35kv总降压变压器的设计

安徽工业大学工商学院毕业设计（论文）说明书第1页安徽工业大学工商学院毕业设计（论文）说明书专业自动化班级0941姓名许圣希学号091844134指导教师张国莉二○一三年月日安徽工业大学工商学院安徽工业大学工商学院毕业设计（论文）说明书第2页毕业设计(论文)任务书课题名称某机械厂35KV总降压变电所的电气设计系别自动化专业班级0941姓名许圣希学号091844134三毕业设计（论文）的主要内容及要求:根据企业用电负荷的实际情况，并考虑到工厂生产的发展，按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求，确定变电所主变的台数、容量与类型，选择变电所主接线方案及高低压设备和进出线，确定二次回路方案，选择整定继电保护，确定防雷和接地装置。指导教师签字：张国莉日期：2013年2月27日填写说明：任务书封面请用鼠标点中各栏目横线后将信息填入，字体设定为楷体－GB2312、四号字；在填写毕业设计（论文）内容时字体设定为楷体－GB2312、小四号字。安徽工业大学工商学院毕业设计（论文）说明书第3页课题名称：某机械厂35kv总降压变电所的电气设计指导教师：张国莉职称：高工专业班级：学生姓名：许圣希课题要求：1、负荷计算和无功功率补偿；2、主变压器台数、容量与类型的选择；3、主接线方案的设计；4、短路电流的计算；5、一次设备的选择与校验；6、变电所进出线的选择与校验；7、二次回路方案的选择及继电保护的整定；8、防雷保护和接地装置的设计。进度安排：1、第1~2周，熟悉与毕业设计有关的基本知识、2、第3~5周，查阅相应资料，消化掌握供配电等方面的相关知识，并进行外文资料的翻译；3、第6~11周，进行课题的方案及各个单元电路的设计；4、第12~13周，撰写毕业设计论文；5、第15~16周，毕业答辩。安徽工业大学工商学院毕业设计（论文）说明书第4页中文摘要随着电力行业的不断发展，人们对电力供应的要求越来越高，特别是供稳固性、可靠性和持续性。然而电网的稳固性、可靠性和持续性往往取决于变电所的合理设计和配置。一个典型的变电站要求变电设备运行可靠、操作灵活、经济合理、扩建方便。出于这几方面的考虑，本文详细介绍了黄河水泥厂35kV降压变电所的设计。文中对主接线的选择、高压设备的选择、负荷计算、短路电流计算,继电保护选择和整定计算皆有详细的说明。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校验作了详细的说明和分析。其中还对变电所的主接线，平面布置等通过CAD制图直观的展现出来。本次设计的内容紧密结合实际，通过查找大量相关资料，设计出了符合当前要求的变电所。在设计的过程中，得到了学校老师、同学的耐心指导和大量帮助，在此对他们表示衷心的感谢和崇高的敬意。关键词35kV变电所电气主接线、短路电流计算、高压电气设备、继电保护安徽工业大学工商学院毕业设计（论文）说明书第5页Abstract：Alongwiththecontinuousdevelopmentofelectricindustry,peoplerequireincreasinglydemandofpowersupply,especiallythestability,reliabilityandcontinuityofit.Whilethestability,reliabilityandcontinuityofpowergridisdeterminedbytherationaldesignandconfigurationofsubstation.Thispaperdescribesthestep-downdesignsubstation35kVYellowCementDesign.Italsodiscussesthechoiceofmainwiring,highpressureequipmentandallkindsoftheprotectionofrelay,thecalculationofload,shortcurrentandsoonindetail,especially,thechoiceofmainwiring,transformerandsomeelectricequipmentsuchascircuitbreaker,currentandVoltagesensor.Itshowsmainwiringofsubstation,thedistributionofplaneandsomeprotectionequipmentofhighandlowVoltagebythegraphicsofCAD.Keywords：35kVsubstationmainelectricalconnectiontable,thecalculationofshortcurrent,theprotectionofrelay,安徽工业大学工商学院毕业设计（论文）说明书第6页目录1.绪论1.1某重型机械制造厂35KV总降压变电所电气设计原始资料设计原始资料：（1）工厂总平面布置图（2）生产任务、规模及产品规格：本厂承担某大型钢铁联合企业各附属厂的大（3）型电机、变压器、锅炉配件制造任务。年生产规模为制造大型电机配件7500台，总容量为45万kw，制造电机总容量6万kw，制造单机最大容量为5520kV•A；生产电气配件60万件。本厂为某大型钢铁联合企业重要组成部分。（4）工厂各车间负荷情况及转供负荷情况如表1所示。（5）供电协议：1）当地供电部门提供两个供电电源，共设计者选用。从某220/35kV区域变电所提供电源，该变的所距厂南10km。从某220/35kV区域变电所提供电源，该变的所距厂南5km。2）电力系统短路数据如表2所示。3）供电部门提出的技术要求：a)区域变电所35kV馈出线定时限过电流保护整定时间为1.8s，某变电所35kV馈出线过电流保护整定时间为1.1s。b)工厂最大负荷时功率因数不得低于0.9。c)在总降压变电所35kV侧进行计量。d)供电贴费为700元/(kV•A)，每月电费按两部分电价制：基本电费为18元/(kV•A)，动力电费为0.4元/(kV•A)，照明电费为0.5元/(kV•A)。e)工厂负荷性质。本厂大部分车间为一班制，少数车间为两班制或三班制，年最大有功负荷利用小时数为2300h。锅炉房供生产用安徽工业大学工商学院毕业设计（论文）说明书第7页高压蒸汽，停电会使锅炉发生危险，又由于该厂距离市区较远，消防用水需要厂方自备。锅炉房供电要求有较高的可靠性，其中60%为一、二级负荷。f)工厂自然条件：•气象资料。年最高气温31OC，年平均气温20OC，年最低气温-27OC，年最热月平均最高气温31OC，年最热月地下0.7~1m处平均温度20OC，常年主导风向为南风。年雷暴日37天。•地质水文资料。平均海拔31m，地层以沙质粘土为主且可耕地，自然接地电阻10Ω，地下水位3~5m，地耐压力为20t/m2。1.2本课题研究的目的和意义目前发达国家电力技术发展比较成熟，都已经走向输电超高压化，变电所值班无人化，继电保护智能化等。而我国电力行业发展虽有了明显的进步，但与许多国家相比发展进度还比较迟缓，有许多的漏洞和问题。我国现在所设计的常规变电所最突出的问题是设备落后，结构不合理，占地多，投资大，损耗高，效率低，尤其是在一次开关和二次设备造型问题上，从发展的观点来看，将越来越不适应我国城市和农村发展的要求。所以，这就需要我们新一代的接班人努力研究、开拓创新，将问题减少，使我国电力技术的发展走向世界的前列。我选择设计本课题，是对自己已学知识的整理和进一步的理解、认识，学习和掌握变电所电气部分设计的基本方法培养独立分析和解决问题的工作能力及实际工程设计的基本技能。同时也是大学4年所学的有关理论知识，结合相关的参考资料，对所有知识的一次综合运用，把理论知识和实践相结合，根据国家电力行业相关规范，开拓新思维，总结和反映大学的收获，也起一个很好的见证。35kV变电所是电力配送的重要环节，也是电网建设的关键环节。变电所设计质量的好坏，直接关系到电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行，为满足城镇负荷日益增长的需要，提高对用户供电的可靠性和电能质量。变电站是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行，是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。安徽工业大学工商学院毕业设计（论文）说明书第8页1.3本课题所涉及的问题在国内（外）研究现状及分析我国电力工业自动化水平正在逐年提高。20MW及以上大型机组以采用计算机监控系统，许多变电所以装设微机综合自动化系统，有些已实现无人值班，电力系统已实现调度自动化。迄今，我国电力工业已进入了大机组，大电厂，大电力系统，高电压和高自动化的新阶段。我国在城乡电网改造与建设中不仅中低压变电站采用了自动化技术实现无人值班,而且在220kV及以上的超高压变电站建设中也大量采用自动化新技术,从而大大提高了电网建设的现代化水平,增强了输配电和电网调度的可能性,降低了变电站建设的总造价,这已经成为不争的事实,也是目前变电站建设的主要模式.综合自动化的系统性要求极强,特别是结合了全站的操作防误系统,要求变电站建设一期工程越齐越好,而这在高电压等级的变电站建设中几乎是不可能的；扩建工程的操作防误闭锁逻辑实际验证困难,特别是牵涉到母线类的；一次设备电动操作全部受控于监控系统.监控系统的误动出口必须绝对禁止,对IO设备的运行可靠性要求很高；这是目前国内外在变电所设计中所面临的问题与挑战。变电所综合自动化已成为当前变电所设计应用中的热门课题和发展的必然趋势。在一些工业发达国家中，配电自动化系统受到了广泛的重视，国外的配电自动化系统已经形成了集变电所自动化、馈线分段开关测控、电容器组调节控制、用户负荷控制和远方抄表等系统于一体的配电网管理系统（DMS），其功能已多达140余种。从国外配电自动化系统采用的通信方式看，尚没有一种通信技术可以很好地满足于配电系统自动化所有层次的需要。在一个配电自动化系统内，往往由多种通信技术组合成综合的通信系统，各个层次按实际需要采用合适的通信方式。安徽工业大学工商学院毕业设计（论文）说明书第9页2负荷计算2.1负荷分级根据用电设备在工艺生产中的作用，以及供电中断对人身和设备安全的影响，电力负荷通常可分为三个等级：一级负荷：为中断供电将造成人身伤亡，或重大设备损坏难以修复带来极大的政治经济损失者。一级负荷要求有两个独立电源供电。本矿属于国有能源部门，其中断供电将有可能造成人员伤亡及重大经济损失，属于一级负荷。二级负荷：为中断供电将造成设备局部破坏或生产流程紊乱且需较长时间才能恢复或大量产品报废，重要产品大量减产造成较大经济损失者。二级负荷应由两回线路供电，但当两回线路有困难时（如边远地区）允许由一回架空线路供电。三级负荷：不属于一级和二级负荷的一般电力负荷，三级负荷对供电无特殊要求，允许长时间停电，可用单回线路供电。本例属于比较重要的工场，其供配电采用两条进线，下设两个35KV的电力变压器。2.2负荷具体计算目前，负荷计算常用需用系数法、利用系数法和二项式法。本设计采用需用系数法进行负荷计算，步骤如下：需用系数法：用设备功率乘以需用系数和同时系数，直接求出计算负荷。这种方法比较简便，应用广泛，尤其适用于配、变电所的负荷计算。(1)用电设备分组，并确定各组用电设备的总额定容量。(2)用电设备组计算负荷的确定。用电设备组是由工艺性质相同需要系数相近的一些设备合并成的一组用电设备。在一个车间中可根据具体情况将用电设备分为若干组，在分别计算各用电设备组的计算负荷。其计算公式为:安徽工业大学工商学院毕业设计（论文）说明书第10页NxcaPKP（2-1）tancacaPQ（2-2）22cacacaQPS（2-3）)3(ncacaUSI（2-4）caP、caQ、caS——该用电设备组的有功、无功、视在功率计算负荷；NP——该用电设备组的设备总额定容量；tan——功率因数角的正切值；nU——额定电压；caI——该用电设备组