10kV高压配电所配变站主接线设计论文

届 毕 业 设 计 说 明 书第 1 页 共 39 页华北电力大学毕业设计（论文）题目 10kV 高压配电所主接线设计 专 业 电气工程及其自动化 班 级 2012 级 学生姓名 某某 指导教师 某某人 成人教育学院2014 年 10 月 15 日届 毕 业 设 计 说 明 书第 2 页 共 39 页华北电力大学成人教育学院毕业设计（论文）任务书姓名 某某 专业 电气工程及其自动化 班级 12 级毕业设计（论文）题目 10KV 高压配电所主接线设计毕业设计（论文）工作起止时间2014.8.8-2014.12.9 地点 佛山站毕业设计（论文）的内容：变电站是电力系统的重要组成部分，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，直接影响整个电力系统的安全与经济运行。10kV 降压变电所电气一次系统设计应根据一般变电所设计的步骤进行设计，要求根据用电负荷实际情况，并适当考虑发展，按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求，确定变电所的位置与形式，确定变电所主变压器的参数、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，确定一次回路方案，确定防雷和接地装置，最后按要求写出设计说明书，绘制设计图纸。毕业设计（论文）的要求：1 熟悉 10kV 变电所一次系统设计的原理、规程；2 根据提供的变电所的基本数据资料和负荷进行设计；3 负荷计算及无功功率补偿；4 设计本变电所的电气主接线，选出数个电气主接线方案进行比较，确定一个较佳方案；5 工厂配电所位置选择；6 进行必要的短路电流计算；7 选择所需的电气设备；8 防雷接地设计；9 绘制变电所电气主接线图；10严格按规范格式完成论文。指导教师签名： 届 毕 业 设 计 说 明 书第 3 页 共 39 页摘要:电能是现代工业生产的主要能源和核心动力。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应用；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。在企业工厂里，电能虽然是工业生产的主要能源和动力，但是它在产品成本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，并不在于它在产品成本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，降低生产成本，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，如果工厂的电能供应突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果。 可见，做好工厂供电工作对于发展工业自动化生产，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 1。关键词：供电系统； 负荷计算； 主变压器； 设备选择届 毕 业 设 计 说 明 书第 4 页 共 39 页目录第一章 对金属加工厂基础材料的分析 .51.1 分析该资料的目的 .51.2 负荷资料 .6第二章 负荷计算和无功功率补偿 .72.1 负荷计算 .72.1.1 负荷计算的方法 .72.1.2 负荷计算 .82.2 功率因素和无功功率补偿 .17第三章 工厂变配电站位置和型式及变压器的选择 .193.1 工厂变电站位置的选择 .193.2 变压器台数的确定 .193.3 变压器容量确定 .203.4 变压器类型的选择 .20第四章 变电站主接线方案的设计 .214.1 变电所主接线方案选择与技术比较 .214.1.1 高压侧主接线的选择 .214.1.2 低压侧主接线的选择 .214.1.3 低压电力线路的接线方式 .224.2 电气主接线的确定 .24第五章 短路电流的计算 .265.1 采用欧姆法进行短路计算 .265.2 短路电流的计算 .26第六章 变电站一次设备的选择与校验 .296.1 高低压成套设备的选择 .296.1.1 高压开关柜的选择 .296.1.2 计量柜的选择 .296.1.3 低压配电屏的选择 .306.2 高压一次设备的选择 .316.2.1 高压断路器的选择 .316.2.2 高压隔离开关的选择 .326.2.3 高压熔断器的选择 .326.3 互感器的选择 .32届 毕 业 设 计 说 明 书第 5 页 共 39 页6.3.1 电流互感器的选择 .326.3.2 电压互感器选择 .336.4 低压一次设备的选择 .336.4.1 低压刀开关的选择 .336.4.2 低压断路器的选择 .346.5 变电站进出线的选择 .36第七章 防雷和接地装置的确定 .417.1 防雷的装置及方案的确定 .417.1.1 防雷装置确定 .417.1.2 防雷方案的确定 .417.1.3 雷电侵入波的保护 .427.2 确定共用人工接地装置 .427.2.1 确定接地电阻允许值 RE(al) .427.2.2 人工接地体的初步敷设方案 .43致 谢 .46届 毕 业 设 计 说 明 书第 6 页 共 39 页第一章 对金属加工厂基础材料的分析1.1 分析该资料的目的由于该典型工厂的规模、各个车间的用电情况、以及各个车间的重要性、自然条件还有供用电协议对经济的束缚对设备的选择及其重要，所以做以下分析。1.2 负荷资料负载的大小用电设备总安装容量为：2623kW计算负荷（10KV 侧）有功：1215.0 kW无功：798.7 kvar表 1 金属加工厂各车间负荷统计资料项目 数据车间 设备容量 kWPeKdcostan动力 300 0.3 0.7 1.02照明 6 0.8 1.0 0铸造车间(1)小计 95.0动力 350 0.3 0.65 1.17照明 8 0.7 1.0 0金工车间(2)小计 95.0K动力 150 0.6 0.8 0.75照明 5 0.8 1.0 0装配车间(3)小计 95.0动力 250 0.5 0.8 0.75照明 5 0.8 1.0 0电镀车间(4)小计 95.0K动力 20 0.4 0.8 0.75照明 1 0.8 1.0 0锅炉房(5)小计 95.0届 毕 业 设 计 说 明 书第 7 页 共 39 页动力 360 0.3 0.6 1.33照明 7 0.9 1.0 0机修车间(6)小计 95.0K项目 数据车间 设备容量 kWPedcostan动力 400 0.2 0.65 1.17照明 10 0.8 1.0 0锻压车间 (7)小计 95.0K动力 50 0.7 0.8 0.75照明 1 0.8 1.0 0热处理车 间(8)小计 95.0动力 180 0.3 0.7 1.02照明 6 0.8 1.0 0工具车间 (9)小计 95.0K动力 160 0.2 0.65 1.17照明 4 0.8 1.0 0仓库(10)小计 95.0照明 350 0.7 0.9 0.48生活区小计 95.0K第二章 负荷计算和无功功率补偿2.1 负荷计算2.1.1 负荷计算的方法针对不同类型的工厂和不同类型的负荷，在实践中总结出了各种负荷的计算方法，例如估算法、需要系数法、二项式法等。根据该工厂实际情况车间设备较多且设备容量差别不大故选用需要用需要系数法。届 毕 业 设 计 说 明 书第 8 页 共 39 页2.1.2 负荷计算根据调查和采集该工厂的负荷统计的相关资料，将相关数据带入相关公式即可计算出对应的各物理量。分别计算其有功计算负荷、无功计算负荷、视在计算负荷、计算电流及其该车间的总的有功计算负荷、总的无功计算负荷、总的视在计算负荷、总的计算电流。铸造车间 动力部分：有功计算负荷： =0.3300 =90 kWpked30无功计算负荷： =90 1.02=91.8 kvartanQ视在计算负荷： =90/0.7=128.6 kVAcos30S计算电流： =128.6/（1.730.38）=194.8 AUIN 照明部分：有功计算负荷： =0.86 =4.8 kWpked30无功计算负荷： =0 kvartan视在计算负荷： =4.8 /1=4.8 kVAcos30S计算电流： =4.8/（1.730.22）=12.6 AIN 该车间总的计算负荷：（ 0.95）K总的有功计算负荷： =0.95（90+4.8）=90.1 kWpi3030总的无功计算负荷： =0.9591.8 =87.2 kvarQ总的视在计算负荷： =125.4 kVAS23030总的计算电流： =125.1 /（1.73 0.38 kV）=190 A)(UIN金工车间 动力部分：有功计算负荷： =0.3350 = 105.0kWpked30无功计算负荷： =105.0 1.17=122.9 kvartanQ视在计算负荷： =105/0.65=161.5 kVAcos30S计算电流： =161.5/（1.730.38）=244.7 AUIN 照明部分：有功计算负荷： =0.78=5.6 kWpked30无功计算负荷： =0 kvartan视在计算负荷： =5.6 /1=5.6 kVAcos30S计算电流： =5.6 /（1.730.22）=14.7 AIN 该车间总的计算负荷：（ 0.95）K届 毕 业 设 计 说 明 书第 9 页 共 39 页总的有功计算负荷： =0.95（105+5.6）=105.1 kWpKi3030总的无功计算负荷： =0.95122.9 =116.8kvarQ总的视在计算负荷： =157.1 kVAS23030总的计算电流： =157.1 /（1.73 0.38 kV）=238.03A)(UIN装配车间 动力部分：有功计算负荷： =0.6150 = 90.0kWpked30无功计算负荷： =90.0 0.75= 67.5kvartanQ视在计算负荷： =90.0/0.8=112.5kVAcos30S计算电流： =112.5/（1.730.38）=170.5AUIN 照明部分：有功计算负荷： =0.85=4.0kWpked30无功计算负荷： =0 kvartan视在计算负荷： =4.0 /1=4.0 kVAcos30S计算电流： =4.0 /（1.730.22）=10.5 AIN 该车间总的计算负荷：（ 0.95）K总的有功计算负荷： =0.95（90+4）=89.3 kWpi3030总的无功计算负荷： =0.9567.5=64.1kvarQ总的视在计算负荷： =109.9kVAS23030总的计算电流： =109.9 /（1.73 0.38 kV）=166.5A)(UIN电镀车间 动力部分：有功计算负荷： =0.5250 = 125kWpked30无功计算负荷： =125 0.75= 93.8kvartanQ视在计算负荷： =125/0.8=156kVAcos30S计算电流： =156/（1.730.38）=236.7AUIN 照明部分：有功计算负荷： =0.85=4.0kWpked30无功计算负荷： =0 kvartan视在计算负荷： =4.0 /1=4.0 kVAcos30S计算电流： =4.0 /（1.730.22）=10.5 AIN 该车间总的计算负荷：（ 0.95）K总的有功计算负荷： =0.95（125+4）=122.6 kWpi3030届 毕 业 设 计 说 明 书第 10 页 共 39 页总的无功计算负荷： =0.9593.8=89.1kvarQKi3030总的视在计算负荷： =151.7kVApS2总的计算电流： =151.7 /（1.73 0.38 kV）=229.7A)(30UIN锅炉房 动力部分：有功计算负荷： =0.420 = 8kWpked30无功计算负荷： =8 0.75= 6kvartanQ视在计算负荷： =8/0.8=10kVAcos30S计算电流： =10/（1.730.38）=15.2 AUIN 照明部分：有功计算负荷： =0.81=0.8kWpked30无功计算负荷： =0 kvartan视在计算负荷： =0.8 /1=0.8 kVAcos30S计算电流： =0.8/（1.730.22）=2.1 AIN 该车间总的计算负荷：（ 0.95）K总的有功计算负荷： =0.95（8+0.8）=8.4 kWpi3030总的无功计算负荷： =0.956=5.7 kvarQ总的视在计算负荷： =10.2 kVAS23030总的计算电流： =10.2/（1.73 0.38 kV）=15.5 A)(UIN机修车间 动力部分：有功计算负荷： =0.3360 = 108 kWpked30无功计算负荷： =1081.33