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1、石家庄铁道学院毕业设计大名化纤厂变配电系统设计The Design of Chemical plant power supply and distribution system for DAMING 2005 届 电气工程 分院专 业 电气工程及其自动化 学 号 20013933 学生姓名 马立敏 指导教师 吴秋瑞 完成日期 2005年6月6日毕业设计任务书题目大名化纤厂变配电系统设计 专 业电气工程及其自动化班 级电0101-4班学生姓名马立敏承担指导任务单位电气工程分院导师姓名吴秋瑞导师职称副教授一、设计内容：1、工厂厂区供电和配电网络的设计。2、总降变电所及车间变电所的设计。3、车间动力
2、及照明线路的设计。二、基本要求 1、根据进出线的负荷特点，供电方式，负荷计算，选变压器容量，短路计算，高压设备选择计算，设备选型。2、继电保护：计算选型，整定，入线保护，变压器保护，出线保护。3、防雷和接地装置设计。4、完成主接线图，设备平面图，继电保护原理图，整定参数表等全套技术设计和部分图纸8-10张。5、参考文献不低于15篇，其中外文2篇以上。翻译文献5000字文章，设计书正文不少于1万字，打印。三、主要技术指标1、纺炼车间中，纺丝机，功率：244千瓦，。2、原液车间中，酸站，碱站，功率：21.7千瓦, 。四、应收集的资料及参考文献1、 刘介才. 工厂供电：第三版. 北京：机械工业出版社
3、，2000.52、 刘介才. 现代电工技术手册. 北京：中国水利水电出版社，2002 3、 刘光源. 电工实用手册. 北京：中国电力出版社，2001五、进度计划1、2月24日-3月31日收集资料，生产实习，熟悉R14，R15软件，装机调试。2、4月1日-4月30日完成技术设计计算，并出技术图纸。3、5月1日-5月31日完成全部设计，图纸出全。4、6月1日-6月10日整理设计书，准备答辩。5、6月13日准备答辩。教研组主任签字时间 年 月 日毕业设计开题报告题目大名化纤厂变配电系统设计 专 业电气工程及其自动化班 级电0101-4班学生姓名马立敏研究背景：从20世纪80年代220KV及以上电压等
4、级的电力系统全部采用进口保护，到现在220KV电力系统继电保护基本国产化，反映了继电保护技术在我国的发展和国产继电保护设备的明显优势。国内研究现状：当前，在我国电力工业持续、快速发展，市场化改革在探索中前进，西电东送，南北互供，全国互连网大格局正在形成。继电保护和电力系统自动化更加成为保证电力系统安全运行、提高供电质量、减少事故损失的最直接、最有效的手段，保障在电力系统发生故障时，缩小事故范围，防止发展成为电网崩溃和大面积停电事故。研究方法：通过自己所学的相关课程，如工厂供电，自动控制原理数字电路、模拟电路电子线路CAD以及控制电机等；以及通过借阅图书馆相关资料和上网收集相关课题信息；最后到实
5、地进行考察，如参观一些生产电器设备的企业，或者去参观新型小区的供配电系统。主要工作：负荷计算、 变压器选择、供配电线路设计计算、电线电缆截面及电压损失计算、短路电流计算、变电所配电装置及继电保护装置设计计算，电气设备的选择、配电系统的自动化及过电压保护、接地以及绘制系统的的主接线方案等。进行负荷计算时，应将不同工作制的用电设备的额定功率换算为统一的计算功率，采用二项式法和需要系数法。指导教师签字时 间 年 月 日毕业设计评语及成绩学生姓名马立敏专业电气工程及其自动化班 级电0101-4学 号20013933毕业设计题目大名化纤厂变配电系统设计 指导教师姓 名吴秋瑞指导教师职 称副教授指导教师评
6、语：专家评语： 签字： 年 月 日答辩小组意见：答辩小组组长签字： 年 月 日成绩： 院长(主任) 签字：年 月 日1 绪论1.1 工厂供电的意义和要求工厂供电就是指工厂所需电能的供应和分配，即工厂配电。工厂供电工作要很好的为工业生产服务，切实保证工厂和生活用电的需要，并做好节能工作，就必须达到下列基本要求。（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即连续供电的要求。（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 供电系统的投资要省，运行费用要低，并尽可能的节约电能和减少有色金属。在供电工作中，应合理的处理局部和全
7、局、当前和长远关系，既要照顾局部和当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应发展。对于大型工厂及某些电源进线电压为35KV及以上的中型工厂，通常经过两次降压，先经过总降变电所，其中有较大容量的电力变压器，将35KV及以上的电源电压降为10KV的配电电压，然后通过10KV的高压配电线将电能送到各个车间变电所。1.2 工厂变配电所的任务配电所的任务就是接受电能和分配电能，不改变电压，而变电所的任务是接受电能、变换电压和分配电能。变电所担负着从电力系统受电，经过变压，然后分配电能的任务。配电所担负着从电力系统受电，然后直接分配电能的任务。变配电所是工厂供电系统的枢纽，在工厂中占有特殊重要的地位。变
8、配电所的总体布置，应满足以下要求：（1） 便于维护和检修 有人值班的便电所应设单独的值班室。值班室应尽量靠 近高低压配电室且有门直通。（2） 保证运行安全 值班室不得有高压设备。值班室的门应朝外开，高低压配电室和电容器室的门应朝值班室开或朝外开。（3） 便于进出线 如果是架空进线，则高压配电室宜位于进线侧。考虑到变压器低压出线通常是采用矩形裸母线，因此变压器的安装位置，宜靠近低压配电室。（4） 节约土地和建筑费用 值班室可与低压配电室合并，这时低压配电室面积应适当增大，以便于值班桌或控制台，以满足值班工作要求。（5） 适应发展要求 变压应考虑到扩建时有更换大一级容量变压器的可能。高低压配电室内
9、均应留有适当数量的开关柜的备用位置。既要考虑到变配电所留有扩建的余地，又要不妨碍工厂或车间今后的发展。1.3 电气平面布置电气平面布置要求布局合理、占地面积小，并便于设备的检修、维护。小型化变电所采用全户外布置，为达到整体布局合理、减少占地面积，35kV及10kV均采用半高型布置方式；进站道路设在35kV及10kV配电装置之间，便于设备运输，道路宽度为3.5米；变压器与10kV配电装置布置在一侧，利于设备的检修、维护。结合目前变电所管理“无人值班化”发展趋势，为达到减员增效的目的，已逐步完成了从有人值班向有人值守、有人值守向无人值班变电所的设计过渡。无人值班变电所具有以下几个优点：u 采用无人
10、值班管理模式能提高劳动生产率，减少人为误操作，提高运行可靠性；u 随着电网复杂程度的提高，各级调度中心要求采集更多的信息,以便及时掌握电网及变电站的运行情况，而变电站实行无人值班的先决条件是必须具备“遥测、遥信、遥控、遥调”等“四遥”功能，从而使调度要求得到满足；u 提高变电站的可控性,要求更多地采用远方集中控制、操作、反事故措施等；u 利用当代计算机技术、通信技术等提供的先进技术装备,改变传统二次设备模式,简化系统,信息共享,减少占地面积,降低造价，小型化变电所只设35平方米左右控制室。无人值班变电所不需设宿舍，但需设一间休息室，供检修、巡视人员临时使用。1.4 电力系统的中性点运行方式在三
11、相交流电力系统中，作为供电电源的发电机和电力变压器的中性点有三种运行方式：一种是电源中性点不接地，一种是电源中性点经阻抗接地，再一种是中性点直接接地或低电阻接地。我国特别是系统，一般采用中性点不接地的运行方式。如果其单相接地电流大于一定数值时，则采用中性点经消弧线圈接地的运行方式；我国即以上的系统，则都采用中性点直接接地的运行方式。1.5 低压配电系统的接地形式国家标准明确提出低压配电系统的保护接地型式有三种：（1）TN系统分三种安装类别，如图1-1所示。u TNS系统u TNC系统u TN-C-S系统（2）TT系统，如图1-2所示。（3）IT系统，如图1-3所示。u TNC图1-1低压配电的
12、TN系统 新规范是“以人为核心”，在保证“适用、安全、卫生、美观”的前提下，对安全方面提出了相当严格的要求。新规范明确规定了应采用IT、TNCS或TNS等低压配电系统接地形式，并进行总等电位连接。下面介绍不宜采用TNC系统的原因，以及新规范中的三种低压配电系统的接地形式和故障防范。（1）不宜采用TNC系统用电设备的接地，一般分为保护性接地和功能性接地。保护性接地又分为接地和接零两种形式。所谓“接地”，是指用电设备外露可导电部分对地直接的电气连接。而接零则是指外露可导电部分通过保护线(PE)或PEN线与供电系统的接地点进行直接电气连接(交流系统中，接地点即为中性点)。TNC系统被称为三相四线系统
13、，整个系统的中性线(N)与保护线(PE)是合一的，称PEN线。由于TNC系统中采用的是保护接零，即用电设备的外露可导电部分与PEN有良好的导线连接。当用电设备发生接地故障时，由于PEN线阻抗小，较大的短路电流使保护装置迅速动作，反应灵敏度高。但由于TNC系统需要依靠PEN线中的不平衡电流来维持三相电压的均衡，所以TNC系统一般适用于三相负荷较平衡的场合。目前，工厂中存在着大部分的单相设备和用户，难以实现三相负荷的平衡，PEN线中将有较大的、不稳定的不平衡电流流过，而且大量用电设备(如日光灯)使用中产生的高次谐波也叠加到中性线N上，使中性点接地电位偏移。一旦PEN线发生断路故障或PEN线接触电阻
14、增大时，中性点电位将严重地偏移，使用电设备外露可导电的金属外壳带电，造成电击事故的发生。而且接地故障最易引发电气火灾。所以不宜使用TNC系统。（2）规范规定采用的供电系统1、TT系统亦为三相四线制系统有一点直接接地，系统无PE线。用电设备的外露可导电部分保护(PE)线接至与电力系统接地点无直接关联的接地极上。TT系统的特点是中性点N与保护接地线PE无一点电气连接，即N与PE线是分开的，适用于公共电网供电的用户，一般每个建筑楼各有单独的接地极和PE线。所以木管三相负荷是否平衡、中性线是否带电，PE线均不会带电，用电设备外露导电部分亦不会带电，保证了使用安全。当用电设备发生单相接地故障时，由于TT系统单相短路保护的灵敏度比IT系统低(TT系统以大地为故障电流通路，与电源和PE线的接地电阻有关，故障电流小)，熔断器和断
