水源厂西河泵站供电系统设计--本科毕业论文.doc
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1、天津水源厂西河泵站供电系统设计Power Supply System Design of Tianjin Xihe Pump Station独创性声明本人声明所呈交的毕业设计(论文)是本人在指导教师指导下进行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特别加以引用标注之处外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,没有伪造数据的行为。毕业设计(论文)作者签名: 签字日期: 年 月 日毕业设计(论文)版权使用授权书本毕业设计(论文)作者完全了解学校有关保留、使用论文的规定。同意学校保留并向有关管理部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权天津城建大学可以将本论文的全部或部分
2、内容编入有关数据进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本论文。(保密的毕业设计(论文)在解密后适用本授权说明)毕业设计(论文)作者签名: 指导教师签名:签字日期: 年 月 日 签字日期: 年 月 日摘 要 供电系统设计以安全、可靠、优质、经济为目标,变电站在供电系统中起着桥梁与纽带的作用。变电站能够进行高低压变换,同时进行电能分配,降低能量损耗。因此,良好的变电站设计对于节约能源、提高效率、优化成本以及实现高效电能分配有着重要意义。本设计内容为天津水源厂西河泵站供电系统设计,拥有两路35KV电源,以二级负荷为主,要求不间断供电。为满足供电可靠性要求,采用内桥式双电源进线。设计内
3、容主要包括负荷计算,主接线方式确定,电容补偿的计算以及补偿电容的选择,变压器的选择,短路电流计算,断路器隔离开关互感器等相关设备的选择以及二次回路控制等方面。同时包括变电站的设备布置,变电站的照明设计,接地以及防雷的设计。所有设计均严格依据相关规范进行。关键词:供电系统设计;二级负荷;内桥式;规范ABSTRACT Power supply system design is aiming at safe, reliable, high-quality and economical, substation is the bridge and link.Converting voltage dist
4、ributing power,reducing the energy loss can be done by substation. Therefore,a good substation design plays an important role in energy savings,efficiency improving,costs optimizing and efficient power distribution. The design content for the Power Supply System Design of Tianjin Xihe Pump Station,w
5、ith two 35KV power input wire,the second class load is the majority.To meet the reliability requirements,inner bridge structure is used.Design elements include load calculations;the main wiring selecting;capacitance compensation calculations and the selection of compensation capacitor;choosing of th
6、e transformer;short-circuit current calculation;the selecting of the breaker,disconnector,mutual inductor and other related equipment selection and the control of secondary circuit.Also includes substation equipment layout,substation lighting design,grounding and lightning protection design.All desi
7、gns are carried out strictly in accordance with relevant code.Key words:Power supply system design;Second class load;Inner bridge; Code目 录第一章 设计说明11.1 设计概述11.2 设计要求11.3 设计结果11.4 设计原始资料21.4.1 负荷表21.4.2 电源情况21.4.3 其他资料21.5 设计规范21.6 设计内容31.6.1 35KV电压级供配电设计31.6.2 6KV电压级供配电设计31.6.3 无功补偿设计31.6.4 变电站二次回路设计
8、31.6.5 站用电设计31.6.6 变电站照明设计31.6.7 防雷接地设计3第二章 负荷计算42.1 0.4KV电压等级负荷计算42.1.1 真空泵负荷计算42.1.2 电开闸负荷计算42.1.3 杂用电负荷计算42.1.4 机修设备负荷计算42.1.5 办公楼负荷计算52.2 6KV电压等级负荷计算52.2.1 一号水泵站负荷计算52.2.2 二号水泵站负荷计算5第三章 供电系统方案设计选择6第四章 无功补偿及变压器、电缆选择84.1 无功功率补偿84.1.1 0.4KV母线处无功功率补偿84.1.2 6KV母线处无功功率补偿94.2 变压器选择94.2.1 变压器选择要求94.2.2
9、变压器选择104.3 电缆选择114.3.1 35KV配电柜进线及出线电缆选择114.3.2 6KV配电柜进线及出线电缆选择13第五章 短路分析计算155.1 短路点设置155.2 短路分析165.2.1 系统最大运行方式各短路点分析165.2.2 系统最小运行方式时各短路点分析175.3 标幺制短路阻抗等效图185.3.1 最大运行方式等效图185.3.2 最小运行方式短路等效图195.4 短路电流计算205.4.1 各元件的电抗标幺值计算205.4.2 短路电流计算20第六章 设备选择226.1 高压断路器及隔离开关选择236.1.1 6KV断路器及相应隔离开关选择236.1.2 35KV
10、断路器及相应隔离开关选择246.2 电流互感器选择256.2.1 电流互感器的主要参数256.2.2 电流互感器选择要求266.2.3 电流互感器选择266.3 电压互感器选择286.3.1 电压互感器各主要参数286.3.2 电压互感器的选择与校验286.3.3 35KV各处电压互感器选择286.3.4 6KV级电压互感器选择286.4 避雷器选择286.5 低压开关设备及电缆选择286.5.1 真空泵断路器及线缆选择286.5.2 电开闸断路器及线缆选择296.5.3 杂用电断路器及线缆选择296.5.4 机修设备断路器及线缆选择296.5.5 办公楼断路器及线缆选择296.5.6 0.4
11、KV受总及母联断路器选择306.5.7 0.4KV电压等级电流互感器选择30第七章 变电站二次回路设计317.1 设计要求317.2 变电站二次设计327.2.1 断路器控制327.2.2 计量与绝缘监视327.2.3 中央信号监测32第八章 变电站布置及照明设计338.1 变电站平面布置338.2 变电站照明设计338.2.1 变电站照明设计要求338.2.2 照度计算33第九章 变电站防雷与接地设计389.1 变电站防雷设计389.1.1 变电站防雷设计要求389.1.2 防雷计算389.2 接地设计399.2.1 变电所接地设计要求399.2.2 接地设计39致 谢40参考文献41第一章
12、 设计说明第一章 设计说明1.1 设计概述 本系统设计为水源厂西河泵站要求长期不间断运行,一旦中断供电,必然给城市生产生活带来较大影响,因此属二级供电负荷。负荷包括两个水泵站以及配套设施等。电源包括两路35KV电源。变电站进线采用内桥式结构。35/6KV变压器选用两台,两台变压器互为备用同时运行,6KV母线采用单母线分段结构。6/0.4KV变压器同样选用两台,互为备用同时运行,0.4KV母线也采用分段结构。电容补偿设置在6KV和0.4KV母线上。1.2 设计要求1、确定全部计算负荷2、确定变所的结构形式、变压器台数及容量3、计算短路电流并选择主要设备4、确定无功补偿装置及其容量5、确定供电系统
13、保护方式6、确定变电所的平面及立面图7、确定变电所的接地与照明装置1.3 设计结果1、设计说明书2、变电所的一次与二次系统图3、变电所的平面及立面图4、接地、防雷、照明布置图1.4 设计原始资料1.4.1 负荷表容量:kW 表1-1 负荷表电压等级设备名称单台容量安装台数工作台数工作容量功率因数6KV1水泵站450860.82水泵站340640.8380V设备名称容量需用系数功率因数1真空泵600.50.802电开闸500.20.803杂用电800.30.754机修设备500.40.805办公楼200.30.751.4.2 电源情况 东南10km处35KV电源A,出口短路容量200MVA;东北
14、13km处35KV电源B,出口短路容量1800MVA。要求功率因数大于0.9。1.4.3 其他资料最热月平均气温29,最热月平均地温13,冻土层厚度0.7m,地下水位1.5m,土质性质为粘土,海拔高度50m,主导风向为西北(冬季)与东南(夏季),年雷暴日27天。1.5 设计规范10kV 及以下变电所设计规范 GB 50053-94;35110kV变电所设计规范 GB 50059-92;低压配电装置及线路设计规范 GBJ 54-83;并联电容器装置的电压、容量系列选择标准CECS 33:91;建筑物防雷设计规范 GB 500572010;民用建筑电气设计规范JGJ/T 16-2008;供配电系统
15、设计规范GB50052-2008;低压配电设计规范GB50054-95;建筑照明设计标准GB50034-2013;1.6 设计内容 本设计为35KV 变电站设计,设计内容包括以下几个方面:1.6.1 35KV电压级供配电设计 35KV站设计包括电源进线,35KV配电,35KV变压器选择等的设计。本工程存在双路进线,采用内桥式结构,在进线处设桥联。35KV配电室设于变电站二层,方便进线。35KV变压器设于一层。1.6.2 6KV电压级供配电设计 由于本工程中存在6KV负荷,因此降压采用35KV变6KV形式。考虑之后的扩容,同时设置备用线路,设备均选用10KV设备,为以后升压做准备。6KV配电室设
16、置于电站一层,方便出线。6KV变压器采用干式变压器,置于0.4KV配电室中。1.6.3 无功补偿设计 变电站一层设电容器室,分别设置低压电容器和高压电容器。1.6.4 变电站二次回路设计 二次回路设计主要包括电源选择、断路器控制、计量与绝缘监视及中央信号及回路等。1.6.5 站用电设计 站用变压器设置于35KV母线,采用35KV直接降压为0.4KV形式。1.6.6 变电站照明设计 照明电源引自站用电,本工程为二层建筑,每层设一个配电箱。各房间照度按功能不同依据规范要求设计。1.6.7 防雷接地设计 为保证人身安全及电力系统和设备的正常运行,必须采用接地措施。本工程为三级防雷建筑,采用2020避
17、雷网格。接地采用联合接地,接地电阻小于141第二章 负荷计算第二章 负荷计算 供电系统“规划年最大半小时平均负荷”,即计算负荷,是系统设计的基础,也是确定主变压器、开关、线缆及互感器等一次设备额定电流的基础。 供电系统负荷存在四大特征 1)系统设计主要针对功率输送能力进行设备选择,分析的主要对象是负荷功率。 2)无功功率可以通过并联电容等设备加以补偿,因此负荷分析的主要参数是有功功率。 3)供电设备的选择主要针对的不是一般性负荷,而是最大负荷水平。4)所有系统设计不是针对负荷发展过程,而是针对规划年份的负荷水平,所以,供电负荷分析的主要目标是“规划最大有功负荷”本设计采用需要系数法进行负荷计算
18、2.1 0.4KV电压等级负荷计算2.1.1 真空泵负荷计算 = 2.1.2 电开闸负荷计算 2.1.3 杂用电负荷计算 2.1.4 机修设备负荷计算 2.1.5 办公楼负荷计算 2.2 6KV电压等级负荷计算 2.2.1 一号水泵站负荷计算 2.2.2 二号水泵站负荷计算 第三章 供电系统方案设计选择第三章 供电系统方案设计选择电气主接线的设计是发电厂或变电站电气设计的主体,它与电力系统,电厂动能参数、本原始资料以及电厂运行可靠性、经济性的要求等密切相关,并对电气设备选择和布置、继电保护和控制方式等都有较大的影响,因此,主接线设计,必须结合电力系统和发电厂或变电站的具体情况,全面分析有关影响
19、因素,正确处理它们之间的关系,经过技术、经济比较,合理地选择主接线方案,电气主接线设计的基本原则是以设计书为依据,以国家经济建设的方针,政策、技术规定、标准为准绳,结合工程实际情况,在保证供电可靠、调度灵活、满足各项技术要求的前提下,兼顾运行、维护方便,尽可能的节省投资,就近取材,力争设备元件和设计的先进性与可靠性,坚持可靠、先进、适用、经济、美观的原则。2变电所主接线设计应根据5至10年电力系统的发展规划进行,应根据负荷的大小和分布、负荷的增长速度、以及地区网络情况和潮流分布,并分析各种可能的运行方式,来确定主接线的形式以及所连接电源数和出线回数,对一级负荷,必须有两个独立电源供电,且当一个
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