铸造厂总降压变电所及厂区设计

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1、1 摘要摘要 电力业对我国社会主义建设工农业生产和人民生活影响很大，因此，提高电力系统的可靠性，保证 安全供电是从事电力设计的重要任务。变电站是电力系统不可或缺的重要环节，对电网的安全和经济运 行起着举足轻重的作用，它担负着电能转换和电能重新分配的繁重任务。变电站不仅是实现自动化的重 要基础之一，也是满足现代化供电的实时、可靠、安全、经济运行管理的需要，更是电力系统自动化 EMS 和 DMS 的基础。 降压变电所是电力系统中非常重要的一部分，它的存在可以保证供电系统的正常运行及供电的可靠 性，它还对供电质量起着决定性作用。 变电所由主接线，主变压器，高、低压配电装置，继电保护和控制系统，所用电

2、和直流系统，远动 和通信系统，必要的无功功率补偿装置和主控制室等组成 。其中 ，主接线、主变压器、高低压配电装 置等属于一次系统；继电保护和控制系统、直流系统、远动和通信系统等属二次系统。主接线是变电所 的最重要组成部分。它决定着变电所的功能、建设投资、运行质量、维护条件和供电可靠性。一般分为 单母线、双母线、一个半断路器接线和环形接线等几种基本形式。主变压器是变电所最重要的设备，它 的性能与配置直接影响到变电所的先进性、经济性和可靠性。一般变电所需装 23 台主变压器；330 千 伏及以下时，主变压器通常采用三相变压器，其容量按投入 5 10 年的预期负荷选择。此外，对变电所 其他设备选择和

3、所址选择以及总体布置也都有具体要求 。变电所继电保护分系统保护（包括输电线路和 母线保护）和元件保护（包括变压器、电抗器及无功补偿装置保护）两类。 关键词：关键词：35KV 降压变电所降压变电所 继电保护继电保护 设计设计 2 目录目录 第一章 概论 .7 1.1 工厂供电的意义和要求 7 1.2 工厂供电设计的要求和原则 7 1.3 设计内容及步骤.8 第二章 高压供电系统设计9 第一节 主接线的原则.9 2.2 工厂变电所主接线的基本要求 10 第二节 铸造厂供用电情况分析.10 第三节 供电系统方案的选择与确定.10 2.3.1 主接线方案的技术指标.11 2.3.2 主接线方案的经济指

4、标.11 2.3.3 供电方案的拟定.11 2.3.4 技术指标计算：.12 2.3.5 经济计算：.16 2.3.6 确定方案：.18 第三章 总降压变电所的设计18 第一节 电气主接线的设计.18 第二节 工厂负荷计算及无功补偿.19 3.2.1 工厂的计算负荷：.19 3.2.2 功率补偿：.20 第三节 短路电流计算.21 3.3.1 短路点的确定.21 3.2.2 短路电流计算.23 3.3.3 短路电流计算结果表.26 第四节 主要电气设备的选择.26 3.4.1 一次设备按其功能来分，可分为以下几类：.26 3.4.2 35KV 侧高压电器设备的选择：.27 3.4.3 10KV

5、 侧电气设备的选择.33 第五节 配电装置设计.35 3.5.1 配电所的任务.35 3.5.2 高压配电所的设计原则及要求.36 3.5.3 配电装置确定.36 第六节 继电保护系统设计.37 3.6.3 高压线路的继电保护.38 3.6.4 电力变压器的继电保护.40 第七节 防雷与接地设计.42 3.7.1 过电压的概念及形式.42 3.7.2 防雷设计.42 3.7.3 接地.43 致 谢44 参考文献. 45 3 第一章第一章 概论概论 1.1 工厂供电的意义和要求工厂供电的意义和要求 基本要求： 1、安全 供电系统在发电、输电、配电的过程中必须保证人和设备安全，避免发生事故。 2、

6、可靠 为保证重要地区用电场所的安全稳定供电，供电系统应满足为用户可靠供电的要求。 3、优质 供电系统要做到为用电部门提供电压和频率等质量的电能的要求 4、经济 供电系统保证安全、可靠、优质的基础的同时还应尽可能的减少投资及运行费用尽可能地 节约电能和有色金属的消耗量。 此外供电部门既要做到合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，照顾好局部的当前的利益，又 要有全局观点，能顾全大局，适应发展。才能保证做好供电工作。 1.2 工厂供电设计的要求和原则工厂供电设计的要求和原则 1、工厂供电设计必须遵守国家的相关法令，标准和规范，执行国家的有关方针、政策，以保证做到 节约能源、节约有色金属等经济政策。

7、 2、工厂供电设计必须从全局出发，统筹兼顾，按照不同的负荷性质、用电容量、工程特点和地区供 电条件，合理确定不同的设计方案。 3、工厂供电设计要做到安全、可靠、经济、优质。应采用符合国家现行有关标准的效率高、能耗低、 性能先进的电气设备。工厂供电设计必须从全局出发，统筹兼顾，按照负荷性质、用电容量、工程特点 和地区供电条件，合理确定设计方案。 4、工厂供电设计应根据工程特点、规模和发展规划，正确处理近期建设和长远发展的关系，做到 远近期结合，以近期为主，适当考虑扩建的可能性。 关于负荷性质，按照 GB50052-95供电系统设计规范规定，根据电力负荷对供电可靠性的要求及 中断供电在政治、经济上

8、造成的损失或影响程度，电力负荷分为以下三个等级 （1）一级负荷 中断供电将造成人身伤亡，将在政治、经济上造成重大损失者，例如重要交通枢 纽，大型体育场等。 （2）二级负荷 中断供电将在政治、经济上造成较大损失者，例如主要设备损坏、大量产品报废、 重点企业大量减产等，例如交通枢纽、通信枢纽等用电单位中的重要负荷。 （3）三级负荷 不属于一、二级的电力负荷。 对于一级负荷和二级负荷，因为其再政治经济上的特殊性，应该有两个供电电源，当一个电源发生 故障时，另一个电源不应同时受到损坏。一级负荷中特别重要的负荷，除有两个电源供电外，尚应增设 应急电源，并严禁将其它负荷接入应急供电系统。 对于二级负荷，应

9、该有两回路供电。在负荷较小或地区供电条件困难时，二级负荷可由一回路 6KV 及以上专用架空线或电缆线供电。当采用架空线时候，可为一回路架空线供电。当采用电缆线时，当由 两根电缆组成的线路供电，其每根电缆应能承受 100%的二级负荷。 4 1.3 设计内容及步骤设计内容及步骤 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

10、高压侧计算负荷及总功率因数。列出负荷计算表、表达计算成果并选 择功率补偿装置进行功率补偿。 2、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。 3、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。 4、厂区高压配电系统设计 根据厂内负荷情况，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

11、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、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

12、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。 7、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设计成果。35kv 及以上系统 尚需给出二次回路的

13、保护屏和控制屏屏面布置图。 8、变电所防雷装置设计 5 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。 第二章第二章 高压供电系统设计高压供电系统设计 第一节第一节 主接线的原则主接线的原则 2.1 变配电所主接线的选择原则变配电所主接线的选择原则 主接线图即主电路图，是表示系统中电能输送和分配路线的电路图，亦是一次电路图。而用来控制指 示检测和保护一次设备运行的电路图，则称二次电路图，或二

14、次接线图，通称二次回路。二次回路是通 过电流互感器饿电压互感器与主电路相联系的。 2.2 工厂变电所主接线的基本要求工厂变电所主接线的基本要求 1、安全 符合有关国家标准和技术规范的要求，能充分保证人身和设备的安全 2、可靠 应满足电力负荷特别是期中一二级负荷对供电系统的可靠性的要求。 3、灵活 应能适应必要的各种运行方式，便于切换操作和检修，且适应符合的发展。 4、经济 在满足上述要求的前提下，应尽量是主接线简单，投资少，运行费用低，并节约电能和有 色金属消耗量。 第二节第二节 铸造厂供用电情况分析铸造厂供用电情况分析 高压供电系统的设计要以安全、可靠运行为原则，同时兼顾运行的经济性和灵活性

15、。以此，主接线 的正确、合理设计，必须综合处理各个方面的因素，经过技术、经济论证比较后方可确定。本变电所有 两路电源，正常运行时候一路运行一路备用。 1-6 车间为长期连续负荷，要求不间断供电。停电时间 超过 2 分钟将造成产品报废，停电时间超过半小时，主要设备将受到损坏，故这 6 个车间定为级负荷。 全厂停电将会造成十分严重的经济损失。本厂为三本工作制，全年工作小时数为 8760 小时，最大负荷利 用小时数为 5600 小时，另外，备用电源由 B 变电站引入，要求只有在工作电源停止供电时候才允许备用 电源供电。实行两部电价：基本电价：工厂总降压变电所变压器总容量10 元kVA月；电能电价：

16、按工作所在地工业电价计算。 6 第三节第三节 供电系统方案的选择与确定供电系统方案的选择与确定 设计变配电所的主接线，应按照所选主变压器的台数和容量以及负荷对供电可靠性的要求，初步确 定 2 到 3 个比较合理的主接线方案来进行技术经济比较，择其优着确定变配电所的主接线方案。 2.3.1 主接线方案的技术指标主接线方案的技术指标 1、供电的安全性 主接线方案在确保运行维护和检修的安全方面的情况。 2、供电的可靠性 主接线方案在与用电负荷对可靠性要求的适应方面的情况。 3、供电的电能质量主要是指电压质量，包括电压偏差和电压波动等情况。 4、运行的灵活性和运行维护的方便性。 5、对变配电所今后增容扩建的适应性。 2.3.2 主接线方案的经济指标主接线方案的经济指标 1、线路和设备的综合投资额 包括线路和设备自身的价格、运行费、管理费、基建安装费等。可按 照当地电气安装部门的规定计算。 2、变配电系统的年运行费用 包括线路哥设备的折旧费、维修管理费和电能损耗费等。线路哥设备 的折旧费和维修管理费，通常都取为线路和设备综合投资的一个百分数。而电能