化工厂35KV总降压变电所设计.doc

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化工厂35KV总降压变电所设计.doc

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化工厂35KV总降压变电所设计.doc

摘要

变电站是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行，是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。

电气主接线是发电厂变电所的主要环节，电气主接线的拟定直接关系着全厂（所）电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，是变电站电气部分投资大小的决定性因素。

本次设计建设一座35kV降压变电站，首先，根据主接线的经济可靠、运行灵活的要求选择各个电压等级的接线方式，在技术方面和经济方面进行比较，选取灵活的最优接线方式并以CAD辅助设计软件绘制它接线图。

其次进行短路电流计算，根据各短路点计算出各点短路稳态电流和短路冲击电流，从三相短路计算中得到当短路发生在各电压等级的工作母线时，其短路稳态电流和冲击电流的值。

最后，根据各电压等级的额定电压和最大持续工作电流进行设备选择，然后进行校验并计算出系统的负载、负荷电流以及短路电流的数据用来选择供电设备，并且注意系统的接地、防雷以及常见故障的排除等。

关键词:

工厂供电；降压变电；CAD软件

Abstract

Substationisanimportantpartofpowersystem.Itdirectlyaffectstheentirepowersystemsecurityandeconomicoperationofpowerplantsandtheuserislinkedintermediatelinks,playaroleintransformationanddistributionofelectricenergy.Electricalpowerplantsubstationmainconnectionisthemainlink,preparationofmainpowerisdirectlyrelatedtotheentireplant（the）selectionofelectricalequipment,powerdistributionequipmentlayout,relayprotectionandautomaticdevicestodetermine,Ispartoftheinvestmentsizeoftheelectricalsubstationdecisivefactor.Thedesignoftheconstructionofa35kVstep-downsubstation,first,accordingtothemainterminaloftheeconomicandreliableoperationandflexibleaskedtoselectvariousvoltagelevelsofconnectionmode,technicalandeconomicaspectsinthecomparison,selectaflexiblemannerandtheoptimalconnectiontoCAD-aideddesignsoftwaretodrawitswiringdiagram.Thesimulationofshortcircuitcurrentcalculation,pointscalculatedaccordingtothepointsshortcircuitcurrentandshort-circuitsteady-stateimpactofcurrent,whencalculatedfromthethree-phaseshortcircuitoccurswhiletheworkinthebusvoltage,steadystateshortcircuitcurrentandimpactofitscurrentvalue.Finally,accordingtothevoltageleveloftheratedvoltageandmaximumcontinuousoperatingcurrenttoequipmentselection,thencheckandcalculatethesystemload,loadcurrent,andshort-circuitcurrentofthedatausedtoselectpowersupplyequipment,andattentiontosystemgrounding,lightningprotectionandtheexclusionofothercommonfailures.

Keywords:

Powerfeedsystem，Factoryelectricitysupply，Electricautomationtechnology

摘要 I

Abstract II

目录 III

1绪论 -1-

1.1工厂供电的意义 -1-

1.2工厂供电的原则 -1-

1.3原始资料 -2-

2工厂变电所的选择 -4-

2.1主变选择 -4-

2.1.1供电方案论证 -4-

2.1.2主变压器的选择 -5-

2.2短路电流计算 -15-

2.2.1短路的种类及原因 -15-

2.2.2短路电流的计算 -16-

2.3电气设备选择 -21-

2.3.1电气设备选择的一般条件 -21-

2.3.2各种电气设备的选择 -24-

2.4本变电所高低压电气设备的选择 -28-

2.4.1高压35kV侧设备选择 -28-

2.4.2中压10kV侧设备选择 -29-

2.4.3低压0.4kV侧设备选择 -29-

3主接线设计 -30-

3.1主接线的设计原则和要求 -30-

3.1.1电气主接线的设计原则 -30-

3.1.2设计主接线的基本要求 -32-

3.2主接线的设计步骤 -32-

3.3基本接线型式 -33-

3.3.1单母线接线 -33-

3.3.2单母线分段接线 -33-

3.3.3双母线接线 -33-

3.3.4双母线分段接线 -34-

3.3.5桥形接线 -35-

3.4主接线初步设计方案 -35-

4继电保护配置 -37-

4.1继电保护的任务 -37-

4.2继电保护装置 -37-

4.3主变压器保护 -37-

4.435kV进线线路保护 -38-

5降压变电所防雷与接地装置的设计 -39-

5.1变电所的防雷保护 -39-

5.1.1直接防雷保护 -39-

5.1.2雷电侵入波的防护 -39-

5.2变电所公共接地装置的设计 -39-

5.2.1接地电阻的要求 -39-

5.2.2接地装置的设计 -40-

结论 -41-

致谢 -42-

参考文献 -43-

附录A主变压器的主接线方案图 -44-

-43-

1绪论

1.1工厂供电的意义

众所周知，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；电能的输送和分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化[1]。

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必重多少，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。

1.2工厂供电的原则

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

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原始资料

（1）工厂负荷数据：

工厂多数车间为2班制，年最大负荷利用小时数4600小时。

工厂负荷统计资料见表1（本表数据为设计方案分配表第九组数据）。

设计需要考虑工厂5年发展规划负荷（工厂负荷年增长率按2%），如图表1.1所示。

表1.1某化纤厂负荷情况表

某化纤厂负荷情况表

序号

车间设备名称

安装容量

纺练车间

纺丝机

200

筒绞机

烘干机

脱水机

通风机

180

淋洗机

变频机

840

传送机

原液车间照明

1040

酸站照明

260

锅炉房照明

320

排毒车间照明

160

其他车间照明

240

（2）供电电源请况：

按与供电局协议，本人可由16公里处的城北变电所（110/38.5/11kv），90MVA变压器供电，供电电压可任选。

另外，与本厂相距5公里处的其他工厂可以引入10kV电缆做备用电源，但容量只能满足本厂负荷的20%（重要负荷），平时不准投入，只在本厂主要电源故障或检修时投入。

（3）电源的短路容量（城北变电所）：

35kV母线的出线断路器断流容量为400MVA；10kV母线的出线断路器断流容量为350MVA。

（4）电费制度：

按两部制电费计算。

变压安装容量每1kVA为15元/月，动力电费为0.3元/kv.h,照明电费为0.155元/kv.h。

（5）气象资料：

本厂地区最高温度为38度，最热月平均最高气温为30度。

（6）地质水文资料：

本厂地区海拔60m，底层以杀粘土为主，地下水位为2m。

2工厂变电所的选择

2.1主变选择

2.1.1供电方案论证

由于本地区能提供110kV、35kV和10kV三个电压等级，由于城北变电所提供110kV电压，经变压器变成35kV或10kV对工厂进行供电，所以需要35kV或10kV中的一种电压，所以将两种电压的优缺点扼要分析如下：

方案一：

采用35kV电压供电的特点:

（1）供电电压较高，线路的功率损耗及电能损耗小，年运行费用低；

（2）电压损失小，调压问题容易解决；

（3）对的要求较低，可以减少提高功率因数补偿设备的投资；

（4）需建设总降压变电所，工厂供电设备便于集中控制管理

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