【毕业设计】6KV配电所的设计.doc

1、 平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书（论文） 毕 业 设 计（论文）（说 明 书）题 目： 姓 名： 编 号： 平顶山工业职业技术学院 2010 年 5 月 20 日平顶山工业职业技术学院毕 业 设 计 （论文） 任 务 书姓名 专业 任 务 下 达 日 期 2010 年 2 月 日设计（论文）开始日期 年 月 日设计（论文）完成日期 年 月 日设计（论文）题目： a编制设计 b设计专题（毕业论文） 指 导 教 师 系（部）主 任 年 月 日平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）答辩委员会记录 系 专业，学生 于 年 月 日进行了毕业设计（论文）答辩。设计题目： 专题（论文）题目： 指导老师

2、： 答辩委员会根据学生提交的毕业设计（论文）材料，根据学生答辩情况，经答辩委员会讨论评定，给予学生 毕业设计（论文）成绩为 。答辩委员会 人，出席 人答辩委员会主任（签字）： 答辩委员会副主任（签字）： 答辩委员会委员： ， ， ， ， ， ， 平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）评语第 页共 页学生姓名： 专业 年级 毕业设计（论文）题目： 评 阅 人： 指导教师： （签字） 年 月 日成 绩： 系（科）主任： （签字） 年 月 日毕业设计（论文）及答辩评语： 第一章 概述一、变电所的作用和工作原理及分类变电所是电力系统的重要组成部分，它是变换和调整电压、变换和分配电能的场所，往往担负着向

3、用电设备直接供电的任务变电所一般由变压器、配电装置（包括高低压开关、电压和电流互感器、避雷器、母线等设备）及相应的各种构筑物，控制和信号设备，继电保护装置和测量仪表，通讯及电源设备，导线及电缆等组成。有些变电所考虑母线的功率因数较低，还装有电力电容器组静止补偿装置或调相机设备上述设备中，除控制与信号部分，继电保护装置，测量仪表，控制电源和通讯等设备外，其余部分称为一次设备，由一次设备组成的网络系统称为一次系统二、设计资料的收集在负荷资料的收集中，除收集供电范围内的高压负荷外，还应收集变电所附近低压负荷资料。在电源资料的收集中，应收集上级变电所6（10）kv母线上的短路容量。设计参考资料除第一章

4、指出的以外，还需参考工厂配电设计手册、交流操作的高压开关柜二次接线方案等资料。各用电设备参数如表1-1、表1-2、表1-3所示。三、配（变）电所的位置1接近负荷中心，进出线方便，便于设备运输；2应尽量设在污源的上风侧，尽量避开多尘、震动、高温、潮湿和有爆炸、火灾危险的场所；3不应设在厕所、浴室或生产过程中地面上经常潮湿和容易积水场所的下面；4应考虑发展余地，不应妨碍工厂和车间的发展5配电所兼作车间变电所，或车间变电所与本车间没有防火间距要求。四、变电所的作用和工作原理及分类变电所是电力系统的重要组成部分，它是变换和调整电压、变换和分配电能的场所，往往担负着向用电设备直接供电的任务变电所一般由变

5、压器、配电装置（包括高低压开关、电压和电流互感器、避雷器、母线等设备）及相应的各种构筑物，控制和信号设备，继电保护装置和测量仪表，通讯及电源设备，导线及电缆等组成。有些变电所考虑母线的功率因数较低，还装有电力电容器组静止补偿装置或调相机设备上述设备中，除控制与信号部分，继电保护装置，测量仪表，控制电源和通讯等设备外，其余部分称为一次设备，由一次设备组成的网络系统称为一次系统表1-1表1-2表1-3第二章 变电所负荷统计与变压器的选择2.1 负荷统计及开关设备的选择 用电设备功率的确定。由于煤矿大量负荷都长时或短时工作制的负荷，其设备的功率等于其额定功率，所以不必进行功率换算。单相负荷换算为三相

6、负荷。由于煤矿单相用电设备占总负荷比例很少，故均按三相平衡负荷计算。用电设备的计算负荷。用需用系数法统计负荷，查表得到对应电气设备的需用系数kde、功率因数cos 。1) 主井提升机的计算负荷：查表知，则： 设备型号 6203.82) 副井提升机的计算负荷：查表知，则： 设备型号6144.943) 压风机的计算负荷：查表知，则： 设备型号 额定电流为102.6a额定电压为 6kv 4) 南、北风井通风机的计算负荷： 查表知，则： 设备型号: 额定电流为67.4a额定电压为 6kv 5) 南、北风井压风机的计算负荷： 查表知，则： 设备型号:额定电流为42.1a额定电压为 6kv 6) 南、北风

7、井低压设备的计算负荷：查表知，则： 设备型号: 额定电流为45.4a额定电压为 6kv 7) 地面工业广场的负荷计算： 查表知，则：设备型号:额定电流为158.5a额定电压为 6kv 8) 立井锅炉房的负荷计算： 查表知，则：设备型号:额定电流为75.4a额定电压为 6kv 9) 机修厂的负荷计算： 查表知，则：设备型号: 额定电流为52.6a额定电压为 6kv 10) 选煤厂的负荷计算： 查表知，则：设备型号:额定电流为228.3a额定电压为 6kv 2.2 变压器的选择 工矿企业变电所的主变压器向整个企业的所有用电设备供电，正确的选择主变压器的台数和容量对供电的可靠性和经济性都有着重要的意

8、义。主变压器应根据负荷类别、总的计算负荷选择其台数和容量，并应考虑留有发展的余地。1. 主变压器台数的确定 1) 具有一类负荷的变电所具有一类负荷的变电所，应满足用电负荷对供电可靠性的要求，根据煤炭工业设计规范规定，矿井变电所的主变压器一般选用两台，当其中一台停止运行时，另一台应能保证安全及原煤生产用电，并不得少于全矿计算负荷的80；工业企业设计规范也规定，对具有大量一、二类负荷的变电所，一般选用两台变压器，当其中一台出现故障或检修时，另一台能对全部一、二类负荷继续供电，并不得小于全部负荷的70。2) 只有二、三类负荷的变电所 对只有二、三类负荷的变电所，可只选用一台变压器，但应敷设与其他变电

9、所相联的联络线作为备用电源。对季节负荷或昼夜负荷变动较大的及宜于采用经济运行方式的变电所，也可以采用两台变压器。2 地面工业广场低压负荷统计 1） 主井辅助设备的负荷计算：查表知，则： 设备型号:额定电流为394.7a额定电压为 380v 2） 副井辅助设备的负荷计算：查表知，则：设备型号:额定电流为344.7a额定电压为380v 3） 压风机辅助设备的负荷计算：查表知，则： 设备型号:额定电流为684.9a额定电压为380v 4） 消防水泵的负荷计算： 查表知：则：设备型号:额定电流为25.1a额定电压为380v 5） 污水泵的负荷计算：查表知，则：设备型号:额定电流为30.4a额定电压为

10、380v 6） 回水泵的负荷计算：查表知，则：设备型号:额定电流为68.5a额定电压为 380v 7） 矿灯房的负荷计算： 查表知，则：设备型号:额定电流为92.1a额定电压为 380v 低压开关设备如下图所示 地面工业广场低压负荷统计：1） 低压负荷统计：各组用电设备最大负荷不同时的有功、无功组间最大负荷同时系数取则： 变压器的型号:第三章 变电所的所用电系统 向变电所内用电负荷供电的系统称为变电所的所用电系统，其中向变电所内控制、信号、保护和自动化装置等二次回路供电的电源又称为操作电源。操作电源供电应十分可靠，它应保证在正常和事故情况下都不间断供电。3.1 变电所的所用电负荷 除采用交流操

11、作的变电所外，一般变电所内的用电负荷有交流和直流两大类。3.1.1 直流负荷 按用电负荷性质分，有经常负荷、事故负荷及冲击负荷三种。 （1）经常负荷是指运行状态时，直流电源不间断供电的负荷。如经常接入的继电器、信号灯、位置指示器和常明的直流事故照明等。（2）事故负荷是指当变电所失去交流电源，必须由直流供电的负荷。主要是事故照明（对没有独立直流电源的变电所，一般用手电筒或矿灯做临时事故照明）。（3）冲击负荷主要指电磁操作机构合闸时的短时间冲击负荷。3.1.2 交流负荷 变电所的交流负荷一般有：室内外照明、试验设备、变压器的风冷电扇、供直流用电负荷的硅整流设备或蓄电池的通风机和充电设备等。对交流操

12、作的变电所，其交流负荷除上述照明、试验、变压器冷却等负荷外，还有电动合闸、控制、信号、保护装置和自动装置等用电负荷。3.2 变电所的操作电源 变电所的操作电源有交流操作电源和直流操作电源两大类。直流操作电源又分为蓄电池直流电源和硅整流直流电源两种，硅整流直流电源又有复式整流电源、带储能电容器的整流电源和带镉镍蓄电池的整流电源三种。蓄电池直流操作电源是独立可靠的直流电源，它不受交流电源的影响，即使全所停电，仍可保证连续可靠的供电，而且电压质量好、容量也大，能满足复杂的继电保护和自动装置的要求和事故照明的需要。蓄电池直流电源有铅酸蓄电池和镉镍蓄电池两种。铅酸蓄电池由于投资大、寿命短、运行维护复杂、

13、要求建筑面积大，在变电所中一般不采用。镉镍蓄电池直流电源所有设备都装在屏上，该屏可与控制屏、保护屏合并布置，不需设蓄电池室和充电机室，与铅酸蓄电池相比具有维护方便、占地面积小、寿命长、放电平稳、机械强度高、投资少等优点。所以在可靠性要求较高的变电所中应选用镉镍蓄电池直流操作电源。硅整流直流电源操作电源，在电力系统正常时，由硅整流器提供直流电源。当系统发生故障、交流电源电压大量降低甚至消失时，带储能电容器的是利用电容器储能来提供直流电源；复式整流的是利用短路故障电流整流稳压后提供直流电源；带镉镍电池的是利用镉镍电池提供直流电源。电容储能型操作电源投资少，运行维护费用少、寿命长，但其储存能量有限，

14、工作过程电压衰减快，其使用受到一定的限制。复式整流在系统故障时输出功率大，直流电压稳定，但当短路电流较小时，不能保证继电保护装置和断路器可靠动作。带镉镍电池的硅整流操作电源价格虽然高，但电池组本身是独立电源，比较可靠，电池装于屏上占地面积小，要运行维护也方便，而且价格较蓄电池直流电源低，因而在一般工况企业变电所中得到广泛的应用。交流操作电源用交流电作为操作和信号回路的电源，它不需要整流器和蓄电池，比较简单经济，便于维护，可加快变电所的建设安装速度。主要缺点是加大了电流互感器的负荷，有时误差不能满足要求，亦不能满足复杂的继电保护和自动装置的要求，且对所用电源要求严格，所以小型变电所多用交流操作电

15、源，这种变电所一般采用手动合闸、电动脱扣。采用整流操作电源或交流操作电源的变电所，要求有可靠的所用电电源，其中最好与本所电源无直接联系，以保证全所停电后，仍能实现对电源短路器的操作，并保证变电所的事故照明。当无条件从所外引入所用电源时，事故照明也可由手电筒或矿灯供给。3.3 变电所直流供电系统的拟定与操作电源的选择 3.3.1 直流供电系统一般按下述原则拟定：（1） 于重要直流负荷，为了提高供电的可靠性，通常采用分段环形供电方式，正常开环运行。（2） 按照控制回路、信号回路、不同电压等级短路器的合闸回路等负荷种类和装设地点，分成各自独立的环形供电网络。环形供电网络应在适当的地方开环运行，以便检

16、修和排除故障，并防止故障时的互相影响。3.3.2 变电所直流操作电源的选择操作电源的种类确定以后，还应根据对操作电源可靠性的要求和操作电源负荷的大小及所需配出回路的多少确定其型号和技术参数。下面介绍目前变电所设计中常选用的镉镍电池直流操作电源和带镉镍电池的硅整流操作电源的选择。1) 镉镍蓄电池直流系统的选择目前生产的镉镍电池直流屏有bzgn系列、zka系列等产品多种。bzng系列直流屏按交流电源进线路数和蓄电池组数不同，分为三种类型。i型为一路进线、一组电池；型为一路进线，两组电池；型为两路进线、一嘴电池。zka系列有两路进线、一组电池和两路进线、两组电池两种。两路交流电源进线互为备用，提高了

17、交流电源的可靠性；两组电池并联运行，提高了直流电源的可靠性，运行中可分组检修而不间断供电，有突出的可靠性和灵活性。但其价格较一组电池高。bzng系列直流屏适用于110kv及以下变电站、小型发电厂及工矿企业变电所。为了提高交流电源故障时的供电可靠性，可选用bzgn系列的直流屏。bzgn系列适用于220kv及以下变电站及中小型发电厂。zka系列的型号选择可参照bzgn系列的选择原则进行。2） 带镉镍电池的硅整流直流系统的选择 带镉镍电池的硅整流直流系统，目前有gka系列和zka系列几种。其中gka41系列为一路交流进线；其他几种系列为两路交流进线，可互为备用。控制回路的交流电源取自所用变压器（单相

18、交流220v），可从电压互感器取得备用电源，但电压互感器的容量不得小于2kva。直流系统合闸电源由硅整流电源供给，正常供电时，电池组按浮充方式工作。当系统因故停电时，镉镍电池组向继电保护回路供电，使断路器跳闸。其中，zka48系列为提高合闸电源的可靠性，以gny10ah型镉镍电池作为非常情况下的合闸补偿电源，以免因合闸电源故障时导致断路器爆炸。带镉镍电池的硅整流系统的计算方法与镉镍电池直流屏的选择计算方法相同。3.4 所用电交流系统 在有两台及以上主变压器的变电所中，宜装设两台容量相同互为备用的所用变压器。如能从变电所外引入可靠的低压备用电源时，亦可装设一台所用变压器。尤其是对整流操作和交流操

19、作的变电所，由于没有独立的直流电源，要求采用双电源的交流系统。当装设两台所用变压器时，应将其分别接在不同等级的电源或独立电源上。一般为提高可靠性，可将一台所用变压器接于35kv受电断路器之前，另一台接在电源系统的6kv母线上。对6kv母线分列运行的变电所，也可将两台所用变压器分别接于6kv的两端母线上。当能从所外引入可靠的380v备用电源时，可设一台所用变压器，该所用变压器可接在6kv母线上。当两台所用变压器分别接在主变压器一次侧进线断路器前的35kv线路和二次侧6kv母线上时，由于主变压器两侧绕组的接线方式不同而引起30的相位差，所以在所用变压器0.4kv测不能并列运行。此时在设计所用电交流

20、系统时，应采取措施，防止误操作。例如，在0.4kv侧不设单独的分段开关，而采用双转换组合开关，用来避免两个电源并联的可能性。当所用电负荷不大，用电压互感器供给所用电满足要求时，也可不用所用变压器。当所用电取自电压互感器时，由于互感器二次电压均为100v，所以应设100/220v的中间变压器。变压器设于电压互感器柜内，可在订货时提出。第四章 变电所的布置要求及中央信号装置 4.1 变电所的布置要求 4.1.1 变电所布置的一般要求 6kv变电所一般采用屋内外式布置；对小容量的分散负荷供电时，若环境条件允许可采用屋外式或杆上式布置，其变配电装置均布置的屋内或屋外电杆上，采用屋内布置时，一般分忧高压

21、配电室、低压配电室、电容器室以及变压器室、控制室和值班室等。对变压器也可根据环境条件采用屋外式布置，变压器布置的形式及适用场合可根据表2-30确定。变电所布置上的一般要求如下：（1） 车间内的变设备布置应紧凑合理，便于设备的操作、巡视、搬运、检修 和试验，还要考虑发展的可能性。（2） 各房间的位置应安排合理。配电室的位置要便于进、出线；低压配电室尽量靠近变压器室；电容器室尽量与高压配电室相毗连；控制室和辅助间的位置要便于工作人员工作和管理。（3） 尽量利用自然采光和自然通风。变压器和电容器室金莲避免西晒，控制室可尽可能朝南。（4） 配电所、控制室、值班室等的地面，一般应比室外高出150mm-3

22、00mm，附近在电所可与车间地面相平。变压器室的地面高视需要而定。（5） 有人值班的变电所应有单独的控制室或值班室，并设有其他辅助间及生活设施。 表 2-30 变压器的布置形式及适用场合 变压器装置的形式适 用 场 合 屋 外 式正常环境中的普通型电力变压器或布置上无特殊要求专用变压器及下列环境中的封闭型电力变压器1. 空气污秽；2. 导电尘埃较多；3. 可燃粉尘，可燃纤维较多 屋 内 式布置上有要求的普通型电力变压器（如车间内变压器）或专用变压器及下列环境中的普通型便利变压器1. 空气污秽；2. 导电尘埃较多；3. 可燃粉尘、可燃纤维较多；4. 沿海严重盐雾地区；5. 严冬多雪地区；6. 有

23、可燃性、难燃屋檐，且未采取防火措施的建筑物旁4.1.2 电气间距、通道与围栏 1、电气间距屋内低压配电装置的电气间距（净距）应不小于表2-31所列数值。 表2-31 屋内低压配电装置的安全净值符号适 用 范 围额定电压|v500500-1000a1带点部分至接地部分之间15（30）15（30）a2不同相的带电部分15（30）15（30）b1带电部分至栅栏只见100100b2带电部分至网状栅栏之间100100b3带电部分至无孔栅栏之间5050c无遮拦裸导体至地（楼）面之间22002200d1无遮拦裸导体与通道对面墙间的水平净距15002000d2通道对面的无遮拦裸导体间的水平净距10001500

24、注：括号中的数值为绝缘表面距离 2、 通道与围栏(1) 屋内低压配电装置的走廊宽度不应小于表2-32中的数值。 表2-32 低压配电装置走廊的最小宽度布置方式背面维护走廊正面维护走廊一般值推荐值一般值推荐值一面有配电装置时两面有配电装置时800800100010001300180018002500 (2) 当低压配电装置的安装长度不超过6m时，其屏后维护走廊允许一个出口；当该长度为6m-15m时，两端各设有一个出口；当该长度超过15m时，除两端各设有一个出口外，中间应增加出口，使两出口之间距离不得超过15m。出口的宽度不得小于0.8m。当屏后维护走廊的净宽度超过3m时，则不受上述要求的限制。(3) 屋内低压配电装置的遮拦高度不应低于：网状遮拦1.7m，栅栏1.2m，无孔遮拦1.7m。(4) 无遮拦裸导线布置在走廊上方离地面高度小于表2-31中的c值时，应设置遮拦保护，遮拦高度不应小于1.9m。4.1.3 各电气设备室的布置