6kV变电所及低压配电系统的设计

本科生毕业设计6kV变电所及低压配电系统的设计6kvsubstationandLowvoltagepowerdistributionsystemdesign目录摘要...............................................................I绪论...............................................................21总体设计方案....................................................42车间变电所负荷计算及无功补偿...................................52.1车间负荷计算（机加工一车间）..............................62.2无功功率补偿..............................................93车间变电所主变压器的选择.......................................104变电所主接线方案的设计........................................115短路电流和容量的计算..........................................136变电所一次设备的选择..........................................166.1一次设备选择的一般要求..................................166.2选择各类电气设备的特别的要求............................166.3一次设备校验应满足的条件................................177变电所高压进线和低压出线的选择...............................197.1变电所进线方式的选择.....................................197.2变配电所进出导线和电缆的选择.............................197.3各类电力线路的导线截面的选择步骤.........................197.4电力线路选择的具体公式...................................207.5设计进出线的选择.........................................218车间配电线路设计..............................................228.16KV高压母线的选择..........................................248.2车间变电所低压侧母线的选择：.............................249继电保护以及二次回路的设计.....................................259.1继电保护装置的基本要求..................................259.2二次回路的接线安装要求..................................259.46KV主变压器的保护装置设计..............................269.5高压断路器的操动机构控制与信号回路......................289.6防雷保护和接地装置设计...................................30鸣谢..............................................................31参考文献............................................................32I摘要供配电CAD技术是计算机技术在电气工程设计领域的另一应用。但是我国供配电CAD技术仍停留在绘图和计算相分离的阶段，还未形成一体化的CAD系统，而供配电系统的设计是一项复杂的工程，它包括需求分析、各级负荷容量的确定、高低压配电系统设计、变电所设计等，需要分析计算和绘制大量的图纸，工作量庞大。本文针对上述情况，分析研究了6kV及以下低压供配电系统的设计原则和设计内容，查找设计资料、设计规程规范、各种相关电气设计手册，了解设计需要的各种数据，并在研究了电气图形、供配电方案、数据间内在联系机理及其关系的基础上，对供配电系统进行拓扑描述和结构识别；建立了6kV及以下低压供配电一次部分的变压器、线路、断路器、电压电流互感器、熔断器、开关等主要设备元件对象的描述方法和关联知识规则；采用面向对象技术和图示化技术，设计了表达电气设备特征的基本图元库、支路图元库及模板图形库；创建了实现分析计算、绘图、数据处理一体化的供配电一次CAD系统的总体结构框架，完成了负荷计算与无功补偿、变压器选型、主结线确定、电气设备选型等各功能模块的设计；并能同时进行图形输出和各种文档的打印输出。关键词：变压器;负荷计算;变电所；低压配电-2-AbstractCADtechnologyisanotherapplicationofcomputertechnologyinthefieldofelectricalengineeringdesign.ButourcountryfordistributionofCADtechnologyremainsincalculatinganddrawingphaseseparationstage,hasnotyetformedtheintegrationofCADsystem,andforthedesignofdistributionsystemisacomplexproject.Itincludesdemandanalysis,atalllevelsoftheloadcapacity,highandlowvoltagepowerdistributionsystemdesign,electricaldesign,needanalysis,calculationanddrawingofalotofandhugeworkload.Basedontheaboveanalysis,designprinciplesanddesignelementsof6kVandbelowthelow-voltagepowersupplysystem,findthedesigndataanddesignspecification,allkindsofelectricaldesignmanual,tounderstandthevariousdataneededforthedesign,andbasedontheelectricpowersupplysystem,graphicrelationmechanismbetweendata,andtherelationshipbetweentheschemeonthetopologicaldescriptionandstructureidentificationofpowersupplyanddistributionsystem;establish6kVandlowvoltageelementmainequipmentforthepowerdistributionofapartofthetransformercircuitbreaker,currenttransformer,voltagefuse,switchdescriptionmethodandrelatedknowledgerules;usingobject-orientedtechnologyandgraphicdesigntechnology.Theexpressionofelectricalequipmentcharacteristicsofthebasicgraphicslibrary,graphicslibraryandtemplatelibrarybranch;createanalysiscalculation,drawing,dataDealwiththeintegrationofthepowersupplyanddistributionofaCADsystemoftheoverallstructureoftheframework,completedthedesignofeachfunctionmoduleoftheloadcalculationandreactivepowercompensation,determinethetransformerselection,mainwiring,electricalequipmentselection;andprintandoutputofgraphicsoutputandallkindsofdocuments.KEYWORDS:TRANSFORMER;LOADCALCULATION;SUBSTATION;LOWVOLTAGEPOWERDISTRIBUTION-3-0绪论电能是现代工业生产的主要能源和动力，是实现生产自动化的重要物质基础。随着现代文明的发展与进步，社会生产和生活对电能供应的质量和管理提出了越来越高的要求。作为电能传输与控制的中间枢纽，变电所必须改变传统的设计和控制模式，才能适应现代电力系统、现代化工业生产和社会生活的发展趋势。电能从区域变电站进入工厂后，首先要解决的就是如何对电能进行控制、变换、分配和传输等问题。而变电所就担负着这一重任,一旦变电所出了事故而造成停电，则整个工厂的生产过程都将停止进行，甚至还会引起一些严重的安全事故.。因此,变电所的安全、可靠、经济、优质，对于保障工厂生产安全、连续地进行，发展工业生产，实现工业现代化，具有举足轻重的作用。近年来，随着微电子技术、微机控制与应用技术、计算机通信与网络技术的高速发展和应用，为变电所的自动化和自能化提供了强大的技术支持。现今，只有加大变电所的科技含量，汲取国内外先进技术，向自动化、现代化、智能化发展，才能更好的为社会主义现代化建设服务。电能是社会主义建设和人民生活不可缺少的重要的能源，电力工业在国民经济中占有十分重要的地位，电能是由发电厂供给，因为考虑经济原因，发电厂大多建在动力资源比较丰富的地方，而这些地方又常远离大中性城市和工厂企业，这样需要远距离输送，经过升、降压变电所进行转接，在进一步的将电能分配到用户和生产企业。由于电力电能的重要特点是不能储存，因此电力电能的生产、输送、分配和使用是同时进行的，于是电力电能从生产到使用就构成一个整体，而由电力电能的生产、输送、分配和使用的发电机、变压器、电力线路及各种用电设备联系在一起组成的统一整体就称为电力系统2负荷性质本厂为三班工作制，年最大负荷利用小时数为5500小时，属三级负荷。3供电电源条件1）本车间变电所从本厂35/6kV总降压变电所用架空线路引进6kV电源，如图1-3所示。架空线路长300m。2）工厂总降压变电所6kVc厂总母线上的短路容量按200MVA变电计。3）工厂总降压变电所6kV配电出线定时限过流保护装置的整定时间Top=1.7s。4）要求车间变电所最大负荷时功率因数不得低于0.9。5）要求在车间变电所6kV侧计算。-4-1总体设计方案一查阅有关资料二变电所的设计步骤：1、负荷统计和无功补偿计算2、变电所所址的选择:应尽量接近工厂的负荷中心，并处于负荷中心的电源一侧.工厂的负荷中心按功率矩法来确定3、根据工厂的负荷性质及供电的可靠性,确定变电所主变压器的台数、容量和型式4、按〝安全、可靠、灵活、经济〞的总体要求选择变电所主接线的最佳方案5、根据发热条件、电压损耗条件、经济条件、机械强度条件来确定电力线路的导线和电缆截面6、短路电流的计算7、变、