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1、某冶金机械修造厂总降压变电所及高压配电系统设计 毕 业 设 计论文题目某冶金机械修造厂总降压变电所及高压配电系统设计 专 业电气自动化技术 班 级电气1001班 姓 名 学 号 指导教师摘 要 随着我国国民经济的飞速发展工业对电力的需求也越来越迫切随着中国工业规模的不断扩大对电力供应的安全性可靠性提出了更高的要求因此电力系统与用户直接关联的供电系统尤为重要作为供电系统的主要组成部分电气设备的质量及其性能的先进性是决定供电系统安全可靠运行的前提条件之一本设计根据该冶金机械厂的相关资料和实际情况对该厂的总降压变电所和高压供电系统进行设计本设计首先根据工厂提供的资料对工厂的负荷情况进行了计算根据负荷
2、情况对变压器的容量和台数进行了选择该厂电源由某变电所以35kV双回路架空线引出本设计选择在该厂设立总降压变电所先将电压降为厂区供电电压10kV在由各车间变电所降为负荷所需电压为保证供电系统的可靠性总降压变电所采用单母线分段式接线方式厂区供电系统采用放射式接线方式通过计算本设计对各变电所的主要电气设备电缆和母线进行了选择和校验对一次侧主要设备进行了继电保护整定对避雷和接地装置进行了选择关键词变电所供电系统电气设备目 次1 绪论111 工厂供电的意义及要求112 工厂供电设计的一般原则113 设计的具体内容214 工厂原始资料22 工厂的电力负荷及其计算321 工厂的电力负荷322 车间计算负荷的
3、确定323 工厂计算负荷的确定424 无功功率补偿及其计算53 降压变电所及变压器的选择731 总降压变电所所址的选择732 降压变电所形式的选择733 厂区供电电压的选择834 总降压变电所变压器台数和容量的选择935 车间变电所变压器选择94 总降压变电所主接线方案及供电线路的设计1041 总降压变电所的任务和类型1042 变电所主接线方案的设计原则与要求1043 主接线方案的选择1144 厂区配电线路的设计1145 总降压变电所二次回路操作电源设计125 短路电流计算1351 短路电流计算的目的1352 短路电流计算的方法和步骤1453 该厂供电系统电路及短路等效电路1554 短路计算1
4、555 短路计算结果216 一次设备的选择与校验2261 一次设备的选择校验的条件与项目2262 一次设备效验公式2263 一次设备的选择与校验2364 电缆母线的选择247 继电保护装置的整定计算2671 总降压变电所3510kV变压器的保护2772 35kV电力线路保护2973 10kV电力线路保护298 防雷保护与接地装置的设计3081 变电所防雷保护与防雷装置的选择3082 接地装置的设计计算31结 论321 绪论从十九世纪七十年代开始人类开始了以电能的广泛使用为显著特点的第二次工业革命这个时期的电力工业和电器制造业迅速发展起来同时为社会创造了巨大的社会财富也极大地提高了人们的生活水平
5、更为以后电子计算机的问世奠定了基础1831年法拉第发现了电磁感应定律它揭示了电磁现象之间的相互联系为以后发电机的发明电能的大规模生产和传输以及电能的广泛应用提供了重要理论基础随着电能在社会各个方面的广泛应用人类社会从此进入了电气化时代电能成为主要的能源并极大地促进了社会生产力的发展工厂供电的意义及要求电能不仅是人们生活的能源更重要的是工业生产的主要能源和动力电能容易从其他一次能源中获得也容易转化为工业生产中的电能动能而且使用方便灵活电能的输送和分配简单经济是电能的又一优点通过导线可以直接把电能引至负荷不像蒸汽机内燃机那样笨重更避免了一次能源费时耗力的运输当代工厂里应用的信息技术生产自动化技术和
6、其他高新技术无一不是建立在电能应用的基础之上的因此电能在当代工业生产有着及其广泛的应用是工业生产中不可替代的能源在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在工厂中供电系统起着至关重要的作用要保证工厂内的正常生活生产秩序保证人民群众财产就要有一个可靠稳定的供电系统一个优质的工厂供电系统必须达到以下基本要求1安全 电能供应分配和使用中2可
7、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工厂供电设计的一般原则工厂供电设计必须遵循以下原则1工厂供电设计必须遵守国家的有关法令标准和技术规范执行国家的有关方针政策包括节约能源节约有色金属和保护环境等技术经济政策2工厂供电设计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设计中应采用符合国家标准的效率高能耗低性能先进及与用户投资能力相适应的经济合理的电器产品3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
8、设计应根据工程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以近期为主适当考虑扩建的可能性设计的具体内容该冶金机械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的安全可靠经济的问题其基本内容有以下几方面工厂的负荷计算及无功补偿确定工厂总配变电所的所址和型式3 确定工厂总配变电所的所址形式主接线方式确定主变压器的型式容量和台数短路电流计算一次设备的选择选择工厂电源进线及高压配电线路对一次侧进行继电保护整定计算工厂总配变电所防雷保护及接地装置的设计14 工厂原始资料本设计的原始资料如下工厂总平面布置图如图11图11
9、工厂总平面布置图2工厂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1000t铸铁件3000t锻件1000t铆焊件2500t3工厂各车间负荷情况及车间变电所的容com4供用电协议1工厂电源从供电部门某22035kV变电站以35 kV双回架空线路引入本厂其中一路作为工作电源另一路作为备用电源两个电源不并列运行变电站距厂东侧8km2系统的短路数据如表11所示3供电部门对工厂提出的技术要求区域变电站35kV馈线电路定时限过流保护装置的整定时间top 2s工厂总降压变电所保护的动作时间不得大于15s工厂在总降压变电所35
10、k电源侧进行电能计量工厂最大负荷时功率因数不得低于0 95厂负荷性质本厂为三班工作制年最大有功利用小时为6000h属二级负荷表11 区域变电站35kV母线短路数据系统运行方式系统短路容量系统运行方式系统短路容量最大运行方式Soc 200MVA最小运行方式Socmin 175MVA2 工厂的电力负荷及其计算21 工厂的电力负荷电力负荷electric power load又称电力负载有两种含义一是指耗用电能用电设备或用户另一是指用电设备或用户耗用的功率或电流大小如说轻负荷轻载重负荷重载空负荷空载满负荷满载等电力负荷的具体含义视具体情况而定本章指的是用电设备或用户耗用的功率大小计算负荷又称需要负荷
11、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最大平均负荷作为按发热条件选择电器或导体的依据22 车间计算负荷的确定车间计算负荷是选择工厂内配电线路电缆型号和主要电气设备包括车间变压器的基本依据我国目前普遍采用的确定计算负荷的方法有需要系数法利用系数法和二项式法需要系数法是国际上普遍采用的确定计算负荷的基本方法本设计采用需要系数法进行负荷计算计算的基本公式如下有功计算负荷P30为 21这里的Kd称为需要系数demand coefficientPe为车间用电设备总容量无功计算负荷Q30为 22式中tan为对应于车间用电设备的正
12、切值视在计算负荷为 23式中为车间供电设备的平均功率因素计算电流I30为 24式中UN为用电设备组的额定电压根据工厂给出的资料通过计算整理得出该工厂各车间的负荷计算表及该工厂6kV高压设备的负荷计算表结com23 工厂计算负荷的确定工厂计算负荷是选择工厂电源进线及主要电气设备包括主变压器的基本依据也是计算工厂的功率因素及无功补偿容量的基本依据确定工厂计算负荷的方法很多有需要系数法年产量估算工厂计算负荷和逐级计算法等根据国际普遍的计算方法和该冶金机械厂的实际情况本设计采用需要系数法计算工厂的计算负荷根据该厂提供的各车间及工厂高压设备负荷数据运用需要系数法根据上面给出的公式通过计算整理得出该工厂的
13、负荷计算表23表 21 各车间380V负荷计算表序号车间单位名称设备容量kWKd计算负荷车间变电所代号变压器台数及容量kVAP30kWQ30kvarS30kVAI30A1铸钢车间200004065117800936123081870No1车变216002铸铁车间10000407010240040857148675No2车变2800砂库1100706013377102412831949小计 K 09 21104293459462889554续表序号车间单位名称设备容量kWKd计算负荷车间变电所代号变压器台数及容量kVAP30kWQ30kvarS30kVAI30A3铆焊车间12000304519836071288001215No3车变21000No1水泵房280750807521158263396小计 K 09 122834296557740011244空压站390085075088331529174426715No4车变1800机修车间150025065117375439577877锻造车间220030551526610031201823木型车间18603506013365186610851648制材场20028060133567493141综合楼20091018018273小计 K 09 98647134769670510185锅炉房30007508007522
