2022年某电机修造厂总降压变电所及高压配电系统设计方案.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 毕业设计 论文 题 目某电机修造厂总降压变电所及高压配电系统设计教案点专 业年 级姓 名指导老师定稿日期: 2022 0 / 42 年 6 月 1 日名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 42 页精选学习资料 - - - - - - - - - 摘 要本论文主要依照工厂供电设计必需遵循的一般原就、基本内容和设计流程,对某 电机修造厂变电所进行了设计说明,本文依据设计要求,在查阅大量参考资料、手册 后,对负荷运算及无功功率补偿运算,变配电所所址和型式的挑选,变电所主变压器 台数、容量及类型的挑选,变配电所主结线方案的设计,短路电
2、流的运算,变配电所 一次设备的挑选,变配电所二次回路方案的挑选及继电爱护装置的挑选与整定,变配 电所防雷爱护与接地装置的设计等进行了具体的设计说明;并附有相应的图表、公式 和运算结果;这次设计的变配电所完全满意设计要求;本设计通过对运算负荷,选出变压器;通过运算三相短路电流,选出其他爱护器件;通过三相短路电流,挑选过电流爱护设备;然后挑选二次回路的设备,对一次侧设备进行掌握、检测;最终留意安全、接地和防雷的设置;关键字: 有功功率,电力变压器,三相短路电流,过电流,接地1 / 42 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 42 页精选学习资料 - - - - - - - - -
3、 目 录第一章绪论 11.1 课题背景、目的及意义1 1 1.1.1 课题的背景 1 1.1.2 课题的目的及意义1 1.2 设计的主要内容、设计图样1.2.1 设计的主要包括 1 1.2.2 设计图样 2 其次章设计依据 32.1 电机修造厂 3 第三章设计说明 53.1 负荷运算及功率补偿 5 3.1.1 负荷运算的内容和目的 5 3.1.2 负荷运算的方法 6 3.1.3 各用电车间负荷情形及各车间变电所容量;6 3.1.4 全厂负荷运算; 7 3.1.5 功率补偿 7 9 3.2 变电所、配电所位置和型式的挑选8 3.2.1 电机修造厂总变电所位置和型式的挑选8 3.3 电机修造厂总降
4、压变电所主变压器和主结线方案的挑选3.3.1 变压器容量及台数的挑选;9 3.3.2 变配电所主结线的挑选原就10 3.3.3 主结线方案挑选10 3.3.4 配电所的主接线挑选14 3.5 短路电流的运算 15 3.5.1 绘制运算电路 15 3.5.2 求 k -1 ,k-2 点的三相短路电流和短路容量16 3.5.3 求点的三相短路电流和短路容量18 3.6 变电所一次设备的挑选校验18 3.6.1 35kV侧一次设备的挑选校验18 3.6.2 10kV侧一次设备的挑选校验19 3.6.3 变电所高压母线的挑选20 3.7 变电所进出线挑选; 21 3.7.1 35kV 高压进线的挑选校
5、验 21 3.7.2 10kV 高压出线的挑选 21 3.7.3 作为备用电源的高压线的挑选校验;24 3.8 变电所二次方案的挑选与继电爱护 25 2 / 42 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 42 页精选学习资料 - - - - - - - - - 3.8.1 高压断路器的操动机构掌握与信号回路 25 3.8.2 变电所的电能计量回路 26 3.8.3 变电所的测量和绝缘监察回路 26 3.8.4 变电所的爱护装置 26 3.9 变电所的防雷爱护与接地装置的设计 34 3.9.1 变电所的防雷爱护 34 3.9.2 变电所公共接地装置的设计 35 第四章结论 373
6、 / 42 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 42 页精选学习资料 - - - - - - - - - 第一章绪论1.1 课题背景、目的及意义1.1.1 课题的背景本课题是依据刘介才主编的工厂供电设计指导上两个题目为原型,依据指导老师的要求设计;变电所是电力系统中的一个重要环节, 它的运行情形直接影响到电力系统的牢靠、经济运行;在 35KV10KV配电变电所设计讨论方面,最近几十年进展更是迅猛;特别是对变电站综合自动化的讨论,已经进行了多年, 并取得了令人瞩目的进展;变电站综合自动化目前在国外已得到了较普遍的应用;例如美国、德国、法国、意大利等国家 ,在他们所属的某些电力
7、公司里, 大多数的变电站都实现了综合自动化及无人值班方式;在我国,现在变电所的基本也是向着变电站综合自动化这个方向进展的,但是根 据我国的国情,现在大多数变电站仍是没有完全实现爱护和掌握综合自动化;传统的 变电站的设计进展到现在已经特别的成熟了;依据供电的设计内容和流程,可以特别 的便利的依据步骤设计;1.1.2 课题的目的及意义 此题目主要目的是设计某电机修造厂的变电所总降压配电设计;与原先的课程设计比较,此题不仅设计量大了很多,而且在更个方面的要求也有 所加强;虽然变电所的设计在现在已经不是高新的技术,但是作为自动化专业的学 生,此题目仍是很全面的包含了一大部分专业课程学习的内容,而且各个
8、方面都有所 深化;特别是继电爱护的问题,有了更加深化的学习;虽然此题没有对变电站综合自动化有所讨论,但是对日后向这个方面的学习和发 展打下了坚实的基础;通过这次设计不仅进一步加强专业学问的学习,拓宽学问面,提高理论学问水平;而且扩宽了就业面,提高就业才能,提高了独立摸索和分析问题 的才能;1.2 设计的主要内容、设计图样1.2.1 设计的主要包括 1)设计的基本依据和资料;0 / 42 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 42 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2)区域变电所和车间变电所负荷运算;3)无功功率补偿运算及补偿电容器挑选;4)短路电流的运算和动
9、稳固度,热稳固度的运算机;5)变压器容量及台数的挑选;6)变电所进出线的挑选;7)变电所的电缆,电线,高压开关柜,低压配电电屏,动力配电箱,电流互感 器,避雷器,母线等主要设备的挑选;8)区域变电所进线侧线路的继电爱护,采纳定时限过电流爱护);主变压器的差动爱护,瓦斯继电器爱护,工厂变电所进线侧单相接地爱护;9)防雷装置与爱护接地装置的设计;10)、域变电所的主接线图、工厂变电所主接线图、各种爱护装置接线原理图;11)画出工厂变电所的平面图;1.2.2 设计图样1)变电所主结线电路图 电机修造厂总降压变电所主结线电路图 3)各种爱护装置接线原理图变电所进线侧线路的继电爱护原理电路图,采纳定时限
10、过电流爱护);主变压器的差动爱护原理电路图,瓦斯继电器爱护原理电路图,工厂变电所进线侧单相接地保 护原理电路图 4)变电所平、剖面图 电机修造厂总降压变电所平、剖面图1 / 42 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 42 页精选学习资料 - - - - - - - - - 其次章 设计依据2.1 电机修造厂1) 电机修造厂总平面图 图 2-1 )图 2-1 某电机修造厂总平面布置图2) 工厂生产任务、规模及产品规格本厂承担某大型钢铁联合企业各附属厂的电机、变压器修理和制造任务;年生产规模为修理电机7500 台,总容量为 45 万 KW;制造电机总容量为6 万 KW,制造单机
11、最大容量为 5520KW;修理变压器 500 台;生产电气备件为 重要组成部分;3)工厂各车间负荷运算表60 万件;是大型钢铁联合企业表 2-1 工厂各车间负荷运算表序车间名称设备容量 P30 运算负荷S30 变压器台车间变电Q30 号千瓦)数及容量所代号千瓦)千乏)千伏安)1 电机修造车间2505 609 500 788 1 1000 No 1 车变2 加工车间886 163 258 305 1 400 No 2 车变3 新制车间634 222 336 403 1 500 No 3 车变4 原料车间514 310 183 360 1 400 No 4 车变5 备件车间562 199 158
12、254 1 315 No 5 车变2 / 42 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 42 页精选学习资料 - - - - - - - - - 6 锻造车间105 36 58 68 1 100 No 6 车变7 锅炉房269 197 172 262 1 315 No 7 车变8 空压站322 181 159 241 1 315 No 8 车变9 汽车库543 30 27 40 1 80 No 9 车变10 大线圈车间335 187 118 221 1 250 No 10 车 变11 半成品试验站2290 365 287 464 1 500 No 11 车 变12 成品试验站6
13、40 480 800 1 1000 No 12 车 变13 加压站256 163 139 214 1 250 14 设备处仓库 转3600 338 288 444 1 500 供负荷)主要为高压整流装置,15 成品试验站内大2880 2300 3686 型集中负荷要求专线供电;4) 供用电协议 当地供电部门可供应两个供电电源,供设计部门选定: 从某 220/60kV 区域变电所供应电源,此站距厂南侧 4.5 公里; 为满意二级负荷的需求,从某 60/10.5kV变电所,供应 10kV 备用电源,此所距厂南侧 4 公里; 电力系统短路数据,如表 2-2 所示;其供电系统图,如图 2-2 所示;表
14、 2-2 区域变电站 60kV 母线短路数据系统运行方式kV系统短路数据系统运行方式系统短路数据系统最大运行方式1338MVA 系统最小运行方式310MVA kVkm图 2-2 供电系统图 供电部门对工厂提出的技术要求:区域变电所 60kV 馈电线的过电流爱护整定时间1.8s ,要求工厂总降压变电所的过电流爱护整定时间不大于 1.3s ; 在企业总降压变电所 60kV 侧进行电能计量; 该厂的总平均功率因数值应在 0.9 以上;5) 工厂负荷性质本厂大部分车间为一班制,少数车间为两班或三班制,年最大有功负荷利用小时数为 2200h;3 / 42 名师归纳总结 - - - - - - -第 8
15、页,共 42 页精选学习资料 - - - - - - - - - 锅炉房供生产用高压蒸汽,停电会使锅炉发生危急;又由于该厂距离市区较远,消防用水需厂方自备;因此,要求供电具有肯定的牢靠性;6) 本厂自然条件 气象资料 最热月平均最高温度 35 摄氏度,土壤中 0.7-1M 深处一年中最热月平均温度为 20 摄氏度,土壤冻结深度为 1.10M,夏季主导风向为南风,最高气温 +40度,最低 -40 度,导线复冰时气温 -5 度,最大风速时气温 -5 度,最大风速 25M/秒,导线复冰时风速10M/秒,最高最低气温时风速0M/秒,复冰厚度10 毫 M,年雷暴日数31.5 日; 地质水文资料该厂区地层
16、以砂粘土为主,地质条件较好,地下水位2.8-5.3m ,地耐压力为 15 吨/ 平方 M;第三章 设计说明3.1 负荷运算及功率补偿3.1.1 负荷运算的内容和目的1)运算负荷是依据已知的工厂的用电设备安装容量求取确定的、预期不变的最大假想负荷;也就是通过负荷的统计运算求出的、用来按发热条件挑选供电系统中各元件的负荷值;在配电设计中,通常采纳半小时的最大平均负荷作为按发热条件挑选电器或导体的依据; 式中,为设备容量;4 / 42 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 42 页精选学习资料 - - - - - - - - - 无功运算负荷为 3-2 式中,为对应于用电设备组的正
17、切值;视在运算负荷为 3-3 总的运算电流为 3-4 式中,为额定电压 380V;3.1.3 各用电车间负荷情形及各车间变电所容量;表 3-1 序车间名称设备容量 P30 运算负荷S30 变压器台车间变电Q30 号千瓦)数及容量所代号千瓦)千乏)千伏安)1 电机修造车间2505 609 500 788 1 1000 No 1 车变2 加工车间886 163 258 305 1 400 No 2 车变3 新制车间634 222 336 403 1 500 No 3 车变4 原料车间514 310 183 360 1 400 No 4 车变5 备件车间562 199 158 254 1 315 N
18、o 5 车变6 锻造车间105 36 58 68 1 100 No 6 车变7 锅炉房269 197 172 262 1 315 No 7 车变8 空压站322 181 159 241 1 315 No 8 车变9 汽车库543 30 27 40 1 80 No 9 车变10 大线圈车间335 187 118 221 1 250 No 10 车 变11 半成品试验站2290 365 287 464 1 500 No 11 车 变12 成品试验站640 480 800 1 1000 No 12 车 变13 加压站256 163 139 214 1 250 14 设备处仓库 转3600 338 2
19、88 444 1 500 供负荷)主要为高压整流装置,15 成品试验站内大2880 2300 3686 型集中负荷要求专线供电;5 / 42 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 42 页精选学习资料 - - - - - - - - - 3.1.4 全厂负荷运算;取 Kp = 0.92 ; Kq = 0.95依据上表可算出: P30i = 6520kW; Q30i = 5463kvar就 P30 = KPP30i = 0.92 6520kW = 5999kWQ30 = KqQ30i = 0.95 5463kvar = 5190kvar7932KV AI30 = S30/ 3
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