bysj01-041@机械厂10kV降压变电所电气设计课程设计.doc
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山东建筑大学毕业设计说明书 目 录 摘 要 . 6 ABSTRACT . 7 前 言 . 1 1 给水厂处理设计任务书 . 2 1.1设计任务书 . 2 1.1.1设计题目 . 2 1.1.2设计原始资料 . 2 1.1.3设计任务 . 1 1.1.4设计要求 . 1 1.2给水处理厂设计水质及水量要求 . 1 1.2.1城市用水要求 . 1 1.2.2给水处理厂设计水量的确定 . 2 2 给水处理工艺流程和给水处理构筑物的选择 . 2 2.1 设计原则 . 2 2.2 设计规模 . 3 2.3 厂址选择 . 3 2.4 水厂工艺流程选择 . 3 2.5 处理构筑物的选择 . 4 2.5.1混凝工艺选择 . 4 2.5.2 混合工艺 . 6 2.5.3 絮凝池形式的选择 . 7 2.5.4 沉淀工艺 . 8 2.5.5 过滤工艺 . 9 2.5.6 消毒工艺 . 11 2.5.7 清水池 . 11 2.6给水处理厂工艺流程的确定 . 11 3 加药构筑物设计 . 12 3.1 混凝剂的储存及配制 . 12 3.1.1 药剂仓库 . 12 3.1.2溶液池容积计算 . 12 nts山东建筑大学毕业设计说明书 3.1.3 溶解池容积计算 . 13 3.1.4. 计量设备 . 13 3.2混合 . 14 4 絮凝构筑物设计 . 15 4.1设计参数 . 15 4.2.池体设计 . 15 4.3竖井设计计算 . 16 4.3.1.絮凝池单个竖井的平面面积 . 16 4.3.2. 竖井的个数 . 16 4.3.3.竖井内栅条的布置 . 16 4.3.4.竖井隔墙孔洞尺寸 . 18 4.3.5.絮凝池出口穿孔尺寸 . 19 4.4 水头损失 . 19 4. .第一段计算 . 19 4. . 第二段计算 . 20 4. .第三段计算 . 20 4. 校核： . 21 4.6排泥 . 21 5 沉淀设备设计 . 22 5.1设计参数 . 22 5. 池体尺寸 . 22 5. .清水区面积 . 22 5.2.2 沉淀池长度及宽度 . 22 5.2.3 池体高度 . 22 5.3 沉淀池进口穿孔花墙 . 23 5.4 集水系统 . 23 5.4.1 集水槽 . 23 5.4.2 孔眼计算 . 24 5 4 3出水管及出水总渠 . 25 5.5沉淀池斜管的选择 . 26 5.6 排泥系统 . 26 5.7校核 . 27 nts山东建筑大学毕业设计说明书 5.7.1.雷诺数 . 27 5.7.2.弗劳德系数 . 27 5.7.3.斜管中的沉淀时间 . 27 6 普通快滤池设计 . 28 6.1平面尺寸计算 . 28 6.1.1滤池的总面积： . 28 6.1.2单格面积 . 28 6.2滤池高度 . 29 6.3配水系统 . 29 6.3.1最大粒径滤料 的最小化态流速 . 29 6.3.2反冲洗强度 . 30 6.3.3反冲洗水流量 . 30 6.3.4干管始端流速 . 30 6.3.5配水支管流速 . 31 6.3.6单根支管入口流量 . 31 6.3.7支管入口流速 . 31 6.3.8配水支管上孔口总面积 . 32 6.3.9配水支管上孔口流速 . 32 6.3.10单个孔口面积 . 32 6.3.11孔口总数 . 33 6.3.12每根支管上的孔口数 . 33 6.3.13孔口中心距 . 33 6.3.14孔口平均水头损失 . 33 6.3.15配水系统校核 . 34 6.4洗砂排水槽 . 34 6.5滤池反冲 洗 . 36 6.5.1高位冲洗水箱的容积 . 36 6.5.2承托层的水头损失 . 36 6.5.3冲洗时滤层的水头损失 . 37 6.5.4冲洗水箱高度 . 37 6.6进出水系统 . 38 6.6.1进水总渠 . 38 nts山东建筑大学毕业设计说明书 6.6.2反冲洗进水管 . 38 6.6.3清水管 . 38 6.6.4排水渠 . 38 7 消毒构筑物设计 . 39 7.1加氯量计算及相关问题 . 39 7.2加氯间布置 . 39 8 清水池及吸 水井的设计 . 40 8.1清水池尺寸 . 40 8.2清水池各管管径的确定 . 41 8.2.1清水池的进水管 . 41 8.2.2清水池的出水管 . 41 8.2.3清水池的溢流管 . 42 8.2.4清水池的排水管 . 42 8.3清水池的布置 . 42 8.4吸水井布置 . 42 9 二级泵站设计 . 44 9.1 初选水泵 . 44 9.1.1设计流量 . 44 9.1.2设计扬程 . 44 9.1.3选泵 . 44 9.2水泵管路布置 . 45 9.2.1管路设计管径 . 45 9.2.2吸水管布置 . 45 9.2.3出水管布置 . 46 9.2.4管路附件选配 . 46 9.3 选泵校核 . 47 9.3.1 每台泵吸水管水头损失 . 47 9.3.2 每台泵压水管路水头损失 . 48 9.3.3 水泵扬程的确定 . 48 9.3.4 校核 . 49 9.4 水泵基础设计 . 49 9.5各工艺标高计算 . 50 nts山东建筑大学毕业设计说明书 9.5.1 水泵 轴心标高的确定 . 50 9.5.2 泵房高度的计算 . 50 9.5.3其他工艺标高 . 51 9.6 附属设备的选择 . 51 9.6.1 起重设备 . 51 9.6.2 排水设备 . 51 9.6.3 通风设备 . 52 9.6.4 引水设备 . 52 9.6.5计量设备 . 53 10 给水处理厂的总体布置 . 53 10.1平面布置 . 53 10.1.1地表水厂的组成 . 53 10.1.2平面布置 . 54 10.2高程布置 . 55 10.2.1管渠水力计算 . 55 10.2.2给水处理构筑物高程计算 . 58 10.2.3给水处理构筑物高程布置 . 58 结 论 . 59 谢 辞 . 60 参考文献 . 61 nts山东建筑大学毕业设计说明书 摘 要 本设计为 2万立方米 /天给水处理厂设计，主要是给水处理厂的设计该厂的水源为地表水，水质情况良好，水库位于城市给水处理厂东北方向 50米，水厂位于城市北面公里处， 原水水质 其中的一些常规的检测项目已经符合生活饮用水水质卫生规范（ 2001）的要求，需要处理的为水源的浊度、残渣及细菌的灭活。由于水源没有受到污染无需预处理及深度处理，则该水厂的处理工艺流程为常规处理。即：原水混凝沉淀 过滤消毒用户。主要构筑物为：栅条絮凝池、斜管沉淀池、普通快 滤池和清水池。水厂布置采用了直角 型，水厂 地面标高 0.00米，服务水头 60米， Kh为 1.30。 关键词： 给水厂；处理工艺；低浊度 nts山东建筑大学毕业设计说明书 Abstract This is designed to20,000 cubic meters / day water treatment plant design, mainly to the design of water treatment plants。 The water plant can be updated every year for the water of river the water, quality in good condition, some of these conventional detection project has been confirmed, Health and life quality of drinking water norms (2001) and the need to address the turbidity of the water, Residue and bacteria inactivated. Since water pollution has not been without pretreatment and depth of processing, then the water plant for the treatment process conventional treatment. which was: raw water flocculation & coagulation filtration disinfection consumer. The main structures consist of mechanical flocculation pond, pool grid flocculation, sedimentation tanks of the ramp & conventional rapid filter. The straight line layout was chosen in this water works. Key Words: city pipe network; water works; treatment process; low turbiditynts山东建筑大学毕业设计说明书 前 言 我这次的毕业设计的题目是二 万立方米每天给水处理厂设计，主要是给水厂的设计，确定合适的处理工艺。给水处理工艺在国内外已相当成熟。根据原水的水质特点，选择常规处理工艺： 原水混凝沉淀过滤消毒清水池吸水井二级泵房用户。本次设计严格遵守有关规范，使处理出水符合生活饮用水水质卫生规范（ 2001）的要求。 结合这次毕业设计的资料，知道这次的主要问题是 水源的浊度、残渣 的去除 及细菌的灭活 。我根据有关规范和手册，选择合适的处理工艺流程，力图使处理过程有效、简便、经济等。 这次的毕业设计主要是对自己四年来的学习的一个总结，使自己对这四年的知识进行系统的巩固与进一步的理解。是走出大学校门的最后一次演练，应把握这一次的机会。 nts山东建筑大学毕业设计说明书 1 给水厂处理设计任务书 1.1设计任务书 1.1.1设计题目 2万立方米 /天给水处理厂设计 1.1.2设计原始资料 1.1.21 自然条件 该市位于我国的华北 地区，冰冻深 0.5米，土壤为砂粘土，地下水位距地表 5米；当地主导风向东南，气温（月平均）最高 28，最低 -1.9。 1.1.22 水源情况 该水库位于城市给水处理厂东北方向 50米，水厂位于城市北面公里处， 原水水质资料见附件一 原水水质 项目 数量 项目 数量 混浊度 200500NTU 总硬度 4度（德国度） 色度 1度 氯根 21mg/L 水温 020 硫酸根 32 mg/L PH值 7.3 固体残渣 22 mg/L 细菌总数 1000 个 /毫升 硝酸根 0.05 mg/L 大肠菌群 1个 /升 铁 0.1 mg/L 臭和味 无 亚硝酸根 0.04 mg/L 碳酸盐硬 4度 碱度 4度 nts山东建筑大学毕业设计说明书 度 地面标高 0.00米。服务水头 60米， Kh为 1.30。 nts山东建筑大学毕业设计说明书 1.1.3设计任务 1、确定给水处理厂净水工艺流程 2、确定各处理构筑物及设备的类型和数量 3、进行各处理构筑物及设备的工艺设计计算 4、确定水厂的附属构筑物和建筑物 5、取水泵房的设计计算 6、进行水厂的平面布置 以及各种管渠等总体布置 7、进行水头损失计算，确定水厂的高程布置 1.1.4设计要求 1.1.41设计说明书要求 说明书内容 要全面完整，叙述应简明扼要。在设计说明书中，对该给水处理厂处理流程的确定、处理构筑物的选型要加以分析说明。给水处理主体单元的工艺设计计算应全面；在设计说明书中，应列出所采用的全部计算公式，计算参数的选择应加以说明，并注明其资料来源，所计算之构筑物，皆应绘出相应的计算草图。根据水厂规模，估算出水厂人员编制数目，并初拟水厂附属建筑物的占地面积等。并应附以必要的草图及表格说明。设计说明书的文句要通顺，段落须分明，字迹要工整。 1.1.42.设计图纸要求 须设计图纸包括： 给水处理厂平面布置图 给水处理厂的处理工艺 高程布置图 给水处理厂主要处理构筑物：吸附滤池、反洗、再生工艺设计 1.2给水处理厂设计水质及水量要求 1.2.1城市用水要求 城市设计用水量为 2万 m3/d，城市给水处理厂出水应满足生活饮用水水质卫生规范（ 2001）要求。 nts山东建筑大学毕业设计说明书 1.2.2给水处理厂设计水量的确定 水处理构筑物的生产能力应以最高日供水量加水厂自用水量进行设计，水厂自用水量主要用于滤池冲洗及沉淀池或絮凝池排泥等方面，一般采用供水量的 5%10%，本工艺采用 5%， 故给水厂的设计处理量为： Q=Qd(1+5%)=20000(1+5%)=21000 3m /d875 3m /h 2 给水处理工艺流程和给水处理构筑物的选择 给水处理厂设计内容包括设计规模的确定，厂址选择，水处理工艺选择，处理构筑物选择与计算，处理用药剂选择与用量确定，二级泵站设计与计算，药剂（包括混凝剂，助凝剂，消毒剂等）配制与投加方式选择和计算附属构筑物设计，水厂平面和高程布置，厂区道路，管线综合布置，厂区绿化布置。 2.1 设计原则 水处理构筑物的生产能力，应以最高日供水量加水厂自用水量 进行设计，并按原水水质最不利情况进行校核。水厂自用水量取决于所采用的处理方法、构筑物类型及原水水质等因素，城镇水厂自用水量一般采用供水量的 5% 10%，必要时可通过计算确定。 水厂应按近期设计，并考虑远期发展。根据使用要求及技术经济合理等因素，对近期工程亦可做分期建设的可能安排。对于扩建、改建工程，应从实际出发，充分发挥原有设施的效能，并应考虑与原有构筑物的合理配合。 水厂设计中应考虑各构筑物或设备进行检修、清洗及部分停止工作时，仍能满足用水要求、主要设备应有备用量；处理构筑物一般不设备用量，但 可通过适当的技术措施，在设计允许范围内提高运行负荷。 水厂自动化程度，应本着提供水水质和供水可靠性，降低能耗、药耗，提高科学管理水平和增加经济效益的原则，根据实际生产要求，技术经济合理性和设备nts山东建筑大学毕业设计说明书 供应情况，妥善确定。 设计中必须遵守设计规范的规定。如果采用现行规范中尚未列入的新技术、新工艺、新设备和新材料，则必须通过科学论证，确证行之有效，方可付诸工程实际。但对与确实行之有效、经济效益高、技术先进的新工艺、新设备和新材料，应积极采用，不必受现行设计规范的约束。 2.2 设计规模 给水 厂处理构筑物设计规模按最高日平均时流量计，即： TQdQ 处（ /hm 3 ） 式中 dQ为水厂最高日供水量， （ /hm 3 ） ； 为自用水系数，取决于处理工艺、构筑物类型、原水水质及水厂是否设有回收水设施等因素，一般在 1.05-1.10 之间； T 为一级泵站每天工作小时数。 水处理构筑物的设计，应按原水水质最不利情况时所需 供水量进行核。 2.3 厂址选择 厂址选择应在整个给水系统设计方案中全面规划，综合考虑，通过技术经济比较确定。 在选择厂址时，一般应考虑以下几个问题： 厂址应选择在工程地质条件较好的地方，一般选在地下水位低，承载力较大，湿陷性等级不高，岩石较少的地层，以降低工程造价和便于施工。 水厂尽可能选择在不受洪水威胁的地方，否则应考虑防洪措施。 水厂应尽量设置在交通方便、靠近电源的地方，以利于施工管理和降低输电线路的造价，并考虑沉淀池排泥及滤池冲洗水排除方便。 2.4 水厂工艺流程选择 给水处理方法和工 艺流程的选择，应根据原水水质及设计生产能力等因素，通过调查研究，必要的实验并参考相似条件下处理构筑物的运行经验，经技术经济比nts山东建筑大学毕业设计说明书 较后确定。由于水源不同，水质各异，饮用水处理系统的组成和工艺流程有多种多样。 方案 1 以地表水作为水源时，处理工艺流程中通常包括混合、絮凝、沉淀或澄清、过滤及消毒。工艺流程如图： 源水混凝剂投入混合絮凝沉淀过滤消毒清水池二泵站用户 方案 2 当原水浊度较低（一般在 50度以下），不受工业废水污染且水 质变化不大者，可省略混凝沉淀（或澄清）构筑物，原水采用双层滤料或多层滤料池直接过滤，也可在过滤前设一微絮凝池，称微絮凝过滤。工艺流程如图： 源水混凝剂投入混合直接过滤消毒清水池二泵站用户 高分子助凝剂 方案 3 当原水浊度较高、含沙量大时，为了达到预期的混凝沉淀效果，减少混凝剂用量，应增设预沉池或沉砂池，工艺流程如图： 源水预沉池或沉砂池混凝剂投入混合絮凝沉淀过滤消毒清水池二泵站用户 （澄清） 本设计以地表水为水源，水源水质较好，少许异臭味，所以采用工艺流程如图： 源水混凝剂投入混合絮凝沉淀过滤消毒清水池二泵站用户 2.5 处理构筑物的选择 2.5.1混凝工艺选择 2.5.11 混凝剂的选择与投加 精制硫酸铝 342 )(SOAl.18 OH2制造工艺复杂，水解作用缓慢；含无水硫酸铝 50% 52%；适用于水温为 20 40 当 PH=4-7时，主 要去除有机物； PH=5.7-7.8时，主要去除悬浮物； PH=6.4-7.8时，处理浊度高，色度低（小于 30度）的水。 粗制硫酸铝 342 )(SOAl.18 OH2制造工艺简单，价格低；设计时，含无水硫酸铝一般可采用 20% 25%；含有20% 30%不溶物，其他同精制硫酸铝 nts山东建筑大学毕业设计说明书 硫酸亚铁 4FeSO .7 OH2絮体形成较快，沉淀时 间短；使用于碱度高、浊度高， PH=8.1-9.6，混凝作用好，但原水色度较高时不宜采用；当 PH较低时，常用氯氧化物使铁氧化成三价，腐蚀性较高 三氯化铁 3FeCl.6 OH2不受水温影响，絮体大，沉淀速度快，效果好。易溶解，易混合，渣少，对金属（尤其对铁）腐蚀性大，对混凝土亦腐蚀，对塑料会因发热而引起变形原水 PH=6.0 8.4之间为宜，当原水碱度不足时应加适量石灰；处理低浊水时效果不显著 聚合氯化铝 mnn ClOHAl )( 62 ， 简称 PAC 净化效率高，用药量少，出水浊度低， 过滤性能好，原水浊度高时尤为显著 温度适应性高， PH值使用范围宽（ PH=5-9），因而可调 PH值 ， 操作方便，腐蚀性小，劳动条件好，成本低 。 聚丙烯酰胺 又名三号絮凝剂，简写 PAM 处理高浊度水池效果显著，既可保证水质，又可减少混凝剂用量和沉淀池容积，目前被认为是处理高浊水最有效的絮凝剂之一，适当水解后，效果提高，常与其他混凝剂配合使用或作助凝剂，其单体丙烯酰胺有毒，用于饮用水净化应控制用量 2.5.12混凝剂投加方式选择 水泵投加 采用计量泵投加，不需另设计量设备 水射器投加 采用水射器投加，设备简单，使用方便，但水射器效率较低，且易磨损 重力投加 将溶液池架高，利用重力将药液投入水泵压水管或混合设施入口处，这种投加方式安全可靠，但溶液池位置较高 结合上述优缺点，采用计量泵投加混凝剂 综上所述， PAM等有机高分子混凝剂有毒性，不易控制用量，由于在投混凝剂前加液氯进行预处理，如用硫酸亚铁作混凝剂，易被氧化成三价铁。本设计采用聚合氯化铝混凝剂，无机高分子混凝剂操作方便，腐蚀性小，劳动条件好，成本低，净化效率高，用药量 少，温度适用性高，采用计量泵投加，因为其使用方便，操作nts山东建筑大学毕业设计说明书 简单，工作可靠，广泛应用于加药系统，即混凝剂采用 聚合氯化铝 PAC计量泵投加 2.5.13溶液池 采用两个溶液池 ,每个溶液池尺寸为 :LBH=1.20m1.20m1.30m 2.5.14溶解池 采用一个溶液池 ,每个溶液池尺寸为 :LBH=0.80m0.80m1.10m 2.5.2 混合工艺 2.5.21混合方式 混合的主要作用是让药剂迅速而均匀地扩散到水中，使其水解产物与原水中的胶体颗粒充分作用完成脱体脱稳，以便进一步去除，对混 合的基本要求是快速与均匀，一般混合时间 10-30s，混合方式基本分为两大类：水力混合和机械混合，水力混合简单，但不能适应流量的变化，机械混合可进行调节，能适应各种流量的变化，具体采用何种混合方式，应根据净水工艺布置、水质、水量、投加药剂品种及数量以及维修条件等因素确定。 管式混合 优点：混合简单，无需建混合设施 缺点：当混合效果不稳定，流速低时混合不充分 静态混合器 优点：构造简单，无运动部件，安装方便，混合快速均匀 缺点：当流量降低时，混合效果下降 水泵混合 优点：混合效果好，不需增加混合设施， 节省动力 缺点：使用腐蚀性药剂时对水泵有腐蚀作用 机械混合 优点：混合效果好，且不受水量变化影响，适用于各种规格的水厂 缺点：需增加混合设备和维修工作 综上所 述，因为水厂水量变化不大，以整体经济效益而言是最具有优势的，本 计采用 管式静态混合器。 2.5.22 尺寸 静态混合器直径为 DN500 nts山东建筑大学毕业设计说明书 2.5.3 絮凝池形式的选择 絮凝池形式的选择和絮凝时间的采用，应根据原水水质情况和相似条件下的运行经验或通过试验确定。 隔板式絮凝池 往复式隔板絮凝池 优点：絮凝效果好，构造简单，施工方便 缺 点：容积较大，水头损失较大，转折处矾花易破碎 适用条件：水量大于 30000 /dm 3 的水厂，水量变动小者 回转式隔板絮凝池 优点：絮凝效果好，水头损失小，构造简单，管理方便 缺点：出水流量不易分配均匀，出口处易积泥 适用条件：水量大于 30000 /dm 3 的水厂，水量变动小者，改建和扩建旧池时适用 旋流式絮凝池 优点：容积小，水头损失较小 缺点：池子较深，地下水位高处施工较困难，絮凝效果较差 适用条件：一般用于中小型水厂 折板 絮凝池 优点：絮凝效果好，絮凝时间短，容积较小 缺点：构造较隔板絮凝池复杂，造价较高 适用条件：流量变化较小的中小型水厂 涡流式絮凝池 优点：絮凝时间短，容积小，造价较低 缺点：池子较深，锥底施工较困难，絮凝效果较差 适用条件：水量小于 30000 /dm 3 的水厂 网格、栅条絮凝池 优点：絮凝池效果好，水头损失小，凝聚时间短 缺点：末端池底易积泥 机械絮凝池 nts山东建筑大学毕业设计说明书 优点：絮凝效果好，水头损失小，可适应水质、水量变化 缺点：需机械设备和经常维修 适用条件：大小 水量均适用，并能适应水量变动较大者 综上所述，由于水厂水量变化不大，水量为 20000 /dm 3 ，故采用 栅条絮凝池 2.5.4 沉淀工艺 2.5.41沉淀池类型的选择 选择沉淀池类型时，应根据原水水质、设计生产能力、处理后水质要求，并考虑原水水湿变化、处理水量均匀程度以及是否连续运转等因素，结合当地条件通过技术经济比较确定沉淀池的个数或能够单独排空的分格数不宜少于 2个。 经过混凝沉淀的水，在进入滤池前的浑浊度一般不宜超过 10度，遇高浊度原水或低湿低浊度原水时，不宜超过 15度。 设计沉淀池时需要考虑均匀配水和均匀集水，沉淀池积泥区的容积，应根据进出水的悬浮物含量、处理水量、排泥周期和浓度等因素通过计算确定。当沉淀池排泥次数较多时，宜采用机械化或自动化排泥装置，应设取样装置。 平流式沉淀池 优点：造价较低，操作管理方便，施工较简单；对原水浊度适应性强，处理效果稳定，采用机械排泥设施时，排泥效果好 缺点：采用机械排泥设施时，需要维护机械排泥设备；占地面积大，水力排泥时，排泥困难 适用条件：一般适用于大中型水厂 斜管（板）沉淀池 优点：沉淀效率高，池体小，占地小 缺点：斜管（板 ）耗材多，对原水浊度适应性较平流池差；不设排泥装置时，排泥困难，设排泥装置时，维护管理麻烦 适用条件：尤其适用于沉淀池改造扩建和挖潜 结合优缺点，本设计处理水量为 2万立方米 /d，属于小型水厂，故采用 斜管沉淀池 2.5.42排泥方法 nts山东建筑大学毕业设计说明书 1.人工排泥 优点： 1.池底结构简单，不需要其他设备 2.造价低 缺点： 1.劳动强度大，排泥历时长 2.耗水量大 3.排泥时需要停水 适用条件： 1.原水终年很清，每年排泥次数不多 2.一般用于小型水厂 3.池数不少于 2个，交替使用 2.多斗底重 力排泥 优点： 1.劳动强度较小，排泥历时较短 2.耗水量比人工排泥少 3.排泥时可不停水 缺点： 1.池底结构复杂，施工较困难 2.排泥不彻底 适用条件： 1.原水浑浊度不高 2.每年排泥次数不多 3.地下水位较低 4.一般用于中小型水厂 3.穿孔管排泥 优点： 1.劳动强度小，排泥历时较短 2.耗水量少 3.排泥时不停水 4.池底结构较简单 缺点： 1.孔眼易堵塞，排泥效果不稳定 2.检修不便 3.原水浑浊度较高时，排泥效果差 适 用条件： 1.原水浑浊度适应范围较广 2.每年排泥次数较多 3.地下水位较高 4.新建或改建的水厂多采用 综上所述，本设计 斜管沉淀池采用穿孔管排泥 2.5.5 过滤工艺 2.5.51过滤形式的选择 供生活饮用水的滤池出水水质经消毒后应符合现行生活饮用水卫生标准的要求；供生产用水的过滤池出水水质，应符合生产工艺要求；滤池形式的选择，应根据设计生产能力、原水水质和工艺流程的高程布置等因素，结合当地条件，通过技术经济比较确定。 普通快滤池 优点：有成熟的运转经验，运行 稳妥可靠，采用用砂滤料，材料易得价格便宜，采用大阻力配水系统，单池面积可做的较大，池深较浅，可采用降速过滤，水质较nts山东建筑大学毕业设计说明书 好。 缺点：阀门多，价格高，易损坏，需设有全套冲洗设备 适用条件：一般用于大中水厂，单池面积不宜大于 100 2m V型滤池 优点：采用气水反冲洗，有表面横向扫洗作用，冲洗效果好，节水；配水系统一般采用长柄滤头冲洗过程自动控制 缺点：采用均质滤料，滤层较厚，滤料较粗，过滤周期长 适用条件：适用于大中型水厂 虹吸滤池 优点：不需大型阀门 ，易于自动化操作，管理方便 缺点：土建结构复杂，池深大单池面积小，冲洗水量大；等速过滤，水质不如变速过滤 适用条件：适用于中型水厂，单池面积不宜大于 25-30 2m 双阀滤池 单层砂滤料 优点：材料易得，价格低，大阻力配水系统，单池面积可大，可采用减速过滤，水质好，减少两只阀门 缺点：必须有全套冲洗设备，增加形成虹吸的抽气设备 适用条件：适用于中型水厂，单池面积不宜大于 25-30 2m 移动罩滤池 单层砂滤料 优点：造价低，不需要大型阀门设备，池深浅，结构简单；自动连续运行，不需冲洗设备；占地少，节能 缺点：减速过滤，需移动冲洗设备，罩体与隔墙间密封技术要求高；起始滤速较高，因而平均设计滤速不宜过高 适用条件：适用于大中型水厂，单格面积小于 10 2m 综上所述，普通快滤池适用范围广且运行经验丰富，出水水质好，运行可靠稳妥，本设计采用 普通快滤池单层砂质滤料。 2.5.52反冲洗形式选择 本设计采用 高位水塔 进行反冲洗。 nts山东建筑大学毕业设计说明书 2.5.6 消毒工艺 液氯消毒 优点： 经济有效，使用方便， PH值越低消毒作用越强，在管网内有持续消毒杀菌作用 缺点：氯和有机物反映可生成对健康有害的物质 漂白粉消毒 优1 目 录 设计任务说明书 4页 第一章 负荷计算和无功功率计算及补偿 5页 1.1 机械厂负荷统计资料 5页 1.2负荷计算和无功功率计算 5页 1.3 无功功率补偿 7页 1.4年耗电量的估算 8页 第二章 变电所位置和形式的选择 9页 第三章 变电所主变压器台数和容量及主接线方案的选择 9页 3.1变电所主变压器台数的选择 9页 3.2变电所主变压器容量选择 9页 3.3变电所主接线方案的选择 10页 第四章 短路电流的计算 11页 4.1 确定基准值 11页 4.2 计算短路电路中各主要元件的电抗标么值： 11页 4.3 计算 k-1 点的短路电路总电抗标么值及三相短路电流和短路容量 12页 4.4计算 k-2 点短路电路总电抗标么值及三相短路电流和短路容量 12页 第五章 变电所一次设备的选择与校验 13页 5.1 变电所高压一次设备的选择 13页 5.2变电所 高压一次设备的校验 13页 5.3变电所 低压一次设备的选择 15页 5.4变电所 低压一次设备的校验 15页 第六章 变电所高、低压线路的选择 16页 6.1高压 线路导线的选择 17页 6.2低压线路导线的选择 17页 nts2 第七章 变电 所二次回路方案选择及继电保护的整定 18页 7.1二次回路方案选择 18页 7.2继电保护的整定 19页 第八章 心得和体会 22页 附录参考文献 23页 附图 23页 nts3 设计任务说明书 一 设计题目 机械厂 10kV降压变电所电气设计 二 设计要求 1.工厂的负荷计算及无功补偿（要求列表）。 2.确定工厂总配变电所的所址和形式。 3.确定工厂总配变电所的主接线方案（要求从两个比较合理的方案中优先），总降压变电所要结合主接线方案的确定，确定主变压器形式，容量和 数量。 4.短路计算，并选择一次设备（尽量列表）。 5.选择工厂电源进线及工厂高压配电线路。 6.选择电源进线的二次回路方案及整定继电保护。 7.工厂总配变电所防雷保护及接电装置的保护。 在完成上述设计计算任务的基础上，要求交出下列资料： 1设计任务说明 2工厂总配变电所主接线电路图 (A1图样 ) 3工厂总配变电所平面图 (A1图样 ) 4工厂总变电所接地装置平面布置图 (A2图样 ) 5工厂高压配电系统平面布线图 (A2图样 ) 三 设计时间 2009年 6月 5日至 2009年 6月 14日 指导教师 （签名） nts4 第一章 负荷计算和无功功率计算及补偿 1.1 机械厂负荷统计资料 机械厂负荷统计资料 厂房编号 厂房名称 负荷 类别 设备容量/kw 需要系数 tan 功率因数 cos 1 仓库 动力 20 0.4 1.17 0.65 照明 2 0.70 1.0 2 铸造车间 动力 438 0.50 0.88 0.75 照明 10 0.80 1.0 3 锻压车间 动力 438 0.25 1.17 0.65 照明 10 0.80 1.0 4 金工车间 动力 438 0.25 1.33 0.60 照明 10 0.80 1.0 5 工具车间 动力 188 0.25 1.17 0.65 照明 10 0.80 1.0 6 电镀车间 动力 438 0.50 0.88 0.75 照明 10 0.80 1.0 7 热处理车间 动力 188 0.50 1.33 0.60 照明 10 0.80 1.0 8 装 配车间 动力 188 0.20 1.73 0.50 照明 10 0.80 1.0 9 机修车间 动力 188 0.25 1.17 0.65 照明 5 0.80 1.0 10 锅炉房 动力 188 0.50 1.17 0.65 照明 2 0.80 1.0 宿舍区 照明 300 0.70 1.2负荷计算和无功功率计算 在负荷计算时，采用需要系数法对各个车间进行计算，并将照明和动力部分分开计算，照明部分最后和宿舍区照明一起计算。具体步骤如下。 1. 仓库：动力部分 kwkwP 8.84.022)11(30 ; kwkwQ 3.1017.18.8)11(30 ； nts5 AkvS 5.133.108.8 22)11(30 ； AKVAKVI 5.2038.0732.1 5.13)11(30 ; 照明部分， kWkWP 4.17.02)12(30 ； 0)12(30 Q2. 铸造车间：动力部分， kwkwP 2 1 95.04 3 8)21(30 ； kwkwQ 7.1 9 288.02 1 9)21(30 AkvS 7.29 17.19 221 9 22)21(30 ； AKVAKVI 2.44338.0732.1 7.291)21(30 照明部分， kWkWP 88.010)22(30 ； 0)22(30 Q3. 锻压车间：动力部 分， kwkwP 5.1 0 925.04 3 8)31(30 ； kwkwQ 1.1 2 817.15.1 0 9)31(30 AkvS 5.1681.1285.109 22)31(30 ； AKVAKVI 2 5 638.07 3 2.1 5.1 6 8)31(30 照明部分， kWkWP 88.010)32(30 ； 0)32(30 Q4. 金工车间：动力部分， kwkwP 5.10925.0438)41(30 ； kwkwQ 6.1 4 533.15.1 0 9)41(30 AkvS 1.1826.1455.109 22)41(30 ； AKVAKVI 7.2 7 638.07 3 2.1 1.1 8 2)41(30 照明部分， kWkWP 88.010)42(30 ； 0)42(30 Q5. 工具车间：动力部分， kwkwP 4725.01 8 8)51(30 ； kwkwQ 5517.147)51(30 AkvS 725547 22)51(30 AKVAKVI 4.10938.0732.1 72)51(30 照明部分， kWkWP 88.010)52(30 ； 0)52(30 Q6. 电镀车间：动力部分， kwkwP 2 1 95.04 3 8)61(30 ； kwkwQ 7.1 9 288.02 1 9)61(30 AkvS 7.2917.192219 22)61(30 ； AKVAKVI 2.44338.0732.1 7.291)61(30 照明部分， kWkWP 88.010)62(30 ； 0)62(30 Q7. 热处理车间：动力部分， nts6 kwkwP 945.0188)71(30 ； kwkwQ 1 2 533.194)71(30 AkvS 4.15 612 594 22)71(30 ； AKVAKVI 6.23738.0732.1 4.156)71(30 照明部分， kWkWP 88.010)72(30 ； 0)72(30 Q8. 装配车间：动力部分， kwkwP 6.372.01 8 8)81(30 ； kwkwQ 6573.1.37)81(30 AkvS 1.75656.37 22)81(30 ； AKVAKVI 1.11438.0732.1 1.75)81(30 照明部分， kWkWP 88.010)82(30 ； 0)82(30 Q9. 机修车间：动力部分， kwkwP 4725.01 8 8)91(30 ； kwkwQ 5517.147)91(30 AkvS 725547 22)91(30 AKVAKVI 4.10938.0732.1 72)91(30 照明部分， kWkWP 48.05)92(30 ； 0)92(30 Q10. 锅炉房 ：动力部分， kwkwP 945.01 8 8)101(30 ； kwkwQ 1 1 017.194)101(30 AkvS 5.14 411 094 22)101(30 AKVAKVI 6.21938.0732.1 5.144)1 0 1(30 照明部分， kWkWP 6.18.02)102(30 ； 0)102(30Q11.宿舍区照明， kwkwP 1505.0300)1 1 2(30 ； 0)112(30 Q另外，所有车间的照明负荷： kwP 6330 取全厂的同时系数为： 0.95pK ， 0.97qK ，则全厂的计算负荷为： kwPpPi i5.1138)634.1135(95.0)(95.0 11130)1(3030 v a r10474.107997.097.0 111 )1(3030kQQi i AkvS 7.15 4610 475.11 38 2230 ； AKVAKVI 235038.0732.1 7.154630 nts7 1.3 无功功率补偿 由以上计算可得变压器低压侧的视在计算负荷为： AkvS 7.154630 这时低压侧的功率因数为： 73.07.1 5 46 5.1 1 38c o s )2( 为使高压侧的功率因数 0.90，则低压侧补偿后的功率因数应高于 0.90， 取： cos 0.95 。要使低压侧的功率因数由 0.79 提高到 0.95，则低压侧需装设的并联电容器容量为 ： v a r5.694v a r)95.0a r c c o st a n73.0a r c c o s( t a n5.1138 kkQ C 取 :CQ=695 vark 则补偿后变电所低压侧的视在计算负荷为： AkvS 7.1191)6951047(5.1138 22)2(30 计算电流 AKVAKVI 7.1 8 1 038.07 3 2.1 7.1 1 9 1)2(30 变压器的功率损耗为： KWSPr 9.177.1191015.0015.0 )2(30 KWSQr 5.717.119106.006.0 )2(30 变电所高压侧的计算负荷为： KWKWKWP 4.11569.175.1138)1(30 v a r5.42 3v a r5.71v a r)69 510 47( )1(30 kkkQ AkvS 5.12315.4234.1156 22 )1(30 ； AKV AKVI 1.71107 3 2.1 5.1 2 3 1 )1(30 补偿后的功率因数为： 94.05.1231 4.1156c o s 满足（大于 0.90）的要求。 1.4 年耗电量的估算 年有功电能消耗量及年无功电能耗电量可由下式计算得到： 年有功电能消耗量： TPW ap 30年无功电能耗电量： TQWq 30结合本厂的情况，年负荷利用小时数T为 4800h，取年平均有功负荷系数nts8 72.0 ，年平均无功负荷系数 78.0 。由此可得本厂： 年有功耗电量： hkwhkwWap 6100.4480 04.115 672.0； 年无功耗电量： hkwhkWq 6109.3480 0v a r104 778.0第二章 变电所位置和形式 的选择 由于本厂有二级重要负荷，考虑到对供电可靠性的要求，采用两路进线，一路经 10kV 公共市电架空进线（中间有电缆接入变电所）；一路引自邻厂高压联络线。 变电所的形式由用电负荷的状况和周围环境情况确定，根据变电所位置和形式的选择规定及 GB50053 1994 的规定，结合本厂的实际情况，这里变电所采用单独设立方式。其设立位置参见附图一厂区供电线缆规划图。内部布置形式参见附图二变电所平面布置图。 第三章 变电所主变压器台数和容量及主接线方案的选择 3.1 变电所主变压器台数的选择 变压器台数应根据负 荷特点和经济运行进行选择。当符合下列条件之一时，宜装设两台及以上变压器：有大量一级或二级负荷；季节性负荷变化较大；集中负荷较大。结合本厂的情况，考虑到二级重要负荷的供电安全可靠，故选择两台主变压器。 3.2 变电所主变压器容量选择。每台变压器的容量NTS应同时满足以下两个条件： 1） 任一台变压器单独运行时，宜满足： 30)7.06.0( SS TN 2） 任一台变压器单独运行时，应满足： )111(30 SS TN，即满足全部一、二级负荷 需求。 代入数据可得： AKVSTN )1.8629.738(5.1 2 3 1)7.06.0(又考虑到本厂的气象资料（年平均气温为 C20 ），所选变压器的实际容量： AKVSS TNTN 79208.0-1 ）（实 也满足使用要求，同时又考虑到未来 510 年的nts9 负荷发展，初步取NTS=1000kV A 。考虑到安全性和可靠性的问题，确定变压器为 SC3 系列箱型干式变压器。型号： SC3-1000/10 ，其主要 技术指标如下表所示： 变压器 型号 额定 容量 /kV A 额定 电压 /kV 联 结 组型 号 损耗 /kW 空载 电流 0I % 短路 阻抗 KU % 高压 低压 空载 负载 SC3-1000/10 1000 10.5 0.4 Dyn11 2.45 7.45 1.3 6 （附：参考尺寸（ mm）：长： 1760 宽： 1025 高： 1655 重量（ kg）： 3410） 3.3 变电所主接线方案的选择 方案 ： 高、低压侧均采用 单母线分段 。优点： 用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同母线段引出两个回路，用两个电路供 电； 当一段母线故障时，分段断路器自动切除故障母线保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电 。 缺点 ： 当一段母线或母线隔离开关检修时该母线各出线须停电 ； 当出线为双回路时，常使架空线路出现交叉跨越 ； 扩建时需向两个方向均衡扩建。 方案 ：单母线分段带旁路 。 优点：具有单母线分段全部优点，在检修断路器时不至中断对用户供电。缺点： 常 用于大型电厂和变电中枢，投资高。 方案 ： 高压采用单母线、低压单母线分段。优点：任一主变压器检修或发生故障时，通过切换操作，即可迅速恢复对整个变电所的供电。缺点：在高压母线或电源进线进行检修或发生故障时，整个变电所仍需停电。 以上三种方案均能满足主接线要求， 采用三方案时虽经济性最佳，但是其可靠性相比其他两方案差； 采用 方案二需要的断路器数量多 ， 接线复杂， 它们的经济性能较差 ；采用方案一 既满足负荷供电要求又 较经济 ， 故本次设计选用方案。 根据 所选的接线方式，画出主接线图 ，参见附图三变电所高压电气主接线图。 nts10 第四章 短路电流的计算 本厂的供电系统简图如图（一）所示。采用两路电源供线，一路为距本厂6km 的馈电变电站经 LGJ-185 架空线（系统 按电源计 ），该干线首段所装高压断路器的断流容量为 500MV A ；一路为邻厂高压联络线。下面计算本厂变电所高压 10kV 母线上 k-1 点短路和低压 380V 母线上 k-2 点短路的三相短路电流和短路容量。 G系统QF 架 空 线 L = 6 K M邻厂高压联络线SC3-1000/10380VSC3-1000/10K-1 K-2Dyn1110KV图（一） 下面采用标么制法进行短路电流计算。 4.1 确定基准值： 取 AMVSd 100， KVUC 5.101 ， KVUC 4.02 所以： KAKVAMVUSIcdd 500.55.103100311 ;KAKV AMVUSIcdd 000.1444.03100322 4.2 计算短路电路中各主要元件的电抗标么值：（忽略架空线至变电所的电缆电抗） 1) 电力系统的电抗标么值： 200.0500100*1 AMV AMVX 2) 架空线路的电抗标么值：查手册得 KMX 35.00，因此： 904.1)5.10(1006)(35.0 2*2 KV AMVkmkmX3）电力变压器的电抗标么值：由所选的变压器的技术参数得 600 KU ，因此： nts11 6 0 0 01 0 0 01 0 0 1 0 06*4*3 AKV AKMXX可绘得短路等效电路图如图（二）所示。 1 / 0 . 2 2 / 1 . 9 0 43 / 6 . 04 / 6 . 0K - 1 K - 2图（二） 4.3 计算 k-1 点的短路电路总电抗标么值及三相短路电流和短路容量 1) 总电抗标么值： *( 1 ) 1 2 0 . 2 0 0 1 . 9 0 4 2 . 1 0 4kX X X 2) 三相短路电流周期分量有效值： ( 3 ) 11( 1 )5 . 5 0 2 . 6 1 42 . 1 0 4dk kI kAI k AX 3) 其他三相短路电流： ( 3 ) ( 3 ) ( 3 )1 2 . 6 1 4kI I I k A ( 3 ) 2 . 5 5 2 . 6 1 4 6 . 6 6 6shi k A k A ( 3 ) 1 . 5 1 2 . 6 1 4 3 . 9 4 7shI k A k A 4) 三相短路容量：( 3 )1( 1 )100 4 7 . 5 2 92 . 1 0 4dk kS M V AS M V AX 4.4 计算 k-2 点短路电路总电抗标么值及三相短路电流和短路容量 1) 总电抗标么值： *( 2 ) 1 2 3 4( | | ) 0 . 2 0 0 1 . 9 0 4 6 / 2 5 . 1 0 4kX X X X X 2) 三相短路电流周期分量有效值：( 3 ) 22( 2 )144 2 8 . 2 1 35 . 1 0 4dk kI kAI k AX 3) 其他三相短路电流： ( 3 ) ( 3 ) ( 3 )2 2 8 . 2 1 3kI I I k A ( 3 ) 1 . 8 4 2 8 . 2 1 3 5 1 . 9 1 2shi k A k A ( 3 ) 1 . 0 2 8 . 2 1 3 3 0 . 7 5 2shI k A k A 4) 三相短路容量：( 3 )2( 2 )100 1 9 . 5 9 25 . 1 0 4dk kS M V AS M V AX nts12 第五章 变电所一次设备的选择与校验 5.1 变电所高压一次设备的选择 根据机械厂所在地区的外界环境，高压侧采用天津市长城电器有限公司生产的 JYN2-10（ Z） 型户内移开式交流金属封闭开关设备 。此高压开关柜的型号：JYN2-10/4ZTTA（说明： 4：一次方案号； Z：真空断路器； T：弹簧操动； TA ：干热带）。其内部高压一次设备根据本厂需求选取，具体设备见附图三变电所高压电气主接线图。 初选设备： 高压断路器： ZN24-10/1250/20 高压熔断器： RN2-10/0.5 -50 电流互感器： LZZQB6-10-0.5-200/5 电压互感器： JDZJ-10 接地开关 ：JN-3-10/25 母线型号： TMY-3 （ 50 4） ； TMY-3 （ 80 10） +1 （ 60 6） 绝缘子型号： ZA-10Y 抗弯强度：alF3.75kN（户内支柱绝缘子） 从高压配电柜引出的 10kV 三芯电缆采用交联聚乙烯绝缘电力电缆，型号：YJV-3 50，无钢铠护套，缆芯最高工作温度 90Co 。 5.2 变电所高压一次设备的校验 根据高压一次设备的选择校验项目和条件，在据电压、电流、断流能力选择设备的基础上，对所选的高压侧设备进行必需的动稳定校验和热稳定度校验。 设备的动稳定校验 1) 高压电器动稳定度校验 校验条件： ( 3 ) ( 3 )m a x m a x;s h s hi i I I由以上短路电流计算得 (3)shi= 6.666kA ； (3)shI= 2.614kA 。并查找所选设备 的数据资料比较得： 高压断路器 ZN24-10/1250/20 maxi=50kA 6.666kA ，满足条件； 电流互感器 LZZQB6-10-0.5-200/5 maxi=79kA 6.666kA ，满足条件； JN-3-10/25 接地开关 maxi=63 kA 6.666kA ，满足条件。 nts13 2) 绝缘子动稳定度校验 校验条件： (3)al cFF母线采用平放在绝缘子上的方式，则：( 3 ) ( 3 ) ( 3 ) 2 7 23 1 0 /c s h lF F i N Aa （其中 a =200mm； l =900mm）。 所以： (3)cF= 2 7 20 . 93 ( 6 . 6 6 6 ) 1 0 / 3 4 . 6 30 . 2 mk A N A Nm 3.75kN 满足要求。 3) 母线的动稳定校验 校验条件： al cTMY 母线材料的最大允许应力al=140MPa。 10kV 母线的短路电流 (3)shI=3.947kA ； (3)shi=6.666kA 三相短路时所受的最大电动力： (3)cF= 2 7 20 . 93 ( 6 . 6 6 6 ) 1 0 / 3 4 . 6 30 . 2 mk A N A Nm 母线的弯曲力矩： ( 3 ) 3 4 . 6 3 0 . 9 3 . 1 21 0 1 0F l N mM N m 母线的截面系数： 22 63( 0 . 0 5 ) 0 . 0 0 4 1 . 6 7 1 066b h m mWm 母线在三相短路时的计算应力： 633 . 1 2 1 . 8 71 . 6 7 1 0c M N m M P aW m 可得，al=140MPac=1.87MPa ，满足动稳定性要求。 .高压设备的热稳定性校验 1) 高压电器热稳定性校验 校验条件： 2 ( 3 ) 2t imaI t I t 查阅产品资料：高压断路器：tI=31.5kA,t=4s； 电 流 互 感 器 ：tI=44.5kA ,t=1s ； 接 地 开 关 ：tI=25kA,t=4s 。取0 . 7 0 . 1 0 . 8i m a o p o ct t t s ， (3)I =2.614kA ，将数据代入上式，经计算以上电器均满 足热稳定性要求。 2) 高压母线热稳定性校验 校验条件： AminA= (3) imatIC查产品资料，得铜母线的 C=1712sAmm ，取0.75imats 。 母线的截面： A=50 4 2mm =200 2mm nts14 允许的最小截面： 2m i n20 . 7 52 . 6 1 4 1 3 . 2 4171sA k A m msAmm 从而，minAA，该母线满足热稳定性要求 。 3) 高压电缆的热稳定性校验 校验条件： AminA= (3) imatIC允许的最小截面： 2m i n20 . 7 52 . 6 1 4 1 3 . 2 4171sA k A m msAmm 所选电缆 YJV-3 50的截面 A=50 2mm 从而，minAA，该电缆满足热稳定性要求 。 5.3变电所低压一次设备的选择 低压侧采用的也是天津长城电器有限公司生产的 GGD2 型低压开关柜，所选择的主要低压一次设备参见附图四变电所低压电气主接线图。部分初选设备： 低压断路器： NA1 型智能万能断路器、 TMS30 型塑壳无飞弧智能断路器 低压熔断器： NT系列 电压互感器： JDZ1 系列 电流互感器： LMZJ1 、 LMZ1 系列 母线型号： TMY-3 （ 80 10） +1 （ 60 6） 绝缘子型号： ZA-6Y 抗弯强度：alF3.75kN（户内支柱绝缘子） 另外，无功 补偿柜选用 2个 GCJ1-01型柜子，采用自动补偿，满足补偿要求。 5.4变电所低压一次设备的校验 由于根据低压一次设备的选择校验项目和条件进行的低压一次侧设备选择，不需再对熔断器、刀开关、断路器进行校验。关于低压电流互感器、电压互感器、电容器及母线、电缆、绝缘子等校验项目与高压侧相应电器相同，这里仅列出低压母线的校验： 380kV侧母线上母线动稳定性校验： 校验条件： al cTMY母线材料的最大允许应力al=140MPa。 380kV 母线的短路电流 (3)shi=51.912kA ; (3)shI=30.752kA 三相短路时所受的最大电动nts15 力为： ( 3 ) 2 7 20 . 93 ( 5 1 . 9 1 2 ) 1 0 / 2 1 0 0 . 3 70 . 2 mF k A N A Nm 母线的弯曲力矩： ( 3 ) 2 1 0 0 . 3 7 0 . 9 1 8 9 . 0 3 31 0 1 0F l N mM N m 母线的截面系数： 22 53( 0 . 0 8 ) 0 . 0 1 1 . 0 7 1 066b h m mWm 母线在三相短路时的计算应力： 531 8 9 . 0 3 3 1 7 . 6 71 . 0 7 1 0c M N m M P aW m 可得，al=140MPac=17.67MPa ，满足动稳定性要求。 380V侧母线热稳定性校验：校验条件： AminA= (3) imatIC查产品资料，得铜母线的 C=1712sAmm ，取 0.75imats 。 母线的截面： A=80 10 2mm =800 2mm 允许的最小截面： 2m i n20 . 7 52 8 . 2 1 3 1 4 2 . 8 8171sA k A m msAmm 从而，minAA，满足热稳定性要求 。 第六章 变电所高、低压线路的选择 为了保证供电的安全、可靠、优质、经济，选择导线和电缆时应满足下列条件：发热条件；电压损耗条件；经济电流密度；机械强度。 根据设计经验：一般 10KV 及以下的高压线路和低压动力线路，通常先按发热条件选择导线和电缆截面，再校验其电压损耗和机械强度。对于低压照明线路，因对电压水平要求较高，通常先按允许电压损耗进行选择，再校验其发热条件和nts16 机械强度。 6.1高压线路导线的选择 架空进线后接了一段交联聚乙烯绝缘电力电缆 YJV-3 50做引入线（直埋），高压主接线如附图三所示。 高压侧计算电流 AI 1.7130 所选电缆的允许载流量： AIAIal 1.711 2 5 30 满足发热条件。 6.2低压线路导线的选择 由于没有设单独的车间变电所，进入各个车间的导线接线采用 TN-C-S系统；从变电所到各个车间及宿舍区用埋地电缆供电，电缆采用 VV22 型铜芯交联聚氯乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆，根据不同的车间负荷采用不同的截面。其中导线和电缆的 截面选择满足条件： 1) 相线截面的选择以满足发热条件即，30alII； 2) 中性线（ N线）截面选择，这里采用的为一般三相四线，满足0 0.5AA； 3) 保护线（ PE线）的截面选择 一、 235A mm 时， 0.5PEAA； 二、 216A mm 时，PEAA三、 221 6 3 5m m A m m时， 216PEA mm4) 保护中性线（ PEN）的选择，取（ N线）与（ PE）的最大截面。 结合计算负荷，可得到由变电所到各个车间的低压电缆的型号为： 电镀车间： VV22-1KV-3 185+1 95 两根并联 ; AIal 2.4435282264 铸造车间： VV22-1KV-3 185+1 95 两根并联 ; AIal 2.4435282264 锅炉房： VV22-1KV-3 150+1 95 AAIal 6.2 1 92 3 7 锻压车间： VV22-1KV-3 185+1 95； AAIal 256264 金工车间： VV22-1KV-3 70+1 50 两根并联 ; AAIal 7.2763042152 工具车间： VV22-1KV-3 50+1 35 AAIal 4.10 912 9 nts17 热处理车间： VV22-1KV-3 185+1 95 AAIal 6.2 3 72 6 4 装配车间： VV22-1KV-3 50+1 35 AAIal 1.114129 机修车间： VV22-1KV-3 50+1 35 AAIal 4.10 912 9 仓库： VV22-1KV-3 25+1 16 AAIal 5.2087 宿舍区： VV22-1KV-3 185+1 95 两根并联； 2 6 4 2 5 2 8 4 2 5 . 4 3alI A A 另外，送至各车间的照明线路采用：铜芯聚氯乙烯绝缘导线 BV型号。 第七章 变电所二次回路方案选择及继电保护的整定 7.1二次回路方案选择 1) 二次回路电源选择 二次回路操作电源有直 流电源，交流电源之分。 蓄电池组供电的直流操作电源带有腐蚀性，并且有爆炸危险；由整流装置供电的直流操作电源安全性高，但是经济性差。 考虑到交流操作电源可使二次回路大大简化，投资大大减少，且工作可靠，维护方便。这里采用交流操作电源。 2) 高压断路器的控制和信号回路 高压断路器的控制回路取决于操作机构的形式和操作电源的类别。结合上面设备的选择和电源选择，采用弹簧操作机构的断路器控制和信号回路。 3) 电测量仪表与绝缘监视装置 这里根据 GBJ63-1990 的规范要求选用合适的电测量仪表并配用相应绝缘监视装置。 a) 10KV电 源进线上：电能计量柜装设有功电能表和无功电能表；为了解负荷电流，装设电流表一只。 b) 变电所每段母线上：装设电压表测量电压并装设绝缘检测装置。 c) 电力变压器高压侧：装设电流表和有功电能表各一只。 d) 380V的电源进线和变压器低压侧：各装一只电流表。 nts18 e) 低压动力线路：装设电流表一只。 4) 电测量仪表与绝缘监视装置 在二次回路中安装自动重合闸装置（ ARD）（机械一次重合式）、备用电源自动投入装置（ APD）。 7.2继电保护的整定 继电保护要求具有选择性，速动性，可靠性及灵敏性。 由于本厂的高压线路不很长，容量不很大， 因此继电保护装置比较简单。对线路的相间短路保护，主要采用带时限的过电流保护和瞬时动作的电流速断保护；对线路的单相接地保护采用绝缘监视装置，装设在变电所高压母线上，动作于信号。 继电保护装置的接线方式采用两相两继电器式接线；继电保护装置的操作方式采用交流操作电源供电中的“去分流跳闸”操作方式（接线简单，灵敏可靠）；带时限过电流保护采用反时限过电流保护装置。型号都采用 GL-25/10 。其优点是：继电器数量大为减少，而且可同时实现电流速断保护，可采用交流操作，运行简单经济，投资大大降低。 此次设计对变压器装设过 电流保护、速断保护装置；在低压侧采用相关断路器实现三段保护。 1)变压器继电保护 变电所内装有两台 10/0.4kV 1000kV A
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