模版某标准件厂冷镦车间变电所设计

1、某标准件厂冷镦车间变电所设计 摘 要电能是工业生产的主要动力能源，工厂供电设计的任务是从电力系统取得电源，经过合理的传输、变换、分配到工厂车间中每一个用电设备上，随着工业电气自动化技术的发展，工厂用电量快速增长，对电能质量、供电可靠性以及技术经济指标等的要求也日益提高，供电设计是否完善，不仅影响工厂的基本建设投资、运行费用和有色金属消耗量，而且也反映到工厂的可靠性和工厂的安全生产上，它与企业的经济效益，设备和人身安全等是密切相关的。首先是选用需要系数法计算负荷，由于其功率因数较低，为了提高功率因数，需要进行无功补偿，经过比较采用自动补偿的方法。根据负荷计算的视在功率和负荷等级来选择变压器的台数

2、、型号、容量和主接线方案。其次是用标幺值法计算短路电流，用于计算变压器继电保护的动作电流，这里变压器使用过电流保护和电流速断保护。短路电流还用于合理的选择断路器、熔断器、电流互感器、电压互感器等电气设备，选择的原则是：按工作要求和环境条件选择电气设备的型号、按正常工作条件选择电气设备的额定电流和额定电压、按短路条件校验电气设备的动稳定和热稳定、开关电器断流能力校验。最后是防雷和接地保护，防雷主要是对雷电侵入波的防护，接地设计主要采用环形接地网，来对变电所进行保护。本次设计针对负荷计算；功率因数；短路电流；设备的选择；继电保护；防雷保护目 录第1章 绪论11.1 车间平面布置11.2设计依据11

3、.2.1 车间变电所的供电范围21.2.2 车间负荷性质31.2.3 供电电源条件3第2章 负荷计算和无功功率补偿52.1车间的负荷计算5负荷计算的目的5负荷计算的方法52.2无功功率补偿9第3 章 变电所形式和变压器的选择123.1变电所的位置选择原则：123.2车间变电所主要有一下两种类型的变电所123.3确定车间变电所主变压器型式133.4车间变电所主变压器台数和容量的确定133.5 变电所主接线方案的选择14第4章 短路电流计算164.1短路电流的危害164.2短路计算16第5章 变电所一次设备的选择校验205.1 电气设备选择的一般条件205.1.1 按正常工作条件选择电气设备205

4、.1.2 按装置地点、使用条件、检修和运行等要求选择电气设备205.1.3 按短路条件校验电气设备的动稳定和热稳定205.1.4 开关电器断流能力校验215.2 10kV侧一次设备的选择215.3 10kV侧一次设备的校验225.4 380V侧一次设备的校验235.5 高低压母线的选择24母线的短路稳定度校验255.5.2 10kV侧母线的校验265.5.3 支柱绝缘子动稳定校验26第6章 变电所进出线的选择与校验276.1 高低压进出线276.2 变配电所进出线方式的选择276.3 变配电所进出线导线和电缆型式的选择27第7章 变电所二次回路方案的选择和继电保护的整定357.1变电所二次回路

5、方案的选择357.2变电所的继电保护装置367.3 线路的过电流保护377.4主变压器的继电保护装置39变压器的瓦斯保护39变压器的过电流保护40变电所低压侧的保护装置41第8章 变电所的防雷与接地保护438.1过电压的形式及防雷保护43过电压的形式43防雷保护438.2接地装置44第9章 总结46参考文献47谢 辞48第1章 绪论1.1 车间平面布置本设计的车间平面布置如图1.1所示。 1.2设计依据1. 车间设备明细表如表1.1所示。表1.1冷镦车间设备明细表设备代号设备名称型号台数单台容量/kV总容量/kV设备代号设备名称型号台数单台容量/kV总容量/kV1冷镦机Z47-12153149

6、626铣口机（自制）1772冷镦机GB-31555527铣口机（自制）15.55.53冷镦机A1641282828车床C3361334冷镦机A1241282829车床1336M14.54.55冷镦机A1232204030台钻70.64.26冷镦机A1631202031清洗机（自制）410407冷镦机A1691101032包装机34.513.58冷镦机Z47-671510533涂油槽（自制）1_9冷镦机82BA1111134车床C620-117710冷镦机A12124.79.435车床C620-1M17711冷镦机A12023636车床C62017712切边机A2332204037车床C618K

7、17713切边机A2321141438铣床X62W17.57.514压力机60t1101039平面磨床M723017.627.6215压力机40t17740牛头刨床13316切边机A231472841立钻11.51.517切边机A23014.54.542砂轮机60.63.618切边机(自制)13343钳工台4_19搓丝机GWB162102044划线台1_20搓丝机1141445桥式吊车5t218.737.421搓丝机A25317746梁式吊车3t18.28.222搓丝机A253472847电葫芦1.5t12.82.823双搓机1111148电葫芦1.5t11.11.124搓丝机GWB6525.

8、51149叉车0.5t2_25搓丝机Z25-413350叉车0.5t1_1.2.1 车间变电所的供电范围 (1) 本车间变电所设在冷镦车间东北角，除给冷镦车间供电外，尚需给工具、机修车间供电。 (2) 工具车间要求车间变电所低压侧提供四路电源。(3) 机修车间要求车间变电所低压侧提供一路电源。(4) 工具、机修车间负荷计算表，如表1.2所示。表1.2 工具、机修车间负荷计算表序号车间名称供电回路代号设备容量/kW计算负荷Pc/kWQc/kvarSc/kVAIc/A1工具车间No.1供电回路4714.116.5No.2供电回路5616.819.7No.3供电回路4212.614.7No.4供电回

9、路3510.512.32机修车间No5.供电回路15037.543.91.2.2 车间负荷性质 车间为三班工作制，年最大有功负荷利用小时数为4500h，属于三级负荷。1.2.3 供电电源条件(1) 本车间变电所从本厂35/10kV总降压变电所用电缆线路引进10kV电源，如图1.2所示。电缆线路长200m。图1.2 引入车间变电所的线路(2)工厂总降压变电所10kV母线上的短路容量按300MVA计算。 (3)工厂总降压变电所10kV配电出线定时限过电流保护的整定时间top=1.5s。 (4)要求车间变电所最大负荷时功率因数不得低于0.9。(5) 要求在车间变电所10kV侧进行电能计量。车间自然条

10、件 气象条件 气象条件包括：车间内最热月的平均温度为30；地中最热月的平均温度为25；土壤冻结深度为1.10m；车间环境，属正常干燥环境。(2) 地质水文资料 车间原址为耕地，地势平坦。地层以砂粘土为主，地下水位为。第2章 负荷计算和无功功率补偿2.1车间的负荷计算负荷计算的目的 负荷计算的目的是为了掌握用电情况,合理选择配电系统的设备和元件,如导线、电缆、变压器、开关等。如果计算负荷确定的过小；又将使电器和导线处于过负荷下运行，增加电能损耗，产生过热，导致绝缘过早老化甚至燃烧引起火灾，同样会造成更大损失。负荷计算偏大,则造成设备的浪费和投资的增大，将使电器和导线选择过大，造成投资和有色金属的

11、浪费。为此,正确进行负荷计算是供电设计的前提,也是实现供电系统安全、经济运行的必要手段1。负荷计算的方法本次设计采用需要系数法计算用电设备组的负荷，首先应将性质相同的用电设备作为一组，并根据该组用电设备的类别查出相应的需要系数，然后按照下列公式求出用电设备的计算负荷。abcd1. 车间设备组1负荷计算见表2.1：2. 车间设备组2负荷计算见表2.2：3. 工具、机修车间负荷计算见表2.3：4. 车间设备总负荷统计见表2.4：2.2无功功率补偿 (1) 由表2.4可知，补偿前变压器低压侧的视在计算负荷为3：则,变电所低压侧的功率因数为： 低压侧的计算负荷为：(4)车间变电所负荷计算 见表2.5：

12、19.8第3 章 变电所形式和变压器的选择3.1变电所的位置选择原则：3.2车间变电所主要有以下两种类型的变电所3.3确定车间变电所主变压器型式3.4车间变电所主变压器台数和容量的确定3.5 变电所主接线方案的选择变电所选用一台主变压器，所以其接线方案如下图3.1所示。3.1主接线图第4章 短路电流计算4.1短路电流的危害4.2短路计算第5章 变电所一次设备的选择校验5.1 电气设备选择的一般条件5.1.1 按正常工作条件选择电气设备为了保证电气设备在正常运行情况下可靠性工作，必须按工作运行条件选择电气设备。正常运行条件是指电气设备正常运行时的工作电压及工作电流。(1) 按工作电压选择电气设备

13、电气设备所在电网的运行电压因调压或负荷的变化，有时会高于电网的额定电压，故所选择电气设备允许的最高工作不得低于所接电网的最高运行电压。通常规定一般电气设备允许的最高工作电压为设备额定电压的1.11.15倍，而电气设备所在电网的运行电压波动，一般在电网额定电压的1.15倍。因此，在选择电气设备时，一般可按照电气设备的额定电压不低于设备安装地点电网额定电压的条件选择，即： (5.1)(2) 按工作电流选择电气设备电气设备的额定电流不小于实际通过它的最大负荷电流，即 (5.2)5.1.2 按装置地点、使用条件、检修和运行等要求选择电气设备按照明设备的装置地点、使用条件、检修和运行等要求选择导体、电器

14、种类和类型，例如选户外型或户内型设备，防爆型或普通型设备。5.1.3 按短路条件校验电气设备的动稳定和热稳定为了保证电气设备在短路故障时不至损坏，就必须按最大可能的短路电流校验电气设备的动稳定和热稳定。动稳定是指电气设备在冲击短路电流所产生的电动力作用，电气设备不至损坏。热稳定是指电气设备载流导体在最大稳态短路电流作用下，其发热温度不超过载流导体短时的允许发热温度16。短路热稳定校验： (5.3)电器的热稳定试验电流电器的热稳定试验时间短路电流的稳态值短路电流的假想时间短路动稳定校验： (5.4) (5.5) 电器的极限通过电流峰和有效值电器的极限通过电流有效值短路冲击电流峰值 短路冲击电流有

15、效值 5.1.4 开关电器断流能力校验断路器和熔断器等电气设备担负着切断短路电流的任务，通过最大短路电流时必须可靠地切断，因此，开关电器还必须校验其断流能力。对具有断流能力的高压开关需校验其断流能力，开关设备的断流容量不小于安装地点最大三相短路容量。即 (5.6) (5.7)，为开关电器的最大开断容量和开断电流。5.2 10kV侧一次设备的选择本设计属三级负荷，选型开关柜。选择开关柜回路方案号本设计是电缆进线，因此选择回路方案号07。计量柜选型，方案号03。5.3 10kV侧一次设备的校验IIII5.4 380V侧一次设备的校验 5.5 高低压母线的选择母线的短路稳定度校验 母线通过的三相短路

16、稳态电流。5.5.2 10kV侧母线的校验 支柱绝缘子动稳定校验 第6章 变电所进出线的选择与校验6.1 高低压进出线6.2 变配电所进出线方式的选择6.3 变配电所进出线导线和电缆型式的选择由及地下土壤温度为，查表初选的四芯聚氯乙烯，其，满足发热条件。 第7章 变电所二次回路方案的选择和继电保护的整定7.1变电所二次回路方案的选择 1. 高压断路器的操动机构控制与信号回路2. 变电所的电能计量回路3. 变电所的测量和绝缘监察回路7.2变电所的继电保护装置继电保护装置就是指能反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运动状态,并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。1基本任务Ø(1)

17、 自动地、迅速地、有选择性地将故障元件从供电系统切除，迅速恢复非故障部分的正常供电。 (2) 能正确反映电气设备的不正常运行状态，并根据要求，发出预报信号，以便值班人员采取措施，保证电气设备的正常工作；或经一段时间运行处理后，电气设备仍不能正常工作，则保护动作于断路器跳闸，将不能正常工作的电气设备切除。(3) 与供配电系统的自动装置（如自动重合闸装置 ARD 、备用电源自动投入装置 APD等）配合，缩短事故停电时间，提高供电系统的运行可靠性。2. 基本要求(1) 选择性当供电系统发生短路故障时，继电保护装置动作，只切除故障元件，并使停电范围最小，以减小故障停电造成的损失。保护装置这种能挑选故障

18、元件的能力称为保护的选择性。(2) 速动性为了减小由于故障引起的损失，减少用户在故障时低电压下的工作时间，以及提高电力系统运行的稳定性，要求继电保护在发生故障时尽快动作将故障切除。(3) 灵敏性指在保护范围内发生故障或不正常工作状态时，保护装置的反应能力。(4) 可靠性继电保护装置在其所规定的保护范围内发生故障或不正常工作时，一定要准确动作，即不能拒动；不属其保护范围的故障或不正常工作时，一定不要动作，即不能误动。继电保护包括定时限保护和反时限保护。定时限过电流保护装置的动作时间固定不变，与故障电流大小无关，其优点是动作时间比较精准、整定简便，其缺点是继电器多、结线复杂且需直流操作电源，投资比

19、较大。反时限过电流保护装置的动作时间与故障电流大小成反比关系，故障电流越大，动作时间越短。其优点是投资少、结线简单、可同时实现电流速断保护，显得简单经济且适于交流操作，其缺点是动作时间整定比较麻烦。7.3 线路的过电流保护。7.3线路定时限过电流保护原理图7.4主变压器的继电保护装置变压器的瓦斯保护当变压器油箱内故障产生轻微瓦斯或油面下降时，瞬时动作于信号；当因严重故障产生大量瓦斯时，则动作于跳闸。瓦斯保护的原理图如图7.4所示。图7.4瓦斯保护变压器的过电流保护变电所低压侧的保护装置1. 低压总开关采用DW15-15003型低压断路器，三相均装过流脱扣器，即可实现对低压侧相间短路和过负荷的保

20、护，又可实现对低压单相接地的短路保护。2. 低压侧所有出线上均装设DZ20型低压断路器控制，其过流脱扣器可实现对线路短路故障的保护14。图7.2变压器继电保护原理图图7.3变压器继电保护展开图第8章 变电所的防雷与接地保护8.1过电压的形式及防雷保护过电压的形式防雷保护 8.2接地装置第9章 总结 在论文的设计过程中，首先概要地介绍了设计的主要内容，接着对冷镦车间的电力负荷和无功功率补偿进行计算，从而对变电所位置和形式进行选择，对变电所主变压器台数、容量、类型进行选择，对变电所主接线方案进行设计。用标幺值法计算短路电流，对变电所一次设备和进出线设备的用线进行选择校验，选择出合理的高低压侧的电气

21、设备，和各设备用线的型号，根据短路电流对变压器进行继电保护。最后对需要保护的设备进行防雷保护和接地装置的保护，使该设计能够合理的实施。参考文献1刘介才.工厂供电M.北京：中国电力出版社，2010. 2唐志平.供配电技术M.北京：电子工业出版社，2005.3苏文成.工厂供电M.北京：机械工业出版社，2005.4李友文编.工厂供电M.化学工业出版社, 2007.5何永华.发电厂及变电站的二次回路M.北京.中国电力出版社，20046刘介才编.实用供配电技术手册M.中国水利水电出版社, 2002.7刘海婷. 220kV降压变电所变压器选择及电气主接线设计J.吉林农业,2010,(12):3438刘学军.继电保护原