开题报告-某机修厂供配电系统设计.doc

本科毕业设计（论文）开题报告题目名称：某机修厂供配电系统设计题目类型： 学生姓名： 专 业：电气工程及其自动化 学 院： 年 级： 指导教师： 2011 年 3 月 12 一、 选题背景、研究意义及文献综述1、 选题背景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化而来，又易于转换为其它形式的能量以供应用，电能的输送和分配简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。现代社会的信息技术和其他高新技术都是建立在电能应用的基础上。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。随着我国国民经济持续、稳定、高速发展以及科技的进步，一大批自动化程度高的工厂相继建成，为机修厂行业的整体技术进步，提高行业经济效益和社会效益都起到极大的推进作用。这就对机修厂车间的供配电提出了更高的要求。此外我国面临着经济社会快速发展和人口增长与资源环境约束的突出矛盾，为全面贯彻落实科学发展观、促进经济又好又快发展，电能有效而高质量的供给和分配也是机修厂车间正常运行的保证。因此如何设计出安全、稳定、可靠、经济的车间供配电系统对企业甚至社会来说都是至关重要的，这也正是本课题研究它的原因。2、 研究意义在工厂里，电能虽然是生产的主要能源和动力，它在产品成本中所占比重一般很小。例如在机械工业中，电费开支仅占产品成本的5%左右。从投资角度来看，一般机械工厂在供电设备上的投资业进占总投资的5%左右。因此电能在工也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，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，则可能对工业生产造成严重的后果。 工厂供电工作能否很好的为工业生产服务，将会对能否切实保证工厂生产和生活用电的需要具有重要意义。可见，做好工厂供电工作对于发展工业自动化生产，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。车间供电设计是整个工厂设计的重要组成部分，车间供电设计的质量直接影响到的产品生产及公司的发展。本次设计主要研究机修厂电气系统的设计，希望能运用当今世界领先的技术、设备对其设计，以达到在大学期间对所学专业的深入了解和认识，锻炼自己的独立思考研究能力，初步掌握设计的基本要领，为今后的工作打下良好的基础。同时希望在毕业设计阶段将自己几年所学知识更好地应用于实践之中，与实际工程接轨。更多的了解并能熟练地应用国家规范和标准，由此来指导整个的设计过程。3、 文献综述中外文献中有很多关于电气设计方面的文献，其中关于系统可靠性设计的文章中有以下几篇。在外文文献（Allan and Billinton 2000）中提出了一些关键的供配电系统设计中可靠性指标：1、缺点概率；2、缺电时间期望；3、缺电量期望；4、发电可靠系数。而在中文文献（提高供配电系统可靠性的措施2007）关于系统可靠性的分析中指出了可靠性的计算方法。文献工厂供配电的设计一文中对工厂供配电设计提出了几个原则：1、遵守规程、执行政策；2、安全可靠、先进合理；3、近期为主、考虑发展；4、合理确定设计方案。文献供配电系统中无功补偿电容器的最佳配置进过问题研究提出了关于供配电中无功补偿的研究结果为：无论是放射形配电网各配电线间，还是一条配电线各支线向无工补偿的最佳配置条件是，使各配电线(或支线)的无功经济当量趋于相等。二、 研究的基本内容，拟解决的主要问题本设计要求完成某机修厂总降供配电系统电气设计，具体包括设计方案论证，负荷计算和短路计算，车间变电所的设计选择;总降压变电所设计选择; 主要电气设备的选择和校验;继电保护的配置以及防雷、接地设计。此次设计中要解决的主要问题有：变电所的设计选择继电保护的配置主要电气设备的选择和校验三、 研究步骤、方法1、 资料的调研资料的调研主要分两个方向：（1）、查找纸质版资料：包括图书馆书籍，手册。（2）、查找电子版资料：包括电子图书馆的电子图书，以及互联网上的相关信息。2、 负荷计算根据所给任务书的条件判断负荷等级，通过需要系数法得出各车间计算负荷，并根据同时系数得出总计算负荷，为后续设计提供数据。3、 车间变电所的数量的确定以及功率补偿装置的选择根据负荷情况以及工厂布局确定车间变电所的数量，以及各变电所所需的无功功率补偿。按负荷计算求出变电所的功率因数，根据任务书所给的需求功率因数，由手册或厂品样本选用所需电容器的规格和数量，并选用合适的电容器柜或放电装置。4、 供电电压的选择根据任务书所给条件，确定可选择的供电电压方案，分别通过技术指标（包括电压损失，电能损失，可靠性）以及经济指标（设备投资，电能投资，维护投资）对可选方案进行比较，最终确定在满足供电的可靠性，安全性，灵活性，经济性的的指标前提下的最优供电电压方案。5、工厂车间变电所的设计及选择根据负荷性质和电源情况选择变压器（包括容量、调压方式，绕组材质，绕组形式，冷却方式，连接组别等），根据技术指标、经济指标确定变电所类型，所址，根据载流量查表选择导线，计算线路功率损耗、变压器功率损耗及车间年电能需要量。选择车间变电所的主接线方式，并绘制主接线图。6、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，确定主变压器的台数和容量。计算线路功率损耗、变压器功率损耗及车间年电能需要量。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。7、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。8、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。9、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。10、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。11、 说明书的编制以及图形的绘制根据上述涉及编制设计说明书，设备材料清单，即毕业设计报告，绘制变电所主电路图，二次回路图以及简单的施工样图。四、 研究工作进度第1-2周 调研、收集资料，查阅翻译外文资料第3 周 总体方案论证及选择第4-5周 纂写开题报告，开题报告答辩第6周 负荷计算第7-8周 车间变电所设计选择第9-10周 总降压变电所及接入系统设计第11-12周 短路电流计算主要电气设备的选择和校验第13周 继电保护配置和选择第14周 防雷、接地设计第15周 撰写设计说明书、准备答辩资料第16周 总结、答辩五、 主要参考文献(1)王士政.电力工程类专题课程设计与毕业设计知道教程.北京：中国水利水电出版社，2007(2)王荣藩.工厂供电设计与实验. 天津:天津大学出版社，2002(3)陈跃.电气工程专业毕业设计指南-电力系统分册.北京:中国水利水电出版社，2003(4)夏道止.电力系统分析. 北京:中国电力出版社，2004(5)苏文成.工厂供电.北京:机械工业出版社，2001(6)Allan and Billinton(2000)