扬州大学毕业设计

1本 科 生 毕 业 设 计毕 业 论 文 题 目 小纪电机厂双回路 10KV 变配电所设计 学 生 姓 名 黄小灵 所 在 学 院 水利与能源动力工程学院 专 业 及 班 级 电气工程及其自动化 电气 1002 指 导 教 师 薛丰进 完 成 日 期 2014 年 06 月 扬州大学本科生毕业设计（论文）2摘要本设计针对小纪电机厂用电负荷的现状、经济及综合技术，等各方面因数素确定了双回路 10kV 变配电所的变压器类型、台数及容量。设计主要内容包括：变配电所的负荷计算；负荷功率因数的确定和无功功率补偿；变配电所位置、变压器台数、容量、和运行形式的选择；变配电所主接线方案；变配电所的短路计算和高低压设备的选择；以及变配电所的电气照明、防雷与接地等。根据电气主接线设计应满足可靠性、灵活性、经济性的要求，本变电所电气主接线的高压侧采用分段单母线接线，低压采用单母线分段的电气主接线形式。本文设计是针对生产实践，通过分析、计算、比较和论证等设计步骤完成了变电所电气部分设计，能够满足变电所稳定安全供电的要求，符合10kV 及以下变电所设计规范以及工业与民用配电设计手册等相关规范。关键词：变配电；主接线；负荷计算；无功补偿；电气照明；防雷与接地。扬州大学本科生毕业设计（论文）3AbstractThe report uses electricity the load present situation in view of xiaoji electric motor workhouse, synthesized the economy, the technology and so on various aspects factor had determined this school needed the transformer type, a number and the capacity. The main contents include: substation load calculation; identify and load power factor compensation scheme to be taken; substation location, transformer station number, capacity, and run the choice of form; substation Main Wiring; variable the distribution of the short-circuit calculations and high and low voltage equipment selection; and substation electrical lighting, lightning protection and grounding. According to the main line of electrical design should meet the reliability, flexibility, economy requirements, The substation main electrical wiring High Side single-bus wiring, low voltage side of the single-bus above the main electrical wiring form; active power loss, increased energy utilization。This article is designed for the production of practice, through analysis, computation, comparison and verification steps to complete the design of electrical substation design, substation to meet the requirements of a stable and secure power supply，meet “10kV and below substation design specifications“ and “industrial and civil Distribution Design Manual“ and other relevant norms, in particular focus on practicality, advanced, economical, fully reflects the supply and distribution technology.Keywords: transformation and distribution; main wiring; load calculation; reactive power compensation; electrical lighting; lightning protection and grounding.扬州大学本科生毕业设计（论文）4目录目录 .41.负荷等级确定及供电电源 .11.1 工程概况与设计依据 .11.1.1 工程概况 .11.1.2 设计参考项目 .11.2 负荷等级确定 .21.2.1 电力负荷的分级原则规定 .21.2.2 电力负荷等级确定 .21.2.3 供电电源的确定 .32.负荷计算与无功补偿 .52.1 负荷计算 .52.1.1 负荷计算的意义 .52.1.2 用电设备的负荷计算 .52.2 无功补偿 .72.2.1 无功补偿的依据 .72.2.2 确定无功补偿容量 .82.3 总计算负荷确定 .103.变压器选择以及主接线方案的选择 .113.1 变压器的选择 .113.1.1 变压器类型选择 .113.1.2 变压器台数选择 .113.1.3 变压器容量选择 .123.2 变电所电气主接线设计 .133.2.1 变电所电气主接线设计遵循的步骤及基本原则 .133.2.2 变电所电气主接线设计 .143.2.3 低压配电网的接线形式 .154.短路计算与电气设备选择校验 .174.1 短路电流计算 .174.1.1 高压系统短路计算 .174.2 低压电网短路电流计算 .214.3 高压电气设备选择校验 .294.3.1 高压电器选择的一般要求 .294.3.2 高压断路器的选择 .294.3.3 高压熔断器的选择 .304.3.4 电流互感器的选择 .314.3.5 电压互感器的选择 .334.3.6 高压侧避雷器的选择 .344.4 低压电气设备选择校验 .344.4.1 低压选择校验项目 .344.4.2 低压空气断路器选择 .344.4.3 电流互感器选择校验 .365 进出线电缆选择校验 .385.1 高低压母线类型选择及敷设 .38扬州大学本科生毕业设计（论文）55.2 高压进出线电缆选择校验 .385.3 低压出线电缆选择校验 .396 变配电所的二次接线 .426.1 二次接线的概述 .426.1.1 操作电源回路 .426.1.2 电气测量回路 .426.1.3 高压断路器的控制和信号回路 .436.1.4 继电保护回路 .436.2 继电保护设计 .446.2.1 保护配置 .447 配变电所电气装置布置及照明设计 .457.1 变电所的所址与结构形式 .457.1.1 变电所的所址选择 .457.1.2 结构型式 .457.2 变电所的总体布置设计 .457.3 变配电所的具体布置与结构设计 .467.3.1 高压配电装置布置 .467.3.2 变压器布置 .467.3.3 低压配电装置布置 .478 变电所防雷接地装置布置 .488.1 防雷设计 .488.1.1 年平均雷暴日数 .488.1.2 避雷带和避雷网 .488.2 接地类型及要求 .498.3 接地装置设计 .498.3.1 自然接地体和人工接地体 .498.4 接地布置及等电位联结 .50总结 .51致谢 .52参考文献 .53附录 .54扬州大学本科生毕业设计（论文）11.负荷等级确定及供电电源1.1 工程概况与设计依据1.1.1 工程概况小纪电机厂有六个生产车间、锅炉房、食堂、办公楼各 1。两班制工作，年最大负荷利用小数 4000h，其中二车间、三车间、锅炉房为二级负荷。负荷资料大工业电价负荷：（1）一车间动力容量 250kW，照明 50kW。（2）二车间动力容量 300kW，照明 45kW。（3）三车间动力容量 200kW，照明 40kW。（4）四车间动力容量 220kW，照明 45kW。（5）五车间动力容量 180kW，照明 35kW。（6）六车间动力容量 150kW，照明 35kW。（7）锅炉房、食堂动力 100kW，照明 20kW。营业照明电价负荷：办公楼照明 80kW。办公楼分体空调容量 60kW。注：动力设备 Kd=0.65，cos =0.75；照明设备 Kd=0.8，cos =0.7；注：考虑变电所用电 15kW，cos =0.85。各用电设备的负荷等级相应配电要求根据规范确定。1.1.2 设计参考项目 GB50045-95(2001) JGJ/T 16-92 GB50053-94 GB50054-95 GB50052-95 GB50055-93 GB50116-98扬州大学本科生毕业设计（论文）2 GB50057-94(2000) GB/T50311-2000 GB/T50314-2000 GB50200-94 GB50198-94 建设单位委托设计任务书 本院有关专业提供的设计资料1.2 负荷等级确定1.2.1 电力负荷的分级原则规定根据 GB500521995供配电系统设计规范的规定，电力负荷按其对供电可性的要求和意外中断供电所造成的损失和影响，分为一级负荷、二级负荷和三级负荷。如下表所示。表 1.2-1 负荷分级的原则负荷分级 原则定义一级负荷中断供电将造成人身伤亡、发生中毒、爆炸和火灾等情况中断供电在政治、经济上造成重大损失中断供电将有重大政治、经济意义的用电单位的正常工作二级负荷 中断供电在政治、经济上造成较大损失中断将影响重要单位的正常工作三级负荷 不属于一级、二级负荷者1.2.2 电力负荷等级确定根据上述电力负荷的分级原则，小纪电机厂的所有用电单位可分为二级负荷和三级负荷两类。本工程用电设备的负荷等级确定见表 1.2-2。表 1.2-2 负荷等级确定序号 用电设备名称 负荷等级 回路编号1 一车间动力 三级 DL1扬州大学本科生毕业设计（论文）32 一车间照明 三级 ZM13 二车间动力 二级 DL24 二车间照明 二级 ZM25 三车间动力 二级 DL36 三车间照明 二级 ZM37 四车间动力 三级 DL48 四车间照明 三级 ZM49 五车间动力 三级 DL510 五车间照明 三级 ZM511 六车间动力 三级 DL612 六车间照明 三级 ZM613 锅炉房、食堂动力 二级 DL714 锅炉房、食堂照明 二级 ZM715 办公楼照明 三级 ZM816 办公楼空调 三级 KT11.2.3 供电电源的确定线路中有二级负荷，所以我们按照二级负荷的要求供电，因为二级负荷对供电的要求较高，所以,我们选用了两台变压器方案，目的是对二级负荷提供是一主一备两路电源，双回路供电；一共有 16 条回路，变压器应为 2 台，二级负荷电源均采用双回路，一用一备，当一台变压器发生故障时，则另一台变压器对故障变压器主要负荷供电。扬州大学本科生毕业设计（论文）4图 1.2-1 供电系统概图20/38V压压10KV扬州大学本科生毕业设计（论文）52.负荷计算与无功补偿2.1 负荷计算2.1.1 负荷计算的意义计算负荷是确定供电线路导线截面、变压器容量、开关电器以及互感器等的额定参数的重要依据。若要使供配电系统在正常条件下可靠地运行，必须正确选择电力变压器、开关设备及导线、电缆等，这就需要对电力负荷进行计算。计算负荷是确定供电系统、选择变压器容量、电气设备、导线截面和仪表量程的依据，也是整定继电保护的重要数据。计算负荷确定的是否正确合理，直接影响到电器和导线的选择是否合理。如计算负荷确定过大，将使电器和导线截面选择过大，造成投资和有色金属的浪费；如计算负荷确定过小，又将使电器和导线运行时增加电能损耗，并产生过热，引起绝缘过早老化，甚至烧毁，以至发生事故。为此，正确进行负荷计算是供电设计的前提