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

1、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、

2、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ABSTRACTPower industry as the lifeblood of the national economy,both in industrial and agricultural construction or ordinary civilian plays a pillar of strength for the socialist moderni

3、zation construction has laid a solid foundation.Macro sense the power industry needs through objective careful plant design reflects the supply and distribution system,which is the design value.The design content for a motor built factory in Zhengzhou for the distribution design,according to the mis

4、sion statement requirements,access to relevant information through literature,the use of university level learning outcomes,through specific discussion of plant distribution system design principles,design and carry out a detailed analysis of the overall Description,including:load calculation and re

5、active power compensation,substation location and type selection,and the number of main transformer substation capacity,type of selection,substation main Wiring,short-circuit current calculations,a substation equipment selection and validation,substation outlet choice,substation secondary circuit pr

6、ogram selection and tuning protection,lightning protection and grounding devices.Rigorous scientific method to complete the content of this design,to meet the design requirements of the mission statement,the electric power industry in the units-factories reflected supply and distribution system desi

7、gn.Keywords:Load calculations,short circuit current calculation,Main Wiring,relay setting,lightning protection and grounding摘要 IABSTRACT II1绪论 11.1工厂供电的目的意义 11.2本次设计的任务要求 21.3设计资料 21.4工厂平面图 32负荷计算和无功功率补偿 42.1负荷计算 42.1.1负荷计算概述 42.1.2按需要系数法确定计算负荷 42.1.3多组用电设备计算负荷的确定 52.1.4工厂各车间负荷计算表 62.1.5全厂负荷计算 62.2无

8、功功率的补偿 73变电所参数的确定 103.1总降压变电所位置的选择 103.2总降压变电所型式的选择 123.3总降压变电所主变压器台数的选择 123.4总降压变电所主变压器容量的选择 123.5总降压变电所主变压器的选择 134变电所主接线方案的设计 144.1变电所主接线方案的设计原则与一般要求 144.2变电所主接线的接线方式 144.3变电所主接线图 155短路电流的计算 165.1短路电流计算方法 165.2短路电流计算过程 175.2.1最大运行方式 175.2.2系统最小运行方式 195.2.3三相短路电流统计表 196总降压变电所一次设备的选择与校验 206.1一次设备选择与

9、校验的条件与项目 206.1.1按正常工作条件选择 206.1.2按短路条件校验 206.2 35kV侧一次设备选择与校验 216.3 10kV侧一次设备选择与校验 226.4高压开关柜的选择 236.5母线的选择 237变电所进出线的选择与校验 247.1进出线方式的选择 247.2进出线的选择与校验条件 247.2.1按发热条件选择导线和电缆的截面 247.2.2按经济电流密度选择导线和电缆的截面 257.2.3电压损耗的计算 257.3变电所35kV侧进线的选择 257.4变电所出线的选择 267.5备用电源线的选择 277.6车间馈线的选择 277.7进出线选择结果 288变电所二次回

10、路方案的选择与继电保护的整定 298.1高压断路器的操动机构控制与信号回路 298.2电能计量回路 298.3测量和绝缘监察回路 298.4继电保护概述 298.4.1对继电保护装置的基本要求 298.4.2继电保护的灵敏系数 308.5电力变压器的继电保护 308.5.1电力变压器保护装置的配置要求 308.5.2变压器过电流保护的整定计算 308.5.3变压器电流速断保护的整定计算 318.5.4变电所的保护装置 318.6电力线路的继电保护 328.6.1概述 328.6.2电力线路的保护 339变电所防雷接地保护与接地装置的设计 369.1变电所和线路的防雷保护 369.1.1防雷设备

11、 369.1.2电力线路的防雷措施 369.1.3总降压变电所的防雷措施 369.2接地装置的设计 3610结论 38参考文献 39致谢 40附录一 41附录二 421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

12、、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

13、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

14、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

15、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