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1、-本科生毕业设计论文学院系：电子与电气工程系专 业：电气工程及其自动化学 生：贾 云 鹏设计论文题目：工厂供电系统电气局部设计本毕业设计为工厂变电所设计，对在工厂变电所设计中的假设干问题：负荷计算，三相短路分析，短路电流计算，上下压设备的选择与校验，变压器的继电保护，变电所二次回路及自动装置，防雷与接地，变电所的过电压保护，计量，无功补偿等几方面的设计进展了述，并对供电主接线的拓扑构造进展了阐述。该工厂变电所采用10kV单电源进线，采用一台1600kVA的主变压器，最大设备容量1636kW，采用并联电容器进展低压集中补偿，对变压器进展过电流，电流速断，瓦斯保护，按三类防雷建筑物设防，采用强弱电
2、联合接地系统对建筑物进展保护。在对供电系统短路计算的根底上，进展电力电缆和电气设备的选择设计，同时也对户外平面布置进展了初步的设计。关键词：工厂供配电，继电保护，防雷与接地，负荷计算ABSTRACTThis graduation project is designed for the factory transformer substation, to certain questions in factory transformer substation design: the load putation, the analysis of three-phase short-circuits,
3、 the short-circuit current putation, the choiceand verification of high and low pressure equipment, the transformer relay protection, the secondary circuit of the transformer substation and the automatic device, anti-thunder and the connection to the earth, the transformer substation overvoltage pro
4、tection, the measurement, the idle work pensated and so on,All the above aspects and the structure of the power supply host wiring topology have been stated.The transformer substation with a 10kV single power source coil in it uses 1600kVA main transformer, the biggest putation shoulders of which is
5、 1636kW.It adopts the shunted capacitor to carry on the low pressure centralism for pensation and sets protection for the transformer by carring on the electric current to it breaking the speed of the flow gas protection, garrisons accerding to the third kind of anti-thunder buildings,and users the
6、strong and weak electricity union earth system to carry on the protection to the building.Based on the putation of short-circuits to the power supply system, the project has a choice design of the power cable and the electrical equioment and a preliminary design to the outdoors plane arrangement at
7、the same time.Keywords： the power distribution ，supply in factory，the relay protection目 录摘 要IABSTRACTII第一章绪论11.1课题设计背景11.2工厂供电设计的一般原则21.3工厂供电设计容及步骤2第二章 负荷计算和功率补偿52.1负荷计算的容和目的52.2负荷计算的方法5第三章 变压器容量和数量的选择6第四章 主接线方案的选择74.1对变电所主结线的一般要求74.2变电所主结线74.2.1单电源进线的变电所主接线84.2.2双回电源进线变电所主接线8第五章 短路电流的计算125.1短路电流计算的
8、目的及方法125.2三相短路电流计算12第六章 导线、电缆的选择156.1 导线电缆的使用条件156.2 导线电缆的选择15第七章 电气设备的选择187.1电气设备选择的一般原则187.2高压开关电器的选择187.2.1高压断路器的选择187.2.2高压隔离开关的选择197.2.3电流互感器的选择197.3配电所高压开关柜的选择20第八章 变压器的继电保护218.1概述218.2变压器电流保护的接线方式228.3继电保护配置228.3.1变压器的过电流保护228.3.2变压器的电流速断保护23第九章 二次回路操作电源和中央信号回路279.1二次回路的操作电源279.2中央信号回路279.2.1
9、概述279.2.2对中央信号回路的要求27第十章 测量和绝缘监视回路2910.1测量仪表的配置2910.2绝缘监视装置29第十一章 防雷和接地3111.1过电压及雷电概述3111.2防雷3111.2.1防雷设备3111.2.2防雷保护措施3111.3电气装置的接地3311.3.1接地概述3311.3.2接地电阻33结论36附录A：10KV供电系统图37附录B：低压供电系统图38附录C：变压器二次电路图39附录D：电压互感器二次电路图40附录E：接地 避雷平面图41致 42. z-第一章 绪论1.1课题设计背景工厂供电，就是指工厂所需电能的供给和分配，亦称工厂配电。电能是现代工业生产的主要能源和
10、动力。电能既易于由其它形式的能量转换而来，又易于转换为其它形式的能量以供给用；电能的输送的分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。因此，电能在现代工业生产及整个国民经济生活中应用极为广泛。 在工厂里，电能虽然是工业生产的主要能源和动力，但是它在产品本钱中所占的比重一般很小。电能在工业生产中的重要性，并不在于它在产品本钱中或投资总额中所占的比重多少，而在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产本钱，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。从另一方面来说，如果工厂的电能供给突然中断，则对工业生产可能造成严重
11、的后果。因此，做好工厂供电工作对于开展工业生产，实现工业现代化，具有十分重要的意义。由于能源节约是工厂供电工作的一个重要方面，而能源节约对于国家经济建立具有十分重要的战略意义，因此做好工厂供电工作，对于节约能源、支援国家经济建立，也具有重大的作用。工厂供电工作要很好地为工业生产效劳，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并做好节能工作，就必须到达以下根本要求：平安 在电能的供给、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 供电系统的投资要少，运行费用要低，并尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗量。此外，在供
12、电工作中，应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，既要照顾局部的当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应开展。1.2工厂供电设计的一般原则按照国家标准GB50052-95 ?供配电系统设计规?、GB50053-94?10kV及以下设计规?、GB50054-95 ?低压配电设计规?等的规定，进展工厂供电设计必须遵循以下原则：遵守规程、执行政策；必须遵守国家的有关规定及标准，执行国家的有关方针政策，包括节约能源，节约有色金属等技术经济政策。平安可靠、先进合理；应做到保障人身和设备的平安，供电可靠，电能质量合格，技术先进和经济合理，采用效率高、能耗低和性能先进的电气产品。近期为主、考虑开展；应
13、根据工作特点、规模和开展规划，正确处理近期建立与远期开展的关系，做到远近结合，适当考虑扩建的可能性。全局出发、统筹兼顾。 必须从全局出发，统筹兼顾，按负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件等，合理确定设计方案。工厂供电设计是整个工厂设计中的重要组成局部。工厂供电设计的质量直接影响到工厂的生产及开展。作为从事工厂供电工作的人员，有必要了解和掌握工厂供电设计的有关知识，以便适应设计工作的需要。1.3工厂供电设计容及步骤工厂变电所及配电系统设计，是根据各个车间的负荷数量和性质，生产工艺对负荷的要求，以及负荷布局，结合国家供电情况。解决对各部门的平安可靠，经济的分配电能问题。其根本容有以下几方面：
14、 负荷计算工厂变电所的负荷计算，是在车间负荷计算的根底上进展的。考虑车间变电所变压器的功率损耗，从而求出工厂变电所高压侧计算负荷及总功率因数。列出负荷计算表、表达计算成果。 工厂变电所变压器的台数及容量选择参考电源进线方向，综合考虑设置工厂变电所的有关因素，结合全厂计算负荷以及扩建和备用的需要，确定变压器的台数和容量。 工厂变电所主接线设计根据变电所配电回路数，负荷要求的可靠性级别和计算负荷数综合主变压器台数，确定变电所高、低接线方式。对它的根本要求，即要平安可靠有要灵活经济，安装容易维修方便。 工厂供、配电系统短路电流计算工厂用电，通常为国家电网的末端负荷，其容量运行小于电网容量，皆可按无限
15、容量系统供电进展短路计算。由系统不同运行方式下的短路参数，求出不同运行方式下各点的三相及两相短路电流。 改善功率因数装置设计按负荷计算求出总降压变电所的功率因数，通过查表或计算求出到达供电部门要求数值所需补偿的无功率。由手册或厂品样本选用所需移相电容器的规格和数量，并选用适宜的电容器柜或放电装置。如工厂有大型同步电动机还可以采用控制电机励磁电流方式提供无功功率，改善功率因数。 变电所高、低压侧设备选择参照短路电流计算数据和各回路计算负荷以及对应的额定值，选择变电所高、低压侧电器设备，如隔离开关、断路器、母线、电缆、绝缘子、避雷器、互感器、开关柜等设备。并根据需要进展热稳定和力稳定检验。用总降压变电所主结线图，设备材料表和投资概算表达设计成果。 继电保护及二次结线设计为了监视，控制和保证平安可靠运行，变压器、高压配电线路移相电容器、高压电动机、母线分段断路器及联络线断路器，皆需要设置相应的控制、信号、检测和继电器保护装置。并对保护装置做出整定计算和检验其灵敏系数。设计包括继电器保护装置、监视及测量仪表，控制和信号装置，操作电源和控制电缆组成的变电所二次结线系统，用二次回路原理接线图或二次回路展开图以及元
