表 3.1 可知，该车间 380v 侧最大负荷时的功率因数只有 0.81 。而供电 部门要求厂 10kv 进线侧最大负荷时功率因数不应低于 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，暂取 0.92 来计算 380v 侧所需无功功率补偿容量： qc=p30(tan1-tan2)=359.9*tanarccos0.81- tan(arccos0.92)kvar=107.2kvar 根据要求，选择 pgj1 型低压自动补偿屏，并联电容器 bw0.4-14-3 型，采 用其方案 2（主屏）一台，2 屏有 8 支路，电容器宜为 bw0.4-14-3 型，每屏共 112kvar,采用 8 步控制，每步投入 14kvar。补偿结构图见图 3.1，因此补偿后 380v 侧和 10kv 侧负荷计算如表 3-2 所示。 10 k v q s q f t a 1t a 2 f u c t v 图 3.1 高压电容器集中补偿的接线 表 3.2 无补偿后车间的计算负荷 项目 cos 计算负荷 10 p30/kwq30/kvars30/kvai30/a 380v 侧补偿前负荷 0.81448.7239.6518.6772 380v 侧补偿前负荷 -112 380v 侧补偿前负荷 0.93448.7127.6466.2709 主变压器功率损耗 0.015 s30=7 0.06 s30=27 10kv 侧负荷总计 0.92455.7154.6481.227 11 3. 变配电所及主变压器的选择 3.13.1 变配电所所址和形式的选择变配电所所址和形式的选择 3.1.13.1.1 变配电所所址的选择变配电所所址的选择 根据国家标准10kv 以下变电所设计规范（gb50053-94）的规定。 工厂变配电所位置的选择应考虑如下的原则： 1）尽量接近负荷中心，以缩短低压配电线路距离，减少有色金属消耗量， 降低配电系统的电压损耗、电能损耗，保证电压质量。 2）接近电源侧 3）进线、出线方便。 4）设备运输、安装方便。 5）避开剧烈震动、高温场所，避开多尘、有腐蚀性气体的场所，避开有爆 炸、火灾危险的场所。 6）尽量使用高压配电所与车间变电所合建。 7）为工厂的发展和负荷的增加留有扩建的余地。 3.2.23.2.2 变电所型式的选择变电所型式的选择 变配电所有屋内式和屋外式两大型式。屋内式运行维护比较方便，占地面 积少。在选择工厂总变配电型式时，应根据具体地理环境，因地制宜；技术经 济合理时，应优先选用屋内式。 负荷较大的车间，宜设附设式或半露天式变电所。 负荷较大的多跨厂房及高层建筑内，宜设车间（室内）变电所或组合式成 套变电所。 负荷小而分散的车间及生活区，或需远离有易燃易爆危险及有腐蚀性车间 时，宜设独立变电所。 根据配电所所址选择原则及配电所型式以及现有工厂的发展，车间的变电 所选择屋内式配电站。 12 3.23.2 变电所主变压器台数和容量的选择变电所主变压器台数和容量的选择 选择变压器时，必须对负载的大小、性质作深入的了解，然后按照设备的 确定方法选择适当的容量。为了降低电能损耗，变压器应该首选低损耗节能型。 当厂区配电母线电压偏差不能满足要求时，总降压变电所可选用有载调压变压 器。车间变电所一般采用普通变压器。变压器容量的确定除考虑正常负荷外， 还应考虑变压器的过负荷能力和经济运行条件。 3.2.13.2.1 s9s9 系列系列10kv10kv 级级 低损耗配电变压器低损耗配电变压器 s9 系列（10kv）变压器，为三相双绕组，油浸自冷式，容量从 10kv 至 1600kv，采用无磁励调压方式。该系列变压器是我国第二代节能产品，符合 oby、500、507 技术条件的要求。与 s7 系列产品相比，空载损耗降低 10.25%， 负载损耗降低 21.1%，空域土电流降低 34.9%。具有显著的节能效果，运行成本 大大降低。是电力系统的主要装备，在输变电过程中，可获得较显著的经济效 益。 3.2.23.2.2 主变压器台数的选择原则主变压器台数的选择原则 工厂变电所中的主要变压器台数应根据下列原则选择： 1） 应满足用电负荷对供电可靠性的要求。对供有大量一、二级负荷的变 电所应采用两台变压器，对只有二级负荷，而无一级负荷的变电所，也可只采 用一台变压器，并在低压侧架设与其他变电所的联络线。 2） 对季节性负荷或昼夜负荷变动较大的工厂变电所，可考虑采用两台主 变压器。 3）一般的三级负荷只采用一台主变压器。 4）考虑负荷的发展，应留有安装第二台主变压器的空间。 3.2.33.2.3 主变压器容量的选择主变压器容量的选择 1） 只安装一台主变压器时，主变压器的额定容量 sn.t应满足全部用电设 备总的计算负荷 s30的需要: 13 sn.t s30 2）安装两台变压器时，每台主变压器的额定容量 sn.t 应同时满足以下两个 要求： sn.t 0.7 s30 sn.t s() 式中 s s( () 计算负荷中的全部一、二级负荷。 3） 单台主变压器的容量上限。工厂变电所单台主变压器容量一般不宜大 于 1250kva.在负荷比较集中且容量较大时，也可以选用 16002500kva 的配电 变压器，这时变压器低压侧的断路器必须配套使用。 单台变压器的车间变电所的主变容量一般不能大于 1000kva。 对装在楼上的电力变压器，单台容量不宜大于 630kva。 对居住小区变电所，单油式变压器容量不宜大于 630kva. 由于电修车间为三级负荷单位，装设一台变压器即可满足设备需要，sn.t =630kva481kva,即选择一台 s9-1000/10 型低损耗配电变压器。 根据表 3.1、表 3.2 附录表 2 数据分析选择主变压器的容量为 630kva,联 结组别采用 yyn0. 14 t v e g m -12/t 630-25 3*lz z b j9-10c 2 500/5a s 9-630 10/0.4k v v e g m -12/t 630-25 3*lz z b j9-10c 2 500/5a b s t g -b -12.7/600220/380v q f t a t a q f 10k v 图 3.2 15 4.车间变电所供电电源条件及配电柜选择 4.14.1 车间变电所供电电源条件车间变电所供电电源条件 根据以上数据车间变电所的电源从工厂 10kv 变配电所，10kv 母线电源用 电缆引入，来之工厂特钢虎变 35kv 变配电站，10kv 变配电所线路首端高压断 路器型号为 vegm-12/1000-31.5 型，通过就地和远控两种方式控制断路器的分 合；同时该线路装设有过流保护，过压保护、速断保护、低压保护、变压器本 身保护。 4.24.2 变电所配电柜的选择变电所配电柜的选择 4.2.14.2.1 kyn28a-12kyn28a-12 型配电柜适用范围与作用型配电柜适用范围与作用 kyn28a-12 型配电柜适用于额定电压 310kv，频率 50hz 的户内金属铠装抽 出式开关设备（以下简称开关设备） ，用于接受和分配电能的单母线分段制系统 的输配电控制装置。 kyn28a-12 型配电柜型号的组成及含义 16 5.10kv 与 380kv 侧一次设备型号选择 根据实际工程技术水平为基础，以配电站资料为背景，从原始资料的分析 做起，变电所的具体一次设备如下： 5.15.1 10kv10kv 侧一次设备型号的选择侧一次设备型号的选择 根据变压器设备的容量，变电所高压柜一次设备的型号如下（表 5.1） 表 5.1 10kv 侧一次设备型号 设备名称设备型号 电压互感器 3*jdzx12-10 10/ 0.1/ 0.1/33 3 开关状态显控装置 ytk-9230 真空断路器 vegm-12/t1250-31.5 电流互感器 3*lzzbj9-10c2 500/5a 避雷器 bstg-b-12.7/600 5.1.15.1.1 真空断路器真空断路器 1）断路器型号、名称及含义。图 5.1 ve gm 12/ 额定短路开断电流（kv） 额定电流（a） 额定电压（kv） 固封极柱 真空断路器 图 5.1 17 2）断路器主要技术参数，见表 5.2。 表 5.2 主要技术参数 序 号 参数 单 位 数据 1 额定电压 kv12 1min 工频 耐压 kv 42（极间，对地） ；48（断口） 2 额 定 绝 缘 水 平 额定雷电 冲击耐压 kv 75（极间，对地） ；85（断口） 3 额定电流 a6301000125016002000250031504000 202020 25252525 31.531.531.531.531.5 4 额定短路关合电 流 额定热稳定电流 （有效值） ka 4040404040 505050 63636363 8080808080 5 额定短路关合电 流 （峰值） 额定动稳定电流 （峰值） ka 100100100100100 6 额定短路开断 电流开端次数 次 30,50* 7 额定热稳定时间 s4 8 额定操作顺序 o-0.3s-co-180s-co 9 机械寿命次 30000 10 额定单个电容器 组开断电流 a630 11 额定背对背电容 a400 18 器组开断电流 3）真空断路器的原理图，如图 5.2 图 5.2 真空断路器原理图 17 s9:辅助开关（当手车在工作位置时切 换） s8：辅助开关（当手车在试验位置时 切换） sp5：微动开关 sp1sp4：微动开关（合闸弹簧储能 后切换） hk:辅助开关（分合操作时切换） v1v4:桥式整流器（直流电源取消 v2v4） y1:合闸闭锁线圈（可选） k0:防跳继电器（可选） y7y9:间接式过流脱扣器（可选） l1l11: 跳线 hq:合闸线圈 tq:分闸线圈 r0r1：电阻 m:储能电 5.25.2 380v380v 侧一次设备型号选择侧一次设备型号选择 根据电修车间的线路支线计算数据确定各回断路器 根据低压配电设计规范gb 50054-95 第四节 接地故障保护 第 4.4.1 条：“接地故障保护的设置应能防止人身间接电击以及电气火灾、线路 损坏等事故。接地故障保护电器的选择应根据配电系统的接地型式,移动式、手握式或 固定式电气设备的区别,以及导体截面等因素经技术经济比较确定。 ” 为保障供电线路的安全可靠进行，避免导线流过的电流过大而致使导线温度升高， 绝缘迅速老化，缩短使用期限，供电线路须采用保护措施。 根据线路需要选用以下四种断路器： dz15le 系列漏电断路器，适用于交流 50hz，额定电压为 220v 或 380v，额定电流 至 100a 或 250a 的电路中，作漏电保护之用，也可用来防止因设备绝缘损坏，产生接 地故障电流而引起的火灾危险。并可用来保护线路过载及短路，亦可作为线路的不频 繁转换之用。 dz47 系列小型断路器(简称断路器)，是一种具有过载与短路双重保护的限流型高 分断小型断路器，适用于交流 50hz/60hz，额定电压 220v/400v，额定电流至 63a 及以 下的电路中，作为线路过载和短路保护之用。同时也可在正常情况下频繁的通断电器 装置和照明线路。 18 dz15le-60 系列漏电断路器适用于交流 50hz，额定电压 220v/380v，额定电流至 60a，电源中性点接地的电路中，主要人身触电、线路漏电保护之用，也可用于防止因 设备绝缘损坏，产生接地故障电流而引起的火灾，并可用来保护线路和电动机的过载 或短路，亦可作为线的不频繁启动之用。 dz20 系列塑料外壳式断路器适用于交流 50hz，额定绝缘电压 660v，额定工作电 压 380v（400v）及以下，其额定电流至 1250a。一般作为配电用，额定电流 200a 和 400a 型的断路器亦可作为保护电动机用。在正常情况下，断路器可分别作为线路不频 繁转换及电动机的不频繁起动之用。 根据以上数据选择各回路的断路器列表如下（表 5.2） 表 5.2 断路器型号图 配电箱回路编号名称型号数量 ap1wl1-1 断路器 dz15le-601 wl2-1 断路器 dz47-201 wl2-2 断路器 dz47-201 wl2-3 断路器 dz47-201 ap2 wl2-4 断路器 dz15le-601 ap3wl3-1 断路器 dz15le-601 ap4wl4-1 断路器 dz15le-601 ap5wl5-1 断路器 dz20-2001 wl6-1 断路器 dz15le-601 wl6-2 断路器 dz20-1001 wl6-3 断路器 dz20-1001 ap6 wl6-4 断路器 dz20-1001 ap7wl7-1 断路器 dz20-1001 ap8wl8-1 断路器 dz15le-601 ap9wl9-1 断路器 dz47-201 19 6 线路线径的选择与敷设 根据国家标准低压配电设计规范gb 50054-95 “第 5.6.1 条 选择电缆路径时，应按下列要求: 一、应使电缆不易受到机械、振动、化学、地下电流、水锈蚀、热影响、蜂蚁 和鼠害等各种损伤； 二、便于维护； 三、避开场地规划中的施工用地或建设用地； 四、电缆路径较短。 第 5.6.3 条 电缆在屋内、电缆沟、电缆隧道和竖井内明敷时，不应采用黄麻或 其它易延燃的外保护层。 第 5.6.4 条 电缆不应在有易燃、易爆及可燃的气体管道或液体管道的隧道或沟 道内敷设。当受条件限制需要在这类隧道内敷设电缆时，必须采取防爆、防火的措施。 第 5.6.5 条 电缆不宜在有热管道的隧道或沟道内敷设电力电缆，当需要敷设时， 应采取隔热措施。 第 5.6.6 条 支承电缆的构架，采用钢制材料时，应采取热镀锌等防腐措施；在 有较严重腐蚀的环境中，应采取相适应的防腐措施。 第 5.6.7 条 电缆的长度，宜在进户处、接头、电缆头处或地沟及隧道中留有一 定余量。 第 5.6.12 条 电缆在屋内埋地穿管敷设时，或电缆通过墙、楼板穿管时，穿管的 内径不应小于电缆外径的 1.5 倍。 第 5.6.22 条 电缆沟在进入建筑物处应设防火墙。电缆隧道进入建筑物处，以及 在进入变电所处，应设带门的防火墙。防火门应装锁。电缆的穿墙处保护管两端应采 用难燃材料封堵。 第 5.6.40 条 电缆在拐弯、接头、终端和进出建筑物等地段，应装设明显的方位 标志，直线段上应适当增设标桩，标桩露出地面宜为 150mm。 ”等相关规定。 根据车间设备情况，车间配电线路敷设方式有明配电线和暗配线两种，使用导线 多为绝缘线和电缆。根据电修车间的气象资料，车间在地区的年最高气温为四十一摄 20 氏度，年平均气温二十五摄氏度左右，年最低气温为负八摄氏度，根据车间生产需要 主干线采用电缆地埋方式，支线采用穿管和明配两种。根据车间负荷计算结果表 3.1 和表 进行各线路选择。 (1)wl1-1 回路选用：bvv 3*10mm2+1*10 mm2 电线地埋敷设 wl11 支路选用 bvv 3*2.5mm2+1*1.5 mm2 电线穿管地埋敷设 wl12 支路选用 bvv 3*2.5mm2+1*1.5 mm2 电线穿管地埋敷设 wl13 支路选用 bvv 3*4mm2*1+1.5 mm2 电线穿管地埋敷设 wl14 支路选用 bvv 3*2.5mm2+1*1.5 mm2 电线穿管地埋敷设 wl15 支路选用 bvv 3*1.5mm2+1*1.5 mm2 电线穿管地埋敷设 wl16 支路选用 bvv 3*2.5mm2+1*1.5 mm2 电线穿管地埋敷设 （2）wl2-1 回路选用： bv 2*2.5mm2 电线 wl211 支路选用 bv 1*1.5mm2+1*1.5 mm2 电线沿墙明敷 wl212 支路选用 bv 1*1.5mm2+1*1.5 mm2 电线沿墙明敷 wl2-2 回路选用： bv 2*2.5mm2 电线穿管地埋敷设 wl221 支路选用 bv 2*1.5mm2 电线沿墙明敷 wl222 支路选用 bv 2*1.5mm2 电线沿墙明敷 wl2-3 回路选用： bvv 3*4mm2+1*4mm2 电线穿管地埋敷设 wl231 支路选用 bv 3*1.5mm2+1*1.5 mm2 电线沿墙明敷 wl232 支路选用 bv 3*1.5mm2+1*1.5 mm2 电线沿墙明敷 wl233 支路选用 bv 3*2.5mm2+1*1.5 mm2 电线沿墙明敷 wl2-4 回路选用： bv 3*2.5mm2+1*1.5 mm2 电线穿管地埋敷设 wl241 支路选用 bv 3*1.5mm2+1*1.5 mm2 电线沿墙明敷 wl242 支路选用 bv 3*1.5mm2+1*1.5 mm2 电线沿墙明敷 （3）wl3-1 回路选用： bv 3*6mm2+1*6 mm2 电线穿管地埋敷设 wl21 支路选用 bv 1*1.5mm2*1+1.5 mm2 电线穿塑料槽敷设 wl22 支路选用 bv 1*1.5mm2+1*1.5 mm2 电线穿塑料槽敷设 wl23 支路选用 bv 1*1.5mm2+1*1.5 mm2 电线穿塑料槽敷设 wl24 支路选用 bv 1*1.5mm2+1*1.5 mm2 电线穿塑料槽敷设 wl25 支路选用 bv 1*1.5mm2+1*1.5 mm2 电线穿塑料槽敷设 21 wl26 支路选用 bv 1*1.5mm2+1*1.5 mm2 电线穿塑料槽敷设 （4）wl4-1 回路选用：bvv 3*10mm2+1*10 mm2 电线穿管地埋敷设 wl41 支路选用 bvv 3*4mm2+1*4mm2 电线穿管地埋敷设 wl42 支路选用 bvv 3*4mm2+1*4 mm2 电线穿管地埋敷设 wl43 支路选用 bvv 3*4mm2+1*4 mm2 电线穿管地埋敷设 （5）wl5-1 回路选用：bvv 3*150mm2+1*70 mm2 电线穿管地埋敷设 （6）wl6-1 回路选用：bvv 3*16mm2+1*16 mm2 电线穿管地埋敷设 wl6-2 回路选用：bvv 3*25mm2+1*16 mm2 电线穿管地埋敷设 wl6-3 回路选用：bvv 3*25mm2+1*16 mm2 电线穿管地埋敷设 wl6-4 回路选用：bvv 3*35mm2+1*16 mm2 电线穿管地埋敷设 （7）wl7-1 回路选用：bvv 3*25mm2+1*16 mm2 电线穿管地埋敷设 wl41 支路选用 bvv 3*6mm2+1*6mm2 电线明敷设 wl42 支路选用 bvv 3*4mm2+1*4 mm2 电线明敷设 wl43 支路选用 bvv 3*4mm2+1*4mm2 电线明敷设 （8）wl8-1 回路选用：bvv 3*10mm2+1*10 mm2 电线穿管地埋敷设 （9）wl9-1 回路选用：bvv 3*2.5mm2+1*2.5 mm2 电线穿管地埋敷设 w l11-b v v3*2.5m m 2+1*1.5 m m 2-p c 32-d b w l12-b v v3*2.5m m 2+1*1.5 m m 2-p c 32-d b w l13-b v v3*4m m 2+1*1.5 m m 2-p c 32-d b w l14-b v v3*2.5m m 2+1*1.5 m m 2-p c 32-d b w l15-b v v3*2.5m m 2+1*1.5 m m 2-p c 25-d b w l1-1-b v v3*10m m 2+1*10 m m 2-s c 50-d b a p 1 图 6.1 机加区负荷配电图 22 w l221-bv2*1.5m m 2-w e w l222-bv2*1.5m m 2-w e w l231-b v3*1.5m m 2+1*1.5m m 2-w e w l232-b v3*1.5m m 2+1*1.5m m 2-w e w l233-bv3*2.5m m 2+1*1.5m m 2-w e w l241-bv3*1.5m m 2+1*1.5m m 2-w e w l242-b v3*1.5m m 2+1*1.5m m 2-w e w l211-b v1*1.5m m 2+1*1.5m m 2-w e w l212-bv1*1.5m m 2+1*1.5m m 2-w e w l2-1-bv1*2.5m m 2+1*2.5m m 2-p c 25-f c w l2-2-bv1*2.5m m 2+1*2.5m m 2-p c 25-f c w l2-3-b v v3*4m m 2+1*4m m 2-pc 32-f c w l2-4-bv3*2.5m m 2+1*1.5m m 2-pc 25-f c a p 2 w l21-24-b v v3*16m m 2+1*16m m 2-pc 50-f c 图 6.2 班组负荷配电图 a p 3 w l31-b v1*1.5m m 2+1*1.5 m m 2-p r 4-w e w l32-b v1*1.5m m 2+1*1.5 m m 2-p r 4-w e w l33-b v1*1.5m m 2+1*1.5 m m 2-p r 4-w e w l34-b v1*1.5m m 2+1*1.5 m m 2-p r 4-w e w l35-b v1*1.5m m 2+1*1.5 m m 2-p r 4-w e w l3-1 b v1*6m m 2+1*6 m m 2-p c 32-fc 图 6.3 办公区负荷配电图 23 w l4-1-bvv3*10m m 2+1*10 m m 2-sc 50-d b w l41-bvv3*4m m 2+1*4 m m 2-pc 32-fc w l42-bvv3*4m m 2+1*4 m m 2-pc 32-fc w l43-bvv3*4m m 2+1*4 m m 2-pc 32-fc ap4 图 6.4 高压试验负荷配电图 w l6-2 b vv3*25m m 2+1*16 m m 2-fc w l6-3bvv3*25m m 2+1*16m m 2-fc w l6-4 b vv3*35m m 2+1*16 m m 2-fc b vv3*240m m 2+1*120m m 2-d b ap 61 64 w l6-1bv v3*16m m 2+1*16m m 2-fc 图 6.5 烘箱区负荷配电图 24 7 防雷保护与接地保护 7.17.1 防雷保护防雷保护 7.1.17.1.1 防雷设备防雷设备 防雷的设备主要有接闪器和避雷器。其中，接闪器就是专门用来接受直接雷击（ 雷闪）的金属物体。接闪的金属称为避雷针。接闪的金属线称为避雷线，或称架空地 线。接闪的金属带称为避雷带。接闪的金属网称为避雷网。 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，装在被保护设备的电源侧。 当线路上出现危及设备绝缘的雷电过电压时，避雷器的火花间隙就被击穿，或由高阻 变为低阻，使过电压对大地放电，从而保护了设备的绝缘。避雷器的型式，主要有阀 式和排气式等。 7.1.27.1.2 变配电所的防雷措施变配电所的防雷措施 （1）装设避雷针 室外配电装置应装设避雷针来防护直接雷击。如果变配电所处 在附近高建（构）筑物上防雷设施保护范围之内或变配电所本身为室内型时，不必再 考虑直击雷的保护。 （2）高压侧装设避雷器 这主要用来保护主变压器，以免雷电冲击波沿高压线路 侵入变电所，损坏了变电所的这一最关键的设备。为此要求避雷器应尽量靠近主变压 器安装。 避雷器的接地端应与变压器低压侧中性点及金属外壳等连接在一起。在每路进线 终端和每段母线上，均装有阀式避雷器。如果进线是具有一段引入电缆的架空线路， 则在架空线路终端的电缆头处装设阀式避雷器或排气式避雷器，其接地端与电缆头外 壳相联后接地。 （3）低压侧装设避雷器 这主要用在多雷区用来防止雷电波沿低压线路侵入而击 穿电力变压器的绝缘。当变压器低压侧中性点不接地时（如 it 系统），其中性点可装 设阀式避雷器或金属氧化物避雷器或保护间隙。 25 7.27.2 接地保护接地保护 接地与接地装置 电气设备的某部分与大地之间做良好的电气连接，称为接地。埋入地中并直接与 大地接触的金属导体，称为接地体，或称接地极。专门为接地而人为装设的接地体， 称为人工接地体。兼作接地体用的直接与大地接触的各种金属构件、金属管道及建筑 物的钢筋混凝土基础等，称为自然接地体。连接接地体与设备、装置接地部分的金属 导体，称为接地线。接地线在设备、装置正常运行情况下是不载流的，但在故障情况 下要通过接地故障电流。 接地线与接地体合称为接地装置。由