毕业设计某机械厂供配电一次系统设计管理资料

某机械厂供配电一次系统设计摘要工厂供电是将从电力系统中获得的电能经过合理的传输变换，分配到工厂的车间里的用电设备上。伴随着社会的发展，工厂对电能的质量，供电可靠性以及经济性等要求也越来越高。工厂供电设计是否完善不仅影响工厂的生产，而且也反映到工厂供电的可靠性与安全生产上，它与企业的经济效益，设备安全运行以及工人的人身安全密切相关，因此，搞好工厂供电工作对于整个工厂的生产发展有十分重要的意义。本设计是对工厂供电一次部分的设计，对工厂的负荷计算，短路电流计算，变电所变压器的选择，校验，无功补偿等进行了设计说明，该设计从全局出发，按照负荷性质，用电容量等做出了合理的设计。关键词：配电线路变压器负荷短路电流电气设备

TheDesignofPrimarySystemofTotalStep-downSubstationABSTRACTPowersupplyinfactoryismeantoelectricityenergywhichisobtainedfromthepowersystemistransferredreasonable,anditisdistributedtotheelectric

deviceofthe

factory

floor.

Withthedevelopmentofthesociety,

the

quality,

reliability

and

economy

demands

oftheelectricityenergywere

increasingtothefactory.Whetherthedesignofthefactoryelectricitysupplyis

perfect

not

only

affect

the

plant's

production,

but

also

reflects

the

reliability

of

power

supply

to

the

factory

and

safety,

it

is

closely

relatedtothe

economic

benefit

of

enterprises,

equipment,

safe

operation

and

safety

of

workers,itisimportant

for

the

development

of

production

fordoinga

goodjob

ofthefactory

power

supply

work.

This

design

is

a

part

of

power

plant

design,

includingoftheplant

load

calculation,short

circuit

current

calculation,andthe

choice

of

transformer

substations,

verification,

reactive

power

compensation

for

the

design

specification,

it

make

a

reasonable

designfollowed

the

load

nature

andelectricity

capacity

,standingon

the

overall

situation.KEYWORDS:distributionlist，supplytransformer，powerload，short­circuitcontact，electricapparatus目录前言 1第1章负荷计算 2负荷概述 2负荷的概念 2电力负荷的等级 2用电设备组计算负荷的确定 3按需要系数法确定计算负荷 3车间负荷计算 7第2章变压器选择 10变配电所选址 10车间变电所变压器选择 11变压器台数及容量选择 11计算电流 15无功补偿及工厂总降压变电所设计 17无功功率平衡及无功补偿 18并联电容器的选择计算 18工厂总降压变电所设计 19第3章变电所主接线设计 21电气主接线选择及运行方式 21主接线设计原则与要求 21电气主接线确定 22短路电流计算 23绘制计算电路 24最大短路电流计算 24最小短路电流计算 26第4章高压电网一次设备选择 2935kV架空线选择 2910kV电缆选择 30假想时间的确定 30高压配电室至各车间电缆的选择校验 30母线选择 33母线选择 33母线选择 34电气设备选择校验 34选择原则 35电气设备和载流导体选择的一般条件 35侧断路器选择 36电流互感器的选择 37电压互感器的选择 38熔断器选择 39高压开关柜选择 40侧高压开关柜选择 40高压开关柜选择 40第五章防雷及过电压保护 42避雷器 42避雷器的选择计算 42按额定电压选择 42按持续运行电压选择 42按雷电冲击残压选择 42按标称放电电流选择 43校核陡波冲击电流下的残波 43按操作冲击残压选择 43变电所的防雷保护 44结论 45谢辞 46参考文献 47附录 48外文资料翻译 52前言众所周知，电能是现代工业的主要能源和动力。电能既易于由其他形式的能量转换而来，又易于转换为其他形式的能量以供使用。电能的输送和分配既经济又便于控制、调节和测量，有利于生产的自动化，因此电能在现代工业生产及整个国民经济生活中应用极为广泛。而工厂供电主要是指电能的供应和分配。工厂供电设计的主要任务是从电力系统取得电源，经过合理的传输、变换，分配到工厂车间的每一个用电设备上。随着工业电气自动化技术的发展，工厂的用电量也迅速增长，对电能质量、供电可靠性以及技术经济指标等的要求也日益提高。供电设计是否完善，不仅影响到工厂的基本建设投资、运行费用和有色金属消耗量，而且也反映到工厂供电的可靠性和工厂安全生产上，它与企业的经济效益、设备和人生安全等密切相关的。工厂工业负荷是电力系统的主要用户，工厂供电系统也是电力系统的一个组成部分，保证企业安全供电和经济运行，不仅关系到企业的利益，也关系到电力系统的安全和经济运行以及能源的合理利用。搞好工厂供电对于企业的发展、工业现代化的实现以及节能减排有重要意义，因此切实保证工厂的正常用电，必须使供电系统在电能的供应、分配和使用中能够安全、可靠、经济、稳定的运行。为此在供电的设计过程中既要考虑到技术因素，又要考虑到工厂的实际情况，在严格按照供电设计规程及在国家方针政策的引导下，最终确定好一个经济、安全、稳定、可靠的方案。本次设计从工厂供电的技术要求出发并结合工厂的实际情况，在各种技术规程及供电协议的要求下设计了一个机械厂供电一次系统，本设计从多个方面介绍了工厂供电一次系统的设计及主要设备的选择、校验等。使读者能够清晰的了解该厂的供电一次部分设计。第1章负荷计算负荷概述负荷的概念负荷在电力系统中有以下几种含义：(1)电力负荷是指电力系统中一切用电设备所消耗的总功率，这称为电力系统的用电负荷。用电负荷加上电网的损耗功率，称为电力系统的供电负荷。供电负荷加上发电厂的厂用电，就是各发电厂应发的总功率，称为电力系统的发电负荷。(2)电力负荷有时又指用用电设备，包括异步电动机，同步电动机，整流设备，电热炉和照明设备等。如分为动力负荷，照明负荷，三相负荷，单相负荷等。(3)电力负荷有时也指用电设备或用电单位所消耗的电流。如轻负荷，重负荷，空负荷，满负荷等。电力负荷的等级工厂的电力负荷，按GB50052-95规定，根据其对供电可靠性要求及中断供电造成的损失或影响程度，电力负荷分为三级。(1)一级负荷一级负荷为中断供电将造成人身伤亡者：或者中断供电将在政治、经济上造成重大损失者，如重大设备损害、重大产品报废、用重要原料生产的产品大量报废、国民经济中重点企业的连续生产过程被打乱需要长时间才能恢复等。在一级负荷中，当中断供电将发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷，以及特别重要场所的不允许中断供电的负荷，应视为特别重要的负荷。(2)二级负荷二级负荷若中断供电会造成较大的经济损失，如主要设备损坏，大量产品报废，重点企业大量减产等。二级负荷也应由两回路供电，也不应中断供电，或中断后能迅速恢复。(3)三级负荷三级负荷为一般电力负荷，对供电回路无特殊要求。用电设备组计算负荷的确定计算负荷是用来按发热条件选择供电系统中各元件的负荷值。用电设备组计算负荷的确定，在工程中常用的有需要系数法和二项式法，而前者应用最为普遍[1]。当用电设备台数较多、各台设备容量相差不甚悬殊时、通常都采用需要系数法计算。当用电设备台数较少而容量又相差悬殊时，则宜于采用二项式法计算。本设计宜于采用需要系数法。按需要系数法确定计算负荷变电所(1)动力部分负荷计算：已知：所以：变电所(1)铸钢车间已知：所以：(2)砂库已知：所以：变电所(1)铆焊车间已知：所以：(2)1*水泵房已知：所以：变电所(1)空压站已知：所以：(2)机修车间已知：所以：(3)锻造车间已知：所以：(4)木型车间已知：所以：(5)制材场已知：所以：(6)终合楼已知：所以：变电所(1)锅炉房已知：所以：(2)2*水泵房已知：所以：(3)仓库（1、2）已知：所以：(4)污水提升站已知：所以：各车间10kV高压负荷：(1)电弧炉已知：所以：(2)工频炉已知所以(3)空压机已知所以备注：车间负荷计算确定全厂计算负荷采用需要系数法。用这种方法计算时，先从用电端起逐级往电源方向计算，即首先按需要系数法求得各车间低压侧有功及无功计算负荷，加上本车间变电所的变压器有功及无功功率损耗，即得车间变电所高压侧计算负荷；其次是将全厂各车间高压侧负荷相加（如有高压用电设备，也加上高压用电计算负荷），再乘以同时系数。便得出工厂总降压变电所低压侧计算负荷；然后再考虑无功功率的影响和总降压变电所主变压器的功率损耗，其总和就是全厂计算负荷。取同时系数：2.取同时系数：3.取同时系数：4.取同时系数：5.取同时系数：取同时系数：表1-1各车间变电所负荷数据表序号车间变电所设备容量120007202111031228456各车间10kV高压负荷3600第2章变压器选择变配电所选址变配电所的所址选择原则选择工厂变配电所的所址，应根据下列要求经技术与经济比较后确定：(1)接近负荷中心。(2)进出线方便。(3)接近电源侧。(4)设备运输方便。(5)不应设在有剧烈震动或高温的场所。(6)不宜设在多尘或有腐蚀气体的场所，当无法远离时，不应设在污染源盛行风向的下风侧。(7)不应设在厕所浴池或其它经常积水场所的正下方，且不宜与上述场所相贴邻。(8)不应设在有爆炸危险的正上方或正下方，且不易设在有火灾危险环境的正上方或正下方，当与有爆炸或火灾危险环境的建筑物毗连时，应符合现行国家标准GB50058-92《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》的规定。(9)不应设在地势低洼和可能积水的场所。(10)高压配电所应尽量与邻近车间变电所或有大量高压用电设备的厂房合建在一起。GB50053-94《10kV及以下变电所设计规范》还规定：(1)装有可燃性电力变压器的车间内变电所，不应设在三四级耐火等级的建筑物内；当设在二级耐火等级的建筑物内时，建筑物应采取局部防火措施。(2)多层建筑中，装有可燃性油的电气设备的变配电所应设在底层靠外墙部位，且不应设在人员密集场所的正上方，正下方，贴邻和疏散出口的两旁。(3)高层主体建筑物内不宜设装有可燃性油的电气设备的变配电所。当受条件限制必须设置时，应在底层靠外墙部位，且不应设在人员密集的场所的正上方，正下方，贴邻和疏散出口的两旁，并采取相应的防火措施。(4)露天或半露天的变电所，不应设在下列场所：有腐蚀气体的场所；挑檐为燃烧体或难燃烧和耐火等级为四级的建筑物旁；附近有棉粮及其它易燃易爆物品集中的露天堆放场；容易沉积粉尘，可燃纤维和灰尘，或导电尘埃且严重影响变压器安全运行的场所[2]。车间变电所变压器选择主变压器台数应根据负荷特点和经济运行要求进行选择。当符合下列条件之一时，宜装设两台及以上变压器：。，适于采用经济运行方式。，例如大于其它情况下宜装设一台变压器。变压器台数及容量选择(1)取同时系数(2)。为保证供电可靠性，选用两台变压器（每台可供车间总负荷的70%）。选择变压器型号为，额定容量为，两台查表得变压器项参数：空载损耗；负载损耗;阻抗电压;空载电流；(3)计算每台变压器的损耗（n=1）由简化经验公式得:(1)取同时系数(2)。为保证供电可靠性，选用两台变压器（每台可供车间总负荷的70%）。选择变压器型号为，额定容量为，两台查表得变压器项参数：空载损耗；负载损耗;阻抗电压;空载电流；(3)计算每台变压器的损耗（n=1）由简化经验公式得:(1)取同时系数(2)。为保证供电可靠性，并降低成本，选用一台变压器。选择变压器型号为，额定容量为，一台查表得变压器项参数：空载损耗；负载损耗;阻抗电压;空载电流；(3)计算每台变压器的损耗（n=1）由简化经验公式得:（1）取同时系数(2)。为保证供电可靠性，并降低成本，选用一台变压器。选择变压器型号为，额定容量为，一台查表得变压器项参数：空载损耗；负载损耗;阻抗电压;空载电流；(3)计算每台变压器的损耗（n=1）由简化经验公式得:(1)取同时系数(2)。为保证供电可靠性，并降低成本，选用一台变压器。选择变压器型号为，额定容量为，一台查表得变压器项参数：空载损耗；负载损耗;阻抗电压;空载电流；(3)计算每台变压器的损耗（n=1）由简化经验公式得:表2-1各变电所变压器台数及容量变电所名称变压器台数（台）容量28002500180018001400计算电流计其变压器的损耗：所以：计算电流计其变压器的损耗：所以：计算电流计其变压器的损耗：所以：计算电流计其变压器的损耗：所以：计算电流计其变压器的损耗：所以：计算电流表2-2变电所计算电流名称总计I30（A）无功补偿及工厂总降压变电所设计无功功率平衡及无功补偿无功平衡是保证电力系统电压质量的基础。合理的无功补偿和有效的电压控制，不仅可保证电压质量，而且能提高电力系统运行的经济性、安全性和稳定性。无功负荷包括：电力用户的无功负荷（主要是大量的感应电动机），送电线路及各级变压器的无功损耗，以及发电厂自用无功负荷等。无功电源包括：发电机实际可调无功容量，线路充电功率，以及无功补偿设备中的容性无功容量等。无功补偿设备包括：并联电容器，串联电容器，并联电抗器，同步调相机以及静止无功补偿装置等。电力系统中发电机所发的无功功率和输电线的充电功率不足以满足负荷的无功需求和系统中无功的损耗，并且为了减少有功损失和电压降落，不希望大量的无功功率在网络中流动，所以在负荷中心需要加装无功功率电源，以实现无功功率的就地供应、分区平衡的原则。工厂中普遍采用并联电容器来补偿供电系统中的无功功率。并联电容器的补偿方式，有以下三种：(1)高压集中补偿：电容器装设在变配电所的高压电容器室内，与高压母线相联。按GB50227-95《并联电容器装置设计规范》规定：高压电容器组宜采用单星形接线或双星形接线。在中性点非直接接地电网中，星形接线电容器组的中性点不应接地。(2)低压集中补偿:电容器装在变电所的低压配电室或单独的低压电容器室内，与低压母线相联。按GB50227-95规定：低压电容器组可采用三角形接线或中性点不接地的星形接线方式。(3)低压分散补偿：电容器装设在低压配电箱旁或与用电设备并联。它利用用电设备本身的绕组放电，电容器组多采用三角形接线[3]。由于本设计在侧补偿，所以选高压集中补偿。并联电容器的选择计算(1)无功功率补偿容量（单位为）的计算式中——工厂的有功计算负荷；——对应于原来功率因数的正切；——对应于需补偿到的功率因数的正切；——无功补偿率；(2)并联电容器个数的计算式中——单个电容器的容量工厂总降压变电所设计取同系数功率因数，取。无功功率补偿容量为：无功补偿后的容量为为保证供电的可靠性，选用两台主变压器（每台可供总负荷的70%）所以选择变压器型号为,额定容量,两台,查表得：空载损耗;负载损耗;阻抗电压;空载电流；有简化经验公式得：,所以选主变压器符合要求。第3章变电所主接线设计电气主接线选择及运行方式主接线设计原则与要求变配电所的主接线，应根据变配电所在供电系统中的地位、进出线回路数、设备特点及负荷性质等条件确定，并应满足安全、可靠、灵活和经济等要求。(1)在高压断路器的电源侧及可能反馈电能的另一侧，必须装设高压隔离开关。(2)在低压断路器的电源侧及可能反馈的另一侧，必须装设低压刀开关。(3)在装设高压熔断器负荷开关的出线柜母线侧，必须装设高压隔离开关。(4)及以上的线路末端，应装设与隔离开关关联锁的接地刀闸。(5)变配电所高压母线上及架空线路末端，必须装设避雷器，宜与电压互感器共用一组隔离开关。接于变压器引出线上的避雷器，不宜装设隔离开关。(1)变电所的主接线方案，必须与其负荷级别相适应。对一级负荷，应由两个电源供电。对二级负荷，应由两回路或者一回及以上专用架空线路或电缆供电；其中采用电缆供电时，应采用两根电缆组成的线路，且每根电缆应能承受100%的二级负荷。(2)变电所的非专用电源进线侧，应装设带短路保护的断路器或负荷开关（串熔断器）。当双电源供多个变电所时，宜采用环网供电方式。(3)对一般生产区的车间变电所，宜由工厂总变电所采用放射性高压配电，以确保供电可靠性，但对辅助生产区及生活区的变电所，可采用树干式配电。(4)变电所低压侧的总开关，宜采用低压断路器。当有继电保护或自动切换电源要求时，低压侧总开关和低压母线分段开关，均应采用低压断路器。(1)变配电所的高低压母线，一般宜采用单母线或单母线分段接线。(2)及以上电源进线为双回路时，宜采用桥形接线或线路变压器组接线。(3)需带负荷切换主变压器的变电所，高压侧应装设高压断路器或高压负荷开关。(4)主接线方案应与主变压器经济运行的要求相适应。(5)主接线方案应考虑到今后可能的扩展。(1)主接线方案在满足运行要求的前提下，应力求简单，变电所高压侧宜采用且断路器较少或不用断路器的接线。(2)变配电所的电气设备应选用技术先进、经济适用的节能产品，不得选用国家明令淘汰的产品。(3)中小型工厂变电所一般采用高压少油断路器；在需频繁操作的场合，则应采用真空断路器或断路器。(4)工厂的电源进线上应装设专用的计量柜，其中的电流、电压互感器只供计费的电度表用。(5)应考虑无功功率的人工补偿，是最大负荷时功率因数达到规定的要求[4]。电气主接线确定变配电所的主接线常见的形式有：单母线不分段、分段、内桥、外桥、单母线加旁路母线、双母线等。所谓母线又称汇流排，原理上相当与电气上的一个节点，当用电回路较多时，馈电线路和电源之间的联系常采用母线制。母线有铜排、铝排，它起着接收电源电能和向用户分配电能的作用。装设两台主变的变电所主接线采用桥形接线，因桥形接线适应性强，对线路变压器的操作方便，运行灵活，且易扩展成单母线分段接线的变电所。考虑到本厂线路较短，且两台变压器要经常切换，检修的情况，采用外桥接线[5]。10kV侧采用单母线分段式接线，变压器两侧都装有电流互感器，均用成套配电装置配电。二次侧各重要负荷均采用双回路供电，以保证可靠性。主变压器二次的配电母线，采用单母线分段，当某线路或变压器因故障及检修停止运行时，可能通过母线分段断路器的联络，保证对负荷的不间断供电。35kV侧电源进线采用双回架空线从而保证供电可靠，根据与供电部门所签订的供电协议，35kV侧进线不同时运行，正常情况下一趟运行，一趟备用，变压器的正常运行方式是两台都运行。10kV分段断路器闭合。运行方式的确定：当220/35kV区域变电所为最大运行方式时，本变电所为正常运行时，是本厂供电系统的最大运行方式。当220/35kV区域变电所为最小运行方式时，本变电所一台变压器工作或10kV分段断路器断开时，是本厂供电系统的最小运行方式。短路电流计算在无限大容量系统中或远离发电机处短路时，两相短路电流和单相短路电流均较三相短路电流小，因此用于选择电气设备和导体的短路稳定校验的短路电流，应采用三相短路电流。短路电流的计算主要是三相短路电流计算，短路电流计算的方法中常用的有欧姆法和标幺值法。进行短路电流计算，首先要绘出计算电路图，如图3—1所示。在计算电路图上，将短路计算所需考虑的各元件的额定参数都表示出来，并将各元器件一次编号，然后确定短路计算点。短路计算点要选择需要进行短路校验的元器件有可能通过的最大的电流。通过等效电路化简。最后计算短路电流和短路容量。本设计采用标么值法计算短路电流。标么值是选定一个基准值，用此基准值去除与其单位相同的实际值。计算中取按无穷大系统供电计算短路电流。短路计算电路图见图3—1。为简单起见，标幺值版本号*全去掉.绘制计算电路图3-1短路电路图最大短路电流计算工厂总降压变母线短路电流（短路点k-1）(1)确定标幺值基准，式中是线路所在电网的短路计算电压，比所在电网额定电压高。即高压侧，低压侧。则短路基准电流按下式计算(2)计算短路回路中各主要元件的电抗标幺值。所以：系统电抗（取断路器），如成本低，投资少，安装容量维护和检修方便，易与发现和排除故障。所以架空线路在一般工厂中应用相当广泛，架空线路由导线，电杆，绝缘子和线路金属等主要元件组成。本线路采用(见下章线路选取)查表得，线路长公里。因此架空线路标幺值为(3)电力变压器电抗标幺值对于，查表得故(4)计算三相短路电流和短路容量最小短路电流计算(1)确定标幺值基准，式中是线路所在电网的短路计算电压，比所在电网额定电压高。即高压侧，低压侧。则短路基准电流按下式计算(2)计算短路回路中各主要元件的电抗标幺值。所以：系统电抗（取断路器），型号采用查表得，线路长公里。因此架空线路电抗标幺值为(3)电力变压器电抗标幺值对于，查表得故(4)计算三相短路电流和短路容量表3-2最大运行方式下短路电流短路计算点三相短路电流/kA三相短路容量K-1K-2)表3-3最小运行方式下短路电流短路计算点三相短路电流/kA三相短路容量K-1K-2第4章高压电网一次设备选择35kV架空线选择该架空线导线的选择对电网的技术、经济性的影响很大，只有综合考虑技术经济的效益，才能选出合理的导线截面。及以上的高压线路及电压在以下但距离长电流大的线路，其导线和电缆截面宜按经济电流密度选择，以使线路的年费用支出最小。所选截面，称为“经济截面”[6]。本厂采用两回高压架空线路，线路全长8公里。供电线路截面选择，选用两条供电线路每回35kV架空线路负荷计算电流：由于任务书中给的最大负荷利用小时数为6000小时，查表得：架空线的经济电流密度所以可得经济截面：可选，其允许载流量：取几何间距为按长期发热条件检验：已知：，温度修正系数为：由上式可知所选导线符合发热条件。10kV电缆选择电缆截面的选择除临时线路或年利用小时在1000h以下者外，均按经济电流密度、长时允许电流、电压损失及热稳定条件进行校验。因为区域变电所35千伏配出线路定时限过流保护装置的整定时间为2秒，工厂“总降”；假想时间的确定在无限大容量中，由于，因此式中—短路持续时间，采用该电路主保护动作时间加对应的断路器全分闸时间。当时，选择真空断路器，其全分闸时间取，工厂“总降”不应大于。所以高压配电室至各车间电缆的选择校验采用YJ22—10000型交联聚乙烯绝缘的铝芯电缆直接埋地敷设(1)按经济电流密度选择已知计算电流，年负荷最大利用小时数6000小时，查表得经济电流密度：所以可得经济截面：可选截面的电缆，其允许载流量其中：（）满足发热条件。(2)校验短路热稳定按下面的公式计算满足短路热稳定的最小截面，式中的C值查表得因此缆芯2的交联电缆不满足要求，故改选缆芯的交联电缆，型号为YJL22—10000—3×50(1)按发热条件选择已知计算电流，年负荷最大利用小时数6000小时，查表得经济电流密度：所以可得经济截面：可选截面的电缆，允许载流量不存在。(2)校验短路热稳定按下面的公式计算满足短路热稳定的最小截面，式中的C值查有关数据得因此缆芯的交联电缆不满足要求，故改选缆芯的交联电缆，型号为YJL22—10000—3×50(1)按发热条件选择已知计算电流，年负荷最大利用小时数6000小时，查表得经济电流密度：所以可得经济截面：可选截面的电缆，其允许载流量其中：（）满足发热条件。(2)校验短路热稳定按下面的公式计算满足短路热稳定的最小截面，式中的值查表得因此缆芯的交联电缆不满足要求，故改选缆芯的交联电缆，型号为YJL22—10000—3×50(1)按发热条件选择已知计算电流，年负荷最大利用小时数6000小时，查表得经济电流密度：所以可得经济截面：可选截面的电缆，其允许载流量其中：（）满足发热条件。(2)校验短路热稳定按下面的公式计算满足短路热稳定的最小截面，式中的C值查表得因此缆芯的交联电缆不满足要求，故改选缆芯的交联电缆，型号为YJL22—10000—3×50(1)按发热条件选择已知计算电流，年负荷最大利用小时数6000小时，查表得经济电流密度：所以可得经济截面：可选截面的电缆，其允许载流量不存在。(2)校验短路热稳定按下面的公式计算满足短路热稳定的最小截面，式中的C值查表得因此缆芯的交联电缆不满足要求，故改选缆芯的交联电缆，型号为YJL22—10000—3×50。，电缆型号及长度见下表表4-1电缆型号10kV导线的选择选用的规格型号回路数至N01变电所YJL22—10000—3×502至N02变电所YJL22—10000—3×502至N03变电所YJL22—10000—3×501至N04变电所YJL22—10000—3×501至N05变电所YJL22—10000—3×501至电弧炉YJL22—10000—3×2402至工频炉YJL22—10000—3×702至空压机YJL22—10000—3×502母线选择选择配电装置中的母线应考虑如下内容：；。母线选择母线采用矩形母线，矩形母线具有集肤效应小，散热条件好，安装简单，连接方便等优点。对于传输容量大，年负荷利用小时数高，长度在以上的导体，其截面应按经济电流密度选择。最大持续工作电流可由下式计算按经济电流密度选择导线截面，可使其年运行费用降低，母线的经济截面可由下式决定式中—经济电流密度（可查表得到）按短路条件校验母线的热稳定按正常条件选择的母线截面，必须校验它在短路时的热稳定。工程上为简化计算常采用短路时发热满足最高容许温度的条件下所需的导体最小截面来校验载流导体的热稳定性。当所选的导体截面大于或等于时便是稳定的，反之不稳定式中—热稳定系数集肤效应系数。当铝矩形母线截面在以下时为1，因为热稳定满足。母线选择采用矩形铝母线最大持续工作电流可由下式计算按经济电流密度选择导线截面，可使其年运行费用降低，母线的经济截面可由下式决定式中—经济电流密度（可查表得到）按短路条件校验母线的热稳定式中—热稳定系数集肤效应系数。当铝矩形母线截面在以下因为热稳定满足。电气设备选择校验选择原则为保证电器供电线路及电器设备自身的安全可靠、经济合理、运行维修方便，电器设备应按正常条件下和短路故障条件下工作的要求来选用。正常条件是指电器使用中的额定容量、额定电压、额定电流、额定频率及电器所处在的场所、环境温度、海拔高度等。其中所处的场所包括用于户外或户内、有无防尘、防腐、防火、防爆要求，空气中的湿度、盐碱成份等。短路故障条件是指发生短路时满足动稳定性和热稳定性。电器设备选用的一般原则是：。。（指断路器、熔断器、开关、负荷开关等）的额定断流容量应大于或等于该设备所处的短路容量。、热稳定度的校验。电气设备和载流导体选择的一般条件(1)按正常工作条件选择设备的额定电压不应小于所在线路的额定电压，即但需注意：使用限流式高压熔断器时，熔断器的额定电压应与线路额定电压相同，即。设备的额定电流不应小于所在线路的计算电流，即(2)按短路条件校验：式中开关的极限通过电流（动稳定电流）峰值和有效值（单位为）开关所在处的三相短路冲击电流瞬时值和有效值（单位为）：当短路电流通过被选择的电气设备和载流导体时，其热效应不应超过允许值，，，校验电气设备及电缆（厂用馈线电缆除外）热稳定时，短路持续时间一般采用后备保护动作时间加断路器全分闸时间。侧断路器选择流过断路器的最大持续工作电流为额定电压选择：额定电流选择：开断电流选择：在本设计中侧断路器采用SF6高压断路器，因为与传统的断路器相比SF6高压断路器具有安全可靠，开断性能好，结构简单，尺寸小，质量轻，操作噪音小，检修维护方便等优点，已在电力系统的各电压等级得到广泛的应用。从《电气工程电器设备手册》（上册）中比较各种SF6高压断路器的应采用型号的断路器。其技术参数如下：表4-2断路器参数断路器型号额定电压kV额定电流A开断电流kA极限通过电流kA热稳定电流kA固有分闸时间S峰值4S351250164016热稳定校验：I可知满足热稳定校验动稳定校验：满足动稳定校验，因此所选断路器合适。额定电压选择：额定电流选择：开断电流选择：可知同样满足主变压器侧断路器的选择，其动稳定热稳定计算与母联侧相同。电流互感器的选择电流互感器的选择和配置应按下列条件：电流互感器应按装设地点条件及额定电压、一次电流、二次电流（一般为）准确级等进行选择，并校验其短路动稳定和热稳定。一次回路电压：一次回路电流：准确等级：要先知道电流互感器二次回路所接测量仪表的类型及对准确等级的要求，并按准确等级要求高的表计来选择。二次负荷：动稳定：式中，是电流互感器动稳定倍数。热稳定：为电流互感器的1s热稳定倍数。侧电流互感器的选择一次回来电压:：二次回路电流：根据以上两项初选型独立电流互感器表4-3电流互感器参数型号电流组合1S热稳定倍数动稳定倍数；365100动稳定校验：热稳定校验：两种校验都满足，选型独立电流互感器适合。电压互感器的选择电压互感器的选择和配置应按下列条件：电压互感器应按装设地点条件及一次电压、二次电压（一般为）、准确级等进行选择。电压互感器满足准确级要求的条件也决定于二次负荷。一次电压、为电压互感器额定一次线电压。二次电压：按表所示选用所需二次额定电压。表4-4电压互感器绕组绕组主二次绕组附加二次绕组高压侧接入方式接于线电压上接于相电压上用于中性点直接接地系统中心用于中性点不接地或经消弧线圈接地二次额定电压100100准确等级：电压互感器在哪一准确等级下工作，需根据接入的测量仪表，继电器和自动装置等设备对准确等级的要求确定，规定如下：用于发电机、变压器、调相机、厂用馈线、出线等回路中的电度表，及所有计算的电度表，。供监视估算电能的电度表，功率表和电压继电器等，其准确等级，要求一般为1级。用于估计被测量数值的标记，如电压表等，其准确等级要求较低，要求一般为3级即可。在电压互感器二次回路，同一回路接有几种不同型式和用途的表计时，应按要求准确等级高的仪表，确定为电压互感器工作的最高准确度等级[8]。负荷：型式：采用串联绝缘瓷箱式电压互感器，作电压，电能测量及继电保护用。电压：额定一次电压：U1n=35kVU2n=准确等级：用于保护、测量、计量用，，查相关设计手册，选择PT的型号：，最大容量1200VA，额定变比：。选择PT的型号：，额定变比：熔断器选择高压熔断器是一种防止电气设备长期通过过载电流和短路的保护元件。由于熔断器的结构简单，使用方便，价格低廉，所以在工厂的供配电系统中，对中断供电无特殊要求的设备或网络，得到极为广泛的应用，对于动作时要求不太严格，且灵敏系数有较大潜力时，从降低造价考虑，只要断流容量合格，应优先考虑采用高压熔断作为控制和保护设备。由已知电压和电流，熔断器选型。表4-535KV侧一次设备的选择校验表选择校验项目电压电流断流能力动稳定度热稳定度装置地点选择参数数据35kV一次设备型号规格额定参数高压断路器35kV1250A16kA40kA1024高压熔断器35kV200A25kA电流互感器35kV100/5A电压互感器,35kV高压开关柜选择高压开关柜是按一定的线路方案将有关一、二次设备组装而成的一种高压成套配电装置，在发电厂和变配电所中作为控制和保护发电机、变压器和高压线路之用，也可作为大型高压开关设备、保护电器、监视仪表和母线、绝缘子等。

高压开关柜有固定式和手车式两大类型。本设计选择手车式开关柜。侧高压开关柜选择根据主接线图与计算出的断路器容量，母线侧选择型高压开关柜，编号分别为26、38、87、102。开关柜从到共12台。主要电气设备见表4-7。表4-7JYN1-35型高压开关柜主要电气设备名称型号主要技术数据断路器,,操作机构合闸线圈,分闸线圈电流互感器电压互感器熔断器避雷器所用变压器柜外形尺寸宽深高高压开关柜选择根据主接线图与计算出的断路器容量，侧选择型高压开关柜，编号分别为01、07、20。开关柜从到共15台。主要电气设备见表4-8。表4-8JYN2-10型高压开关柜主要电气设备名称型号主要技术数据断路器,,,操作机构用电磁操动电流互感器电压互感器熔断器避雷器柜外形尺寸宽深高第五章防雷及过电压保护防雷保护装置是指能使被保护物体避免雷击,而引雷于本身,并顺利地泄入大地的装置。电力系统中最基本的防雷保护装置有：避雷针﹑避雷线﹑避雷器和防雷接地等装置。避雷器避雷器是一种过电压限制器,它实质上是过电压能量的接受器,它与别保护设备并联运行,当作用电压超过一定的幅值以后避雷器总是先动作，泄放大量能量,限制过电压,保护电气设备。目前在新建或技术改造的变电所中，一般都选用氧化锌避雷器，作为电力变压器等电气设备的大气过电压、操作过电压及事故过电压的保护设备[9]。避雷器的选择计算按额定电压选择选择的避雷器额定电压应大于或等于所在保护回路的标称额定电压：式中避雷器的额定电压，单位为kV；系统标称额定电压，单位为kV。按持续运行电压选择为了保证选择的避雷器具有一定的使用寿命，长期施加于避雷器上的运行电压不得超过避雷器的持续运行电压：式中金属氧化物避雷器的持续运行电压有效值，单位为kV；系统最高相电压有效值，单位为kV。按雷电冲击残压选择避雷器的额定电压选定之后，避雷器在流过标称放电电流而引起的雷电冲击残压便是一个确定的数值。它与设备绝缘的全波雷电冲击耐压水平（BLE）比较，应满足绝缘配合的要求：式中避雷器额定雷电冲击电流下的残压峰值，单位为kV；各类设备绝缘全波雷电冲击耐压水平，单位为kV；雷电冲击绝缘配合系数，取。按标称放电电流选择10kV配电设备过电压保护选用的氧化锌标称放电电流一般选择5A；35kV的一般选用5kA、10kA；110kV的一般选用5kA、10kA；220kV的一般选用10kA。、5kA；110kV的选择1kA、；。校核陡波冲击电流下的残波避雷器应满足截断雷电冲击耐受峰值电压的配合：式中避雷器陡波冲击电流下的残压（峰值），单位为kV；变压器类设备内绝缘截断雷电冲击耐受电压（峰值），单位为kV；各类设备额定雷电冲击耐受电压，单位为kV；雷电冲击绝缘配合系数，取。按操作冲击残压选择35kV及以下氧化锌避雷器操作冲击残压按下式选择：式中避雷器操作冲击电流下的残压，单位为kV；变压器线端操作波试验电压，单位为kV；各类电气设备短时（1S）工频试验电压，单位为kV；；操作冲击绝缘配合系数，取。由第4章算出的电压和电流，侧避雷器选,侧避雷器选型。参数表如下：表5-2避雷器参数表型号额定电压（有效值，）灭弧电压（有效值，）工频放电电压（有效值）冲击放电电压（幅值，）冲击电流残压幅值不大于不小于不大于610354184104135134148102631454550变电所的防雷保护变电所是重要的电力枢纽,一旦发生雷击事故,就会造成大面积停电。一些重要设备如变压器等,多半不是自恢复绝缘,其内部绝缘如故发生闪络,就会损坏设备。因此,变电所实际上是完全耐雷的。变电所的雷害事故来自两个方面：一是雷直击变电所，二是雷击输电线路产生的雷电波沿线路侵入变电所。对直击雷的防护一般采用避雷针或避雷线。对雷电侵入波的防护的主要措施是阀式避雷器限制过电压幅值,同时辅之以相应措施,以限制流过阀式避雷器的雷电流和降低侵入波的陡度[10]。为了防止变电所遭受直接雷击,需要安装避雷针、避雷线和辅设良好的接地网。装设避雷针(线)应该使变电所的所有设备和建筑物处于保护范围内。还应该使被保护物体与避雷针(线)之间留有一定距离，因为雷直击避雷针(线)瞬间的地电位可能提高。如果这一距离不够大，则有可能在它们之间发生放电，这种现象称避雷针(线)对电气设备的反击或闪络。逆闪络一旦出现,高电位将加到电气设备上，有可能导致设备绝缘的损坏。为了避免这种情况发生,被保护物体与避雷针间在空气中以及地下接地装置间应有足够的距离。结论本次设计是某机械厂供配电一次系统的设计。在这次设计过程中用需要系数法进行负荷计算，进行了无功补偿、变压器选择、主接线设计、短路计算、主要电气设备的选择和校验（包括电压互感器、电流互感器、断路器、高压熔断器）以及防雷设计。主接线从可靠性、灵活性、经济性考虑，设备的选择校验以满足通过物理量为准；从本厂自然条件看防雷仅做了一般性的设计，这样基本完成了工厂供配电一次系统设计。本设计中还有许多不足之处需要修改，如：变压器主接线在实际中是否采用设计中的接线方法，主要电气设备选择及校验是否还有其它更好更实用的校验方法等，都需要继续查阅相关资料并和老师沟通！谢辞通过本次毕业设计，我受益非浅。当老师给我题目时，我当时一片茫然。面对题目时，我无从下手。通过和老师的多次交流，我对设计的过程有了初步的了解。在以后的日子里，随着设计的不断深入，我的知识面不断的扩展，认识问题的方法与方式也在逐步的成熟。最重要的是，我通过本次设计，我学会了如何面对问题，如何根据提出的问题去查阅资料，如何把理论与实际相互结合起来。本次设计在老师的指导下就要结束了，对我来说，这不仅仅是对我所学过的知识的一次考察和整理，而且是对我们即将走向社会的所有毕业生的一次考验，那就是是否能够做到学以致用。在临近毕业之际，我还要借此机会向在这三年中给予了我帮助和指导的所有老师表示由衷的谢意，感谢他们三年来的辛勤栽培。不积跬步何以至千里，各位任课老师认真负责，在他们的悉心帮助和支持下，我能够很好的掌握和运用专业识，并在设计中得以体现，顺利完成毕业论文

参考文献刘介才.《工厂供电》（第三版）.北京：机械工业出版社，117—119，150—160王士政.《电力工程类专题课程设计与毕业设计指导教程》.北京：中国水利水电出版社，200740—44刘介才.《工厂供电设计指导》.北京：机械工业出版社，19998—21，112—131王荣藩.《工厂供电设计与实验》.天津：天津大学出版社，200284—97吴靓.《发电厂及变电站电气设备》.北京：中国水利水电出版社，91—114杜文学.《电力工程》.北京：中国电力出版社，2006焦留成.《实用供配电技术手册》.北京：机械工业出版社，刘介才.《工厂供电简明技术手册》.北京：机械工业出版社，1993刘介才.《供电工程师手册》.北京：机械工业出版社，1998国家标准GB50053—94，：中国计划出版社，1994国家标准GB6988—86，：中国标准出版社，1987金续曾.《实用电气控制线路图册》(第二版).北京：中国电力出版社，1999朱英浩.《新编变压器实用技术问答》.沈阳：辽宁科学技术出版社，1999张朝英.《供电技术》.北京：机械工业出版社，200520—55王晓丽.《供配电系统》.北京：机械工业出版社，200499—253苏文成.《工厂供电》.北京：机械工业出版社，200345—80附录附录Ⅰ部分电气元件的功能附录Ⅱ车间负荷表附录Ⅲ侧一次设备的选择校验表（1）断路器作用：1、正常情况下接通和断开高压电路中的空载及负荷电流。2、在系统发生故障时能与保护装置和自动装置相配合，迅速切断故障电流，防止事故扩大，从而保证系统正常运行。（2）互感器作用：测量交流电路中的电压和电流。（3）避雷器作用：通过并联放电间隙或非线性电阻，对入侵流动电波进行消幅，降低被保护的设备所承受的过电压值。避雷器既可用来保护大气过电压,也可用来防护操作过电压。（4）隔离开关作用：主要用于隔离电源，起安全保护作用。（5）熔断器作用：在电路中作过载和短路保护作用。车间负荷表序号车间或用电单位名称设备容量计算负荷变压器台数及容量备注（1）1铸钢车间2000800936（2）1铸铁车间10004004082砂库110773小计1110477（3）1铆焊车间120026080021*水泵房28213小计1228381（4）1空压站3904422机修车间1503锻造车间220661204木型车间5制材场206综合楼20118187小计（5）1锅炉房30022522*水泵房28493仓库（1、2）4污水提升站145小计各车间10KV高压负荷序号车间或用电单位名称设备容量计算负荷说明1电弧炉22502工频炉4803空压机4255004小计3600315510kV侧一次设备的选择校验表选择校验项目电压电流断流能力动稳定度热稳定度装置地点选择参数数据10×=一次设备型号规格额定参数高压断路器10kV1250A25kA63kA2500高压熔断器10kV200A25kA电流互感器10kV400/5A900电压互感器,10kV外文资料翻译Five-yeardevelopmentofChina'spowerindustryachievements"NationalCongress",thepowerindustryintheCPCCentralCommittee,underthecorrectleadershipoftheStateCouncil,adheretotheguidanceofscientificconceptofdevelopment,andactivelyrespondtotherapidgrowthofelectricitydemandchallenges,seizethehistoricalopportunityfordevelopmenttoacceleratethepaceofstructuraladjustmentanddeepenthereformofelectricityconscientiouslyfulfilltheirsocialresponsibilitiesandpromotethebuildingofaharmonioussociety,thepaceofdevelopmentsignificantlyacceleratedthedevelopmentofimprovedquality.Servicestothepartyandtheoverallsituationofthegovernmentwork,economicandsocialdevelopmentservices,servicesofelectricitycustomerstheabilitytofurtherenhanceandprotecttheeconomicandsocialdevelopmentandpeople'slivingstandardsrisingdemandforelectricityhasmaderemarkableachievements,achievedahistoricleap.

Fastandgooddevelopmentforeconomicgrowthandsocialprogresstoprovideasolidsecurity

●withlessthanthreeyearsonthereverseofthepowersupplytension;

●toensurethesafeandreliablepowersupply,therewerenoseriousaccidentsandmajorpowergridequipmentaccidents;

●Powerinstalleda400millionkilowatts,500millionkilowatts,600millionkilowattsalandmarkthreemajorleapsandbounds;

●continuetostrengthenthepowergridtoimprovethepowersystempeakloadrecordhighs;

●nationalurbanandruralresidentscontinuedtoincreaseelectricityconsumption,showinganewtrend.1.Powersupplyanddemandsituationhasbeeneffectivelyreversed,thebasicrealizationofthesupply-demandbalance."NationalCongress",China'seconomyhasenteredanewroundofgrowthcycle.Associatedwiththis,therapidgrowthofthenationalelectricitydemand,electricitysupplyshortagesre-emergedin2003in2004,graduallydevelopedintoanationwide,continuouspowershortagesituation.Amongthem,2003,atotalof23provincialpowergridsimplemented;2004,atotalof26provincialpowergridsimplemented.Sincethenewcenturytofacethemostseriousshortageofpowersupplyanddemandinthenewsituation,theCPCCentralCommitteeandStateCouncilattachedgreatimportancetoincreasedmacro-controlefforts;powerenterpriseshasacceleratedthepaceofpowerconstruction,increasecross-provincialelectricitytrade,thedemandforactivesidemanagementmeasures,withlessthanthreeyearstoreversethecountry'selectricitysupplytensions.

In2004,NationalCitycustomersasaresultofpowerblackoutscausedtheaveragetimefor9hoursand25minutes;in2005droppedto6hoursand55minutes;tocontinuein2006reducedto18minutes;firsthalfofthisyear,only6minutes.Thisshowsthatthetensioninthenationalelectricitysupplyhasbeeneffectivelyalleviated.2.Safeandstableoperationofpowerhasimprovedcontinuously.Overthepastfiveyears,theNationalrecordhighpowerload.Inordertoensureelectricalsafetyofsustainedandstableproduction,theelectricitysysteminthebuildingandequipmenttostrengthenmanagement,improvethenetworkoffactoryco-ordinationmechanisms,thedevelopmentofcontingencyplansandregularsafetydrills,etc.havedoneagreatdealofsolidworktofurthersolidifythepowerofthesafetymanagementbasis.Therewerenomajornationalelectricityproductionmorethanpersonalinjuryanddeath,therewerenoseriousincidentsgrid,therewerenomajorequipmentaccidents,thegeneralpowergridpowerproductionsafetyaccidentsandequipmentsignificantlyreduceaccidents.From2004to2006,thenationalpowergridfromaccidentsdroppedfrom196to48,theequipmentfromaccidentsdroppedfrom551to238sinceatimelymannertoavoidthepossiblelarge-scale,long-termpoweroutage.3.Powerconstructionbyleapsandbounds,"NationalCongress"hasrealizedthepowercapacityof400millionkilowatts,500millionkilowatts,600millionkilowattsalandmarkthreemajorleapsandbounds.Installedafour-yearaverageannualgrowthrateof15%,sincethereformandopeningthantheaverageannualgrowthrateofpercenthigh.Since2002inparticular,toincreasethepowercapacityofclosetothesumoftheprevious52years,thisisthespeedofChina,thepaceoftheworld.Theendof2006,thenationalpowergenerationinstalledcapacityreached624millionkilowattsinstalledcapacityandpoweroutputfor12consecutiveyearshasrankedsecondintheworld.Theendof2007,nationalpowerinstalledcapacitywillreach700millionkilowatts.Fiveyears,therapidgrowthofinstalledcapacityofhydropowersmooth,withanaverageannualincreaseof11million~13millionkilowattsabout.Theendof2006,installedhydropowercapacityreached130millionkilowatts,rankingfirstintheworld;thermalpowerreached484millionkilowattsofelectricitysupplymoreobviousroleinprotection;thedevelopmentofwindpowerintothehighgrowthperiod,asof2006theendoftheformalandthenationaltransportnetworkforwindpowerequipmentcapacityof2,072,500kilowatts,representing420percentgrowthin2002,anaverageannualincreaseof50%,especiallyintheyear2006,installedcapacityofwindpowerproductionisequivalenttothesumofthepasthistory;biomasspowergenerationtostart,asattheendof2006,theNationalhasbuiltatotalof80,000kilowattsnationaldemonstrationprojectsgeneratingunitsstrawtofillthegapsinChina'spowergenerationstraw.4.Powercontinuedtostrengthenandimprovethepowergridiscontinuouslyincreasing,regional,provincialpowergridshavebeenthemainnetworktoachievefurtherdevelopment.Overthepastfiveyears,China'spowergrid,andmorethan220kVlinelengthofmorethan100,000km,whichisequivalenttothefoundingofnewChinasincethesumoftheprevious45years.Theendof2006,220kVandabovetransmissionlinelengthincreasedtomillionmeters,theaverageannualgrowthrateof%;transformercapacityincreasedtomillionkVA,withanaverageannualgrowthof%.Mostpartsofthecountryhaveformeda500(330)kVmaingrid-basedgrids,thenorth-westtoLanzhouGuantingEast750kilovoltpowertransmissionprojectinoperation,showsthatChinahasthehighestvoltagepowertransmissiontoanewlevel.Shapethepatternofnationalnetwork,optimizetheallocationofresourcestopromoteplayanimportantrole.Expandingthescaleofelectricity,asattheendof2006,thethree-channeltransmissionfromwesttoeasttoformatotalof34millionkilowattsoftransmissioncapacity.Peakloadofthegridreachingnewheights.FollowingtheEastChinaPowerGridhasbecomethefirstcountry,theworld'ssecondbreakthroughinaloadof100millionkilowattsofregionalpowergrids,theNorthChinaPowerGridhasalsobeenabreakthroughload100millionkilowatts.Guangdong,Jiangsu,ShandongprovincesECpeakloadtransfer30millionkilowattsabreakthrough;ShanghaibecamethefirstECbreakthroughtunepeakloadof20millionkilowattsandmunicipalities;Beijing'sunificationpeakloadtransferhasbeenmorethan12millionkilowatts;SuzhouECcallsandShenzhentobecomeelectricloadofmorethan10millionkilowattscities.DevelopmentOutlook

●toadaptnationaleconomicdevelopment,advancethedevelopmentofamoderate;

●restructuringandgrasptheopportunitytoachievesustainabledevelopment;

中国电力行业五年发展成就辉煌"十六大"以来，电力行业在党中央、国务院正确领导下，坚持以科学发展观为指导，积极应对电力需求快速增长的挑战，抢抓发展历史机遇，加快结构调整步伐，深化电力体制改革，认真履行社会