某工厂供电系统设计毕业毕业论文.doc

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摘要

本毕业设计为工厂变电所设计，对在工厂变电所设计中的若干问题：

负荷计算，三相短路分析，短路电流计算，高低压设备的选择与校验，变压器的继电保护，变电所二次回路及自动装置，防雷与接地，变电所的过电压保护，计量，无功补偿等几方面的设计进行了陈述，并对供电主接线的拓扑结构进行了阐述。

该工厂变电所采用10kV单电源进线，采用一台1600kVA的主变压器，最大设备容量1636kW，采用并联电容器进行低压集中补偿，对变压器进行过电流，电流速断，瓦斯保护，按三类防雷建筑物设防，采用强弱电联合接地系统对建筑物进行保护。

在对供电系统短路计算的基础上，进行电力电缆和电气设备的选择设计，同时也对户外平面布置进行了初步的设计。

关键词：

工厂供配电，继电保护，防雷与接地，负荷计算

ABSTRACT

Thisgraduationprojectisdesignedforthefactorytransformersubstation,tocertainquestionsinfactorytransformersubstationdesign:

theloadcomputation,theanalysisofthree-phaseshort-circuits,theshort-circuitcurrentcomputation,thechoice

andverificationofhighandlowpressureequipment,thetransformerrelayprotection,thesecondarycircuitofthetransformersubstationandtheautomaticdevice,anti-thunderandtheconnectiontotheearth,thetransformersubstationovervoltageprotection,themeasurement,theidleworkcompensatedandsoon,Alltheaboveaspectsandthestructureofthepowersupplyhostwiringtopologyhavebeenstated.

Thetransformersubstationwitha10kVsinglepowersourcecoilinituses1600kVAmaintransformer,thebiggestcomputationshouldersofwhichis1636kW.Itadoptstheshuntedcapacitortocarryonthelowpressurecentralismforcompensationandsetsprotectionforthetransformerbycarringontheelectriccurrenttoitbreakingthespeedoftheflowgasprotection,garrisonsaccerdingtothethirdkindofanti-thunderbuildings,andusersthestrongandweakelectricityunionearthsystemtocarryontheprotectiontothebuilding.

Basedonthecomputationofshort-circuitstothepowersupplysystem,theprojecthasachoicedesignofthepowercableandtheelectricalequiomentandapreliminarydesigntotheoutdoorsplanearrangementatthesametime.

Keywords：

thepowerdistribution，supplyinfactory，therelayprotection

目录

摘要 I

ABSTRACT II

第一章绪论 1

1.1课题设计背景 1

1.2工厂供电设计的一般原则 2

1.3工厂供电设计内容及步骤 2

第二章负荷计算和功率补偿 5

2.1负荷计算的内容和目的 5

2.2负荷计算的方法 5

第三章变压器容量和数量的选择 6

第四章主接线方案的选择 7

4.1对变电所主结线的一般要求 7

4.2变电所主结线 7

4.2.1单电源进线的变电所主接线 8

4.2.2双回电源进线变电所主接线 8

第五章短路电流的计算 12

5.1短路电流计算的目的及方法 12

5.2三相短路电流计算 12

第六章导线、电缆的选择 15

6.1导线电缆的使用条件 15

6.2导线电缆的选择 15

第七章电气设备的选择 18

7.1电气设备选择的一般原则 18

7.2高压开关电器的选择 18

7.2.1高压断路器的选择 18

7.2.2高压隔离开关的选择 19

7.2.3电流互感器的选择 19

7.3配电所高压开关柜的选择 20

第八章变压器的继电保护 21

8.1概述 21

8.2变压器电流保护的接线方式 22

8.3继电保护配置 22

8.3.1变压器的过电流保护 22

8.3.2变压器的电流速断保护 23

第九章二次回路操作电源和中央信号回路 27

9.1二次回路的操作电源 27

9.2中央信号回路 27

9.2.1概述 27

9.2.2对中央信号回路的要求 27

第十章测量和绝缘监视回路 29

10.1测量仪表的配置 29

10.2绝缘监视装置 29

第十一章防雷和接地 31

11.1过电压及雷电概述 31

11.2防雷 31

11.2.1防雷设备 31

11.2.2防雷保护措施 31

11.3电气装置的接地 33

11.3.1接地概述 33

11.3.2接地电阻 33

结论 36

附录A：

10KV供电系统图 37

附录B：

低压供电系统图 38

附录C：

变压器二次电路图 39

附录D：

电压互感器二次电路图 40

附录E：

接地避雷平面图 41

致谢 42

V

第一章绪论

1.1课题设计背景

工厂供电，就是指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂配电。

电能是现代工业生产的主要能源和动力。

电能既易于由其它形式的能量转换而来，又易于转换为其它形式的能量以供应用；电能的输送的分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。

因此，电能在现代工业生产及整个国民经济生活中应用极为广泛。

在工厂里，电能虽然是工业生产的主要能源和动力，但是它在产品成本中所占的比重一般很小。

电能在工业生产中的重要性，并不在于它在产品成本中或投资总额中所占的比重多少，而在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产成本，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。

从另一方面来说，如果工厂的电能供应突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果。

因此，做好工厂供电工作对于发展工业生产，实现工业现代化，具有十分重要的意义。

由于能源节约是工厂供电工作的一个重要方面，而能源节约对于国家经济建设具有十分重要的战略意义，因此做好工厂供电工作，对于节约能源、支援国家经济建设，也具有重大的作用。

工厂供电工作要很好地为工业生产服务，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并做好节能工作，就必须达到以下基本要求：

①安全在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。

②可靠应满足电能用户对供电可靠性的要求。

③优质应满足电能用户对电压和频率等质量的要求

④经济供电系统的投资要少，运行费用要低，并尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗量。

此外，在供电工作中，应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，既要照顾局部的当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应发展。

1.2工厂供电设计的一般原则

按照国家标准GB50052-95《供配电系统设计规范》、GB50053-94《10kV及以下设计规范》、GB50054-95《低压配电设计规范》等的规定，进行工厂供电设计必须遵循以下原则：

①遵守规程、执行政策；

必须遵守国家的有关规定及标准，执行国家的有关方针政策，包括节约能源，节约有色金属等技术经济政策。

②安全可靠、先进合理；

应做到保障人身和设备的安全，供电可靠，电能质量合格，技术先进和经济合理，采用效率高、能耗低和性能先进的电气产品。

③近期为主、考虑发展；

应根据工作特点、规模和发展规划，正确处理近期建设与远期发展的关系，做到远近结合，适当考虑扩建的可能性。

④全局出发、统筹兼顾。

必须从全局出发，统筹兼顾，按负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件等，合理确定设计方案。

工厂供电设计是整个工厂设计中的重要组成部分。

工厂供电设计的质量直接影响到工厂的生产及发展。

作为从事工厂供电工作的人员，有必要了解和掌握工厂供电设计的有关知识，以便适应设计工作的需要。

1.3工厂供电设计内容及步骤

工厂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，经济的分配电能问题。

其基本内容有以下几方面：

①负荷计算

工厂变电所的负荷计算，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，从而求出工厂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。

②工厂变电所变压器的台数及容量选择

参考电源进线方向，综合考虑设置工厂变电所的有关因素，结合全厂计算负荷以及扩建和备用的需要，确定变压器的台数和容量。

③工厂变电所主接线设计

根据变电所配电回路数，负荷要求的可靠性级别和计算负荷数综合主变压器台数，确定变电所高、低接线方式。

对它的基本要求，即要安全可靠有要灵活经济，安装容易维修方便。

④工厂供、配电系统短路电流计算

工厂用电，通常为国家电网的末端负荷，其容量运行小于电网容量，皆可按无限容量系统供电进行短路计算。

由系统不同运行方式下的短路参数，求出不同运行方式下各点的三相及两相短路电流。

⑤改善功率因数装置设计

按负荷计算求出总降压变电所的功率因数，通过查表或计算求出达到供电部门要求数值所需补偿的无功率。

由手册或厂品样本选用所需移相电容器的规格和数量，并选用合适的电容器柜或放电装置。

如工厂有大型同步电动机还可以采用控制电机励磁电流方式提供无功功率，改善功率因数。

⑥变电所高、低压侧设备选择

参照短路电流计算数据和各回路计算负荷以及对应的额定值，选择变电所高、低压侧电器设备，如隔离开关、断路器、母线、电缆、绝缘子、避雷器、互感器、开关柜等设备。

并根据需要进行热稳定和力稳定检验。

用总降压变电所主结线图，设备材料表和投资概算表达设计成果。

⑦继电保护及二次结线设计

为了监视，控制和保证安全可靠运行，变压器、高压配电线路移相电容器、高压电动机、母线分段断路器及联络线断路器，皆需要设置相应的控制、信