车间低压配电系统和车间变电所设计 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/3/28 17:57:41星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

可保护低压的相间短路和过负荷(利用其延时脱扣器),而且所保护低压侧单相接地短路短路。 经效验均能满足要求。

8 防雷和接地

8.1 概 述

工厂供电系统中防雷和接地在工厂供电系统中占有极其重要的地位,其中由于过电压使绝缘破坏是造成系统故障的主要原因,系统中磁能和电能的转化,或电能通过电容的传递,以及线路参数选择不当,致使工频电压或高次谐波电压下发生谐振等产生的过电压,称为内过电压。单从工厂供电系统来看,不会造成很大威胁,所以对内过电压不必多做考虑。由雷击引起的过电压属于外过电压,;雷电流流过地面的被击物时,具有极大的破坏性,其电压可达数百万伏至数千万伏,电流达几十万安,造成人畜伤亡,建筑物炸毁或燃烧,线路停电及电气设备损坏等严重事故。

8.2 防雷和接地

8.2.1 防雷装置

(1)避雷针——避雷针的作用是它能对雷电场产生一个附加电场,使雷电场畸变,因而将雷云的放电通路吸引到避雷针本身,由它及和它相连的引下线和接地体将雷电流安全导入地中,从而保护了附近的建筑物和设备免受雷击。

(2)避雷器——雷电击中送电线路后,雷电波沿导线传播,若无适当保护措施,必然进入变电所或其他用电设施,造成变压器、电压互感器或大型电动机的绝缘损坏,避雷器就是防止行波侵入而设置的保护装置。避雷器有管式避雷器和阀式避雷器。

8.2.2 架空线路的防雷保护

(1) 工厂供电系统架空线路的防雷:送电线路防雷的目的是尽量保持导线不受雷击,即使受到雷击,也不致发展成为稳定电弧而中断供电。工厂供电系统的输电线路的特点如下:

1) 一般厂区架空线路都在35KV以下,中性点不接地系统,当雷击杆顶对一

相导线放电时,工频接地电流很小,不会引起线路的跳闸。

2) 工厂配电线路一般不长,厂区内一般采用电缆供电,即使用架空线,也

会受到建筑物和树木的屏蔽,遭受雷击的机会比较小。

3) 对重要负荷的工厂较易实现双电源供电和自动合闸装置,可以减轻雷害

事故的影响。

对于10.5KV架空线高度较低,不需装设避雷线,防雷方式可以采用钢筋混泥土杆的自然接地,必要时采用双电源供电和自动合闸。

8.2.3 车间变电所的防雷保护和接地装置的设计

工厂变电所是工厂电力供应的枢纽,一旦遭受雷击,会造成全厂停产,影响很大,工厂还有许多其他建筑物和构筑物,有的较高,有的易燃,有的易爆,也需要可靠的防雷措施,对他们的防雷要求,水电部颁发的过电压保护规程中均有明确的规定。 1、防雷保护

1) 直击雷的过电压保护

由于本设计机械加工车间变电所变压器安装在室内,所以不考虑直击雷过电压保护。

2)雷电侵入波的防护

(1)在10kV电源进线的终端杆上装设FS3—10型阀式避雷器。引下线采用25mm×4mm的镀锌扁钢,下和公共接地网焊接相连,上和避雷针接地端螺栓连接。

(2)在10kV高压配电室内装设有GG—1A(F)—55型开关柜,其中配有FS3—10型避雷器,靠近主变压器。主变压器主要靠避雷器来保护,防护雷电侵入波的危害。

(3)在380V低压架空出线杆上,装设保护间隙,或将其绝缘子的铁脚接地,用以防护沿低压架空线侵入波的雷电波。

8.2.4 电力系统的接地

电力系统的接地有两类接地方式,中性点接地(大电流接地)和中性点不接地(小电流接地)。在高压或超高压电力系统中一般采用大电流接地,其目的是为了降低电气设备的绝缘水平,防止系统发生接地故障后引起的过电压。工厂供电系统中一般采用中性点不接地系统,工厂中电气设备的接地分为三大类:IT类、TN类、TT;类其中TN类又分为三个系统:TN-S,TN-C,TN-C-S。

8.2.5 配电所公共接地装置的设计

对于大量使用动力电的矿工企业,供电系统采用TN-C系统如图8.1所示,即零线兼作接零保护线,可以称作保护中性线,可用 NPE 表示,电气设备外壳接保护零线和系统共地。

图 8.1 TN-C系统

1)确定接地电阻要求值

资料得车间变压器容量为500kVA。电压为10/0.4kV,接线组为Yyn0,和总压降变压器连接到车间变压器的架空高压线长300m。

10?0.3?0.009A (1) 确定接地电阻值 IE?350查表,此变电所的公共接地装置的接地电阻应满足以下条件

RE?4? RE?120V0.009A?13.3k? 因此公共接地装置接地电阻RE?4?。

(2)人工接地电阻:应不考虑自然接地体,所以REmax=RE=4Ω (3)接地装置方案初选

采用“环路式”接地网,初步考虑围绕变电所建筑四周打入一圈钢管接地体,钢管直径50mm,长2.5m,间距为2.4m;管间用40×4mm2的扁钢连接

(4)计算单根接地电阻(设工厂土质为砂质粘土) 查表可得砂质粘土电阻率?=100??m,单根钢管接地电阻

?100'REg≈==40?

2.52.5(5)确定接地钢管数和最后接地方案

a根据RE/RE(max)=40÷4=10;故选择10根钢管做接地体;=1,利用系数

l?=0.52~0.58,取?E=0.55,因此接地体数量n为

n=

'0.9REgRE??0.9?40=16

0.55?4所以最后确定为用16根直径50mm长2.5m的钢管体接地体管间距为2.5m,环式布置。用40×4扁管连接,附加均压带。

9 车间照明设计

良好的照明是保证安全生产、提高劳动效率,保证视看者视力健康、创造舒适环境的必要条件。为了获得良好的照明就必须有合理的照明设计。

9.1 光源分类

电光源,按其发光原理分热辐射光源和气体放电光源两类。 (1) 热辐射光源:

利用电流将物体加热到白炽程度而辐射发光的光源称热辐射光源。白炽灯,卤钨灯等均属此类。 (2) 气体放电光源 :

在电场的作用下,载流子在气体或蒸气大量产生并激烈运动,从而有电通过气体或蒸气,并伴随有光的副射,这种利用气体放点发光的原理所制造的光源称为气体放电光源,莹光灯,高压汞灯,高(底)压钠灯,金属卤化物等和氙均属次类,这里的高压,低压是指灯光内放电时气体的气压高底而言。

9.2 车间及各变电所光源的合理选择

由于变配电所均属不间断工作场合,且照度及显色性要求高,不频繁开闭, 根据光源合理选择的几点要求,变配电所光源均选择高压钠灯和荧光高压汞灯混合.这是由于高压钠灯发光效率高、耗电少、寿命长;光线呈金黄色,透雾能力强。荧光高压汞灯光通量高,光通维持率好,可靠性好,灯泡寿命长,是一种成熟产品,采用国际先进的静电涂粉工艺,柔和的白色灯光,舒适的照明效果。另外,在照度及显色性别要求高,悬挂高度在4m以下不频繁开闭的场合,易选用荧光灯。根据上述条件,选择选择高压钠灯和荧光高压汞灯比较合适。 以加工一车间为例

(一)电光源,灯具及其布置选择

根据本车间使用环境(本间面积较大,干燥且无腐蚀性气体,悬挂高度h为6~15m)及机加工使用要求,电光源宜选择高强气体放电灯,查参考资料本设计选用带有 GGY和NG型光源的混光灯具CXGC204-GN360,灯具布置方案采用矩型

均匀布置。

(一)照明设计计算(比功率法)

车间建筑结构,长度L=48m,跨度K=21m,柱距D=6m,屋架下弦高度H=10m,取车间顶棚的反射率?c?50%,墙壁的反射率??30%,地面的反射率

w?fl?20% , 对于车间设计要求采用混合照明,平均照度不低于100lx。

(1)选用CXGC204-GN360型混合灯具,其光源为GGY-250型高压汞灯和NG-110型高压钠灯,每一灯具的光通量

???GGY??NG?(10500?8500)lm?19000lm

(2)计算RCR,灯具计算高度h=10m-0.8m=9.2m,则

5h(l?b)5?9.2?(48?21)RCR???3

lb48?21(3)查参考文献[21]表ZL13-30,知CXGC204-GN360型灯具的利用系数为??0.6。 (4)根据EN?100lx计算所需灯具盏数为

h?ENlb?k??100?48?21?13.5

0.6?0.7?19000当取n=15来布置灯具 ,布置图见图9.1a

校验最大允许距高比,垂直方向为9.6/9.2=1.04>1.23(允许值,查参考文献[工厂供电简明设计手册]表2L(13-10);平行方向为7/9.2=0.76<0.98。可见不能满足照明均匀度的要求。

当取n=18来布置灯具 ,布置图见图9.1b.

校验最大允许距高比,垂直方向为8/9.2=0.86<1.23(允许值,查参考文献[21]表2L(13-10);平行方向为7/9.2=0.76<0.98。可见能满足照明均匀度的要求。 所以本设计取n=18.

图9.1a 图9.1b