某纺织厂10kV变电所设计毕设论文定稿

1、某纺织厂10kv变电所设计毕设论文定稿河南理工大学毕业设计(论文)说明书摘 要电能是现代化工业生产的主要能源和动力，它对我们日常生活以及对社会的工业都起着重要的作用。随着社会的发展，电力系统的规模越来越大，结构越来越复杂。变电所作为电力系统中变化电压、交换功率和汇集分配电能的枢纽，随着电力系统电压等级的不断提高，网络日益复杂。它的作用尤为重要。因此，做好工厂供配电系统的设计对于发展工业生产，实现工业现代化，具有十分重要的意义。本设计首先根据纺织厂电力负荷的分布和发展情况，结合地区电力规划，照顾当地农用和其他需要，考虑了分期建设、投资效果等各方面因素，进行了负荷统计与计算。然后对计算结果进行分析

2、，并以此为根据进行变电所的主变压器台数和容量的选择，同时根据主接线的经济可靠、运行灵活的要求确定了变电站电气主接线方案。其次进行了短路电流计算，从三相短路计算中得到当短路发生在各电压等级母线的短路电流和冲击电流的值，再根据计算结果及各电压等级的额定电压和最大持续工作电流进行主要电气设备选择及校验（包括断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、开关柜等）。最后，对本变电所的总体布局、继电保护方案以及变电所防雷接地保护方案进行了简要的论述。并绘制了本变电所电气主接线图、电气总平面布置图、继电保护系统图等相关设计图纸。 关键字： 变电所； 变压器； 主接线； 选型； 短路电流 河南理工大学毕业设计(

3、论文)说明书abstractthe electrical energy is the energy and power of modern industrial production，it plays animportant role in our daily life and society industrial. with the development of social, thescale of the power system is increasing; the structure is more and more complex. substation totransform v

4、oltage power system, exchange of power and brings together a hub for distributionof electric energy. with the continuous improvement of power system voltage level, theincreasing complexity of network, its role is particularly important. therefore, to do a factoryto supply and distribution system des

5、ign for the development of industrial production,industrial modernization, and has a very important significance.this design the first textile mill power load distribution and development, combined withregional power planning, to take care of the local agricultural and other needs to consider aphase

6、d construction, investment results and other factors, load statistics and computing. thenthe calculation results were analyzed as the number of main transformer substation andcapacity choice, while economical, reliable and flexible operation of the main wiringrequirements determine the main wiring o

7、f the electrical substationfollowed by a short-circuit current calculated from the three-phase short-circuitcalculations when short circuit occurs in short circuit current and the impact of the currentvalue of the voltage level of bus, according to the calculated results and the voltage level ofthe

8、rated voltage and maximum continuous operating current of the main electrical equipmentselection and check (including circuit breaker, disconnecting switches, current transformers,voltage transformers, switchgear, etc.)finally, the overall layout of the substation, protection programs, as well as su

9、bstationslightning protection and grounding protection schemes were discussed in brief. and draw thedesign drawings of the substation electrical wiring diagram, electrical layout diagram, relayprotection system map.key words: substation； transformer； the main connection；selection； short-circuit curr

10、ent 河南理工大学毕业设计(论文)说明书目 录前 言 . 11 原始资料及设计任务 . 21.1 原始资料 . 21.1.1 生产任务及车间组成 . 21.1.2 设计依据 . 21.1.3 本厂负荷性质 . 41.1.4 本厂自然条件： . 41.2 设计成果 . 71.2.1 设计说明书 . 71.2.2 设计图纸 . 72 变电所所址的选择 . 82.1 变电所简介 . 82.2 变电所选址 . 83 负荷统计及无功补偿计算 . 93.1 负荷等级划分 . 93.2 电力负荷计算 . 93.2.1 计算负荷的方法及适用范围 . 93.2.2 本纺织厂负荷计算 . 113.3 无功补偿计

11、算 . 133.4无功补偿器的选择 . 144、变电所变压器的选择 . 154.1 变电所变压器台数和容量的选择 . 154.1.1 变压器台数的选择 . 154.1.2 变压器容量的选择 . 155 变电所主接线的设计 . 175.1主接线的设计原则 . 175.2 主接线设计的基本要求 . 175.2.1 主接线可靠性的要求 . 175.2.2 主接线灵活性的要求 . 175.2.3 主接线经济性的要求 . 185.3电气主接线的选择和比较 . 185.3.1各种接线的基本形式 . 185.3.2变电所高低压侧主结线方式的选择 . 196 短路电流计算 . 216.1短路计算的目的及假设

12、. 216.1.1短路电流计算的目的 . 216.1.2短路电流计算的一般规定 . 216.1.3短路计算基本假设 . 216.1.4短路电流计算的步骤 . 226.1.5 短路计算的常用公式 . 226.2本设计短路电流计算 . 236.2.1电路网络的等值变换与简化 . 23 河南理工大学毕业设计(论文)说明书6.2.2短路电流的计算 . 237电气设备选择与校验 . 317.1概述 . 317.1.1 一般原则 . 317.1.2 技术条件 . 317.2高压断路器的选择及校验 . 327.2.1 10kv进线断路器的选择及校验 . 337.2.2 10kv母线侧断路器的选择及校验 .

13、347.3隔离开关的选择及校验 . 357.3.1 10kv进线隔离开关的选择及校验 . 367.3.2 10kv母线侧隔离开关的选择及校验 . 377.4 互感器的选择与校验 . 377.4.1电流互感器的选择 . 387.4.2电压互感器的选择 . 407.5母线及电缆的选择及校验 . 417.6 开关柜的选择 . 438 变电所的布置与结构 . 458.1变电所总体布置方案的设计原则与一般要求 . 458.1.1 变配电所总体布置的方案的设计原则 . 458.1.2 变电所总体布置方案的一般要求 . 458.2 变电所的总体布局 . 468.2.1 高压配电室的具体布置和结构要求 . 4

14、68.2.3 变配电所值班室的具体布置和结构要求 . 468.3 总配变电所的有关结构尺寸 . 468.3.1 10kv配电室布置 . 468.3.2 值班室 . 478.3.3 控制室 . 479继电保护方案的选择 . 489.1 继电保护装置选择的一般要求 . 489.2 继电保护装置的整定与选择 . 489.2.1 继电保护装置的组成 . 499.2.2 继电保护装置的基本原理 . 499.2.3 继电保护方案的选定 . 4910 防雷保护与接地保护 . 5210.1变电站防雷保护 . 5210.1.1 避雷器的配置 . 5210.2 变电站接地保护 . 5310.2.1接地的有关概念

15、. 5310.2.3接地网设计计算 . 54总 结 . 55 河南理工大学毕业设计(论文)说明书前 言毕业设计是实现工科学生培养目标的实践性，综合性教学环节。它对进一步培养学生的分析问题，创造性的解决问题的能力，全面提高毕业生的素质，使之能较快地适应工程实践的需要起着极重要的作用。他主要考察了我们四年来对理论知识的掌握程度，以及对专业技术的实际应用技能。通过毕业设计可以有利的衡量我们独立思考，自行分析，理论应用，以及现场实际操作能力。通过实习和毕业设计把我们所学的理论知识以及实际动手综合起来，这样不但达到了对实际理论知识“温故而知新”的目的，而且也达到了由理论到实践，由实践到理论的有机结合，使

16、我的理论“更上一层楼”，是我耐下心来，不急不燥，不断分析和询问，解决了很多遇到的实际问题，通过这样一次理论与实际结合的检验，使我受益匪浅，给我以后的学习和工作积累了很多经验。在国民经济高速发展的今天，电能的应用越来越广泛，生产、科学、研究、日常生活都对电能的供应提出了更高的要求，因此确保良好的供电质量十分必要。本设计注重理论联系实际，理论知识力求全面，深入浅出和通俗易懂，实践技能注重实用性，可操作性和有针对性。本设计说明书共分10章，为满足某化纤毛纺织厂的生产生活的需要，根据本厂实际情况，对全厂10kv总配变电所及配电系统进行设计。照供配电设计程序安排章节的顺序，并根据安全、经济、可靠、灵活的

17、主导思想来设计。主要内容有：原始资料、变电所所址的选择、负荷计算、无功补偿、主变压器的选择、主接线设计与短路电流计算、电气设备的选择、变电所布置与结构、二次回路设计及继电保护选择整定、防雷保护与接地保护等。由于我的水平有限设计中难免会有疏忽或错误之处，请各位老师批评指正。 1河南理工大学毕业设计(论文)说明书1 原始资料及设计任务1.1 原始资料1.1.1 生产任务及车间组成(1)生产规模及产品规格本厂规模为万锭精梳化纤毛纺织染整联合厂。全部生产化纤产品，全年生产能力为230万米，其中厚织物占50%，中厚织物占30%，薄织物占20%。全部产品中以晴纶为主体的混纺物占60%，以涤纶为主体的混纺物

18、为40%。本厂产品系全国人民生活必需品，故本厂在国民经济中占有重要地位。(2)车间组成及布置设有一个生产主厂房，其中有制条车间、纺纱车间、织造车间、染整车间等四个生产车间，设备选型全部采用我国最新定型设备，除上述车间外，还有辅助车间及其它设施，详见本厂总平面布置图（见图1-2）。1.1.2 设计依据(1)工厂总平面布置图。(2)全厂各车间电气设备及车间变电所负荷计算表 2河南理工大学毕业设计(论文)说明书表1-1 负荷统计表序号车间或 用电单 位名称设备容量（千瓦） 计 算 负 荷变压器台数及备注kx cosf tgf p30（千瓦）q30 s30（千瓦） （千伏安） 容量 kno.1变电所

19、1 2 3 4 5 6制条车间 纺纱车间 软水站306 340 86.10.8 0.8 0.65 0.3 0.3 0.60.8 0.8 0.80.75 0.75 0.75244.8 272 56 11183.6 204 42 13 179.2 10.2306 340 70 17 207.2 12.8 锻工车间 36.9 机修车间 355.44 托儿所、 12.8 幼儿园0.65 1.17 0.5 0.61.73 103.6 1.337.77 8仓 库 37.96 小 计0.3 0.5 1.17 10.3705.412 64420.6 973.6 0.9no.2变电所 1 2 3织造车间 577

20、.5 染整车间 441 浴室、 理发室 4 5 6食 堂 20.63 独身宿舍 小 计200.75 0.8 0.81 0.75 15.5 16 847.811.6 62219.4 16 1.880.8 0.8 0.80.8 0.8 10.75 462 0.75 352.8 1.5346.5 264.6577.5 441 1.51055.4no.3变电所 1 2 3 4 5锅炉房 水泵房 化验室 卸油泵房 小 计151 118 50 280.75 0.75 0.75 0.750.8 0.8 0.8 0.80.75 0.75 0.75 0.75113 88.5 37.5 21 26085 66 2

21、8 16 195142 110.2 46.8 26 325 上表系根据各车间配电系统设计后所提供的数据。其中no.1、no.2变电所各设一台变压器，no.3变电所由本设计确定。3河南理工大学毕业设计(论文)说明书(3)供用电协议工厂与电业部门所签订的供用电协议主要配电系统变电所10kv母线短路数据为：表1-2 母线短路数据运行方式系统最大运行方式系统最小运行方式 电源10kv短路容量 (3)sdmva max=187(3)sdmva min=107说明 系统为无限大容量1.1.3 本厂负荷性质多数车间为三班制，少数车间为一班或两班制。 全年为306个工作日，年最大负荷利用小时数为6000小时,

22、属于二级负荷。1.1.4 本厂自然条件：(1)气象条件最热月平均气温为30；土壤中0.7-1米深处意念中最热月平均气温为20；4河南理工大学毕业设计(论文)说明书年雷暴日为31天；土壤冻结深度为1.0米；夏季主导风向为南风。(2) 地质及水文条件根据工程地质勘测数据获悉，厂区地址原为耕地，地势平坦，地层以砂质为主，地质条件较好，地下水位为2.8-5.3米，地耐力为20吨/平方米。 5河南理工大学毕业设计(论文)说明书 图1-2全厂总平面布置图 6河南理工大学毕业设计(论文)说明书1.2 设计成果1.2.1 设计说明书包括设备选择的根据和继电保护的原理，并附有必要的计算及表格。1.2.2 设计图

23、纸(1)变电所主电路图(2)总变电所平面布置图 7河南理工大学毕业设计(论文)说明书2 变电所所址的选择2.1 变电所简介变电所按其分类的原则不同可划分出许多类型，比如按变电所容量和馈线的多少可以分为大、中、小型变电所；按供电对象的差异可以分为城镇变电所、工业变电所和农业变电所；按变电所在电力系统中的重要性可以分为枢纽变电所、区域变电所和末端变电所；按电压等级可以分为超高压、高压、中压变电所和低压变电所；按是否有人正常运行值班可分为有人值班变电所，无人值班变电所等。变电所的电气设备可划分为一次设备和二次设备两大类。一次设备是进行电能交换和分配的必要设备，包括电力变压器、断路器、隔离开关、避雷器

24、、互感器、消弧线圈、补偿电容器或调相机等，都是电压高、电流大的强电设备，它们的安全可靠性是变电站最关心的头等大事。二次设备是对一次设备和系统进行检测、控制、调节并与上级有关部门和电力用户进行联络通信的有关设备，主要包括各种继电保护装置和自动装置，测量与监控设备、直流电源和远动通信设备等。2.2 变电所选址(1)尽量靠近负荷中心，特别是对车间变电所所址靠近负荷中心，可以降低配电系统的电能损耗，电压损耗和有色金属的消耗量。(2)进出线方便。(3)尽量靠近电源侧。(4)尽量不设在多尘或有腐蚀性气体的场所，如无法远离时，应设在濡染源的上风侧。(5)尽量不设在有剧烈震动的场所。(6)尽量不设在低洼积水场

25、所及其下方。(7)应远离有易燃易爆危险的场所。(8)不占或少占农田，具有适宜的地质条件。(9)适当考虑职工生活上的方便。(10)应尽量临近车间变电所或有大量高压用电设备的厂房合建在一起，以节约建筑费用。(11)不应妨碍工厂或车间的发展，并应适当考虑今后扩建的可能。根据本厂的实际情况，总配变电所应选在厂南侧。8河南理工大学毕业设计(论文)说明书3 负荷统计及无功补偿计算3.1 负荷等级划分由于建筑物用电设备多、负荷大，对供电的可靠性要求很高，因此应准确划分负荷的等级，做到安全供电，节约投资。而划分负荷等级的原则是：一要看建筑物类别；二要看负荷的性质。按照建筑电气设计技术规程，对负荷等级的划分标准

26、是：(1)一级负荷中断供电将造成人员伤亡者；中断供电将造成重大政治影响者；中断供电将造成重大经济损失者；中断供电将造成公共场所的秩序严重混乱者；(2)二级负荷中断供电将造成较大政治影响者；中断供电将造成较大经济损失者；中断供电将造成公共场所秩序混乱者；(3)三级负荷凡不属一级和二级负荷者。而本设计作为对国民经济有重要作用的纺织厂总配变电所，属于二级负荷。3.2 电力负荷计算3.2.1 计算负荷的方法及适用范围(1)需要系数法其计算公式为： p30=kd pn (3-1)其适用范围：当用电设备台数较多、各台设备容量相差不太悬殊时，特别在确定的建筑物时，宜于采用。 单个用电设备组q30=p30ta

27、n (3-2)s30=p30/cos (3-3)i30=s30/un (3-4)9河南理工大学毕业设计(论文)说明书 多个用电设备组p30=kpp30 (3-5)q30=kqq30 (3-6)22+q30s30=p30 (3-7)i30=s30n (3-8)(3-8)式中：p30、q30、s30该用电设备组的有功、无功、视在功率计算负荷 pe设备组或单个的设备容量 （kw）un设备额定电压 （kv）kd需要系数kp、kq有功和无功负荷同时系数p30i、q30i各设备组的有功和无功计算负荷，i为任一组数(2)二项式法计算公式如下： 单个用电设备组p30=bpe+cpx (3-9)q30=p30t

28、anf (3-10)s30=p30/cosf (3-11)i30=s30/un (3-12)多个用电设备组p30=（bpe）i+（cpx）max (3-13) q30=（bpetanf）i+（cpx）maxtanfmax (3-14)22+q30s30=p30 (3-15)i30=s30/un (3-16) （3-4）式中：pe设备组的设备容量 （kw）px设备组中容量最大的x台设备容量(cpx)max各组cpx中最大的一组cpxun设备额定电压 （kv）10河南理工大学毕业设计(论文)说明书b、c二项式系数适用范围：当用电设备台数较少，有的设备容量相差悬殊时，特别在确定干线和分支线的计算负荷时，宜于使用。根据上述各种方法的适用范围，并结合化纤毛纺织厂的生产生活情况和原始资料，我们选用需用系数法初步估算本设计的计算负荷。3.2.2 本纺织厂负荷计算由于本厂总配变电所下属还有三个分变电所，每个变电所控制着几个车间，所以在进行负荷计算时，仅列出no.1变电所控制的各个车间的负荷计算过程即可，其余车间和变电所负荷计算与此相同，可略去不写，而只将其结果列出表格，其计算结果详见表3-1。对no.1变电所进行负荷计算(1)制条车间的负荷计算：p30=kxpe=0.8340=244.8 (kw)q30=p30tgf=244.80.75=183.