机械厂供电设计-本科毕业设计(论文)开题报告

山东科技大学泰山科技学院山东科技大学泰山科技学院 本科毕业设计（论文）开题报告本科毕业设计（论文）开题报告 题 目机械厂供电设计 系 部 名称机电工程系 专 业 班 级电气工程及其自动化 12-1 学 生 姓 名 学号 指 导 教 师吴士涛 填表时间：年月日 填表说明 1.开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之 一。 2.此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期完成，经指 导教师签署意见、相关系主任审查后生效。 3.学生应按照学校统一设计的电子文档标准格式，用 A4 纸打印。 4.参考文献不少于 8 篇，其中应有适当的外文资料（一般不少于 2 篇） 。 5.开题报告作为毕业设计（论文）资料，与毕业设计（论文）一同存档。 设计（论文） 题目 设计（论文） 类型（划“” ） 工程设计应用研究开发研究基础研究其它 一、 本课题的研究目的和意义 工厂供电，就是指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂配电。众所 周知，电能是现代工业生产的主要能源和动力。电能即易于由其它形 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、分配既简单经济，又便于控制、调剂和测量，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。例如在机械工业中，电费开支仅占产 品成本的 5%左右。 从投资额来看， 一般机械工厂在供电设备上的投资， 也仅占总投资的 5%左右。因此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。 现代大型企业供配电系统的主接线及运行方式都非常复杂，各种 电器设备的数量和种类繁多。系统内出现的故障和不正常状态也越来 越隐蔽和复杂。运行人员根据自己的知识和经验做出判断，并采取相 应措施，因此对运行人员的技术水平要求较高。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，直接影响全厂安全生 产。做好工厂供电工作对于发展工业生产，实现工业现代化具有十分 重要的意义。 二、 本课题的主要研究内容（提纲） 1.工厂负荷实际情况分级，进行负荷计算，确定无功补偿容量。 2.变配电所及主变压器的选择。 3.变配电所接线方案的设计。 4.短路计算及一次设备的选择。 5.继电保护及二次回路的选择。 6.防雷保护和接地装置的实际 三、 文献综述（国内外研究情况及其发展） 我国供配电自动化的发展是电力市场和经济建设的必然结果， 长期以来供配电的建设未能得到应有的重视，建设资金短缺，设备 技术性能落后，事故频繁发生，严重影响了人民生活和经济建设的 发展，另外电力的发展和电力市场的建立，供配电技术的薄弱环节 显得越来越突出，形成电力需求与供配电设施不协调的局面。国家 颁布实施电力法贯彻后，电力作为一种商品进入市场，接受用 户的监督和选择， 由于对电力供应中的停电影响追究电力经营者的 责任。另外，高精密的技术和装备对电能质量要求，供配电的可靠 性已是电力经营者必须考虑的主要问题。 工厂供电，就是指工厂所需电能的供应和分配，亦称为工厂配 电。 工厂供电系统就是将电力系统的电能降压再分配到各个厂房或 车间中去，它由工厂降压变电所，高压配电线路，车间变电所，低 压配电线路及用电设备组成。工厂总降压变电所及配电系统设计， 是根据各个车间的负荷数量和性质，生产工艺对负荷的要求，以及 负荷布局，结合国家供电情况解决对各部门的安全可靠，经济技术 的分配电能问题。 按照国家标准GB50052-95 供配电系统设计规范 、 GB50053-94 10KV及以下变电所设计规范 、GB50054-95低压配电设计规范 等的规定，进行工厂供电设计必须遵循以下原则： 1、遵守章程、执行政策： 必须遵守国家的有关规定及标准，执行国家的有关方针政策， 包括节约能源，节约有色金属等技术经济政策。 2、安全可靠、先进合理： 应做到保障人身和设备的安全，供电可靠，电能质量合格，技 术先进和经济合理，采用效率高、能耗低和性能先进的电气产品。 3、近期为主、考虑发展： 根据工作特点、规模和发展规划，正确处理近期建设与远期发 展的关系，做到远近结合，适当考虑扩建的可能性。 4、全局出发、统筹兼顾： 按负荷性质、用电量、工程特点和地区供电条件等，合理确定 设计方案。工厂供电设计是整个工厂设计中的重要组成部分，工厂 供电设计的质量直接影响到工厂的生产及发展。 作为从事工厂供电 工作的人员，有必要了解和掌握工厂供电设计的有关知识，以适应 设计工作的需要。 四、 拟解决的关键问题 1. 统计全厂负荷并进行负荷计算 2. 确定变电所的选址和形式 3. 确定全厂的供电方式和接线方式 4. 变压器容量和台数的选择 5. 计算短路电流 6. 一次侧及二次侧设备选择 7. 变电所防雷、接地保护设施 厂房编号厂房名称符合类别设 备 容 量/KV 需 要 系 数 功 率 因 数 1.铸造车间动力3000.30.7 2.锻压车间动力3500.30.65 3.金工车间动力4000.20.65 4.工具车间动力3600.30.6 5.电镀车间动力2500.20.8 6.热处理车间动力1500.60.8 7.装配车间动力1800.30.7 8.机修车间动力1600.20.65 9.锅炉车间动力500.70.8 10.仓库动力200.40.8 五、 研究思路和方法 1、负荷计算和无功功率补偿 全厂总降压变电所的负荷计算，是在车间负荷计算的基础上进行 的。考虑车间变电所变压器的功率损耗，从而求出全厂总降压变电所 高压侧计算负荷及总功率因数。列出负荷计算表、表达计算成果。 无功功率的人工补偿装置： 主要有同步补偿机和并联电容器两种。 由于并联电容器具有安装简单、运行维护方便、有功损耗小以及组装 灵活、 扩容方便等优点， 因此并联电容器在供电系统中应用最为普遍。 安装并联电容器进行无功补偿，可限制无功补偿在电网中传输，相应 减小了线路的电压损耗，提高了配电网的电压质量。 2、工厂总降压变电所的位置和主变压器的台数及容量、形式选择 参考电源进线方向，综合考虑设置总降压变电所的有关因素，结 合全厂计算负荷以及扩建备用的需要，确定变压器的台数和容量。在 设计时必须考虑5到10年的负荷增长情况并如何根据这些资料正确估 计变电站需要的电力、电量。负荷计算直接影响着变压器的选择，计 算负荷是根据变电站所带负荷容量确定的，这个负荷是设计时作为选 择变电站电力系统供电线路的导线截面，母线的选择，变压器容量， 断路器，隔离开关，互感器额定参数的依据。 3、工厂总降压变电所主接线设计 根据变电所配电回路数，负荷要求的可靠性级别和计算负荷数综 合主变压器台数，确定变电所高、低接线方式。对它的基本要求，即 要安全可靠有要灵活经济，安装容易维修方便。 接线方式：对于变电站的电气接线，当能满足运行要求时，其高 压侧应尽可能才用断路器较少的或不用断路器的接线，如线路变压器 组或桥型接线等。 若能满足继电保护要求时， 也可采用线路分支接线。 在 110200KV 配电装置中，当出线为两回时，一般采用桥型接线，当 出线不超过四回时，一般采用单母线接线，在枢纽变电站中，当 110 200KV 出线在四回及以上时，一般采用双母线接线。在大容量变电 站中，为了限制 610KV 出线上的短路电流，一般可采用以下措施： 1.变压器分裂运行。2.在变压器回路中装置分裂电抗器。3.采用低压 侧为分裂绕组的变压器。4.出线上装设电容器。 4、工厂供、配电系统短路电流计算 工厂用电，通常为国家电网的末端负荷，其容量运行小于电网容 量，皆可按无限容量系统供电进行短路计算。由系统不同运行方式下 的短路参数，求出不同运行方式下各点的三相及两相短路电流。 （1）所有的电源电动势相位角均相等，电流的频率相同，短路前， 电力系统的电势和电流是对称的。 （2）认为变压器是理想变压器，变压器的铁芯始终处于不饱和状 态，即电抗值不随电流的变化而变化。 （3）输电线路的分布电容略去不计。 （4）每一个电压级采用平均电压，这个规定在计算短路电流时， 所造成的误差很小。唯一例外的是电抗器，应该采用加于电抗器端点 的实际额定电压，因为电抗器的阻抗通常比其他元件阻抗大的多，否 则，误差偏大。 （5）计算高压系统短路电流时，一般只计算发电机、变压器、电 抗器、线路等元件的电抗。只有在短路点总电阻大于总电阻的 1/3 时 才加以考虑此时采用阻抗等于电抗计算。 （6）短路点离同步调相机和同步电动机较近时，应该考虑对短路 电流值得影响。 有关感应电动机对电力系统三相短路冲击电流的影响： 在母线附近的大容量电动机正在运行时，在母线上发生三相短路，短 路点的电压立即降低。此时，电动机将变为发电机运行状态，母线上 电压低于电动机的反电势。 （7） 在简化系统阻抗是时， 距短路点远的电源与近的电源不能合 并。 （8） 以供电电源为基准的电抗标幺值3， 可以认为电源容量为无 限大容量的系统，短路电流的周期分量在短路全过程中保持不变。 5、变电所高、低压侧设备选择 参照短路电流计算数据和各回路计算负荷以及对应的额定值，选 择变电所高、低压侧电器设备，如隔离开关、断路器、母线、电缆、 绝缘子、避雷器、互感器、开关柜等设备。并根据需要进行热稳定和 力稳定检验。用总降压变电所主结线图，设备材料表和投资概算表达 设计成果。 6、继电保护的整定及二次结线设计 设计包括继电器保护装置、监视及测量仪表，控制和信号装置， 操作电源和控制电缆组成的变电所二次结线系统，用二次回路原理接 线图或二次回路展开图以及元件材料表达设计成果。 变压器是电力系统中十分重要的供电元件，它的故障将对供电可 靠性和系统的正常运行带来严重的影响。同时大容量的电力变压器也 是十分贵重的元件，因此，必须根据变压器变压器的容量和重要程度 考虑装设性能良好，工作可靠的继电保护。 变压器应装设以下保护： （1)瓦斯保护 为了反应变压器油箱内部各种短路故障和油面降低的保护。它反 应于油箱内部所产生的气体或油流而动作。其中轻瓦斯动作于信号， 重瓦斯动作于跳开变压器各侧电源断路器。 （2）纵差动保护 为了反应变压器绕组和引出线的相间短路以及中性点直接接地电 网侧绕组和引线的接地短路及绕组匝间短路，应装设纵差保护纵差保 护或电流速冻保护。纵差动保护适用于并列运行的变压器，容量为 6300KVA 以上时，单独运行的变压器，容量为 100000KVA 以上时；发 电厂常用工作变压器和工业企业中的重要变压器，容量为 6300KVA 以 上时。 （3）复合电压启动的过电流保护 为了反映外部短路引起的变压器过电流和作为变压器主保护的后 备保护，根据变压器容量的不同和系统短路电流的不同，须装设不同 的过电流保护。三绕组变压器在外部故障时，应尽量减小停电范围， 因此在外部发生短路时，要求仅断开故障侧的断路器，而使另外两侧 继续运行。而当内部发生故障时，保护应起到后备作用。 复合电压启动的过电流保护，既能反应不对称短路的故障，也能 反应对称短路的故障，并且其灵敏度也较高。 7、变电所防雷装置设计 参考本地区气象地质材料，设计防雷装置。进行防直击的避雷针 保护范围计算，避免产生反击现象的空间距离计算，按避雷器的基本 参数选择防雷电冲击波的避雷器的规格型号，并确定其接线部位。进 行避雷灭弧电压，频放电电压和最大允许安装距离检验以及冲击接地 电阻计算。 六、 本课题的进度安排 开题阶段： 3.13 31查阅资料， 了解背景知识， 明确研究方向， 撰写开题报告 准备阶段：41431学习相关知识，包括 该领域的基础知识、 前沿技术及相应器件性能等. 制作阶段：51520确定实现方案，计算负荷、电流，选择 设备，设计接线方式，供电方式。 总结阶段：520610检验作品，撰写毕业设计论文并准备答 辩 七、 参考文献 1、刘介才.工厂供电.北京.机械工业出版社.2009 2、刘介才.工厂供电设计指导.机械工业出版社.2008 3、杨晓敏.电力系统继电保护原理及应用.中国电力出版社.2006.8 4、于永源.电力系统分析.中国电力出版社.2007.8 5、温步瀛.电力工程基础.北京：中国电力出版社,2006. 6、段建元.工厂配电线路及变电所设计计