工厂供电变电所毕业设计

I工厂供电毕业设计摘要为使工厂供电工作很好地为工业生产服务，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并做好节能工作，本设计在大量收集资料，并对原始资料进行分析后，做出35kV变电所及变电系统电气部分的选择和设计，使其达到以下基本要求：1、安全在电能的供应、分配和使用中，不发生人身事故和设备事故。2、可靠满足电能用户对供电可靠性的要求。3、优质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少，运行费用低，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，又合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，既照顾局部的当前的利益，又要有全局观点，顾全大局，适应发展。按照国家标准GB50052-95《供配电系统设计规范》、GB50059-92《35~110kV变电所设计规范》、GB50054-95《低压配电设计规范》等的规定，工厂供电设计遵循以下原则：1、遵守规程、执行政策；遵守国家的有关规定及标准，执行国家的有关方针政策，包括节约能源，节约有色金属等技术经济政策。2、安全可靠、先进合理；II做到保障人身和设备的安全，供电可靠，电能质量合格，技术先进和经济合理，采用效率高、能耗低和性能先进电气产品。3、近期为主、考虑发展；根据工作特点、规模和发展规划，正确处理近期建设与远期发展的关系，做到远近结合，适当考虑扩建的可能性。4、全局出发、统筹兼顾。按负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件等，合理确定设计方案。工厂供电设计是整个工厂设计中的重要组成部分。工厂供电设计的质量直接影响到工厂的生产及发展。关键词：节能配电安全合理发展III目录摘要··························IABSTRACT················错误!未定义书签。1绪论·························11.1设计题目······················11.2设计依据······················11.2.1工厂总平面布置图（略）··············11.2.2全厂各车间负荷情况汇总表。············11.2.3供用电协议。···················21.2.4工厂的负荷性质··················31.2.5工厂的自然条件··················31.3设计任务及设计大纲·················31.3.1高压供电系统设计·················31.3.2总变电所设计···················41.4设计成果······················41.4.1设计说明书····················41.4.2设计图纸·····················52供电电压等级选择···················62.1电源电压等级选择··················6IV3全厂负荷计算·····················63.1变电所的负荷计算··················63.1.1用电设备的负荷计算················63.1.2变压器损耗估算··················83.1.3无功功率补偿计算·················93.1.4变压器选择···················104系统主接线方案的选择················114.1方案1：单回路高压线路—变压器组、低压单母线分段主接线114.2方案2：双回路高压线路—变压器组、低压单母线分段主接线114.3方案的比较与选择·················115变电所位置及变压器、配电装置选择··········135.1变电所位置····················135.2变压器选择····················135.3所用变压器选择··················135.3配电装置选择···················146短路电流计算····················156.1确定计算电路及计算电抗··············156.2最大运行方式下的短路点计算············166.3最小运行方式下的短路点计算············177高压电气设备的选择·················20V7.135KV架空线的选择················207.210KV母线的选择·················217.3高压断路器的选择·················227.4高压隔离开关的选择················247.5电流互感器的选择·················257.6电压互感器的选择·················277.7.10KV高压柜的选择················308继电保护装置设计··················318.1.继电保护配置··················318.2主变压器保护的继保整定··············329接地及防雷设计···················359.1防雷设计·····················359.2接地设计·····················36致谢························37参考文献目录·····················39附录1：设备汇总一览表················40附录2：所区平面布置图················4111绪论1.1设计题目某电机制造厂总降压变电所及高压配电系统设计1.2设计依据1.2.1工厂总平面布置图（略）1.2.2全厂各车间负荷情况汇总表。车间名称Pe/kWKdcosφ电机修理车间23000.60.7机械加工车间8800.650.65新品试制车间6500.550.6原料车间5500.350.65备件车间5600.50.7锻造车间1800.60.65锅炉房2600.90.8空压房3020.80.65汽车库560.50.7线圈车间3280.550.65半成品试验车间7500.650.75成品试验车间25640.350.6加压站（10KV转供负荷）2740.550.65设备处仓库（10KV转供负荷）6540.550.75成品试验站内大型集中负荷38740.650.7521.2.3供用电协议。1）当地供电部门可提供两种电源：①从某220/35KV区域变电站提供电源，该站距离厂南5公里；②从某35/10KV变电所，提供10KV备用电源，该所距离厂南5公里。2）配电系统技术数据。（1）区域变电站35KV母线短路数据为：运行方式电源35千伏母线短容量说明系统最大运行方式时S（3）dmax=580兆伏安系统最小运行方式时S（3）dmin=265兆伏安（2）配电系统kVkVkVkVtops3）供电部门对工厂提出的技术要求：①区域变电站35KV馈电线路定时限过流保护装置的整定时间为31.8秒，要求厂总降压变电所的保护动作时间不大于1.3秒。②工厂在总降压变电所35KV侧计量。③功率因素值应在0.9以上。1.2.4工厂的负荷性质①本工厂大部分车间为一班制，少数车间为两班或三班制，年最大负荷利用小时数为2500小时。②锅炉房提供高压蒸汽，停电会使锅炉发生危险。由于距离市区较远，消防用水需要厂方自备。因此，锅炉房要求较高的可靠性。1.2.5工厂的自然条件（1）年最高气温为40℃，年最低气温5℃，年平均气温为10℃。（2）站所选地址地质以粘土为主，地下水位3-5米。（3）风向以东南风为主。1.3设计任务及设计大纲1.3.1高压供电系统设计根据供电部门提供的资料，选择本厂最优供电电压等级。41.3.2总变电所设计1）主结线设计：根据设计任务书，分析原始资料与数据，列出技术上可能实现的多个方案，经过概略分析比较，留下2-3个较优方案进行详细计算和分析比较（经济计算分析时，设备价格、使用综合投资指标），确定最优方案。2）短路电流计算：根据电气设备选择和继电保护的需要，确定短路计算点，计算三相短路电流，计算结果列出汇总表。3）主要电气设备选择：主要电气设备的选择，包括断路器、隔离开关、互感器、导线截面和型号、绝缘子等设备的选择及效验。选用设备型号、数量、汇总设备一览表。4）主要设备继电保护设计：包括主变压器、线路等元件的保护方式选择和整定计算。5）配电装置设计：包括配电装置形式的选择、设备布置图。6）防雷、接地设计：包括直击雷保护、进行波保护和接地网设计。1.4设计成果1.4.1设计说明书包括对各种设计方案分析比较的扼要说明，并附有必要的计算及表格。51.4.2设计图纸1）降压变电所电气主结线图。2）变电所平面布置图3）主变压器保护原理接线图。62供电电压等级选择2.1电源电压等级选择根据供电协议可知，当地供电部门可提供电源为两种：主电源为厂南的某220/35KV区域变电站提供，10kV备用电源为厂南的某35/10KV变电所提供，因此可以考虑本厂总降压变电所主电源采用35kV电压等级，经过变压后采用10kV输送至各个车间变电房降压至0.4kV直供负荷。同时采用10kV作为保安电源，为锅炉房等一级负荷提供备用电源。3全厂负荷计算3.1变电所的负荷计算3.1.1用电设备的负荷计算根据设计任务书的要求，按照需要系数法及以下计算公式KdPePj21/COSPjQj22QjPjSjUeSjIj3/得各项数据列表如下（下表数据均为35kV侧）：用电设备Pe/kWKdCosφ计算负荷Pj/kWQj/kVASj/kVAIj/A7电机修理车间23000.60.713801407.61971.2332.52机械加工车间8800.650.65572669.24880.3814.52新品试制车间6500.550.6357.5475.48594.889.83原料车间5500.350.65192.5225.23296.284.89备件车间5600.50.7280285.6399.966.6锻造车间1800.60.65108126.36166.232.74锅炉房2600.90.8234175.5292.54.83空压房3020.80.65241.6282.67371.856.13汽车库560.50.72828.56400.66线圈车间3280.550.65180.4211.07277.664.58半成品试验车间7500.650.75487.5429649.3810.72成品试验车间25640.350.6897.41193.541493.2724.678加压站（10KV转供负荷）2740.550.65150.7176.32231.953.82设备处仓库（10KV转供负荷）6540.550.75359.7316.54479.157.91成品试验站内大型集中负荷38740.650.750.882518.12215.933357.2055.39合计7987.48218.6411501.92189.81有功负荷同时系数取95.0kP无功负荷同时系数取97.0kq7588.037927.0810527.37173.663.1.2变压器损耗估算ΔPb=1%Sj=0.01×10527.37=105.27kwΔQb=5%Sj=0.05×10527.37=526.37kvar93.1.3无功功率补偿计算从设计任务书的要求可知，工厂35kV高压侧进线在最大负荷时，其功率因素不应小于0.9，考虑到变压器的无功功率损耗ΔQb，远远大于有功功率损耗ΔPb，因此，在变压器的10kV侧进行无功功率补偿时，其补偿后的功率因素应稍大于0.9，现设cosφ=0.95，则10kV侧在补偿前的功率因素为:Pj/Sj1cos37.10527/03.758872.0因此，所需要的补偿容量为：)21(tgtgPjQc)95.0arccos72.0arccos(03.7588tgtg