工廠供電論文 優選3篇

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篇1：工廠供電論文篇2：工廠供電論文篇3：工廠供電論文

【正文】

篇1：工廠供電論文

工廠高壓供電線路的繼電保護

關鍵詞:繼電保護；故障；過電流；單相接地；靈敏度電力系統在運行過程中由於自然環境的影響、設備缺陷、絕緣老化和操作不當等原因可能造成電力系統及設備發生故障或處於不正常工作狀態。

摘要:本文介紹了在工廠高壓供電線路中繼電保護裝置的作用；提出對保護裝置的基本要求對常用的繼電保護方式的原理、特點和使用進行探討；最後給出提高靈敏度的簡單措施―低電壓閉鎖。

能夠說電氣故障的發生是不可避免的而系統中的任何一處發生故障都可能對電力系統的運行產生重大影響甚至導致事故發生。

因此電力系統在設計和運行時要充分思考系統可能發生的故障和不正常工作狀態並採取措施給予消除保證系統的正常運行。

繼電保護就是保證電力系統安全運行和提高供電質量的重要措施之一。

1工廠高壓供電線路繼電保護作爲配電系統的工廠高壓供電線路電壓一般爲6~10kV供電半徑一般不超過3km供電容量也不很大因此其高壓線路的繼電保護裝置比較簡單。

對線路的相間短路保護常採用帶時限的過電流保護某些場所需配備電流速斷保護在線路出現相間短路故障時繼電保護裝置作用於斷路器的跳閘機構使斷路器跳閘切除短路故障。

由於我國6~10kV系統屬於不接地系統在線路發生單相接地時接地相對地電壓爲0其它兩相對地電壓由相電壓升高爲線電壓但線路線電壓的相位和大小不變不影響三相用電設備的正常運行故只需裝設絕緣監察或接地保護裝置在發生單相接地時發出信號提醒值班人員注意並及時處理。

電力規程規定:電源中性點不接地系統發生單相接地故障時允許繼續運行2h。

單相接地故障線路不可長期運行因爲如果另一相又發生接地故障就構成了兩相短路產生很大的短路電流損壞電路設備。

目前工廠高壓供電線路的保護主要是透過縮小故障範圍或預報故障的發生來提高系統運行的可靠性並最大限度地保證供電安全的。

因此繼電保護裝置要有以下作用:①在系統正常運行時能完整、正確地監視設備的運行狀態爲值班人員帶給運行依據；②如果運行過程中發生故障應迅速、有選取地切除故障保證正常部分繼續運行；③當運行中出現異常工作狀態時要及時發出信號提醒值班人員儘快處理。

2對過電流繼電保護的基本要求短路故障是供電系統的常見故障也是危害最大的故障對反應短路故障的過電流繼電保護裝置的要求:1選取性:當供電系統某一部分發生故障時繼電保護裝置能有選取性地將故障部分切除。

也就是它就應首先斷開距離故障最近的斷路器而不影響非故障部分繼續運行將故障的影響限制在最小範圍。

2快速性:快速切除短路故障能夠減輕短路電流對電氣設備的破壞程度加快非故障部分電壓的恢復減小對用戶的影響。

保護裝置切除故障的時間等於保護裝置的動作時間與斷路器跳閘時間之和。

斷路器選定後其跳閘時間就確定了那麼實現快速性的關鍵是保護裝置應能快速動作。

3靈敏性:靈敏性是保護裝置對故障或非正常工作狀態的反映潛力。

通常用靈敏度係數來衡量它是根據對保護裝置動作最不利狀況計算而得的在《繼電保護和安全自動裝置技術規程》中對各種保護裝置的最小靈敏係數都有具體規定。

4可靠性:當發生故障時要求保護裝置動作可靠即在應動作時不拒動而不該動作時不誤動。

爲確保保護裝置動作的可靠性保護裝置的原理設計、整定值、安裝調試要正確合理組成保護裝置的元器件質量好系統簡化。

這四個基本要求對具體保護裝置並不是同等重要的對電力變壓器它是供電系統中的關鍵設備因此對它的保護裝置靈敏度要求較高輕微故障也能及時反應動作；而作爲一般電力線路的保護裝置則對選取性要求較高靈敏度可適當低一些有時無法兼顧選取性和快速性爲了快速切除故障保護設備而犧牲選取性。

3工廠高壓線路保護常用的幾種方式3.1定時限過電流保護定時限過電流保護的動作時限是固定的與透過它的短路電流的大小無關動作時限靠整定時間繼電器的值來確定保護裝置組成如圖1。

圖中KA爲DL電磁型電流繼電器接電流互感器TA二次側用來鑑別線路電流是否超過整定的動作值；KT爲時間繼電器延時元件透過它的延時來保證保護裝置的選取性；KS爲信號繼電器是保護裝置的顯示元件顯示裝置是否動作併發出報警信號；KM中間繼電器動作的執行元件驅動斷路器跳閘切除故障。

其保護原理:當在保護範圍內發生故障或過電流時電流繼電器KA動作透過觸點的閉合起動時間繼電器KT經過KT的預定延時後其觸點接通信號繼電器KS和中間繼電器KM的線圈使其動作中間繼電器KM觸點接通斷路器的跳閘線圈YR使斷路器跳閘切除故障線路而非故障線路繼續運行；同時透過KS觸點的通斷可發出報警信號。

定時限過電流保護的具有動作時間準確整定方便動作的選取性和靈敏性易滿足要求的特點但所需繼電器的數量較多接線複雜且需直流操作電源投資較大；另外由於定時限過電流保護裝置的動作時限是由末端向電源端逐級增大的級差一般爲0.5s即越靠近電源端保護的動作時限越長且線路的阻抗也越小短路電流就越大造成的危害也大因此常在靠近電源端加裝電流速斷保護元件配合使用。

這種保護方式一般應用在比較重要的場所。[由本站網友投稿]

3.2反時限過電流保護反時限過電流繼電保護的動作時限與透過它的電流的大小成反比短路電流越大動作時間越短；短路電流越小動作時間越長。

在故障靠近電源端時短路電流較大動作時限也就較短。

如圖2反時限過電流保護由GL感應型繼電器KA1KA2構成分別接電流互感器TA1、TA3的二次側由於感應型電流繼電器本身具有時限、掉牌功能且有功率大、觸點數量多等特點故省去時間繼電器、信號繼電器、中間繼電器；另外它還具有電磁型繼電器的速斷功能能夠實現電流速斷保護。

這種保護裝置無須直流電源投資少接線簡單；缺點是:動作時間整定比較麻煩繼電器動作誤差較大當短路電流較小時動作時間可能很長快速性不如定時限保護裝置。

對中小型工廠供電系統來說此種保護簡單、經濟因而應用廣泛。

保護原理:正常運行時KA1、KA2過電流繼電器不會動作其觸點都是斷開的斷路器跳閘線圈YR1、YR2沒有接通斷路器處於合閘狀態；當保護區內發生故障或過電流時電流繼電器KA1或KA到達整定的時限後動作它的常開觸點先閉合常閉觸點後打開因而YR1或YR2通電動作斷路器跳閘同時繼電器的信號牌自動掉下給出信號；故障切除後繼電器回到信號牌可用手動復位。

3.3電流速斷保護電流速斷保護就是一種瞬時動作的過電流保護保護元件爲DL系列電磁型電流繼電器動作時限爲本身固有的動作時間透過它可接通斷路器的跳閘迴路並在最短的時間內切除短路故障保護線路。

它不帶時間繼電器其選取性不是依靠時限而是根據線路故障位置不同產生的短路電流不同來選取動作電流的。

電流速斷保護的動作電流設定要躲過被保護線路末端的最大短路電流當被保護線路以外發生短路時保護裝置應不動作；而在電流速斷保護區內即使發生最小的短路電流保護裝置也能可靠動作。

電流速斷保護雖能快速切除故障但不能保護線路全長只能保護靠近首端的一部分線路因爲當靠近末端的線路上發生的不是最大短路電流故障時電流速斷保護裝置可能不動作此段線路就得不到保護。

這種保護裝置不能保護的區域稱爲“死區”保護死區的大小與系統的運行方式有關當系統運行方式從最大運行方式改變爲最小運行方式時死區會增大。

由於存在保護死區因此電流速斷保護不能單獨使用務必配備帶時限的過電流保護裝置。

在電流速斷的保護區內速斷保護爲主保護過電流保護爲後備保護而在電流速斷保護的死區內過電流保護爲基本保護。

3.4單相接地保護3.4.1絕緣監視保護利用中性點不接地系統發生單相接地故障時出現零序電壓的特點在變電所母線上裝一套三相五柱式電壓互感器透過配置三隻相電壓表和一隻線電壓表加電壓轉換開關可觀察三相相電壓和線電壓。

有單相接地故障時電壓表會指示“一低、二高、三不變”現象即接地相對地電壓降低、兩未接地相對地電壓升高、三個線電壓不變。

在電壓互感器開口三角形兩端接一個過電壓繼電器正常運行時系統三相電壓對稱在開口端輸出的電壓爲零繼電器不動作；當出現單相接地故障時開口三角形兩端出現零序電壓使過電壓繼電器動作發出信號值班人員根據指示逐一短時斷開故障相的出線開關進行檢查當三個相電壓表指示值相同時則被拉開的線路就是故障線路。

該保護裝置沒有選取性值班人員只明白電網發生了接地故障及故障的相別而不明白接地故障發生在哪條線路上。

它適用於出線線路數目不多並允許短時停電的電網中。

3.4.2零序電流保護零序電流保護是利用單相接地故障線路中會產生零序電流的特點而構成的保護裝置它適用於高壓線路較多的大中型企業。

在電纜線路或由電纜引出的架空線上安裝零序電流互感器它的一次側爲被保護電纜的三相導線即零序電流互感器的鐵芯套在電纜外面二次側接電流繼電器。

正常運行或發生相間短路時互感器二次側不會感應零序電流所接的繼電器不會動作；但當線路發生單相接地故障時零序電流反映到互感器二次側並透過零序電流繼電器使保護裝置動作發出信號。

該保護裝置具有選取性應整定保護裝置動作電流大於其它線路發生單相接地故障時流過本保護的零序電流。

務必注意的是電纜頭的接地線務必穿過零序電流互感器的鐵芯後再接地否則零序電流不穿過互感器的鐵芯二次側不感應電流保護裝置不起作用。

對於架空線路的單相接地保護一般採用由三個電流互感器同極性並聯組成零序電流濾過器再接零序電流繼電器的方式三相電流互感器的二次電流相加後流入電流繼電器但一般工廠多用電纜線路故此種方式在工廠供電中用得不多。

4過電流保護的靈敏度及提高靈敏度的措施——低電壓閉鎖保護4.1過電流保護的靈敏度過電流保護的靈敏度爲。

其中Ikmin應取爲被保護線路末端在系統最小運行方式下的兩相短路電流（2）。

Iop1爲保護裝置的一次側動作電流，而繼Ikmin電器動作電流爲Iop保護裝置接線係數爲Kw（相電流接線爲1，相電流接線爲3，電流互感器變比爲Ki則Iop1KiIop/Kw。

因此按規定過電流保護的靈敏度務必滿足的條件爲KwIk2minSp1.5KiIop如滿足上式有困難時，個別狀況下，能夠Sp1.2。

4.2低電壓閉鎖的過電流保護當過電流保護裝置的靈敏度達不到上述要求時，可採用低電壓繼電器閉鎖的過電流保護裝置來提高其靈敏度，如上圖所示。

在供電系統正常運行時，母線電壓接近於額定電壓，因而低電壓繼電器KV的觸點式斷開的。

由於低電壓繼電器KV的觸點與過電流保護裝置KA的常開觸點相串聯，因此只要系統電壓正常，即使電流繼電器動作其觸點閉合，但因電壓繼電器的觸點斷開，斷路器也不會跳閘。

所以設有低電壓繼電器閉鎖的過電流保護裝置，其動作電流不必按躲過線路的最（爲I30的1.5~3倍）大負荷電流IL。

max來整定，而只需按躲過線路的計算電流I30來整定，當然保護裝置的回到電流也應躲過I30。

故此時過電流保護動作電流的整定計算公式爲KrelKwIopI30KreKi由於過電流保護採用低電壓繼電器閉鎖後能夠減小保護裝置的動作電流Iop，從而提高了保護裝置的靈敏度。

上述低電壓繼電器的動作電壓按躲過正常最低工作電壓Umin來整定，當然其回到電壓也應躲過Umin，因此低電壓繼電器動作電壓的整定計算公式爲UminUUop＝0.6NKrelKreKuKu式中Umin—線路最低工作電壓，取（0.85~0.95）UN；UN—線路額定電壓；Krel—保護裝置的可靠係數，可取1.2；Kre—低電壓繼電器的回到係數，可取1.25；Ku—電壓互感器的變壓比。

5結語從上世紀80年代起計算機技術、微電子技術、電力電子技術被越來越多地應用於輸配電系統中技術更新、功能更強的集成電路保護、微機綜合保護已成爲繼電保護裝置的重要形式但有觸點的機電型繼電保護因具有經濟、實用、維修方便等特點仍被廣泛使用在工廠供電保護線路中。

參考文獻:〔1〕劉介才.工廠供〔M〕.北京:機械工業出版社2010.附:對《工廠供電》教材中主幹資料的解讀透過對重點章節的段落大意歸納和中心思想的分析能夠用“中小型工廠；供配電；電力負荷計算；設計；電氣照明”這幾個詞來概括，全篇十個章節資料是以中小型工廠爲講述對象以供配電基本概念、電能供應與分配、設計計算、電氣照明運行維護四大主幹貫穿全書。

篇2：工廠供電論文

一、工廠供電的好處和要求

工廠供電，就是指工廠所需電能的供應和分配，亦稱工廠配電。

衆所周知，電能是現代工業生產的主要能源和動力。電能既易於由其它形式的能量轉換而來，又易於轉換爲其它形式的能量以供應用;電能的輸送的分配既簡單經濟，又便於控制、調節和測量，有利於實現生產過程自動化。因此，電能在現代工業生產及整個國民經濟生活中應用極爲廣泛。

在工廠裏，電能雖然是工業生產的主要能源和動力，但是它在產品成本中所佔的比重一般很小(除電化工業外)。電能在工業生產中的重要性，並不在於它在產品成本中或投資總額中所佔的比重多少，而在於工業生產實現電氣化以後能夠大大增加產量，提高產品質量，提高勞動生產率，降低生產成本，減輕工人的勞動強度，改善工人的勞動條件，有利於實現生產過程自動化。從另一方面來說，如果工廠的電能供應突然中斷，則對工業生產可能造成嚴重的後果。

因此，做好工廠供電工作對於發展工業生產，實現工業現代化，具有十分重要的好處。由於能源節約是工廠供電工作的一個重要方面，而能源節約對於國家經濟建設具有十分重要的戰略好處，因此做好工廠供電工作，對於節約能源、支援國家經濟建設，也具有重大的作用。工廠供電工作要很好地爲工業生產服務，切實保證工廠生產和生活用電的需要，並做好節能工作，就務必到達以下基本要求:

(1)安全在電能的供應、分配和使用中，不應發生人身事故和設備事故。

(2)可靠應滿足電能用戶對供電可靠性的要求。

(3)優質應滿足電能用戶對電壓和頻率等質量的要求

(4)經濟供電系統的投資要少，運行費用要低，並儘可能地節約電能和減少有色金屬的消耗量。

此外，在供電工作中，應合理地處理局部和全局、當前和長遠等關係，既要照顧局部的當前的利益，又要有全局觀點，能顧全大局，適應發展。

二、工廠供電設計的一般原則

按照國家標準GB50052-95《供配電系統設計規範》、GB50053-94《10kv及以下設計規範》、GB50054-95《低壓配電設計規範》等的規定，進行工廠供電設計務必遵循以下原則:

(1)遵守規程、執行政策;

務必遵守國家的有關規定及標準，執行國家的有關方針政策，包括節約能源，節約有色金屬等技術經濟政策。

(2)安全可靠、先進合理;

應做到保障人身和設備的安全，供電可靠，電能質量合格，技術先進和經濟合理，採用效率高、能耗低和性能先進的電氣產品。

(3)近期爲主、思考發展;

應根據工作特點、規模和發展規劃，正確處理近期建設與遠期發展的關係，做到遠近結合，適當思考擴建的可能性。

(4)全局出發、統籌兼顧。

按負荷性質、用電容量、工程特點和地區供電條件等，合理確定設計方案。工廠供電設計是整個工廠設計中的重要組成部分。工廠供電設計的質量直接影響到工廠的生產及發展。作爲從事工廠供電工作的人員，有必要了解和掌握工廠供電設計的有關知識，以便適應設計工作的需要。

三、設計資料及步驟

全廠總降壓變電所及配電系統設計，是根據各個車間的負荷數量和性質，生產工藝對負荷的要求，以及負荷佈局，結合國家供電狀況。解決對各部門的安全可靠，經濟的分配電能問題。其基本資料有以下幾方面。

1、負荷計算

全廠總降壓變電所的負荷計算，是在車間負荷計算的基礎上進行的。思考車間變電所變壓器的功率損耗，從而求出全廠總降壓變電所高壓側計算負荷及總功率因數。列出負荷計算表、表達計算成果。

2、工廠總降壓變電所的位置和主變壓器的臺數及容量選取

參考電源進線方向，綜合思考設置總降壓變電所的有關因素，結合全廠計算負荷以及擴建和備用的需要，確定變壓器的臺數和容量。

3、工廠總降壓變電所主結線設計

根據變電所配電迴路數，負荷要求的可靠性級別和計算負荷數綜合主變壓器臺數，確定變電所高、低接線方式。對它的基本要求，即要安全可靠有要靈活經濟，安裝容易維修方便。

4、廠區高壓配電系統設計

根據廠內負荷狀況，從技術和經濟合理性確定廠區配電電壓。參考負荷佈局及總降壓變電所位置，比較幾種可行的高壓配電網布置放案，計算出導線截面及電壓損失，由不同放案的可靠性，電壓損失，基建投資，年運行費用，有色金屬消耗量等綜合技術經濟條件列表比值，擇優選用。按選定配電系統作線路結構與敷設方式設計。用廠區高壓線路平面佈置圖，敷設要求和架空線路杆位明細表以及工程預算書表達設計成果。

5、工廠供、配電系統短路電流計算

工廠用電，通常爲國家電網的末端負荷，其容量運行小於電網容量，皆可按無限容量系統供電進行短路計算。由系統不同運行方式下的短路參數，求出不同運行方式下各點的三相及兩相短路電流。

6、改善功率因數裝置設計

按負荷計算求出總降壓變電所的功率因數，透過查表或計算求出到達供電部門要求數值所需補償的無功率。由手冊或廠品樣本選用所需移相電容器的規格和數量，並選用適宜的電容器櫃或放電裝置。如工廠有大型同步電動機還能夠採用控制電機勵磁電流方式帶給無功功率，改善功率因數。

7、變電所高、低壓側設備選取

參照短路電流計算數據和各回路計算負荷以及對應的額定值，選取變電所高、低壓側電器設備，如隔離開關、斷路器、母線、電纜、絕緣子、避雷器、互感器、開關櫃等設備。並根據需要進行熱穩定和力穩定檢驗。用總降壓變電所主結線圖，設備材料表和投資概算表達設計成果。

8、繼電保護及二次結線設計

爲了監視，控制和保證安全可靠運行，變壓器、高壓配電線路移相電容器、高壓電動機、母線分段斷路器及聯絡線斷路器，皆需要設置相應的控制、信號、檢測和繼電器保護裝置。並對保護裝置做出整定計算和檢驗其靈敏係數。

設計包括繼電器保護裝置、監視及測量儀表，控制和信號裝置，操作電源和控制電纜組成的變電所二次結線系統，用二次迴路原理接線圖或二次迴路展開圖以及元件材料表達設計成果。35kv及以上系統尚需給出二次迴路的保護屏和控制屏屏面佈置圖。

9、變電所防雷裝置設計

參考本地區氣象地質材料，設計防雷裝置。進行防直擊的避雷針保護範圍計算，避免產生反擊現象的空間距離計算，按避雷器的基本參數選取防雷電衝擊波的避雷器的規格型號，並確定其接線部位。進行避雷滅弧電壓，頻放電電壓和最大允許安裝距離檢驗以及衝擊接地電阻計算。

10、專題設計

11、總降壓變電所變、配電裝置總體佈置設計綜合前述設計計算結果，參照國家有關規程規定，進行內外的變、配電裝置的總體佈置和施工設計。

第二章負荷計算及功率補償

一、負荷計算的資料和目的

(1)計算負荷又稱需要負荷或最大負荷。計算負荷是一個假想的持續性的負荷，其熱效應與同一時間內實際變動負荷所產生的最大熱效應相等。在配電設計中，通常採用30分鐘的最大平均負荷作爲按發熱條件選取電器或導體的依據。

(2)尖峯電流指單臺或多臺用電設備持續1秒左右的最大負荷電流。一般取啓動電流上午週期分量作爲計算電壓損失、電壓波動和電壓下降以及選取電器和保護元件等的依據。在校驗瞬動元件時，還應思考啓動電流的非週期分量。

(3)平均負荷爲一段時間內用電設備所消耗的電能與該段時間之比。常選用最大負荷班(即有代表性的一晝夜內電能消耗量最多的一個班)的平均負荷，有時也計算年平均負荷。平均負荷用來計算最大負荷和電能消耗量。

二、負荷計算的方法

負荷計算的方法有需要係數法、利用係數法及二項式等幾種。

本設計採用需要係數法確定。

主要計算公式有:有功功率:P30=Pe·Kd

無功功率:Q30=P30·tgφ

視在功率:S3O=P30/Cosφ

計算電流:I30=S30/√3UN

三、各用電車間負荷計算結果如下表:

四、全廠負荷計算

取K∑p=0.92;K∑q=0.95

根據上表可算出:∑P30i=6520kW;∑Q30i=5463kvar

則P30=K∑P∑P30i=0.9×6520kW=5999kW

Q30=K∑q∑Q30i=0.95×5463kvar=5190kvar

S30=(P302+Q302)1/2≈7932KV·A

I30=S30/√3UN≈94.5A

COSф=P30/Q30=5999/7932≈0.75

五、功率補償

由於本設計中上級要求COSφ≥0.9，而由上面計算可知COSф=0.75《0.9，因此需要進行無功補償。

綜合思考在那裏採用並聯電容器進行高壓集中補償。

可選用BWF6.3-100-1W型的電容器，其額定電容爲2.89F

Qc=5999×(tanarccos0.75-tanarccos0.92)Kvar

=2724Kvar取Qc=2800Kvar

因此，其電容器的個數爲:n=Qc/qC=2800/100=28

而由於電容器是單相的，所以應爲3的倍數，取28個正好

無功補償後，變電所低壓側的計算負荷爲:

S30(2)′=[59992+(5463-2800)2]1/2=6564KV·A

變壓器的功率損耗爲:

△QT=0.06S30′=0.06*6564=393.8Kvar

△PT=0.015S30′=0.015*6564=98.5Kw

變電所高壓側計算負荷爲:

P30′=5999+98.5=6098Kw

Q30′=(5463-2800+393.8=3057Kvar

S30′=(P302+Q302)1/2=6821KV.A

無功率補償後，工廠的功率因數爲:

cosφ′=P30′/S30′=6098/6821=0.9

則工廠的功率因數爲:

cosφ′=P30′/S30′=0.9≥0.9

因此，貼合本設計的要求

第三章變壓器的選取

(1)主變壓器臺數的選取

由於該廠的負荷屬於二級負荷，對電源的供電可靠性要求較高，宜採用兩臺變壓器，以便當一臺變壓器發生故障後檢修時，另一臺變壓器能對一、二級負荷繼續供電，故選兩臺變壓器。

(2)變電所主變壓器容量的選取

裝設兩臺主變壓器的變電所，每臺變壓器的容量ST應同時滿足以下兩個條件:

①任一臺單獨運行時，ST≥(0.6-0.7)S′30(1)

②任一臺單獨運行時，ST≥S′30(Ⅰ+Ⅱ)

由於S′30(1)=7932KV·A，因爲該廠都是上二級負荷所以按條件2選變壓器。

③ST≥(0.6-0.7)×7932=(4759.2~5552.4)KV·A≥ST≥S′30(Ⅰ+Ⅱ)

因此選5700KV·A的變壓器二臺

第四章主結線方案的選取

一、變配電所主結線的選取原則

1.當滿足運行要求時，應儘量少用或不用斷路器，以節省投資。

2.當變電所有兩臺變壓器同時運行時，二次側應採用斷路器分段的單母線接線。

3.當供電電源只有一回線路，變電所裝設單臺變壓器時，宜採用線路變壓器組結線。

4.爲了限制配出線短路電流，具有多臺主變壓器同時運行的變電所，應採用變壓器分列運行。

5.接在線路上的避雷器，不宜裝設隔離開關;但接在母線上的避雷器，可與電壓互感器合用一組隔離開關。

6.6~10KV固定式配電裝置的出線側，在架空線路或有反饋可能的電纜出線迴路中，應裝設線路隔離開關。

7.採用6~10KV熔斷器負荷開關固定式配電裝置時，應在電源側裝設隔離開關。

8.由地區電網供電的變配電所電源出線處，宜裝設供計費用的專用電壓、電流互感器(一般都安裝計量櫃)。

9.變壓器低壓側爲0.4KV的總開關宜採用低壓斷路器或隔離開關。當有繼電保護或自動切換電源要求時，低壓側總開關和母線分段開關均應採用低壓斷路器。

10.當低壓母線爲雙電源，變壓器低壓側總開關和母線分段開關採用低壓斷路器時，在總開關的出線側及母線分段開關的兩側，宜裝設刀開關或隔離觸頭。

二、主結線方案選取

對於電源進線電壓爲35KV及以上的大中型工廠，通常是先經工廠總降壓變電所降爲6—10KV的高壓配電電壓，然後經車間變電所，降爲一般低壓設備所需的電壓。

總降壓變電所主結線圖表示工廠理解和分配電能的路徑，由各種電力設備(變壓器、避雷器、斷路器、互感器、隔離開關等)及其連接線組成，通常用單線表示。

主結線對變電所設備選取和佈置，運行的可靠性和經濟性，繼電保護和控制方式都有密切關係，是供電設計中的重要環節。

1、一次側採用內橋式結線，二次側採用單母線分段的總降壓變電所主電路圖如下這種主結線，其一次側的QF10跨接在兩路電源線之間，猶如一座橋樑，而處在線路斷路器QF11和QF12的內側，靠近變壓器，因此稱爲內橋式結線。這種主結線的運行靈活性較好，供電可靠性較高，適用於一、二級負荷工廠。如果某路電源例如WL1線路停電檢修或發生故障時，則斷開QF11，投入QF10(其兩側QS先合)，即可由WL2恢復對變壓器T1的供電，這種內橋式結線多用於電源線路較長因而發生故障和停電檢修的機會較多、並且變電所的變壓器不需要經常切換的總降壓變電所。

2、一次側採用外橋式結線、二次側採用單母線分段的總降壓變電所主電路圖(下圖，這種主結線，其一次側的高壓斷路器QF10也跨接在兩路電源進線之間，但處在線路斷路器QF11和QF12的外側，靠近電源方向，因此稱爲外橋式結線。這種主結線的運行靈活性也較好，供電可靠性同樣較高，適用於一、二級負荷的工廠。但與內橋式結線適用的場合有所不同。如果某臺變壓器例如T1停電檢修或發生故障時，則斷開QF11，投入QF10(其兩側QS先合)，使兩路電源進線又恢復並列運行。這種外橋式適用於電源線路較短而變電所負荷變動較大、適用經濟運行需經常切換的總降壓變電所。當一次電源電網採用環行結線時，也宜於採用這種結線，使環行電網的穿越功率不透過進線斷路器QF11、QF12，這對改善線路斷路器的工作及其繼電保護的整定都極爲有利。

3、一、二次側均採用單母線分段的總降壓變電所主電路圖(見下圖)

這種主結線圖兼有上述兩種橋式結線的運行靈活性的優點，但所用高壓開關設備較多，可供一、二級負荷，適用於一、二次側進出線較多的總降壓變電所

4、一、二次側均採用雙母線的總降壓變電所主電路圖採用雙母線結線較之採用單母線結線，供電可靠性和運行靈活性大大提高，但開關設備也大大增加，從而大大增加了初投資，所以雙母線結線在工廠電力系統在工廠變電所中很少運用主要用與電力系統的樞紐變電所。本次設計的電機修造廠是連續運行，負荷變動較小，電源進線較短(2.5km，主變壓器不需要經常切換，另外再思考到今後的長遠發展。採用一、二側單母線分段的總降壓變電所主結線(即全橋式結線)。

第五章短路計算

一、短路電流計算的目的及方法

短路電流計算的目的是爲了正確選取和校驗電氣設備，以及進行繼電保護裝置的整定計算。進行短路電流計算，首先要繪製計算電路圖。在計算電路圖上，將短路計算所思考的各元件的額定參數都表示出來，並將各元件依次編號，然後確定短路計算點。短路計算點要選取得使需要進行短路校驗的電氣元件有最大可能的短路電流透過。

之後，按所選取的短路計算點繪出等效電路圖，並計算電路中各主要元件的阻抗。在等效電路圖上，只需將被計算的短路電流所流經的一些主要元件表示出來，並標明其序號和阻抗值，然後將等效電路化簡。對於工廠供電系統來說，由於將電力系統當作無限大容量電源，而且短路電路也比較簡單，因此一般只需採用阻抗串、並聯的方法即可將電路化簡，求出其等效總阻抗。最後計算短路電流和短路容量。

短路電流計算的方法，常用的有歐姆法(有稱有名單位制法)和標幺製法(又稱相對單位制法)。

二、本設計採用標幺製法進行短路計算

1.在最小運行方式下:

(1)確定基準值

取Sd=100MV·A，UC1=60KV，UC2=10.5KV

而Id1=Sd/√3UC1=100MV·A/(√3×60KV)=0.96KA

Id2=Sd/√3UC2=100MV·A/(√3×10.5KV)=505KA

(2)計算短路電路中各主要元件的電抗標幺值

1)電力系統(SOC=310MV·A

X1*=100KVA/310=0.32

2)架空線路(XO=0.4Ω/km)

X2*=0.4×4×100/10.52=1.52

3)電力變壓器(UK%=7.5)

X3*=UK%Sd/100SN=7.5×100×103/(100×5700)=1.32

繪製等效電路如圖，圖上標出各元件的序號和電抗標幺值，並標出短路計算點。

(3)求k-1點的短路電路總電抗標幺值及三相短路電流和短路容量

總電抗標幺值

X*Σ(K-1)=X1*+X2*=0.32+1.52=1.84

三相短路電流週期分量有效值

IK-1(3)=Id1/X*Σ(K-1)=0.96/1.84=0.52

3)其他三相短路電流

I"(3)=I∞(3)=Ik-1(3)=0.52KA

ish(3)=2.55×0.52KA=1.33KA

Ish(3)=1.51×0.52KA=0.79KA

4)三相短路容量

Sk-1(3)=Sd/X*Σ(k-1)=100MVA/1.84=54.3

(4)求k-2點的短路電路總電抗標幺值及三相短路電流和短路容量

1)總電抗標幺值

X*Σ(K-2)=X1*+X2*+X3*//X4*=0.32+1.52+1.32/2=2.5

2)三相短路電流週期分量有效值

IK-2(3)=Id2/X*Σ(K-2)=505KA/2.5=202KA

3)其他三相短路電流

I"(3)=I∞(3)=Ik-23)=202KA

ish(3)=1.84×202KA=372KA

Ish(3)=1.09×202KA=220KA

4)三相短路容量

Sk-2(3)=Sd/X*Σ(k-1)=100MVA/2.5=40MV·A

在最大運行方式下:

(1)確定基準值

取Sd=1000MV·A，UC1=60KV，UC2=10.5KV

而Id1=Sd/√3UC1=1000MV·A/(√3×60KV)=9.6

Id2=Sd/√3UC2=1000MV·A/(√3×10.5KV)=55KA

(2)計算短路電路中各主要元件的電抗標幺值

1)電力系統(SOC=1338MV·A

X1*=1000/1338=0.75

2)架空線路(XO=0.4Ω/km)

X2*=0.4×4×1000/602=0.45

3)電力變壓器(UK%=4.5)

X3*=X4*=UK%Sd/100SN=7.5×1000×103/(100×5700)=13.2

繪製等效電路如圖，圖上標出各元件的序號和電抗標幺值，並標出短路計算點。

(3)求k-1點的短路電路總電抗標幺值及三相短路電流和短路容量

1)總電抗標幺值

X*Σ(K-1)=X1*+X2*=0.75+0.45=1.2

2)三相短路電流週期分量有效值

IK-1(3)=Id1/X*Σ(K-1)=9.6KA/1.2=8KA

3)其他三相短路電流

I"(3)=I∞(3)=Ik-1(3)=8KA

ish(3)=2.55×8KA=20.4KA

Ish(3)=1.51×X*Σ(K-1)8KA=12.1KA

4)三相短路容量

Sk-1(3)=Sd/X*Σ(k-1)=1000/1.2=833MVA

(4)求k-2點的短路電路總電抗標幺值及三相短路電流和短路容量

K1)總電抗標幺值

X*Σ(K-2)=X1*+X2*+X3*∥X4*=0.75+0.45+13.2/2=7.8

2)三相短路電流週期分量有效值

IK-2(3)=Id2/X*Σ(K-2)=55KA/7.8=7.05KA

3)其他三相短路電流

I"(3)=I∞(3)=Ik-2(3)=7.05KA

ish(3)=2.55×7.05KA=17.98KA

Ish(3)=1.51×7.05KA=10.65KA

4)三相短路容量

Sk-2(3)=Sd/X*Σ(k-2)=1000/7.05=141.8MV·A

三.短路電流計算結果:

1.最大運行方式

2.最小運行方式

第六章導線、電纜的選取

概述

爲了保證供電系統安全、可靠、優質、經濟地運行，進行導線和電纜截面時務必滿足下列條件:

發熱條件

導線和電纜(包括母線在透過正常最大負荷電流即線路計算電流時產生的發熱溫度，不應超過其正常運行時的最高允許溫度。2.電壓損耗條件

導線和電纜在透過正常最大負荷電流即線路計算電流時產生的電壓損耗，不應超過其正常運行時允許的電壓損耗。對於工廠內較短的高壓線路，可不進行電壓損耗校驗。

3.經濟電流密度

35KV及以上的高壓線路及電壓在35KV以下但距離長電流大的線路，其導線和電纜截面宜按經濟電流密度選取，以使線路的年費用支出最小。所選截面，稱爲“經濟截面”。此種選取原則，稱爲“年費用支出最小”原則。工廠內的10KV及以下線路，通常不按此原則選取。

4.機械強度

導線(包括裸線和絕緣導線)截面不應小於其最小允許截面。對於電纜，不必校驗其機械強度，但需校驗其短路熱穩定度。母線也應校驗短路時的穩定度。對於絕緣導線和電纜，還應滿足工作電壓的要求。

根據設計經驗，一般10KV及以下高壓線路及低壓動力線路，通常先按發熱條件來選取截面，再校驗電壓損耗和機械強度。低壓照明線路，因其對電壓水平要求較高，因此通常先按允許電壓損耗進行選取，再校驗發熱條件和機械強度。對長距離大電流及35KV以上的高壓線路，則可先按經濟電流密度確定經濟截面，再校驗其它條件。

架空進線的選取按發熱條件選取導線截面

補償功率因素後的線路計算電流

1)已知I30=76.33A

由課本表5-3查得jec=1.65，因此

Aec=76.33/1.65=46.26mm2

選取準截面45mm2，既選LGJ—45型鋁絞線

校驗發熱條件和機械強度都合格

第七章開關櫃的選取

第八章高、低壓設備的選取

高壓設備選取的一般要求務必滿足一次電路正常條件下和短路故障條件下的工作要求，同時設備應工作安全可靠，運行方便，投資經濟合理。

高壓刀開關櫃的選取應滿足變電所一次電路圖的要求，並各方案經濟比較優選出開關櫃型號及一次結線方案編號，同時確定其中所有一次設備的型號規格。

工廠變電所高壓開關櫃母線宜採用LMY型硬母線

二、配電所高壓開關櫃的選取

高壓開關櫃是按必須的線路方案將有關一、二次設備組裝而成的一種高壓成套配電裝置，在發電廠和變配電所中作爲控制和保護髮電機、變壓器和高壓線路之用，也可作爲大型高壓開關設備、保護電器、監視儀表和母線、絕緣子等。

高壓開關櫃有固定式和手車式(移可式)兩大類型。

由於本設計是10KV電源進線，則可選用較爲經濟的固定式高壓開關櫃，那裏選取GG1A-10Q(F型。

第九章變壓器的繼電保護

概述

按GB50062—92《電力裝置的繼電保護和自動裝置設計規範》規定:對電力變壓器的下列故障及異常運行方式，應裝設相應的保護裝置:

(1)繞組及其引出線的相間短路和在中性點直接接地側的單相接地短路;

(2)繞組的匝間短路;

(3)外部相間短路引過的過電流;

(4)中性點直接接地電力網中外部接地短路引起的過電流及中性點過電壓;

(5)過負荷;

(6)油麪降低;

(7)變壓器溫度升高或油箱壓力升高或冷卻系統故障。

對於高壓側爲6~10KV的車間變電所主變壓器來說，通常裝設有帶時限的過電流保護;如過電流保護動作時間大於0.5~0.7s時，還應裝設電流速斷保護。容量在800KV·A及以上的油浸式變壓器和400KV·A及以上的車間內油浸式變壓器，按規定應裝設瓦斯保護(又稱氣體繼電保護)。容量在400KV·A及以上的變壓器，當數臺並列運行或單臺運行並作爲其它負荷的備用電源時，應根據可能過負荷的狀況裝設過負荷保護。過負荷保護及瓦斯保護在輕微故障時(通稱“輕瓦斯”，動作於信號，而其它保護包括瓦斯保護在嚴重故障時(通稱“重瓦斯”，一般均動作於跳閘。

對於高壓側爲35KV及以上的工廠總降壓變電所主變壓器來說，也應裝設過電流保護、電流速斷保護和瓦斯保護;在有可能過負荷時，也需裝設過負荷保護。但是如果單臺運行的變壓器容量在10000KV·A及以上和並列運行的變壓器每臺容量在6300KV·A及以上時，則要求裝設縱聯差動保護來代替電流速斷保護。

在本設計中，根據要求需裝設過電流保護、電流速斷保護、過負荷保護和瓦斯保護。對於由外部相間短路引起的過電流，保護應裝於下列各側:

1)、對於雙線圈變壓器，裝於主電源側

2)、對三線圈變壓器，一般裝於主電源的保護應帶兩段時限，以較小的時限斷開未裝保護的斷路器。當以上方式滿足靈敏性要求時，則允許在各側裝設保護。

各側保護應根據選取性的要求裝設方向元件。

3)、對於供電給分開運行的母線段的降壓變壓器，除在電源側裝設保護外，還應在每個供電支路上裝設保護。

4)、除主電源側外，其他各側保護只要求作爲相鄰元件的後備保護，而不要求作爲變壓器內部故障的後備保護。

5)、保護裝置對各側母線的各類短路應具有足夠的靈敏性。相鄰線路由變壓器作遠後備時，一般要求對線路不對稱短路具有足夠的靈敏性。相鄰線路超多瓦斯時，一般動作於斷開的各側斷路器。如變壓器高採用遠後備時，不作具體規定。

6)、對某些稀有的故障類型(例如110KV及其以上電力網的三相短路)允許保護裝置無選取性動作。

差動保護

變壓器差動保護動作電流應滿足以下三個條件

應躲過變壓器差動保護區外出現的最大短路不平衡電流

應躲過變壓器的勵磁涌流

在電流互感器二次迴路端線且變壓器處於最大貼合時，差動保護不應動作

變壓器的過電流保護

1.過電流保護動作電流的整定

=2×5700/(√3×60)A=109.7A

取Krel=1.3，Ki=150/5=30，KW=1，Kre=0.8

因此

Iop=Krel×KW×(Kr×eKi)=1.3×1×109.7A/(0.8×30)=5.94A

故動作電流整定爲6A。

2.保護動作時間

t〈=t1-△t=2-0.5=1.5S

3.變壓器過電流保護的靈敏度

=0.866×7.02×1000×10/60=1037A

則:

Sp=KW×(Ki×Iop)=1×1037/(6×30)=5.761》1.5

滿足保護靈敏度的要求

4.結線圖

四、變壓器的過負荷保護

過負荷保護動作電流的整定

IOP(OL)=1.3I1N.T/Ki=1.3×104/40A=3A

動作時間取10~15s

五、變壓器的瓦斯保護

瓦斯保護，又稱氣體繼電保護，是保護油浸式電力變壓器內部故障的一種基本的保護裝置。按GB50062—92規定，800KV·A及以上的一般油浸式變壓器和400KV·A及以上的車間內油浸式變壓器，均應裝設瓦斯保護。

瓦斯保護的主要元件是氣體繼電器。它裝設在變壓器的油箱與油枕之間的聯通管上。爲了使油箱內產生的氣體能夠順暢地透過氣體繼電器排往油枕，變壓器安裝應取1%~1.5%的傾斜度;而變壓器在製造時，聯通管對油箱頂蓋也有2%~4%的傾斜度。

當變壓器油箱內部發生輕微故障時，由故障產生的少量氣體慢慢升起，進入氣體繼電器的容器，並由上而下地排除其中的油，使油麪下降，上油杯因其中盛有殘餘的油而使其力矩大於另一端平衡錘的力矩而降落。這時上觸點接通而接通信號迴路，發出音響和燈光信號，這稱之爲“輕瓦斯動作”。

當變壓器油箱內部發生嚴重故障時，由故障產生的氣體很多，帶動油流迅猛地由變壓器油箱透過聯通管進入油枕。這超多的油氣混合體在經過氣體繼電器時，衝擊擋板，使下油杯下降。這時下觸點接通跳閘迴路(透過中間繼電器)，同時發出音響和燈光信號(透過信號繼電器)，這稱之爲“重瓦斯動作”。

如果變壓器油箱漏油，使得氣體繼電器內的油也慢慢流盡。先是繼電器的上油杯下降，發出報警信號，之後繼電器內的下油杯下降，使斷路器跳閘，同時發出跳閘信號。

變壓器瓦斯保護動作後的故障分析

變壓器瓦斯保護動作後，可由蓄積於氣體繼電器內的氣體性質來分析和決定故障的原因幾處理要求，如下表:

第十章二次迴路操作電源和中央信號裝置

二次迴路的操作電源

二次迴路操作電源是供高壓斷路器跳、合閘迴路和繼電保護裝置、信號迴路、監測系統及其它二次迴路所需的電源。因此對操作電源的可靠性要求很高，容量要求足夠大，儘可能不受供電系統運行的影響。

二次迴路操作電源，分直流和交流兩大類。直流操作電源又有由蓄電池組供電的電源和由整流裝置供電的兩種。交流操作電源又由所用(站用)變壓器供電的由儀用互感器供電的兩種。其中，蓄電池主要有鉛酸蓄電池和鎘鎳蓄電池兩種;整流電源主要有硅整流電容儲能式和複式整流兩種。而交流操作電源可分爲電流源和電壓源兩種。

採用鎘鎳蓄電池組作操作電源，除不受供電系統運行狀況的影響、工作可靠外，還有大電流放電性能好，比功率大，機械強度高，使用壽命長，腐蝕性小，無需專用房間等優點，從而大大降低了投資等優點，因此在工廠供電系統這應用比較普遍。

採用交流操作電源，可使二次迴路大大簡化，投資大大減少，工作可靠，維護方便，但是它不適於比較複雜的電路。

中央信號裝置

中央信號裝置是指裝設在變配電所值班室或控制室的信號裝置。中央信號裝置包括事故信號和預告信號兩種。

中央信號裝置的要求是:在任一斷路器事故跳閘時，能瞬時發出音響信號，並在控制屏上或配電裝置有表示事故跳閘的具體斷路器位置的燈光指示信號。事故音響信號通常採用電笛(蜂鳴器)，應能手動或自動復歸。

中央事故信號裝置按操作電源分，有直流操作的交流操作的兩類。按事故音響信號的動作特性分，有不能重複動作的和能重複動作的兩種。

中央預告信號裝置的要求是:當供電系統中發生故障和不正常工作狀態但不需立即跳閘的狀況時，應及時發出音響信號，並有顯示故障性質和地點的指示信號(燈光或光字牌指示)。預告音響信號通常採用電鈴，應能手動或自動復歸。

中央預告信號裝置亦有直流操作的和交流操作的兩種，同樣有不能重複動作的和能重複動作的兩種。

利用ZC-23型衝擊繼電器的中央復歸重複動作的事故音響信號裝置結線圖

第十一章電測量儀表與絕緣監視裝置

電測量儀表

那裏的“電測量儀表”按GBJ63—90《電力裝置的電測量儀表裝置設計規範》的定義，“是對電力裝置迴路的電力運行參數所經常測量、選取測量、記錄用的儀表和作計費、技術經濟分析考覈管理用的計量儀表的總稱。”

爲了監視供電系統一次設備(電力裝置)的運行狀態和計量一次系統消耗的電能，保證供電系統安全、可靠、優質和經濟合理地運行，工廠供電系統的電力裝置中務必裝設必須數量的電測量儀表。

電測量儀表按其用途分爲常用測量儀表和電能計量儀表兩類，前者是對一次電路的電力運行參數作經常測量、選取測量和記錄用的儀表，後者是對一次電路進行供用電的技術經濟考覈分析和對電力用戶用電量進行測量、計量的儀表，即各種電度表。

變配電裝置中各部分儀表的配置

供電系統變配電裝置中各部分儀表的配置要求如下:

1.在工廠的電源進線上，或經供電部門同意的電能計量點，務必裝設計費的有供電度表和無功電度表，而且宜採用全國統一標準的電能計量櫃。爲了解負荷電流，進線上還應裝設一隻電流表。

2.變配電所的每段母線上，務必裝設電壓表測量電壓。在中性點非有效接地的(即小接地電流的)系統中，各段母線上還應裝設絕緣監視裝置。如出線很少時，絕緣監視電壓表可不裝設。

3.35~110/6~10KV的電力變壓器，應裝設電流表、有功功率表、無功功率表、有功電能表和無功電能表各一隻，裝在哪一側視具體狀況而定。6~10/3~6KV的電力變壓器，在其一側裝設電流表、有功和無功電度表各一隻。6~10/0.4KV的電力變壓器，在高壓側裝設電流表和有功電度表各一隻，如爲單獨經濟覈算單位的變壓器，還應裝設一隻無功電度表。

4.3~10KV的配電線路，應裝設電流表、有功和無功電度表各一隻。如不是送往單獨經濟覈算單位時，可不裝無功電度表。當線路負荷在5000KV·A及以上時，可再裝設一隻有功功率表。

5.380V的電源進線或變壓器低壓側，各相應裝一隻電流表。如果變壓器高壓側未安裝設有功電度表一隻。

6.低壓動力線路上，應安裝一隻電流表。低壓照明線路及三相負荷不平衡率大於15%的線路上，應裝設三隻電流表分別測量三相電流。如需計量電能，一般應裝設一隻三相四線有功電度表。對負荷平衡的動力線路，可只裝設一隻單相有功電度表，實際電能按其計度的3倍計。7.並聯電力電容器組的迴路上，應裝設三隻電流表，分別測量三相電流，並應裝設一隻無功電度表。

二、絕緣監視裝置

絕緣監視裝置用於小接地電流的系統中，以便及時發現單相接地故障，設法處理，以免故障發展爲兩相接地短路，造成停電事故。

6~35KV系統的絕緣監視裝置，可採用三相雙繞組電壓互感器和三隻電壓表，也可採用三個單相三繞組電壓互感器或者一個三相五芯柱三繞組電壓互感器。接成Y0的二次繞組，其中三隻電壓表均接各相的相電壓。當一次電路其中一相發生接地故障時，電壓互感器二次側的對應相的電壓表指零，其它兩相的電壓表讀數則升高到線電壓。由指零電壓表的所在相即可得知該相發生了單相接地故障，但不能判明是哪一條線路發生了故障，因此這種絕緣監視裝置是無選取性的，只適於出線不多的系統及作爲有選取性的單相接地保護的一種輔助裝置。

第十二章防雷與接地

防雷

1.防雷設備

防雷的設備主要有接閃器和避雷器。其中，接閃器就是專門用來理解直接雷擊(雷閃)的金屬物體。接閃的金屬稱爲避雷針。接閃的金屬線稱爲避雷線，或稱架空地線。接閃的金屬帶稱爲避雷帶。接閃的金屬網稱爲避雷網。

避雷器是用來防止雷電產生的過電壓波沿線路侵入變配電所或其它建築物內，以免危及被保護設備的絕緣。避雷器應與被保護設備並聯，裝在被保護設備的電源側。當線路上出現危及設備絕緣的雷電過電壓時，避雷器的火花間隙就被擊穿，或由高阻變爲低阻，使過電壓對大地放電，從而保護了設備的絕緣。避雷器的型式，主要有閥式和排氣式等。

2.防雷措施

1.架空線路的防雷措施

(1)架設避雷線這是防雷的有效措施，但造價高，因此只在66KV及以上的架空線路上才沿全線裝設。35KV的架空線路上，一般只在進出變配電所的一段線路上裝設。而10KV及以下的線路上一般不裝設避雷線。

(2)提高線路本身的絕緣水平在架空線路上，可採用木橫擔、瓷橫擔或高一級的絕緣子，以提高線路的防雷水平，這是10KV及以下架空線路防雷的基本措施。

(3)利用三角形排列的頂線兼作防雷保護線由於3~10KV的線路是中性點不接地系統，因此可在三角形排列的頂線絕緣子裝以保護間隙。在出現雷電過電壓時，頂線絕緣子上的保護間隙被擊穿，透過其接地引下線對地泄放雷電流，從而保護了下面兩根導線，也不會引起線路斷路器跳閘。

(4)裝設自動重合閘裝置線路上因雷擊放電而產生的短路是由電弧引起的。在斷路器跳閘後，電弧即自行熄滅。如果採用一次ARD，使斷路器經0.5s或稍長一點時間後自動重合閘，電弧通常不會復燃，從而能恢復供電，這對一般用戶不會有什麼影響。

(5)個別絕緣薄弱地點加裝避雷器對架空線路上個別絕緣薄弱地點，如跨越杆、轉角杆、分支桿、帶拉線杆以及木杆線路中個別金屬桿等處，可裝設排氣式避雷器或保護間隙。

2.變配電所的防雷措施

(1)裝設避雷針室外配電裝置應裝設避雷針來防護直接雷擊。如果變配電所處在附近高建(構)築物上防雷設施保護範圍之內或變配電所本身爲室內型時，不必再思考直擊雷的保護。(2)高壓側裝設避雷器這主要用來保護主變壓器，以免雷電衝擊波沿高壓線路侵入變電所，損壞了變電所的這一最關鍵的設備。爲此要求避雷器應儘量靠近主變壓器安裝。閥式避雷器至3~10KV主變壓器的最大電氣如下表。

避雷器的接地端應與變壓器低壓側中性點及金屬外殼等連接在一齊。在每路進線終端和每段母線上，均裝有閥式避雷器。如果進線是具有一段引入電纜的架空線路，則在架空線路終端的電纜頭處裝設閥式避雷器或排氣式避雷器，其接地端與電纜頭外殼相聯後接地。

(3)低壓側裝設避雷器這主要用在多雷區用來防止雷電波沿低壓線路侵入而擊穿電力變壓器的絕緣。當變壓器低壓側中性點不接地時(如IT系統)，其中性點可裝設閥式避雷器或金屬氧化物避雷器或保護間隙。

在本設計中，配電所屋頂及邊緣敷設避雷帶，其直徑爲8mm的鍍鋅圓鋼，主筋直徑應大於或等於10mm的鍍鋅圓鋼。

二、接地

1.接地與接地裝置

電氣設備的某部分與大地之間做良好的電氣連接，稱爲接地。埋入地中並直接與大地接觸的金屬導體，稱爲接地體，或稱接地極。專門爲接地而人爲裝設的接地體，稱爲人工接地體。兼作接地體用的直接與大地接觸的各種金屬構件、金屬管道及建築物的鋼筋混凝土基礎等，稱爲自然接地體。連接接地體與設備、裝置接地部分的金屬導體，稱爲接地線。接地線在設備、裝置正常運行狀況下是不載流的，但在故障狀況下要透過接地故障電流。

接地線與接地體合稱爲接地裝置。由若干接地體在大地中相互用接地線連接起來的一個整體，稱爲接地網。其中接地線又分爲接地幹線和接地支線。接地幹線一般應採用不少於兩根導體在不同地點與接地網連接。

2.確定此配電所公共接地裝置的垂直接地鋼管和連接扁鋼

(1)確定接地電阻

按相關資料可確定此配電所公共接地裝置的接地電阻應滿足以下兩個條件:

RE≤250V/IE

RE≤10Ω

式中IE的計算爲

IE=IC=60×(60+35×4)A/350=34.3A

故RE≤350V/34.3A=10.2Ω

綜上可知，此配電所總的接地電阻應爲RE≤10Ω

(2)接地裝置初步方案

現初步思考圍繞變電所建築四周，距變電所2~3m，打入一圈直徑50mm、長2.5m的鋼管接地體，每隔5m打入一根，管間用40×4mm2的扁鋼焊接。

(3)計算單根鋼管接地電阻

查相關資料得土質的ρ=100Ω·m

則單根鋼管接地電阻RE(1)≈100Ω·m/2.5m=40Ω

(4)確定接地鋼管數和最後的接地方案

根據RE(1)/RE=40/4=10。但思考到管間的屏蔽效應，初選15根直徑50mm、長2.5m的鋼管作接地體。以n=15和a/l=2再查有關資料可得ηE≈0.66。因此可得

n=RE(1)/(ηERE)=40Ω/(0.66×4)Ω≈15

思考到接地體的均勻對稱佈置，選16mm根直徑50mm、長2.5m的鋼管作

地體，用40×4mm2的扁鋼連接，環形佈置。

選取雙針等高避雷

小結

我做的是某電機修造廠全廠總降壓變電所及配電系統的設計.透過這次畢業設計，我加深了對工廠供電知識的理解，基本上掌握了進行一次設計所要經歷的步驟，象總降壓的設計，我與其他同學一齊進行課題分析、查資料，進行設計，整理說明書到最後完成整個設計。作爲大學階段一次重要的學習經歷我感覺自己受益非淺，同時深深的感覺的自己的學習潛力在不斷提高，一個月的時間就這樣匆匆的過去了，再指導老師我經過多少個白天，黑夜，我們刻苦研究。

這次設計使我對工廠供電有了新的認識，對總降壓變電所的設計由一無所知到此刻的必須程度的掌握，起到了十分重要的作用，對秦緒平老師的關心，指導大家有感於心，事實上這次設計對我們的鍛鍊是多方面的，除了對設計過程熟悉外，我們還進一步提高了作圖，說明書修改，各種信息的分析，對WORD文檔的使用等多方面的潛力。

不久我們將走上工作崗位，這樣的學習機會對我們來說已經不多了，我們十分重視。我們發揚團隊合作的精神，互相配合.

篇3：工廠供電論文

後面還有多篇工廠供電論文！

工廠供電系統運行分析論文

[摘要]在供電系統的運行過程中，由於雷擊、操作、短路等原因，產生危及電氣設備絕緣的過電壓，嚴重危害供電系統，需要進行電氣設備的防雷、接地、防腐蝕。還需要注意靜電的防護及防爆和防腐蝕。在供電系統運行時，人們得明白觸電後該怎樣樣做才安全。務必認識電流對人體的危害，人體觸電的形式和觸電後脫離電源的方法，同時還得了解電後急救的知識。本論文分析了影響工廠供電系統安全、可靠、經濟運行的要素，提出了保證安全運行的技術措施。

[關鍵詞]供電系統可靠性運行分析

工廠供電系統是企業的主要組成部分。電力系統一旦中斷，後果不堪設想。供電系統安全、可靠、經濟運行，是工廠正常生產的基本條件之一，同時對提高產品質量、增加產量等都具有必須的好處。現就工廠供電系統安全、可靠、經濟運行的辦法分析如下。

一、依靠科技進步，提高供電系統的可靠性

設備是保證供電系統安全運行的重要要素。供電設備本身的技術含量、整體水平，直接影響供電系統的安全運行。由於企業由計劃經濟向市場經濟轉化，部分企業出現虧損，無形之中給企業設備更新帶來必須的困難，如淘汰設備(SJ型變壓器、JO型電機等)在線運行，設備超期服役，導致供電系統的可靠性降低。

1.要保證供電系統的安全運行，務必保證必須數量的技改資金，應正確理解和處理資金投入與供電系統安全運行的關係。

2.應用變頻調速、模糊控制技術，對風機、水泵等進行技術改造，降低電耗。

3.油浸電力電纜終端頭製作採用熱縮技術，製作一個熱縮終端頭可節約檢修時間約20h。我廠已做多個油浸電力電纜熱縮式終端頭，運行效果良好。

4.應用RTV-1絕緣子防污閃塗料、增爬裙及熱縮管，提高變電所、配電站一次設備的絕緣性能。

5.逐步採用微機保護、微機監控、微機錄波、微機故障檢測裝置，實現計量實時檢測、線損實時管理，保護準確動作，逐步實現變電站無人值班。

6.更新改造供電系統一次設備，提高設備的技術含量。如採用節能型變壓器、節能型電動機、聚乙烯交聯電力電纜、氧化鋅避雷器、真空斷路器(有條件時可採用SF6斷路器)等。

7.採用免維護蓄電池，降低維護費用。我廠使用免維護蓄電池已5年，從未發生異常現象。推薦逐步淘汰鎘鎳蓄電池和酸性GF型蓄電池，以提高變電站運行安全可靠性。

8.交、直流電動機大修時，應以提高交、直流電動機的主絕緣爲主要資料。如我廠5600kW、8000kW同步電動機更換定子線圈，絕緣等級由B級提到F級;2×3200kW熱粗軋電動機更換換補繞組，主極、換向極加強對地主絕緣;送水兩臺790kW同步電動機更換轉子線圈對地主絕緣，以保證主要電氣設備的安全運行。

二、預防爲主，定期試驗

電力生產是高度集中的社會化大生產系統，具有發、供、用密切相關和產、供、銷同時完成的特點，電力生產與用戶之間存在着相互影響、相互依存的密切關係。隨着高參數大容量機組和超大規模發供電網絡的不斷髮展，隨着全社會對電力這一特殊商品依靠程度的不斷提高，電力生產事故造成的損失和影響也將會越來越大。由此決定了電力生產務必保證安全。

要使電力生產持續穩定，務必堅持採取以“預防爲主”爲中心的安全技術措施。生產系統的安全性取決於系統設計階段的安全功能設計質量、建造階段的工程質量和運行階段的管理質量。《安全生產工作規定》第7條規定:“公司系統各企業要做到計劃、佈置、檢查、總結、考覈生產工作的同時，做到計劃、佈置、檢查、總結、考覈安全工作”，即做到“"五同時”，這是貫徹“預防爲主”思想的具體體現。

生產系統設計配置水平低、壓低單位成本造價、降低設計標準等，都會給日後的生產留下隱患，甚至造成不可挽回的損失。這一點可從上世紀七八十年代上馬建設的工程中找到答案。如電氣設備繼電保護配置水平低，將會導致拒動或誤動，嚴重時會造成設備的損壞;又如架空線路的絕緣設計水平低，將會在惡劣的環境中發生事故，嚴重時會造成系統的瓦解等。因此務必杜絕“先上車、後補票”的錯誤做法，把“安全第一、預防爲主”的思想貫穿到生產系統設計及建造工作的所有環節中去，在廠址選取、生產設計、設備配置、管理結構設計、生產管理設計、勞動組合、設備選取、安裝及調試等諸方面都要研究和解決好有關安全問題，實現人、機、環境三者的優化匹配，防止先天性事故隱患的存在，切實把事故消滅在源頭。

透過預防性試驗，繼電保護校驗，及時發現設備隱患、缺陷，把事故消滅在萌芽狀態，有效地控制一般事故，杜絕重、特大事故的發生。

1.電氣設備交工時務必貼合《電氣設備交接和預防性試驗標準》，資料齊全。繼電保護整定值應匹配，整組試驗動作正確可靠。

2.一次電氣設備務必按試驗標準定期試驗，以便及時發現設備隱患、缺陷。

3.採用紅外線激光測溫儀，對電氣設備連結部位不定期測試，及時發現連結部位鬆動、過熱，消除隱患，提高電氣設備的運行可靠性。

4.繼電保護按標準定期校驗，系統參數變化時，其整定值應根據系統的參數重新整定。

5.採用先進的試驗儀器，如迴路電阻測試儀、電機匝間試驗儀、變壓器直流電阻快速測試儀、真空度檢測儀等，以適應電氣設備更新換代的需要，提高測試精度，減輕職工的勞動強度，提高工效率。

6.試驗、校驗原始數據記錄完整、準確，並整理歸檔。

7.利用絕緣在線監測技術，對運行設備的絕緣參數進行實時監視，及時發現潛伏性、慢性發展的電氣設備之缺陷隱患。

三、改善電氣設備運行環境

在人防工程內部敷設的電力線路應滿足設計、施工規範要求。值得一提的是人防內部無論明敷、暗敷的管材均宜採用鋼管，而非其他類型管材。穿越圍護結構、防護密閉隔牆、密閉隔牆的電氣管線及預留備用管線鋼管，應進行防護密閉或密閉處理，管材應選用熱鍍鋼管。進出人防工程的電氣線路，爲防核爆衝擊波，室外應一律採用埋地電纜敷設經防爆波電纜井引入，並應預留備用穿線管。不允許架空敷設。從低壓配電室至每個防護單元的戰時配電迴路，應各自獨立，以防止戰時一個防護單元被破壞而影響其他防護單元的正常供電。當穿越其他防護單元時，在穿越的防護單元內應有防護措施。安裝空氣過濾器，減少設備本體的灰塵;改善設備通風條件;根據設備運行條件安裝加熱器，提高設備運行的環境溫度;安裝除溼機，減少設備周圍的溼度等，均能夠有效地改善設備運行環境。將各配電、變電站改爲彈簧門，用防火泥堵塞管線口、洞，採用“五防”開關櫃等，嚴防蛇、鼠等動物進入開關櫃，並投放藥物、鼠夾，防蛇滅鼠;在各配電、變電站種植草坪、樹木或栽麥冬，清除雜草，破壞蛇、鼠、野兔的棲身地;同時，美化環境、淨化空氣，爲職工創造良好的工作環境;高壓開關櫃少油斷路器相間加裝隔板，有條件時，對一次母線進行熱縮處理，防止小動物引起的相間短路事故。

四、結論

保證工廠供電系統的安全、可靠、經濟運行，應以安全運行爲基礎，以優質檢修爲保證，以技術改造爲活力;堅持預防爲主，定期檢修與視情檢修相結合;合理調度，根據生產需求改變運行方式，力求最佳;遵章守紀，按章辦事，杜絕誤操作。

[參考文獻]

[1]陳伯時著:《自動控制系統》，機械工業出版社2002年版。

[2]譚浩強著:《微機原理與接口技術》，清華大學出版社2001年版。

【小編簡評】

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【網友評價】

照顧到了很多細節。