某工厂供配电系统方案设计书任务书.pdf

2011 届 本科毕业设计（论文）资料 第二部分 过程管理资料 过程管理资料目录 一、2011届毕业设计（论文）课题任务书 (1)二、湖南工业大学本科毕业设计（论文）开题报告 (3)三、本科毕业设计（论文）中期报告 (8)四、毕业设计（论文）指导教师评阅表 (9)五、毕业设计（论文）评阅教师评阅表 (10)六、毕业设计（论文）答辩及最终成绩评定表 (11)2011 届毕业设计（论文）课题任务书 学院（部）：电气与信息工程学院 专业：电气工程及其自动化 指导教师 罗钦 学生姓名 房卫 课题名称 某工厂供配电系统设计 内 容 及 任 务 1.内容 要求根据本厂所能取得的电源及本厂用电负荷的实际情况，并适当考虑到工厂生产的发展，按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求，为本厂设计一个变电所。设计依据如下：（1）工厂总平面图如图 1.1 所示。（2）工厂负荷情况：本厂多数车间为三班制，年最大负荷利用小时数 4600h,日最大负荷持续时间为 6h。该厂处铸造车间、电镀车间和锅炉房属二级负荷外，其余均属三级负荷。全厂的负荷表见表 1.1。（3）供电电源情况：按照工厂与当地供电部门签订的供用电协议规定，本厂可由附近一条 10kV 的公用电源干线取得电源。该干线走向参看工厂总平面图。为满足工厂二级负荷的要求，可采用高压联络线由邻近的单位取得备用电源。已知与本厂高压侧有电气联系的架空线路总长度为 80km,电缆线路总长度为 25km。（4）气象资料：本厂所在地区的年最高气温为 38，年平均气温为 23，年最低气温为-8，年最热月平均最高气温为 33，最热月平均气温为 26，年最热月地下 0.8m处平均温度为 25.当地主导风向为东北风，年雷暴日数为 20 天。（5）地质水文资料：本厂所在地区平均海拔 500m,地层以砂粘土为主，地下水位 2m.。（6）电费制度：本厂与当地供电部门达成协议，在工厂变电所高压侧计量电能，设专用计量柜，按两部电费制交纳电费。每月基本电费按主变容量计为 18 元/(kVA),动力电费为0.20 元/(kw.h)，照明电费为 0.50 元/(kw.h)。工厂最大负荷时的功率因数不得低于 0.90。此外，电力用户按新装变压器容量计算，一次性向供电部门交纳供电贴费：610kV 为 800元/(kVA)。2.任务（1）计算电力负荷和无功功率补偿；（2）确定变电所的位置与型式；（3）选择本变电所主变的台数、容量和类型；（4）设计本变电所的电气主接线；（5）进行必要的短路电流计算；（6）选择和校验变电所一次设备及进出线；（7）选择整定继电保护装置；（8）确定防雷和接地装置。图 1.1 工厂总平面图 表 1.1 全厂负荷表 厂房编号 厂房名称 负荷类别 设备容量/Kw 需要系数 功率因数 1 铸造车间 动力 300 0.3 0.70 照明 6 0.8 1.0 2 锻压车间 动力 350 0.3 0.65 照明 8 0.7 1.0 7 金工车间 动力 400 0.2 0.65 照明 10 0.8 1.0 6 工具车间 动力 360 0.3 0.60 照明 7 0.9 1.0 4 电镀车间 动力 250 0.5 0.8 照明 5 0.8 1.0 3 热处理车间 动力 150 0.6 0.80 照明 5 0.8 1.0 9 装配车间 动力 180 0.3 0.70 照明 6 0.8 1.0 10 机修车间 动力 160 0.2 0.65 照明 4 0.8 1.0 8 锅炉房 动力 50 0.7 0.80 照明 1 0.8 1.0 5 仓库 动力 20 0.4 0.8 照明 1 0.8 1.0 生活区 照明 350 0.7 0.9 拟 达 到 的 要 求 或 技 术 指 标 1.掌握变电所设计的一般原则、步骤和方法。工厂供电必须达到以下基本要求：（1）安全、可靠、优质和经济。（2）线路的保护装置能满足选择性、速动性、灵敏性和可靠性四个方面的要求。2.掌握 CAD绘图软件。图纸要求：（1）变电所电气主接线图；（2）变电所平面布置图；（3）变电所断剖面图。3.设计论文要求内容正确，概念清楚，数据准确，文字通畅，图纸程序齐全且符合规范要求。进 度 安 排 起止日期 工作内容 2010.12.21-2011.01.05 根据课题任务书撰写开题报告 2011.01.06-2011.02.1 分析原始资料，查阅文献资料，计算全厂负荷 2011.02.16-2011.03.10 供电电压的选择，总降压变电所的位置和主接线图 2011.03.11-2011.03.31 短路电流的计算及高压电气设备的选择 2011.04.01-2011.04.14 车间变电和所变压器数量、容量的选择 厂区高压配电系统 2011.04.15-2011.04.22 确定二次回路方案，继电保护的选择和整定计算 2011.04.23-2011.04.30 防雷与接地设计 2011.05.1-2011.05.15 撰写设计论文，画出与设计相关的图纸 2011.05.16-2011.06.15 修改、完善论文以及预答辩 主 要 参 考 资 料 1 熊信银，张步涵合编.电气工程基础M.武汉：华中科技大学出版社，2005.2 何仰赞，温增银合编.电力系统分析（上、下册）（第三版）M.武汉：华中科技大学出版社，2002.3 张保会，尹项根合编.电力系统继电保护M.北京：中国电力出版社，2005.4 水利电力部西北电力设计院编电力工程电气设计手册(1)电气一次部分M北京：中国电力出版社，1989.5 能源部西北电力设计院编电力工程电气设计手册(2)电气二次部分M北京：中国电力出版社，1991.6刘介才主编工厂供电M北京：机械工业出版社，2009.系（教研室）意见 签名：年 月 日 学院（部）主管领导意见 签名：年 月 日 湖 南 工 业 大 学 本科毕业设计（论文）开题报告 （2011 届）学 院（部）：电气与信息工程学院 专 业：电气工程及其自动化 学 生 姓 名：房卫 班 级：电自 072 学号 07401300204 指导教师姓名：罗钦 职称 讲师 职称 2011 年 01 月 05 日 题目：某工厂供配电系统设计 3.结合课题任务情况，查阅文献资料，撰写 15002000字左右的文献综述 电能是商品，此商品的质量标准由可靠性、电压、频率、波形等指标来描述。由发电厂、变电所、输配电线路和用户组成的整体称为电力系统。电力系统起着生产、分配、输送和消费电能的作用。要将电能输送到用户必须经过电力网络。电力网络可分成 110kV 以上高压网络、10kV110kV 中压网络、10kV 以下低压网络。电力网络的电压等级对系统的运行特性有着重大影响,因此也影响电力系统的设计。电力网络所选定的电压等级将决定每条馈线的最大长度、最大负荷和接线方式,以及馈线的总条数和每条馈线上的配电所数目。我国供配电自动化的发展是电力市场和经济建设的必然结果,长期以来供配电的建设未能得到应有的重视,建设资金短缺,设备技术性能落后,事故频繁发生,严重影响了人民生活和经济建设的发展,另外电力的发展和电力市场的建立,供配电技术的薄弱环节显得越来越突出,形成电力需求与供配电设施不协调的局面。国家颁布设施电力法贯彻后,电力作为一种商品进入市场,接受用户的监督和选择,由于对电力供应中的停电影响追究电力经营者的责任。另外,高精密的技术和装备对电能质量要求,供配电的可靠性已是电力经营者必须考虑的主要问题。工厂供电（electric power supply for industrial plants），就是指工厂所需电能的供应和分配，亦称为工厂配电。工厂供电系统就是将电力系统的电能降压在分配到各个厂房或车间中去，它由工厂降压变电所，高压配电线路，车间变电所，低压配电线路及用电设备组成。工厂总降压变电所及配电系统设计，是根据各个车间的负荷数量和性质，生产工艺对负荷的要求，以及负荷布局，结合国家供电情况解决对各部门的安全可靠，经济技术的分配电能问题。其基本内容有以下几方面：进线电压的选择，变电所位置的电气设计，短路电流的计算及继电保护，电气设备的选择，车间变电所位置和变压器数量、容量的选择，防雷接地装置设计等。工厂供电工作要很好的为工业生产服务，切实保证工厂和生活用电的需要，并确实做好节能环保工作，就必须达到以下基本要求：（1）安全：在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。（2）可靠：应满足电能用户对供电可靠性的要求。（3）优质：应满足电能用户对电压和频率等质量的要求。（4）经济：供电系统的投资要少，运行费用要低，并尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗量。此外，在供电工作中，应合理的处理局部和全部、当前和长远等关系，既要照顾局部的当前的利益，又要有全局观点，顾全大局，适应社会的发展。为了保证工厂供电的正常运转，就必须要有一套完整的保护，监视和测量装置。目前多以采用自动装置，将计算机应用到工厂配电控制系统中去。工厂供电设计的一般原则 按照国家标准GB50052-95 供配电系统设计规范、GB50053-94 10kv 及以下设计规范、GB50054-95 低压配电设计规范等的规定，进行工厂供电设计必须遵循以下原则：（1）遵守规程、执行政策；必须遵守国家的有关规定及标准，执行国家的有关方针政策，包括节约能源，节约有色金属等技术经济政策。（2）安全可靠、先进合理；应做到保障人身和设备的安全，供电可靠，电能质量合格，技术先进和经济合理，采用效率高、能耗低和性能先进的电气产品。（3）近期为主、考虑发展；应根据工作特点、规模和发展规划，正确处理近期建设与远期发展的关系，做到远近结合，适当考虑扩建的可能性。（4）全局出发、统筹兼顾。按负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件等，合理确定设计方案。工厂供电设计的整个工厂设计中的重要组成部分。工厂供电设计的质量直接影响到工厂的生产及发展。作为从事工厂供电工作飞人员，有必要了解和掌握工厂供电设计的有关知识，以便适应设计工作的需要。4.选题依据、主要研究内容、研究思路及方案 （1）选题依据 众所周知，电能是现代工业的主要能源和核心动力。电能的重要性并不在于它在产品成本中或投资总额中所占的比重多少，而在于工业生产实现电气化以后可以大大提高劳动生产率，降低生产成本，减轻工人的劳动强度，有利于实现生产过程自动化。从另一方面来说，如果工厂的电能供应突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果。例如引起重大设备损坏，或引起大量产品报废，甚至可能发生重大的人身事故，给国家和人民带来经济甚至政治上的重大损失。可见，做好工厂供电工作对于发展工业自动化生产，实现工业现代化，具有十分重要的意义。由于能源节约是工厂是供电的一个重要方面，因此做好工厂供电工作，对于国家节约能源的战略方针，也具有重大的作用。（2）主要研究内容 本课题的主要研究内容是根据所提供的工厂所能取得的电源及该厂用电负荷的实际情况，并适当考虑到工厂生产的发展，按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求，为该厂设计一个变电所。依据变电所设计的一般原则、步骤和方法。工厂供电必须达到以下基本要求：安全、可靠、优质和经济。线路的保护装置能满足选择性、速动性、灵敏性和可靠性四个方面的要求。（3）研究思路及方案 全厂总降压变电所及配电系统设计，是根据各个车间的负荷数量和性质，生产工艺对负荷的要求，以及负荷布局，结合国家供电情况。解决对各部门的安全可靠，经济的分配点的问题。以下为基本思路及方案：负荷计算 全厂总降压变电所的负荷计算，是在车间负荷的计算基础上进行的。考虑车间变电所变压器的功率损耗，从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、表达计算结果。工厂总降压变电所的位置和主变压器的台数及容量 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。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，确定变压所高、低接线方式。对它的基本要求，既要安全可靠又要灵活经济，安装容易维修方便。厂区高压配电系统设计 根据厂内负荷情况，从技术和经济合理性确定厂区配电电压。参考负荷布局及总降压变电所位置，比较几种可行的高压配电网布置方案，计算出导线截面及电压损失，由不同方案的可靠性，电压损失，基建投资，年运行费用，有色金属消耗量等综合技术经济条件列表比值，择优选用。按选定配电系统作线路结构与敷设方式设计。用厂区高压线路平面布置图，敷设要求和架空线路杆位明细表以及工程预算书表达设计成果。工厂供配电系统短路电流计算 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。改善功率因数装置设计 按负荷计算出总降压变电所的功率因数，通过查表或计算求出达到供电部门要求数值所需补偿的无功率。由手册或产品样本选用所需移相电容器的规格和数量，并选用合适的电容器柜或放电装置。如工厂有大型同步电动机还可以采用控制电机励磁电流方式提供无功功率，改善功率因数。变电所高、低压侧设备选择 参照短路电流计算数据和各回路计算负荷以及对应的额定值，选择变电所高、低压侧电器设备，如隔离开关、断路器、母线、电缆、绝缘子、避雷器、互感器、开关柜等设备。并根据需要进行热稳定和力稳定检验。用总降压变电所主结线图，设备材料表盒投资概算表达设计成果，继电保护及二次结线设计 为了监视，控制和保证安全可靠运行，变压器、高压配电线路移相电容器、高压电动机、母线分段断路器及联络线断路器，皆需要设置相应的控制、信号、检测和继电保护装置。并对保护装置做出整定计算和检验其灵敏系数。设计包括继电气保护装置、监视及测量仪表，控制和信号装置，操作电源和控制电缆组成的变电所二次结线系统，用二次回路原理接线图或二次回路展开图以及元件材料表达设计成果。35kv及以上系统尚需给出二次回路的保护屏和控制屏屏面布置图。变电所防雷装置设计 参考本地区气象地质材料，设计防雷装置。进行防直击的避雷针保护范围计算，避免产生反击现象的空间距离计算，按避雷器的基本参数选择防雷电冲击波的避雷器的规格型号，并确定其接线部位。进行避雷灭弧电压，频放电电压和最大允许安装距离检验以及冲击接地电阻计算。专题设计及设备布局 总降压变电所、配电装置总体布置设计综合前述设计计算结果，参照国家有关规程规定，进行内外的变、配电装置的总体布置和施工设计。5.工作进度及具体安排 2010.12.21-2011.01.05 根据课题任务书撰写开题报告 2011.01.06-2011.02.01 分析原始资料，查阅文献资料，计算全厂负荷 2011.02.16-2011.03.10 供电电压的选择，总降压变电所的位置和主接线图 2011.03.11-2011.03.31 短路电流的计算及高压电气设备的选择 2011.04.01-2011.04.14 车间变电和所变压器数量、容量的选择 厂区高压配电系统 2011.04.15-2011.04.22 确定二次回路方案，继电保护的选择和整定计算 2011.04.23-2011.04.30 防雷与接地设计 2011.05.01-2011.05.15 撰写设计论文，画出与设计相关的图纸 2011.05.16-2011.06.15 修改、完善论文以及预答辩 4.指导教师意见 指导教师：年 月 日 本科毕业设计（论文）中期报告 填表日期：2011 年 5 月 15 日 学院（部）电气与信息工程学院 班 级 电自 072 学生姓名 房卫 课题名称：某工厂供配电系统设计 课题主要任务：本课题的主要研究内容是根据所提供的工厂所能取得的电源及该厂用电负荷的实际情况，并适当考虑到工厂生产的发展，按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求，为该厂设计一个变电所。1、简述开题以来所做的具体工作和取得的进展或成果 （1）搜集、整理、研究资料。了解同类课题的设计，对本研究课题有一个全面的认识和把握，通过学习借鉴，形成自己的设计思路和方法。（2）根据本设计要求的数据来进行负荷计算和无功功率补偿变电所位置和型式的选择变以及电所主变压器台数和容量、类型的选择变电所主结线方案的设计。（3）进行了变电所位置和型式、主变压器的选择以及变电所主结线方案的设计。满足了安全、可靠、优质、经济的要求。.（4）对短路电流进行计算。合理选择短路点，确定基准值，利用标幺值法计算各短路点的参数并绘制成表格。（5）根据计算对变电所一次设备及进出线做出选择与校验。按照变电所一次设备及进出线选择与校验的相应条件与工程进行此项工作，确保了运行的安全可靠。2、下一步的主要研究任务，具体设想与安排 根据以上工作的完成，接下来要完成的就是变电所二次回路方案的选择及继电保护的整定、防雷保护和接地装置的设计，电所二次回路应包含高压断路器的操动机构控制与信号回路、变电所的电能计量回路、变电所的测量与绝缘监察回路，继电保护装置应满足对可靠性、选择性、灵敏性、速动性的要求，防雷保护应具有直击雷和雷电入侵波的防护功能，接地装置的设计应经济合理。变电所二次回路方案的选择及继电保护的整定。3、存在的具体问题（1）时间有限，不能够进行大规模的收集整理资料。（2）理论基础不够扎实，专业写作训练不够，面对资料不知如何进行整合分析。（3）公式的运用不够熟练，导致计算错误较多。（4）对 AUTOCAD、WORD等软件的运用不够熟练。（5）还需加强和对设计流程和设计内容还需加强的熟悉、掌握，以便为毕业答辩作好充分的准备。4、指导教师对该生前期研究工作的评价 指导教师签名：日期：毕业设计（论文）指导教师评阅表 学院（部）：电气与信息工程学院 学生姓名 房卫 学 号 07401300204 班 级 电自 072 专 业 电气工程及其自动化 指导教师 姓 名 罗钦 课题名称 某工厂供配电系统设计 评语：（包括以下方面，学习态度、工作量完成情况；检索和利用文献能力、计算机应用能力；学术水平或设计水平、综合运用知识能力和创新能力；）是否同意参加答辩：是否 指导教师评定成绩 分值：指导教师签字：年 月 日 毕业设计（论文）评阅教师评阅表 学院（部）：电气与信息工程学院 学生姓名 房卫 学 号 07401300204 班 级 电自 072 专 业 电气工程及其自动化 课题名称 某工厂供配电系统设计 评语：（对论文学术评语，包括选题意义；文献利用能力；所用资料可靠性；创新成果及写作规范化和逻辑性）针对课题内容给设计者（作者）提出 3 个问题，作为答辩时参考。1.2.3.评 分：是否同意参加答辩 是否 评阅人签名：年月日 毕业设计（论文）答辩及最终成绩评定表 学院（部）（公章）：学生姓名 房卫 学号 07401300 204 班级 电自072 答辩 日期 课题名称 某工厂供配电系统设计 指导 教师 罗 钦 成 绩 评 定 分值 评 定 教师 1 教师 2 教师 3 教师 4 教师 5 小计 课题介绍 思路清晰，语言表达准确，概念清楚，论点正确，实验方法科学，分析归纳合理，结论严谨，设计（论文）有应用价值。30 答辩 表现 思维敏捷,回答问题有理论根据，基本概念清楚，主要问题回答准确、深入,知识面宽。70 合 计 100 答 辩 评 分 分值：答辩小组长签名：答辩成绩 a：指导教师评分 分值：指导教师评定成绩 b：评阅教师评分 分值：评阅教师评定成绩 c：最终评定成绩：分数：等级：答辩委员会主任签名：年 月 日 说明：最终评定成绩a+b+c，三个成绩的百分比由各学院（部）自己确定。