某冶金机械修造厂总降压变电所及配电系统设计

本科毕业设计说明书某冶金机械修造厂总降压变电所及配电系统设计THEDESIGNOFMETALLURGICALMACHINERYREPAIRYARD,STEP-DOWNSUBSTATIONANDDISTRIBUTIONSYSTEMb5E2RGbCAP学院部）：电气与信息工程学院专业班级：电气08-5班学生姓名：周波指导教师：李红月讲师2018年6月1日I/44某冶金机械修造厂总降压变电所及配电系统设计摘要本文详细介绍了某煤矿地面35kV变电所的设计。文中对该变电所的负荷计算与变压器的选择、供电系统的拟定与短路计算、变电所电器设备的选择、继电保护方案的拟定与整定以及变电所的防雷与接地皆有详细的说明。特别对主接线的选择,变压器的选择,还有一些电气设备如断路器、电流互感器、电压互感器等的选择和校验作了详细的说明和分析。p1EanqFDPw本次设计的内容紧密结合实际，通过查找大量相关资料，设计出符合当前要求的变电所。设计中除采用了一些固定方式的保护和常规保护，通过电力监控综合自动化系统，可以使变电站内值班人员或调度中心的人员及时掌握变电所的运行情况，直接对设备进行操作，及时了解故障情况，并迅速进行处理，达到供电系统的管理科学化、规范化、并且还可以做到与其他自动化系统互换数据，充分发挥整体优势，进行全系统的信息综合管理。DXDiTa9E3d在本次设计中，得到了学校老师、同学的耐心指导和大量帮助，在此对他们表示衷心的感谢和崇高的敬意。关键词:短路电流计算继电保护断路器THEDESIGNOFMETALLURGICALMACHINERYREPAIRYARD,STEP-DOWNSUBSTATIONANDDISTRIBUTIONSYSTEMRTCrpUDGiTABSTRACTThispaperintroducessomscoalmine35kVsubstationdesignground.Inthispaper,theloadcalculationandtransformersubstationofchoice,powersupplysystemwithshortcircuitcalculation,substationworkedelectical,relayprotectionschemewithsettingandworkedthelightningprotectionandgroundingsubstationisdetailedinstructions.Italsodiscussesthechoiceofmainwiring,highpressureequipmentandallkindsoftheprotectionofrelay,thecalculationofload,shortcurrentandsoonindetail,especially,thechoiceofmainwiring,transformerandsomeelectricequipmentsuchascircuitbreaker,currentandVoltagesensor.Itshowsmainwiringofsubstation,thedistributionofplaneandsomeprotectionequipmentof5PCzVD7HxAThedesignnotonlyadoptssomestable-formandgeneralprotectionsII/44butalsoadoptsPCprotection.Thesyntheticalautomationsystemofelectricpowersupervision,whichcanmakeworkersondutycontrolthesituationofsubstationtimely,operatetheequipmentsdirectly,knowthebreakdownanddealwithitwithoutdelay,sothatthesystemofpowersupplyisscientificandstandardinmanagement.jLBHrnAILgWhat’smore,itcanexchangedatawithotherautomaticsystemsandgivefullplaytowholeadvantageinordertomanageinformationinallsystemsasawhole.xHAQX74J0XKEYWORD:thecalculationofshortcurrent，theprotectionofrelay，circuitbreakerLDAYtRyKfEi/44目录摘要IABSTRACTII1绪论11.1论文背景及目的11.2论文研究方法11.3供电设计的主要内容12负荷计算与变压器选择22.1计算负荷定义22.1.1计算负荷目的22.1.2计算负荷方法22.2冶金厂用电负荷计算22.3功率因数的改变52.4主变压器的选择62.4.1变压器的分类62.4.2变压器台数选定原则62.4.3变压器容量选择原则72.4.4变压器容量确定73导线截面的选择93.1电线、电缆截面选择93.2经济电流密度选择原则从两方面考虑94主接线的确定与短路计算114.1变配电所类型的选择114.2接线图的意义和目的114.2.1主接线的设计原则和要求114.2.2主接线124.2.3桥形接线124.2.4单母线分段接线134.3短路电流的分类与计算方法144.3.1短路的原因144.3.2短路的种类144.3.3短路的危害144.3.4短路电流计算的目的144.3.5短路电流计算的标幺值法14ii/444.3.6短路电流计算154.4短路电流计算过程164.4.1根据材料可以绘出如下的等效电路图164.4.2各母线短路电流计算过程165电气设备的选择185.1电气设备选择的一般条件185.1.1电气设备选择的一般原则185.1.2电气设备选择的技术条件185.1.3环境条件195.2各种电气设备的选择205.2.1断路器的选择205.2.2隔离开关的选择205.2.3配电所高压开关柜的选择18Zzz6ZB2Ltk6变电所二次回路246.1二次回路的定义和分类246.2电测量仪表与绝缘监视装置246.2.1电测量仪表246.2.2绝缘监视装置246.3供电系统的自动装置257继电保护方案及整定267.1概述267.2故障的危害及继电保护的任务277.3继电保护的优化配置及整定原则277.4供电系统继电保护配置情况287.5对电力变压器的保护287.5.1瓦斯保护287.5.2变压器的电流速断保护297.5.3变压器的过电流保护307.5.4变压器的过负荷保护307.5.5高压线路的继电保护318变电所室内外布置328.1电气总平面布置的特点328.2变电站土建要求328.3电气照明33iii/449变电所防雷保护及接地349.1变电所的防雷349.1.1变电所的防雷设计原则349.1.2变电所的防雷措施349.1.3变电所主要防雷设备359.2变电所的接地设计379.2.1设计原则379.2.2简单接地设计38结论39参考文献40致谢411/441绪论1.1论文背景及目的电能是一种清洁的二次能源。由于电能不仅便于输送和分配，易于转换为其它的能源，而且便于控制、管理和调度,易于实现自动化。在目前各种形式的能源中，电能具有如下特点：易于去其它形式的能源相互转化；输配电简单经济；可以精确控制、调节和测量。因此，电能在工业生产和人民日常生活中得到广泛应用，生产和输配电能的电力工业相应得到极大发展。本论文主要对冶金机械修造厂进行全面的配电系统设计。dvzfvkwMI11.2论文研究方法对与冶金机械修造厂全厂总降压变电所及配电系统设计这个题目，要结合基本理论的系统性与实用性，围绕供电技术的基本知识来确认工程设计的方法。对论文每一步都一定要遵循国家的线性技术标准和设计规范来设计。rqyn14ZNXI1.3供电设计的主要内容供电系统的设计是根据电力用户所处地理环境、地区供电条件、工程设计所提的用电负荷资料进行的。供电设计一般分两个阶段，初步设计阶段和施工图设计阶段。初步设计主要落实供电电源及供电方式，确定供电系统的方案；施工图设计阶段一句初步设计的方案具体绘制主接线图。EmxvxOtOco本篇设计论文的内容有：先完成一篇外文论文的阅读和翻译工作；按照设计所提供的用电设备资料来计算负荷；通过进行无功补偿来提高系统的功率因素；根据负荷等级和计算负荷，选定供电电源、电压等级和供电方式；根据环境和计算负荷来选择变电所位置、变压器数量和容量；确定变配电所的最佳主接线的方案；选择并校验电气设备及配电网络载流导体截面；继电保护系统设计和参数整定计算；对系统进行防雷设计和接地设计；归纳设计的计算部分编成计算书；绘制供电系统主接线图。SixE2yXPq52负荷计算与变压器选择2.1计算负荷定义所谓负荷计算，是指对某一线路中的实际用电负荷的运行规律进行分析，从而求出该线路的计算负荷的过程。负荷计算与计算负荷，是两个不同的概念，不可混淆。在现行的设计规范中，负荷计算的内容不仅包括确定计算负2/44荷，还包括确定尖峰电流和确定一极、二级负荷的容量已及季节性负荷的容量。6ewMyirQFL2.1.1计算负荷目的计算负荷是供电设计计算的基本依据，计算负荷确定得是否正确合理，直接影响到电器和导线电缆的选择是否经济合理。如计算负荷确定过大，将使电器和导线选得过大，造成投资和有色金属的消耗浪费，如计算负荷确定过小又将使电器和导线电缆处子过早老化甚至烧毁，造成重大损失，由此可见正确确定计算负荷重要性。kavU42VRUs2.1.2计算负荷方法目前负荷计算常用需要系数法、二项式法、和利用系数法,前二种方法在国内设计单位的使用最为普遍。此外还有一些尚未推广的方法如单位产品耗电法、单位面积功率法、变值系数法和ABC法等.常采用需用系数法计算用电设备组的负荷时，应将性质相同的用电设备划作一组，并根据该组用电设备的类别，查出相应的需用系数，然后按照表一给出的公式求出该组用电设备的计算负荷。此设计采用的是需用系数法来对电力负荷计算的。y6v3ALoS892.2冶金厂用电负荷计算1）荷也称计算容量或最大需要负荷，它是个假定的等效的持续性负荷，其热效应与同一时间内实际的不一定恒稳的负荷所产生的最大热效应相等。在配电设计中，通常采用能让中小截面导体达到稳定温升的时间段30min）的最大平均负荷作为按发热条件选择配电变压器、导体及相关电器的依据，并用来计算电压损失和功率消耗。在工程上为方便计，也可作为电能消耗量及无功功率补偿的计算依据。M2ub6vSTnP2）相关电力负荷的理论依据：在所计算的范围内如一条干线、一段母线或一台变压器），用电设备组的计算负荷并不等于其设备容量，两者之间存在一个比值关系，因此引进需要系数的概念，即用电设备组的有功计算负荷应为0YujCfmUCw2—1）式中——设备组同时使用系数——设备组的平均加权负荷系数——设备的平均加权效率——配电线路的平均效率3/44令，则就称为需要系数。由式2—1）可知的定义式为：形成该系数的原因有：用电设备的设备容量是指输出容量，它与输入容量之间有一个额定效率；用电设备不一定满负荷运行，因此引入负荷系数；用电设备本身及配电线路有功率损耗，所以引入一个线路平均效率；用电设备组的所有设备不一定同时运行，故引入一个同时系数。实际上，需要系数还与操作人员的技能及生产等多种因素有关。eUts8ZQVRd由此可得较需要系数发的确定三相用电设备组的计算负荷的计算方法。单用电设备组的计算负荷式中，为需要系数；为设备容量；为设备功率因数角的正切角。a)多组用电设备组的计算负荷根据以上相关理论全厂各车间计算负荷如下表所示：表2-1全厂各车间380V负荷计算表序号车间或电单位名称设备容量(千瓦计算负荷变压器台数及容量备注P(千瓦Q(千乏S(千伏安(1No1变