工厂供电设计

目 录

前言---------------------------------------------------

第一章 设计题目-------------------------------------------------

一、设计任务------------------------------------------------- 二、设计要求------------------------------------------------- 三、设计依据------------------------------------------------- 1．工厂总平面图------------------------------------------ 2. 工厂负荷情况------------------------------------------ 3. 供电电源情况------------------------------------------ 4. 气象资料---------------------------------------------- 5. 地质资料----------------------------------------------

第二章 负荷计算和无功功率补偿------------------------------------ 一、负荷计算-------------------------------------------------

1.基本公式----------------------------------------------- 2.工厂负荷的计算----------------------------------------- 二、无功功率补偿--------------------------------------------- 1.功率因数-----------------------------------------------

2.无功功率的选择----------------------------------------- 3.无功功率的计算-----------------------------------------

第三章 变压器的选择与主接线--------------------------------------

一、变压器台数和容量的选择----------------------------------- 二、变压器的主接线------------------------------------------- 第四章 工厂三相短路电流的计算------------------------------------ 一、短路电流的计算方法----------------------------------------

4.1.1. 电力系统的阻抗计算----------------------------------- 二、短路电流的计算--------------------------------------- 4.2.1．短路电流的计算--------------------------------------- 4.2.2. 短路等效电路图-------------------------------------- 第五章 变压器和导线的校验----------------------------------------

一、变压器的校验------------------------------------------------------------------------

二、导线的校验----------------------------------------------------------------------- 三、配电箱的选择-------------------------------------------------------------------- 第六章 继电保护与防雷接地----------------------------------------------------------------

一、工厂的继电保护--------------------------------------------------------------------- 6.1.1．继电保护的整定及计算--------------------------------------------------- 二、防雷接地------------------------------------------------- 总结------------------------------------------------------------- 参考文献---------------------------------------------------------

前 言

众所周知，电能是生产的主要能源和动力。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；电能的输送的分配既简单，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。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。因此，做好工厂供电工作对于工业生产，实现工业现代化，具有十分重要的意义。当下供配电系统的发展趋势是：

1.提高供电电压：以解决大型城市配电距离长，配电功率大的问题，这在我国城市已经有先例。

2.逐步淘汰等级: 因为过细的电压分级不利于电气设备制造的发展。

3.降低功率损耗: 扩大异步电动机的制造容量，只是由于我国在设备上还不能全面配套而尚未推广。

4.供配电系统自动化：借助计算机技术和网络通信技术，对配电网进行离线和在线的智能化监控管理。做到保护、运行、管理的

自动化，提高工作效率，增强供配电系统的可靠性。

本次课程设计中，需要设计的工厂属于中小型工厂，采用10kV供电电源，在金工车间东侧1.2Km处有一座10kV配电室，先用一千米的架空线路，后改为电缆线路至本厂变电所，将6-10kV的高压降为一般低压用电设备所需的电压（220/380V），然后由低压配电线路将电能分送给各用电设备。

第一章、设计题目

设计题目：10KV配电所供电系统设计 一、设计任务：

要求根据本厂所能够取得的电源及本厂用电负荷的实际情况，并适当考虑到工厂生产的发展，按照安全可靠，技术先进，经济合理的要求设计。 二、设计要求：

1. 确定变电所的位置与形式：

2. 确定变电所主变压器的台数与容量，类型； 3. 选择变压器的主接线方案及高低压设备和进出线； 4. 确定二次回路方案； 5. 选择整定继电保护装置； 6. 确定饭分类和接地装置； 7. 会出设计图样； 三、设计依据：

1. 通用机器厂厂区平面图如下：

2.工厂负荷情况： 2.1、各车间负荷表：

车间 冷作 装配 仓库 户外照明 P30/kW 100 80 20 20 Q30/kvar 110 90 20 15 最大电动机/kW 30 22 7.5 2.2、金工车间设备明细表：

序号 1~3 13~16 23~25 36 32~34 4 5 21 35 6 7 41 42 8 9 10 11 12 17 18 19 20 38 22 37 26 27 28 29 30 31 39 40 43 44 45 46 47 48 设备名称 车床 铣床 摇臂钻 铣床 铣床 砂轮机 砂轮机 磨床 磨床 磨床 车床 磨床 立床 车床 摇臂钻 龙门刨 铣床 镗床 铣床 桥式起重机（=25%） 设备容量/kW 7+0.125 10+2.8 4.5+1.7+0.6+0.125 7+2.8 7+1.7 3.2 1 7+1.7+0.5 10+2.8+1.5 10+2.8+0.5 10+0.125 14+1+0.6+0.15 55+7+1 37+1.7 20+0..15 10+0.5 75+4.5+1.7+1.7+1+1+0.5 7+1.7 6.5+2.8 7+2.8 台数/台 14 1 3 4 2 1 2 2 1 2 2 2 1 1 1 1 2 3 1 1 1 ?11+5+5+2.2

49 50 桥式起重机（=25%） ?16+5+5+3.5 22 全厂照明密度为：12W/m 3.供电电源情况：

在金工车间东侧1.02km处，有一座10kv配电所，先用一千米的架空线路，后改为电缆线路至本厂变电所，其出口断路器的型号为SN19-10ll型，此断路器的配备有定时限过电流保护和电流速断保护，定时限过电流保护整定的动作时间为1s。 4.气象资料：

本厂所在地区的年平均的年最热月平均气温为34.6℃

5.地质资料：

土壤电阻率为100欧姆/米。

第二章 负荷计算和无功功率补偿

一、负荷计算：

计算负荷是确定供电系统、选择变压器容量、电气设备、导线截面和仪表量程的依据，也是整定继电保护的重要依据。计算负荷确定的是否正确，直接影响到电器和导线的选择是否经济合理。正确进行负荷计算是供电设计的前提，也是实现供电系统安全、经济运行的必要手段。

1.基本公式：

采用利用系数求出最大负荷班的平均负荷，再考虑设备台属和功率差异的影响，乘以与有效台数有关的最大系数的计算负荷。这种方法的理论根据是概率论和数理统计，因而计算结果比较接近实际，但因利用系数的实测与统计困难，在电气设计中一般不用。需要系数法

确定用电设备组的有功计算负荷的基本公式为：P30?KdPe

无功计算负荷为： 视在计算负荷为： 计算电流为：

Q30?P30tan?

S30?P30/cos?

I30?S30/(3UN)

注：Kd–----------需要系数

P30-------有功计算负荷，单位为kW Q30-----无功计算负荷，单位为kvar

S30------视在计算负荷，单位为kVA

cos?---用电设备组的平均功率因数

tan?---用电设备组平均功率因数的正切值

2.工厂负荷的计算：

根据基础资料提供的各厂房电力负荷清单，全厂都是三级负荷。按需要系数法分别计算出各个厂房及全厂的计算负荷。 2.1. 金工车间负荷计算

2.1.1. 金属切削机床设备容量：

二、无功功率补偿 2.2.1.功率因素：

电网中的电力负荷如电动机、变压器等，大部分属于感性负荷，在运行过程中需向这些设备提供相应的无功功率。在电网中安装并联电容器等无功补偿设备以后，可以提供感性负载所消耗的无功功率，减少了电网电源向感性负荷提供、由线路输送的无功功率，由于减少了无功功率在电网中的流动，因此可以降低线路和变压器因输送无功功率造成的电能损耗，这就是无功补偿。

工业与民用用电设备中，有大量设备的工作需要通过向系统吸收感性的无功功率来建立交变的磁场，这使系统输送的电能容量中无功功率的成分增加，在系统变配电设备及输送线路规格一定的情况下，直接影响到有功功率的输送。 注：1).功率因数低对供配电系统的影响：数低是无功功率大的表现，无功功率大会对系统造成如下影响：

<1>.使配电设备的容量增加：系统中，电流和有功功率的关系式是：

I?P 3Ucos?其中有功功率P是系统向用电设备提供的，要转化为其他形式能量的功率，这部分功率是不能减少的。因此在电压一定时，功率因数越小，即无功分量越大，则电流越大。

若要承受较大的电流，系统电气设备的容量必然要加大，这就会增加系统成本，使电气设备利用率降低。

<2>．使供电系统的损耗增加：供配电系统功率损耗计算式中不难看出，通过系统的电流增加，系统上的功率损耗也会增加。

<3>．使电压损失增加：线路电流越大，电压损失也就越大。 <4>．使发电机效率降低：系统中负荷对无功功率需求量增大时，发电机必须增发相应的无功功率去平衡，这样就降低了率。

2). 提高功率因数的意义：在用电设备中绝大部分为感性负荷，使用电单位功率因数小于1。为了保证供电质量和节能，充分利用电力系统中发配电设备的容量，减小供电线路的截面，减小电网的功率损耗、电能损耗，减小线路的电压损失，必须提高用电单位的功率因数。

所以，在供配电系统中，改变无功功率大小，就会改变功率因数，

以便提高系统中设备的有效利用率。 2.2.2 功率的选择

要使供配电系统的功率因数提高，一般可从两个方面采取措施。第一，是提高用电设备的自然功率因数，自然功率因数是指不用任何补偿装置时的功率因数；第二，是采取人工补偿的方法使使总功率因数得以提高，总功率因数是指采用了补偿装置后得到的功率因数。 2.2.2.1 提高自然因数的方法：

电动机类电气设备的额定功率因数是较高的，一般都在0.85以上，可是当它们在非额定状态下（如轻载）工作时，功率因数和效率都将大幅度降低，对此，主要采用如下措施改善自然功率因数：

1）合理选择电动机的型号和规格。

2）合理选择变压器的型号和规格，避免因长期轻载运行而造成的功率因数降低。

2.2.2.2 采用人工补偿提高功率因数的方法：

人工补偿方法有发电机补偿、电容器补偿、调相机补偿和静止补偿器补偿，主要有两种：

第一，采用同步电动机补偿；

在供配电系统中一般只有在能使负荷使用要求得以满足的情况下，才采用同步电动机代替异步电动机工作，且同步电动机兼作无功补偿设备，此时无功补偿的调节可以做到平滑的自动调节；专为无功补偿而设的同步电动机称为同步调相机，由于投资和损耗较大，又不便于维护、检修，供配电系统中很少采用这种补偿方式。

第二，采用并联电容器补偿；

采用并联电容器补偿是目前供配电系统中普遍采用的一种无功补偿方法，也叫移相电容器静止无功补偿。它具有功损耗小、运行维护方便、补偿容量增减方便、个别电容器的损坏不影响整体使用等特点，但不能实现无级调节。 2.2.3无功功率的计算

第三章 变压器的选择与主接线 一、变压器台数和容量的选择

电力变压器是变电所中最关键的一次设备，其主要功能是将电力系统的电能电压升高或降低，以利于电能的合理输送、分配和使用。

常用变压器的种类，在中低压供配电系统中，常用的电力变压器有如下几种分类方式：

① 按相数分类：有三相电力变压器和单相电力变压器。大多数场合使用三相电力变压器，在一些低压单相负载较多的场合，也使用单相变压器。

② 按绕组导电材料分类：有铜绕组变压器和铝绕组变压器，目前一般采用铜绕组变压器。

③ 按绝缘介质分类：有油浸式变压器和干式变压器两大类。 ④ 按绕组联结组别分类：有Yyn0和Dyn11两种。 1. 选择主变压器台数应考虑下列原则:

1) 三级负荷一般设一台变压器，但考虑现有开关设备开断容量的限制，所选单变压器的容量一般不大于1250kVA；当用电负荷所需的变压器容量大于1250kVA时，通常应采用两台或更多台变压器。

2) 当季节性或昼夜性的负荷较多时，可将这些负荷采用单独的变压器供电，以便这些负荷不投入使用时，切除相应的供电变压器，减少空载损耗。

3) 当有较大的冲击性负荷时，为避免对其他负荷供电质量的影响，可单独设变压器对其供电。

4) 当有大量一、二级负荷时，为保证供电可靠性，应设两台或多台变压器。以起到相互备用的作用。

5) 在确定变电所住变压器台数时，应考虑负荷的发展，留有一定的余量

2. 变压器容量的选择

1）只装一台主变压器的变电所

主变压器容量SN.T应满足全部用电设备总得计算负荷S30的需求，即 SN.T?S3 0 2) 装有两台主变压器的变电所

每台变压器的容量SN.T应该同时满足以下两个条件：

①、任一台变压器单独运行时，满足总的计算负荷S30的大约60%--70%的需要，即SN.T?（0.6~0.7）S30

②、任一台变压器单独运行时，满足全部一、二级负荷的要求。

0(即 SN.T?S3???

3、车间变电所主变压器的单台容量上限

车间变电所主变压器的单台容量，一般不宜大于1000kVA。这一方面是受以往低压开关电器断流能力和短路稳定度要求的限制，另一方面也是考虑到可以使变压器更接近于车间负荷中心，以减少低压配电线路的电能损耗、电压损耗和有色金属消耗量。

??425.16kVA，选该厂的负荷属于三级负荷，并且补偿后S30（2）500kVA的变压器，考虑到今后发展的要求，选择S9-630/10型变压器一台。

二、变压器的主接线

3.2.1. 电气主接线的概况 电气主接线图即主电路图，是表示供电系统中电能输送和分配线路的电路图，亦称一次电路图。它的设计，直接关系着全厂电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，关系着电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行。

电气主接线应满足可靠性、灵活性和经济性三方面：

1. 可靠性：为了向用户供应持续、优质的电力，电气主接线首先必须满足这一可靠性的要求。主接线的可靠性的衡量标准是运行实践，要充分地做好调研工作，力求避免决策失误，鉴于进行可靠的定量计算分析的基础数据尚不完善的情况，充分做好调查研究工作显的尤为重要。

2. 灵活性：电气主接线应能适应各种运行状态，并能灵活地进行运行方式的转换。

3. 经济性：采用简单的接线方式，少用设备，节省设备上的投资。

3.2.2. 车间和小型工厂变电所主接线图 图一: 车间变电所主接线图; 图二：本厂变电所主接线图；

第四章 短路电流计算 一、短路电流的计算

4.1.1电力系统的阻抗计算 电力变压器的阻抗计算 1）变压器的电阻RT

可由变压器的短路损?PK耗近似计算

SS2)T?N(R) 因 ?PK?3IN2RT?3(N2RT故 RT??Pk(Uc2) SN3UcUc式中，Uc为短路点短路计算电压；SN为变压器的额定容量；

?PK为变压器的短路损耗。 2）变压器的电抗XT

可由变压器的短路电压Uk%近似地计算。 因 Uk%?3INXTSX?100?N2T?100 UcUcUk%Uc2故 XT? ?100SN式中，Uk%为变压器的短路电压百分值。 ③ 电力线路的阻抗计算

1） 线路的电阻RWL 可由导线电缆的单位长度电阻R0乘以线

路长度求得，即 RWL?R0l 式中，R0为导线电缆单位长度电阻，l为线路长度。

2）线路的电抗XWL 可由导线电缆的单位长度电抗X0乘以线路长度求得，即 XWL?X0l

线路电压 线路结构 35kV及以上 架空线路 0.4 6-10kV 0.35 220V/380V 0.32 电缆线路 0.12 0.08 0.066 在计算短路电路的阻抗时，假如电路内含有电力变压器时，电路内各元件的阻抗都应该统一换算到短路点的短路计算电压去，阻抗等效换算的条件是元件的功率损耗不变。 二、短路电流的计算

4.2.1 短路电流的计算

4.2.2 短路等效电路图

第五章 变压器和导线的校验 一、变压器的校验

1.高压开关柜中高压电器的校验

对所选用的高压电器，按各类高压电器的校验项目和条件分别进行校验。

1）GN19—10/400隔离开关的校验见表。 序号 1 2 I30/A 25.46 IN/A 400 合格 装置地点及电气条件 项目 US/kV 数据 10 GN19—10T/400 项目 UN/kV 数据 结果 10 合格 GN19—10型隔离开关的UN、Imax、It2t的值可查相关手册或产品样本。

2）SN10--10II/630—500型少油断路器的校验见表。 序号 1 2 3 装置地点及电气条件 项目 US/kV

SN10—10Ⅱ/630—500 结果 数据 10 25.46 15.19 项目 数据 UN/kV IN/A 10 630 合格 合格 合格 I30/A 3?I?sh/kA Imax/kA 40 3） LQJ—10型电流互感器的校验见表3-17。

LQJ—10电流互感器的UN与IN值可查相关手册或产品样本。 序号 装置地点及电气条件 LQJ—10 结果

项目 1 2 U/kV I30/A 数据 10 25.46 项目 数据 U/kV IN/A 10 合格 30 合格 2．高压开关柜中高压电器的校验 HD13—1000型刀开关的校验表

HD13—1000型刀开关的UN、IN、Imax、It2t的值可查相关手册或产品样本。 序号 1 2 3 4 5 I?3?2?装置地点及电气条件 项目 USHD13—1000 项目 UIN结果 数据 0.4 645.4 34.63 18.822?1.0 18.82 数据 0.4 合格 1000 合格 60 2/kV/A /kV I30N/A 3I?sh?/kA Imax/kA 合格 合格 tima/?kA2?s? 3I?k??2/kA It2t/kA2?sIoc?? 30?1.0 /kA 1000 合格 DW10型低压断路器的校验表。

DW10型断路器的UN、IN、Ioc的值可查相关手册或产品样本。 序号 1 2 3 装置地点及电气条件 项目 US/kVI30DW10—1000 项目 UIN结果 数据 0.4 645.4 18.82 数据 0.4 1000 20 合格 合格 合格 /kV /A N/A 3I?k??2/kA Ioc/kA 由于高压计量柜是由电力部门统一规定的，所以柜中的设备留给电力部门配置。

二、导线的校验

校验举例如下： 1.2号分干线的检验： 导线明敷设校验：

根据Ial?73A,而I30?68.08A小于Ial?73A,满足发热要求。 根据Amin=2.5mm2小于16mm2，满足机械强度要求。 熔断器与导线的配合：RTO—100/80则IN.FE?80A，Ial=73A KalIal?1.5?73A?109.5A,则I满足配合要求。 穿管的导线的校验：

根据Ial?81A，I30=68.08A小于Lal=81A，满足发热要求。 根据Amin=2.5mm2小于35mm2，满足机械强度要求。 KalIal=2.5?81A=202.5A，则I满足配合要求。

例如，干线1的电压损耗校验。

干线1截面为25mm2，cos?=0.5，电压损失为0.419﹪Akm，l=70m=0.07km，I30=90.98A。

UK﹪1=0.419?90.98?0.07?2.67﹪小于5﹪ 满足要求。

导线穿管 ：l=6m=0.006km

对于截面为70mm2，cos?=0.5，电压损失为0.146﹪Akm，有

UK﹪2=0.419?90.98?0.006?0.69﹪

UK﹪1+UK﹪2=2.67﹪+0.69﹪=3.36﹪小于5﹪

干线1的电压损耗满足要求。

N.FEN.FE小于KalIal

小于KalIal

三、配电箱的选择

3.1选择配电箱中各路的熔体额定电流。根据设备明细表中各设

备的容量，依据熔断器的选择方法和原则，可得出各路的熔体额定电流。

3.2 根据已选出的各路熔体额定电流，并预留1-2路（将来增加用电设备时可不更换分电箱）。确定线路数和熔断器电流相适应的分电箱。

3.3 根据已选出的各路熔体电流及其敷设方式、环境温度等，依据导线及电线管得选择方法和原则，可选出相应的导线及电线管。 3.4 引入配电箱分干线截面的选择。由于每小分电箱所接的设备台数不多，所以分干线的计算电流应按二项式法计算。这样才能照顾到大容量设备对计算机电流的影响。

如：1号分电箱所接设备是设备1—设备4

设备容量：

P（7.125?3?12.8）kW?34.175kW e?对于大批量生产的金属冷加工机床电动机，其二项式系数：b=0.14;c=0.5;x=5; cos??0.5。

5台最大容量电动机的设备容量:

Px?（7?3?10?2.8）kW?33.8kW

P（0.14?34.175?0.5?33.8）kW?21.68kW 30?bPe?cPx?I30?P303UNcos??21.683?0.38?0.5A?65.89A

对于PN?10kW的电动机，其冲击电流，其额定电流IN?20A尖峰电流：

IPK?I30?(Ist?IN)max?[65.89?(140?20)]A?185.89A

KIPK?(0.4?185.89)A?74.36A

根据熔体额定电流INFE?I30，且INFE?KIPK即选熔断器时应满足IN.FE?74.36A。

选IN.FE?80A，即RT0-100/80的熔断器。 选干线截面时，应留有余量，以备负荷发展。干线导线有两部分组成：一部分是敷设在车间的明敷部分，按明敷设选导线；另一部分是从配

电箱引到干线小于2m要加保护措施，采用穿管敷设，应按穿管导线选择导线。

35时每相的BLX型导线线芯截面积为16mm2的单芯线的允许载流量为

Ial?73A?I30?65.89A

按发热条件，相线截面选为16mm2，而中性线截面按0.5A选，选10mm2。选BLX-500-（3*16+1*10）明敷设。

35时每相的BLX型导线线芯截面积为35mm2的4根单芯线穿钢管时的允许载流量为

Ial?71A?I30?65.89A

按发热条件，相线截面选为35mm2，而中的性线截面选为0.5A，选25mm2。穿线钢管内径查表选为40mm2。

选BLX—500—（3*35+1*25）—G40，G为钢管代号。熔断器、导线及分电箱的选择如表6.1所示。其他各分电箱选出结果见表6.2至表6.10。 表6.1 01号分电箱

设备编号 Pe/KW I30/A IN.FU/IN.FE/A(RL1) 导线截面/mm2 电线管直径/mm 15 15 15 20 1 7.125 15 50/40 2.5 2 7.125 15 50/40 2.5 3 7.125 15 50/40 2.5 4 12.8 26 100/60 6 分电箱到干线的导34.175 65.89 RT0100/80 (16)35 40 线 注：（）内数字表示明敷设导线截面积；表中Pe为设备容量， I30为计算电流， IN.FU为熔断器额定电流。

表6.3 02号分电箱

设备编号 5 6 7 8 9 分电箱到干线的导线 Pe/KW 6.925 9.8 9.8 8.7 8.7 I30/A 15 20 20 20 20 IN.FU/IN.FE/A(RL1) 60/50 60/50 60/60 60/60 60/60 RT0100/80 导线截面/mm 2.3 4.0 4.0 4.0 4.0 (16)35 2电线管直径/mm 15 20 20 20 20 40 43.925 68.08 表6.3 03号分电箱

设备编号 13 14 15 16 17 18 分电箱到干线的导线 Pe/KW 7.125 7.125 7.125 7.125 9.2 9.2 46.9 I30/A 15 15 15 15 20 20 73.15 IN.FU/IN.FE/A(RL1) 导线截面/mm2 60/50 60/50 60/50 60/50 60/60 60/60 RT0100/80 2.5 2.5 2.5 2.5 4.0 4.0 (16)35 电线管直径/mm 15 15 15 15 20 20 50 表6.4 04号分电箱

设备编号 19 20 21 31 分电箱到干线的导线 Pe/KW 14.3 13.3 6.925 10.5 45.03 I30/A 33 33 15 26 75.8 IN.FU/IN.FE/A(RL1) 导线截面/mm2 100/80 100/80 50/40 100/60 RT0 100/80 10 10 2.5 6 (25) 35 电线管直径/mm 25 25 15 20 50 表6.5 05号分电箱

设备编号 41 42 43 分电箱到干线的导线 Pe/KW 9.8 9.8 8.7 28.3 I30/A 20 20 20 86.02 IN.FU/IN.FE/A(RL1) 导线截面/mm2 60/60 60/60 60/60 RT0 100/100 4.0 4.0 4.0 (25) 50 电线管直径/mm 20 20 20 50 表6.6 06号分电箱

设备编号 44 45 46 47 分电箱到Pe/KW 8.7 8.7 9.3 9.8 36.5 I30/A 20 20 20 20 61.58 IN.FU/IN.FE/A(RL1) 导线截面/mm2 60/60 60/60 60/60 60/60 RT0 4.0 4.0 4.0 4.0 (16) 电线管直径/mm 20 20 20 20 40

干线的导线 100/80 35 表6.7 07号分电箱

设备编号 22 23 24 25 分电箱到干线的导线 Pe/KW 10.125 7.125 7.125 7.125 31.5 I30/A 26 15 15 15 60.71 IN.FU/IN.FE/A(RL1) 导线截面/mm2 100/60 50/40 50/40 50/40 RT0 100/80 6 2.5 2.5 2.5 (16) 35 电线管直径/mm 20 15 15 15 40 表6.8 08号分电箱

设备编号 32 33 34 35 36 分电箱到干线的导线 Pe/KW 7.125 7.125 7.125 6.925 7.125 I30/A 15 15 15 15 15 IN.FU/IN.FE/A(RL1) 导线截面/mm2 60/50 60/50 60/50 60/50 60/50 RT0 100/80 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 (16) 35 电线管直径/mm 15 15 15 15 15 40 35.43 64.47 表6.9 09号分电箱

设备编号 26 27 38 37 分电箱到干线的导线 Pe/KW 15.75 15.75 13.3 10.125 54.9 I30/A 33 33 33 26 100.6 IN.FU/IN.FE/A(RL1) 导线截面/mm2 100/80 110/80 100/80 100/80 RT0 200/120 10 10 10 6 (35) 70 电线管直径/mm 25 25 25 20 70 表6.10 10号分电箱

设备编号 10 11 12 Pe/KW 3.2 1 1 I30/A 8.4 1.9 1.9 IN.FU/IN.FE/A(RL1) 60/30 15/6 15/6 导线截面/mm2 2.5 2.5 2.5 电线管直径/mm 15 15 15 分电箱到干线的导线 5.2 15.8 RT0 100/30 (2.5) 4 20 选总线干线时，每路干线所接设备台数不多，干线的计算电流也应按二项式法计算。

1号干线所接的设备是设备1—设备9

Pe?(7.125?3?12.8?6.925?9.8?2?8.7?2)kW?78.1kW

同样，其二项式系数：b=0.14，c=0.5，x=5，cos??0.5

P30?bPe?cPx?(0.14?78.1?0.5?(10?7?4))kW?29.9kWI30?P30/3UNcos??29.9kVA/3?0.38?0.5kV?90.98A

对于10KW电动机，其冲击电流Ist?140A，其额定电流IN?20A

尖峰电流： Ipk?I30?(Ist?IN)max?90.98?(140?20)A?210.98A

KIpk?(0.4?210.98)A?84.39A

INFE?I30且INFE?KIPK即INFE?90.98A且INFE?84.39A

选INFE?100A，有INFE?100A?90.98A，因此选RT0—100/100的熔断器。

35°C时每相的BLX型导线的线芯截面为25mm2的导线的允许载流量：

Ial?95A?I30?90.98A

按发热条件，相线截面选25mm2，中性线截面按A0?0.5A?选。即A0?0.5?25mm2?12.5mm2，选16mm2。

35°C时每相的BLX型导线的线芯截面为70mm2的4根单芯穿线管导线允许载流量： Ial?115A?I30?90.98A

按发热条件，相线截面选70mm2，中性线截面按A0?0.5A?选。即A0?0.5?70mm2?35mm2，选35mm2。穿线的钢管内径查表选70mm。

因此选择结果可以表示为

BLX—500—（3*25+1*16） 明敷设 BLX—500—（3*70+1*35） 穿钢管敷设

依此法计算，可分别选出金工车间干线型号及规格，选择结果如表6.11所示。

X号干线 （所接设备） 1 （1-9） 2 （13-21、31） 3 （41-47） 4 （22-27 32-28 10-12） 5 （28） 6 （39） 7 （40） 8 （29） 9 （30） 10 （49、50） 11 （48） 12 (冷作车间) 13 (装配车间) 14 (仓库) I30/A 90.98 105.99 80.77 142.21 191.49 163.85 163.85 117.6 61.25 150 40 225.87 182.95 42.97 RT0/A IN.FU/IN.FE 100/100 200/120 100/100 200/150 400/300 400/400 400/400 200/200 200/120 200/150 100/40 400/250 200/200 100/60 明敷设导线型号 BLX-500 (3×25+1×16) BLX-500 (3×25+1×25) BLX-500 (3×25+1×16) BLX-500 (3×50+1×25) BLX-500 (3×95+1×50) BLX-500 (3×70+1×35) BLX-500 (3×70+1×35) BLX-500 (3×25+1×25) BLX-500 (3×16+1×10) BLX-500 (3×50+1×25) BLX-500 (3×16) BLX-500 (3×95+1×50) BLX-500 (3×701×35) BLX-500 (3×10+1×6) 穿管敷设导线型号 BLX-500 (3×70+1×25)-G70 BLX-500 (3×70+1×35)-G70 BLX-500 (3×50+1×25)-G50 BLX-500 (3×95+1×50)-G70 BLX-500 (3×185+1×95)-G80 BLX-500 (3×120+1×70)-G70 BLX-500 (3×120+1×70)-G70 BLX-500 (3×95+1×50)-G70 BLX-500 (3×35+1×25)-G40 BLX-500 (3×120)-G70 BLX-500 (3×6+1)-G20 BLX-500 (3×185)-G80 BLX-500 (3×150+1×95)-G70 BLX-500 (3×16+1×10)-G32

第六章 继电保护与防雷接地 一、工厂的继电保护

由于自然条件和人为的影响（如雷电、暴雨、狂风、冰雹、误操作等），使得发生电气事故的可能性时有发生。而电力系统又是一个统一的整体，一处发生事故就可能迅速扩大到其他地方。因此，电力系统必须保证安全可靠的运行，在此前提下才能谈到运行的经济性、合理性。为了保证电力系统运行可靠，必须设置继电保护装置。

设置继电保护装置应满足动作的选择性、动作的迅速行和动作的灵敏性要求。

继电保护包括定时限保护和反时限保护。定时限过电流保护装置的动作时间固定不变，与故障电流大小无关，其优点是动作时间比较精确、整定简便，其缺点是继电器多、结线复杂且需直流操作电源，投资较大。反时限过电流保护装置的动作时间与故障电流大小成反比关系，故障电流越大，动作时间越短。其优点是：投资少、结线简单、可同时实现电流速断保护，显得简单经济且适于交流操作，其缺点是动作时间整定比较麻烦。

对于中小型工厂供电系统来说，继电保护以简单经济为宜，因此使用反时限过电流保护。

1.1. 继电保护的整定及计算 1.1.1. 动作电流的整定

现采用GL-15/10型电流互感器，该型号电流继电器的返回系数

现采用两相两继电器结线，故Kw?1；根据所学的知识可知，Kre?0.8；

对GL型继电器的可靠系数取1.3.即Krel?1.3。IL.max为线路上的最大负荷电流，可取（1.5-1.3）I30，现取2I30,即

IL.max?2I30(1)?2?25.27A?50.54A

GG-1A(F)-03的电流互感器LQJ-10，取Ie?100A 则 变流比：

Ki?1005?20

动作电流：

KrelKw1.3?1Iop?IL.max??50.54A?4.11A

KreKi0.8?20则 电流继电器的动作电流整定为5A。 1.1.2. 变压器过电流保护

变压器低压侧母线在系统最小运行方式下发生两相短路的高压

侧穿越电流值：

I（3）U17.11?0.4 Ik.min?0.866?k-2c2?0.866?A?0.564kA

Uc110.5保护的灵敏度：

KI1?0.564?1000SP?wk.min??5.64?1.5

KiIOP20?5满足灵敏度的要求。 1.1.3. 速断电流的整定：

KK1.5?10.4Iqd?relwIk.max??17.11??1000A?49A

Ki492010.5Iqdnqd???9.8

IOP51.1.4. 变压器的电流速断保护：

（2）KwIk1?0.866?10.58?1000SP???9.35?2

KiIqd20?49满足灵敏度的要求。 二、防雷接地

为防止雷电产生的过电压波沿线路侵入变配电所而危及主变压器等电气设备的绝缘，本次设计在高压开关柜中没有装设避雷器。在10kV架空进线的最后一个电线杆中装设一组HY5W4型避雷器。这种避雷器内部无空腔，不存在内外气体互相渗漏问题，安装运输无破损，可靠性很高。

凡是与架空线路相连的进出线，在入户处的电线杆进行接地，可以达到重复接地的目的，每个电缆头均要接地。

按规定10kV配电装置的构架，变压器的380V侧中性线及外壳，以及380V电气设备的金属外壳等都要接地，其工频接地电阻要求RE〈4Ω。根据土壤电阻率ρ=100??m及RE<4Ω，因此可采用6根直径50mm的钢管作接地，用40mm*4mm的扁钢连接在距变电所墙脚2m处，打入一排φ=50mm、长2.5m的钢管接地体。每隔5m打入一根，管间用40mm*4mm的扁钢连接。接地所用材料见下表。 名称 钢管 扁钢

型号 φ50mm 40mm*4mm 用量 2.5*6=15m 5*5=25m 作用 作接地体 连接钢管

总结

这次设计，对小型工厂进行供配电的设计。对工厂的配电的设计，最终都要归结到电气设备的选择。需要设计工厂的变电所，选择变电所变压器的台数，容量，选择供电系统的方式，系统中各种高压设备，低压设备，线路的选择，车间的布线，系统的保护等等。

首先要做的就是对工厂负荷进行评级，计算工厂的计算负荷，确定工厂的供电方式和变压器容量和台数。在确定了工厂的供电方式后，就画出工厂电气主接线电路图，完成车间的配电方式。

在确定工厂电气主接线电路图后，就要选择设备，而选择设备就要考虑设备的环境条件和电气要求，使设备满足电路正常条件下和短路故障条件下的工作要求。因此，要进行三相短路计算，来进行设备的选择的和校验。

最后，要进行工厂配电系统的继电保护和防雷接地，完成二次回路的设计。

设计本着“安全、可靠、优质、经济”的基本要求，完成了变电所的设计，高低压设备的选择，工厂车间的配电，各干支线路截面的选定，防雷与接地，以及继电保护。由于时间有限，没有完成二次回路的设计。

参考文献

[ 1] 吴希再. 电力工程 [M]. 北京: 华中科技大学出版社, 1996 [ 2 ] 李金伴. 供用电技术手册 [M]. 北京: 化学工业出版社, 2009. [ 3 ] 于永源. 电力系统分析 [M]. 北京: 中国电力出版社, 2007. [ 4 ] 李光琦. 电力系统暂态分析 [M]. 北京: 中国电力出版社, 2001. [ 5 ] 马志溪. 电气工程设计与绘图 [M]. 北京: 中国电力出版社, 2007. [ 6 ] 谭金超. [ 7 ] 王崇林.

10KV配电工程设计手册 [M]. 北京: 中国电力出版社, 供电技术 [M]. 北京: 煤炭工业出版社, 1996 .

2004.

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/xjb6.html