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1、目 录摘要IAbstract.1第一章 绪论11.1 工厂供电的意义和要求 11.2 工厂供电设计的一般原则 1第二章 设计任务及原始资料42.1 设计任务42.2 原始资料4第三章 负荷计算及无功功率补偿631负荷计算63.1.1 负荷计算的意义63.1.2 按需要系数法确定计算负荷63.2 无功功率补偿8第四章 主变压器的选择与主接线方案的设计114.1 主变压器的选择114.1.1 35kV/6kV变压器的选择114.1.2 6kV/380V变压器的选择114.2 工厂主接线方案的比较114.2.1 工厂总降压变电所高压侧主接线方式比较114.2.2 工厂总降压变电所低压侧主接线方式比较
2、124.3 总降压变电所电气主接线设计124.4 高低压配电柜选择13第五章 短路电流计算145.1 三相短路电流计算的目的145.2 短路电流计算14第六章 电气设备的选型及校验166.1 电气设备选择与校验的条件与项目166.2 设备选择166.2.1 断路器的选择166.2.2 隔离开关的选择176.2.3 高压熔断器选择19 6.2.4 电压互感器的选择206.2.5 电流互感器的选择206.3 母线与各电压等级出线选择226.3.1 6kV母线的选择226.3.2 选择35kV线路导线236.3.3 6kV出线的选择24第七章 继电保护选择307.1 35kV侧电压互感器二次回路方案
3、与继电保护的整定307.1.1 35kV主变压器保护307.1.2 6kV变压器保护317.1.3 6kV母线保护317.1.4 6kV出线保护31第八章 防雷保护和接地装置的设计328.1防雷保护328.1.1架空线路的防雷措施328.1.2 变配电所的防雷措施328.2接地装置328.2.1确定此配电所公共接地装置32结 论33参考文献（References）34致35附录A36附录B46附录C49某冶金机械制造厂总降压变电所及配电系统设计专业：电气工程及其自动化 学号：7022808044 ：祁成龙 指导老师：许仙明摘要:厂总降压变电所是工厂供配电的重要组成部分，它直接影响整个工厂供电的
4、可靠运行，同时它又是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换、接受和分配电能的作用。电气主接线是总降压变电所的主要环节，电气主接线的拟定直接关系着全厂电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，是决定变电所电气部分技术经济性能的关键因素。本设计是35/6kV降压变电所及高压配电系统的设计。首先，进行车间负荷统计和无功功率补偿，确定主变压器及各车间变压器；从技术和经济等方面，通过了两种方案的比较，选择经济、可靠、运行灵活的主接线一次方案。其次，进行短路计算和设备的选择、校验；然后，确定工厂电源进线、母线和高压配电线路。最后，进行二次回路方案、整定继电保护、防雷保护和接地装置的设计。设计
5、结果可以满足精益冶金机械修造厂供电的可靠性，并保证各车间电气设备的稳定运行。关键词：负荷计算；变电所主接线；继电保护第一章 绪论1.1 工厂供电的意义和要求 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（除电化工业外）。电能在工业生产中的重要性，并
6、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
7、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、GB50053-94 10kv及以下设计规、GB50054-95 低压配电设计规等的规定，
8、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。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
9、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 设计容及步骤全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，经济的分配电能问题。其基本容有以下几方面：1、负荷计算 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。2、工厂总降压变电所的位置和主变压器的台数及容量选择 参考电源进线方向，综合考虑设置总降压变电所的有关因
10、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、工厂总降压变电所主结线设计 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、厂区高压配电系统设计 根据厂负荷情况，从技术和经济合理性确定厂区配电电压。参考负荷布局及总降压变电所位置，比较几种可行的高压配电网布置放案，计算出导线截面及电压损失，由不同放案的可靠性，电压损失，基建投资，年运行费用，有色金属消耗量等综合技术经济条件列表比值，择优选用。按选定配电系统作线路结构与敷设方式设计。用厂区高压线路平面布置图，敷设
11、要求和架空线路杆位明细表以及工程预算书表达设计成果。5、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。6、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。7、变电所高、低压侧设备选择 参照短路电流计算数据和各回
12、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。8、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、信号、检测和继电器保护装置。并对保护装置做出整定计算和检验其灵敏系数。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
13、设计成果。35kv及以上系统尚需给出二次回路的保护屏和控制屏屏面布置图。9、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。10、 专题设计11、总降压变电所变、配电装置总体布置设计综合前述设计计算结果，参照国家有关规程规定，进行外的变、配电装置的总体布置和施工设计。 第二章 设计任务及原始资料2.1 设计任务完成某冶金机械修造厂全厂总降压变电所及配电系统设计2.2 原始资料1.
14、 生产任务及车间组成本厂主要承担全国冶金工业系统矿山、冶炼和轧钢设备的配件生产，即以生产铸造、锻造、铆焊、毛坯件为主体，生产规模为：铸钢件1万吨、铸铁件3千吨、锻件1千吨、铆焊件2千5百吨。本厂车间组成：(1) 铸钢车间；（2）铸铁车间；（3）锻造车间；（4）铆焊车间；（5）木型间木型库；（6）机修车间；（7）砂库；（8）制材场；（9）空压站；（10）锅炉房；（11）综合楼；（12）水塔；（13）水泵房；（14）污水提升站等2. 供用电协议（1）工厂电源从电业部门某220/35千伏变压所，用35千伏双回架空线引入本厂，其中一个做为工作电源，一个做为备用电源，两个电源不并列运行，该变电所距厂东侧8公里。（2）供电系统短路技术数据区域变电所35KV母线短路数据表系 统 运 行 方 式短 路 容 量说 明最大运行方式兆伏安35KV最小运行方式兆伏安35KV （3）电业部门对本厂提出的技术要求 区域变电所35千伏配出线路定时限过流保护装置的整定时间为2秒，工厂“总降不应大于1.5秒” 在总降变电所35千伏侧进行计量； 本厂的功率因数值应在0.9以上。 供电系统3. 本厂负荷的性质本厂为三班工作制，最大有功负荷年利用小时数为6000小时，属于二级负荷。4. 厂的自然条件 (1) 气象条件 最热月平均最高温度为30； 土壤中0.71米深处一年中最热月
