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1、2022年-2023年建筑工程管理行业文档 齐鲁斌创作 网络教育学院本 科 生 毕 业 论 文（设 计） 题 目：1200M3高炉中心变电所电气部分设计 学习中心： 河北唐山遵化奥鹏学习中心 层 次： 专科起点本科 专 业： 电气工程及其自动化 年 级： 2010 年 春 季 学 号： 200909613000 学 生： 梁迎辉 指导教师： 黄天云 完成日期： 2012 年 1 月 2 日II内容摘要电能是现代工业生产的主要能源和动力.随着现代文明的发展与进步，社会生产和生活对电能供应的质量和管理提出了越来越高的要求。工厂供电系统的核心部分是变电所。因此，设计和建造一个安全、经济的变电所，是极
2、为重要的。此工厂供电设计包括：负荷的计算及无功功率的补偿；变电所主变压器台数和容量、型式的确定；变电所主接线方案的选择；进出线的选择；短路计算和开关设备的选择；二次回路方案的确定及继电器保护的选择和整定；防雷保护与接地装置的设计；车间配电线路布线方案的确定；线路导线及其配电设备和保护设备的选择；以及电气照明的设计，还有电路图的绘制。关键词：关键词：电能 变电所 变压器 继电器 目 录内容摘要I1 绪论11.1 工厂的发展现状与趋势11.2 高炉用主降变电所的研究背景21.3 本次论文的主要工作22 电气设计的主要内容22.1 变电所的总体分析及主变选择22.2 电气主接线的选择22.3 短路电
3、流计算22.4 电气设备选择123 变电所的总体分析及主变选择123.1 变电所的总体情况分析123.2 主变压器容量的选择143.3 主变压器台数的选择154 电气主接线设计174.1 引言174.2 电气主接线设计的原则和基本要求174.3 电气主接线设计说明185 短路电流计算205.1 短路计算的目的205.2 变电所短路短路电流计算206 结论32参考文献331 绪论 1.1 工厂供电的发展现状与趋势工厂是工业生产的主要动力能源。工厂供电设计的任务是从电力系统取得电源，经过合理的传输，变换，分配到工厂车间中的每一个用电设备上。随着工业电气自动化技术的发展，工厂用电量的迅速增长，对电能
4、的质量，供电的可靠行以及技术经济指标等的要求也日益提高。供电设计是否完善，不仅影响工厂的基本建设投资，运行费用和有色金属的消耗量，而且也反映到工厂供电的可靠性和工厂的安全生产上，他与企业的经济效益，设备和人身安全等是密切相关的。供电设计的任务是从厂区以外的电网取得电源，并通过厂内的变配电中心分配到下厂的各个供电点。它是工程建设施下的依抓，也是日后进行验收及运行维修的依据。供电设计首先要确定供电系统并进行用电负荷计算，然后将设计的供电系统图及用电容量向供电部门申请。申请用电容量的大小应满足生产需要，也要考虑到节省投资和节约能源，这就要求设计者对对工艺专业和公用专业用电负荷系数有足够的把握。在设计
5、计算中除了查找资料外，还必须借助于设计者在实践中长期积累的经验数据。由于机械工厂车间组成类型多，产品、工艺日新月异，对供电要求各不相同，非专业设计院或个体设计者一不了解机械生产工艺和生产规律，要作出好的设计，相对来说要困难些。比如机加工车间，从设备明细表中看出用电电量颇大，大小设备用电量相差较大，用电特点是短时下作制的设备多，机加工设备辅助传动电机一般仅工作几秒钟，而停歇时间却达几分钟、甚至几小时。在作负荷计算时对设备下作时间要了解,并把不同的用电设备按组划分确定其计算功率。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，就必须达到下列基本要求：安全 在电
6、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即连续供电的要求优质 应满足电能用户对电压和频率等质量的要求经济 供电系统的投资要省，运行费用要低，并尽可能节约电能和减少有色金属的消耗量此外，在供电工作中，应合理的处理局部和全局，当前和长远等关系，既要照顾全局和当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适当发展。 1.2 高炉用主降压变电所的研究背景根据国内外大型高炉发展现状，高炉供电系统的可靠性、稳定性越来越受人们关注，稳定的电源系统高炉工业生产的支柱。本此论文主要介绍1000M3以上高炉供电系统设计理念及保护整定计算。1.3 本次论文的主要工作 本论文主要研
7、究 工业1000M3以上高炉变电所的电气部分设计。本设计说明书共分10章，按照供配电设计程序安排章节的顺序，并根据安全、经济、可靠、灵活的主导思想来设计。主要内容有：原始资料、变电所所址的选择、负荷计算、无功补偿、主变压器的选择、主接线设计与短路电流计算、电气设备的选择、变电所布置与结构、及继电保护选择整定等。由于我的水平有限设计中难免会有疏忽或错误之处，请各位老师批评指正。332 电气设计的主要内容电气设计包括强电和弱电两部分，强电部分的设计内容主要包括：变配电系统、电力和照明系统、防雷接地系统等。一般来说，变配电系统主要包括：高低压系统、变压器、备用电源系统等；电力系统主要包括电力系统配电
8、及控制；照明系统则包括室内外各类照明；防雷接地系统包括防雷电波侵入、防雷电感应、接地、等电位联结和局部等电位联结、辅助等电位联结等等。变电所是电力系统的重要组成部分。变电所电气一次部分设计包括变电所总体分析、主变选择、电气主接线设计、短路电流计算、电气设备选择、配电装置和总平面设计等。2.1 变电所的总体分析及主变选择变电所主要负责两座1200M3高炉供电，根据该地区电力部门运行状况，采用10KV降压变电所，两路主电源进线采用电缆供电，10KV母线进行分段，中间靠母联柜分开I、II段母线，增加无功补偿装置，高压断路器采用直流操作机构，高压柜采用KYN28型。整个高炉低压系统采用AC380V三相
9、五线供电系统，变压器采用S9系列，共分为以下几个变电所：中心变电所、水系统变电所、冲渣变电所和主控楼变电所。2.2 电气主接线的选择 电气主接线是发电厂变电所的主要环节，电气主接线直接影响运行的可靠性、灵活性，它的拟定直接关系着全厂（所）电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护、自动装置和控制方式的确定，是变电站电气部分投资大小的决定性因素。变电所的主接线是由各种电气设备及其连接线组成，用以接受和分配电能，是供电系统的组成部分。它与电源回路数、电压和负荷的大小、级别以及变压器的台数、容量等因素有关，所以变电所的主接线有多种形式。确定变电所的主接线对变电所电气设备的选择、配电装置的配置及运行的可
10、靠性等都有密切的关系，是变电所设计的重要任务之一。(1)线路变压器接线当供电电源只有一回路，变电所装设单台变压器时，宜采用线路变压器组接线。如图41所示。变电所的变压器的高压侧可以装设隔离开关QS、高压跌落式熔断器FU或高压断路器QF受电，装设哪种设备合适视具体情况而定。线路变压器组接线方式的优点是接线简单，使用的设备少，基建投资省。缺点是供电可靠性低。当主接线中任一设备发生故障或检修时，全部负荷都将停电。所以，这种接线方式多用于仅有二、三级负荷的变电所，如大型企业的车间变电所和小型用电单位的10KV变电所等。图5-1 线路变压器组结线(2)桥式接线为了保证对一、二级负荷进行可靠供电，在企业变
11、电所中广泛采用有两回路电源受电和装设两台变压器的桥式主接线。桥式接线分为内桥、外桥和全桥三种，其接线如图42所示。图5-2 桥式结线图中WL1和WL2为两回电源线路，经过断路器QF1和QF2分别接至变压器T1和T2的高压侧，向变电所送电。断路器QF3犹如桥一样将两回线路联在一起，由于断路器QF3可能位于线路断路器QF1、QF2的内侧或外侧，故又分为内桥和外桥接线。(3)单母线分段式结线母线采用断路器分段比用隔离开关操作方便，运行灵活，可实现自动切换以提高供电的可靠性。一般只在出线较少，供电可靠性要求不高时为了经济才采用隔离开关作为母线的联络开关。单母线分段比双母线所用设备少，系统简单、经济，操
12、作安全。(4)双母线结线变电所每回进、出线通过隔离开关可以接在任何一段母线上，两母线之间用断路器联络。因此不论那一段与母线同时发生故障，都不影响对用户的供电，故可靠性高，运行灵活。缺点是设备投资多，结线复杂，操作安全性较差。这种结线主要用与负荷容量大，可靠性要求高，进、出线回路多的重要变电所。2.3 短路电流计算2.3.1 短路电流的基本概念在供电系统中，出现次数比较多的严重事故是短路。所谓短路是指供电系统中一切不正常的相或相与地（中性点接地系统）在电气上被短接。 2.3.1.1 短路的原因及类型 国民经济各部门的正常生产及人民的正常生活要求供电系统保匠持续、安全、可靠地运行。但是由于各种原因
13、，系统会经常地出现故障，使正常运行状态遭到破坏。 短路是系统常见的严重故障。所谓短路，就是系统中各种类型不正常的相与相之间或相与地之间的短接。系统发生短路的原因很多，主要有： (1)电气设备、元件的损坏。如：设备绝缘部分自然老化或设备本身有缺陷，正常运行时被击穿短路；以及设计、安装、维护不当所造成的设备缺陷最终发展成短路等。 (2)自然的原因。如：气候恶劣，由于大风、低温导线覆冰引起架空线倒杆断线；因遭受直击雷或雷电感应，设备过电压，绝缘被击穿等。 (3)人为事故。如：工作人员违反操作规程带负荷拉闸，造成相间弧光短路；违反电业安全工作规程带接地刀闸合闸，造成金屑性短路，人为疏忽接错线造成短路或
14、运行管理不善造成小动物进入带电设备内形成短路事故等等。 2.3.2 短路的危害发生短路时，由于系统中总阻抗大大减小，因而短路电流可能达到很大的数值。强大的短路电流所产生的热和电动力效应会使电气设备遭到破坏。短路点的电弧可能烧毁电气设备。短路点附近的电压显著降低，使供电受到严重影响或被迫中断。若在发电厂附近发生短路，还可能使全电力系统运行接裂，引起严重后果。不对称接地短路所造成的零序电流，会在邻近的通讯线路内产生感应电势，干扰通讯，亦可能危及人身和设备的安全.短路种类示意图代表符号性质三相短路K（3）三相同时在一点短接，属于对称短路两相短路K（2）两相同时在一点短接，属于不对称短路两相接地短路K（1.1）在中性点直接接地系统中，两相在不同地点与的短接单相接地短路K（1）在中性点接地系统中，一相与地短接表61短路的种类2.3.3 短路计算的
