电气安全课程设计长春建筑学院李哲.docx
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电气安全课程设计长春建筑学院李哲
长春建筑学院
电气安全课程设计
计算书
机械加工厂二车间供电系统设计
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专业：
安全工程
班级学号：
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日期：
2013.6.27
前言
工厂供电系统就是将电力系统的电能降压再分配电能到各个厂房或车间中去，它由工厂降压变电所，高压配电线路，车间变电所，低压配电线路及用电设备组成。
工厂总降压变电所及配电系统设计，是根据各个车间的负荷数量和性质，生产工艺对负荷的要求，以及负荷布局，结合国家供电情况.解决对各部门的安全可靠，经济技术的分配电能问题。
本设计采用TN-C-S供电方式供电，该系统PEN线自A点起分开为保护线（PE）和中性线（N）。
分开以后N线应对地绝缘。
为防止PE线与N线混淆，应分别给PE线和PEN线涂上黄绿相间的色标，N线涂以浅蓝色色标。
此外，自分开后，PE线不能再与N线再合并。
TN－C-S系统是一个广泛采用的配电系统，无论在工矿企业还是在民用建筑中，其线路结构简单，又能保证一定安全水平。
第一章设计目的
1、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。
2、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。
3、使学生会使用设计规范、规程、设计手册及有关的资料进行正确设计。
4、使学生掌握设计步骤和基本内容，掌握编写设计说明及计算书的基本办法和步骤。
第二章设计内容
1、设计供配电单位的供配电系统并正确选择电气元件。
2、用电单位为二车间，10kv电源由架空线引入到车间变电所，设一台变压器变成380v/220v/低压电后由直埋电缆引入车间的总配电柜，采用TN-C-S供电方式。
3、总配电柜中设有中空气开关，熔断器、电压表、电流表、电流互感器和分空气开关。
4、由总配电柜引出四条支线，其中WX1支线中有3台20KW和2台45KW电动机，WX2支线中有4台10KW和一台75KW的电动机，WX3支线中有三相电加热炉75KW，WX4支线引导照明配电箱，照明配电箱的负载为电灯4KW，插座4KW。
第三章厂区变电所主接线图
图3-1厂区变电所主接线图
第四章总配电柜的接线系统图
图4-1总配电柜的接线系统图
第五章计算车间总配电柜的进线和几个支线的截面积
Wx1:
3台20kw和2台45kw电动机，共150kw。
Wx2:
4台10kw和1台75kw电动机，共115kw。
Wx3:
1台75kw的电加热炉。
Wx4:
照明配电箱负载点灯4kw和插座4kw。
支线：
Wx1:
，
查表可知，取芯线截面为150
。
其型号为BV-4×150SC.
Wx2:
，
查表可知，取芯线截面为120
。
其型号为BV-4×120SC。
Wx3:
，
查表可知，取芯线截面为
70
。
其型号为BV-4×70SC
Wx4:
，
查表可知，取芯线截面为1.5
。
其型号为BV-4×1.5SC
进线：
W:
，
经查表可知,
，取两根管，其型号为VV22-4×150。
第六章选择车间总配电柜中各电器的规格型号
1）刀开关（W），断路器（Wx1，Wx2，Wx3，Wx4）：
W：
，规格取
。
Wx1：
，规格取
。
Wx2：
，规格取
。
Wx3：
，规格取
。
Wx4：
，规格取
。
2）熔断器：
单台电动机
，
多台电动机
Wx1：
，规格取
。
Wx2：
，
规格取
。
Wx3：
，
规格取
。
Wx4：
规格取
。
3）电流互感器：
，取额定值为
。
。
第七章配电柜明细表
表7-1配电柜明细表
序号
名称
规格，型号
数量
备注
1
刀开关
630A
1
2
断路器1
250A
1
3
断路器2
210A
1
4
断路器3
140A
1
5
断路器4
12A
1
6
熔断器1
315A
1
7
熔断器2
315A
1
8
熔断器3
250A
1
9
电流互感器
600A
1
第八章论述不同供电方式的优缺点
1、保护接零的优点：
防电器外壳带电，若采用保护接地，在接地电阻RG符合要求不大于4欧姆的条件下，如果电器外壳带上220V的电压，则保护接地回路，短路电流I=U/（R0+RG）=220/（4+4）=27.5（A），其中R0是变压器中性点的接地电阻叫工作接地电阻。
为了保证保护设备可靠的动作，接地短路电流不小于自动开关整定电流的1.25倍或为容丝熔断电流的3倍，因此，上式中的短路电流仅能保证断开整定电流不超过27.5/1.25、即22A的自动开关，或27.5/3、即9.2A的熔断器，如果保护设备的额定电流值大于上述值，保护设备就不能迅速、可靠的动作。
此时，电器设备外壳上将长期存在对地电压，对操作电器的人员是非常危险的。
而采用保护接零，电器外壳绝缘击穿时的短路电流远大于27.5（A），只要合理选择保护装置的动作电流，当绝缘击穿造成单相短路，短路电流通常很大，足以使保护装置迅速切断电源，消除触电的危险。
可见在接地电网中，为防止用电设备外壳带电伤人，采用保护接零比采用保护接地效果好的多。
2、保护接零的缺点 ：
由低压公用电网或农村集体电网供电的电气设备应采用保护接地，不得采用保护接零。
这是因为公用电网和农村集体电网，低压线路的维护水平较低，供电线路长，零线断线的可能性存在，若采用保护接零，万一零线断线，一台用电设备外壳带电，此低压系统的所有用电设备都带电非常危险。
单相负荷线路保护零线不得借用工作零线否则，如果接零线路松落或折段，将会使设备金属外壳带电或当零线与火线接反时使外壳带电。
采用保护接零，只能消除电器的外壳与电源的火线连接的严重故障，不能排除电器外壳的漏电故障，所以电器外壳在采用保护接零的同时，还应采取其他保护措施消除电器外壳的漏电故障，必须有可靠的短路保护或过电流保护装置相配合，各种保护装置必须按照安全要求选择和整定，目前常用的方法是安装电流型漏电保护器。
3、保护接地的优点：
1）降低漏电设备的对地电压；
2）减轻了零干线断线的危险；
3）当线路、设备发生对地短路时，由于重复接地与工作接地并联，降低了接地电阻，增加短路电流，加速保护装置动作速度，缩短事故持续时间；
4）因重复接地对雷电流的分流作用，改善了架空线路的防雷性能，有利于限制雷电过电压。
4、保护接地的缺点：
现行的公用配电网络中，并没有采用统一专用的接地（或接零）线，用户不是都具备这方面的专业技术知识，再加上城镇居住条件的客观环境、房屋配电系统设计施工不规范、供电部门安全宣传管理不到位等因素的限制或影响，正确有效地实施保护接地不是件容易的事。
因此很多用户使用的保护接地线也很难达要求的技术标准，存在不安全因素，反而埋下事故隐患。
5、本车间采用中性点接地的原因：
本设计的主要内容是把10KV的电压系统变成380/220V的电压系统。
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烧断熔断丝，将故障部分断开；另一方面，此时非故障相对地电压基本不升高，不会出现人接触时超过250V的危险电压。
如果系统中性点不接地，它不能正确迅速切除接地故障线路，发生单相接地故障时非故障相对地电压将接近于线电压，这会对人身安全造成危险。
在我国，只有在电压等级较低的系统中采用中性点不直接接地方式；110kV及以上系统中广泛采用中性点直接接地方式。
第九章设计总结
通过此次课程设计，使我更加扎实的掌握了有关电气安全方面的知识，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。
在课程设计过程中，通过王老师的悉心教导，我们不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断获取。
为了完成这次的课设我们确实很辛苦，但是也苦中作乐了。
我们一边讨论，一边做课程设计，时间一下子变得很宝贵，当遇到困难时，我们要认真对待。
光阴似箭，日月如梭，转眼间一周的课设就结束了，曾在开始的时候，还是充满许多的期盼的，但在做的时候，发现遇到许多的问题，使我困扰了，似乎时间没尽头一样。
但是回想这一周的成果，还是值得回味的，在课设期间，我紧张过、努力过、失望过、醒悟过、同时也进步了，总之在此期间，让我学会许多以前从来没学到的东西，同时也得到了许多的教训，获得了许多的经验，我会继续努力的，在以后的日子里，一定会做得更好。
在课程设计的这一周里，我学会了很多学习的方法。
而这是日后最实用的，真的是受益匪浅。
要面对社会的挑战，只有不断的学习、实践，再学习、再实践。
这对于我们的将来也有很大的帮助。
以后，不管有多苦，我想我们都能变苦为乐，找寻有趣的事情，发现其中珍贵的事情。
就像中国提倡的艰苦奋斗一样，我们都可以在实验结束之后变的更加成熟，会面对需要面对的事情。
回顾起此课程设计，至今我仍感慨颇多，从理论到实践，在这段日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。
通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。
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