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毕业设计论文
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毕业设计0（配）电所位置及形式的确定,毕业设计论文
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前 言 本书按设计题目不同共分为十二章，分别阐述了工矿企业 6（ 10）kv 变 (配 )电所、矿井地面工厂供电的设计原则、内容和方法，以及变电所经济概算等内容。在绪论中阐述了毕业设计的目的、对设计的要求、对设计说明的要求、对设计图纸的要求以及供电设计技术经济比较等内容。 本书根据注重能力培养与技能训练的原则，结合工业企业电气化、机电技术、机电一体化、电气控制等专业的培养目标，在内容编排按照三年来所学的专业知识进行供电设计这一基础为主，并兼顾供电系统的运行和设备维护与管理等知识的学习。 本书编写人员石亚召、指导老 师史万才。 限于编者水平，恳请审阅领导和老师批评指正。 编 者 2005 年 5 月 目 录 绪论 第一章变（配）电所位置及形式的确定 第一节变（配）电所位置的确定 第二节变（配）电所形式的确定 第二章变电所的负荷统计与主变压器的选择 第一节变电所的负荷统计 第二节无功功率的补偿 第三节主变压器的选择 第三章变电所供电系统的拟定 第一节 6（ 10）千伏侧接线 第二节低压供电系统的拟定 第三节变电所的所用电 nts第四节低压配电系统保护接地形式的确定 第四章电线、电缆的选择与敷设 第一节电线、电缆型号的选择 第二节 电线、电缆截面的选择 第三节线路的敷设 第五章短路电流计算 第一节工矿企业低压电网短路电流的计算特点 第二节短路电流计算 第六章电气设备的选择 第一节按使用环境条件选择设备的形式 第二节低压电器电气参数的选择和校验 第三节低压母线的选择 第七章变电所的继电保护 第一节交流操作继电保护的类型 第二节交流操作继电保护的整定计算 第三节低压系统保护装置的整宣扬计算 第八章变电所的所用电系统 第一节变电所的操作电源 第二节变电所的所用电 第九章变电所的中央信号装置 第一节中央信号装置的设计原则 第二节中央信号装置的 设计 第十章变电所屋内外布置变电所 第一节变电所布置的一般要求 第二节电气间距、通道与围栏 第三节各电气设备室的布置 第四节屋外变压器的布置 第十一章变电所的防雷与接地 第一节变电所的防雷保护 第二节配电网的防雷保护 第三节变电所的接地系统 第十二章电气照明设计 第一节电气照明设计的原则与要求 第二节电光彩夺目源类型的选择 第三节灯具的选择与布置 第四节照计算 第五节照明供电系统的拟定 第六节设备、保护装置及导线的选择与布 绪 论 一、 毕业设计的目的 供电毕业设计是工矿企业电气化和机电等到含电类专业的学生在整 个教学过程中最后的综合性实践环节，是学生在毕业前的一项综合性技能训练。对学生的职业能力nts培养和实践技能训练具有相当重要的意义。因此，毕业设计应体现出专业培养目标中有关业务知识、能力培养和技能训练方面的基本要求。 毕业设计的主要目的在于；通过设计使学生能综合运用所学知识，分析和解决工矿企业供电设计方面的技术问题；巩固和扩展学生的知识领域，培养学生严肃认真的科学态度，提高学生独立工作的能力。通过设计使学生掌握供电设计的方法；熟悉国家有关技术经济方面的方针政策和安全方面的规程和措施；训练学生使用各种规程、设计手册和 技术资料的能力；培养学生编写技术文件、绘制图纸的能力；完成电气技术人员供电设计能力的基本训练。 二、 对设计的要求 （ 1） 设计必须符合国家各项技术经济政策和有关规程各项规定。 （ 2） 设计应尽量采用国家定型的成套设备和系列产品，尽量采用新技术、新产品和国产先进设备，以确保技术的先进性。 （ 3） 设计应在保证供电可靠性、安全性和供电质量的基础上尽量节约投资，减少有色金属消耗量，降低电能损耗和年运行费用。做到既经济合理又安全适用。 （ 4） 设计应从生产实际出发，选择设备时应考虑备品配件的来源和本企业的施工、维护和检修条件。 （ 5） 设计要严肃认真，提倡既 有科学严谨的态度又有大胆创新的精神。 三、 对设计就明书的要求 (1)设计说明书要反映出基本的设计思想、设计步骤、设计计算结果、方案比较情况、设计选择结果及其技术特征。说明书的前面应有目录，后面应有主要参考资料和必要的附录等。说明书中还应编入收集到的原始资料和工矿企业概况的简要就明等内容。 (2)说明书的文字叙述要层次分明、条理清楚、简明扼要，书写格式要规范统一。说明书的插图应整洁美观，图形及文字符号要符合新的国家标准。 (3)说明书的计算部分应写出公式、代入数据、求出结果、注明单位，避免出现数学运算的中间步骤。 对公式中各物理量含义应予说明，必要时还应注明公式的来源。公式中的文字符号要前后统一并符合国家标准，公式中物理量的单位应采用法定计量单位。 (4)对设计中的计算和设备选择结果应以表格形式出现。对方案选择比较也应列表分析，并对方案选择结果加以说明。对相同的计算和选择内容，为了避免重复，可选一例计算和选择，其余结果可通过表格反映出来。 第一章变（配）电所位置及形式的确定 第一节变（配）电所位置的确定 一。 配（变）电所的位置 1。接近负荷中心，进出线方便，便于设备运输； 2。应尽量设在 污源的上风侧，尽量避开多尘、震动、高温、潮湿和有爆炸、火灾危险的场所； 3。不应设在厕所、浴室或生产过程中地面上经常潮湿和容易水场所的下面； 4。考虑发展余地，不应妨碍工厂和车间的发展； 5。配电所兼作车间变电所，或车间变电所与本车间商有防火间距要求。 nts二。有以上所定：我们考虑平煤一矿兼顾地面工厂供电和主井、副井的供电，把配（变）电所的位置定在矿区东南方向。 第二节变（配）电所形式确定 一。 配（变）电所的形式 1。企业总配电所一般为独立式建筑物。也可附于负荷较大的车间，并兼作该车间的变电所。 2。的分布情 况，车间变电所的形式有独立变电所，车间内变电所等 ,其独立变电所结构特点是变电所建筑物独立，适用场合对几个车间供电的变电所，其负荷中心不在某个车间时或为了远离爆炸、火灾及腐蚀场所时。，车间内变电所的结构特点设于车间内部，不与车间外墙相连，占车间面积 ,适应场合负荷大的多跨厂房中间允许设置变配电装置时。 二 根据以上配电所所采用的形式，我们平煤一矿采用独立式建筑物，因为它适负荷不大的车间。 第二章变电所的负荷统计与主变压器的选择 第一节变电所的负荷统计 一。 变电所的负荷统计 变电所的负荷统计仍采用需用系数法计算。 在负荷统计时，应首先把不同工作制下低压用电设备的额定功率或额定容量，换算成统一工作制下的额定功率，单相负荷换算成等效的三相负荷。然后计算各组低压用电设备的计算负荷，将各组低压负荷汇总求出低压总负荷后再选择变压器。选出变压器以后将变压器低压计算负荷与变压器损耗相加求出变压器一次侧的高压计算负荷。将该高压负荷与全所其他高压负荷汇总，即可求出全所负荷。 负荷统计数据仍以表格形式出现，为了避免表格太乱，可将低压负荷与全所高压负荷的统计分别列表统计。 二 。以上方式我们对平煤一矿进行负荷统计计算，功率补偿因数见表 2 1 平煤一矿负荷统计表。 nts表 2 1 平煤一矿负荷统计表 第 二节无功功率的补偿 一 无功功率的补偿 当高压用户功率因数低于 0.9 时，应采取补偿措施。补偿后功率因数应不低于 0.95。 1。电容器补偿方案的确定 电容器补偿方案一般可以有以下几种： （ 1） 在变电所 6kv 母线上集中补偿。 （ 2） 在变电所 6kv 母线上和变压器低压侧，高、低压混合补偿。 （ 3） 在变电所 6kv 母线上和高压线路末端，集中和分散混合补偿（一般装天下级变序 号 用电设备名称 额定电压 kv 设备台数 设备容量 ,KW 功 率 因 数 cos 有 功 功 率 kw 无 功 功 率 kvar 计算电流 A 年最大负荷利用小时数 h 年电能损耗 mw h 重要负荷比例 工作 台数 安装 台数 安装 容量 工作 容量 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 一、 地面低压 地面工业广场 所用变压器 机修厂 坑木厂 选煤厂 工人村 其 它用电设备 二、 地面高压 压风机 通风机 主井提升机 副井提升机 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 3 2 3 1 2 1 1 2 1 1 1 1800 1600 2000 1600 1879.6 4.3 888 247 3164 735 682 500 800 2000 0.773 0.778 0.65 0.63 0.8 0.7 0.7 0.8 0.82 0.81 0.85 1273.5 3.0 355.2 98.8 1898.4 367.5 341.0 960.0 560.0 1800.0 1280.0 1044.3 3.1 415.6 100.8 1423.8 374.5 347.8 262.5 -420.0 1116.0 793.6 158.5 0.4 52.6 13.6 228.3 46.9 102.6 67.4 203.8 144.9 3000 2000 2300 1500 3600 8000 5220 2000 6003 4000 2550 5303.0 12.0 1654.3 710.3 98.6 1302.2 4905.2 1656 4025 520.3 526.2 100 80 80 25 100 25 100 100 100 100 1 2 3 4 5 6 三、 统计结果 全矿合计 全矿计算负荷 电容器补偿容量 补偿后负荷 主变压器损耗 全矿总负荷 6 6 6 6 63 25891.9 7200kvar 0.839 0.971 0.956 18073.5 16266.2 16266.2 91.7 16357.9 11087.1 10532.7 -6530.6 4002.1 1107.8 5109.9 1611 157.1 8760 73441.9 803.3 74245.2 nts电所母线，当变电所负荷较集中，且对其他分散的单个负荷不便管理时，可不采用分散补偿）。 （ 4） 在变压器低侧补偿。 对上述几种补偿方案应从补偿效果、维护管理的难得程度和设备投 资等几方面经技术经济比较后确定。 2、高压与低压补偿方式的选择 对某一台变压器来讲，低压补偿方式的低压电容器容量为 （ C1-Ch） Uw2 Qec 2Qca 103 YctTcR 式中 Qec 低压补偿方式的低压电容器经济容量， kvar； Qca 低压计算负荷无功功率， kvar； C1 低压电容器每千乏的投资，元 /kvar； Ch 高压电容器每千乏的投资，元 /kvar； Uw 低压线路的线电压， kv； Y 附加一次投资的还 本年限数，一般取 5 年； Ct 电能单价，元 /（ kw h）； R 高压与低压电容器装设地点之间的电阻， Tc 电容器组年利用小时数（对一班制企业取 2600h，二班制企业取 4800h，三班制企业取 6600h） ,h。 若实际所需补偿容量大天低压电容器经济容量，则宜用高压补偿方式，否则宜用低压补偿方式。 二。按 以上方式我们对平煤一矿进行负荷统计计算，功率补偿因数见表2 1 平煤一矿负荷统计表。 第三节主变压器的选择 一。变电所中主变压器的容量应按补偿后变电所的负荷总容量及主变压器的台数和运行方式确定，还应考虑 5 年 10 年的发展规划。主变压器应选择低损耗变压器，同一变电所中的几台主变压器的型号和容量应该相同。 我们平煤一矿变电所变压器的台数，是根据负荷的重要程度来确定的。当选择两台主变压器而且两台同时运行时，其中一台故障，另一台必须保证我矿负荷正常用电，并不得少于变电所总计算负荷的 80%或 70%。即每台变压器的容量应为 Kt.pP S =Kt.pSa.c Cos a c 式中P 变电所总的有功计算负荷， TNS. 变压器的额定容量， ca.cos 变电所人工补偿合的功率因数，一般应在 0.95 以上； ntscaS. 变电所人工补偿后的视在容量， ptK. 故障保证系数，根据全企业一、二类负荷所占比例确定（对煤矿企业取 K不应小于 0.8，工厂企业取 K 不应小于 0.7）。 故障保证系数应按一段母线退出运行，只有一半无功补偿装置运行，由一台变压器担负全所一、二类负荷供电任务的条件计算。 当两台 变压器采用一台工作一台备用的运行方式时，则变压器的容量应按下式计算： caTN SS . 当选择三台变压器，两台工作一台备用时，每台变压器的容量应不小于变电所总计算容量的 50%，即 caTN SS . 5.0当变电所只选一台变压器时，主变压器容量 S 应满足全部用电负荷的需要。此外，一般还应考虑 15% 25%的富裕容量，即 caTN SS . )25.115.1(我们在选择变压器的台数和容量时 ,常常用以上计算方法，拿几种 方案进行比较 ,最后确定最佳方案。 第三章变电所供电系统的拟定 第一节 6（ 10）千伏侧接线 一。我们所设计的变电所有两个电源，采用的是单母线分段接线。变电所的母线联络开关采用的是隔离开关。但当事故时需要切换电源，或需要带负荷操作，或继电保护和自动装置有要求，当具有其中一个条件时则必需装设断路器。 二 。变压器的容量为 320KVA ，为平煤一矿地面工厂变电所，在电源线路末端应装设避雷器。 第二节低压供电系统的拟定 一。我们平煤一矿地面工厂变电所只有二台变压器，采用单母线分段接线；母线联络开关采用刀开关，当需要自动 切换时，或母线联络开关不允许停电操作时，我们采用自动开关。变压器低压侧总开关，如果要求带负荷切换或自动切换时，还采用自动开关。否则，宜采用刀开关。 对低压配出线，动力与照明应当分开供电；个别较远的用电负荷，我们采用动力与照明混合线路；对重要负荷采用双回路供电。 低压开关的选择，对负荷容量不大且不重要的负荷采用刀开关或组合开关；对负荷较大或对保护时限有要求时，我们采用自动开关；对远距离操作的我们采用接触器。 第三节变电所的所用电 一。我们采用手动操作的变电所，当所内照明电源可由邻近变压器供给时，可不装所用变压 器，其控制、信号电源可由母线电压互感器供给，仅在必在时才装一台所nts用变压器。所内事故照明采用手电筒或矿灯。 还采用其他方式操作的变电所，当只有一路电源时，在受电断路器的电源装一台所用变压器，并尽量取得备用电源；两路电源时，一般装两台所用变压器，分别接在受电断路器的电源侧，或接在两段母线上，互为备用；若有可靠的低压电源，也可只装一台所用变压器。 当变电所装有 380V 配电变压器能满足所用电要求时，我们设专用的所用变压器。所用电负荷可由配电变压器兼供。 二。平煤一矿配电所是分三路供电的，有 660V， 380V， 220V，它们各负责各区，互不干扰。 第四节低压配系统保护接地形式的确定 一。低压配电系统保护接地的形式共有 TN、 TT 及 IT 三大类，其中 TN 系统又分为TN-S、 TN-C 及 TN-C-S 三种。在确定低压配电系统保护接地的形式时，我们采用的是TT 系统保护接地形式，现作如下介绍： TT 系统接线图： 设备 设备UvWN1 T 系统接地特点：系统中电子表源有一个直接接地点（通常为电源中性点），电气设备的外露可导电部分单独直接接地。电源的接地与电气设备的 接地在电气上没有联系。 2 T 系统性能特点：单相碰壳接地故障电流较小，对较大功率的设备不足以使其过流保护装置动作。设备外壳将带有危险电压，安全性较差，该设备需要有漏电保护装置。 3 TT 系统适用范围：适用于功率不大的设备，或作为精密电子仪器设备的屏蔽接地。 第四章电线、电缆的选择与敷设 第一节电线、电缆型号的选择 一。 我们所设计的供电系统电线、电缆的型号是根据电压等级和使用场所来选择的。 1、 线路类型的确定 架空线路投资少，容易发现和排除故障，所以输电线路大多采用架空线路。 但架空线路占有空间大，且受自然条件影响大， 所以在建筑物密集、人员较多、运输频繁的地区和受空间、安全及美观的限制和需要不宜敷设架空线的地方应用电缆线路。 2、 导线材料选择 导线应尽量采用铝导线。但在有爆炸危险、剧烈震动、腐蚀严重的场所，以及用于移动设备、重要操作回路和配电装置的二次回路应采用铜导线。 10KV 及以下的架空线路一般选用铝绞线，对机械强度要求较高的应选用钢芯铝绞线，在有腐蚀的地区应采用防腐型钢芯绞线。 3、 绝缘护套及铠装层的选择 nts架空线路一般均选用无绝缘的裸导线。但我们用的是塑料绝缘电线，电缆按其绝缘材料、护套和铠装层的不同，所选用的是普通外护套 （仅用于铝护套）铝护套重量轻、价格低、所以我们选用它。 第二节电线、电缆截面的选择 一 低压电线、电缆的截面应满足允许温升、电压损失、机械强度要求。 1、 按允许温升选择导线截面 供电线路导线的长时允许电流应大于等于线路的最大长时工作电流；直接连接用电设备的导线其长时允许电流应大于等于设备的额定电流。各种导线的长时允许电流见工厂配电设计手册或其他手册。 1） 短时工作制用电设备 一个周期的总时间不超过 10min，工作时间不超过 4 min 时，导线的允许电流按下列情况确定： 2） 面小于或等于 6mm2 的铜线 ，以及截面小于或等于 10 mm2 的铝线，其允许电流按长时工作制计算。 3） 面大于 6mm2 的铜线，以及截面大于 10 mm2 的铝线，其允许电流为长时工作制允许乘以 4） 短时工作制电设备 当其工作时间不超过 4 min 或停歇时间内，导线能冷却到周围环境温度时，则导线的允许电流按重复短时工作确定。 二。中性线截面的选择 三相四线制系统中性线（ N 线）的长时允许电流不应小于线路中最大不平衡负荷电流，同时应考虑谐波电流的影响。一般中性线的截面不应小于相线截面的 50%；对三次谐波电流较大的线路，其中性线的截面应与相线截面相同或相近。 保护线（ PE 线）的电导不应小于该线路中相线电导的 50%；当导线材料与相线相同时，其截面不应小于相线截面的 50%，且不得小于 16 mm2，以满足单相接地短路热稳定的要求。 第三节线路的敷设 一。 电缆线路和高压架空线路的敷设，电杆、绝缘子、金具的选择及架空导线与地面的最小距离车间内导线水平敷设 2.5m,垂直敷设 1.8m;车间外水平敷设2.7m,垂直敷设 2.7m。 1、 架空线路的敷设 低压架空配电线路的导线一般采用水平排列。电杆上的中性线应靠近电杆，如线路附近有建筑物，应尽量设在靠建筑物一侧。中性线不应高于相线。同 一地区，中性线的位置应一致。 2、 屋内、外布线 导线的布线方式有明敷和暗敷两种。 3、 绝缘导线明敷布线 屋内护套绝缘导线采用直敷布线方式。 用瓷（塑料）夹在屋内布线以及用绝缘子的屋内或屋外布线时，绝缘导线至地面的距离不应小于 2.5m。 在建筑物顶棚内采用金属管布线。 nts敷设在槽板内的导线及塑料护套线，不应在中间引出接头。 4、 管子布线 穿管敷设的绝缘导线，其电压等级不应低于交流 500V。 明敷于潮湿场所或埋地敷设的金属管布线，应采用焊接钢管。 不同回路、不同电压、不同电流种类的导线，不得穿入同一管内。 5、 钢 索布线 对绝缘导线可采用瓷（塑料）夹，鼓形绝缘子或针式绝缘子固定在钢索上。对护套绝缘导线、电缆、金属或硬塑料管可直接固定在钢索上。 钢索的弛度不应大于 100mm，如不能达到，应增加中间吊钩。 6、 插接式母线布线 插接式母线至地面的距离不应小 2. 2m 。插接式母线终端无引出、引入线时，端头应封闭。 插接式母线的引出支线不宜埋地敷设。 第五章短路电流计算 第一节工矿企业低压电网短路电流的计算特点 一。 工矿企业低压电网短路电流的计算特点 1。短路电流可按无限大电源容量系统计算。 2。当低压电网中的变压器容 量不超过电源容量的 5%时，高压系统的阻抗可忽略不计。 3。低压电网短路回路需要计及阻抗有： 10 以上的电缆、母线以及架空线的阻抗；多匝电流互感器一次线圈（ 300/5A 及以下）的阻抗；自动开关的过电流线圈的阻抗，开关触头的接触电阻等（由于单相短路电流值是用来校验保护装置敏度的，所以计算三相四线制电网的单禁止短路电流时，应将回路中所有元件的阻抗全部计入）。 4。低压电网要计及电阻的影响，只有当回路的总电阻小于总抗的分之一时才可以不计电阻的影响。 5。低压电网短路电流一般可以不考虑非周期分量，只有在变压器低压侧母线 上或低压配电屏内部发生短路时，才需要计算非周期分量。 6。低压短路电流计算，用有名单位制计算更为方便，即电压用 V、电流 KA、阻抗用 m 、容量用 KVA。 第二节 短路电流的计算 一 路回路阻抗的计算 当高压系统的阻抗不能忽略时，则应把高压系统的阻抗折算到低压侧参加计算。 1 源系统的电抗 我们所设计变压器一次侧母线的短路容量，则可用下式计算至变压器低压侧的电源系统的电抗（忽略系统的电阻）。即 syR = 22.)1.(avsy UUavR 22.2. )(avavsy UUX nts式中xysyXR 高压系统的电阻、电抗， m ； xysyXR 折算至变压器低压侧的电源系统电阻、电抗， m ； 2.1. avav UU 、 变压器一次侧与变压器二次侧电网的平均电压， V。 2变压器的阻抗 变压器的阻抗用下式计 算： 2 .2 .2100%TNTNsT SUuZ 22 TTT RZX 式中 TTT ZXR 变压器每相电阻、电抗（可杳工厂配电设计手册或煤矿电工手册）， m ； TNTNTN USP .2. 、 变压器的额定短路损耗、额定容量、二次额定电压， KW、KVA、 V； %su 变压器的短路电压百分数。 3线路的阻抗 LrRW 0 LxXW 0 式中wwXR 线路和电阻 、 电抗， m ； 00 xr、 线路每米电阻、电抗， mm / ； L 线路的长度， m.。 二。三相短路电流及短路冲击电流的计算： 三相短路电流的周期分量有效值按下式计算： 22)3(33 XRUZUI avavs式中 XRZ 、 短路回路总阻、总电阻、总电抗， m ； )3(sI 三相短路电流， KA； nts avU 电网的平均线电压（取变压器二次额定电压）， V。 第六章电气设备的选择 第一节按使用环境条件选择设备的形式 一 按使用环境条件选择设备的形式 根据设备装设地点、工作环境、使用要求选择电气设备的型号 时，可参考 6-1 进行选择。表中爆炸和火灾危险等级的划分见表 6-2 和表 6-3。 除表中所列形式外，电气设备还有高原型、湿热型、干热型等多种。在低压电器标准（ GB1479-79）中，规定普通型低压电器的正常工作条件为海拔高度不超过2500m，当海拔超过上述高度时应选用高原型电器；湿热带产品，其代号为 TH；干热带宜选用干热产品，它可通用于湿热带和干热带，其代号为 T。 表 6-1 按特征环境选择设备的形式 周围环境特征 允许采用的电器形式 开启式 保护式 防尘式 密封式 隔爆型 防爆通风型 防爆充气型 本质 安全型 干 燥 潮 湿 特别潮湿 有不导电 对绝缘无害的 对绝缘有害的 有导电灰尘的 有化学腐蚀的 高温 有火灾 危险 H-1 H-2 有爆炸危险 Q-1 Q-2 Q-3 室外 露天 在保护棚下 注： 1.表示推荐采用。 2. 表示装在保护箱内或有围栏的控制屏上，仅允许运行人员接触； 表示装在可以锁门的控制箱及柜内，或装在特别隔开的房间内的控制屏上，该房间仅允许运行人员进入； 表示装在用不燃材料制成的防尘式控制箱、柜内。 表示装在邻近适于安装该类设备的房间内，或单独的配电室内； 装在与可能堆积易燃品的地方保持适当的距离处，该距离应使易燃品不致因电气设备产生火花而引起燃烧； 表示装在适合不准或不推荐使用 。 3.空格表示不准或不推荐使用。 nts4.表中所列设备型号均按固定安装方式选择。 表 6-2 爆炸和火灾危险场所等级的划分 类别 级别 场所特征 气体或蒸气爆炸性混合物的爆炸危险 Q-1 Q-2 Q-3 正常情况下能形成爆炸性混合物的场所 正常情况下不能形成，但在不正常情况下能形成爆炸性混合物的场所 正常情况下不能形成，但在不正常情况下形成爆炸性混合物可能性较小的场所 火灾危 险场所 H-1 H-2 H-3 在生产过程中，产生、使用、加工、储存或转运闪点于场所 在生产过程中，悬浮状、堆积状的可燃粉尘或 可燃纤维不可能形成爆炸性混合物。 固体状可燃物质，在数量和配置上能引起火灾的危险场所 注： 1、正常情况是指正常的开车、运转、停车等（如敞开装料）；不正常情况是指装置或设备的事故损坏、误操作、维护不当和拆卸、检修等。 1、 正常情况下只能在局部地区成爆炸性混合物时，该局部地区划为 Q-1 级，其余地区可划分为另一等级。 2、 Q-1 级场所的建筑物和构筑物通向露天的门窗外地人 3m （垂直和水平）以内的空间，按Q-2 级考虑。 表 6-3 与爆炸危险场所相邻场所的等级 爆炸危险场所等级 用有门的墙壁隔开的相邻场所等级 一道有门的 墙 通过走廊或套间隔开 经过两道有门的墙 Q-1 级 Q-2 级 Q-3 级 Q-2 级 Q-3 级 无爆炸和火灾危险 无爆炸和火灾危险 G-1 级 G-2 级 G-2 级 无爆炸危险 无爆炸危险 注： 1、门应是难燃体（耐火极限不应低于 0.75h）的，有密封措施和自动关闭装置（例如弹簧）。 2、 隔 墙应是实体的、非燃烧体，隔墙上一般不宜开窗，如必须开窗时，则窗应是密封的、固定的、难燃烧的。 3、 与 Q-1、 Q-2 或 G-1 级所相邻的走廊或套间的两道门框之间最短净距不应小于 2m.。 二 我们根据平煤一矿的各方面设备条件，通过以上 表选择出标准设备。 第二节低压电器电气参数的选择和校验 一 低压电器电气参数的选择和校验 1、 按正常工作条件选择 设备的额定电压和额定电流的选择：imSbc III 或)3(2、按短路条件校验 1） 断路能力校验： 式中brI 设备的分断电流； nts)3(sI 最大运行方式下三相短路电流周期分量有效值（动作时间大于 0.02s的自动开关用，一般为 DW 型）； imI 冲击短路电流有效 值（熔断器及动作时间不大于 0.02s 的自动开关用，一般为 DZ 型）； 2） 短路稳定性校验 用熔断器保护的电器或导体，可不校验稳定。 用有限流作用或额定电流 60A 以下的熔断器保护的电器或导体，且熔断器按要求选择时，可不校验动、热稳定性。 按极限分断电流选择的自动空气开关，一般不再校验动、热稳定性。 第三节低压电器的选择 一 低压电器的选择 1、 刀开关的选择 刀开关按额定电压、额定电流及分断电流选择，按短路时的动、热稳定性校验。 刀开关断开的负荷电流不应大于制造厂允许的分断电流值。一般结构的刀开关通常不允许带负荷操作，但 装有灭弧室的刀开关，可用不频繁带负荷操作。 作为母线分段开关时，一般按一台变压器额定电流的 70%来选择其额定电流。 2、 熔断器的选择 熔断器按额定电压、额定电流与分断电流选择。熔断器的额定电流应不小于熔体的额定电流。其最大分断电流大于线路上的短路冲击电流有效值。通常制造厂提供的熔断器的最大分断电流为周期分量的有效值，为简化计算，也可用被保护线路三相短路电流周期分量有效值来校验。 3、 自动开关的选择 自动开关按额定电压、额定电流和分断能力选择其电气参数，按用途选择其种类。自动开关的用途分类可分为（ 1）配电用自动开关（ 2）电动机保护用自动开关（ 3）照明用自动开关（ 4）漏电保护用自动开关 4、 接触器与磁力启动器的选择 接触器磁力启动器按额定电压、额定电流选择，按短路时动、热稳定性校验。当切断短路电流时，还应校验设备的分断能力。 另外还应根据控制电源的要求选择吸引线圈的电压等级和电流种类。按联锁接点的数目和它需要遮断的电流大小确定辅助接点。根据操作次数校验接触器所允许的动作频繁。 第四节低压母线的选择 一 低压母线的选择 我们为了设计简便可根据动力变压器容量选择，选择时可直接查表 6-4。对低压母线一般不做动、热稳定性校验。 表 6-4 变压器低压侧 0.4KV 母线选择表 nts变压器额定 容量 /KV 变压器额定 电流 /A 母线规格 100 125 160 180 200 150 190 243 274 304 LMY-3(30 4)扁钢 -30 4 240 250 315 320 364 380 480 486 LYM-3(40 5)扁钢 -40 4 400 420 500 610 638 760 LYM-3(60 6) 25 4 560 630 850 960 LMY-3(80 6) 25 4 750 800 1140 1220 LMY-3(80 6) 30 4 1000 1520 LYM-3100 8) 40 5 1250 1900 LMY-3(120 10) 50 6 1600 2430 LMY-6(100 6) 60 6 第五节低压配电屏的选择 一。 低压配电屏的选择 1、 选择配电屏的形式 对我们煤矿企业变电所，常用的低压配电装置一般有开启式的普通型低压配电屏和封闭式你压开关柜。 PGL 系列低压配电屏为开启式双面维护的低压配电装置，其结构设计比较合理、电路配置安全、防护性能好、分断能力高，一、二次回路编号相对 应，而且以屏为单元组合成各种不同方案，便于选型，目前应用较为广泛。 各种类型低压配电装置的性能、特点、适用场所及其一次接线方案参见工厂常用电气手册。 2、 一次电路方案的选择 1） 按用途选择 低压配电屏按用途可分为受电屏、馈电屏、联络屏等。我们选择时可根据其用途选择出合适的配电屏。 2） 按进、出线方式选择 配电屏有电缆进、出线和架空进、出线，选择时可根据具体进、出线需要选择。 3） 按负荷情况选择 每个配电屏出线有单条和多条两种。对重要用户或负荷较大的用户可选单路馈出的配电屏；对不重要的用户及负荷不大的用户，可选多路馈出的 配电屏。 对屏内的主要设备应进行电气参数的校验，如不合格，订货时可提出更必元件的型号和参数，也重选一次电路方案。 nts第七章变电所的继电保护 第一节交流操作继电保护的类型 一 交流操作继电保护的类型 1、 直接动作式电流脱扣跳闸保护 直接动作式电流脱扣器跳闸保护。它利用操作机构内的过流脱扣器直接动作于跳闸，不需另外装设继电器。这种形式所用设备最少，接线最筒单，用于无时限过电流和电流速断保护。 2、 间接动作式去分流跳闸保护 1） 反时限继电器触点去分流跳闸 间接动作式反时限电流继电器触点去分流跳闸保护它是利用 GL-15（ 25）、 16（ 26）型电流继电器的强力切换接点，在故障时去掉分流作用来完成跳闸，平时利用其常闭接点短接跳闸线圈。这种接线可实现带反时限特性的过电流保护和电流速断保护。但我们没有采用此方法。 2） 定时限特性保护的去分流跳闸 采用 DSJ-1 型并联时间继电器。由 ZJ6 型串联中间继电器及 DSJ-1 型并联时间继电器成的定时限过流保护去流跳闸。它是利用 ZJ6 型中间继电器（继电器内附有饱和变流器）强力过渡转换接点去掉分流作用，利用时间继电器建立时限，可实现定时限保护和电流速断保护。 采用 BSJ-1 型串联时间继电器。目前广泛采 用的是由串联中间继电器和 BSJ-1 型串联时间继电器组成的过流保护去分流跳闸的接线。 二。综合以上几种方式，我们平煤一矿采用的是直接动作式电流脱扣器跳闸保护。 第二交流操作继电保护的整定计算 一。 直接动作式保护装置的计算内容有：保护装置的整定计算；保护装置灵敏度的校验和电流互感器 10%误差校验。去分流跳闸保护装置的计算内容除上述三项外，还有强力切换接点容量校验和脱扣线圈动作可靠性校验。 1、 保护装置的动作电流整定及灵敏度校验 保护装置动作电流的整定计算和灵敏度校验与直流操作的计算方法相同。由于直接动作式电流脱扣器 误差相对较大，故可靠系数需按表 7-1 选取。 表 7-1 直接动作式电流脱扣器可靠系数 K 被保护 元件 无时限过 电流保护 电流速 断保护 被保护 元件 无时限过 电流保护 电流速 断保护 异步或同步电动机 变压器或变压器电动机组 并联电容器组 1.25 _ 2.0 2.5 2.0 1.8 - 分段母线 单侧电源的单回及双回线路 1.3 1.3 1. - 1.6 1.8 2、 电流互感器 10%误差校验 1）计算保护装置电流互感器的一次电流倍数 m nts对定时限过电流保护和电流速断保护应按下式计算： kaNkopNopK KI II IKm.2.11.1 式中 m 保护装置电流互感器的一次电流倍数； kK 可靠系数，考虑电流互感器 10%误差，一般取 1.1； opI 保护装置的一次动作电流， A； NI1 电流互感器一次额定电流， A； 1.1 由于电流互感器 10%误差，使其一次电流倍数大于二次电流倍数的系数； Iop.k 继电器的动作电流， A； kaK. 流过继电器的电流大于电流互感器二次电流的电流分配系数，见表 7-2。 计算 m 时应选择使电流互感器二次负载 Z 最大，电流分配系数小的短路类型。 表 7-2 电流互感器二次负荷计算公式 接线方式 短路型式 电流分 配系数 K 二次负荷 Z 计算公式 三相星形接线 三相及两相 1 ckw RZRZ 21Y， d 变压器后两相 1 单相 1 ckw RZRZ 2212)电流互感器最大二次负荷计算 我们平煤一矿各种短路类型时电流互感器二次负荷的计算公式见表 7-2.计算最大二次负荷时应选取接入元件最多的一相 ,并按照互感器二次负荷最严重的短路故障计算。 由于电流互感器二次回路中所接元件的阻抗是非线性的，因此应按一次电流计算倍数相应流过继电器的电流来查取各元件的阻抗值。各元件的阻抗可查工厂配电设计手册和煤矿电工手册等有关手册。 第三节低压系统保护装置的整定计算 一 压熔断器的选择 1。熔体额定电流的选择 熔体的额定电流应保证电动机启动时及线路出现尖峰电流时熔体不熔断，因此熔体的额定电流应按以下方法确定： （ 1） 保护单台笼型电动机支线： stnffN IKI . （ 2） 保护绕线型电动机支线： 链式配电线路 reNmstNffN IIKI .NWURwRwRwRwVZkZkZknts树干式配电线路 reNmstNffN IIKI .自启动电动机组 atNffN IKI . (4)保护照明线路： 式中 I 熔体的额定电流， A； 尖峰电流时熔体的不熔化系统，决定于启动状况和熔断特性。 电动机的额定电流， A； 电动机的额定启动电流， A； 线路中启动电流最大的一台电 动机的额定启动电流， A； 除启动电流最大的一台电动机外，其他用电设备的额定电流之和， A； 自启动电动机的额定启动电流之和， A； 除启动电流最大的一台电动机外，其他用电设备的最大长时工作电流， A； 照明线路计算系数，取决于电光源的启动情况和熔断器的特性。 第八章变电所的所用电系统 第一节变电所的操作电源 一。变 电所的操作电源 1。 6（ 10） KV 变电所可采用直流操作电源，对保护简单的中小型变电所大多采用交流操作电源。 当采用直流操作电源时，变电所一般采用硅整流带储能电容器的直流电源或硅整流带镉镍 蓄电池的直流电源。在对操作电源可靠性要求高的变电所中也可选用镉镍蓄电池组的蓄电池直流操作电源。 操作电源的种类确定以后，还应根据对操作电源可靠性的要求和操作电源负荷的大小及所需配出回路的多少确定其型号和技术参数。下面介绍目前变电所设计中常选用的镉镍电池直流操作电源和带镉镍电池的硅整流操作电源的选择。 1） 镍蓄电池直流系统的选择 目前生产的镉镍电池直流屏有 BZGN 系列、 ZKA 系列等产品多种 BZGN-1 系列直流屏适用于 110KV 及以下变电站、小型发电厂及工矿企业变（配）电所。 2）带镉镍电池的硅整流系统的选择 带 镉镍电池的硅整流直流系统，目前有 GKA 系列和 ZKA 系列几种。其中 GKA41系列为一路交流进线；其他几种系列为两路交流进线，可互为备用。控制回路的交流电源取自所用变压器（单相交流 220V），可从电压互感器取得备用电源，但电压互感器的容量不得小于 2KVA。 现我们所设计的是采用的 6（ 10） KV 变电所直流操作电源。 第二节变电所的所用电 一。 变电所的所用电 1、 所用电负荷 nts6KV 变电所中的用电负荷基本上与 35KV 变电所相同，但 6KV 配电变压器无冷却风扇，当采用铅酸蓄电池直流电源时，则没有与其配套的附属设备。另外，所 用电负荷的总容量也较 35KV 变电所小。变电所事故照明可采用手电简、矿灯，或从邻近变电所取得。 2、 所用电交流系统 所电交流系统可直接选用高压开关柜中的所用电柜，此时可不设所用电交流屏。当不采用开关柜时，应在控制室中设所用电交流屏。所用电交流系统的接线参考煤矿电工手册。 第九章变电所的中央信号装置 第一节中央信号装置的设计原则 一 中央信号装置的设计原则 6KV 变电所在控制室或值班室内一般设中央信号装置。中央信号装置由事故信号和预告信号组成。 变电所可根据操作电源的种类，相应地采用直流操作的中央信号或交流操 作的中央信号。变电所一般采用不重复动作的中央信号装置。设计原则的详细内容见下： 1 变电所为集中控制时，控制室内应有被控制断路跳、合闸位置的指标信号。 2 人值班的变电所，应在控制室或值班室内设置能复归音响的中央事故信号及中，中央预告信号装置。 3 中央事故信号装置在断路跳闸时，除能及时发出音响信号外，在控制屏上或配电装置上还应有表示该回路事故跳闸的灯光或其他指示信号。 4 中央预告信号装置地回路故障时，除能及时发出音响信号外，还应有显示故障性质、地点和范围的指示（灯光或信号继电器）。 5 中央事故信号与预告信号应有区别，一般 事故信号用蜂鸣器；预告信号用电铃发出音响。 6 各信号的显示装置应适当集中，以便值班人员监视。 7 有可能误发信号或不需要瞬时通知值班人员的信号，应接延时预告信号。 8 对中央事故及预告信号装置及其光字牌应进行完好性试验。 9 信号装置应有可靠的电源，对重要信号装置应对电源熔断器进行监视。 10 对单灯控制音响监视接线应能实现亮屏或暗屏（运行时断路器位置指示灯亮或暗） 二。 总之，要求信号装置力求简单、可靠、醒目，应能正确反映所监视电气设备的运行状态，并能根据需要随时检验信号装置的完好性。当被监视设备发生异常时，信号装置能自动发出 音响和灯光信号。信号发出后应判断故障性质、地点和范围，并将该灯光信号保持到保护动作情况记录完毕和故障消除为止，对音响信号应能根据需要手动或自动复归。 nts 第二节中央信号装置的设计 一 设计中央信号装置时，一般选择目前定型的接线形式，可不必自行设计。我们选择时参考 35KV 变电所定型屏，该书给出了常用的三种中央信号装置的接线形式，即事故信号不重复动作，预告信号重复动作的接线；事故、预告信号都瞬时重复动作的接线；事故信号重复动作，预告信号延时重复动作的接线。上述可对上述电路做适当的调整，或重复新设计中央信号装 置的接线，以适合变电所的实际需要。 二 不重复动作的中央信号装置，其接线原理图可参考工厂配电设计手册、煤矿电工手册。 三 中央信号装置可布置在屏上。就地操作时，在值班室采用中央信号箱布置。布置在屏上时，其屏面布置及端子排的设计可将其端子排装于箱内左侧面，电铃装于箱于箱外左侧面，蜂鸣器装于箱外右侧面。箱门上装设：事故信号电源监视灯、预告信号电源监视灯（白色）、预告信号灯、事故信号灯（黄色）、事故音响解除按钮（白色）及标签框。箱内装设中间继电器。 第十章变电所屋内外布置变电所 第一节变电所布置的一般要求 一、 变电所布置的一般要求 1 6KV 变电所一般采用屋内式布置；对小容量的分散负荷供电时，若环境条件允许可采用屋外式或杆上式布置，其变配电装置均布置在屋外或屋外电杆上。采用屋内布置时，一般分高压配电室、低村配电室、电容器室以及变压器室、控制室和值班室等。对变压器也可根据环境条件采用屋外式布置，变压器布置的形式及适用场合可根据表 10-1 确定。 变电所布置上和般要求如下： （ 1） 设备布置应紧凑合理，便于设备的操作、巡视、搬运、检修和试验，还要考虑发展的可能性。 （ 2） 各房间的位置应安排合理。配电室的位置要便于进、出线；低压配电 室尽量靠近变压器室；电容器室尽量与高压配电室相毗连；控制室、值班nts室和辅助间的位置要便于工作人员工作和管理。 （ 3） 习尽量利用自然采
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