某机械厂10KV供电系统设计

12012届毕业设计说明书某机械厂10KV供电系统设计系、部：电气与信息工程系学生姓名：指导教师：职称讲师专业：班级：完成时间：5月20日2摘要变电所是电力系统的一个重要组成部分，由电器设备和线路按一定的接线方式所构成，他从电力系统取得电能，通过其变换、分配、输送与保护等功能，然后将电能安全、可靠、经济的输送到每一个用电设备的转设场所。变电所供配电设计需要考虑很多方面，分析变电所担负的任务及用户负荷等情况.利用用户数据进行负荷计算，确定用户无功功率补偿装置。同时进行各种变压器的选择，从而确定变电所的主接线方式，再进行短路电流计算，选择导线，选择变电所高低压电气一次设备等。本变电所的设计包括了：（1）总体方案的确定（2）负荷分析（3）短路电流的计算（4）主接线方案的选择（5）继电保护的选择与整定（6）防雷设计。关键词：变电所，负荷，短路电流，防雷设计3AbstractThesubstationisanimportancepartoftheelectricpowersystem,itisconsistedoftheelectricappliancesequipmentsandcircuitry.Itobtainstheelectricpowerfromtheelectricpowersystem,throughitsfunctionoftransformationandassign,transportandsafety.Thentransportthepowertoeveryplacewithsafe.Thedesignofsubstationsupplypowerdistributionshouldconsidermanyproblems.Analysechangetogiveorgetanelectricshockamissionforcarryingandcustomerscarriesetc.makegooduseofcustomerdataproceedthencarrycalculation,ascertainthecorrectequipmentofthecustomer.Atthesametimefollowingthechoiceofeverykindoftransformer,thenmakesurethelinemethodofthesubstation,thencalculatetheshort-circuitelectriccurrent,choosingthestyleofthewireandonceequipmentofelectricappliancesandsoon.Thisfirststepofdesignincluded:(1)ascertainthetotalproject(2)loadanalysis(3)thecalculationoftheshort-circuitelectriccurrent(4)thechoiceoflineproject(5)thechoiceandthesettleoftheprotectivefacility(6)ThedesignofpreventmineKeywords：Substation，Load，Short-circuitelectriccurrent，Thedesignofpreventmine4目录1绪论…………………………………………………………11.1工厂供电的意义和要求………………………………11.2工厂供电设计的一般原则……………………………11.3本机械厂变电所的设计内容及步骤…………………22负荷计算和无功功率补……………………………………32.1负荷计算……………………………………………32.2无功功率补偿………………………………………93变电所主变压器和主结线方案的选择……………………103.1主接线的基本要求……………………………………103.2主接线的基本形式与分析……………………………103.3变电所主变压器的选择………………………………113.4变电所主结线方案的选择……………………………124短路电流的计算……………………………………………134.1绘制计算电路………………………………………134.2确定基准值…………………………………………134.3计算短路电路中各元件的电抗标幺值……………134.4k-1点三相短路电流计算…………………………144.5k-2点三相短路电流计算…………………………145高、低压设备的选择……………………………………155.110kV侧一次设备的选择校验……………………155.2380V侧一次设备的选择校验………………………165.3高低压母线的选择…………………………………166变电所进出线和与邻近单位联络线的选择………………176.110KV高压进线和引入电缆的选择…………………176.2380V低压出线的选择………………………………176.3主变压器的继电保护装置……………………………187变电所防雷设计……………………………………197.1防雷的基本知识及设计原则………………197.2本次设计所采用的防雷保护………………………………208设计图样……………………………………………………23参考文献…………………………………………………………245致谢………………………………………………………………26附录………………………………………………………………276一绪论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，亦称工厂配电。众所周知，电能是现代工业生产的主要能源和动力。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应用；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，但是它在产品成本中所占的比重一般很小（除电化工业外）。电能在工业生产中的重要性，并不在于它在产品成本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，降低生产成本，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，如果工厂的电能供应突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果。因此，做好工厂供电工作对于发展工业生产，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设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、支援国家经济建设，也具有重大的作用。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。1.2、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，进行工厂供电设计必须遵循以下原则：（1）遵守规程、执行政策；7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。工厂供电设计的质量直接影响到工厂的生产及发展。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本机械厂变电所的设计内容及步骤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。1.3.1、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、表达计算结果。1.3.2、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。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。1.3.3、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8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1.3.4、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9二、负荷计算和无功功率补2.1、负荷计算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;因为单位指标法简单和利用系数法复杂，因此设计将要选用需要系数法或者是二项式法；又因为结合本工程的实际情况，我选用了需要系数法这种负荷计算方法。2.1.1、按需要系数法确定计算负荷:(Kx为需要系数)（1）先求各组的计算负荷:单组的有功计算负荷:niNidcPKP1单组的无功计算负荷:tgPQCC单组的视在计算负荷：22CCCQPS单组的计算电流：rCCUSI3（2）再求总的计算负荷(是同期系数K）总的有功计算负荷为：niNidCPKKP1总的无功计算负荷为:tgPKQCC以上两式中的niNiP1和tgPC分别表示所有各组设备的有功和无功计算负荷之和。10总的视在计算负荷22CCcQPS总的负荷电流rccUSI32.1.2、按逐级计算法确定工厂的计算负荷供配电系统的负荷计算的步骤应从负载端开始，逐级上推，到电源进线端为止。首先确定各用电设备的用电容量，然后将用电设备按需要系数表上的分类方法分成若干组，进行用电设备组的负荷计算；将配电干线上各用电设备组的计算负荷相加后乘以最大负荷同期系数，即得配电干线上的计算负荷；采用同样的方法确定车间变电所低压母线上的计算负荷，根据低压母线的计算负荷就可以选择电力变压器、低压侧主开关和低压母线等，由于低压配电线路一般不长，线路的功率损耗可略去不计。下面按需要系数法计算。机加工一车间各回路负荷NO.1供电回路（动力）：需要系数：7.0dK95.0cos33.0tan有功计算负荷：KMKPPde8.721047.030无功计算负荷：var0.2433.08.72tan3030KPQ视在计算负荷：KVAPS7.7695.08.72cos3030NO.2供电回路（动力）：需要系数：2.0dK5.0cos73.1tan有功计算负荷：KMKPPde6.169.822.030无功计算负荷：var7.2873.16.16tan3