10kv工厂供电毕业设计报告书.pdf

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1、 目 录 第一部分 设计任务与调研.10 1.1 工厂供电的意义和要求.错误!未定义书签。1.2 工厂负荷计算和无功补偿计算.2 1.3 无功功率补偿.3 第二部分 设计说明.3 2.1 变压器的分类.4 2.2 电力变压器的型号.4 2.3 主变压器选型应考虑的因素.4 2.4 配电所主变压器台数和容量的选择.5 2.5 变压器容量的选择.6 第三部分 设计成果.7 3.1 防雷设备.7 3.2 架空线的防雷措施.7 3.3 防雷设备.8 第四部分 结束语.9 第五部分 致谢.10 第六部分 参考文献.11 10 第一部分 设计任务与调研 1.1 工厂供电的意义和要求 工厂供电，就是指工厂所

2、需电能的供应和分配，亦称工厂配电。众所周知，电能是现代工业生产的主要能源和动力。电能既易于由其它形式的能量转换而来，又易于转换为其它形式的能量以供应用；电能的输送的分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。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。在工厂里，电能虽然是工业生产的主要能源和动力，但是它在产品成本中所占的比重一般很小（除电化工业外）。电能在工业生产中的重要性，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增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产成本，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于

3、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。低压变电所设计是依据国家规范以及二类负荷对供电可靠性要求制定的设计方案及供电措施。在设计中，根据给定的电气基础资料，建立起适合自身生产和发展需要的变电所。在设计中完成了负荷计算、短路电流计算、功率补偿、一次接线设计、二次接线设计、接地装置设计等工作。并运用制图软件绘制相应设计图。同时在设计中采用并联电容器的方法来补偿无功功率，以减少供电系统的电能损耗和电压损失，同时提高了供电电压的质量。从而使整个供电系统更具有其可靠性和灵活性。因此，做好工厂供电工作对于发展工业生产，实现工业现代化，具有十分重要的意

4、义。由于能源节约是工厂供电工作的一个重要方面，而能源节约对于国家经济建设具有十分重要的战略意义，因此做好工厂供电工作，对于节约能源、支援国家经济建设，也具有重大的作用。11 1.2 工厂负荷计算和无功补偿计算 负荷计算 全厂总降压变电所的负荷计算，是在车间负荷计算的基础上进行的。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、表达计算成果。负荷计算的方法有需要系数法、利用系数法及二项式等几种。本设计采用需要系数法确定。主要计算公式有：按照国家标准 GB50052-95供配电系统设计规范、GB50053-9410KV及以下变电所设计规范及 GB

5、50054-95低压配电设计规范等规范，进行工厂供电设计。做到“安全、可靠、优质、经济”的基本要求。并处理好局部与全局、当前与长远利益的关系，以便适应今后发展的需要，同时还要注意电能和有色金属的节约等问题。1.3 无功功率补偿 无功功率的人工补偿装置：主要有同步补偿机和并联电抗器两种。由于并联电抗器具有安装简单、运行维护方便、有功损耗小以及组装灵活、扩容方便等优点，因此并联电抗器在供电系统中应用最为普遍。图 2-1 该厂 380V 侧最大负荷时的功率因数只有 0.7。而供电部门要求该厂 10KV进线侧最大负荷时功率因数不低于 0.9。考虑到主变压器的无功损耗远大于有功损耗，因此 380V 侧最

6、大负荷时功率因数应稍大于 0.9，暂取 0.92 来计算 380V侧所需无功功率补偿容量：12 表 2-1 无功补偿后工厂的计算负荷 13 第二部分 设计说明 2.1 变压器的分类 变压器通常分为电力变压器和特殊变压器两大类。工厂变电所常用的是电力变压器。电力变压器可按下列方法分类：1)按用途分类：有升压变压器、降压变压器、配电变压器、联络变压器（联络几个不同电压等级的电网用）和厂用变压器（供发电厂自用电）等。2)按相数分类：有三相变压器、单相变压器。3)按线圈数分类：有双线圈变压器、三线圈变压器。4)按冷却方式分类：有油浸自冷变压器、油浸风冷变压器、油浸水冷变压器、强迫油循环风冷变压器、强迫

7、油循环水冷变压器、干式空气自冷变压器、干式浇注绝缘变压器等。2.2 电力变压器的型号 国内变压器的型号用字母和数字表示，它分两部分，前一部分有汉语拼音字母和一位阿拉伯数字组成，分别表示变压器的类别、结构、特征、用途及设计序号等。后一部分有两位数字和两个字母组成，分别表示变压器容量、高压线圈电压及防护代号等。而电力变压器的型号有 SL7型、S7型和 S9型等。举例说明：SL7125/6表示三相、油浸自冷式、铝导线线圈、额定容量为 125KVA、高压线圈电压 6KV、第七次系列设计的电力变压器。SJL1100/10 表示三相、油浸自冷式、铝导线线圈、额定容量为100KVA、第一次系列设计的电力变压

8、器。2.3 主变压器选型应考虑的因素 1)变电所所在的具体位置；2)主要用电设备对供电的要求；3)当地供电部门对变电所的管理体制；14 4)当地气候条件。2.4 配电所主变压器台数和容量的选择 主变压器台数的选择 当 SNS30时，选一台变压器；当 SN0.7S30，SN TS30（+0时，选用两台变压器。其中 SN T为单台主变压器容量，S30为变电所总的计算负荷。S30（+）为变电所一、二级负荷的计算负荷。拥有两台或多台变压器的变电所，各台变压器通常采取分别运行。如果采取并列运行时，应满足：变压比相同、联接组别相同、短路电压相同等，容量差别不宜过大。总降压变电所变压器数量及容量选择是根据变

9、压器过负荷能力投资，可靠性综合考虑结果，总降压变电所中设置 2 台变压器是好处的。2 台变压器的备用方式有 2 种：1)明备用：即 1 台工作，1 台备用。2 台变压器均按 100%计算负荷选择。2)暗备用：每台变压器都按计算负荷的 70%选择。正常运行时 2 台变压器承担 50%的最大负荷。则完全满足经济运行要求；而在故障时，由于0.75，可以过负荷 1.4 倍，一台变压器可承担全部最大负荷。这种备用方式既满足正常工作时经济要求，又能在故障情况下承担全部负荷，是较合理的备用方式，因此应用较广泛。电力变压器容量的最后决定还应综合考虑发展负荷及变电所主接方案的选择，做出几个方案进行经济比较后再作

10、最后的决定。2.5 变压器容量的选择 变压器的容量 SNT 首先应保证在计算负荷 SC 下变压器能长期可靠运行。对有两台变压器的变电所，通常采用等容量的变压器，每台容量应同时满足以下两个条件：满足总计算负荷 70%的需要，即 SNT(0.6-0.7）S30 =（42004900）15 满足全部一、二级负荷 SC(I+II)的需要，即 SNTSC(I+II)条件是考虑到两台变压器运行时，每台变压器各承受总计算负荷的 50%，负载率约为 0.7，此时变压器效率较高。而在事故情况下，一台变压器承受总计算负荷时，只过载 40%，可继续运行一段时间。在此时间内，完全有可能调整生产，可切除三级负荷。条件是

11、考虑在事故情况下，一台变压器仍能保证一、二级负荷的供电。根据无功补偿后的计算负荷，S30=7000kVA 即 SNT0.6*7000=4200kVA 取变压器容量为 5000kVA 3-1 主变压器的选择 因此，选择为 S95000/10 型电力变压器。额定容量 SN/kVA 联结组别 空载损耗 PO/kW 短路损耗 PK/kW 空载电流 I O%阻抗电压 U K%5000 Yd11 6 39 0.9 5.5 16 第三部分 设计成果 3.1 防雷设备 防雷的设备主要有接闪器和避雷器。其中，接闪器就是专门用来接受直接雷击（雷闪）的金属物体。接闪的金属称为避雷针。接闪的金属线称为避雷线，或称架空

12、地线。接闪的金属带称为避雷带。接闪的金属网称为避雷网。避雷器是用来防止雷电产生的过电压波沿线路侵入变配电所或其它建筑物内，以免危及被保护设备的绝缘。避雷器应与被保护设备并联，装在被保护设备的电源侧。当线路上出现危及设备绝缘的雷电过电压时，避雷器的火花间隙就被击穿，或由高阻变为低阻，使过电压对大地放电，从而保护了设备的绝缘。避雷器的型式，主要有阀式和排气式等。3.2 架空线的防雷措施 1）架设避雷线 这是防雷的有效措施，但造价高，因此只在 66KV 及以上的架空线路上才沿全线装设。35KV 的架空线路上，一般只在进出变配电所的一段线路上装设。而 10KV 及以下的线路上一般不装设避雷线。2）提高

13、线路本身的绝缘水平 在架空线路上，可采用木横担、瓷横担或高一级的绝缘子，以提高线路的防雷水平，这是 10KV 及以下架空线路防雷的基本措施。3）利用三角形排列的顶线兼作防雷保护线 由于 310KV 的线路是中性点不接地系统，因此可在三角形排列的顶线绝缘子装以保护间隙。在出现雷电过电压时，顶线绝缘子上的保护间隙被击穿，通过其接地引下线对地泄放雷电流，从而保护了下面两根导线，也不会引起线路断路器跳闸。4）装设自动重合闸装置 线路上因雷击放电而产生的短路是由电弧引起的。在断路器跳闸后，电弧即自行熄灭。如果采用一次 ARD，使断路器经 0.5s 或稍长一点时间后自动重合闸，电弧通常不会复燃，从而能恢复

14、供电，这对一般用户 17 不会有什么影响。5）个别绝缘薄弱地点加装避雷器 对架空线路上个别绝缘薄弱地点，如跨越杆、转角杆、分支杆、带拉线杆以及木杆线路中个别金属杆等处，可装设排气式避雷器或保护间隙。3.3 接地与接地装置 兼作接地体用的直接与大地接触的各种金属构件、金属管道及建筑物的钢筋混凝土基础等，称为自然接地体。连接接地体与设备、装置接地部分的金属导体，称为接地线。接地线在设备、装置正常运行情况下是不电气设备的某部分与大地之间做良好的电气连接，称为接地。埋入地中并直接与大地接触的载流的，但在故障情况下要通过接地故障电流。接地线与接地体合称为接地装置。金属导体，称为接地体，或称接地极。专门为

15、接地而人为装设的接地体，称为人工接地体。由若干接地体在大地中相互用接地线连接起来的一个整体，称为接地网。其中接地线又分为接地干线和接地支线。接地干线一般应采用不少于两根导体在不同地点与接地网连接。18 第四部分 结束语 通过本次毕业设计，使我们全方面更加深入的了解相关专业课的知识，并且扎实熟练地掌握了负荷计算、短路电流计算、变配电所的选址以及变压器、高低压设备的选型等等。在本次毕业设计中我们也遇到了许多之前没有遇到的问题，主要的问题有以下几点:：1）在进行负荷计算时，实际的照明电压为相电压 220v，而我们却误当成380v 进行计算，导致计算的负荷电流过大。这就是思维定势所造成的错误，因此，以

16、后在进行实际操作及计算时，不要犯这种错误 2）变配电所选址时，初次设计时候没有考虑到变配电所应该远离潮湿以及有爆炸危险的锅炉房。根据变电所选址的一般原则，应该远离上述有危险的设施。3）在设计系统的主接线图时候，初次设计时没有考虑到铸造车间、热处理车间时二级负荷，导致初次设计出的主接线图存在重大缺陷，虽然采用了双回路进线，但是单母线分段上没有采用断路器或是隔离开关，导致双电源进线不能发挥出应有的作用。再后来的改进中，我们充分考虑到了二级负荷，使得主接线图更加合理。19 第五部分 致谢 首先，综合毕业设计让我把以前学习到的知识得到巩固和进一步的提高认识，对已有知识有了更进一步的理解和认识，再次，我

17、在毕业设计中碰到了很多的问题，我通过查阅相关书籍，资料，通过自己钻研，特别是得到了指导老师的谆谆教导，指导老师给予了我很大的帮助，不仅给了我思路上的开阔，还让我认识到了自己对以前所学知识的不足方面。电能是现代工业生产的主要的能源和动力，电能在工业生产的重要性，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自动化以后可以大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产成本，改善工人的劳动条件，有利于实现生产自动化。当然，通过这次毕业设计，我也发现了自身的很多不足之处，在以后的学习中，我会不断的完善自我，不断进取，能使自己在这方面有一个大的发展。20 参考文献 【1】王崇

18、林等：供电技术，煤炭工业出版社，1997 年 【2】电力工业部四北电力设计院：电力工程电气设备手册，中国电力出版社，1998年【3】方大千：电工计算手册，山东科学技术出版社，1998 年（增订版）【4】李友文：工厂供电化学工业出版社，2005 年【5】刘介才：工厂供电简明设计手册，机械工业出版社，1998 年【6】电机学，辜承林，陈乔夫，熊永前，华中科技大学出版社 2005 引用第 9697 页【7】.电力系统微机继电保护 ，罗钰玲，人民邮电出版社 2008 引用第 8788页【8】.微机继电保护，陈德树，中国电力出版社 2007 引用第 67 页【9】.电力系统.，李海燕、中国电力出版社 2006 引用第 3334 页【10】.电力系统继电保护，施怀瑾、重庆大学出版社 2005 引用第 6364页【11】.中小型变电所实用设计手册，丁毓山，雷振山，水利水电出版社 2000 引用第 88 页