论文编号:DQ198论文字数:16721,页数:48
摘 要
电能是现代工业生产的主要能源和动力，是实现生产自动化的重要物质基础。变电所是电力系统中对电能的电压和电流进行变换、集中和分配的场所。随着工业电气自动化技术的发展，工厂用电量的迅速增长，对电能质量、供电可靠性以及技术经济指标等的要求也日益增高。电能既易于由其他形式的能量转换而来，也易于转换为其他形式的能量以供应用；电能的输送和分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。
本次某工厂10KV变电所电气系统设计的工厂包括组装车间，电镀车间，焊接车间，金工车间，热处理车间，维修车间，锅炉房，试验站，仓库，办公室等。主要设计的内容是全厂负荷统计,高压进线选择,选择车间变电所变压器台数及其容量等。
通过对设计原始资料的分析，全厂负荷的计算，选择相应的主变压器台数和容量，从而确定其具体的供电系统。再对其初选的系统进行相应的短路计算和高低压设备的选择及校验，选择和校验高低压线路，最后简单的进行继电保护设置的说明。结合课本的基础知识，根据我国变配电所的运行情况以及各种变压器、开关柜、线路等电器设备的标准，进行具体的定量地选择电器设备，最终可以得出具体的关于工厂总降压变配电所供电的系统图。
关键词 变电所，电力负荷，短路电流，变压器
Abstract
Power of modern industrial production of major energy and power, is to achieve an important material basis for production automation. Substation is the place on the electricity power system voltage and current to change, focus and allocation. With the development of industrial electrical automation technology, the rapid growth of electricity consumption in factories, power quality, power reliability, and technical and economic indicators increasingly higher demands. Power is easy to convert from other forms of energy from, but also easily converted to other forms of energy to supply with; power transmission and distribution is simple and economic, and easy to control, regulation and measurement, is conducive to automation of the production process. The 10KV substation of a factory plant electrical system design, including assembly workshop, electroplating shop, welding shop, machine shop, heat treatment shop, maintenance shop, boiler room, test stations, warehouses, offices. The content of the main design load of the whole plant, high pressure into the line selection, select the number of transformers and substation plant capacity, etc.. Through the design of the original data, all plant load calculation, select the appropriate number and capacity of main transformers to determine the specific power supply system. Then the system of its primary short-circuit calculations and the corresponding high and low voltage equipment selection and validation, selection and validation of high voltage lines, and finally a simple set of instructions to relay. Combined with basic knowledge of textbooks, according to China by the operation of distribution and a variety of transformers, switchgears, circuit and other electrical equipment standards for specific quantitative selection of electrical equipment, eventually reached a specific step-down on the total plant substation power system plan. Key words electric load， short-circuit ，current transforme，r substation
目 录
摘要………………………………………………………………………………… II
Abstract ……………………………………………………………………………III
1 绪论 ……………………………………………………………………………1
2 原始资料……………………………………………………………………………………2
2.1 厂区组成及布置…………………………………………………………………………2
2.2 设计资料…………………………………………………………………………………2
2.2.1负荷资料…………………………………………………………………………… 2
2.2.2 供电协议……………………………………………………………………………3
2.2.3 供电系统技术数据…………………………………………………………………3
2.2.4 本厂负荷性质………………………………………………………………………3
2.2.5本厂自然条件………………………………………………………………………3
3 负荷计算和无功补偿 ……………………………………………………………………4
3.1 负荷计算………………………………………………………………………………4
3.2 无功功率补偿 …………………………………………………………………………7
4 高压进线选择 …………………………………………………………………9
4.1 变电所位置选择及要求…………………………………………………………………9
4.2 变电所的主接线图………………………………………………………………………9
5 选择车间变电所变压器台数及其容量………………………………………………11
5.1主变压器的台数选择及其原理………………………………………………………11
5.2各车间变压器的选择…………………………………………………………………11
5.3主变压器类型和台数的选择…………………………………………………………12
6二种主接线比较……………………………………………………………………………13
6.1 设计两种电气主接线……………………………………………………………………13
6.1.1 单母线接线…………………………………………………………………………13
6.1.2 双母线接线…………………………………………………………………………14
6.2 对两种电气主接线进行技术经济比较…………………………………………………15
6.3 拟定全厂供电系统草图…………………………………………………………………16
7短路电流计算……………………………………………………………………………… 17
7.1计算短路电流的目的………………………………………………………………… 17
7.2 短路的原因及危害 ………………………………………………………………… 17
7.3最大运行方式下的短路电流计算 ………………………………………………… 17
7.3.1绘制计算电路…………………………………………………………………… 17
7.3.2确定基准值……………………………………………………………………… 18
7.3.3 计算短路电路中各主要原件的电抗标幺值…………………………………… 18
7.3.4在K-1点的短路总阻抗标幺值及三相短路电流和短路容量………………… 18
7.3.5在K-2点的短路总阻抗标幺值及三相短路电流和短路容量………………… 19
7.4 最小运行方式下的短路电流计算 ………………………………………………… 20
7.4.1确定基准值……………………………………………………………………… 20
7.3.2 计算短路电路中各主要原件的电抗标幺值…………………………………… 20
7.4.3在K-1点的短路总阻抗标幺值及三相短路电流和短路容量………………… 20
7.4.4在K-2点的短路总阻抗标幺值及三相短路电流和短路容量………………… 21
7.5低压电网短路电流的计算 ……………………………………………………………22
高压系统电抗………………………………………………………………… 22
变压器的阻抗……………………………………………………………………22
母线和电缆的阻抗 …………………………………………………………… 22
8高、低压配电装置（柜）选择………………………………………………………… 25
8.1高压设备选择的原则……………………………………………………………………25
8.1.1高压开关柜的选择原则…………………………………………………………… 25
8.1.2短路校验的原则 ……………………………………………………………………25
8.2高压配电装置(柜)的选择 …………………………………………………………… 26
8.3低压配电装置(柜)的选择…………………………………………………………… 29
9高、低压出线选择………………………………………………………………………… 30
9.1线路选择与校验的项目及条件…………………………………………………………30
9.2对10KV侧出线的选择………………………………………………………………… 30
9.3对到各车间埋地电缆的选择……………………………………………………………31
9.4对化工厂架空线的选择…………………………………………………………………31
10继电保护装置设置 ………………………………………………………………………32
10.1系统继电保护及自动装置 ………………………………………………………… 32
10.2对主变压器继电保护装置的设置 ………………………………………………… 33
10.3对各车间变压器的继电保护装置的设置… ……………………………………… 34
11防雷与接地设计………………………………………………………………………… 36
11.1 变电所的防雷保护………………………………………………………………… 36
11.1.1 电力线路的防雷措施………………………………………………………… 36
11.1.2 变配电所的防雷措施…………………………………………………………36
11.2 变电所公共接地装置的设计……………………………………………………… 38
12绘制总变电所供电系统全图……………………………………………………………40
13总结………………………………………………………………………………………… 41
致谢………………………………………………………………………………………………42
参考文献……………………………………………………………………………………… 43
某工厂10KV变电所电气系统设计......