某电机修造厂总降压变电所及高压配电系统设计1

1某电机修造厂总降压变电所及高压配电系统设计摘要本论文主要依照工厂供电设计必须遵循的一般原则、基本内容和设计流程，对某电机修造厂变电所进行了设计说明，本文按照设计要求，在查阅大量参考资料、手册后，对负荷计算及无功功率补偿计算，变配电所所址和型式的选择，变电所主变压器台数、容量及类型的选择，变配电所主结线方案的设计，短路电流的计算，变配电所一次设备的选择，变配电所二次回路方案的选择及继电保护装置的选择与整定，变配电所防雷保护与接地装置的设计等进行了详细的设计说明。并附有相应的图表、公式和计算结果。这次设计的变配电所完全满足设计要求。本设计通过对计算负荷，选出变压器；通过计算三相短路电流，选出其他保护器件；通过三相短路电流，选择过电流保护设备；然后选择二次回路的设备，对一次侧设备进行控制、检测；最后注意安全、接地和防雷的设置。关键字：有功功率，电力变压器，三相短路电流，过电流，接地2目录第一章绪论..........................................................41.1课题背景、目的及意义...............................................41.1.1课题的背景.....................................................41.1.2课题的目的及意义...............................................41.2设计的主要内容、设计图样...........................................41.2.1设计的主要包括.................................................41.2.2设计图样.......................................................5第二章设计依据........................................................62.1电机修造厂..........................................................6第三章设计说明........................................................83.1负荷计算及功率补偿..................................................83.1.1负荷计算的内容和目的.............................................83.1.2负荷计算的方法...................................................83.1.3各用电车间负荷情况及各车间变电所容量。...........................93.1.4全厂负荷计算。.................................................103.1.5功率补偿.......................................................103.2变电所、配电所位置和型式的选择.....................................113.2.1电机修造厂总变电所位置和型式的选择.............................113.3电机修造厂总降压变电所主变压器和主结线方案的选择...................123.3.1变压器容量及台数的选择。.......................................123.3.2变配电所主结线的选择原则........................................133.3.3主结线方案选择.................................................133.3.4配电所的主接线选择...............................................163.5短路电流的计算.....................................................183.5.1绘制计算电路...................................................183.5.2求k-1，k-2点的三相短路电流和短路容量.........................193.5.3求1k点的三相短路电流和短路容量................错误!未定义书签。3.6变电所一次设备的选择校验...........................................213.6.135kV侧一次设备的选择校验.......................................213.6.210kV侧一次设备的选择校验.......................................223.6.3变电所高压母线的选择...........................................233.7变电所进出线选择。.................................................243.7.135kV高压进线的选择校验.........................................2433.7.210kV高压出线的选择.............................................243.7.3作为备用电源的高压线的选择校验。................................273.8变电所二次方案的选择与继电保护.....................................283.8.1高压断路器的操动机构控制与信号回路..............................283.8.2变电所的电能计量回路............................................283.8.3变电所的测量和绝缘监察回路.....................................283.8.4变电所的保护装置................................................293.9变电所的防雷保护与接地装置的设计...................................363.9.1变电所的防雷保护..............................................363.9.2变电所公共接地装置的设计......................................37第四章结论..........................................................394第一章绪论1.1课题背景、目的及意义1.1.1课题的背景本课题是根据刘介才主编的《工厂供电设计指导》上两个题目为原型，根据指导老师的要求设计。变电所是电力系统中的一个重要环节,它的运行情况直接影响到电力系统的可靠、经济运行。在35KV—10KV配电变电所设计研究方面，最近几十年发展更是迅猛。尤其是对变电站综合自动化的研究，已经进行了多年,并取得了令人瞩目的进展。变电站综合自动化目前在国外已得到了较普遍的应用。例如美国、德国、法国、意大利等国家,在他们所属的某些电力公司里,大多数的变电站都实现了综合自动化及无人值班方式。在我国，现在变电所的基本也是向着变电站综合自动化这个方向发展的，但是根据我国的国情，现在大多数变电站还是没有完全实现保护和控制综合自动化。传统的变电站的设计发展到现在已经十分的成熟了。根据供电的设计内容和流程，可以十分的方便的按照步骤设计。1.1.2课题的目的及意义本题目主要目的是设计某电机修造厂的变电所总降压配电设计。与原来的课程设计比较，本题不仅设计量大了许多，而且在更个方面的要求也有所加强。虽然变电所的设计在现在已经不是高新的技术，但是作为自动化专业的学生，本题目还是很全面的包含了一大部分专业课程学习的内容，而且各个方面都有所深入。尤其是继电保护的问题，有了更加深入的学习。虽然本题没有对变电站综合自动化有所研究，但是对日后向这个方面的学习和发展打下了坚实的基础。通过这次设计不仅进一步加强专业知识的学习，拓宽知识面，提高理论知识水平。而且扩宽了就业面，提高就业能力，提高了独立思考和分析问题的能力。1.2设计的主要内容、设计图样1.2.1设计的主要包括（1）设计的基本依据和资料。（2）区域变电所和车间变电所负荷计算。5（3）无功功率补偿计算及补偿电容器选择。（4）短路电流的计算和动稳定度，热稳定度的计算机。（5）变压器容量及台数的选择。（6）变电所进出线的选择。（7）变电所的电缆，电线，高压开关柜，低压配电电屏，动力配电箱，电流互感器，避雷器，母线等主要设备的选择。（8）区域变电所进线侧线路的继电保护，（采用定时限过电流保护）。主变压器的差动保护，瓦斯继电器保护，工厂变电所进线侧单相接地保护。（9）防雷装置与保护接地装置的设计。（10）、域变电所的主接线图、工厂变电所主接线图、各种保护装置接线原理图。（11）画出工厂变电所的平面图。1.2.2设计图样（1）变电所主结线电路图电机修造厂总降压变电所主结线电路图（3）各种保护装置接线原理图变电所进线侧线路的继电保护原理电路图，（采用定时限过电流保护）。主变压器的差动保护原理电路图，瓦斯继电器保护原理电路图，工厂变电所进线侧单相接地保护原理电路图（4）变电所平、剖面图电机修造厂总降压变电所平、剖面图6第二章设计依据2.1电机修造厂（1）电机修造厂总平面图（图2-1）图2-1某电机修造厂总平面布置图（2）工厂生产任务、规模及产品规格本厂承担某大型钢铁联合企业各附属厂的电机、变压器修理和制造任务。年生产规模为修理电机7500台，总容量为45万KW；制造电机总容量为6万KW，制造单机最大容量为5520KW；修理变压器500台；生产电气备件为60万件。是大型钢铁联合企业重要组成部分。（3）工厂各车间负荷计算表表2-1工厂各车间负荷计算表序号车间名称设备容量（千瓦）计算负荷变压器台数及容量车间变电所代号P30（千瓦）Q30（千乏）S30（千伏安）1电机修造车间25056095007881×1000No1车变2加工车间8861632583051×400No2车变3新制车间6342223364031×500No3车变4原料车间5143101833601×400No4车变5备件车间5621991582541×315No5车变76锻造车间1053658681×100No6车变7锅炉房2691971722621×315No7车变8空压站3221811592411×315No8车变9汽车库5433027401×80No9车变10大线圈车间3351871182211×250No10车变11半成品试验站3652874641×500No11车变12成品试验站22906404808001×1000No12车变13加压站2561631392141×25014设备处仓库（转供负荷）3382884441×50015成品试验站内大型集中负荷3600288023003686主要为高压整流装置，要求专线供电。（4）供用电协议①当地供电部门可提供两个供电电源，供设计部门选定：ⅰ从某220/60kV区域变电所提供电源，此站距厂南侧4.5公里。ⅱ为满足二级负荷的需求，从某60/10.5kV变电所，提供10kV备用电源，此所距厂南侧