电力电气 长城化工10KV供电系统设计

长城化工10KV供电系统设计摘要：本文研究的是一个独立的变电站的整体电压。当使用指定的线路和负载参数时，首先分析主线配置，以确定它是否最经济、最可靠，同时也考虑到安全和安装的方便。一旦计算出可转换性，就会对主变压器的数量、容量、类型做出结论。然后，计算每个组件的参数，并将系统还原为净短当量形式。接下来，得到最关键部件的网络等效，并选择一个点进行净短论计算。一旦选择了这两个电流极限，就会扩大第一和连续电流，选择短延时和连续电流操作进行计算，然后选择设备并进行测量。其中有母线，断路器，隔离开关，变压器等，来最后决定配电装置。同时分析了防雷设计和消弧线圈补偿装置。最后，绘制了电气主接线图的CAD制图软件。关键词：负荷计算；短路电流；主接线；防雷接地Abstract:Thispaperstudiestheoverallvoltageofanindependentsubstation.Whenusingthespecifiedlineandloadparameters,themainlineconfigurationisfirstanalyzedtodeterminewhetheritisthemosteconomicalandreliable,whilealsoconsideringthesafetyandconvenienceofinstallation.Oncethetransferabilityiscalculated,conclusionsaremadeonthenumber,capacity,andtypeofthemaintransformer.Then,theparametersforeachcomponentarecalculatedandthesystemisreducedtothenetshortequivalentform.Next,thenetworkequivalenceofthemostcriticalcomponentsisobtained,andapointisselectedforthenetshorttheorycalculation.Oncethesetwocurrentlimitsareselected,thefirstandcontinuouscurrentsareexpanded,shortdelayandcontinuouscurrentoperationsareselectedforcalculation,andthenequipmentareselectedandmeasured.Therearebusline,circuitbreaker,disconnector,transformer,etc.,tofinallydecideonthepowerdistributiondevice.Thelightningprotectiondesignandarcsuppressioncoilcompensationdevicearealsoanalyzed.Finally,theCADdrawingsoftwarefortheelectricalmainwiringdiagramisdrawn.Keywords:loadcalculation;short-circuitcurrent;mainwiring;lightningprotectionandgrounding一、绪论（一）课题设计背景工厂供电，即工厂所需电能的供给以及分派，也叫做工厂送电。实现电气化的关键在工厂，电力，虽然工业和农业生产，电力和数据的需要，但它是在货物成本占的比例一般案例相对较少。在工业和农业生产的电力供应，而它在商品成本或总投资占比重的大小，但在工业铝生产实现后，可大大提高生产效率，提高产品质量，提高劳动效率，大大降低了生产成本，减轻工人的辛勤时间长度，改变员工的工作环境，有利于实现生产过程自动化。对于一个角落度的观察，如果工厂的电源分配突然中断，你可以想象一下损坏造成的损失有多大的损失。因此，做好电力供应对农业和工业是非常重要的，可以反映工业现代化，并积极意义。由于工厂工作电源供应的一个重要的方面就是节能，以及非常重要的一个环节，是建设国家节能，所以工厂供电工作能不能做，这意味着国家在工厂供电可以做一个好的工作，可以做的是工业生产的服务，是根据工厂供电可以做的好工作，只为满足生产和生活的用基础工作，优化节能，有必要满足以下基本要求：①安全，在供应和分配和使用的权力，以消除所有可能的生命和财产事故的风险；②可靠，电源的可靠性要作为用电用户评价我们服务的指标；③优质，电源的各项指标要符合国家同统一的指标；④经济，让用电用户用到经济可靠的电能，减少输送时的损耗，较少故障的发生率。此外，在权力分配，地方和全球，目前和长期解决这些问题，非常好，地方利益考虑，但不是其他，忽略了整体利益，展望未来。（二）长城化工供配电的设计基本规则按照国家标准的相关内容，实现电能的传输和分配，实现安全可靠的运输需要遵循以下代码：①遵守规定，实行政策；规定和有关标准的规定必须严格执行，相关的政策和实际执行国家制定，能源节约和环境保护检查工作应认真执行。②安全可靠，先进合理；安全第一，有效地保护个人和财产安全，其次，鼓励创新，合理使用先进的生产设备，提高生产效率，从而节约能源，并最终减少对环境污染有害成分的使用。③近期为主、考虑发展；全力做好近期的工作，结合自身的情况以及未来发展的趋势，谋划未来的发展，远近结合，考虑发展。④综合考虑的情况。必需要从全局出发，综合考虑地域性，节能型，环保性等因素，统筹兼顾制定切实可行的方案。长城化工设计的一个十分重要的环节就是供配电系统的设计。长城化工能在未来能不能很好的发展在很大程度上取决于供配电系统的设计。从事长城化工供配电系统设计的职业人员，最基本的专业素质和基本要求是掌握了电源系统的设计，能更好地胜任工作的工作。（三）工厂供电设计的内容和步骤设计、车间配电系统、变电站为每个车间和负荷量的性质，根据负荷分布和生产的过程中，和国家的实际情况n结合。解决部门之间的安全可靠和经济运行的问题。内容如下：①负荷计算负荷计算，第一步骤是计算工作间的负荷。涉及到工作间的变压器的损耗，计算了总功率因数，计算了计算量，并对结果进行了计算。②变压器容量和变电所选线的数量选择的方向（参考电源），综合考虑了电厂的相关因素，总结了观众的计算负载和各种需求，确定了各种参数的变压器。③工厂变电所主接线设计根据分电路的数量，设计要求的可行性和数量的变压器，选择变电站的高以及低连接模式。长城化工主接线的一般性要求，首先是安全以及可靠，其次是简单经济，最后是安装便捷，检修方便。④长城化工供派电系统短路的电流i的求算长城化工使用电，基本上是我国电力运行的尾端负荷，其容量一般小于运算能力，可以根据系统的无限容量作短电路的计算。以不一致的方式运行电网故障ATA，计算不与运行故障电流的方式相一致。⑤改善功率因数装置设计根据负载求算出变电站的总电压降低的功率因素，经过查找或者求算出到达相关单位的需求的参数所须要抵偿的无功率。由商品参照品确定所须电容器的大小以及台数，而且确定符合的器柜或者放电装配，以改善功率因数。⑥变电所高以及低压侧设备选择参照故障是的数据和各线路计算负载及相对的值，确定变电站各侧的电力装备。并且依据须求来举行各种检验。用变电系统的主接线图，装备资料表以及投资预算展现成果。⑦长城化工变电站变以供派设备整体格局设计概括之前的计算成果，根据我国制定的相关的准则，进行里面外面全方位的变以及供派装备的整体格局和分工实施。二、负荷计算和功率补偿（一）负荷计算的作用和基本步骤它也被称为负载的需要。它说的是一条线经过相同的负载，升线的最高温度与刚刚通过的最大温度上升所产生的实际负载的运动一致的，相同的负载被称为计算负载。它是为设计计算最基本的基础。在很大的程度上的计算负荷是不会间接性和科学对配电设备和线路材料的选择并不是最科学和经济的直接关系。在电源和配电设计中。一般来说，半小时的最大平均功率由加热设备或导线确定。峰值电流为单一或多个电力设备持续2-1秒的负载电流的顶部。由于电机的启动、电压变化的因素造成的，他是当前不同计算中，计算电流是指的是30分钟的最大电流，峰值电流要比很大的功率流计算，瞬时变化的原始检查，还应思想打开当前非周期性成分。均匀负荷指的是电网负载在一段的时刻内损耗的功率均匀值。一般选取顶端负载班（有一般性的一日夜内电源的消耗量最大的班）的均匀负载，有时候也求算年均匀负载。用均匀负载来计算负载和功率损耗。（二）负荷计算的内容通过对荷载计算方法的计算，采用系数法和单相荷载计算等方法，设计了需要采用的因素法来确定。主要的计算公式有：有功功率：(2.1)无功功率:(2.2)视在功率:(2.3)计算电流:(2.4)三、变压器的容量和台数的确定变压器数量确定的基本原则：①安全可靠的要求我们要满足用电用户。在变电站中一二级负载中，一起挑选双台主变，在科学合理的技术与经济下，也容许大于两台。②随着时间的推移，负荷的变化将极大地利用变电站的运行方式，经济和技术的先进性，使得选择的主要变化。③三级负载一般情况下只确定一个主变，负载极大的时候，容许确定两台主变。加载一个变压器时，Sn能够让所有的负载设备的供应链能力，考虑负载扩展储蓄一部分的容量裕度，并切割成变压器的科学科学和实践操作，即Sn≥（2.26-2.5）Sc(3.1)配备双主变电所，各变压器的容量必须满足以下条件：1）任何一个主要的变化，在一个单一的运行；Sn=（0.7-0.8）Sc(3.2)任何一个主要的变化，在一个单一的运行Sn≥Sc（1+Ⅱ）(3.3)在本次设计中，将车间负荷分为三级负荷，使其确定只有一个（变压器）操作，根据上述计算结果可得到如下计算结果S：∑Pθ=2465kW;∑Pj=K∑Pθ=0.9×2465kW=2218.5kWSj=Pj/cosφ=2218.5/0.85=1885.7kVASn=2.25×Sj=2.25×1885.7=4242.88kVA所以，你可以选择一个1600伏安的变压器，负载率为84.1%。四、主接线方案的确定（一）对变电所主结线的一般要求变电站主接线要求：安全、可靠、经济、灵活。主要有以下基本原则：高压断路器的一侧和另一端的电能应体现，必须配备一个高压隔离开关。在低压断路器的一侧和可能反映电源的另一端的电能，必须配备一个低压刀开关。在负载开关的一边高压熔断器，一定要安装高压隔离开关。变电站的主接线方案，必须对其负荷类别进行相应的，在一级负荷时，应提供2次电源，而二次负荷时，应按双回路（或回）特殊的空气供应线。在电线连接到公共道路的权力分配，在第一方面，应配备内置的设备启动和停止短措施。普通生产间变电所为，最佳厂房总变差，由送电所使用的辐射压力送电，供电和配电更安全可靠，但要到在变电站生产区变异，干型分布是更好的选择。在变电站主变压器高压侧变流器所需的负载，高压断路器或高负载设备必须安装高设备。（二）变电所主结线运作的安全可靠性以及科学实惠性，变电所站的设备的选择以及布置，继电保护以及控制方法都与主接线有着很大的联系，这些都成为供配电设计最重要的步骤之一。1、单一电力进线的变电站主接线在一个电力线变压器，在建立连接的变压器的初级侧，另一侧不连接一个总线分组，低于4.1，它的特点是容易获得的，可靠性不高，大的负载是不实际的情况下。它也可以是一个边的电路块的无论是有用的，中，终端块实际一条线的另一侧上，如下图4.1。图4.1单电源线接线图图4.2一侧、两侧单母线接线图2、双回路电源成主接线的变电站①两边都确定为单一母线分块主试线路因为总线脚手架装置和设备进行实用程序来控制断路器的主连接，操作非常方便和简单，更安全可靠的电力用户，我们可以看到，他是符合综合使用模式中型企业。②内桥式的主接线测试桥的一侧上的应用程序，在另一侧与一个独特的整体降低的电压行块变电站线图4.3，线2WL，1WL来自不同的功率，并2QF1QF分压电压被顺序地连接到1T和2T的高侧供应变电站，整个电路只安装设备3QF，6QF。如果循环1WL停止或维护期间，经由桥接延续2WL3QF经由电源电路切断1QF，1T，同样可用的，如果操作停止或维护2WL，2T提供通过连续电源电路1WL。因此，电源的梯度，以及以提高科学的供应安全距离这主要连接分不开的，但如果变压器停电检修，开关动作是必要的，繁琐和耗时的操作起来麻烦长，中，大上述企业供应和分配更适合于该布线。当1T维修停运，1QF和3QF行程停止在这个时候工作，关闭3QS然后打开1QF和3QF，可以立即修复操作1WL电路。这种条件下的整体压降很适用：1)对于电源和配电线路的比较，发生故障的概率发生；2)负载比较平稳，主要变化通常不需要频繁切换动作；3)在电力设备的末端，不具有整体的电压在变电站。图4.3变电站桥接线图

图4.4变电所外桥接线图③外桥式主接线外主接线如图4.4所示，其特点如下：变压器电路断路器，环形1wl，2wl刚安装分离物的设备。无论当存在停电故障，切1QF后停止运作或变压器的维护，例如1T的问题，关闭开关的两侧上，所述开关被经过两次3QF侧关闭，最后收3QF，并行操作，以修复一开始的状态。但是，如果有问题，电路停止运作和维护，必须启动开关动作，动作单调乏味和繁琐的操作时间一般较长，变压器线的操作非常方便，简单，安全，可靠的电力供应的特点外国人法，比较符合大型企业用电的特点跟模式，综合可知实用于以下条件的总降压变电站：1)供配电线路不长，回路停运的概率不大；2)客户负载的波动比较大，设备动作变换的较多次；3)穿过变电站配备了中央，采用稀有主接线，降低电压变电站变化的大局，改变基本趋势市政管网系统的发展不会发生。④两次侧都实用单一母线分块主接线如下图4.5。如图所示，使用简单，方便利用所有的桥结线的高电压设备的功能，但大多是实用的设备一起布线大多是大企业可以通过以下两种实用的一面很多线提供负载和流出的总电压的降低变电站。车间配备归因于中小负荷的研究。负载波动不是太大，电源线不长，一般不改变主变更操作很麻烦，以及考虑到工厂所需的初始投资。考虑到实际成整体电压变电站降低的单线。线图图4.5单总线连接五、短路电流的计算（一）计算短路电流的作用及办法为了科学合理的挑选出仪器设备和整定计算因此而进行短路电流的计算。等效阻抗的短路电流计算，第一步是使电路图。在电路图的计算中，考虑了额定段的短路计算表的组件表示，和组件被顺序编号，然后确定短点计算。短路计算点的选取需要一个短的检验电气元件有最大可能的短路电流通过。然后，根据短路计算绘制电路图，并计算出主要元件的选择他电路等效电路图，只需对短路电流的计算，通过一些主要元素的表示，并指出该系列号的阻抗值和阻抗值简化等效电路。在工厂供电系统中，电力系统具有无穷的功率和短路容量，通常需要实现串联和并联的阻抗简化了电路，计算出总的等效阻抗。最后，短路计算当期鹿茸重量。（二）三相短路电流计算计算本设计采用标准单一值①确定基准值：取Sd=100MVA，Ud=Uav，电压的基准电压的水平是Ud1=10.5kVUd2=0.4kV②元件的电抗标幺值1)电力系统（Soc=1000MVA）X1*=100/1000=0.12)架空线路（XO=0.4Ω/km4km）X2*=X0L1Sd/Ud2=0.4×4×100/（10.5×10.5）=1.53)电力变压器（Uk％=4.5Sn=1600kVA）X3*=Uk％×Sd/（100×Sn）=4.5×100/（100×1.6）=2.8制作等值电路图如图5.1所示，计算出每个元件的串数和电抗单元值，而且注明短路点。图5.1计算短路电流等值电路图③短路电流和短路容量计算K11)值短路回路总阻抗的计算2)在K1点的电压水平的参考电流3)求算值K1点短路电流4)三相短路容量④对K2点三相短路电流和容量的计算1)短路回路总阻抗的计算2)计算在K2点的电压水平的参考电流3)计算值K2点短路电流⑤道路电流计算结果如下：表5.1短路电流计算结果三相短路电流（kA）短路容量（MVA）K1点3.43753.43758.76565.22562.5K2点32.7632.7660.2735.722.7六、导线、电缆的选择（一）导线电缆的一般使用条件线路材料的确定必须要实现科学，经济，稳定的条件。故此，在线路材料截面的选取时必须要根据如下几点规则：①依据容许债流量来确定线路以及电线的横面线路以及导线加上母线在其中在一般的大负载电流也叫作回路求算电流时候引起的温度上升，必须小于它一般运行的时候的最大容许的摄氏度。用过导线或者电缆的来阻止导线温度过高故此造成线路损坏停运。因此必须满足流过的最大负载量小于或者等于它容许的量。②根据容许电压损耗确定回路以及电线的横截面线路以及电线被流经一般情况下的最大负载电流也就是回路求算电流的时候引起的能量损失，必须要小于或者等于他一般情况下运行的能量损失，这样才能确保电源的各项指标。②依据经济电流密度确定回路以及电线横截面经济电流密度表明，它是循环运行了一年的维护费用最低值。与此模式确定电路和导线的横截面被称为经济。高压电路是等于大于35kV及35kV及以下或更低的电压时，但大量的中间的空间，相对较大的电流环路被确定根据正常情况下的经济密度，小于或等于10kV线路，按照本原则应该正常。③凭借机械强度确定回路以及电线的横截面该电路包括一个裸露和绝缘线部分，电缆必须大于或等于所述最小允许的横截面，一般不需要验证它的机械强度，但需要验证失败热稳定的。公交车也是如此。对线和电线而言每边，通常必须满足的操作电压的需要。（二）导线电缆的选择与通常的设计吸取在不小于或等于35kV及高电压电路的电流，随着经济的电流密度间隔被允许来确定经济截面，项目最终验证部分的其他条件。通常小于或等于10kV的电路，通常必须与可允许载流量的横截面来确定，最后，以验证电力和机械强度损失。高电压电路不被照亮，由于其通常高电力需求的质量，用线因此常常行进，以确定允许的电力损失，最终的机械强度验证高温的条件。依照容许的载流量求算电力线路的截面：选取的时候，要注意：1）允许承载能力和环境联系在一起的。如果说，当实际温度良好的发展环境温度和以前是不相符的，允许携带流量和温度的产品，以改善流动的实际容量计算。（6.1）式中：（6.2）——额定负载时的最大允许摄氏度；——环境温度为线的允许负载的效用；——铺设实际环境温度的方位角。2）导线的数量和巩固他们失去的热量比一个慢时快，让它也减少了承载能力，因为核查验证的Kp必须用电线合并。一个已知的245kW大型球磨机，功率因数为0.9，效率为0.89，接近最高温度的平均值为150C。a.线路中电流的计算（6.3）（6.4）b.相线截面的选择因为它是一个三相四线回路，每个单独的线的查找表是一个芯线4线式阀240平方毫米温度对周围空间，最大允许温度的能力的影响下。温度校正系数（6.5）线的实际允许负载能力（6.6）与，因此，因此与确定一致将允许载流量。c.保护线的选择按要求，选择。七、电气设备的选择（一）系统设备确定的一般原则在供电系统的供电设备往往是在电压、频率的确定，目前的工作环境和工作条件，来确立我们所需要的生产设备，首先必须要达到日常运作时的科学经济安全运行的要求，其次还必须要在问题故障时不会损害到电气设备，开关电器必须要要有强大的断流能力，而且实用环境地理。电配电设备的确立要根据如下守则：①根据运行情况和日常工作环境，建立电气设备；②根据短路情况，验证了动力分配装置的动态稳定性和热稳定性；动稳定校验或7.1）式中，——通过峰值电流限制配电设备；——配电设备的范围可通过电流。热稳定调校（7.2）式中，——配电设备的热稳定电流；T——热稳定时间。（二）高压开关电器的选择1、高压断路器的选择此设计演讲中，由于是室内系统，所以把室内少油的断路器作为，用来选择高压断路器作为案例，综合数据可以计算，10／0.4kV变压器，三相短路容量1600KVA，22.7mva，最大三相短路电流32.76ka，短路的影响它目前是60.27ka。（7.3）该清单可被确定sn10-10iii/3000油开关安装相对于可以由开关标准来选择它的计算能力和环境数据的位置。2、高压隔离设备的确定由于大多数设备被用于隔离的隔离问题每日负载电流和故障电流不分离，只要它是确定的额定电流，所述动态和热稳定性的验证由额定电压。总之，这gn6-10t/600高压隔离开关可以被确定的计算结果列于表7.1。表7.1高压隔离开关选择检查表序号GN6-10T/600选择要求装设地点电气条件结论项目数据项目数据110kV10kV合格2600A465A合格352kA32.76A合格3、配电站高压开关柜的确定相关电路电压根据方法相关联的设备的开关被安装高压，并且电源装置，因为他分布，传输，发电系统，能量转换，动作消耗，控制和保护，变压器和功率，而且在绝缘体，电保护，高压开关，在发送装置中的中央位置，整个电源系统中起着很重要的。由于本设计是10kV电源进线，因此可以建立更实惠的单一型高压开关柜，设计确定为KYN28A-12（Z）型。（三）变压器的选择（1）315KVA及以下的，选室外安装，油浸风冷，315KVA以上的，选择室内安装，采用干式变压器。（2）自动调节的要求，充油，良好的散热效果的选择。（3）看到载荷集中与否，以建立大容量变压器，以减少在最近的电负载，一个大工厂区域中，分散的功率安装成本，选择较小的容量，许多安装方便。（4）根据当地的电力服务的要求，选择单台变压器容量，变压器必须确定数量。（5）据电力部门与工厂的实际情况相结合的要求，并确定电力生产没有生活用电提供了变压器，或共享用电。720KW安装功率，如果是注塑件生产厂，需要系数可以选0.55，电容补偿160KVar，选一台500KVA的变压器就行了，负载率约为76%，服装类型的生产厂，则选0.75的需要系数，电容补偿200KVar,选一台630KVA的，负载率约83%。结论首先，在学习了解并完成本次毕业设计的过程中，让我更加深入和全面地掌握理解了工厂供电的相关知识，在刚开始做毕业设计的时候我是通过网络还有学校教务系统的网上图书馆初步了解了这个课题的知识，再后来是靠老师的帮助