某钢球厂装配车间10kV变电所及低压配电设计

洛阳理工学院毕业设计（论文）某钢球厂装配车间 10kV变电所和低压配电设计摘 要本设计首先对装配车间整个构造进行规划，结合变电所的供电条件，设备分布及负荷分析，变压器的型号及位置选择。然后进行负荷计算，根据功率因数不小于 0.9 的要求来进行无功补偿计算，确定主接线的方案。在两种方式下短路点电流计算以保证接线正确，所选设备保证能正常运行。其次对变电所一次设备的选择，校验从而来选择高低侧的母线接线，再对高低压侧二次回路的接线选择，设备安装及其保护整定与校验。最后再根据以上计算的条件，进行接地装置和防雷保护。本设计采用两台主干式变压器，另外还有一个备用的以防两台主变压器其中一个发生故障时而备用。对于其负荷计算，无功补偿，以及二次保护的整定校验中均按照有关规定公式计算，对于参数都是根据实际的分析情况而给出的，还有一些性能指标参数，我是根据西安理工大学余建明所主编的第 4 版供电技术上的备注参阅的。变电所主接线采用的是 Yyno 耦合型接线，以保证安全可靠的电力供应。本设计的一次设备在运用方面，我做了一些调查。在保证主接线正确的情况下，从而使电力系统正常运行。针对静电电容器，高压熔断器等，我做了深入的了解并在网上查阅有关性能指标参数，从而保证设计方案正确合理。关键词：低压配电系统，无功补偿，整定校验，短路电流计算洛阳理工学院毕业设计（论文）ISteel ball factory assembly shop 10 kV substation and low power distribution planABSTRACTThe design of the entire first assembly plant construction planning, combined substation power supply conditions, equipment distribution and load analysis, type and location of the transformer. Then load calculation, according to the power factor of not less than 0.9 to the requirements for reactive power compensation calculations to determine the main wiring scheme. the selected equipment to ensure normal operation. Secondly, once the substation equipment selection, check the level in order to select the side of the bus terminal, and then the high and low side of the secondary circuit wiring selection, installation and protection setting and calibration. Finally, according to the conditions of the above calculation, grounding and lightning protection devices.This design uses two main transformers, plus a spare in case one of the two main transformer fault backup sometimes occur. For its load calculation, reactive power compensation, calibration and tuning are a secondary protection in accordance with the relevant provisions of the calculation formula, I was under Xi'an Je Kin Ming University of the editor of the fourth edition of power supply technical notes refer. Substation main connection is used Yyno coupling type connection, in order to ensure safe and reliable supply of electricity.The design of the primary equipment in use, I did some research. In the main terminal to ensure the right circumstances, so that the normal operation of the power system. For electrostatic capacitors, high-voltage fuse, and so on, I do an in-depth understanding of the Internet and Check out the performance parameters, thus ensuring the correct and reasonable design.KEY WORDS: low-voltage distribution system, reactive power compensation, tu-ning calibration, short-circuit current calculation洛阳理工学院毕业设计（论文）II目 录前 言 .1第 1章 变电所电力系统的分析 .21.1 总体分析 .21.1.1 装配车间变电所电力系统的电气设备的分布 .21.1.2 变电所中系统供电的条件 .21.1.3 变电所电力系统的负荷分析 .3第 2 章 电压选择与主变压器容量台数的确定 .42.1 变电所和低压配电供电系统的电压选择 .42.1.1 车间变电所供电系统电源所处位置的要求 .42.2 变压器的台数和容量 .42.2.1 变压器台数的选择原则 .42.3 变压器联结组别号接线的选择 .5第 3 章 变电所电力系统的接线 .73.1 装配车间变电所的位置和型式 .73.2 车间变电所主接线的设计 .7第 4 章 变电所的有关计算 .114.1 变电所装配车间的分布负荷计算 .114.2 变电所电力系统的无功功率补偿 .174.2.1 车间变电所电力系统的无功补偿方式选择 .184.3 变电所电力系统的短路电流计算 .184.3.1 车间变电所电力系统短路的计算目的和方法 .184.3.2 车间变电所的短路电流计算 .19第 5 章 变电所的设备校验与保护 .235.1 变电所供电系统中电气设备的校验 .235.1.1 变电所供电系统中的电气设备选择 .235.1.2 车间变电所一次设备的选择校验 .245.1.3 车间变压所高低压母线的选择 .275.1.4 变电所供电系统母线的选择 .28洛阳理工学院毕业设计（论文）III5.2 变电所二次回路的设计及保护 .295.2.1 高低压侧二次回路接线及电气设备的安装 .295.2.2 二次回路的保护及整定校验 .315.3 变电所电力系统的防雷保护与接地装置 .345.3.1 电力系统防雷保护的设计 .345.3.2 电力系统的接地装置 .35结 论 .36谢 辞 .37参考文献 .38附 录 .39外文资料翻译 .45洛阳理工学院毕业设计（论文）0前 言随着经济发展的需求和生活的改善，电力系统方面也得到了跨越式的变化。近几十年来，由于各个地方电力系统供电负荷的过度消耗，使得发电厂的发电能力和变电站输配电能力的遭到严重影响，进而导致多个省市地域的电力供应不足，一些省市地区表现出限制电量的使用甚至拉闸断电的现象。这就引起了一些发电厂以及变电所也越来越强调电力系统的安全可靠及成本节约的运作模式。现代化国家衡量本国工业发展水平的一个重要标准是该国的电气化程度。如变电站监控技术，可通过远程监控，远程控制和数据采集，反馈的状态信息进行实时跟踪和采集变电站运行，为及时控制事故的危险; 电力系统电气设备的接线图仿真实验对培训变电所的运行维护技术人员起到了提高培训效率的作用，大大缩短了变电所的运行维护技术人的员培训周期，同时也进一步提升了变电所的运行维护技术人员操作人员预防可能发生的事故及处理已经发生的事故的能力，保证了电力系统线路网络的安全可靠性的运行及对异常运行高效合理判断的能力;其它传输技术，如 FACTS 技术的更新，引线键合技术的改进，包括：（1）变电所的运行维护技术人员串联补偿和并联补偿; （2）变电所供电系统线路之间的紧凑规范; （ 3）电力系统无功功率的补偿; 电力系统电气设备的的更新换代与日俱增，甚至到无人值守变电站的情况，通信传输转移到直流输出线路上，电力系统交流转变为直流的传输。电力系统对工业生产，家庭用电以及人们的生活都息息相关。人类只有不断的改进，它才能给我们带来巨大的财富。本次毕业论文仅只对一个小工厂进行变电所低压配电系统设计，它就体现了一些商业潜能，因此电力方面有着很好的发展前景。洛阳理工学院毕业设计（论文）1第 1章 变电所电力系统的分析1.1 总体分析1.1.1 装配车间变电所电力系统的电气设备的分布 钢球厂装配车间承接物料的处理和成型的装配及检修任务，由于考虑到工厂的规模运行，以及厂房的改造需求，装配部门的车间需要建立一个变电所。基于装配车间部门对用电负荷工厂的实际情况，按照电力系统运行的安全可靠性，供电技术的先进性，经济水平程度发展的合理要求，可确定变电所的位置坐落于装配车间的东南角，除了钢球脱磁和装配物料配送之外，也算合理的车间电气设备分布。车间分布构造规划简图如图 1-1：热处理脱磁工艺物料配送站办公室变电所卫生间检修处图 1-1 车间分布构造规划简图钢球厂装配车间中脱磁工艺和检修室变电所低压侧提供三路电源；热处理流程低压侧提供四路电源；1.1.2 变电所中系统供电的条件1. 总电缆线长 400m，供电系统 10KV 的总降压变压器接线应装设架空线。2. 按 200MVA 计量 10kV 母线 200MVA 总降压变电所短路容量。3. 系统供电所需要的发电厂与变电站都不小于 0.9 的最大负载功率因数。洛阳理工学院毕业设计（论文）24. 车间变电所侧的计量为 10kV 侧。1.1.3 变电所电力系统的负荷分析需要系数法是国际社会确定的一种常用的方法计算电力负荷，它最简便并且易于实用。对于计算中确定设备单元的数量来说，二项式法减少了分支和容量的差异，因此它可以和需要系数法的计算进行比较。一个好的照明质量可以保证产品生产的安全与质量的提升，从而保证工人的视力健康以便提高生产效率。工厂的照明质量和工业产品生产的人员设备的安全与产品质量的提升及生产效率有着密不可分的关系，因此我国电气照明的系统设计和安装都按照严格的规范，规定的公式来计算。洛阳理工学院毕业设计（论文）3第 2 章 电压选择与主变压器容量台数的确定2.1 变电所和低压配电供电系统的电压选择2.1.1 车间变电所供电系统电源所处位置的要求1. 按 200MVA 计量 10kV 母线 200MVA 总降压变电所短路容量。2. 车间变电所供电系统降压变电站 10kV 侧系统接线出口定时限过电流保护的保护时间最高设定 top=2 秒。3. 所需要的电厂变电站在不小于 0.9 的最大负载功率因数。2.2 变压器的台数和容量2.2.1 变压器台数的选择原则季节性负荷或负载变化较大，它适用于变电站白天和夜间经济运行的使用，两台变压器可以同时使用以保证供电的可靠性能。当负荷集中和变电容量很大时，可用两个或多个变压器来运行三级负荷。在确定主变电站的数量，电力系统的负载安装上应留有空余。2.2.2 变压器的台数和容量的选择方式1. 车间变电所供电系统主变压器的安装，应使用铜线，容量可以根据 SN 而定型式为 S9 系列油浸式的。与高电压连接的二级负荷应于供电用户相连，联络线来承担。2. 设备的两台主变压器安装，类型也用 S9，每个容量按类型SN·T（0.60.7）S30 选择 S9-1000/10 型低损耗变压器。3. 可从表中可以看出，根据技术指标，两个以上的方案可以承受二级到三级负荷性质供配电，但也可以在主连接方案的安装看出两个主变压器安装稍好于主连接方案的一个主变压器，但根据各方面指标，该方案的两个个主变压器的安装远远优于一个主变压器安装，但这种容量比的所选变压器容量稍大，工厂有一定程度的可扩展性的发展，因此决定使用的方案是两个主变压器的安装。洛阳理工学院毕业设计（论文）4常见的电容器接线方式图分别如图 a,b,c,d。图 a 图 b图 c 图 d本次设计我选用的是图 b 双星形接线。2.3 变压器联结组别号接线的选择组别号接线的选择方式：1. Yd11 结线电力系统零序电流和变电所电力系统的三次谐波电流在车间变电所供电系统高电压绕组的闭合回路上循环流通，供电系统零序三次谐波电流磁势和总磁势在各铁芯柱上近似于零，以至于中性点的电位在低电压侧不转移电压品质比较高。 2. Yyn0 结线三相电源负载，通常的结构相保护的低压侧，因此不会导致由于缺少功率运行而烧毁功率负载。Yyn0 可以从在生产过程中的布线看出，不易发生大规模停电，生产工厂中不产生无法挽回的经济损失。本次设计选择 Yyn0 变压器耦合型接线。常见的可参考附表 1。洛阳理工学院毕业设计（论文）5第 3 章 变电所电力系统的接线3.1 装配车间变电所的位置和型式3.1.1 变电所地址的选择原则变配电所所址应考虑接线进口和出口的方便，尤其是注意架空线插座。在工厂总变电站的选择中要考虑车间变电所位置靠近电力网的电源端。变电所位置所处地理位置应是电气设备便于交通运输的地方，电力变压器及低压开关柜等大型设备便于拆迁安装。3.1.2 变电所型式对于装配车间更小更紧凑的区域和物料聚集的地方要进行及时挪动迁移，该变电所的设备也应相应的变化，它应该通过所附的变电站类型改变。由于是采用封闭式的，外面有型有款，要看具体情况结合外在的类型对变电站进行设计，由于外附式不占或不足生产总面积，导致了变压器室的车间墙壁外方失去电力变压器及高压柜等大件设备。3.2 车间变电所主接线的设计电力系统电气设备及配电单元结构的选择在未来与供电系统的可靠性和经济性变电站主接线息息相关。本次设计中，从车间变电所三级负荷可以看出使用变压器的型式是 S9-1000/10，所以变电站主连接，以满足的前提下，安全，可靠的电力供应，电力系统通电线路布置应简单经济为工厂接下来的 6 到 12 年的发展奠定基础。3.2.1 变电所供电系统主变压器三种主接线图