厂区供配电设计浅析.docx

1.绪论1.1 选题的背景及其意义本课题应用供配电设计的基本原则和方法，结合实际条件进行降压变电所的设计。通过本设计，可以较好的解决电力供应困难，大大提高供电的可靠性。1.1.1 电能的特点及工厂变电所的作用电能是电做功的能力。电能有各种形式，如直流电能、交流电能、交流工频电能和高频电能等等。它可作用为动力、照明、冶炼、电镀、电热、通信等之用。其优点是便于控制、测量、变换和远距离输送，电能使用方便、清洁。电能的单位是千瓦时（俗称“度”）。电器设备与电源连接形成回路，当电流通过电气设备时、电源要输出电能，电气设备要消耗电能。发电厂是生产电能的工厂，发电厂将热能、水能等通过发电设备转换为电能。按照发电厂的动力来源，发电厂主要分为火力发电厂、水力发电厂及核能发电厂等。发电机输出的交流电压不够高，要通过升压变电所升压后远距离传送电力，电压高，则电流小，线路损耗小。 电力输送到用户区后，降压变电所再把电压降低，供给工厂使用。1.1.2 电力系统的发展概况长期以来我国的电网设备应用未得到应有的重视，电力设备技术性能陈旧，可靠性低，直接影响了人民生活和经济建设的发展。随着新技术的发展,电网的规模越来越大，设备使用量增加，供电可靠性、自动化水平的要求也在不断提高。因此从配电网的安全运行出发，电力装备要符合现代网络的发展要求，技术上先进、运行安全可靠、操作维护简单、经济合理、节约能源及符合环境保护政策。立足于国情；保证供电可靠性为前提；优化网络接线、降低电网损耗；选择自化程度较高的自动化设备；监控系统与设备的综合配套。（1）2.此设计的主要任务及原始资料分析根据本厂所能取得的电源进线10千伏及本厂用电负荷的实际情况，并适当考虑工厂生产的发展，按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求，设计降压变电所。本次设计的主要任务包括选择变电所的位置与形式及主变压器的台数、容量和类型；选择变电所的主接线方案及高低压设备和进出线，确定二次回路方案，选择整定继电保护装置，确定防雷和接地装置，完成变配电所的电气照明设计，并进行必要的短路电流计算。2.1 供电协议（1）从电力系统66/10KV变电站用10kV架空线路向工厂馈电。（2）系统变电站馈电线路定时限过流保护装置的整定时间t=2s，工厂总配电所保护整定时间不得大于1.5s。（3）在工厂总配电所10kV进线侧计量。（4）工厂最大负荷时功率因数不得低于0.9。（5）供电系统技术数据：电业部门变电所10千伏母线，为无限大电源系统，其短路容量为200兆伏安。供电系统如图2-1所示：图2-1 供电系统图3.负荷计算的意义及相关参数的计算3.1 负荷计算的意义负荷计算是设计的基础，它决定设备容量的选用，管网系统的规模以及工程总造价等，这是技术人员熟知的事实。但是近几年来用估算的方法替代了负荷计算，给制定方案、工程审核造成一定的困难。3.2 参数的计算全厂总降压变电所的负荷计算，是在车间负荷计算的基础上进行的。考虑车间变电所变压器的功率损耗，从而求出全厂总降压变电所高压侧计算负荷及总功率因数。列出负荷计算表、表达计算成果。工厂电力负荷的计算方法,一般常用的有:逐级法、需要系数法、二项式法以及产值、产量估算法等。其中需要系数法计算比较简单，适用于用电设备台数比较多，各台设备容量差别不十分悬殊的用电场合，特别适用于车间及工厂计算负荷的计算，故本设计拟采用需要系数法。具体计算过程：(1) 有功功率计算：计算公式：(kW)=(kW)* （3-1）补偿值 (kW)=0.9(kW)无功功率计算：计算公式：(kvar)=*(kW) （3-2）补偿值(kvar)=0.95(kvar)(3) 视在功率计算：计算公式： （3-3）(4) 低压额定电流(A)计算公式 （3-4）4. 无功补偿的计算在交流电路中，由电源供给负载的电功率有两种；一种是有功功率，一种是无功功率。有功功率是保持用电设备正常运行所需的电功率，也就是将电能转换为其他形式能量(机械能、光能、热能)的电功率。比如：5.5千瓦的电动机就是把5.5千瓦的电能转换为机械能，带动水泵抽水或脱粒机脱粒；各种照明设备将电能转换为光能，供人们生活和工作照明。有功功率的符号用P表示，单位有瓦(W)、千瓦(kW)、兆瓦(MW)。无功功率比较抽象，它是用于电路内电场与磁场的交换，并用来在电气设备中建立和维持磁场的电功率。它不对外作功，而是转变为其他形式的能量。凡是有电磁线圈的电气设备，要建立磁场，就要消耗无功功率。比如40瓦的日光灯，除需40多瓦有功功率(镇流器也需消耗一部分有功功率)来发光外，还需80乏左右的无功功率供镇流器的线圈建立交变磁场用。由于它不对外做功，才被称之为“无功”。无功功率的符号用Q表示，单位为乏(Var)或千乏(kVar)。无功功率决不是无用功率，它的用处很大。电动机需要建立和维持旋转磁场，使转子转动，从而带动机械运动，电动机的转子磁场就是靠从电源取得无功功率建立的。变压器也同样需要无功功率，才能使变压器的一次线圈产生磁场，在二次线圈感应出电压。因此，没有无功功率，电动机就不会转动，变压器也不能变压，交流接触器不会吸合。为了形象地说明这个问题，现举一个例子：农村修水利需要开挖土方运土，运土时用竹筐装满土，挑走的土好比是有功功率，挑空竹筐就好比是无功功率，竹筐并不是没用，没有竹筐泥土怎么运到堤上呢?在正常情况下，用电设备不但要从电源取得有功功率，同时还需要从电源取得无功功率。如果电网中的无功功率供不应求，用电设备就没有足够的无功功率来建立正常的电磁场，那么，这些用电设备就不能维持在额定情况下工作，用电设备的端电压就要下降，从而影响用电设备的正常运行。无功功率对供、用电产生一定的不良影响，主要表现在：(1) 降低发电机有功功率的输出。(2) 降低输、变电设备的供电能力。(3) 造成线路电压损失增大和电能损耗的增加。(4) 造成低功率因数运行和电压下降，使电气设备容量得不到充分发挥。从发电机和高压输电线供给的无功功率，远远满足不了负荷的需要，所以在电网中要设置一些无功补偿装置来补充无功功率，以保证用户对无功功率的需要，这样用电设备才能在额定电压下工作。这就是电网需要装设无功补偿装置的道理。电网中的电力负荷如电动机、变压器等，属于既有电阻又有电感的电感性负载。电感性负载的电压和电流的相量间存在着一个相位差，通常用相位角的余弦cos来表示。cos称为功率因数，又叫力率。功率因数是反映电力用户用电设备合理使用状况、电能利用程度和用电管理水平的一项重要指标。三相功率因数的计算公式为： （4-1）式中cos功率因数；P有功功率，kW；Q无功功率,kVar；S视在功率,kV。A；U用电设备的额定电压,V；I用电设备的运行电流,A。功率因数分为自然功率因数、瞬时功率因数和加权平均功率因数。(1)自然功率因数：是指用电设备没有安装无功补偿设备时的功率因数，或者说用电设备本身所具有的功率因数。自然功率因数的高低主要取决于用电设备的负荷性质，电阻性负荷(白炽灯、电阻炉)的功率因数较高，等于1，而电感性负荷(电动机、电焊机)的功率因数比较低，都小于1。(2)瞬时功率因数：是指在某一瞬间由功率因数表读出的功率因数。瞬时功率因数是随着用电设备的类型、负荷的大小和电压的高低而时刻在变化。(3)加权平均功率因数：是指在一定时间段内功率因数的平均值，其计算公式为： （4-2）提高功率因数的方法有两种，一种是改善自然功率因数，另一种是安装人工补偿装置。5.变压器的台数、容量和类型的选择5.1 变压器的介绍变压器的最基本型式，包括两组绕有导线的线圈，并且彼此以电感方式耦合一起。当一交流电流(具有某一已知频率)流于其中之一组线圈时，于另一组线圈中将感应出具有相同频率的交流电压，而感应的电压大小取决于两线圈耦合及磁交链的程度。一般指连接交流电源的线圈称之为“一次线圈”(Primamary Coil)；而跨于此线圈的电压称之为“一次电压”。在二次线圈的感应电压可能大于或小于一次电压，是由一次线圈与二次线圈间的“匝数比”所决定的。因此，变压器区分为升压与降压变压器两种。大部份的变压器均有固定的铁心，其上绕有一次与二次的线圈。基于铁芯材料的高导磁性，大部份磁通量局限在铁心里，因此，两组线圈藉此可以获得相当高程度的磁耦合。在一些变压器中，线圈与铁心二者间紧密地结合，其一次与二次电压的比值几乎与二者的线圈匝数比相同。因此，变压器的匝数比，一般可作为变压器升压或降压的参考指标。由于此项升压与降压的功能，使得变压器已成为现代化电力系统中的一种重要设备，升压变压器可以提升输电电压使得长途输送电力更为经济，至于降压变压器，它使得电力运用方面更加多元化，我们可以这幺说，倘无变压器，则现代工业实无法达到目前发展的现况。5.2 厂用变压器厂用变压器大多数采用双绕组无励磁调压辐向分裂方式。因运行环境条件要求，变压器须有较强的抗短路能力。产品设计上采取铁芯级间加装圆木撑条，绕组增加辅助撑条以及内衬硬纸筒保证其刚度。工艺上采取保证高、低压绕组同一高度，轴向可靠压紧，引线出头牢固夹持，垫块密化处理等措施，使其安全可靠。5.3变压器的保护变压器的继电保护是利用当变压器内外发生故障时，由于电流、电压、油温等随之发生变化，通过这些突然变化来发现、判断变压器故障性质和范围，继而作出相应的反应和处理。动作后的检查与处理继电保护动作后，如确认是速断保护动作，可暂时解除信号音响。如有瓦斯保护，先检查瓦斯保护是否动作，如未动作，说明故障点在变压器外部，重点检查变压器及高压断路器向变压器供电的线路，看电缆、母线是否有相间短路故障。此外，还应重点检查变压器高压引线有无明显故障点和其他明显异常现象，如变压器喷油、起火、温升过高等。如果发现是瓦斯动作，可基本判断故障在变压器内部。一是，当变压器绕组匝间与层间局部短路、铁芯绝缘不良，以及变压器严重漏油，油面下降，轻瓦斯均会动作；当变压器内部发生严重故障，如一次绕组故障造成相间短路，故障电流使变压器产生强烈气流和油流，冲击重瓦斯挡板，使重瓦斯动作，断路器掉闸并发出信号。二是，如当时变压器无明显异常，可收集变压器瓦斯气体，进一步分析、确定故障性质。收集到的气体若无色、无味，且不可燃，说明瓦斯继电器动作的原因是油内排出的空气引起；如果收集到的气体是黄色的，不易燃烧，说明是变压器木质部分故障；如气体是淡黄色带有强烈臭味并可燃的，则为绝缘纸或纸板故障；当气体为灰色或黑色易燃，则为绝缘油故障。对于室外变压器，可以打开瓦斯继电器的气阀，点燃从放气阀排出的气体，如果气体可燃，则将燃烧并发出明亮的火焰。需要注意的是当油开始从放气阀外溢出时，应迅速将放气阀关闭；对于室内变压器，应禁止在室内进行点燃试验；判断气体颜色要迅速，否则气体颜色会很快消失；取变压器瓦斯气体时应停电后进行。三是，如瓦斯保护动作仍未查明原因，为了进一步证实变压器是否为良好状态，可取出变压器油样作简化试验，看有无耐压降低和油闪点下降的现象。如仍然没有问题，应进一步检查瓦斯保护二次回路，看是否因瓦斯保护误动作，以证实继电保护的可靠性。变压器重瓦斯动作时，断路器掉闸，如未进行故障处理并未确实证明变压器无故障时，不可重新合闸送电。若发现是差动保护动作，需对动作原因进行判断。要准确判断出是变压器套管等原因造成的，还是变压器内部故障的原因。主变压器保护原理图如图5-1所示：其中1LJ6LJ-电流继电器；（DL-11）ZJ-中间继电器；（DZS-136）SJ-时间继电器；（DS-112）1XJ3XJ-电流式信号继电器；（DX-11/0.025）4XJ5XJ-电压式信号继电器；（DX-11/220）1LP3LP-连接片；R-管型电阻；（ZG-11-50）WSJ-瓦斯继电器；WJ-温度信号计。图5-1 主变压器保护原理图6.短路电流的计算6.1 产生短路电流的原因、危害及计算方法短路实际上是电路中的电流过大,原因是电路中没有用电器,因在电路中电流产生的热量与电流的平方成正比,故当电路中没有用电器时,导线的电阻很小,所以电路中的电流就非常大，于是使电路中产生很大的热.瞬间的高温使电源损坏。短路电流的计算6KV，9.2除电抗；10KV，5.5除电抗; 35KV，1.6除电抗; 110KV，0.5除电抗。0.4KV，150除电抗例：已知一短路点前各元件电抗标么值之和为 X*=2,短路点电压等级为6KV,则短路点的短路电流Id=9.2/2=4.6KA。短路电流单位：KA短路冲击电流的计算，1000KVA及以下变压器二次侧短路时，冲击电流有效值：= （6-1）冲击电流峰值=1.8，1000KVA以上变压器二次侧短路时，冲击电流有效值：=1.5 （6-2）冲击电流峰值：=2.5 （6-3）例：已知短路点1600KVA变压器二次侧的短路电流=4.6KA，则该点冲击电流有效值=1.51.5*4.67.36KA,冲击电流峰值=2.5=2.5*406=11.5KA。可见短路电流计算的关键是算出短路点前的总电抗标么值.但一定要包括系统电抗。6.2 短路电流点的计算确定短路电流时，应按可能发生最大短路电流的正常接线方式计算。做短路电流动稳定、热稳定校验时短路点的选择，对于不带电抗器的回路，短路点应选择在正常接线方式下短路电流为最大的地点；对于固定式开关柜带电抗器的 10（6）kV出线，隔板（母线与母线隔离开关之间）前的引线和套管应按短路点在电抗器前计算；隔板后的引线和电器一般按短路点在电抗器后计算。验算电缆的热稳定时，短路点按下述情况确定：（1） 不超过制造长度的单根电缆，短路发生在电缆的末端。（2） 中间接头的电缆，短路发生在每一缩减电缆截面的线段首端；电缆线段为等截面时，则短路发生在下一段电缆的首端，即第一个中间接头处。（3） 无中间接头的并列连接的电缆，短路发生在并列点后。7.高、低压电气一次设备的选择7.1 电气设备的选择对工厂企业的意义在配网的建设中，只要加强对配电设备的选择，严格按照上面提到的选择方法和注意问题进行选择，就可以提高设备运行的水平，减少事故发生。7.2 电气设备的选择及其效验理论电力系统的各种电气设备的作用和工作条件并不一样，它们的具体选择方法也不完全相同，但对它们的基本要求却是一致的，因此，对各种电气设备必须按正常工作条件进行选择，并且按短路情况校验其热稳定和动稳定的基本方法。(1)按正常工作条件选择电器。正常工作条件是指电器的额定电压和额定电流。1）额定电压的选择。电器的额定电压就是铭牌上标出的电压。另外，电器还有最大工作电压，电器长期运行所允许的最大电压(一般指超过额定电压1015的电压)。制造厂对电器、绝缘子、电缆等都规定了它们的额定电压和最大工作电压，如10/11.5、35/40.5、110/121、220/242、330/360kV等。选择时必须使电器装置点的电网额定电压不应超过电器的额定电压。实际上，电器所在的工作电压是在变化的，各点的电压也不相同，根据规定，电网最高电压不得大于电网额定电压的5，此值未超过电器的最大工作电压。因此，电器在此电网下运行是安全可靠的。另外，选择额定电压时，要考虑海拔对电气设备外绝缘的影响，随着海拔高度的增加，大气的压力下降，空气密度和湿度相应地减少，使空气间隙和瓷绝缘的放电特性下降，影响电气设备的外绝缘(指暴露于空气中的绝缘)强度，制造厂规定的电气设备的最大工作电压就要下降，对此，必须进行校正8。2）额定电流的选择。电器的额定电流是指在额定周围环境温度下，长时间内电器所能允许通过的电流。选择电器时应满足额定电流不小于该回路在各种合理运行方式下的最大持续工作电流。周围空气温度对允许连续电流有很大的影响。我国目前生产的电器，设计时取周围介质最高温度40，如果周围最高气温大于40，由于冷却条件变坏，其允许电流应按下式校正： （7-1）式中In-空气温度为40时电器的额定电流，AIP-空气温度为实际环境温度时的连续允许电流，A当周围介质温度低于40时，每低1，允许电流增加0.5，但增加的总数不得大于额定电流的20。为使电器能适应地区的温度变化，我国规定，对于按标准制造的电器，其适用温度为40+40(变压器、电压互感器为30+40)，但不能在大于+60的周围环境温度下工作。此外，选择电器时，还应考虑电器的装置环境。屋外配电装置的电器，经常受到风、霜、雨露、霜冰、灰尘和有害气体等的影响，工作条件比屋内配电装置的电器要差得很多，因此，电器常制成屋内装置和屋外装置两种。周围环境有污秽的地区、海边、盐湖区等，必须注意加强绝缘，采用特殊绝缘结构的加强型电器，或选用额定电压高一级的电器。(2)按短路情况校验电器的热稳定和动稳定。通过短路电流愈大，电器受到的影响愈严重。选择通过电器的短路电流为最大的那些点为短路计算点。校验电器的热稳定和开断能力时，还必须正确估计短路的计算时间。短路计算时间t为相应的继电保护动作时间t1和断路器分闸时间t2之和，即: （7-2）t2是指主保持动作时间。如果主保护有死区时，应使用后备保护动作时间，此时，应采用相应死区内的短路电流值。1）短路热稳定校验。短路热稳定校验就是要求所选的电器，当短路电流通过时，其最高温度不应超过制造厂规定的短路时发热最高允许温度。2）电动稳定校验。电动稳定是指电器承受短路电流引起的机械效应的能力，在校验时，须用短路电流的最大值与制造厂规定的设备允许通过的动稳定电流进行比较。ishiP或IshIP式中ish、Ish-短路冲击电流幅值及其有效值iP、IP-设备允许通过的动稳定电流的峰值及其有效值但以下几种情况可以不校验热稳定或动稳定：熔断器保护的电器，其热稳定由熔断器时间保证，故可不校验热稳定。采用有限流电阻的熔断器保护的设备，可不校验动稳定。装设在电压互感器回路中的裸导体和电器可不校验动稳定、热稳定。7.3 高压断路器的选择断路器的选择必须按正常的工作条件进行选择，并且按断路情况校验其热稳定和动稳定。此外，还应考虑电器安装地点的环境条件，当气温、风速、温度、污秽等级、海拔高度、地震烈度和覆冰厚度等环境条件超过一般电器使用条件时，应采取有效措施。对高压断路器有以下几个方面的要求，这些要求在断路器的基本技术参数上得到体现。(1)断路器在额定条件下（额定电压、额定电流）可以长期工作。(2)应有足够的开断能力，并保证有足够的热稳定和动稳定（开断电流、额定关合电流、极限通过电流、热稳定电流）。(3)具有尽可能短的开断时间，这对减少电网的故障时间，减轻故障设备的损害，提高系统稳定性都是有利的。(4)结构简单、价格低廉、体积小、重量轻、便于安装。下面是几种常用断路器的特点：1. 多油断路器实现简单、价格便宜，但由于用油量大、体积大、检修工作量大、且易发生爆炸和火灾现象，一般情况下不采用。2. 少油断路器用油少、油箱结构小而坚固，具有节省材料、防爆防火特点。少油断路器使用安全，使配电装置大大简化，体积小、便于运输、目前被大量采用。3. 空气断路器断路能力大、动作时间快、尺寸小、重量轻、无火灾危险，但结构复杂、价格贵、需要装设压缩空气系统等，主要用于110KV及以上对电气参数及断路时间有较高要求的系统中。4. SF6电气性能好、断口电压可较高。设备的操作维护和检修都很方便、检修周期长而且它的开断性能好、占地面积小、特别是发展SF6封闭组合电器可大大减少变电所的占地面积。SF6断路器广泛应用于90年代，目前我国已成功生产和研制了220、330、500KV的SF6断路器7.4 继电保护选择及整定整定计算原则：（1）需符合电力装置的继电保护和自动装置设计规范GB50062-92等相关国家标准。（2）可靠性、选择性、灵敏性、速动性应严格保障。7.5 电流互感器、电压互感器的选择高压电网中，计量仪表的电流线圈和继电保护装置中断路器的电流线圈都是通过电流互感器供电的。这样可以隔离高电压，有利于运行人员的安全，同时还可以使仪表及继电器等制造标准化。根据电流互感器的选择项目：1、 一次绕组的额定电压；2、 一次侧的额定电流，一般要大于等于线路最大工作电源或线路变压器额定电流的1.2-1.5倍；电压互感器是测量高压用的。其一次绕组与高压电路并联，额定电压与电路电压同一等级。8.电气主接线8.1 电气主接线的意义及重要性电气主接线主要是指在发电厂、变电所、电力系统中，为满足预定的功率传送和运行等要求而设计的、表明高压电气设备之间相互连接关系的传送电能的电路。电路中的高压电气设备包括发电机、变压器、母线、断路器、隔离刀闸、线路等。它们的连接方式对供电可靠性、运行灵活性及经济合理性等起着决定性作用。一般在研究主接线方案和运行方式时，为了清晰和方便，通常将三相电路图描绘成单线图。在绘制主接线全图时，将互感器、避雷器、电容器、中性点设备以及载波通信用的通道加工元件（也称高频阻波器）等也表示出来。对一个电厂而言，电气主接线在电厂设计时就根据机组容量、电厂规模及电厂在电力系统中的地位等，从供电的可靠性、运行的灵活性和方便性、经济性、发展和扩建的可能性等方面，经综合比较后确定。它的接线方式能反映正常和事故情况下的供送电情况。电气主接线又称电气一次接线图。电气主接线应满足以下几点要求：运行的可靠性：主接线系统应保证对用户供电的可靠性，特别是保证对重要负荷的供电。运行的灵活性：主接线系统应能灵活地适应各种工作情况，特别是当一部分设备检修或工作情况发生变化时，能够通过倒换开关的运行方式，做到调度灵活，不中断向用户的供电。在扩建时应能很方便的从初期建设到最终接线。主接线系统还应保证运行操作的方便以及在保证满足技术条件的要求下，做到经济合理，尽量减少占地面积，节省投资。8.2 电气主接线的设计图8-1 设计要求：（1）保证向用户供电的可靠性。（2）保证电能质量-频率和电压符合要求（3）大型电厂的机组在分期投入过程中，应考虑逐年电力，电量平衡。设计原则：（1） 新机组效率较高，应保证安全满发。（2） 大中型电厂的电压等级不宜多于三级。（3） 电气参数：最小负荷与最大负荷之比，取0.6-0.7。按不同企业，确定负荷率或最大负荷利用小时数，用以计算电量或电能损耗，以便进行技术比较。35千伏以下负荷的同时率取0.85-0.9；对大型工矿企业则取0.9-1。综合负荷功率因数取为0.8；大型冶金企业取为0.95。线损平均取为0.05，有具体数值时，可采用实际值。对于电厂设计，首先应有任务书作为依据。一般给定电厂容量，机组台数，主要负荷性质和要求，接入情况。其他资料，如燃料来源和发热量、供水、出灰、交通、环境污染、可利用场地、迁徙设施和居民等情况，均应充分掌握，才能进行设计。对于单元接线的发电机变压器组，如果设计师不考虑采用扩大单元或分裂低压绕组的变压器，它的容量的台数就没有必要进行很多计算，均按发电机标准规范配套即可。在具有发电机电压母线的电厂和地区负荷很多的情况下，则要求选定两台或三台适当容量的升压变压器。从设备简单，可靠性高的角度考虑，一般优先设置两台容量相同的升压变压器。确定变压器容量的原则应以地区负荷最低时发电机的功率能全部送出，同时，考虑地区负荷最大时，允许系统倒送一部分功率，以保证全部用户的需要。变压器检修可考虑与发电机检修同时进行。当一台变压器故障时，其余变压器允许过负荷并加强冷却，保证送出75%以上的电源功率。若设计的主接线由几个方案，其中变压器台数和容量也不同时，应进行比较后才能确定。设计时，需要计算和考虑以下几个问题：（1）电能损耗计算（2）计算综和造价的运行费（3）确定方案技术经济比较：（1）根据任务书，原始资料和数据，就可初步拟出几个主接线方案。其中包括发电机，变压器，母线的连接方式及电压等级，出线回数，厂用电高压部分等。出线一般由系统设计单位提供，但需要研究配合。厂用电部分，如果在几个方案中是相同的，可不必列出，只需记入综合造价和年运行费中。（2）结合系统接线图，对提出的几个方案，将重点部分进行断路电流计算，以选定主要断路器级母线设备等，并结合系统计算的要求，确定主变压器台数，容量和电压分接头。然后对这几个方案作概率略分析，即对负荷，供电能力，事故情况下的影响，检修维护，起停过程进行比较，并列出概算表。再从技术经济两方面进行考虑去掉一些比较差的方案，保留2-3个比较好的方案，留作详细比较。在这过程中，初步提出的方案考虑面可以宽些，不要让较好的方案在第一次被漏掉。（3）对较好的2-3个方案，进行详细计算分析，包括短路电流补充计算，选出主要设备，并计算全厂电气综合投资和运行费，进行技术经济比较。具体做法与确定变压器台数容量是相同，只不过范围更广些，这里不再重复。可靠性：可靠性本身在理论上是概率问题，应用在发、输电方面的概念有：设备的可靠性；发电厂供给电力的可靠性；发电厂供给电量的可靠性。9.导线截面的选择9.1 10KV侧导线的选择9.2 车间变电所进线的选择应根据各种类型导线的敷设适用条件进行导线的敷设，严禁将架空导线用电力电缆的敷设方式敷设。常用低压配电线路导线适用条件导线类型适用条件、系列室内、外电缆沟道及管道固定敷设，电缆不能承受机械外力作用。不能直埋敷设，单芯电缆不能穿入金属管中敷设。、系列 室内、外电缆沟道、管道及直埋壕沟固定敷设。电缆能承受机械外力作用，但不能承受大的拉力或冲击性的压力，单芯电缆不能穿入金属管中敷设。、系列室内外明敷固定布线及挠性连接电器，单芯电缆不能穿入金属管中敷设。系列室内外明敷固定布线，特别适用于寒冷地区，单芯电缆不能穿入金属管中敷设。10.防雷设计10.1 防雷接地的理论基础防雷接地技术在发电、供电、用电单位中处于极为重要的地位，是保证电网安全、可靠运行及生产和生活用电的关键技术。防雷接地技术的应用直接影响供用电的可靠性、供电的质量及用电设备的安全，并与社会的大生产和人民生命财产密切相关。10.1.1 过电压的概念过电压是指工频下交流电压均方根值升高，超过额定值的10%，并且持续时间大与1分钟的长时间电压变动现象；过电压的出现通常是负荷投切的结果，例如：切断某一大容量负荷或向电容器组增能（无功补偿过剩导致的过电压）。电力系统在特定条件下所出现的超过工作电压的异常电压升高。属于电力系统中的一种电磁扰动现象。电工设备的绝缘长期耐受着工作电压，同时还必须能够承受一定幅度的过电压，这样才能保证电力系统安全可靠地运行。研究各种过电压的起因，预测其幅值，并采取措施加以限制，是确定电力系统绝缘配合的前提，对于电工设备制造和电力系统运行都具有重要意义。过电压分外过电压和内过电压两大类。外过电压又称雷电过电压、大气过电压。由大气中的雷云对地面放电而引起的。分直击雷过电压和感应雷过电压两种。雷电过电压的持续时间约为几十微秒，具有脉冲的特性，故常称为雷电冲击波。直击雷过电压是雷闪直接击中电工设备导电部分时所出现的过电压。雷闪击中带电的导体，如架空输电线路导线，称为直接雷击。雷闪击中正常情况下处于接地状态的导体，如输电线路铁塔，使其电位升高以后又对带电的导体放电称为反击。直击雷过电压幅值可达上百万伏，会破坏电工设施绝缘，引起短路接地故障。感应雷过电压是雷闪击中电工设备附近地面，在放电过程中由于空间电磁场的急剧变化而使未直接遭受雷击的电工设备（包括二次设备、通信设备）上感应出的过电压。因此，架空输电线路需架设避雷线和接地装置等进行防护。通常用线路耐雷水平和雷击跳闸率表示输电线路的防雷能力。内过电压是指电力系统内部运行方式发生改变而引起的过电压。有暂态过电压、操作过电压和谐振过电压。暂态过电压是由于断路器操作或发生短路故障，使电力系统经历过渡过程以后重新达到某种暂时稳定的情况下所出现的过电压 ，又称工频电压升高。常见的有：空载长线电容效应（费兰梯效应），在工频电源作用下，由于远距离空载线路电容效应的积累，使沿线电压分布不等，末端电压最高。不对称短路接地，三相输电线路a相短路接地故障时，b、c相上的电压会升高。甩负荷过电压，输电线路因发生故障而被迫突然甩掉负荷时，由于电源电动势尚未及时自动调节而引起的过电压。操作过电压是由于进行断路器操作或发生突然短路而引起的衰减较快持续时间较短的过电压，常见的有：空载线路合闸和重合闸过电压。切除空载线路过电压。切断空载变压器过电压。弧光接地过电压。谐振过电压是电力系统中电感、电容等储能元件在某些接线方式下与电源频率发生谐振所造成的过电压。一般按起因分为：线性谐振过电压。铁磁谐振过电压。参量谐振过电压。10.1.2 雷电接地等有关概念及形成原理防雷接地原理：（1）接地系统：接地是避雷技术最重要的环节，不管是直击雷、感应雷、或其他形式的雷，最终都是把雷电流送入大地。因此，没有合理而良好的接地装置是不能可靠地避雷的。接地电阻越小，散流就越快，被雷击物体高电位保持时间就越短，危险性就越小。对于计算机场地的接地电阻要求4欧姆，并且采取共用接地的方法将避雷接地、电器安全接地、交流地、直流地统一为一个接地装置。如有特殊要求设置独立地，则应在两地网间用地极保护器连接，这样，两地网之间平时是独立的，防止干扰，当雷电流来到时两地网间通过地极保护器瞬间连通，形成等电位连接。防雷工程的一个重要的方面是接地以及引下线路的布线工程，整个工程的防雷效果甚至防雷器件是不是起作用都取决于此，所以应该认真的系统的研究。电力、电子设备的接地，是保障设备安全、操作人员安全和设备正常运行的必要措施。可以认为，凡是与电网连接的所有仪器设备都应当接地；凡是电力需要到达的地方，就是接地工程需要作到的地方。由此可以我们知道，接地工程的广泛性和重要性。一方面，随着时代的进步，强功能高价值设备的广泛使用，要求提供更加可靠的接地保护；另一方面，微电子技术的推广，使得现代设备要求更低的接地电阻，还往往需要抗干扰。实践要求有更加系统的接地理论来对工程实际进行指导。根据近年来的设计施工经验认为：接地连接方式和接地参数并重；以减小或消除同系统中不同性质的接地（如防雷地、工作地、外壳接地、静电地、信号地等）之间的电位差为目的，选用适当的布线方式；根据地网所在地的接地电阻、土层分布等地质情况，尽量进行准确设计；接地就是让已经纳入防雷系统的闪电能量泄放入大地，良好的接地才能有效地降低引下线上的电压,避免发生反击。过去有些规范要求电子设备单独接地，目的是防止电网中杂散电流或暂态电流干扰设备的正常工作。90年代以前，部队的通信导航装备以电子管器件为主，采用模拟通信方式，模拟通信对干扰特别敏感，为了抗干扰，所以都采取电源与通信接地分开的办法。现在，防雷工程领域不提倡单独接地。在IEC标准和ITU相关标准中都不提倡单独接地，美国标准更尖锐地指出:不建议采用任何一种所谓分开的、独立的、计算机的、电子的或其它这类不正确的大地接地体作为设备接地导体的一个连接点。接地是防雷系统中最基础的环节。接地不好，所有防雷措施的防雷效果都不能发挥出来。防雷接地是地面通信台站安装验收规范中最基本的安全要求。（2）防雷接地：为使雷电浪涌电流泄入大地，使被保护物免遭直击雷或感应雷等浪涌过电压、过电流的危害，所有建筑物、电气设备、线路、网络等不带电金属部分，金属护套，避雷器，以及一切水、气管道等均应与防雷接地装置作金属性连接。防雷接地装置包括避雷针、带、线、网，接地引下线、接地引入线、接地汇集线、接地体等。为防止反击，以往的防雷规范对防雷接地与其他接地之间提出一整套限制措施，即规定两类接地体和接地线之间的最短距离。在有些情况下，间距无法拉开到规定值时，则要采用严密的绝缘措施。接地的种类：供电系统用变压器的中性点直接接地；以及电器设备在正常工作情况下，不带电的金属部分与接地体之间作良好的金属连接，都称为接地，前者为工作接地，后者为保护接地。配电变压器低压侧的中性点直接接地，则此中性点叫做零点，由中性点引出的线叫做零线。用电设备的金属外壳直接接到零线上，称接零。在接零系统中，如果发生接地故障即形成单相短路，使保护装置迅速动作，断开故障设备，从而使人体避免触电的危险。（3）地网工程概论：防雷接地，应按现行国家标准建筑防雷设计规范执行。由于接地的良好状态对防雷有非常重要的影响，所以在制作拉地体时一般采用40mm40mm的角铁，每根长2.5m，间距约5米垂直打入地下，顶端距地面约0.5-1.0m，顶端再用40mm40mm左右的扁铁全部焊起来，构成一个统一的接地系统。（4）防雷等电位连接：接闪装置在捕获雷电时，引下线立即升至高电位，会对防雷系统周围的尚处于地电位的导体产生旁侧闪络，并使其电位升高，进而对人员和设备构成危害。为了减少这种闪络危险，最简单的办法是采用均压环，将处于地电位的导体等电位连接起来，一直到接地装置。台站内的金属设施、电气装置和电子设备，如果其与防雷系统的导体，特别是接闪装置的距离达不到规定的安全要求时，则应该用较粗的导线把它们与防雷系统进行等电位连接。这样在闪电电流通过时，台站内的所有设施立即形成一个“等电位岛”，保证导电部件之间不产生有害的电位差，不发生旁侧闪络放电。完善的等电位连接还可以防止闪电电流入地造成的地电位升高所产生的反击。等电位连接的目的，在于减少需要防雷的空间内各金属部件和各系统之间的电位差。穿过各防雷区交界的金属部件和系统，以及在一个防雷区内部的金属部件和系统，都应在防雷区交界处做等电位连接。应采用等电位连接线和螺栓紧固的线夹在等电位连接带做等电位连接，而且当需要时，应采用避雷器做暂态等电位连接。（5）等电位连接的主体及要求：等电位连接的目的在于减小需要防雷的空间内各金属物与系统之间的电位差。当建筑物内有信息系统时，在那些要求雷击电磁脉冲影响最小之处，等电位连接带宜采用金属板，并与钢筋或其他屏蔽构件作多点连接。对进入建筑物的所有外来导电部件做等电位连接的主体应包括以下内容：设备所在建筑物的主要金属构件和进入建筑物的金属管道；供电线路含外露可导电部分；防雷装置；由电子设备构成的信息系统。大楼的计算机房六面敷设金属屏蔽网，屏蔽网应与机房内环形接地母线均匀多点相连。通过星型（型结构或网形型）结构把设备直接地以最短的距离连到邻近的等电位连接带上。小型机房选型，大型机房选型结构。机房内的电力电缆（线）、通信电缆（线）宜尽量采用屏蔽电缆。架空电力线由终端杆引下后应更换为屏蔽电缆，进入大楼前应水平直埋15m以上，埋地深度应大于0.5m，屏蔽层两端接地，非屏蔽电缆应穿镀锌铁管并水平直埋15m以上，铁管两端接地。10.2 防雷接地的保护措施为避免雷害，对系统应采用“整体防御、综合治理、多重保护”的方