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1、河南理工大学毕业设计（说明）书前言41 绪论41.1 本设计题目简介41.2 本课题研究内容41.2.1 电力系统的基本概念51.2.2 电力系统运行的特点和要求51.2.3 电力网额定电压61.3 本设计的原始资料91.4 本论文解决的主要问题92 负荷计算102.1 负荷计算目的与负荷分级102.1.1 负荷计算的内容和目的102.1.2 电力负荷的分级及其对供电的要求112.2 负荷曲线与计算负荷112.2.1 负荷曲线112.2.2 与负荷计算有关的物理量142.3 计算负荷的实用计算方法172.3.1 负荷计算的方法172.3.2 负荷资料182.3.3 求计算负荷213 电气主接线
2、选择设计293.1 主接线的基本要求293.2 电气主接线设计原则303.3 几种常用主接线方式比较与选择（厂区供电）313.3.1 双母线接线313.3.2 单母线分段接线323.4 变压器的选择333.4.1 变压器台数选择333.4.2 变压器型式的选择343.4.3 变压器联接组别的选择343.4.4 变压器的选择计算354 短路计算384.1 短路的原因及危害384.2 短路的类型394.3 短路计算的目的404.4 短路计算的方法与步骤404.4.1 欧姆法404.4.2标幺值法404.5 短路计算415 电气设备的选择455.1 导线截面的选择465.2 母线的选择525.3 断
3、路器及隔离开关的选择565.3.1 断路器的选择565.3.2 隔离开关的选择575.3.3、按短路条件进行校验576 无功补偿596.1 功率因数的基本概念596.2 提高功率因数的方法606.2.1 提高自然功率因数606.3.1 高压集中补偿616.3.2 低压集中补偿626.3.3 单独就地补偿626.4 无功功率补偿计算636.5 无功功率补偿的意义667 防雷与接地677.1 避雷针677.1.1 避雷针的作用与组成677.1.2 避雷针的装设原则：687.2 避雷器697.2.1 避雷器的作用：697.2.2 避雷器的形式697.2.3 避雷器的工作原理：697.3 保护接地70
4、7.3.1 工作原理：707.3.2 适用范围：717.3.3 接地类型：718 结 束 语72致 谢73参 考 文 献73前 言毕业设计是我们大学阶段必修的最后一个综合性教学环节,它主要考察了我们三年来对理论知识的掌握程度，是学习的深化和升华。通过毕业设计可以有力地衡量我们的独立思考、自行分析、理论应用以及现场实际操作能力。本文题目是大庄矿选煤厂供电系统设计，是根据选煤厂负荷的特点，就供电系统设计的主要内容展开说明，其内容包括电气主接线的方案比较和选择，负荷计算和统计，变压器的选择，三相短路计算，母线的选择和导线的选择、计算及校验，设备的选择，无功功率的补偿容量的计算和无功补偿方式的选择，防
5、雷及接地。当然，在做毕业设计的过程遇到了许许多多的困难，为了更好的巩固所学的专业知识，解决毕业设计过程中出现的问题，我参考了电力工程设计手册、供电技术、电气工程、电力系统继电保护原理、发电厂电气部分等书籍 。同时得到了同学的帮忙和张展老师的悉心指导，特别是张展老师根据自己的实际经验在本文的设计过程中提出了许多有益的具体的修改意见，使我受益非浅，在此表示衷心的感谢！由于我的水平有限，在设计中难免有一些错误和不当之处，恳请各位老师批评指正。1 绪论1.1 本设计题目简介平顶山矿区 1952 年被列为国家“一五”计划的重大建设项目， 1953 年被列为全国十个矿区建设项目之一，是新中国开发建设的第一
6、个大型矿区。 1954 年 4 月，平顶山煤矿筹备处成立， 1955 年 9 月，平顶山第一对矿井二矿动工兴建， 1957 年河南省平顶山矿务局成立， 1985 年 2 月平顶山矿务局划归煤炭工业部直接领导， 1996 年 1 月改制为国有独资的有限责任公司， 1998 年 9 月平煤集团公司下放河南省管理， 2002 年 12 月改制为多元投资主体的有限公司。本设计内容是平煤集团大庄矿选煤厂供电系统。平煤集团大庄矿是一座年产120万吨的现代化大型煤矿。其附属选煤厂承担着全矿选煤任务，该厂设备多，且选用国内先进选煤技术，全员效率高，是该矿主要配套生产企业。1.2.1 电力系统的基本概念目前，我
7、国工业、农业以及其他电力用户所需的电能多数是由生产电能的火力和水力发电厂供给。发电厂可位于用户附近，也可距用户很远，但在任何情况下，电能总是从发电厂经过线路输送给用户。若用户与发电厂相距很远电能的输送则须采用升高电压的方法，以减少电能损耗。同时为了满足用户对电压的要求、输送到用户时又须降低电压，所以在发电厂与用户之间，就必须建立升压和降压变电所。从经济观点来看，将发电厂设置在燃料、水力蕴藏地区或附近较为有利。这样不但可取得廉价的动力，同时由线路输送电能比用运输工具输送燃料可使成本显著降低，因此大型火力发电厂般建设在蕴藏燃料的地方。绝大多数的工厂都由国家电力系统供电，所谓电力系统就是将各种类型发
8、电厂中的发电机、升压和降压变压器、输电线路以及各种用电设备联系在一起所构成的统一整体，该系统起着电能少产、输送、分配和消费的作用。1.2.2 电力系统运行的特点和要求一、电力系统的运行与其他工业生产相比，具有以下明显特点：(1)电能不能大量储存，电能的生产、输送、分配和消费，几乎是同时进行的，由于电能只有很高的传输速度，发电机在某一时刻发出的电能，经过输电线路立刻送给用电设备，而用电设备立刻将电能转换成其他形式的能量，一瞬间就完成从发电供电用户的全过程。而且发电量是随着用电量的变化而变化，生产量和消费量是严格平衡的。(2)电力系统暂态过程非常短促，如开关切换操作、电网短路等过程，都是在很短时间
9、内充成的。电力系统由一种运行状态到另一种运行状态的过渡过程是非常短促的。(3)电力系统运行与国民经济各部门关系密切，由于电能的生产、输送、分配和消费比较方便。便十大量生产、远距离输送、集中管理利自动控制等，使用电能较其他能量有显著优点所以各部门广泛使用电能。电能供应的小断或减少将影响国民经济各部门的正常生产和工作以及人们的生活。二、根据上述特点，对电力系统有如下要求：(1)保证电力系统供电的可靠性，供电中断将使生产停顿、生活混乱甚至危及人身和设备安全给国民经济造成的损失远超过电力系统本身的损失。因此，电力系统首先要满足安全发供电的要求、。(2)保证电力系统的电能质量，电力系统的电能质量是指电压
10、、频率和波形的质量。 (3)保证电力系统远行的经济性，降低生产每一千瓦小时电所消耗的能源及输送、分配时的电能损耗具有重要意义。为此应力求电力系统运行经济使负荷在发电厂之间合理分配。此外，还应保证电力系统运行的灵活性和扩建的可能件等。应当指出上述要求是相互关联、相互制约而又往往相互矛盾的，因此，在预计满足某项要求时必须兼顾其他以便取得综合的经济效益。1.2.3 电力网额定电压一、额定电压等级 电力网额定电压的等级是根据国民经济发展的需要，技术经济上的合理性，电器制造工业的水平等因素。我国公布的标准额定电压系列如表ll所示。额定电压是用电设备、发电机和变压器正常工作时具有最好技术经济指标的电压、从
11、表11中可以看出在同一电压等级下。各种设备的额定电压并不完全相等。表11 我国交流电力网和电力设备的额定电压 电力网和用电设备的额定电压发电机额定电压电力变压器额定电压一次绕组二次绕组低压220/380380/6601000（1140）115230400690220/127380/220660/380230/133400/230690/400高压3610（20）3566110220330500（750）3.156.310.513.8;15.75;1820；22；24；263及3.156及6.310及10.513.8；15.75;35631102203305007503.15及3.36及6.61
12、0.5及1138.569121242363350注释：、表中“/”左边数字为三相电路的线电压，右边数字为相电压。、括号中的数值为用户有要求时使用。二、各种电压等级的适用范围目前，我国电力系统中，220kv以上电压等级多用于大型电力系统的主干线；110kv则多用于中、小型电力系统的主于线，也可用于大型电力系统的二次网络；一般工厂内部多采用610kV的高压配电电压。从技术经济指标来看，最好采用10kv。如果工厂拥有相当数量的6kV用电设备时，可考虑采用6kv电压作为工厂配电电压。380220v电压等级多作为工厂的低压配电电压。表12列出了不同线路额定电压等级及与其相适应的输送功率和输送距离的经验数
13、据。额定电压Un输送功率P/kW输送距离/kM0.2250 以下0.15以下0.38100以下0.6以下3100100013610012004151020020006203520001000020501101000050000501502201000005000001003001.3 本设计的原始资料1.3.1 电压等级：10KV/660V,380V； 1.3.2 设计容量：拟设计安装五台主变压器；1.3.3 进出线及负荷情况：（1）、由矿中央变电所引进两趟10KV进线；（2）、变电所出线为电缆出线；（3）、负荷功率因数为0.8左右；1.3.4.环境条件当地最高气温37.6摄氏度，最低气温-2
14、5摄氏度，最热月份平均温度23.3摄氏度，变电所所处海拔高度200m。污秽程度中级。1.4 本论文解决的主要问题 本文主要首先进行电气主接线方案的比较，其次是负荷计算，然后就变压器的选择、短路计算、电气设备的选择、无功功率补偿逐一进行介绍，并进行相关的计算、选择和校验。还对防雷接地也进行了说明。最后对整个设计工作作一个总结。2负荷计算电力负荷的计算，对合理配置电源，合理布局供电线路，以及正确选择各种电器设备和导线、电缆等都是不可缺少的。负荷计算得准确，使设计工作建立在可靠的基础资料之上，得出的工程设计方案经济合理。反之，若负荷计算得过大或过小，则会造成投资和设备器材的浪费，或使设备承受不了符合电流而造成事故，影响安全供电。2.1 负荷计算目的与负荷分级2.1.1 负荷计算的内容和目的 在进行工厂供电设计时，基本的原始资料为工艺部门提供的各种用电设备的产品铭牌数据，如额定容量、额定电压等，这是设计的依据。但是，能否简单地用设备额定容量来选择导体和各种供电设备呢?显然是不能的。因为所安装的设备并非都同时运行，而且运行着的设备实际需用的负荷也并不是每一时刻都等于设备的额定容量，而是在不超过额定容量的范围内，时大时小地
