电气安全设计

、设计目的通过设计实践，是学生对所学课程进行一次全面系统的复习和总结。使学生对本专业理论知识进行一次较全面的应用和实践，提高分析问题、解决问题的能力。使学生会使用设计规范、规程、设计手册及有关资料进行正确设计。使学生掌握设计步骤和基本内容，掌握编写设计说明书及计算书的基本办法和步骤。让学生更加熟练相关的设计软件等。二、设计内容设计用电单位的供配电系统并正确选择电气元件。用电单位为一车间，10KV电源由架空线引入到车间变电所，设一台变压器变成380/220V低压电后由直埋电缆引入车间的总配电柜，米用TN-C-S供电方式。总配电柜中设有总空气开关、熔断器、电压表、电流表、电流互感器和分空气开关。由总配电柜引出4条支线，其中WXi支线中有两台20KW和一台75KW电动机，WX2支线中有两台75KW的电动机，WX3支线中有电加热炉50KW，WX4支线引到照明配电箱，照明配电箱的负载为电灯5KW，插座5KW。

二、厂区变电所主接线图（附录一）四、 总配电柜接线系统图（附录二）五、 导线截面积的选择选择导线截面积要满足四个条件（发热、电压损失、机械强度、经济密度），本设计只按发热条件选择，实际计算时要用计算电流，即考虑需要系数Kx,Kx小于1,本设计只按额定电流选择，见下式:(5T)Zp(5T)■3TTel按这个额定电流去查导线允许载流量表，（温度为30摄氏度）。确定导线界面截（表见附录部分）。对于配电柜中的引出的支线WX1有2台20KW和1台75KW的电动机，根据公式（5-1）有,（Uel=380V）：Ie=174A。根据附录31查得芯线载面为95mm2。配电柜中引出的WX2支线中有两台75KW的电动机，根据公式（5-1）有，（Uel=380V）：Ie=228A。根据附录31查得芯线载面为150晦。配电柜中引出的WX3支线中有电加热炉50KW，根据公式（5-1）有，（Uel=220V）：Ie=131A。根据附录31查得芯线载面为70皿皿2。配电柜中引出的WX4支线引到照明配电箱，照明配电箱的负载为电灯5KW，插座5KW。根据公式（5-1）有,（Uel=220V）：Ie=26A。根据附录31查得芯线载面为4mm2。综上：可以知道电缆的总电流=174+228+131+26=559A。查表得电缆的导线截面积为y3 300mm2。六、总配电柜中的电器选择

1.刀开关的选择(Ir^Ie),开关的额定电流有50、100、150、200、250、300、350、400、450、500、550、600(A)等。进线处总开关，Ie=559A,取Ir=600A。规格为HS14-600/21。2•断路器的选择(IrNIe)。额定电流同刀开关。进线处断路器，Ie=559A,取Ir=600A。规格为DW17-600/3。WX1支线的断路器，Ie=174A。取Ir=200A。规格为DW17-200/3。WX2支线的断路器，Ie=228A。取Ir=250A。规格为DW17-250/3。WX3支线的断路器，Ie=131A。取Ir=150A。规格为DW17-150/3。WX4支线的断路器，Ie=26A。取ir=50A。规格为DW17-50/3。(6-1)(6-2)熔断器的选择单台电动机：Ir=2Ie多台电动机：Ir=2Iemax+丫Ie(n-1)(6-1)(6-2)XWX1支线的熔断器，由公式(6-2)得：Iemax=114A。Ir=2114+30+30=288A。规格为XIr=2114+114=342A。(6-3)XIr=2114+114=342A。(6-3)WX2支线的熔断器，由公式(6-2)得：Iemax=114A。规格为RT18-63/350L。WX3支线的熔断器，Ir=150A。规格为RT18-63/150L。WX4支线的熔断器，Ir=50A。规格为RT18-63/50L。电流互感器的选择I=r根据公式(6-3)电流互感器Ir=111.8A。规格为ARCM200L-Z2。七、总配电柜电器明细表总配电柜中的电器的规格、数量等信息见表6-1。表6-1 总配电柜电器明细表序号名称规格型号数量备注1空气开关DZ15LE-600/40911有明确断点起隔离作用DZ15LE-200/40911DZ15LE-250/40911DZ15LE-150/40911DZ15LE-50/40911

序号名称规格型号数量备注2刀开关HS14-600/211尢火弧装置3断路器DW17-600/31续表6-1有火弧装置DW17-200/33DW17-250/33DW17-150/31DW17-50/314熔断器RT18-63/300L3动力电源RT18-63/350L3RT18-63/150L1RT18-63/50L15电流互感器ARCM200L-Z21三相一体6电压表64L1-V10一4507电流表64L1-A10一800八、中性点接地和不接地供电方式的优缺点(1)中性点不接地的优缺点在中性点不接地系统发生单相接地故障时，在短时间内仍可以继续供电，这是优点。但是若输电线路比较长，接地电流长到使接地电弧不能自行熄灭的程度，会产生间歇性电弧而引起弧光接地过电压，甚至发展成为多相短路，造成事故。为了克服这个缺点，可将电力系统的中性点经电弧线圈接地。有三种补偿方式全补偿、欠补偿、过补偿方式。在中性点不接地的电力系统中，由于输电线路与大地之间存在着分布电容，各相对地电容电流通过，其大小决定线路对地的电压和电容。首先中线点不接地系统的正常运行。当中性点不接地系统的各个相对对地电容不相等时，即使正常运行状态下，中性点的对地电位也不再为零。其次中性点不接地系统的单相接地故障。在中性点不接地的三相系统中，当发生一相接地故障时有以下情况；①故障相电压等于零，中性点电压升高为相电压，非故障相电压升高到线电压。②各个相间的电压大小和相位仍然不变，三相系统的平衡没有遭到破坏,因此可以继续运行一段时间，这样可以提高供电可靠性，这是这种系统的最大优点，但其不允许长期接地运行，尤其是发电机直接供电的电力系统，在这个系统中，一般按装绝缘监视或者接地保护装置。③接地点通过的电流为容性的，其大小等于正常运行时单相对地电容电流的3倍，这种电容电流不易熄灭，可能会在接地点产生稳定的或间歇性的电弧。在3-60KV的电力系统通常采用中性点不接地方式。中性点接地的有经电阻接地、经电弧线圈接地和直接接地等。(2)中性点直接接地的优缺点中性点直接接地的电力系统的优点是，发生单相故障时中性点电压位仍接近于零，非故障相对接地接近于相电压。因此电气设备的绝缘水平只需按电力网的相电压考虑。在380/220V系统中，一般都采用中性点直接接地方式，一旦发生单相接地故障时，可以迅速跳开断路器或者烧断熔断丝，将故障部分断开；另一面，此时非故障相对地电压基本不升高,不会出现人接触式超过250V的危险电压。中性点直接接地的缺点是，发生故障时，单相短路电流在导线周围产生单相交变电磁场,将对附近的通信线路和信号设施产生电磁干扰，但只要采取措施减小单相接地短路电流，或者采取特别的屏蔽措施，都可以减小干扰。中性点电阻接地的电力系统是可以直接消除不接地系统的两个严重缺点，既能减少电弧过电压的危害性，又能是灵敏而又选择性的接地保护得以实现。同时，由于这种系统的接地电流小于直接接地系统，故对邻近通信线路的干扰也就较弱。但对供电可靠性有影响，影响不大，其供电可靠性仍可得到保障。九、设计总结通过此次对《电气安全》这门课程的设计，我对课本上的理论知识的了解更加深入和透彻，学会了将理论知识和实践相结合。同时，通过设计，我学会了如何查找资料，对一些软件的应用更加熟悉。提