某冶金机械修造厂总降压变电所及配电系统设计.docx

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1、某冶金机械修造厂总降压变电所及配电系统设计发霰理工大学本科毕业设计说明书某冶金机械修造厂总降压变电所及配电系统设计THEDESIGNOFMETA11URGICA1MACHINERYREPAIRYARD,STEP-DOWNSUBSTATIONANDDISTRIBUTIONSYSTEM学院（部）：电气与信息工程学院专业班级：电气08-5班学生姓名：周波指导教师：李红月讲师2012年6月某冶金机械修造厂总降压变电所及配电系统设计摘要本文全面介绍了某煤矿地面35kV变电所的设计。文中对该变电所的负荷计算与变压器的选择、供电系统的拟定与短路计算、变电所电器设备的选择、继电保护方案的拟定与整定与变电所的防

2、雷与接地皆有全面的说明。特别对主接线的选择,变压器的选择,还有一些电气设备如断路器、电流互感器、电压互感器等的选择与校验作了全面的说明与分析。本次设计的内容紧密结合实际，通过查找大量有关资料，设计出符合当前要求的变电所。设计中除使用了一些固定方式的保护与常规保护，通过电力监控综合自动化系统，能够使变电站内值班人员或者调度中心的人员及时掌握变电所的运行情况，直接对设备进行操作，及时熟悉故隙情况，并迅速进行处理，达到供电系统的管理科学化、规范化、同时还能够做到与其他自动化系统互换数据，充分发挥整体优势，进行全系统的信息综合管理。在本次设计中，得到了学校老师、同学的耐心指导与大量帮助，在此对他们表示

3、衷心的感谢与崇高的敬意。关键词：短路电流计算继电保护断路器THEDESIGNOFMETA11URGICA1MACHINERYREPAIRYARD,STEP-DOWNSUBSTATIONANDDISTRIBUTIONSYSTEMABSTRACTThispaperintroducessomscoa1mine35kVsubstationdesignground.Inthispaper,the1oadca1cu1ationandtransformersubstationofchoice,powersupp1ysystemwithshortcircuitca1cu1ation,substationwor

4、kede1ectica1,re1ayprotectionschemewithsettingandworkedthe1ightningprotectionandgroundingsubstationisdetai1edinstructions.Ita1sodiscussesthechoiceofmainwiring,highpressureequipmentanda11kindsoftheprotectionofre1ay,theca1cu1ationof1oad,shortcurrentandsoonindetai1,especia11y,thechoiceofmainwiring,trans

5、formerandsomee1ectricequipmentsuchascircuitbreaker,currentandVo1tagesensor.Itshowsmainwiringofsubstation,thedistributionofp1aneandsomeprotectionequipmentofThedesignnoton1yadoptssomestab1e-formandgenera1protectionsbuta1soadoptsPCprotection.Thesynthetica1automationsystemofe1ectricpowersupervision,whic

6、hcanmakeworkersondutycontro1thesituationofsubstationtime1y,operatetheequipmentsdirect1y,knowthebreakdownanddea1withitwithoutde1ay,sothatthesystemofpowersupp1yisscientificandstandardinmanagement.What,smore,itcanexchangedatawithotherautomaticsystemsandgivefu11p1aytowho1eadvantageinordertomanageinforma

7、tionina11systemsasawho1e.KEYWORD:theca1cu1ationofshortcurrent,theprotectionofre1ay,circuitbreaker目录摘要IABSTRACTH1绪论11.1 论文背景及目的11.2 论文研究方法11.3 供电设计的要紧内容12负荷计算与变压器选择22.1 计算负荷定义21 .1.1计算负荷目的22 .1.2计算负荷方法22.2冶金厂用电负荷计算22.3功率因数的改变52.4主变压器的选择62. 4.1变压器的分类63. 4.2变压器台数选定原则64. 4.3变压器容量选择原则75. 4.4变压器容量确定73导线截面

8、的选择93.1 电线、电缆截面选择93.2 经济电流密度选择原则从两方面考虑94主接线的确定与短路计算114.1 变配电所类型的选择114.2 接线图的意义与目的114.2.1主接线的设计原则与要求114.2.2主接线124.2.3桥形接线124.2.4单母线分段接线134.3短路电流的分类与计算方法144.3.1短路的原因144.3.2短路的种类144.3.3短路的危害144.3.4短路电流计算的目的144.3.5短路电流计算的标幺值法144.3.6短路电流计算154.4短路电流计算过程164. 4.1根据材料能够绘出如下的等效电路图165. 4.2各母线短路电流计算过程165电气设备的选择

9、185.1 电气设备选择的通常条件185.1.1 电气设备选择的通常原则185.1.2电气设备选择的技术条件185.1.3环境条件195. 2各类电气设备的选择205. 2.1断路器的选择206. 2.2隔离开关的选择207. 2.3配电所高压开关柜的选择206变电所二次回路246. 1二次回路的定义与分类246.2 电测量仪表与绝缘监视装置246. 2.1电测量仪表247. 2.2绝缘监视装置246.3 供电系统的自动装置257继电保护方案及整定267.1 概述267.2 故障的危害及继电保护的任务277.3 继电保护的优化配置及整定原则277.4 供电系统继电保护配置情况287.5 对电力

10、变压器的保护287.5.1 瓦斯保护287.5.2 变压器的电流速断保护29753变压器的过电流保护307.5.4 变压器的过负荷保护307.5.5 高压线路的继电保护318变电所室内外布置328.1 电气总平面布置的特点328.2 变电站土建要求328.3 电气照明339变电所防雷保护及接地359.1 变电所的防雷359.1.1 变电所的防雷设计原则359.1.2 变电所的防雷措施359.1.3 变电所要紧防雷设备369.2 变电所的接地设计389.2.1 设计原则389.2.2 简单接地设计39结论39参考文献40致谢411绪论1.1 论文背景及目的电能是一种清洁的二次能源。由于电能不仅便

11、于输送与分配，易于转换为其它的能源，而且便于操纵、管理与调度，易于实现自动化。在目前各类形式的能源中，电能具有如下特点：易于去其它形式的能源相互转化；输配电简单经济；能够精确操纵、调节与测量。因此，电能在工业生产与人民日常生活中得到广泛应用，生产与输配电能的电力工业相应得到极大进展。本论文要紧对冶金机械修造厂进行全面的配电系统设计。1.2 论文研究方法对与冶金机械修造厂全厂总降压变电所及配电系统设计这个题目，要结合基本理论的系统性与有用性，围绕供电技术的基本知识来确认工程设计的方法。对论文每一步都一定要遵循国家的线性技术标准与设计规范来设计。1.3 供电设计的要紧内容供电系统的设计是根据电力用

12、户所处地理环境、地区供电条件、工程设计所提的用电负荷资料进行的。供电设计通常分两个阶段，初步设计阶段与施工图设计阶段。初步设计要紧落实供电电源及供电方式，确定供电系统的方案；施工图设计阶段一句初步设计的方案具体绘制主接线图。本篇设计论文的内容有：先完成一篇外文论文的阅读与翻译工作；按照设计所提供的用电设备资料来计算负荷；通过进行无功补偿来提高系统的功率因素；根据负荷等级与计算负荷，选定供电电源、电压等级与供电方式；根据环境与计算负荷来选择变电所位置、变压器数量与容量；确定变配电所的最佳主接线的方案；选择并校验电气设备及配电网络载流导体截面；继电保护系统设计与参数整定计算；对系统进行防雷设计与接

13、地设计；归纳设计的计算部分编成计算书；绘制供电系统主接线图。2负荷计算与变压器选择2.1 计算负荷定义所谓负荷计算，是指对某一线路中的实际用电负荷的运行规律进行分析，从而求出该线路的计算负荷的过程。负荷计算与计算负荷，是两个不一致的概念，不可混淆。在现行的设计规范中，负荷计算的内容不仅包含确定计算负荷，还包含确定尖峰电流与确定一极、二级负荷的容量已及季节性负荷的容量。2.1.1 计算负荷目的计算负荷是供电设计计算的基本根据，计算负荷确定得是否正确合理，直接影响到电器与导线电缆的选择是否经济合理。如计算负荷确定过大，将使电器与导线选得过大，造成投资与有色金属的消耗浪费，如计算负荷确定过小又将使电

14、器与导线电缆处子过早老化甚至烧毁，造成重大缺失，由此可见正确确定计算负荷重要性。2. 1.2计算负荷方法目前负荷计算常用需要系数法、二项式法、与利用系数法,前二种方法在国内设计单位的使用最为普遍。此外还有一些尚未推广的方法如单位产品耗电法、单位面积功率法、变值系数法与ABC法等.常使用需用系数法计算用电设备组的负荷时，应将性质相同的用电设备划作一组，并根据该组用电设备的类别，查出相应的需用系数K,然后按照表一给出的公式求出该组用电设备的计算负荷。此设计使用的是需用系数法来对电力负荷计算的。3. 2冶金厂用电负荷计算D荷也称计算容量或者最大需要负荷，它是个假定的等效的持续性负荷，其热效应与同一时

15、间内实际的不一定恒稳的负荷所产生的最大热效应相等。在配电设计中，通常使用能让中小截面导体达到稳固温升的时间段（3Omin）的最大平均负荷作为按发热条件选择配电变压器、导体及有关电器的根据，并用来计算电压缺失与功率消耗。在工程上为方便计，也可作为电能消耗量及无功功率补偿的计算根据。2）有关电力负荷的理论根据：在所计算的范围内（如一条干线、一段母线或者一台变压器），用电设备组的计算负荷并不等于其设备容量，两者之间存在一个比值关系，因此引进需要系数的概念，即用电设备组的有功计算负荷应为(21)，77W1式中k设备组同时使用系数K1设备组的平均加权负荷系数设备的平均加权效率IIW1配电线路的平均效率令右”=KEK1则K”就称之需要系数。由式（21）可知Kd的n:7w1定义式为：Kd=尴七形成该系数的原因有：用电设备的设备容量是指输出容量，它与输入容量之间有一个额定效率；用电设备不一定满负荷运行，因此引入负荷系数；用电设备本身及配电线路有功率损耗，因此引入一个线路