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1、 摘 要 本毕业设计为某钢厂10KV总降变电所设计，对在钢厂变电所设计中的若干问题：负荷计算，三相短路分析及短路电流计算，高低压设备的选择与校验，变压器的继电保护，变电所的过电压保护，无功补偿，防雷与接地等几方面的设计进行了陈述，并对供电主接线的拓扑结构进行了阐述，采用一台1600kVA的主变压器，最大设备容量1636kW，采用并联电容器进行低压集中补偿，对变压器进行过电流，电流速断，瓦斯保护，按三类防雷建筑物设防，采用强弱电联合接地系统对建筑物进行保护。本次设计的内容紧密结合实际，通过查找大量相关资料，设计出符合当前要求的变电所。设计中主要采用了一些固定方式的保护和常规保护，可以使变电站内值
2、班人员或调度中心的人员及时掌握变电所的运行情况，直接对设备进行操作，及时了解故障情况，并迅速进行处理，达到供电系统的管理科学化、规范化，充分发挥整体优势，进行全系统的信息综合管理。目 录1设计背景 12工厂供电设计的一般原则 13负荷计算和功率补偿 23.1负荷计算的意义23.2负荷计算的方法23.3全厂负荷计算33.4功率补偿44变压器的选择 55主接线方案的选择55.1对变电所主接线的一般要求55.2变电所主接线方案 66短路电流计算 76.1短路的原因及危害76.2短路的类型及短路计算的目的86.3三相短路电流计算87电气设备的选择 10 7.1电气设备选择的一般原则 107.2高压开关
3、电器的选择 117.3配电所高压开关柜的选择 118变压器的继电保护 128.1继电保护装置的任务及要求 12 8.2继电保护配置 129防雷与接地 169.1过电压及雷电概述 169.2防雷 169.3电气装置的接地 17 总结 19致谢20主要参考文献 21附录A 10KV供电系统图22附录B 低压供电系统图23第1章 设计背景工厂供电，就是指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂配电。 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
4、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。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。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，
5、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。 第2章 工厂供电设计的一般
6、原则按照国家标准GB50052-95 供配电系统设计规范、GB50053-94 10kV及以下设计规范、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
7、筹兼顾。 必须从全局出发，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。第3章 负荷计算和功率补偿3.1负荷计算的意义计算负荷是指用概率统计的方法求出的、用来选择和校验变压器容量及开关设备、连接该负荷的电力线路的负荷值。是根据已知的工厂的用电设备安装容量确定的、预期不变的最大假想负荷。它是设计时作为选择工厂电力系统供电线路的导线截面、变压器容量、开关电器及互感器等的额定参数的重要依据。
8、负荷计算的目的是为了掌握用电情况，合理选择配电系统的设备和元件，如导线、电缆、变压器、开关等。负荷计算过小，则依此选用的设备和载流部分有过热危险，轻者使线路和配电设备寿命降低，重者影响供电系统的安全运行。负荷计算偏大，则造成设备的浪费和投资的增大。为此，正确进行负荷计算是供电设计的前提，也是实现供电系统安全、经济运行的必要手段。3.2 负荷计算的方法 负荷计算常用的方法有估算法、需要系数法、二项式法等几种，此外还有一些尚未推广的方法如单位产品耗电法、单位面积功率法、变值系数法和ABC法等。 本设计采用需要系数法确定。利用一个需要系数乘以设备容量即可求得设备的有功计算负荷的一种方法。该方法计算十
9、分简便，它是最早提出的也是至今应用最为普遍的一种方法。但由于需要系数值是根据设备台数较多、容量差别不是很大的一般情况来确定的，未考虑设备容量相差悬殊时少数大容量设备对计算机负荷的影响，因此此法较适用于设备台数较多的车间及全厂范围的计算负荷的确定。 主要计算公式有： 有功计算负荷： 式(3.1) 无功计算负荷： 式(3.2)视在计算负荷: 式(3.3)计算电流： 式(3.4) 全厂各设备计算负荷如表3.1：表3.1 全厂计算负荷序号设 备名 称有功计算负荷（kW）计算电流I （A）序号设 备名 称有功计算负荷（kW）计算电流I（A）1大球磨24546512备用1102502大球磨24546513
10、渣泵22503小球磨11025014矿坝水泵30684小球磨11025015磁选机15305摇床总柜245516备用601366矿坝配电柜11025017检修电源30687备用11025018照明306881#破碎机7517019行车7016592#破碎机7517020磁选机控制箱2250103#破碎机6013621化验室204011给矿机36.822备用601363.3 全厂负荷计算 本设计中取COS=0.85 同时系数K = 0.7 根据上表数据可算出：; 总有功计算负荷： 总无功计算负荷： 总视在计算负荷:总计算电流:3.4 功率补偿 功率因数太低将会给配电系统带来电能损耗增加，电压损失
11、增大和供电设备利用效率降低等不良影响。正是如此，要求电力用户功率达到一定数值，低于此值时就必须进行补偿，国家标准GB/T3485-1998评价企业合理用电技术导则中规定：“在企业最大负荷时的功率因数应不低于0.9，凡功率因数未达到上述规定的，应该在负荷侧合理装置集中与就地无功补偿设备”。 由于本设计中上级要求功率因数COS0.9就可满足要求，,而由上面计算可知COS=0.850.9，因此需要进行无功补偿。 综合考虑在这里采用并联电容器进行低压集中补偿。低压集中补偿是指将低压电容器组集中装设在车间变电所的低压母线上。该补偿方式只能补偿车间变电所低压母线前变压器和高压配电线路及电力系统的无功功率，对变电所低压母线后的设备则不起补偿作用。 可选用BWF0.4-12-1型的电容器，其额定容量是12kvar，额定电容为240F。补偿容量Qcc = 1145.2
