2023年机械厂总降压变电所电气设计.doc

摘　要 根据机械厂提供的负荷及对供电系统的要求，本次设计主要任务是对供电系统进行负荷计算，对总降压变电所及配电系统进行设计。并对主要设备进行选型校验，对主变压器、线路进行保护整定计算，对主、变线路进行防雷保护等。在这次设计中，负荷计算是非常重要的，根据计算结果，可以选择供电系统中线路的导线截面、变压器的型号、电压和电流互感器等主要电气设备的型号。变压器在供电系统中也是重要的设备，掌握了对它的保护和整定计算方法。继电保护装置应用于主要电气设备和二次接线回路中。 通过本次毕业设计，旨在熟悉变电所中供电系统的负荷计算，掌握变电所中二次回路的根本原理，在此根底上对供电系统中的变电所二次接线进行了设计和保护。 关键词：变电所设计；电气主接线；继电保护 第一章 绪 论 5 1.1 设计目的 6 1.2 设计依据 6 1.3 设计要求 7 第二章 负荷计算和无功功率补偿 8 2.1负荷计算 9 2.2确定补偿容量 12 2.3补偿后的计算负荷和功率因数 13 第三章 主变压器台数、容量和类型的选择与变电所的选择 15 3.1变电所的容量 15 3.2变电所位置和型式的选择 15 第四章 变电所主接线方案的设计 17 4.1电气主接线的根本要求 17 4.2电气主接线的原那么 18 第五章 短路计算 20 5.1 短路的原因、后果及其形式 20 5.2 短路电流计算的目的及步骤 21 5.3绘制计算电路 22 5.4确定基准值 22 5.5计算短路电路中各元件的电抗标幺值 23 第六章 变电所一次设备的选择与校验 26 6.1高压断路器的选择 26 6.2 高压隔离开关的选择 26 6.3 高压熔断器的选择 27 6.4 互感器的选择 28 6.5 380V侧一次设备的选择校验 29 6.6 上下压母线的选择 30 第七章 继电保护选择、整定计算 31 7.1变电所继电保护装置 31 1.主变压器的继电保护装置 31 2.保护动作电流整定 31 3.过电流保护动作时间的整定 31 4.过电流保护灵敏度系数的检验 32 7.2装设电流速断保护 32 第八章 降压变电所防雷与接地装置的设计 33 8.1变电所的防雷保护 33 1.直接防雷保护 33 2.雷电侵入波的防护 34 第九章 设计总结 35 第十章 谢   辞 36 参考文献 37 附录 元器件明细表 38 第一章 绪 论 工厂供电，就是指工厂所需电能的供给和分配，亦称工厂配电。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给用；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，但是它在产品本钱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，并不在于它在产品本钱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，降低生产本钱，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。从另一方面来说，如果工厂的电能供给突然中断，那么对工业生产可能造成严重的后果。 做好工厂供电工作对于开展工业生产，实现工业现代化，具有十分重要的意义。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。工厂供电工作要很好地为工业生产效劳，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并做好节能工作，就必须到达以下根本要求： 〔1〕安全: 在电能的供给、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。 〔2〕可靠: 应满足电能用户对供电可靠性的要求。 〔3〕优质: 应满足电能用户对电压和频率等质量的要求 〔4〕经济: 供电系统的投资要少，运行费用要低，并尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗量。 此外，在供电工作中，应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，既要照顾局部的当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应开展。 1.1 设计目的 〔1〕通过该厂变电所的设计培养学生综合运用所学的根底理论知识、根本技能和专业知识进行分析和解决实际问题的能力。 〔2〕掌握中小型工厂供电系统设计计算和运行维护所必须的根本理论和根本技能。 〔3〕掌握供配电设计的根本原那么和方法，深刻理解“安全、可靠、优质、经济〞的设计要求，为今后从事工厂供配电技术奠定一定的根底。 1.2 设计依据 〔1〕工厂负荷情况。 该工厂铸造车间、电镀车间属于二级负荷，其余为三级负荷。低压动力负荷为三相，额定电压为380V；电气照明为单相，额定电压为220V. (2)供电电源情况。 1〕由附近10KV的公用电源干线取得工作电源，干线导线型号LGJ-70,等边三角形排列，线距1m，干线长度10km。干线手段断路器容量为200MVA。此断路器配备有定时限过流保护和点流速断保护，定时限过电流保护动作时间为1.7s。 为了满足工厂二级负荷要求，采用长度为20km架空线路取得备用电源。 2〕变电所最大负荷时功率因数不低于0.9； 3〕其他资料〔平面图、气象、地质水文等〕略。 表1- Error! Bookmark not defined. 工厂负荷情况 厂房编号 厂房名称 负荷类别 设备容量/kW 需用系数 功率因数 1 铸造车间 动力 300 0.3 0.7 照明 6 0.8 1.0 2 电镀车间 动力 250 0.5 0.8 照明 5 0.8 1.0 3 锅炉房 动力 50 0.7 0.8 照明 1 0.8 1.0 4 金工车间 动力 400 0.2 0.65 照明 10 0.8 1.0 5 机修车间 动力 160 0.2 0.65 照明 4 0.8 1.0 6 仓库 动力 20 0.4 0.8 照明 1 0.8 1.0 1.3 设计要求 〔1〕选择变电所主接线方案。 〔2〕确定变电所主变压器的台数和容量、类型。 〔3〕选择上下压设备和进出线。 〔4〕选择整定继电保护装置。 第二章 负荷计算和无功功率补偿 负荷计算 ： 负荷计算的方法有需要系数法、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： 有功功率： Error! Bookmark not defined.Error! Bookmark not defined.Error! Bookmark not defined.x MERGEFORMAT Error! Bookmark not defined.(Error! Bookmark not defined..Error! Bookmark not defined.) 无功功率: 或〔〕 x MERGEFORMAT Error! Bookmark not defined.(Error! Bookmark not defined..Error! Bookmark not defined.) 视在功率:或 x MERGEFORMAT Error! Bookmark not defined.(Error! Bookmark not defined..Error! Bookmark not defined.) 计算电流: x MERGEFORMAT Error! Bookmark not defined.(Error! Bookmark not defined..Error! Bookmark not defined.) 注:由车间干线计算负荷直接相加来计算时，取 ， x MERGEFORMAT Error! Bookmark not defined.(Error! Bookmark not defined..Error! Bookmark not defined.) 总的有功计算负荷为： x MERGEFORMAT Error! Bookmark not defined.(Error! Bookmark not defined..Error! Bookmark not defined.) 总的无功计算负荷为： x MERGEFORMAT Error! Bookmark not defined.(Error! Bookmark not defined..Error! Bookmark not defined.) 总的视在计算负荷为： x MERGEFORMAT Error! Bookmark not defined.(Error! Bookmark not defined..Error! Bookmark not defined.) 总的计算电流为： x MERGEFORMAT Error! Bookmark not defined.(Error! Bookmark not defined..Error! Bookmark not defined.) 2.1负荷计算 根据要求及负荷计算公式，分别计算各车间的,,,，然后列出表格。 1.铸造车间： 〔1〕动力：查表格1得, x MERGEFORMAT Error! Bookmark not defined.(Error! Bookmark not defined..Error! Bookmark not defined.) 〔2〕照明：查表格1得， x MERGEFORMAT Error! Bookmark not defined.(Error! Bookmark not defined..Error! Bookmark not defined.) 2.电镀车间 〔1〕动力：查表格1得， x MERGEFORMAT Error! Bookmark not defined.(Error! Bookmark not defined..Error! Bookmark not defined.) (2)照明：查表格1得， x MERGEFORMAT Error! Bookmark not defined.(Error! Bookmark not defined..Error! Bookmark not defined.) 3.锅炉房： 〔1〕动力：查表格1得， x MERGEFORMAT Error! Bookmark not defined.(Error! Bookmark not defined..Error! Bookmark not defined.) 〔2〕照明：查表格1得，