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1、本科毕业设计说明书某冶金机械修造厂总降压变电所及配电系统设计THE DESIGN OF METALLURGICAL MACHINERY REPAIRYARD, STEP-DOWN SUBSTATION AND DISTRIBUTIONSYSTEM学院（部）：电气与信息工程学院专业班级：电气08-5班学生姓名：周波指导教师：李红月讲师2012年 6月某冶金机械修造厂总降压变电所及配电系统设计摘要本文详细介绍了某煤矿地面35kV变电所的设计。文中对该变电所的负荷计 算与变压器的选择、供电系统的拟定与短路计算、变电所电器设备的选择、继电 保护方案的拟定与整定以及变电所的防雷与接地皆有详细的说明。特别
2、对主接线的选择,变压器的选择，还有一些电气设备如断路器、电流互感器、电压互感器等 的选择和校验作了详细的说明和分析。本次设计的内容紧密结合实际，通过查找大量相关资料，设计出符合当前要 求的变电所。设计中除采用了一些固定方式的保护和常规保护，通过电力监控综合自动化系统，可以使变电站内值班人员或调度中心的人员及时掌握变电所的运 行情况，直接对设备进行操作，及时了解故障情况，并迅速进行处理，达到供电 系统的管理科学化、规范化、并且还可以做到与其他自动化系统互换数据，充分发挥整体优势，进行全系统的信息综合管理。在本次设计中，得到了学校老师、同学的耐心指导和大量帮助，在此对他们 表示衷心的感谢和崇高的敬
3、意。关键词：短路电流计算 继电保护 断路器THE DESIGN OF METALLURGICAL MACHINERY REPAIRYARD, STEP-DOWN SUBSTATION AND DISTRIBUTIONSYSTEMABSTRACTThis paper introduces soms coal mine 35kV substation design ground. In this paper, the load calculation and transformer substation of choice, power supply system with short circu
4、it calculation, substation worked electical, relay protection scheme with setting and worked the lightning protection and grounding substation is detailed instructions. It also discusses the choice of main wiring, high pressure equipment and all kinds of the protecti on of relay, the calculati on of
5、 load, short curre nt and so on in detail, especially, the choice of main wiring, transformer and some electric equipment such as circuit breaker, current and Voltage sensor. It shows main wiring of substation, the distribution of plane and some protecti on equipme nt ofThe desig n not only adopts s
6、ome stable-form and gen eral protecti ons but also adopts PC protecti on. The syn thetical automatio n system of electric power supervisi on, which can make workers on duty con trol the situation of substation timely, operate the equipments directly, know the breakdown and deal with it without delay
7、, so that the system of power supply is scientific and standard in management.What s more, it can excha nge data with other automatic systemsia n give full play to whole adva ntage in order to man age in formati on in all systems as a whole.KEYWORD: the calculation of short current, the protection o
8、f relay, circuit breaker目录摘要IABSTRACT.II1绪论1.1.1论文背景及目的1.1.2 论文研究方法 1.1.3 供电设计的主要内容1.2负荷计算与变压器选择 2.2.1计算负荷定义2.2.1.1 计算负荷目的2计算负荷方法22.2冶金厂用电负荷计算2.2.3功率因数的改变5.2.4主变压器的选择6.变压器的分类6变压器台数选定原则 6变压器容量选择原则7变压器容量确定73导线截面的选择 9.3.1电线、电缆截面选择 93.2经济电流密度选择原则从两方面考虑 94主接线的确定与短路计算1.14.1变配电所类型的选择 1.14.2接线图的意义和目的 1.1主接线
9、的设计原则和要求11主接线124.2.3 桥形接线12单母线分段接线134.3短路电流的分类与计算方法1.4短路的原因14短路的种类14短路的危害144.3.4 短路电流计算的目的 14435 短路电流计算的标幺值法 144 3 6短路电流计算 154.4短路电流计算过程 16根据材料可以绘出如下的等效电路图 16各母线短路电流计算过程165电气设备的选择1.85.1电气设备选择的一般条件185.1.1 电气设备选择的一般原则 185.1.2 电气设备选择的技术条件 18环境条件195.2各种电气设备的选择 205.2.1 断路器的选择 205.2.2 隔离开关的选择20配电所高压开关柜的选择
10、206变电所二次回路246.1二次回路的定义和分类 246.2电测量仪表与绝缘监视装置246.2.1 电测量仪表246.2.2 绝缘监视装置 246.3供电系统的自动装置 257继电保护方案及整定267.1概述267.2故障的危害及继电保护的任务277.3继电保护的优化配置及整定原则277.4供电系统继电保护配置情况 287.5对电力变压器的保护 28瓦斯保护28变压器的电流速断保护 29变压器的过电流保护30变压器的过负荷保护30高压线路的继电保护318变电所室内外布置 328.1电气总平面布置的特点.328.2变电站土建要求 328.3电气照明339变电所防雷保护及接地 349.1变电所的
11、防雷34变电所的防雷设计原则 34变电所的防雷措施34变电所主要防雷设备 359.2变电所的接地设计 37设计原则37简单接地设计 38结论39参考文献40致谢4.1.1绪论1.1论文背景及目的电能是一种清洁的二次能源。由于电能不仅便于输送和分配，易于转换为其 它的能源，而且便于控制、管理和调度，易于实现自动化。在目前各种形式的能 源中，电能具有如下特点：易于去其它形式的能源相互转化；输配电简单经济； 可以精确控制、调节和测量。因此，电能在工业生产和人民日常生活中得到广泛 应用，生产和输配电能的电力工业相应得到极大发展。 本论文主要对冶金机械修 造厂进行全面的配电系统设计。1.2 论文研究方法
12、对与冶金机械修造厂全厂总降压变电所及配电系统设计这个题目， 要结合基 本理论的系统性与实用性，围绕供电技术的基本知识来确认工程设计的方法。对 论文每一步都一定要遵循国家的线性技术标准和设计规范来设计。1.3 供电设计的主要内容供电系统的设计是根据电力用户所处地理环境、 地区供电条件、工程设计所 提的用电负荷资料进行的。供电设计一般分两个阶段，初步设计阶段和施工图设 计阶段。初步设计主要落实供电电源及供电方式，确定供电系统的方案；施工图设计阶段一句初步设计的方案具体绘制主接线图。本篇设计论文的内容有：先完成一篇外文论文的阅读和翻译工作； 按照设计所提 供的用电设备资料来计算负荷；通过进行无功补偿
13、来提高系统的功率因素； 根据 负荷等级和计算负荷，选定供电电源、电压等级和供电方式；根据环境和计算负 荷来选择变电所位置、变压器数量和容量；确定变配电所的最佳主接线的方案； 选择并校验电气设备及配电网络载流导体截面； 继电保护系统设计和参数整定计 算；对系统进行防雷设计和接地设计；归纳设计的计算部分编成计算书； 绘制供 电系统主接线图。2负荷计算与变压器选择2.1计算负荷定义所谓负荷计算，是指对某一线路中的实际用电负荷的运行规律进行分析， 从 而求出该线路的计算负荷的过程。 负荷计算与计算负荷，是两个不同的概念，不 可混淆。在现行的设计规范中，负荷计算的内容不仅包括确定计算负荷， 还包括 确定
14、尖峰电流和确定一极、二级负荷的容量已及季节性负荷的容量。计算负荷目的计算负荷是供电设计计算的基本依据， 计算负荷确定得是否正确合理，直接 影响到电器和导线电缆的选择是否经济合理。 如计算负荷确定过大，将使电器和 导线选得过大，造成投资和有色金属的消耗浪费，如计算负荷确定过小又将使电 器和导线电缆处子过早老化甚至烧毁， 造成重大损失，由此可见正确确定计算负 荷重要性。计算负荷方法目前负荷计算常用需要系数法、二项式法、和利用系数法，前二种方法在国内设计单位的使用最为普遍。此外还有一些尚未推广的方法如单位产品耗电法、 单位面积功率法、变值系数法和 ABC法等.常采用需用系数法计算用电设备组 的负荷时
15、，应将性质相同的用电设备划作一组， 并根据该组用电设备的类别，查 出相应的需用系数Kx，然后按照表一给出的公式求出该组用电设备的计算负荷。 此设计采用的是需用系数法来对电力负荷计算的。2.2冶金厂用电负荷计算1）荷也称计算容量或最大需要负荷，它是个假定的等效的持续性负荷，其热效应与同一时间内实际的不一定恒稳的负荷所产生的最大热效应相等。在配电设计中，通常采用能让中小截面导体达到稳定温升的时间段（30min ）的最大平均负荷作为按发热条件选择配电变压器、 导体及相关电器的依据，并用来计算电 压损失和功率消耗。在工程上为方便计，也可作为电能消耗量及无功功率补偿的 计算依据。2）相关电力负荷的理论依据：在所计算的范围内（如一条干线、一段母线或一台变压器），用电设备组的 计算负荷并不等于其设备容量，两者之间存在一个比值关系，因此引进需要系数 的概念，即用电设备组的有功计算负荷应为30WL(2 1)式中 K一一设备组同时使用系数 Kl 设备组的平均加
