机械制造厂供电系统设计

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1、新疆工业高等专科学校毕业设计 机械制造厂供电系统设计 郭俊威 系别：电气与信息工程系 专业班级：电气自动化 07-34（1）班 指导教师：石 黄 霞 完成日期：2010 年 6 月 17 日 新疆工业高等专科学校 毕业设计（论文）任务书 一、题目：机械制造厂供电系统设计 二、指导思想和目的： 通过实习和设计让我熟悉了供配电系统的意义和基本要求， 掌握了对供配电系统及 变电所设计的基本步骤和方法， 达到了对供配电系统有一个初步的感性认识并且能够独 立的分析和设计一些用电企业供配电系统及变电所的要求。 三、设计任务或主要技术指标： 1、工厂供电的意义和要求 2、负荷计算及功率补偿 3、变电所位置及

2、变压器的选择 4、短路电流计算 5、一次设备的选择及保护 6、二次设备的选择及保护 7、系统的防雷与接地保护 四、设计进度与要求： 1） ：布置设计任务，深入了解设计内容，阅读参考资料，学习有关内容。 2） ：先对该机械厂的负荷进行计算，然后确定主接线方案。 3） ：选择变电所的位置，并对短路电流进行计算。 4） ：根据主接线方案及短路电流选择电缆和母线。 5） ：选择高低压开关设备并校验。 6） ：对继电装置整定及二次保护，设计系统的防雷和接地保护。 7） ：修改格式、打印设计报告。总结，准备毕业答辩，完成答辩。 五、主要参考书及参考资料： 1 刘介才 工厂供电高等教育出版社 2003 年

3、7 月 2 李宗纲、刘玉林工厂供电设计西安交通大学出版社 2005 年 8 月 3 苏文成 工厂供电机械工业出版社 2005 年 9 月 专业班级：电气自动化 07-34（1）班学生：郭俊威 指导教师：石黄霞 年月日 教研室主任（签名） ：系（部）主任（签名） ： 年月日 新疆工业高等专科学校 毕业设计（论文）评定意见书 设计（论文）题目：机械制造厂供电系统设计 专题：机械制造厂供电系统设计 设 计 者：姓名郭俊威专业电气自动化班级电气自动化 0734（1）班 设计时间：2010 年 4 月 5 日2010 年 6 月 17 日 指导教师：姓名石黄霞职称单位新疆工业高等专科学校 评 阅 人：姓

4、名职称单位 评定意见： 评定成绩： 指导教师（签名） ：年月日 评阅人（签名） ：年月日 答辩委员会主任（签名） ：年月日 毕业设计评定意见参考提纲 1.学生完成的工作量与内容是否符合任务书的要求。 2.设计或论文（说明书）的优缺点，包括：学生理论水平、独立实践工作能 力、表现出的创造性和综合应用能力、勤勉态度等。 3.设计或论文（说明书）中较成功的部分。 4.作毕业设计或论文（说明书）时遇到的困难和问题。 电气与信息工程系毕业答辩情况记录表 答辩人姓名郭俊威班级0734（1）专业电气自动化 设计题目机械制造厂供电系统设计指导老师石黄霞 答辩日期2010 年 6 月 17 日答辩时间时分时分

5、自述回答问题小结 答辩组长：年月日 摘 要 该设计是关于工程机械制造厂供电系统及变电所的设计。 设计的思路是依据国家规 范要求以及该厂二类负荷对供电可靠性的要求， 制定设计方案及供电措施。在该设计 中，依据给定的设计范围和基础资料，建立起适合自身生产和发展需要的供电系统。该 企业的供电系统由一条 35KV 高压进线和一条 10KV 高压进线电源提供， 为确保负荷供电 的可靠性，在高压侧又设有“单母线分段制”的电源供电方式，另外在两个车间变电所 的低压侧设有联络线，从而使整个供电系统更具有其可靠性和灵活性。为适应机械类企 业，用电负荷变化大、自然功率因数低的特点，该设计中采用并联电容器的方法来补

6、偿 无功功率，以减少供电系统的电能损耗和电压损失，同时提高了供电电压的质量。设计 中体现了安全、可靠、灵活、经济的原则。确定高压变配电所的位置、形式、数量及主 变台数与容量等；确定二次继电保护方案，选用先进的自动保护装置；确定变电所防雷 过压保护与接地保护方案；根据设计要求，绘制全厂供配电系统图、二次继电保护电路 图及高压变配电所平、剖图等 关键字：供电系统安全可靠电容补偿 目录 1 概述.1 1.1 工厂供电意义和要求1 1.2 设计原则1 1.3 内容及步骤2 2 负荷计算.3 2.1 定义.3 2.2 负荷计算的方法.3 3 供电系统及方式7 3.1 方案选择.7 3.2 主接线方案.8

7、 4 电容补偿8 4.1 意义8 4.2 车变一电容补偿.8 4.3 车变二电容补偿.9 4.4 主变电容补偿.10 4.5 补偿装置选择.11 5 变电所位置选择及变电所布置.11 5.1 变电所位置选择.11 5.2 变电所布置.12 5.2.1 所址选择的一般原则.12 5.2.2 总体布置要求.12 6 短路电流计算.13 6.1 短路电流计算14 6.1.1 公式.14 6.1.2 该供电系统的等效电路图如下.14 6.1.3 短路计算：.15 6.1.4 短路电流计算.18 7 电缆、母线的选择.18 7.1 概述.18 7.2 35KV 电缆选择19 7.3 10kv 电缆及母线

8、的选择19 7.3.1 10kv 电缆的选择19 7.3.2 10kv 母线的选择19 7.3.3 10/0.4 变压器二次侧出线柜母线的选择21 7.3.4 10/0.4 变压器二次侧电缆的选择22 8 高低压开关设备选择及校验23 8.1 选择条件23 8.2 高压设备的选择.24 8.3 低压侧设备选择及校验29 9 继电装置整定及二次保护.34 9.1 概述.34 9.2 继电保护装置的接线方式.35 9.3 继电保护装置的操作方式.35 9.4 电流速断保护.36 9.5 电力变压器的继电保护.36 9.6 35KV 电力变压器的保护38 10 防雷、接地与照明.39 10.1 防雷

9、.39 10.1.1 雷电的有关名词.39 10.1.2 避雷带和避雷网.40 10.2 接地.40 10.3 照明.41 总结.42 致谢.43 参考文献.44 机械制造厂供电系统设计 1 1 概述 1.1 工厂供电意义和要求 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；电能的输送和分配既简单经济，又 便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。 在工程机械制造厂里，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

10、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 做好节能工作，就必须达到以下基本

11、要求： 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。 可靠 应满足电能用户对供电可靠性的要求。 优质 应满足电能用户对电压和频率等质量的要求 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 设计原则 按照国家标准 GB50052-95供配电系统设计规范 、GB 50059-9235110kV 变电 所设计规范 、 GB50053-94 10kv 及以下设计规范 、 GB50054-95 低压配电设计规范

12、 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 机械制造厂供电系统设计 2 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

13、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。 1.3 内容及步骤 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。其基本内容有以下几方面。 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、显示计算结果。 2、一次系统图 跟据负荷类别及对供电可靠性

14、的要求进行负荷计算，绘制一次系统图，确定变电所 高、低接线方式。对它的基本要求，即要安全可靠又要灵活经济，安装容易维修方便。 3、电容补偿 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。由手册或产品样本选用所需无功功率补偿柜的规格和数量。 4、变压器选择及变电所布置 根据电源进线方向，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 及扩建和备用的需要，确定变压器型号及全厂供电平面图。 5、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，皆可按无限大 容量系统供电进行短路计算。求出各短路点的三相短路电流及相应有

15、关参数。 6、高、低压设备选择及校验 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，选择高、低压配电设 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，并列表表示。 7、导线、电缆的选择 为了保证供电系统安全、可靠、优质、经济地运行，进行导线和电缆截面选择时必 须满足发热条件： 导线和电缆(包括母线)在通过正常最大负荷电流即线路计算电流时产生的发热温 度，不应超过其正常运行时的最高允许温度。 机械制造厂供电系统设计 3 8、整定及二次保护 为了监视、控制和保证安全可靠运行，各用电设备，皆需设置相应的控制、信号、 检测和继电器

16、保护装置。并对保护装置做出整定计算。给出二次系统图。 9、防雷与接地 参考本地区气象及地质资料，设计防雷接地装置，绘制防雷接地平面图。 2 负荷计算 2.1 定义 1、计算负荷又称需要负荷或最大负荷。计算负荷是一个假想的持续性的负荷，其 热效应与同一时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。在配电设计中，通常采用 30 分钟的最大平均负荷作为按发热条件选择电器或导体的依据。 2、平均负荷为一段时间内用电设备所消耗的电能与该段时间之比。常选用最大负 荷班（即有代表性的一昼夜内电能消耗量最多的一个班）的平均负荷，有时也计算年平 均负荷。平均负荷用来计算最大负荷和电能消耗量。 2.2 负荷计算的方法 负荷计算的方法有需要系数法、利用系数法及二项式等几种。 本设计将采用需要系数法予以确定。 所用公式有： 有功功率 de KPP 30 （2-1） 无功功率tgPQ 3030 （2-2）视在功率 30303030 cos/QPPS（2-3）计算电流 N USI3/ 3030 （2-4） 2.3 负荷计算结果 表 21