学士学位论文某电机修造厂总降压变电所及高压配电系统设计.docx

学士学位论文某电机修造厂总降压变电所及高压配电系统设计.docx

《学士学位论文某电机修造厂总降压变电所及高压配电系统设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《学士学位论文某电机修造厂总降压变电所及高压配电系统设计.docx（53页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

学士学位论文某电机修造厂总降压变电所及高压配电系统设计

摘要

电力行业作为国家经济的命脉之一，无论在工农业建设还是普通民用都扮演着中流砥柱的作用，为社会主义现代建设奠定了坚实的基础。

宏观意义电力行业需要通过客观缜密的工厂供配电系统设计体现，这是本设计的价值所在。

本设计内容针对郑州某电机修造厂的供配电设计，据任务书要求，通过查阅相关资料文献，运用大学阶段学习成果，通过具体讨论工厂配电系统方案设计的原理，进行总体设计和详细分析说明，包括：

负荷计算和无功功率补偿、变电所位置和型式的选择、变电所主变压器台数和容量、类型的选择、变电所主接线方案、短路电流的计算、变电所一次设备的选择与校验、变电所出线的选择、变电所二次回路方案的选择与继电保护的整定、防雷保护与接地装置。

以科学严谨的方法完成本设计的内容，达到设计任务书的要求，将电力行业中的单元组成——工厂供配电系统设计反应出来。

关键词：

负荷计算短路电流计算主接线方案继电保护整定防雷和接地

ABSTRACT

Powerindustryasthelifebloodofthenationaleconomy,bothinindustrialandagriculturalconstructionorordinarycivilianplaysapillarofstrengthforthesocialistmodernizationconstructionhaslaidasolidfoundation.Macrosensethepowerindustryneedsthroughobjectivecarefulplantdesignreflectsthesupplyanddistributionsystem,whichisthedesignvalue.ThedesigncontentforamotorbuiltfactoryinZhengzhouforthedistributiondesign,accordingtothemissionstatementrequirements,accesstorelevantinformationthroughliterature,theuseofuniversitylevellearningoutcomes,throughspecificdiscussionofplantdistributionsystemdesignprinciples,designandcarryoutadetailedanalysisoftheoverallDescription,including:

loadcalculationandreactivepowercompensation,substationlocationandtypeselection,andthenumberofmaintransformersubstationcapacity,typeofselection,substationmainWiring,short-circuitcurrentcalculations,asubstationequipmentselectionandvalidation,substationoutletchoice,substationsecondarycircuitprogramselectionandtuningprotection,lightningprotectionandgroundingdevices.Rigorousscientificmethodtocompletethecontentofthisdesign,tomeetthedesignrequirementsofthemissionstatement,theelectricpowerindustryintheunits-factoriesreflectedsupplyanddistributionsystemdesign.

Keywords:

Loadcalculations,shortcircuitcurrentcalculation,MainWiring,relaysetting,lightningprotectionandgrounding

摘要I

ABSTRACTII

1绪论1

1.1工厂供电的目的意义1

1.2本次设计的任务要求2

1.3设计资料2

1.4工厂平面图3

2负荷计算和无功功率补偿4

2.1负荷计算4

2.1.1负荷计算概述4

2.1.2按需要系数法确定计算负荷4

2.1.3多组用电设备计算负荷的确定5

2.1.4工厂各车间负荷计算表6

2.1.5全厂负荷计算6

2.2无功功率的补偿7

3变电所参数的确定10

3.1总降压变电所位置的选择10

3.2总降压变电所型式的选择12

3.3总降压变电所主变压器台数的选择12

3.4总降压变电所主变压器容量的选择12

3.5总降压变电所主变压器的选择13

4变电所主接线方案的设计14

4.1变电所主接线方案的设计原则与一般要求14

4.2变电所主接线的接线方式14

4.3变电所主接线图15

5短路电流的计算16

5.1短路电流计算方法16

5.2短路电流计算过程17

5.2.1最大运行方式17

5.2.2系统最小运行方式19

5.2.3三相短路电流统计表19

6总降压变电所一次设备的选择与校验20

6.1一次设备选择与校验的条件与项目20

6.1.1按正常工作条件选择20

6.1.2按短路条件校验20

6.235kV侧一次设备选择与校验21

6.310kV侧一次设备选择与校验22

6.4高压开关柜的选择23

6.5母线的选择23

7变电所进出线的选择与校验24

7.1进出线方式的选择24

7.2进出线的选择与校验条件24

7.2.1按发热条件选择导线和电缆的截面24

7.2.2按经济电流密度选择导线和电缆的截面25

7.2.3电压损耗的计算25

7.3变电所35kV侧进线的选择25

7.4变电所出线的选择26

7.5备用电源线的选择27

7.6车间馈线的选择27

7.7进出线选择结果28

8变电所二次回路方案的选择与继电保护的整定29

8.1高压断路器的操动机构控制与信号回路29

8.2电能计量回路29

8.3测量和绝缘监察回路29

8.4继电保护概述29

8.4.1对继电保护装置的基本要求29

8.4.2继电保护的灵敏系数30

8.5电力变压器的继电保护30

8.5.1电力变压器保护装置的配置要求30

8.5.2变压器过电流保护的整定计算30

8.5.3变压器电流速断保护的整定计算31

8.5.4变电所的保护装置31

8.6电力线路的继电保护32

8.6.1概述32

8.6.2电力线路的保护33

9变电所防雷接地保护与接地装置的设计36

9.1变电所和线路的防雷保护36

9.1.1防雷设备36

9.1.2电力线路的防雷措施36

9.1.3总降压变电所的防雷措施36

9.2接地装置的设计36

10结论38

参考文献39

致谢40

附录一41

附录二42

1绪论

1.1工厂供电的目的意义

众所周知，电力工业是国民经济建设的重要部门，也是国民经济建设的基础，它为工业、商业、农业、交通运输业及社会生活提供能源。

随着工农业生产机械化、自动化水平的快速发展，对电能的需求量越来越大，对供电的可靠性、经济性、灵活性及电能质量的要求也越来越高[1]。

虽然电能消耗在工业生产中的产品成本中占的比重在5%左右，供电设备在工业生产的总投资中也占5%左右。

但是工厂供电却能提高劳动生产率、提高产品质量、降低生产成本、减轻工人劳动强度等，有利于实现生产过程自动化。

不过也同样存在巨大的风险，当工厂供电中断，即使是短时间的中断都将有可能引起重大人身事故、机械设备损坏、产生大量的报废品等严重后果，给人民、工厂、国家带来经济、环境的重大损失。

因此，做好工厂供电对于发展工业生产，实现工业现代化，减少事故伤害都有着重要的意义。

此外，在工厂供电的过程中，还要处理好局部和全局，当前与长远等关系，既要照顾当前利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应发展[2]。

为了使工厂供电工作更好地为生产服务，切实保证工厂生产和群众生活用电的需要并节约能源，当电能从电网引入到工厂时就应满足供电的基本要求。

在工厂供电的基本要求中，安全性指在工厂供电的过程中，不应发生人身事故和设备事故等重大损失。

可靠性指连续供电的要求，负荷等级的不同对供电可靠性的要求也不同，衡量供电可靠性的指标一般以全部平均供电时间占全年时间的百分数来表示。

安全性、可靠性也是对电力系统的基本要求，但是，绝对的安全性、可靠性是不存在的，当电力系统发生故障时，应能借助保护装置把故障隔离，使事故停止扩大并尽快恢复供电。

衡量电能质量的标准是电压和频率，要保证供电的优质性，供电的电压和频率都必须满足要求，在配电时需要知道线路、变电所的电压损耗，通过计算实现电气设备端电压为额定电压，同时电力系统应对配电的频率给予保证。

经济性指的是供电系统的投资少，运行费用低，并尽可能的节约电能和减少有色金属的消耗量，能源不但是国民经济的物质基础，同时也是国民经济发展的重要因素，降低能源消耗、提高有效利用程度是一项重大政策，电能是高价的二次能源，它从一次能源的利用程度只有30%，因此节约电能是节约能源的重要方面，工业用电占电能消耗的70%以上，所以工厂的电能节约有特别重要的意义，节约电能需满足技术上可行、经济上合理和对环境保护无妨碍[3]。

本次设计是为电机修造厂设计一个总降压变电所及高压配电系统，在设计时不仅要满足工厂生产工艺的具体要求，保证安全可靠的提供电能，同时要力求合理，投资少，运行费用低。

在满足这些要求后也要做到对环境无妨碍，对有色金属的消耗量小的原则。

1.2本次设计的任务要求

郑州某电机修造厂总降压变电所及高压配电系统设计，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）负荷计算和无功功率补偿

2）变电所位置和型式的选择

3）变电所主变压器台数和容量、类型的选择

4）变电所主接线方案的设计

5）短路电流的计算

6）变电所一次设备的选择与校验

7）变电所出线的选择与继电保护的整定

8）变电所二次回路方案的选择与继电保护的整定

9）防雷保护与接地装置的设计

1.3设计资料

1.工厂生产任务、规模及产品规格

本厂承担某大型钢铁联合企业各附属厂的电机、变压器修理和制造任务。

年生产规模为修理电机7500台，总容量为45万KW；制造电机总容量为6万KW，制造单机最大容量为5520KW；修理变压器500台；生产电气备件为60万件。

是大型钢铁联合企业重要组成部分。

2.供用电协议

1）当地供电部门可提供两个供电电源，供设计部门选定：

（1）从某220/35kV区域变电所提供电源，此站距厂南侧4.5公里。

（2）为满足二级负荷的需求，从某35/10kV变电所，提供10kV备用电源，此所距厂南侧4公里。

2）电力系统短路数据，如表1-1所示。

其供电系统图，如图1.1所示。

表1.1区域变电站35kV母线短路数据

系统运行方式

系统短路数据

系统