工业供配电毕业设计说明书

湖南水利水电职业技术学院HUNan Technical College of Water Resources and Hydro Power毕 业 设 计 成 果Graduation practice achievement设计项目名称飞腾工业供配电电气设计（电气一次部分说明书）姓名：专业：班级：学号：指导老师：任务下达日期： 2012 年 11 月 15日设计完成日期： 2012 年 12 月 07 日电力工程系编1前言随着现代工业的发展，人们对供配电的质量要求越来越高，例如电器设备外观及寿命、供配电可靠性、占用空间的大小等。质高价低的产品，即节能又不污染环境的产品最受欢迎。当然，由于环境的复杂，具体工程的要求是不同的，所需要的最合理配电方案也就不同了。所以在电气行业中，任何一个新的配电工程都需要根据各方面的要求来具体的设计，尽管工作量很大，但是对电能使用上可以做到安全、稳定、节能并可持续发展。另外，对电气设备控制自动化和智能化程度的要求越来越高，利用现代电子技术、传感器技术、通讯技术、计算机及网络技术，将电力设备在正常及事故情况下的监测、保护、控制、电力计量同工厂集散控制系统 DCS、PLC、企业资源计划管理融合在一起，达到高层次、高透明度的良好管理，已成为一种必然趋势和发展方向。在数字化的时代，INTERNET 风靡全球，也改变着全世界。它正式宣布数字化网络时代已经来临。这意味着一切运行和经营管理方式均需数字化，并且必须与电脑、通信相融合。从 80 年代末到 90 年代初，随着计算机技术、微电子技术、电力电子技术、抗干扰技术等新技术的迅速发展，特别是网络通讯技术的发展使得电力自动化技术得到了空前发展。各大公司开始把这些技术应用于配电系统，也就是所谓的把强电控制与微电子技术、计算机技术、网络通讯技术相结合，从而诞生了智能型开关柜及相关产品，如德国西门子公司 SIVACON 系列，英国 ALSTOM 公司 GALAXIS 和 TRIMLINE 系列，ABB 公司 HONOR 系列等。智能化是电气设备的发展趋势，但各式各样的智能控制都是要建立在合理的电气线路的基础上的。为此，掌握配电工程的设计思路是十分必要的。2目录设计任务书 .3一、设计目的 .3二、毕业设计选题 .3三、毕业设计内容 .3四、设计的要求 .5电气一次部分设计说明书 .7一、确定变电所电气主接线 .7二、用电负荷的计算 .9三、变压器的选择 .11四、拟定的主接线方案 .12五、进行短路电流计算 .13六、电气设备的选择和校验 .13七、确定电压互感器、电流互感器的配置 .19八、损耗 .20九、防雷与接地 .28十、电气设备布置设计 .32十一、电气部分总体布置方案 .33十二、布置的基本要求 .33总 结 .34致谢 .- 35 -主要参考书目 .3设计任务书一、 毕业设计目的毕业设计是实践教学必不可少的实训环节，是学生对课程与专业知识的巩固和综合运用。通过本毕业设计，让学生初步掌握一个工厂供配电工程设计的思想、要求、内容、方法和步骤，加深学生对专业理论知识的理解与运用，锻炼学生分析、处理与解决实际工程问题的能力，培养和提高学生使用技术规范、技术资料进行有关计算、设计、绘图和编写技术文件的基本技能与综合能力，为今后参加企业事业单位供配电和变电所电气设计、安装、运行、检修、试验打下基础。通过毕业设计使学生在以下几方面的能力得到训练和提高：综合运用所学专业知识分析、解决实际问题的能力；掌握文献检索、资料查询的基本方法及获取新知识能力；书面和口头表达的能力；团结协作工作的能力。二、毕业设计的选题合理的选题，可将专业所学的各知识点联系起来，将理论与工程实际有机结合，并综合运用，有利于培养学生的独立分析与解决问题能力。供用电技术专业在电气工程中涵养的内容很广，适应面较宽，设计选题可选取企事业单位供配电工程电气设计，也可选取中小型变电所变电工程设计。三、毕业设计内容设计有关原始资料：(1)本工程为飞腾工业股份有限公司供配电设计；(2)本公司占地面积 157.5 亩，职工 155 人，厂区平面布置图；(3)本公司供配电为降压型配电所，无高压负荷；(4)本公司拟设加工、检验、辅助、检修四个车间，其中加工车间有大型制冷设备；(5)由于本公司地理位置较高，供水水压偏低，经市水务局批准，同意拟设抽水加压泵站:4(6)系统电源电源情况：本厂由正西向 2 公里处一 110KV 变电所公用干线取得工作电源。所内两台主变压器，10 回 10KV 出线，一回出线断路器为 KYN28-13/1250(查的开断电流为 25KA)；另一回路出线为 ZN12-10/2000。高压侧有电气联系的架空线总长为 70KM，电缆线总长为20KM。降压变电所中本出线系统阻抗：最大运行方式下为 0.185，最小运行方式为0.25。(7)负荷情况见下表：飞腾工业股份有限公司用电负荷情况序号车间名称总负荷（KW）同类设备台数单台三相设备功率（kw）单相负荷（kw）工作性质冷加工 20 75 65 三班热加工 2875 17 75 35 一班1加工制冷 200 4 45 20 三班2 检验 200 10 15 50 二班3 辅助 400 8 45 40 三班4 检修 250 10 22 30 一班6 泵站 432（互备用） 21.57 生活 300 1005四、毕业设计的要求4.1 总体要求集中布置，明确要求，提倡讨论，独立完成，严禁抄袭和拷贝现象。4.2 成果要求（1）设计说明书一份（2）设计计算书一份（3）电气设计图纸；（4）主接线图（5）配电所电气设备总体布置图（6）高压开关柜配置图4.3 电气一次部分设计内容（1）引接方案；（2）电气设备的选择和校验；（3）功率因数计算，节能计算，无功补偿方式确定；（4）供配电所变电所的总体布置：根据所推荐的电气主接方案进行电气布置。6（5）进行配变电所的总体布置，根据系统资料和负荷地理接线图进行布置，要求将生活和生产区分开。（6）估算计量、控制和保护等二次屏的数量，确定控制室的尺寸和布置；（7）防雷设计；（8）接地电阻计算及接地装置选择。电气一次部分设计书一、确定变电所电气主接线（1）基本要求对主接线的基本要求有可靠性、灵活性、经济性和发展性等四个方面。1）可靠性。为了向用户提供持续、优质的电力，主接线首先必须满足可靠性要求。主接线的可靠性的衡量标准是运行实践，要充分做好调研工作，力求避免决策失误，鉴于进行可靠性的定量计算分析的基础数据尚不完善的情况，充分做好调查研究工作显得尤为重要。主接线的可靠性不仅包括开关、母线等一次设备，而且包括相应的继电保护、自动装置等二次设备在运行中的可靠性，不要孤立地分析一次系统的可靠性。为了提高主接线的可靠性，选用运行可靠性高的设备是条捷径，这就要兼顾可靠性和经济性两方面，做出切合实际的决定。2）灵活性。电气主接线的设计，应当适用在运行、热备用、冷备用和检修等各种方式下的运行要求。在调度时，可以灵活地投入或切除发电机、变压器和线路等元件，并方便地设置安全措施，不影响电网的正常运行和对其他用户的供电。3）经济性。方案的经济性主要体现在投资省、升压站占地面积小和电能损耗小三方面。主接线力求简单，以节省一次设备的使用数量；继电保护和二次回路在满足技术要求的前提下，简化配置、优化控制电缆的走向，以节省二次设备和控制电缆的长度；采取措施限制短路电流，得以选用价廉的轻型设备，节省开支。主接线的选型和布置方式，直接影响到整个升压站的占地面积。7应经济合理地选择变压器的类型（双绕组、三绕组、自藕变、有载调压等）、容量、台数和电压等级。4）发展性。主接线可以容易地从初期接线方式过渡到最终接线。在不影响连续供电或停电时间最短的情况下，完成过渡期的改扩建，且对一次和二次部分的改动的工作量最少。（2）变电所的主接线方式一般如下：35-110KV 线路为两回及以下时，宜采用桥形、线路-变压器组等接线，超过两回时，宜采用分段单母线的接线。35-60KV 线路为 8 回及以上时，宜采用双母线接线。在 110KV 线路为 6 回及以上时，宜采用双母线接线。在采用分段单母线或双母线的35KV-110KV 主接线中，当不允许停电检修断路器时，可设置旁路母线。采用 SF6 断路器的的主接线不宜设旁路母线。当变电所设有两台变压器时，6-10KV 侧宜采用分段单母线，线路为 12 回路及以上时，亦可采用双母线。当不允许停电检修断路器时，可设置旁路母线。当 6-35KV 配电装置采用手车式高压开关时，不宜设置旁路母线。对每一电压等级所选用的方案列表进行分析，详细比较可靠性和灵活性，在对方案的经济性和定量分析。通过经济比较，选出适合该变电所的主接线方案。（3）提出可行的电器主接线方案，（至少两种）根据变电所有关的原始方案，就 35KV 和 11KV 母线方案进行比较，然后拟出两个以上的电器主接线方案，经技术经济比较，选择一合理的最佳方案作为设计推荐方案。（4）电器主接线方案的技术比较：应根据变电所的具体情况，电力的要求、在网络中的位置、出线的电压等级、回路数、负荷的性质等，一般进行以下几个方面的比较：1）供电的可靠性；2）运行的安全性和灵活性；3）接线简单、清晰、维修检修方案；4）继电保护简单化和自动化程度高；5）新技术和新设备的采用等。（5）对电气主接线方案进行经济比较81）投资：结合设备的投资和场地的开挖填方土建投资进行综合比较；2）年运行费用（比较不同部分的折旧费、维护费等）；3）电能损耗。二、用电负荷的计算：为了计算一个客户的总用电量，正确合理地选择客户变、配电站的电气设备和导线、电缆，。用电设备按工作性质分三类：第一类为长时工作制用电设备。第二类为短时工作制用电设备。对于第三类反复短时工作制用电设备。为表征其反复短时的特点，通常用暂载率来表述。其计算公式为: %10tg工 作 周 期工 作 时 间式中 暂载率每周期的工作时间，min；gt每周期的停歇时间，min;t设备容量确定反复短时工作制时机容量的确定，其设备容量 PN 是指暂载率 25=25%时的额定容量。如 值不为 25%，则可按下式进行换算，使其变为 25%时额定容量，其计算公式为: NNNPP25式中 给定的设备暂载 暂载率 时的额定设备容量，Kw。NN确定计算负荷方法：确定计算负荷的常用方法有需要系数法和二项式系数法两种。（1）按需要系数法确定计算负荷9在需要确定的计算负荷中，