工厂供电开题报告.docx
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工厂供电开题报告
本科毕业设计开题报告
题目：
机械厂供电设计
专题：
院（系）：
电气与信息工程学院
班级：
电气班
姓名：
学号：
22号
************************************
教师职称：
黑龙江科技学院本科毕业设计开题报告
题目
工厂供电设计
来源
1、研究目的和意义
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。
众所周知，电能是现代工业生产的主要能源和动力。
电能即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、分配既简单经济，又便于控制、调剂和测量，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。
例如在机械工业中，电费开支仅占产品成本的5%左右。
从投资额来看，一般机械工厂在供电设备上的投资，也仅占总投资的5%左右。
因此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。
现代大型企业供配电系统的主接线及运行方式都非常复杂，各种电器设备的数量和种类繁多。
系统内出现的故障和不正常状态也越来越隐蔽和复杂。
运行人员根据自己的知识和经验做出判断，并采取相应措施，因此对运行人员的技术水平要求较高。
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，直接影响全厂安全生产。
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。
2、国内外发展情况（文献综述）
我国供配电自动化的发展是电力市场和经济建设的必然结果，长期以来供配电的建设未能得到应有的重视，建设资金短缺，设备技术性能落后，事故频繁发生，严重影响了人民生活和经济建设的发展，另外电力的发展和电力市场的建立，供配电技术的薄弱环节显得越来越突出，形成电力需求与供配电设施不协调的局面。
国家颁布实施《电力法》贯彻后，电力作为一种商品进入市场，接受用户的监督和选择，由于对电力供应中的停电影响追究电力经营者的责任。
另外，高精密的技术和装备对电能质量要求，供配电的可靠性已是电力经营者必须考虑的主要问题。
工厂供电，就是指工厂所需电能的供应和分配，亦称为工厂配电。
工厂供电系统就是将电力系统的电能降压再分配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。
按照国家标准GB50052-95《供配电系统设计规范》、GB50053-94《10KV及以下变电所设计规范》、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、遵守章程、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：
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，以适应设计工作的需要。
3、研究/设计的目标：
本厂多数车间为两班制，年最大负荷利用小时为4600h，日最大负荷
持续时间为6h。
该厂除铸造车间、电镀车间和锅炉房属二级负荷外，其余均属三级负荷。
本厂可由附近一条10kV的公用电源干线取得工作电源。
该干线的导线牌号为LGJ-150，导线为等边三角形排列，线距为2m；干线首端距离本厂约8km。
干线首端所装设的高压断路器断流容量为500MVA。
此断路器配备有定时限过流保护和电流速断保护，定时限过流保护整定的动作时间为1.7s。
为满足工厂二级负荷要求，可采用高压联络线由邻近的单位取得备用电源。
已知与本厂高压侧有电气联系的架空线路总长度为80km，电缆线路总长度为25km。
本厂的负荷统计资料：
5、拟解决的关键问题
厂房编号
厂房名称
符合类别
设备容量/KV
需要系数
功率因数
1.
铸造车间
动力
300
0.3
0.7
2.
锻压车间
动力
350
0.3
0.65
3.
金工车间
动力
400
0.2
0.65
4.
工具车间
动力
360
0.3
0.6
5.
电镀车间
动力
250
0.2
0.8
6.
热处理车间
动力
150
0.6
0.8
7.
装配车间
动力
180
0.3
0.7
8.
机修车间
动力
160
0.2
0.65
9.
锅炉车间
动力
50
0.7
0.8
10.
仓库
动力
20
0.4
0.8
1.统计全厂负荷并进行负荷计算
2.确定变电所的选址和形式
3.确定全厂的供电方式和接线方式
4.变压器容量和台数的选择
5.计算短路电流
6.一次侧及二次侧设备选择
7.变电所防雷、接地保护设施
6、设计方案：
目的：
安全、可靠、经济、优质
1、负荷计算和无功功率补偿
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。
无功功率的人工补偿装置：
主要有同步补偿机和并联电容器两种。
由于并联电容器具有安装简单、运行维护方便、有功损耗小以及组装灵活、扩容方便等优点，因此并联电容器在供电系统中应用最为普遍。
安装并联电容器进行无功补偿，可限制无功补偿在电网中传输，相应减小了线路的电压损耗，提高了配电网的电压质量。
2、工厂总降压变电所的位置和主变压器的台数及容量、形式选择
参考电源进线方向，综合考虑设置总降压变电所的有关因素，结合全厂计算负荷以及扩建备用的需要，确定变压器的台数和容量。
在设计时必须考虑5到10年的负荷增长情况并如何根据这些资料正确估计变电站需要的电力、电量。
负荷计算直接影响着变压器的选择，计算负荷是根据变电站所带负荷容量确定的，这个负荷是设计时作为选择变电站电力系统供电线路的导线截面，母线的选择，变压器容量，断路器，隔离开关，互感器额定参数的依据。
3、工厂总降压变电所主接线设计
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。
接线方式：
对于变电站的电气接线，当能满足运行要求时，其高压侧应尽可能才用断路器较少的或不用断路器的接线，如线路变压器组或桥型接线等。
若能满足继电保护要求时，也可采用线路分支接线。
在110—200KV配电装置中，当出线为两回时，一般采用桥型接线，当出线不超过四回时，一般采用单母线接线，在枢纽变电站中，当110—200KV出线在四回及以上时，一般采用双母线接线。
在大容量变电站中，为了限制6—10KV出线上的短路电流，一般可采用以下措施：
1.变压器分裂运行。
2.在变压器回路中装置分裂电抗器。
3.采用低压侧为分裂绕组的变压器。
4.出线上装设电容器。
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。
（1）所有的电源电动势相位角均相等，电流的频率相同，短路前，电力系统的电势和电流是对称的。
（2）认为变压器是理想变压器，变压器的铁芯始终处于不饱和状态，即电抗值不随电流的变化而变化。
（3）输电线路的分布电容略去不计。
（4）每一个电压级采用平均电压，这个规定在计算短路电流时，所造成的误差很小。
唯一例外的是电抗器，应该采用加于电抗器端点的实际额定电压，因为电抗器的阻抗通常比其他元件阻抗大的多，否则，误差偏大。
（5）计算高压系统短路电流时，一般只计算发电机、变压器、电抗器、线路等元件的电抗。
只有在短路点总电阻大于总电阻的1/3时才加以考虑此时采用阻抗等于电抗计算。
（6）短路点离同步调相机和同步电动机较近时，应该考虑对短路电流值得影响。
有关感应电动机对电力系统三相短路冲击电流的影响：
在母线附近的大容量电动机正在运行时，在母线上发生三相短路，短路点的电压立即降低。
此时，电动机将变为发电机运行状态，母线上电压低于电动机的反电势。
（7）在简化系统阻抗是时，距短路点远的电源与近的电源不能合并。
（8）以供电电源为基准的电抗标幺值>3，可以认为电源容量为无限大容量的系统，短路电流的周期分量在短路全过程中保持不变。
5、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。
6、继电保护的整定及二次结线设计
设计包括继电器保护装置、监视及测量仪表，控制和信号装置，操作电源和控制电缆组成的变电所二次结线系统，用二次回路原理接线图或二次回路展开图以及元件材料表达设计成果。
变压器是电力系统中十分重要的供电元件，它的故障将对供电可靠性和系统的正常运行带来严重的影响。
同时大容量的电力变压器也是十分贵重的元件，因此，必须根据变压器变压器的容量和重要程度考虑装设性能良好，工作可靠的继电保护。
变压器应装设以下保护：
（1）瓦斯保护
为了反应变压器油箱内部各种短路故障和油面降低的保护。
它反应于油箱内部所产生的气体或油流而动作。
其中轻瓦斯动作于信号，重瓦斯动作于跳开变压器各侧电源断路器。
（2）纵差动保护
为了反应变压器绕组和引出线的相间短路以及中性点直接接地电网侧绕组和引线的接地短路及绕组匝间短路，应装设纵差保护纵差保护或电流速冻保护。
纵差动保护适用于并列运行的变压器，容量为6300KVA以上时，单独运行的变压器，容量为100000KVA以上时；发电厂常用工作变压器和工业企业中的重要变压器，容量为6300KVA以上时。
（3）复合电压启动的过电流保护
为了反映外部短路引起的变压器过电流和作为变压器主保护的后备保护，根据变压器容量的不同和系统短路电流的不同，须装设不同的过电流保护。
三绕组变压器在外部故障时，应尽量减小停电范围，因此在外部发生短路时，要求仅断开故障侧的断路器，而使另外两侧继续运行。
而当内部发生故障时，保护应起到后备作用。
复合电压启动的过电流保护，既能反应不对称短路的故障，也能反应对称短路的故障，并且其灵敏度也较高。
7、变电所防雷装置设计
参考本地区气象地质材料，设计防雷装置。
进行防直击的避雷针保护范围计算，避免产生反击现象的空间距离计算，按避雷器的基本参数选择防雷电冲击波的避雷器的规格型号，并确定其接线部位。
进行避雷灭弧电压，频放电电压和最大允许安装距离检验以及冲击接地电阻计算。
6、可行性分析：
电能是工厂生产的主要能源和动力，工厂供电有利于实现生产过程自动化，增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低劳动生产成本，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件。
7、设计产品的主要用途和应用领域：
工厂所需电能由工厂供电系统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，有利于工厂增大产量，减轻工人的劳动强度，降低生产成本，节约能源，对国家经济建设也具有重大作用。
8、时间进程
开题阶段：
3.1－3．25查阅资料，了解背景知识，明确研究方向，撰写开题报告.
准备阶段：
3．26－3．31学习相关知识，包括该领域的基础知识、前沿技术及相应器件性能等.
制作阶段：
4．1－5．20确定实现方案，计算负荷、电流，选择设备，设计接线方式，供电方式。
总结阶段：
5．20－6．10检验作品，撰写毕业设计论文并准备答辩
参考文献
1、刘介才.工厂供电.北京.机械工业出版社.2009
2、刘介才.工厂供电设计指导.机械工业出版社.2008
3、杨晓敏.电力系统继电保护原理及应用.中国电力出版社.2006.8
4、于永源.电力系统分析.中国电力出版社.2007.8
指导教师意见:
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毕业设计领导小组意见:
组长签字：
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