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1、 河南科技大学河南科技大学课课 程程 设设 计计 说说 明明 书书课程名称课程名称 电力工程 题题 目目 XXX 冶金配件生产厂变电所供配电设计 学学 院院 车辆与动力工程班班 级级 农电 092 学生姓名学生姓名 张道同 指导教师指导教师 邓桂扬 日日 期期 2013 年 3 月 22 日 摘 要工业企业供电，就是指工厂所需电能的供应和分配问题。众所周知，电能是现代工业生产的主要能源和动力。电能既易于由其他形式的能量转换而来，又易于转换为其他形式的能量，它的输送和分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，又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。从而搞
2、好工业企业供电工作对于整个工业生产发展，实现工业现代化具有十分重要的意义。工厂供电设计是整个工厂设计的重要组成部分，工厂供电设计的质量影响到工厂的和生产及其发展，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。 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
3、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
4、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。我们这次的课程设计的题目是：某冶金机械修造厂变电所及配电系统设计；作为工厂随着时代的进步和推进和未来今年的发展，工厂的设施建设，特别是电力设施将提出相当大的挑战。因此，我们做供配电设计的工作，要做到未雨绸缪。为未来发展提供足够的空间。这主要变现在电力电压器及一些相当重要的配电线路上，应力求在满足现在需求的基础上从大选择，以避免一台变压器或一组变压器刚服役不到几年就因为容量问题而出现“光荣下岗”的情
5、况发生。关键字：变电所 供配电 负荷计算 无功补偿 目录第一章第一章 绪论绪论.5第二章第二章 总体设计总体设计.62.1 工厂的负荷计算和无功功率补偿.62.1.1 全厂用电设备情况.62.1.2 电源情况.82.2工厂总降压变电所的所址和型式的选择.82.2.1 车间变电所所址的选择 .82 车间变电所的总体布置及要求车间变电所的总体布置及要求.8(1) 车间变电所的总体布置及要求车间变电所的总体布置及要求 .82.3 工厂总降压变电所主变压器的型式、容量和数量的选择.92.3.1 供电变压器的选择.9故选用故选用 35KV 级级 SZ9型有载调压电力变压器型有载调压电力变压器, SZ9-
6、5000/35。其技术参数如下：。其技术参数如下：.102.3.2 车间变电器的选择.102.4 工厂总降压变电所主接线方案的设计 .112.5 短路电流的计算 .132.5.1 计算方法.132.5.2 计算过程.132.6总降压变电所一次设备的选择与校验.152.6.1 高压电气设备的选择.152.6.2 高压电气设备校验.161 按工作电压选择按工作电压选择.162 按工作电流来选择熔断器熔体的额定电流按工作电流来选择熔断器熔体的额定电流.163 短路动稳定度的校验条件短路动稳定度的校验条件 .164 短路热稳定度的校验条件短路热稳定度的校验条件 .162.7 变电所进线的选择与校验.1
7、72.7.1 高压进线引入线的选择 .172.8 工厂高压配电线路的确定.182.8.1 车间变电所的接线.182.8.2 导线及其截面的选择.202.9 变电所二次回路方案的选择及继电保护的整定 .222.9.1 二次回路方案选择.222.9.2 继电器保护的整定.222.10 总降压变电所防雷保护和接地装置的设计 .232.10.1 变电所的防雷保护 .232.10.2 变电所采用单支避雷针保护.232.10.3 雷电侵入波的防护 .242.10.4 配电变压器和电容器的保护.24配电变压器的保护一般配电变压器的保护一般 310KV 变压器应装设阀型避雷器。变压器应装设阀型避雷器。6KV
8、Y，YN0 接线变压器防雷接线变压器防雷 保护接线图。如图保护接线图。如图 11-1 所示。所示。.24电力电容器的保护：装在配电线路上的电容器，既是较贵重的电气设备，也是线路的绝缘弱点，电力电容器的保护：装在配电线路上的电容器，既是较贵重的电气设备，也是线路的绝缘弱点，宜装设阀型避雷器或间隙保护。电容器的保护接线图宜装设阀型避雷器或间隙保护。电容器的保护接线图 11-2 所示。所示。.242.10.5 接地装置的设计 .25第三章第三章 结结 论论.26参参 考考 文文 献献.27后记后记.30 第一章 绪论配电网络与输电系统相比有几个明显的特点：配电馈线中的断路器沿线链状布置，线路中没有母
9、线；线路中有任意数量的断开点，断开点随运行方式变化，电流方向不确定，因此保护必须是双向的；配电网络是有分支的网络，配电线路中节点的分支具有任意性，使保护配合关系复杂化；配电网络中有分布负荷，线路两端负荷不平衡；在双端供电的配电系统中电源可能有不相等的相角。根据配电网的特点，以常开型联络开关为界可以将配电网划分成两种基本类型的网络：一种是单侧电源供电网络，例如辐射状、树状网和处于开环运行的环状网络；另一种是双侧电源供电网络或处于闭环运行的配电网络环状网络。我国配电网自动化的发展是电力市场和经济建设的必然结果,长期以来配电网的建设未得到应有的重视, 建设资金短缺, 设备技术性能落后, 事故频繁发生
10、, 严重影响了人民生活和经济建设的发展, 随着电力的发展和电力市场的建立, 配电网的薄弱环节显得越来越突出, 形成电力需求与电网设施不协调的局面。国家颁布设施的电力法的贯彻后, 电力作为一种商品进入市场, 接受用户的监督和选择, 甚至于对电力供应中的停电影响追究电力经营者的责任。另一方面, 高精密的技术和装备对电能质量要求, 配电网供电可靠性已是电力经营者必须考虑的主要问题。随着市场观念的转变和电力发展的需求, 配电网的自动化已经作为供电企业十分紧迫的任务。城市电网, 从八十年代就意识到配电网的潜在危险, 并竭力呼吁致力于城市电网的改造工程,并组织全国性的大型会议对配电网改造提出了具体实施计划
11、, 各种渠道凑集资金, 提出更改计划，利用高技术、好性能的设备从事电网的改造。当前我国配电网处于高速发展的时期, 国家从政策上给予很大支持, 具有相应的资金条件, 但我国配电网仍处于方案的探索时期, 特别是我国配电网的规模及覆盖面, 市场之大是任何一个经济发达或发展中国家无法比拟的, 而我国配电网的发展也是随经济发展同步进行, 为了探索我国配电网自动化方案, 先后对国外配电网的模式进行考察并在国内进行实验试点。 第二章 总体设计2.1 工厂的负荷计算和无功功率补偿2.1.1 全厂用电设备情况1 生产任务及车间组成 工厂的生产任务、规模及产品规格：本厂主要承担全国冶金工业系统矿山、冶炼和轧钢设备
12、的配件生产，即以生产铸造、锻压、铆焊、毛坯件为主体。年生产规模为铸钢件 10000t，铸铁件 3000t，锻件 1000t，铆焊件 2500t。 (2) 本厂车间组成铸钢车间；铸铁车间；锻造车间；柳焊车间；木型车间及木型库；机修车间；砂库；制材场；空压站；锅炉房；综合楼；水塔；水泵房；污水提升站等。2 全厂用电设备情况（1）负载大小用电设备总安装容量：7469.9KW计算负荷 有功：4912.3KW 无功：4180.2KVar计算视在功率：6450.2KVA（2）负荷类型 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。（3）全厂各车间负荷计算见表 2-1。表 2-
13、1 各车间 380V 负荷计算负荷序号车间或用电单位名称设备容量(KW)KdCosTgaP30Q30S30I30变压器台数及容量(1)No1 变电所1铸钢车间20000.40.651.178009361230.818702*630(2)No2 变电所1铸铁车间10000.40.71.02400408517.42786.12砂库1100.70.61.2377102.41128.331953小计1110477510.41698.62*400 (3)No3 变电所1柳焊车间12000.30.451.98360712.88001215.521 水泵房280.750.80.752115.7526.253
14、9.93小计381728.55822.21*1000(4) No4 变电所1高压站3900.850.750.88331.5291.72442671.52机修车间1500.250.651.1737.543.87557.6987.73锻造车间2200.30.551.5266100.32120182.34木型车间1860.350.61.3365.186.514108.41164.75制材场200.280.61.335.67.4489.3314.26综合楼200.91118181827.37小计523.6547.877757.81*800(5)No5 变电所1锅炉房3000.750.80.752251
15、68.75281.25427.322 水泵房280.750.80.752115.7526.2539.93仓库880.30.651.1726.430.9340.6761.84污水提升站140.650.80.759.16.82511.37517.35小计281.5222.255358.71*400各车间 6 千伏高压负荷1电弧炉2*12500.90.870.5722501282.52586.2248.92工频炉2*2000.80.90.48320153.6355.634.23空压机2*2500.850.850.62425263.550048.14小计29951699.63443.61*4000说明
16、：NO1，NO2 车间变电所设置两台变压器外，其余设置一台变压器根据本厂实际情况，采用并联电容器在总压降变电所的低压(10KV)侧进行无功补偿，将功率因数提高到0.9。补偿前的功率因数：COS=P30/S30=4912.36450.2=0.76。将COS由0.76提高到0.9所需的补偿容量（由无功功率补偿率表查得无功功率补偿qc=0.38）为：Qc=qcP30=0.384912.3=1867KVar。采用BGF10.5-200-IW型苯甲基硅油纸、薄膜复合并联电容器。其主要技术数据如下：额定电压：10.5KV；标称容量：200Kvar；标称电容：5.79uf；频率：50Hz；相数：1。电容器的个数为：n= Qc/q0=1867200=9.4，由于是单相的，n应为3的倍数， 所以12是3的倍数，电容器取12个。10KV侧补偿后：S30=5429.7KVA；224912.3 +(4180.2-1867)P30=4912.3+0.0155429.7=4993.7KW；Q30=4180.2-1867+0.065429.7=2639KVar；35KV侧补偿后：S30=5534.5KVA；2249
