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1、河南机电高等专科学校毕业设计/论文绪论毕业设计是检验专业学习情况的一项综合测试，他要求我们把所学的知识全部适用，融会贯通的一项训练，是对我们能力的一项综合评定，他要求我们充分发掘自身的潜力，开拓思路设计出合理适用的自动控制系统，众所周知，电能是现代工业生产的主要能源。电能即易于由其它形式的能量转换而来，又易于转换为其他形式的能量以供应用，电能的输送和分配既简单经济，又便于控制、调节、测量。有利于实现生产过程自动化。而工厂供电就是指工厂所需要电能的供应和分配。工厂供电设计要求达到为工业生产服务，保障工厂生产和生活用电的需要，并做好节能工作，就必须做到：安全、可靠、优负、经济。同时本次设计也是教学
2、过程中的一个重要环节，通过设计可以巩固各科课程理论知识，了解工厂供电设计的基本方法，了解工厂供电电能分配等各种实际问题，培养独立分析和解决实际工程技术问题的能力，同时对电力工业的有关政策、方针、技术规程有一定的了解，在计算、绘图、设计说明书等方面得到训练，为以后工作奠定基础。变电站是电力网中线路的连接点，作用是变换电压、交换功率和汇集、分配电能。变电站中的电气部分通常被分为一次部分和二次部分。本次设计属于毕业设计,是在学习了相关专业课程(如发电厂电气部分、电力系统分析、电力系统继电保护原理)等,且对各类变电所了解后设计的.本次设计为我们在走上工作岗位前对工程设计有细致的了解,并掌握一定的工程设
3、计方法打下了基础。电力工业是国民经济的一项基础工业和国民经济发展的先行工业，它是一种将煤、石油、天然气、水能、核能、风能等一次能源转换成电能这个二次能源的工业，它为国民经济的其他各部门快速、稳定发展提供足够的动力，其发展水平是反映国家经济发展水平的重要标志。由于电能在工业及国民经济的重要性，电能的输送和分配是电能应用于这些领域不可缺少的组成部分。所以输送和分配电能是十分重要的一环。变电站使电厂或上级电站经过调整后的电能书送给下级负荷，是电能输送的核心部分。其功能运行情况、容量大小直接影响下级负荷的供电，进而影响工业生产及生活用电。若变电站系统中某一环节发生故障，系统保护环节将动作。可能造成停电
4、等事故，给生产生活带来很大不利。因此，变电站在整个电力系统中对于保护供电的可靠性、灵敏性等指标十分重要。关于主接线部分的内容是基础部分，主要介绍了主接线的形式，综合比较各种接线方式的特点、各自的优缺点及变压器的选择原则等，根据任务书要求最终选择满足设计任务的主接线方案。短路电流是非常重要的部分，它主要介绍了不同运行方式下的对称短路与不对称短路计算的目的、原则、方法和具体的数据信息等，为设计中需要的高压电气设备的选择、整定、校验等方面做准备，电气设备的选择及校验主要是利用对称短路的计算结果进行高压电气设备（断路器、隔离开关）的校验。 设计包括的知识面广，需要大量了解专业书和设计手册的内容，也是给
5、我们一次很好的复习机会，为今后的工作打下良好的基础，也从中摸索出一些初步的专业经脸。 第1章 负荷计算和改善功率因数装置的设计1.1负荷计算负荷计算的方法有需要系数法、利用系数法及二项式等几种。本设计采用需要系数法确定。主要计算公式有：1 计算电流 2功率因数Cos= 3 变压器有功损耗估算公式=0.015（工厂供电，第105页）4 变压器有功损耗估算公式=0.06（工厂供电，第105页）使用以上公式计算出各个车间的用电负荷 ，各项目如表1-1所示，具体计算过程用Matlab计算，计算程序及结果详见附录II。表1-1序号车间名称设备容量计算负荷I30ACos变压器损耗P30Q30S30kWkW
6、kvarkVA1电机修造车间25056095007881142.030.772911.8247.282机械加工车间886163258305442.030.53414.57518.33新品试制车间634222336403584.060.55136.04524.184原料车间514310183360521.740.86115.421.65备件车间562199158254368.120.78323.8115.246锻造车间15036586898.550.52741.024.087锅炉房269197172262379.710.75333.9315.728空压站322181159241349.280.7
7、5133.61514.469汽车库5330274057.970.74330.602.4010大线圈车间335187118221320.290.84573.31513.2611半成品试验站-365287464669.70.78616.9627.8412成品试验站22906404808001159.420.800012.0048.0013加压站（10KV转供负荷）256163139214310.140.76093.2112.8414设备处仓库（10KV转供负荷）338288444643.480.76126.6626.6415成品实验站内大型集中负荷3600288023003686212.80.75
8、96总计6520546368.01272.0410kV负荷侧输入的有功功率为，无功功率为1.2改善功率因数装置的设计在此次设计中，供电部门对工厂提出的技术的要求有：Cos0.9, 在工厂35 KV电源侧进行电能计量。而由上面计算可知10kV侧的功率因数Cos=0.66440.9，因此需要进行无功补偿。依据所算的各车间的功率因数可知由于全部小于0.9，如果在负荷侧进行补偿的则较为麻烦，综合考虑在这里采用并联电容器进行高压集中补偿。可选用BWF10.5-50-1W单极型的电容器，其额定电容为1.444F=0.86258.6tanarc(cos0.6644)tanarc(cos0.92)Kvar=2
9、161.4Kvar其电容器的个数为：n=Qc/qc=2161.4/50=43.2，而由于电容器是单相的，所以应为3的倍数，取60个无功补偿后，变电所低压侧的计算负荷为：=6641.2KVA变压器的功率损耗为： =0.06=0.066808.6=401.8Kvar=0.015=0.0156808.6=100.5KW变电所高压侧计算负荷为：=6263.3+102.1=6363.8KW=(5369.9-3000)+408.5=2771.7kvar=6941.2KVA无功率补偿后，工厂的功率因数为：因此，符合本设计的要求。并且由此可知，采用无功功率补偿来提高功率因数，能使工厂取得可观的经济效果。第2章
10、 工厂总变电所位置和型式及变压器的选择2.1总变电所位置的选择设计变电所的位置应尽量接近工厂的负荷中心，工厂的负荷中心按负荷功率矩法来确定。负荷中心虽是选择变、配电所的重要因素，但不是唯一因素，因此负荷中心的计算不要求十分精确，并且负荷中心也不是固定不变的，所以在工程上没有必要精确的计算。所以本次计算中，各点的负荷可以粗略用无功补偿前各车间变电所的有功损耗的数据参与计算。在工厂平面图的左下角为原点，分别作一直角坐标的轴和轴，然后测出各车间（建筑）和宿舍区负荷点的坐标位置，单位为cm，依据1:5000的比例最后算出实际长度。、分别代表厂房1、2、3.10号的功率，设定（11.1，5.1）、（9.
11、6，3.5）、（6.25，3.41）、（8.2，3.21）、（7.51.，6.2）、（9.35，8.27）、（6.65，4.6）、（6.65.，6.22）、（5.0，3.3）、（9.75，5.1）、（11.1，3.2）、（11.1，7.0）（6.23，4.6）(根据题目要求，由于供水厂方自备，所以加压站设在泵房)（9.27，5.9），并设（11.8，6.3）为成品试验站的中心负荷，如图2-1所示。而工厂的负荷中心假设在 (,),其中P=+=。因此仿照力学中计算中心的力矩方程，可得负荷中心的坐标和总变电站到各车间变电所和负荷的距离，具体计算过程用Matlab计算，计算程序及结果详见附录： 把各车
12、间的坐标代入上公式，得到=10.4，=5.6。由计算结果可知，工厂的负荷在材料库和电机修造车间之间，详见附录，方式为附设式。图2-1 各车间变电站及用电负荷的坐标图2.2主变压器的选择在发电厂和变电站中，用来向电力系统或用户输送功率的变压器，称为主变压器。只供本厂（所）用电的变压器称为厂（所）用电变压器或称自用电变压器。主变压器是主接线的中心环节，其台数、容量和型号的初步选择是构成各种主接线的基础，并对发电厂和变电所的技术经济性有很大影响。2.2.1相数的确定 选用两台小容量的三相变压器取代一台大容量的三相变压器，或则用单相变压电力变压器的相数分为单相变压器和三相变压器两类，三相变压器与同容量
13、的单相变压器组相比较，价格低、占地面积小，而且远行损耗减少1215%。因此，在330KV及以下电力系统中，一般都选用三相变压器。本设计应采用三相。2.2.2绕组数的确定变压器按其绕组数分为双绕组普通式、三绕组式、自耦式以及低压绕组分裂型式。当发电厂只升高一及电压时或35KV以下电压的变电站，可选用双绕组普通式变压器。当发电厂有两及升高电压时，常使用三绕组变压器作为联络变压器，其作用是实现高、中压的联络。其低压绕组接成三角形以抵消三次谐波分量。110KV及以上电压等级的变电站中，也经常使用三绕组变压器作联络变压器。当中压为中性点的不直接接地电网时，只能选用普通三绕组变压器。由分析可知本设计采用双
14、绕组普通式变压器。2.2.3调压方式的确定为了保证供电质量，电压必须维持在允许范围内。通过切换变压器的分接开关，改变变压器高压绕组的匝数可，从而改变其变比，实现电压调整。切换方式有两种：一种是不带电压切换，称为无激磁调压，调整范围通常在以内；另一种是带负荷切换，称为有载调压，调整范围可达30%，其结构复杂，价格较贵。变电所在以下情况时，宜选用有载调压变压器：1、地方变电所、工厂、企业的自用变电所经常出现日负荷变化幅度很大的情况时，若要求满足电能质量，往往需要装设有载调压变压器。2、330KV及以上变电站，为了维持中、低压电压水平需要装设有载调压变压器。3、110KV及以下的无人值班变电所，为了满足遥调的需要应装有有载调压变压器。由以上分析可知本次设计采用有载调压变压器。2.2.4绕组接线组别的确定我国110KV及以上电压的变压器三相高压绕组都采用“YN”接线；35KV都采用“Y”。接线，其中性点多通过消弧线圈接地；35KV以下高压电压的变压器三绕组都采用“D”
