毕业设计某钢铁厂车间供配电系统设计9359.docx
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1、前 言 我国的的电力工工业已居居世界前前列,但但与发达达国家相相比还是是有一定定的差距距,我们们人均电电量水平平还很低低,电力力工业分分布也不不均匀,还还不能满满足国民民经济发发展的需需要。电电力市场场还未完完善,管管理水平平、技术术水平都都有待提提高。 为为了使我我国电力力工业赶赶上世界界电力技技术的发发展水平平,丛221世纪纪一开始始,我国国就进一一步加强强在电网网安全、稳稳定、经经济运行行、电力力系统的的自动化化调度与与管理、电电力通信信、网络络技术、继继电保护护等领域域开展研研究,尤尤其注意意完善电电力市场场,研究究电力市市场的技技术支持持系统,促促进我们们的电力力工业不不断前进进。工
2、厂供电电就是指指工厂所需需电能的的供应和和分配。我我们知道道,电能能是现代代工业生生产的主主要能源源和动力力,工业生生产应用用电能和和实现电电气化以以后,能能大大增增加产量量,提高高产品质质量,提提高劳动动生产率率,降低低生产成成本,减减轻工人人的劳动动强,改改善工人人的劳动动条件,有利于于实现生生产过程程自动化化。但是,工厂的的电能供供应如果果突然中中断,则将将对工业业生产造造成严重重的后果果,甚至至可能发发生重大的的设备损损坏事故故或人身身伤亡事事故;由此可可见,搞搞好工厂厂供电工工作对于于工业生生产的正正常进行行和实现现工业现现代化,具有十十分重大大的意义义。工业企业业生产所所需电能能,
3、一般般是由外外部电力力系统供供给,经经企业内内各级变变电所变变电压后后,分配配到各用用电设备备。工业业企业变变电所是是企业电电力供应应的纽约约,所处处地位十十分重要要,所以以正确计计算选择择各级变变电站的的变压器器容量及及其他设设备是实实现安全全可靠供供电的前前提。进进行企业业电力负负荷计算算的目的的就是为为正确选选择企业业各级变变电站的的变压器器容量,各各种电气气设备的的型号,规规格以及及供电网网络所用用导线型型号等提提供科学学的依据据。摘 要根据某钢钢铁厂取取得的供供电电源源和该厂厂用电负负荷的实实际情况况及机电电修车间间的负荷荷性质、负负荷大小小和负荷荷的分布布情况,设设计出变变配电所所
4、的主接接线设计计方案,提提出了采采用低压压联络线线联络一一台变压压器的方方案,解解决了该该车间负负荷小但但负荷可可靠性要要求高的的问题。再再通过短短路电流流的计算算、选择择合适的的导线电电缆、按按正常条条件选择择低压设设备。实实现安全全、可靠靠、优质质、经济济的供电电系统为为设计目目的,完完成对某某钢铁车车间供配配电系统统的设计计。关键词负负荷性质质;主接接线;短短路计算算;低压压联络线线(2)基基本原则则 11)变配配电所电电气主接接线,应应按照电电源情况况、生产产要求、负负荷性质质、用电电容量和和运行方方式等条条件确定定,并应应满足运运行安全全可靠、简简单灵活活和经济济等要求求。 22)在
5、满满足上述述要求时时,变电电所高压压侧应尽尽量采用用断路器器少的或或不用断断路器的的接线,如如线路-变压器器组或桥桥形接线线等。当当能满足足电力系系统继电电保护时时,也可可采用线线路分支支接线。 5)在11102200kV配配电装置置中,当当出线为为2回时时,一般般采用桥桥形接线线;当出出线不超超过4回回时,一一般采用用单母分分段接线线;当枢枢纽变电电所的出出线在44回及以以上时,一一般采用用双母线线。 在在610 kv配配电装置置中,一一般采用用单母线线或单母母分段接接线。2.2 选择确确定主接接线根据本车车间的情情况,负负荷量不不大,但但属于二二级负荷荷,可靠靠性要求求较高;根据上上面的设
6、设计原则则和要求求我设计计了两种种方案比比较,其其设计比比较如下下:(1)第第一种方方案本主接线线采用了了一台变变压器的的小型变变电所,其其高压侧侧一般采采用无母母线的结结构。如如图2所所示:这种主接接线采用用了高压压断路器器,因此此变电所所的停、送送电操作作十分灵灵活方便便,同时时高压断断路器都都配有继继电保护护装置,在在变电所所发生短短路和过过负荷时时均能自自动跳闸闸,而且且在短路路故障和和过负荷荷情况消消除后,又又可直接接迅速合合闸,从从而使恢恢复供电电的时间间大大缩缩短。如如果配电电自动重重合闸装装置,则则供电可可靠性更更进一步步提高。但但是一般般用于三三级负荷荷,但在在变电所所低压侧
7、侧有联络络线与其其它变电电所相连连时,则则可用于于二级负负荷;因因此在考考虑该种种方案时时,选择择了一个个低压联联络线的的方式,该该车间的的低压联联络线和和轧钢车车间距离离比较近近,可以以考虑和和它互为为备用,但但是备用用容量因因受线路路的容量量的限制制而不能能太大,低低压联络络线开关关可采用用自动投投入或电电动操作作。图 2 一台台变压器器主接线线方案(2)第第二种方方案这种方案案是采用用装有两两台主变变压器的的小型变变电所。如如图3所所示这种主接接线的供供电可靠靠性较高高。当任任一主变变压器或或任一电电源线停停电检修修或发生生故障时时,该变变电所通通过闭合合低压母母线分段段开关,即即可迅速
8、速恢复对对整个变变电所的的供电。如如果两台台主变压压器低压压侧主开开关(采采用电磁磁或电动动机合闸闸操作的的万能式式低压断断路器)都都装设互互为备用用电源自自动投入入装置(AAPD),则则任一主主变压器器低压主主开关因因电源断断电(失失压)而而跳闸时时,另一一主变压压器低压压侧的主主开关和和低压母母线分段段开关将将在APPD作用用下自动动合闸,恢恢复整个个变压所所的正常常供电。这这种主接接线可供供一、二二级负荷荷。 图 3 两两台变压压器主接接线方案案(3)这这两种方方案的比比较1)从安安全性看看这两种种主接线线方式都都满足国国家的标标准的技技术规范范的要求求,能充充分保证证人身和和设备的的安
9、全。2) 从从可靠性性看这两两种电力力负荷满满足该车车间的二二级负荷荷要求。对对于第一一种主接接线的工工作方式式是当机机电修车车间或轧轧钢车间间任意一一个故障障停电检检修时,通过联联络线由由另一个个车间提提供电源源.在低低压联络络线上,轧钢低低压联络络线侧的的配电瓶瓶将它始始终处于于打开状状态,当当机电修修车间变变压器要要检修时时,先打打开机电电修车间间侧配电电瓶的开开关,使使其与轧轧钢车间间通电,然后断断开其本本车间母母线上的的开关,这样保保证了不不影响生生产断电电;当处处于故障障时,母母线和高高压的断断路器自自动断开开,联络络线上的的开关开开启,也也保证了了供电的的需要而而不间断断.对于于
10、第二中中方案,同样当当一个变变压器故故障,也也由另一一个变压压器供电电,它是是通过母母线分段段,通过过联络线线上的断断路器来来实现双双电源的的自动互互投.3) 从从灵活性性看能适适应各种种不同的的运行方方式,便便于切换换操作和和检修,且且适应负负荷的发发展。4)从经经济上看看,第一一种方案案比第二二种方案案少一套套高压线线路、变变压器、高高压熔断断器、和和开关设设备,减减少了土土建面积积,因此此能节约约大量投投资。从从第一种种来看它它由负荷荷不大的的轧钢车车间提供供低压联联络备用用电源。联联络线大大约600米,因因此线路路比较短短,出现现问题的的可能性性比较小小,在加加上本机机电修车车间与轧轧
11、钢车间间的共同同负荷也也比较小小。根据据性能比比较可知知道,第第一种方方案利用用率更高高。有在在综合投投资上,有有Z11/2Z22;运行行年费上上F1FF2,从从而可知知第一种种方案更更为理想想。(4)主主变压器器的选择择 变电所所中主变变压器的的容量应应按照变变电所的的负荷总总容量及及主变压压器的台台数和运运行方式式确定,还还应考虑虑5年10年年的发展展规划。主主变压器器应选择择低压损损耗变压压器,同同一变电电所中的的几台主主变压器器的型号号和容量量应该相相同。 工矿企企业变电电所主变变压器的的台数,应应根据负负荷的重重要程度度确定。对对于有一一、二类类负荷的的工矿企企业的一一、二类类负荷用
12、用电,并并不得少少于变电电所总计计算负荷荷的800%或770%。即即每台变变压器的的容量应应为 (9)式中 变电电所总的的有功率率计算负负荷,kkW;变压压器的额额定容量量,kVVA;变电电所人工工补偿后后的功率率因数,一一般应在在0.995以上上;变电电所人工工补偿后后的视在在容量,kkVA;故障障保证系系数,根根据全企企业一、二二类负荷荷所占比比例确定定。当变电所所只选一一台变压压器时,变变压器容容量的容容量应满满足全部部用电负负荷的需需要。此此外。一一般还应应考虑115% 255%的富富裕容量量,即(1.151.225) (110)当两台变变压器采采用一台台工作,一一台备用用时,则则变压
13、器器的容量量应按下下式计算算: (111) 当当两台变变压器采采用并列列运行时时,则每每台变压压器的容容量应按按下式计计算(0.600.7) (112)根据上面面的计算算和比较较选择一一台变压压器的方方案,可可知道当当一台承承受机电电修车间间和轧钢钢车间的的总负荷荷时,将将两车间间的总容容量结合合一起来来算,由由现场查查勘得知知轧钢车车间的容容量为4493.8kVVA,可可得:=1255.7 +4993.88 =6199.5 kVA通过查变变压器的的型号表表可选 可知 =80001.225=7774.4 kkVA2.3供供配电线线路的接接线及其其结构2.3.1低压压配电线线路的接接线方式式(1
14、)放放射式接接线:如如图4MMM 2220/3800V图4 放放射式接接线1)配电电线路互互不影响响,供电电可靠性性较高,但但配电设设备和导导线材料料耗用较较多,且且运行不不够灵活活。2)主要要用于容容量大、负负荷集中中或重要要的用电电设备,或或者需要要集中联联锁启动动。(2)树树干式接接线:如如图5图5 树树干式接接线1)配电电设备和和导线材材料耗用用较少,运运行灵活活性好,特特别是采采用封闭闭式母线线槽时;但干线线故障时时影响范范围大,供供电可靠靠性较低低。2)一般般用于用用电设备备容量不不很大、布布置较均均匀的场场合,例例如对机机械加工工车间的的中小机机床设备备供电以以及对照照明灯具具供
15、电等等,均采采用树干干式接线线。(3)链链式接线线:如图图6所示示 2200/3880V 图66 链式式接线它实质上上是一种种树干式式接线,适适用范围围与树干干式相似似,但链链式相连连的用电电设备一一般不宜宜多于55台,链链式相连连的配电电箱不宜宜多于33台,且且总容量量不宜超超过100kW。以上介绍绍了低压压配电系系统的三三种基本本接线方方案,各各有优缺缺点;总总的来说说,树干干式系统统投资较较省,但但负荷支支接点多多,检修修和事故故时停电电面大,一一般适用用于对三三级负荷荷供电。放放射式系系统投资资大,但但线路没没有分支支接点。因因此,应应根据情情况具体体对待,但但对于本本机电修修车间而而
16、言,按按可靠性性第一的的原则,所所以采用用放射式式供电。如如图7形形式图7 放放射式供供电接线线图第3章 导线、电电缆及其其选择3.1 导线和和电缆选选择的一一般规定定3.1.1架空空线路导导线的选选择在建筑工工程中,导导线和电电缆用量量最大、分分布最广广。导线线和电缆缆是传递递电能的的通路,因因此,它它们的选选择将对对整个建建筑工程程的安全全和经济济运行产产生很大大的影响响。 导导线和电电缆选择择的一般般原则: (1)要要保证一一定的机机械强度度,在正正常工作作条件下下不能断断线: (2)发发热必须须在允许许的范围围内,不不因过热热而引起起导线绝绝缘损坏坏或加速速老化; (3)电电压损失失应
17、在允允许的范范围内,以以保证供供电质量量。选择的内内容为: (1)型型号 它它反映导导线和电电缆的材材料以及及绝缘方方式。如如BV型型导线表表示聚氯氯乙烯绝绝缘铜芯芯导线。 (2)截截面 它它是导线线和电缆缆选择的的主要内内容,直直接影响响工程的的技术和和经济指指标,截截面的节节位是mmm2。如如BV3255,则表表示有33根25mmm2聚氯氯乙烯绝绝缘铜芯芯导线。 (3)电电压 导导线和电电缆的绝绝缘电压压值必须须大于或或等于线线路的额额定电压压值。(1)架架空线路路导线宜宜采用铝铝导线,但但不得采采用单股股的铝导导线,一一般是采采用铝合合金如钢钢芯铝导导线。(2)在在对导线线有腐蚀蚀使用的
18、的地段,宜宜采用防防腐型导导线。(3)越越过树林林以及通通道拥挤挤场所的的1kVV及以下下线路,宜宜采用架架空绝缘缘线。按按规定,市市区100kV及及以下架架空电力力线路,遇遇下列情情况可采采用绝缘缘铝绞线线:A:线路路走廊狭狭窄,与与建筑物物之间的的距离不不能满足足安全要要求的地地段;B:高层层建筑邻邻近地段段;C:繁华华街道或或人口密密集地区区;D:游览览区和绿绿化区;E:空气气严重污污秽地段段;F:建筑筑施工现现场。(4)架架空导线线连续允允许的载载流量,应应按周围围空气温温度进行行效正。周周围空气气温度应应采用当当地100年或110年以以上的最最热月的的每日最最高温度度的月平平均值。(
19、5)从从供电变变电所二二次侧出出口至线线路末端端变压器器一次侧侧入口的的6110kVV架空线线路电压压损失,不不宜超过过供电变变电所二二次侧额额定电压压的5%。(6)架架空线路路导线的的截面不不应小于于所规定定的最小小截面。3.1.2电缆缆的选择择(1)电电缆型号号应根据据线路的的额定电电压、环环境条件件、敷设设方式和和用电设设备的特特殊要求求等条件件选择。(2)电电缆连续续允许的的载流量量,应按按敷设处处的周围围介质温温度进行行效正。A:当周周围介质质为空气气时,空空气温度度应取敷敷设处110年或或10年年以上的的最热月月的每日日最高温温度的月月平均值值;B:在生生产房、电电缆隧道道及电缆缆
20、沟内,所所采用的的周围空空气温度度尚应记记入电缆缆发热、散散热和通通风等因因素的影影响。当当缺乏计计算资料料时,可可按上述述空气温温度另加加C;C:当周周围介质质为土壤壤时,土土壤温度度应取敷敷设处历历年最热热月的平平均温度度。(3)电电缆连续续允许的的载流量量,尚应应按敷设设方式和和土壤热热阻率等等因数进进行效正正。(4)沿沿不同冷冷却条件件路径敷敷设电缆缆时,当当冷却条条件最差差段的长长度超过过10mm时,应应按该段段冷却条条件选择择电截面面,或对对该段采采用大截截面的电电缆。(5)电电缆应按按短路条条件验算算其热稳稳定度。电电缆在短短路时的的最高允允许温度度应满足足电缆规规定的数数值。3
21、.1.3低压压配电线线路导线线的选择择(1)绝绝缘导线线的型号号应按工工作电压压、敷设设方式及及使用环环境等要要求选择择;裸导导线的型型号应按按敷设方方式及使使用环境境条件等等要求选选择。 (2)导导线截面面的选择择,应符符合下列列要求: 11)按敷敷设方式式及使用用环境确确定的导导线允许许载流量量,不应应小于回回路负荷荷的计算算流。 22)线路路电压损损失应满满足用电电设备正正常工作作及启动动时端电电压的要要求。 33)根据据机械强强度的要要求,导导线线芯芯截面许许应小于于所规定定的值。 44)导线线应满足足短路条条件下动动稳定和和热稳定定的要求求。(3)三三相四线线制配电电系统中中,中性性
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