工厂供电毕业论文原文

工厂供电毕业论文原文河南理工大学供电技术毕业设计〔2020届〕学生姓名耿启辰院〔系〕电气工程及其自动化系专业电气工程及其自动化学号330819040104导师姓名、职赞许丹设计〔论文〕题目工厂供电起讫时间：年月日～年月日〔共周〕目录摘要(2)第一章负荷计算及功率补偿(3)1.1负荷计算的内容和目的(3)1.2负荷计算的方法(3)1.3全厂负荷计算(3)1.4功率补偿(4)第二章变电所位置和形式的选择(5)2.1变电所所址选择的基本要求(5)2.2变电所所址选择应具备的条件(5)第三章变电所主要变压器及主接线方案的选择(6)3.1主变压器台数的选择(6)3.2主结线方案的选择(6)第四章短路电流的计算(8)4.1短路电流计算的目的及方法(8)4.2、本设计采用标幺制法进行短路计算(8)4.3短路电流计算结果：(10)第五章变电所一次设备的选择及校验(12)第六章导线、变电所高低压线路的选择(14)第七章变电所二次回路的方案及断电保护确实定(15)7.1变电所二次回路方案(15)7.2断电保护(15)第八章防雷与接地(17)8.1防雷(17)8.2接地(18)总结(19)致谢(20)参考文献(21)摘要随着工业生产的发展和科学技术的进步,工厂的供电系统的控制、信号和监测工作，已经过人工管理、就地监测发展为远动化,实现遥控、遥信、和遥测.工厂供电系统远动化后,不仅能够提高工厂供电系统的自动化水平,而且可在一定程度上实现工厂供电系统的优化运行,能够及时处理事故,减少事故停电的时间,更好地保证工厂供电系统的安全经济运行.工厂供电是工厂企业生产生活的必要保障.经过计算比拟,根据工厂实际情况选择科学且经济性高的电器设备,从供电的优质、可靠、经济等性能来综合考虑采用最优化的电气设备和供电方式。【关键词】：负荷计算功率短路电流AbstractWiththeindustrialproductionandthedevelopmentofscienceandtechnology,powerplantcontrolsystems,signalandmonitoringworkbythemanagementmanual,onthespottomonitorthedevelopmentofremote,andtherealizationofremotecontrol,remote,andremotesensing.FactoriesforElectricalsystemofremote,cannotonlyenhancetheplant'spowersupplysystemautomationlevel,butalsotosomeextenttoachieveplantoptimaloperationofthepowersupplysystemcapableofdealingwithincidentsinatimelymannertoreducetheincidentsofpowerfailures,tobetterensuretheplantPowersupplysystemofeconomicsecurity.Powerplantproductionplantisnecessarytoprotectlife.Calculatedcomparedtothefactoryinaccordancewiththeactualsituationofeconomicandscientificselectionofhighelectricalequipment,powersupplyfromthehigh-quality,reliableandeconomicperformanceconsideredtooptimizetheuseofelectricalequipmentandpowersupply.【Keywords】：LoadsecretlyschemesagainstPowerShort-circuitcurrent第一章负荷计算及功率补偿全厂总降压变电所的负荷计算，是在车间负荷计算的基础上进行的。考虑车间变电所变压器的功率损耗，进而求出全厂总降压变电所高压侧计算负荷及总功率因数。列出负荷计算表、表达计算成果。1.1负荷计算的内容和目的〔1〕计算负荷又称需要负荷或最大负荷。计算负荷是一个假想的持续性的负荷，其热效应与同一时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。在配电设计中，通常采用30分钟的最大平均负荷作为按发热条件选择电器或导体的根据。〔2〕尖峰电流指单台或多台用电设备持续1秒左右的最大负荷电流。一般取启动电流上午周期分量作为计算电压损失、电压波动和电压下降以及选择电器和保护元件等的根据。在校验瞬动元件时，还应考虑启动电流的非周期分量。〔3〕平均负荷为一段时间内用电设备所消耗的电能与该段时间之比。常选用最大负荷班〔即有代表性的一昼夜内电能消耗量最多的一个班〕的平均负荷，有时也计算年平均负荷。平均负荷用来计算最大负荷和电能消耗量。1.2负荷计算的方法负荷计算的方法有需要系数法、利用系数法及二项式等几种。本设计采用需要系数法确定。主要计算公式有：有功功率：P30=Pe·Kd无功功率:Q30=P30·tgφ视在功率:S3O=P30/Cosφ计算电流:I30=S30/√3UN1.3全厂负荷计算取K∑p=0.92;K∑q=0.95根据上表可算出：∑P30i=6520kW;∑Q30i=5463kvar则P30=K∑P∑P30i=0.9×6520kW=5999kWQ30=K∑q∑Q30i=0.95×5463kvar=5190kvarS30=(P302+Q302)1/2≈7932KV·AI30=S30/√3UN≈94.5ACOSф=P30/Q30=5999/7932≈0.751.4功率补偿由于本设计中上级要求COSφ≥0.9,而由上面计算可知COSф=0.75第二章变电所位置和形式的选择2.1变电所所址选择的基本要求●靠近电源，接近负荷中心，有利于提高供电电压质量，减少输电线路投资以减少投资和电能损耗，提高供电质量。●便于各级电压线路的出入，架空线路走廊应与所址同时选定，尽量避免穿插。●变电所不能被洪水淹没，以保证正常运行。所区内不得积水，故地面应考虑一定的排水坡度。●具有生产和生活用水的可靠水源。考虑职工生活上的方便。●为变电所的远景规划和扩建创造条件。考虑电网的发展和农村用电负荷的增加，以及变电所能方便地从初期形式过渡到最终阶段，使变电所在一次、二次设备装置方面所需的改动最小。●所站合一的形式便于发展成无人值班所。●参照国家标准（35—500kV变电所设计规范）执行。2.2变电所所址选择应具备的条件所址靠近供电区域负荷中心，供电半径不能超过下面要求：0．4kV线路不大于0.5km；10kV线路不大于15km；35kV线路不大于40km；110kV线路不大于150km。便于进出线的引入，并根据发展规划预留扩建位置。附图2-1第三章变电所主要变压器及主接线方案的选择3.1主变压器台数的选择〔1〕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，确定变压器的台数和容量。由于该厂的负荷属于二级负荷，对电源的供电可靠性要求较高，宜采用两台变压器，以便当一台变压器发生故障后检修时，另一台变压器能对一、二级负荷继续供电，故选两台变压器。〔2〕变电所主变压器容量的选择装设两台主变压器的变电所，每台变压器的容量ST应同时知足下面两个条件：①任一台单独运行时，ST≥〔0.6-0.7〕S′30〔1〕②任一台单独运行时，ST≥S′30〔Ⅰ+Ⅱ〕，由于S′30〔1〕=7932KV·A，由于该厂都是上二级负荷所以按条件2选变压器。③ST≥〔0.6-0.7〕×7932=〔4759.2～5552.4〕KV·A≥ST≥S′30〔Ⅰ+Ⅱ〕，因而选5700KV·A的变压器二台3.2主结线方案的选择〔1〕变配电所主结线的选择原则1.当知足运行要求时，应尽量少用或不用断路器，以节省投资。2.当变电所有两台变压器同时运行时，二次侧应采用断路器分段的单母线接线。3.当供电电源只要一回线路，变电所装设单台变压器时，宜采用线路变压器组结线。4.为了限制配出线短路电流，具有多台主变压器同时运行的变电所，应采用变压器分列运行。5.接在线路上的避雷器，不宜装设隔离开关；但接在母线上的避雷器，可与电压互感器合用一组隔离开关。6.6～10KV固定式配电装置的出线侧，在架空线路或有反应可能的电缆出线回路中，应装设线路隔离开关。7.采用6～10KV熔断器负荷开关固定式配电装置时，应在电源侧装设隔离开关。8.由地区电网供电的变配电所电源出线处，宜装设供计费用的专用电压、电流互感器〔一般都安装计量柜〕。9.变压器低压侧为0.4KV的总开关宜采用低压断路器或隔离开关。当有继电保护或自动切换电源要求时，低压侧总开关和母线分段开关均应采用低压断路器。10.当低压母线为双电源，变压器低压侧总开关和母线分段开关采用低压断路器时，在总开关的出线侧及母线分段开关的两侧，宜装设刀开关或隔离触头。〔2〕主结线方案选择对于工厂总降压变电所主结线设计，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敏经济，安装容易维修方便。对于电源进线电压为35KV及以上的大中型工厂，通常是先经工厂总降压变电所降为6—10KV的高压配电电压，然后经车间变电所，降为一般低压设备所需的电压。总降压变电所主结线图表示工厂接受和分配电能的途径，由各种电力设备〔变压器、避雷器、断路器、互感器、隔离开关等〕及其连接线组成，通常用单线表示。主结线对变电所设备选择和布置，运行的可靠性和经济性，继电保护和控制方式都有密切关系，是供电设计中的重要环节。1、一次侧采用内桥式结线，二次侧采用单母线分段的总降压变电所主电路图如下这种主结线，其一次侧的QF10跨接在两路电源线之间，如同一座桥梁，而处在线路断路器QF11和QF12的内侧，靠近变压器，因而称为内桥式结线。这种主结线的运行灵敏性较好，供电可靠性较高，适用于一、二级负荷工厂。假如某路电源例如WL1线路停电检修或发生故障时，则断开QF11，投入QF10〔其两侧QS先合〕，即可由WL2恢复对变压器T1的供电，这种内桥式结线多用于电源线路较长因此发生故障和停电检修的时机较多、并且变电所的变压器不需要经常切换的总降压变电所。2、一次侧采用外桥式结线、二次侧采用单母线分段的总降压变电所主电路图(下列图)，这种主结线，其一次侧的高压断路器QF10也跨接在两路电源进线之间，但处在线路断路器QF11和QF12的外侧，靠近电源方向，因而称为外桥式结线。这种主结线的运行灵敏性也较好，供电可靠性同样较高，适用于一、二级负荷的工厂。但与内桥式结线适用的场合有所不同。假如某台变压器例如T1停电检修或发生故障时，则断开QF11，投入QF10〔其两侧QS先合〕，使两路电源进线又恢复并列运行。这种外桥式适用于电源线路较短而变电所负荷变动较大、适用经济运行需经常切换的总降压变电所。当一次电源电网采用环行结线时，也宜于采用这种结线，使环行电网的穿越功率不通过进线断路器QF11、QF12，这对改善线路断路器的工作及其继电保护的整定都极为有利。3、一、二次侧均采用单母线分段的总降压变电所主电路图这种主结线图兼有上述两种桥式结线的运行灵敏性的优点，但所用高压开关设备较多，可供一、二级负荷，适用于一、二次侧进出线较多的总降压变电所4、一、二次侧均采用双母线的总降压变电所主电路图采用双母线结线较之采用单母线结线，供电可靠性和运行灵敏性大大提高，但开关设备也大大增加，进而大大增加了初投资，所以双母线结线在工厂电力系统在工厂变电所中很少运用主要用与电力系统的枢纽变电所。本次设计的电机修造厂是连续运行，负荷变动较小，电源进线较短〔2.5km〕,主变压器不需要经常切换，另外再考虑到今后的长远发展。采用一、二侧单母线分段的总降压变电所主结线〔即全桥式结线〕。第四章短路电流的计算工厂用电，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。4.1短路电流计算的目的及方法短路电流计算的目的是为了正确选择和校验电气设备，以及进行继电保护装置的整定计算。进行短路电流计算，首先要绘制计算电路图。在计算电路图上，将短路计算所考虑的各元件的额定参数都表示出来，并将各元件依次编号，然后确定短路计算点。短路计算点要选择得使需要进行短路校验的电气元件有最大可能的短路电流通过。接着，按所选择的短路计算点绘出等效电路图，并计算电路中各主要元件的阻抗。在等效电路图上，只需将被计算的短路电流所流经的一些主要元件表示出来，并标明其序号和阻抗值，然后将等效电路化简。对于工厂供电系统来讲，由于将电力系统当作无限大容量电源，而且短路电路也比拟简单，因而一般只需采用阻抗串、并联的方法即可将电路化简，求出其等效总阻抗。最后计算短路电流和短路容量。短路电流计算的方法，常用的有欧姆法〔有称有名单位制法〕和标幺制法〔又称相对单位制法〕。4.2、本设计采用标幺制法进行短路计算1.在最小运行方式下：〔1〕确定基准值取Sd=100MV·A,UC1=60KV,UC2=10.5KV而Id1=Sd/√3UC1=100MV·A/(√3×60KV)=0.96KAId2=Sd/√3UC2=100MV·A/(√3×10.5KV)=505KA〔2〕计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值1.电力系统〔SOC=310MV·A〕X1*=100KVA/310=0.322.架空线路〔XO=0.4Ω/km〕X2*=0.4×4×100/10.52=1.523.电力变压器〔UK%=7.5〕X3*=UK%Sd/100SN=7.5×100×103/(100×5700)=1.32绘制等效电路如图，图上标出各元件的序号和电抗标幺值，并标出短路计算点。(3)求k-1点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量1总电抗标幺值X*Σ(K-1)=X1*＋X2*=0.32+1.52=1.842.三相短路电流周期分量有效值IK-1(3)=Id1/X*Σ(K-1)=0.96/1.84=0.523.其他三相短路电流I"(3)=I∞(3)=Ik-1(3)=0.52KAish(3)=2.55×0.52KA=1.33KAIsh(3)=1.51×0.52KA=0.79KA4.三相短路容量Sk-1(3)=Sd/X*Σ(k-1)=100MVA/1.84=54.3(4)求k-2点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量1)总电抗标幺值X*Σ(K-2)=X1*＋X2*＋X3*//X4*=0.32+1.52+1.32/2=2.52)三相短路电流周期分量有效值IK-2(3)=Id2/X*Σ(K-2)=505KA/2.5=202KA3)其他三相短路电流I"(3)=I∞(3)=Ik-23)=202KAish(3)=1.84×202KA=372KAIsh(3)=1.09×202KA=220KA4)三相短路容量Sk-2(3)=Sd/X*Σ(k-1)=100MVA/2.5=40MV·A2.在最大运行方式下：〔1〕确定基准值取Sd=1000MV·A,UC1=60KV,UC2=10.5KV而Id1=Sd/√3UC1=1000MV·A/(√3×60KV)=9.6Id2=Sd/√3UC2=1000MV·A/(√3×10.5KV)=55KA〔2〕计算短路电路中