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1、 毕业论文（设计） 某机械厂降压变电所电气设计 系 部 自动控制工程系 专 业 名 称 发电厂及电力系统 班 级 电 力 1101 2012年10月18日 摘要摘要 为保障本机械厂生产安全进行，保证电能合理分配、输送，灵活改变运行方式，特进行本次模拟设计。 本设计主要阐述了对机械厂总降压变电所的电气设计方案。在设计中进行了对工厂负荷的统计计算；变电所位置与型式的选择；变电所主变压器及主接线方案的选择；短路电流的计算；变电所一次设备的选择校验；变电所进出线与邻近单位联络线的选择；降压变电所防雷与接地装置的设计等。关键词:工厂供电；变电所；无功功率补偿；变压器；短路电流计算；一次设备；避雷器I A
2、bstractAbstractTo protect the safety of industrial production, pledge to ensure reasonable distribution of electric energy, transmission, flexible operation mode changes. Special for this design.Elaborated on the design of the main mechanical plant a total step-down substation electrical . Carried o
3、ut in the design of the statistical calculation of the load on the plant; substation location and type of choice; substation main transformer and main line scheme of choice; short-circuit current calculation; substation equipment selection of a check; substation into the outlet and adjacent units of
4、 the contact line of choice; step-down substation lightning protection and grounding equipment design.Keywords: Power plants; substations;reactive compensation;transformer;short circuit current calculation; a device; surge arrestersII 目录目录1 机械厂原始资料11.1 机械厂设计要求11.2设计依据11.2.1 工厂总平面图11.2.2 工厂负荷情况11.2.3
5、 供电电源情况21.2.4 电费制度21.2.5 气象资料21.2.6 地质水文资料22 负荷计算和无功功率补偿42.1 负荷计算42.1.1 单组用电设备计算负荷的计算公式42.1.2 多组用电设备计算负荷的计算公式42.1.3 各车间负荷统计计算52.1.4 总的计算负荷计算82.1.5 负荷分类82.2 无功功率补偿93 变电所位置与型式的选择113.1 变电所的任务113.2 变电所所址选择原则113.3 变电所的类型124 变电所主变压器及主接线方案的选择134.1 变电所主变压器台数的选择134.2 变电所主接线方案的选择134.2.1 变配电所主接线设计原则134.2.2 主接线
6、方案的技术指标134.3 变电所主接线方案的选择144.3.1 方案一 单母线分段接线144.3.2 方案二 桥式接线154.3.4 装设两台主变压器的接线方案165 短路电流的计算175.1 绘制计算电路175.2 确定短路计算基准值175.3 计算短路电路中各个元件的电抗标幺值176 变电所一次设备的选择206.1 10kV侧一次设备的选择206.2 380V侧一次设备的选择206.3 继电保护206.4 继电保护的整定206.4.1变压器继电保护216.5继电保护和绝缘监查227 降压变电所防雷与接地装置的设计237.1 变电所的防雷保护237.1.1 直接防雷保护237.1.2 雷电侵
7、入波的防护237.2 变电所公共接地装置的设计237.2.1 接地电阻的要求237.2.2 接地装置的设计24结论25致谢26参考文献27附图#1 变电所接地装置平面布置28附表#2 各厂房和生活区的负荷统计表29附图#3 机械厂降压变电所主接线图31V1 机械厂原始资料1 机械厂原始资料1.1 机械厂设计要求要求根据本机械厂所能取得的电源及本厂用电负荷情况，并适当考虑工厂生产的发展，按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求，确定变电所的位置和型式，确定变电所主变压器的台数、容量与类型，选择变电所主接线方案、一次设备的选择，确定防雷和接地装置。最后按要求写出本次模拟设计。1.2设计依据1.2.1
8、 工厂总平面图图1-1 工厂平面图 (1)铸造车间 (2)铸造车间 (3)热处理车间 (4)电镀车间 (5)仓库 (6)工具车间 (7)金工车间 (8)锅炉车间 (9)装配车间 (10)机修车间1.2.2 工厂负荷情况 本厂多数车间的工作制为两班制，年最大负荷利用小时为5000h，日最大负荷持续时间为8h。该厂除了铸造车间、电镀车间和锅炉房三个车间为二级负荷外，其余车间均属于三级负荷。本机械厂各个车间的负荷统计资料如下表1-2所示。1.2.3 供电电源情况 按照工厂与当地供电部门签定的供用电协议规定，本厂可由附近一条10kV的公用电源干线取得工作电源。该干线的走向可以参看工厂总平面图。该干线的
9、导线牌号为LGJ-185，导线为等边三角形排列，线距为1.5m；干线首端距离本厂约10km。干线首端所装设的高压断路器断流容量为500MVA。此断路器配备有过负荷保护，定时限过流保护和电流速断保护，定时限过流保护整定的动作时间为2.0S。为满足工厂二级负荷要求，可采用高压联络线由邻近的单位取得备用电源。已知与本厂高压侧有电气联系的架空线路总长度为100KM，电缆线路总长度为30KM。1.2.4 电费制度 本厂与当地供电部门达成协议，在工厂变电所高压侧计量电能，设专用计量柜，按两部电费制交纳电费。每月基本电费按主变压器容量为18元/KVA，动力电费为0.9元/KW.h，照明电费为0.5元/KW.
10、h。工厂最大负荷时的功率因数不得低于0.95，此外，电力用户需按新装变压器容量计算，一次性向供电部门交纳供电费。1.2.5 气象资料本机械厂所在地区的年最高气温为41，年平均气温为28，年最低气温为1，年最热月平均最高气温为35，年最热月平均气温为29，年最热月地下0.8米处的平均气温为30。当地的主要风向为东北风，年雷暴日数为48天。1.2.6 地质水文资料本机械厂所在地区平均海拔在200m左右，地层以砂粘土为主，地下水位为3m。1表1-2 工厂负荷统计资料 厂房编号厂房名称负荷类别设备容量/KW需要系数功率因数1铸造车间动力2000.40.7照明50.91.02锻压车间动力2000.30.
11、6照明50.91.03热处理车间动力1000.60.7照明50.91.04电镀车间动力1500.60.7照明50.91.05仓库动力100.40.8照明10.91.06工具车间动力2000.40.6照明50.91.07金工车间动力2000.30.6照明50.91.08锅炉车间动力500.80.7照明10.91.09装配车间动力1000.40.7照明50.91.010机修车间动力1000.30.6照明20.91.0生活区照明2000.80.92 负荷计算和无功功率补偿2 负荷计算和无功功率补偿2.1 负荷计算在工厂里，除了广泛应用的三相设备外，还有部分单相设备，单相设备接在三相线路中，应尽可能均
12、衡分配。使三相负荷尽可能均衡。如果三相线路中单相设备的总容量不超过三相设备总容量的15%，则不论单相设备如何分配，单相可与三相设备综合按三相负荷平衡计算。如果单相设备容量超过三相设备的15%时，则应将单相设备容量换算为等效三相设备容量，再与三相设备容量相加。综上所述，由于本厂各车间单相设备容量均不超过三相设备容量的15%，所以可以按三相负荷平衡计算。即： 式（2-1）2.1.1 单组用电设备计算负荷的计算公式(1)有功计算负荷（单位为KW） = 式（2-2）(2)无功计算负荷（单位为KVAR） = tan 式（2-3）(3)视在计算负荷（单位为KVA） = 式（2-4）(4)计算电流（单位为A） = 式（2-5） 2.1.2 多组用电设备计算负荷的计算公式 (1)有功计算负荷 = 式（2-6）式中是所有设备组有功计算负荷之和，是有功负荷同时系数，可取0.80.95(2)无功计算负荷 = 式（2-7）式中是所有设备无功计算负荷之和；是无功负荷同时系数，可取0.85-0.97(3)视在计算负荷 = 式(2-8）(4)计算电流 = 式（2-9）2.1.3 各车间负荷统计计算(1)铸造车间 (2)锻压车间(
