某冶金机械修造厂总降压变电所及配电系统设计

资料范本本资料为word版本，可以直接编辑和打印，感谢您的下载某冶金机械修造厂总降压变电所及配电系统设计地点：时间：说明：本资料适用于约定双方经过谈判，协商而共同承认，共同遵守的责任与义务，仅供参考，文档可直接下载或修改，不需要的部分可直接删除，使用时请详细阅读内容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-DOWNSUBSTATIONANDDISTRIBUTIONSYSTEM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2012年6月1日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。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。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-DOWNSUBSTATIONANDDISTRIBUTIONSYSTEMABSTRACTThispaperintroducessomscoalmine35kVsubstationdesignground.Inthispaper,theloadcalculationandtransformersubstationofchoice,powersupplysystemwithshortcircuitcalculation,substationworkedelectical,relayprotectionschemewithsettingandworkedthelightningprotectionandgroundingsubstationisdetailedinstructions.Italsodiscussesthechoiceofmainwiring,highpressureequipmentandallkindsoftheprotectionofrelay,thecalculationofload,shortcurrentandsoonindetail,especially,thechoiceofmainwiring,transformerandsomeelectricequipmentsuchascircuitbreaker,currentandVoltagesensor.Itshowsmainwiringofsubstation,thedistributionofplaneandsomeprotectionequipmentofThedesignnotonlyadoptssomestable-formandgeneralprotectionsbutalsoadoptsPCprotection.Thesyntheticalautomationsystemofelectricpowersupervision,whichcanmakeworkersondutycontrolthesituationofsubstationtimely,operatetheequipmentsdirectly,knowthebreakdownanddealwithitwithoutdelay,sothatthesystemofpowersupplyisscientificandstandardinmanagement.What’smore,itcanexchangedatawithotherautomaticsystemsandgivefullplaytowholeadvantageinordertomanageinformationinallsystemsasawhole.KEYWORD:thecalculationofshortcurrent，theprotectionofrelay，circuitbreaker目录

TOC\o"1-3"\h\z\uHYPERLINK\l〃_Toc327176422〃摘要PAGEREF_Toc327176422\hIHYPERLINK\lHYPERLINK\l"_Toc327176423"Toc327176423\hIIHYPERLINK\l"_Toc327176424"1HYPERLINK\l"_Toc327176425"Toc327176425\h1HYPERLINK\l"_Toc327176426"Toc327176426\h1HYPERLINK\l"_Toc327176427"Toc327176427\h1HYPERLINK\l"_Toc327176428"Toc327176428\h2HYPERLINK\l"_Toc327176429"Toc327176429\h2HYPERLINK\l"_Toc327176430"Toc327176430\h2HYPERLINK\l"_Toc327176431"Toc327176431\h2HYPERLINK\l"_Toc327176432"Toc327176432\h2HYPERLINK\l"_Toc327176433"Toc327176433\h5HYPERLINK\l"_Toc327176434"ABSTRACTPAGEREF1绪论PAGEREF_Toc327176424\h1.1论文背景及目的PAGEREF1.2论文研究方法PAGEREF1.3供电设计的主要内容PAGEREF2负荷计算与变压器选择PAGEREF2.1计算负荷定义PAGEREF2.1.1计算负荷目的PAGEREF2.1.2计算负荷方法PAGEREF2.2冶金厂用电负荷计算PAGEREF2.3功率因数的改变PAGEREF2.4主变压器的选择PAGEREFHYPERLINK\l〃_Toc327176435〃2.4.1变压器的分类PAGEREF_Toc327176435\h6HYPERLINK\l〃_Toc327176436〃2.4.2变压器台数选定原则PAGEREF_Toc327176436\h6HYPERLINK\l〃_Toc327176437〃2.4.3变压器容量选择原则PAGEREF_Toc327176437\h7HYPERLINK\l〃_Toc327176438〃2.4.4变压器容量确定PAGEREF_Toc327176438\h7HYPERLINK\l〃_Toc327176439〃3导线截面的选择PAGEREF_Toc327176439\h9HYPERLINK\l〃_Toc327176440〃3.1电线、电缆截面选择PAGEREF_Toc327176440\h9HYPERLINK\l〃_Toc327176441〃3.2经济电流密度选择原则从两方面考虑PAGEREF_Toc327176441\h9HYPERLINK\l〃_Toc327176442〃4主接线的确定与短路计算PAGEREF_Toc327176442\h11HYPERLINK\l〃_Toc327176443〃4.1变配电所类型的选择PAGEREF_Toc327176443\h11HYPERLINK\l〃_Toc327176444〃4.2接线图的意义和目的PAGEREF_Toc327176444\h11HYPERLINK\l〃_Toc327176445〃4.2.1主接线的设计原则和要求PAGEREF_Toc327176445\h11HYPERLINK\l"_Toc327176446"4.2.2主接线PAGEREF_Toc327176446\h12HYPERLINK\l〃_Toc327176447〃4.2.3桥形接线PAGEREFToc327176447\h12HYPERLINK\l"_Toc327176448"_Toc327176448\h13HYPERLINK\l"_Toc327176449"PAGEREF_Toc327176449\h14HYPERLINK\l"_Toc327176450"_Toc327176450\h14HYPERLINK\l"_Toc327176451"_Toc327176451\h14HYPERLINK\l"_Toc327176452"_Toc327176452\h14HYPERLINK\l"_Toc327176453"PAGEREF_Toc327176453\h14HYPERLINK\l〃_Toc327176454〃PAGEREF_Toc327176454\h14HYPERLINK\l"_Toc327176455"_Toc327176455\h15HYPERLINK\l"_Toc327176456"_Toc327176456\h16HYPERLINK\l"_Toc327176457"电路图PAGEREF_Toc327176457HYPERLINK\l"_Toc327176458"PAGEREF_Toc327176458\h16HYPERLINK\l"_Toc327176459"_Toc327176459\h18HYPERLINK\l〃_Toc327176460〃PAGEREF_Toc327176460\h184.3短路电流的分类与计算方法4.3.1短路的原因PAGEREF4.3.2短路的种类PAGEREF4.3.3短路的危害PAGEREF4.3.4短路电流计算的目的4.3.5短路电流计算的标幺值法4.3.6短路电流计算PAGEREF4.4短路电流计算过程PAGEREF4.4.1根据材料可以绘出如下的等效\h164.4.2各母线短路电流计算过程5电气设备的选择PAGEREF5.1电气设备选择的一般条件HYPERLINK\l〃_Toc327176461〃5.1.1电气设备选择的一般原则PAGEREF_Toc327176461\h18HYPERLINK\l〃_Toc327176462〃5.1.2电气设备选择的技术条件PAGEREF_Toc327176462\h18HYPERLINK\l"_Toc327176463"5.1.3环境条件PAGEREF_Toc327176463\h19HYPERLINK\l〃_Toc327176464〃5.2各种电气设备的选择PAGEREF_Toc327176464\h20HYPERLINK\l〃_Toc327176465〃5.2.1断路器的选择PAGEREF_Toc327176465\h20HYPERLINK\l"_Toc327176466"5.2.2隔离开关的选择PAGEREF_Toc327176466\h20HYPERLINK\l〃_Toc327176467〃5.2.3配电所高压开关柜的选择PAGEREF_Toc327176467\h20HYPERLINK\l"_Toc327176468"6变电所二次回路PAGEREF_Toc327176468\h24HYPERLINK\l〃_Toc327176469〃6.1二次回路的定义和分类PAGEREF_Toc327176469\h24HYPERLINK\l〃_Toc327176470〃6.2电测量仪表与绝缘监视装置PAGEREF_Toc327176470\h24HYPERLINK\l"_Toc327176471"6.2.1电测量仪表PAGEREF_Toc327176471\h24HYPERLINK\l〃_Toc327176472〃6.2.2绝缘监视装置PAGEREF_Toc327176472\h24HYPERLINK\l〃_Toc327176473〃6.3供电系统的自动装置PAGEREF_Toc327176473\h25PAGEREF7777777777788PAGEREFHYPERLINK\l"_Toc327176474"_Toc327176474\h26HYPERLINK\l"_Toc327176475"_Toc327176475\h26HYPERLINK\l"_Toc327176476"PAGEREF_Toc327176476\h27HYPERLINK\l"_Toc327176477"PAGEREF_Toc327176477\h27HYPERLINK\l"_Toc327176478"PAGEREF_Toc327176478\h28HYPERLINK\l"_Toc327176479"_Toc327176479\h28HYPERLINK\l"_Toc327176480"_Toc327176480\h28HYPERLINK\l"_Toc327176481"PAGEREF_Toc327176481\h29HYPERLINK\l"_Toc327176482"PAGEREF_Toc327176482\h30HYPERLINK\l"_Toc327176483"PAGEREF_Toc327176483\h30HYPERLINK\l"_Toc327176484"PAGEREF_Toc327176484\h31HYPERLINK\l"_Toc327176485"_Toc327176485\h32HYPERLINK\l〃_Toc327176486〃PAGEREF_Toc327176486\h32继电保护方案及整定.1概述PAGEREF.2故障的危害及继电保护的任务.3继电保护的优化配置及整定原则.4供电系统继电保护配置情况.5对电力变压器的保护PAGEREF.5.1瓦斯保护PAGEREF.5.2变压器的电流速断保护.5.3变压器的过电流保护.5.4变压器的过负荷保护.5.5高压线路的继电保护变电所室内外布置PAGEREF.1电气总平面布置的特点HYPERLINK\l"_Toc327176487"8.2变电站土建要求PAGEREF_Toc327176487\h32HYPERLINK\l〃_Toc327176488〃8.3电气照明PAGEREF_Toc327176488\h33HYPERLINK\l〃_Toc327176489〃9变电所防雷保护及接地PAGEREF_Toc327176489\h34HYPERLINK\l"_Toc327176490"9.1变电所的防雷PAGEREF_Toc327176490\h34HYPERLINK\l〃_Toc327176491〃9.1.1变电所的防雷设计原则PAGEREF_Toc327176491\h34HYPERLINK\l〃_Toc327176492〃9.1.2变电所的防雷措施PAGEREF_Toc327176492\h34HYPERLINK\l〃_Toc327176493〃9.1.3变电所主要防雷设备PAGEREF_Toc327176493\h35HYPERLINK\l〃_Toc327176494〃9.2变电所的接地设计PAGEREF_Toc327176494\h37HYPERLINK\l"_Toc327176495"9.2.1设计原则PAGEREF_Toc327176495\h37HYPERLINK\l"_Toc327176496"9.2.2简单接地设计PAGEREF_Toc327176496\h38HYPERLINK\l"_Toc327176497"结论39HYPERLINK\l〃_Toc327176498〃参考文献40HYPERLINK\l〃_Toc327176499〃致谢411绪论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。1.2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。1.3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。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。2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

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。2.1.1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。2.1.2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。2.2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。2）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（2—1）式中设备组同时使用系数设备组的平均加权负荷系数式中设备组同时使用系数——设备的平均加权效率——配电线路的平均效率令，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。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。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负荷计算表这样380V低压母线上低压母线的有功、无功、视在功率、负荷电流如下:表2-2各车间6KV负荷计算表6kv母线上母线的有功、无功、视在功率、负荷电流如下：2.3功率因数的改变经计算全矿功率因数若功率因数偏低，在保证供用电设备的有功功率不便的前提下，电流将增大。这样电能损耗和导线截面增加，提高了电网初期投资的运行费用。电流增大同样会引起电压损失的增大。为了减少电能转化的损耗，降低投资，一般采用电力电容器进行补偿。需要电容器的容量：式中，Qc——补偿电容器的容量，单位：kvar；Pz——总有功功率，单位：kW；计算可知，选用BWF35-120-1型号的并联电容器，额定电压6kV,额定容量120kvar。需用电容器的数量：取16个利用电力电容补偿容量为：补偿后变电所总无功功率：补偿后的功率因数：满足要求。由于煤矿变电所6千伏供电采用单母线分段供电方式，电容器分别安装在一、二段母线上。满足无功功率的补偿要求。2.4主变压器的选择2.4.1变压器的分类变压器分类方法比较多，按功能分有升压变压器和降压变压器；按相数分有单相和三相两类；按绕组导体的材质分有铜绕组变压器；按冷却方式和绕组绝缘分有油浸式、干式两大类，其油浸式变压器又有油浸自冷式、油浸风冷式、油浸水冷式和强迫油循环冷却方式等，而干式变压器又有绕注式、开启式、充气式（SF6）等；按用途分又可分为普通变压器和特种变压器。2.4.2变压器台数选定原则1）对于大城市郊区的一次变电所在中低压侧已构成环网的情况下，变电所以装设两台变压器为宜。2）对地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所在设计时应考虑装设三台变压器。3）对于规划只装设两台变压器的变电所，其变压器基础宜按大于变压器容量的1—2级设计，以便负荷发展时，更换变压器的容量。选择变压器台数时，应考虑以下因素:应满足用电负荷对供电的可靠性的要求，对供有大量一、二级负荷的变电所，宜采用两台变压器，以便当一台变压器发生故障或检修时，另一台能对一、二级负荷继续供电。对于一级