毕业设计论文河南城建学院Word格式.docx

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2.1、企业地理位置概况……………………………………………………………10

2.2、负荷等级………………………………………………………………………10

2.3、供电方式………………………………………………………………………11

2.4、变电所设计原则………………………………………………………………11

2.5、变电所的主接线方案的选择…………………………………………………12

2.6、配电系统的接线网络方式……………………………………………………13

第3章负荷计算及功率补偿…………………………………………………14

3.1、负荷计算的内容和目的………………………………………………………14

3.2、负荷计算的方法………………………………………………………………14

3.3、按需要系数法确定计算负荷…………………………………………………14

3.4、各用电车间负荷计算结果表如下……………………………………………15

3.5、全厂负荷计算…………………………………………………………………17

3.6、功率补偿………………………………………………………………………18

第4章变压器的选择………………………………………………………….20

4.1、主变压器台数和容量的选择…………………………………………………20

4.2、变配电所主结线的选择原则…………………………………………………20

4.3、主结线方案选择………………………………………………………………21

第5章短路计算…………………………………………………………………22

5.1、供配电系统中性点运行方式…………………………………………………22

5.2、短路电流计算的目的…………………………………………………………22

5.3、短路电流计算方法…………………………………………………………225.4、本设计采用标幺制法进行短路计算…………………………………………23

5.5、短路电流计算结果

第6章导线和电缆的选择……………………………………………………276.1、概述……………………………………………………………………………27

6.2、导线、电缆线的选择…………………………………………………………28

第7章开关柜的选择………………………………………………………….30

7.1、高压开关柜的选择……………………………………………………………30

7.2、配电所高压开关柜的选择……………………………………………………31

第8章变压器的继电保护……………………………………………………32

8.1、概述……………………………………………………………………………32

8.2、差动保护………………………………………………………………………32

8.3、过电流保护动作电流的整定…………………………………………………33

8.4、过电流保护动作时间的整定…………………………………………………34

8.5、变压器过电流保护的灵敏系数的检验………………………………………34

8.6、装设电流速断保护，利用GL15的速断装置…………………………………34

8.7、作为备用电源的高压联络线的继电保护装置………………………………35

第9章二次回路操作电源与中央信号处理………………………………36

9.2、中央信号装置…………………………………………………………………36

9.1、二次回路的操作电源…………………………………………………………36

第10章电测量仪表与绝缘监视装置………………………………………38

10.1、电测量仪表…………………………………………………………………38

10.2、变配电装置中各部分仪表的配置…………………………………………38

10.3、绝缘监视装置………………………………………………………………39

第11章防雷与接地……………………………………………………………41

11.1、防雷…………………………………………………………………………41

11.2、接地…………………………………………………………………………42

小结…………………………………………………………………………………45致谢…………………………………………………………………………………46参考文献……………………………………………………………………………47

第1章、绪论

1.1、选题的目的及意义

电力是国民经济极为重国的基础，没有电力，现代化就无从谈起。

改革开放以来，我国电力工业飞速发展，新技术、新设备被广泛地运用，电力工业进入了超高电压、大电网、大容量机组和高度自动化的新时代。

供配电是电力系统直接面向用户的功能，是电力系统的重要组成部分。

长期以来我国电网缺电严重，加之“重发、轻配、不管用”，致使配电网十分落后。

表现在网络混乱、装备陈旧、自动化水平低、维护工作量大、供电可靠性低等方面。

改革开放以来，电力工业特别是发、输电方面有了很大的发展，电网缺电现象得到显著改善，与此同时，电力系统自动化也进入了新的发展阶段。

但是，用不上电的情况仍十分严重，已建成的各种自动化系统形成一个个“孤岛”，互相隔绝，不能充分发挥作用。

面临这一状况，变电所供配电系统解决了这一问题，从而提高了配电网的供电能力和安全经济运行水平。

本设计就是通过利用在校所学本专业的理论知识，结合自己工作中所学的实际应用技术，以及当前科技前沿技术及产品实现的最优配置，以实现理论与实践的结合，已巩固自己所学的理论知识，同时提高自己的实际工作能力。

1.2、本课题国内外概况

19世纪，电力系统中供配电这一分支产生以来，在过去的漫长岁月里，随着工业、农业、科学技术和国防的需要，供配电技术得到了飞速发展。

供配电系统设计的发展是与电能的推广应用同时期产生的，在普遍范围内，供配电系统的设计主体思维逐步向电气化、智能化方向发展，由过去简单的，低级的电力线路构成进化成现在多层次，多方面，各元器件分工明确的电力网络，朝着安全，可靠灵活，经济的方向飞速发展。

一个工厂的供配电系统如果没有一个全面的规划，往往造成资金浪费、能耗增加等不合理现象。

因此，在供配电系统设计中，应由供电部门与用电单位全面规划，从国家整体利益出发，判别供配电系统合理性。

随着电力的逐步普及，供配电设计以负荷分级，负荷计算，确定主结线与电力线路到变压器线路等的继电保护都形成了一序列的模式，各地区的供配电系统的设计，因当地的地理条件和生产，生活需求状况不同不尽相同，但是仍然大体上不脱离与这些模式。

只是在某些环节中更加完善，更加趋近于人性化。

所以就更需要我们努力学习研究。

1.3、本设计所完成的任务

1、负荷计算

2、主变压器的台数及容量选择

3、工厂总降压变电所主结线设计

4、短路电流计算

5、电力变压器继电保护

6、变电所防雷装置设计

7、根据设计要求绘制出：

1.降压变电所平面图

2.降压变电所主接线图

3.变压器继电保护接线图

4.工厂总平面图

1.4、工厂供电的要求

　　工厂供电工作要很好地为工业生产服务，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并做好节能工作，就必须达到以下基本要求：

（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，适应发展。

1.5、工厂供电设计的一般原则

　　按照国家标准GB50052-95《供配电系统设计规范》、GB50053-94《10kv及以下设计规范》、GB50054-95《低压配电设计规范》等的规定，我这次进行工厂供电设计必须遵循了以下原则：

1、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。

2、安全可靠、先进合理

　　应做到保障人身和设备的安全，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。

3、近期为主、考虑发展；

　　应根据工作特点、规模和发展规划，正确处理近期建设与远期发展的关系，做到远近结合，适当考虑扩建的可能性。

4、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部分。

1.6、设计内容及步骤

　　我本次设计的是全厂总降压变电所及配电系统设计，是根据各个车间的负荷和性质，以及生产对负荷的要求，以及负荷布局，结合国家供电情况。

解决对各部门的安全可靠，经济的分配电能问题。

其基本内容有以下几方面：

1、负荷计算

　　全厂总降压变电所的负荷计算，是在车间负荷计算的基础上进行的。

考虑车间变电所变压器的功率损耗，从而求出全厂总降压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。

2、工厂总降压变电所的位置和主变压器的台数及容量选择

　　参考电源进线方向，综合考虑设置总降压变电所的有关因素，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。

3、工厂总降压变电所主结线设计

　　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。

对它的基本要求，即要安全可靠有要灵活经济，安装容易维修方便。

4、厂区高压配电系统设计

　　根据厂内负荷情况，从技术和经济合理性确定厂区配电电压。

参考负荷布局及总降压变电所位置，比较几种可行的高压配电网布置放案，计算出导线截面及电压损失，由不同放案的可靠性，电压损失，基建投资，年运行费用，有色金属消耗量等综合技术经济条件列表比值，择优选用。

按选定配电系统作线路结构与敷设方式设计。

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。

5、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，皆可按无限容量系统供电进行短路计算。

6、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达到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，并选用合适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。

7、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。

并根据需要进行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。

8、继电保护及二次结线设计

　　为了监视，控制和保证安全可靠运行，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件材料表达设计成果。

9、变电所防雷装置设计

　　参考本地区气象地质材料，设计防雷装置。

进行防直击的避雷针保护范围计算，避免产生反击现象的空间距离计算，按避雷器的基本参数选择防雷电冲击波的避雷器的规格型号，并确定其接线部位。

进行避雷灭弧电压，频放电电压和最大允许安装距离检验以及冲击接地电阻计算。

第2章、供配电系统

2.1、企业地理位置概况

该工厂位于开封市西城新区，厂区面积约200亩，海拔约20米，年平均气温14℃，年均降雨量670毫米，年日照量约为6500小时，该厂主要有锻造车间、机修车间、装配车间等十个车间以及生活区等。

2.2、负荷等级

为了使供配电系统达到技术上合理和经济上节约，既能满足供电可靠和运行维修的安全、灵活、方便，又能使供配电系统投资少，在确定供配电系统前，要正确的划分电力负荷的等级。

对于工业与民用供电负荷，根据其重要性和短时中断供电在政治、经济上所造成的经济损失和政治影响，可分为三个等级：

1、一级负荷中断供电将造成人身伤亡者，将在政治上、经济上造成重大损失者，将造成公共场所秩序严重混乱者，属于一级负荷。

在工业方面，中断供电将造成人身伤亡、重大设备损坏且难以修复，或给国民经济带来重大损失的电能用户，亦属于一级负荷。

2、二级负荷中断供电将在政治、经济上造成较大损失者，造成公共场所秩序混乱者，属于二级负荷。

3、三级负荷凡不属于一级和二级负荷者，均属于三级负荷。

供电系统方式的确定：

根据《供配电系统设计规范》GB50052-95中负荷分二级要求，各个车间应为二级负荷，生活区按三级负荷设计。

2.3、供电方式

2.3.1供电方式分类

各级负荷的供电方式，应按照其对供电可靠性的要求，允许停电的时间及用电单位的规模、性质和用电容量，并结合地区的供电条件予以选定。

1、一级负荷供电方式：

应有两个独立电源供电。

如一级负荷容量不大时，应优先采用从电力系统或临近单位取得低压第二电源，亦可采用柴油机发电机组或蓄电池组做为备用电源，当一级负荷容量较大时，应采用两路高压电源。

2、二级负荷供电方式：

应由两回线路供电，当取得两路线路有困难时，允许由一回专用线路供电。

3、三级负荷对供电方式，无特殊要求，但应采取技术措施，尽可能的不断电，以保证居民生活用电。

2.3.2、供电系统供电方式的确定

根据《供配电系统设计规范》GB50052-95中规定，根据以上供电方式的分析，我选用两路高压电源进户，两路电源分列运行的供电方式设计，提高供电的可靠性和稳定性。

2.4、变电所设计原则

根据《35-10KV变电所设计规范》要求，进行变电所设计时须遵照变电所设计规范的原则：

1、变电所的设计应根据工程的5-10年发展规划进行，做到远近结合、以近为主，正确处理近期建设与远景发展的关系，适当考虑扩建的可能性。

2、变电所的设计必须从全局出发、统筹兼顾，按照负荷性质，用电容量、工程特点和地区供电条件，结合国情合理地确定设计方案。

3、变电所的设计，必须节约用地的原则。

2.5、变电所的主接线方案的选择

变电所的主接线是指由各种开关电器、电力变压器、母线、电力电缆、并联电容等电气设备依一定次序相连接的接受和分配电能的电路。

主接线的确定，实质上就是规划使用多少设备，前后如何安排，拟采用何种保护与自动装置来实现既经济又安全可靠的供电系统。

因此，确定主接线时应满足下列要求：

可靠性、灵活性、安全性、经济性。

2.5.1、主接线的类型

1、单母线不分段接线在主接线中，单母线不分段电路时比较简单的接线方式，特点是：

结构简单，使用设备少，配电装置的建造费用低；

供电可靠性和灵活性差，只适用于用户对供电连续性要求不高的情况。

2、单母线分段连接将两个电源分别接在两段母线上，两段母线之间用隔离开关或短路器连接起来，特点是供电可靠性高，适用于大容量的三级或部分的一、二级负荷。

3、单母线带旁路接线主接线中由两条母线，一条为主母线，一条为旁路母线。

只适用于出线回路较重要，不允许停电检修检修断路器的场合。

根据《10KV及以下变电所设计规范》GB50053-94规定，可列出下表：

方案项目

方案1

单母线分段

方案2

单母线分段带旁母

可

靠

性

用分段断路器进行分段，可以提高供电可靠性，对重要用户不同段引出两回馈电线路，由两个电源供电。

通过两组母线隔离开关的倒闸操作，可以轮流检修一组母线而不致使供电中断。

一组母线故障后，能迅速恢复供电。

双回路供电，可以顺序连接于不同母线上。

灵

活

灵活性差，各电压等级便于扩建和发展。

向双母线左右任何方向扩建，均不会影响两组母线的电源和负荷的自由分配，灵活性高。

经济

运行设备少，投资少，占地面积小

投资多，设备多，费用大

2.5.2、供电系统主接线方式的确定

根据以上分析，本设计采用了单母线分段联络，双电源分列运行的主接线形式。

又因为两路10KV高压母线联络非经过特殊许可的，一般只能作手动操作分合闸高压断路器；

而在低压侧220/380V配电系统母线上采用高性能低压断路器作自投、互投、自复装置，系统回路设置过电流、短路、失压、过压保护。

2.6、配电系统的接线网络方式

1、放射式接线由总降压变电所引出的单独线路，直接供电给终端变电所，沿线不支持其他负荷，各终端变电所之间也无联系，特点是：

线路敷设简单，操作维修方便，保护简单，但可靠性不高，如果为了提高可靠性，可采用双回路的放射式配电网络。

2、树干式接线方式如果电力负荷分配在总降压变电所的一侧，为节省开关设备，可从总降压变电所引出一条供电干线，并在该线上的不同点分支给数个终端变电所供电，特点式：

比较经济，但供电不可靠。

3、环状接线方式环状系统可认为式链串型树干式系统的改进，只要把两路链串型树干式线路联络起来就构成环状式，特点是：

运行灵活，供电可靠性较高。

4、低压380/220V配电系统的基本形式仍然式放射式和树干式两种，而实际采用的多数是两种形式的组合，或成为混合式。

根据《供配电系统设计规范》GB50052-92中规定，结合以上的分析，我采用双电源放射式配电网络，以保证供电的可靠运行。

第3章、负荷计算及功率补偿

3.1、负荷计算的内容和目的

　　在进行工厂供电设计时，首先遇到的问题就是确定系统中各部分的负荷量，以便用来合理的选择系统中必须的各种电气设备和导线，使电气设备和材料得到充分利用和安全运行。

因此，负荷计算是供电设计工作中很重要的一环。

3.2、负荷计算的方法

目前设计单位进行电力负荷计算主要采用的方法有：

1、单位指标法（单位面积耗电量法、单位产品耗电量法）；

2、需要系数法；

3、二项式系数法

4、利用系数法；

3.