某紡織廠10kV變電所設(shè)計畢設(shè)論文定稿

1、某紡織廠10kv變電所設(shè)計畢設(shè)論文定稿河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)說明書摘 要電能是現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動力，它對我們?nèi)粘Ｉ钜约皩ι鐣墓I(yè)都起著重要的作用。隨著社會的發(fā)展，電力系統(tǒng)的規(guī)模越來越大，結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜。變電所作為電力系統(tǒng)中變化電壓、交換功率和匯集分配電能的樞紐，隨著電力系統(tǒng)電壓等級的不斷提高，網(wǎng)絡(luò)日益復(fù)雜。它的作用尤為重要。因此，做好工廠供配電系統(tǒng)的設(shè)計對于發(fā)展工業(yè)生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化，具有十分重要的意義。本設(shè)計首先根據(jù)紡織廠電力負(fù)荷的分布和發(fā)展情況，結(jié)合地區(qū)電力規(guī)劃，照顧當(dāng)?shù)剞r(nóng)用和其他需要，考慮了分期建設(shè)、投資效果等各方面因素，進(jìn)行了負(fù)荷統(tǒng)計與計算。然后對計算結(jié)果進(jìn)行分析

2、，并以此為根據(jù)進(jìn)行變電所的主變壓器臺數(shù)和容量的選擇，同時根據(jù)主接線的經(jīng)濟(jì)可靠、運(yùn)行靈活的要求確定了變電站電氣主接線方案。其次進(jìn)行了短路電流計算，從三相短路計算中得到當(dāng)短路發(fā)生在各電壓等級母線的短路電流和沖擊電流的值，再根據(jù)計算結(jié)果及各電壓等級的額定電壓和最大持續(xù)工作電流進(jìn)行主要電氣設(shè)備選擇及校驗(yàn)（包括斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器、開關(guān)柜等）。最后，對本變電所的總體布局、繼電保護(hù)方案以及變電所防雷接地保護(hù)方案進(jìn)行了簡要的論述。并繪制了本變電所電氣主接線圖、電氣總平面布置圖、繼電保護(hù)系統(tǒng)圖等相關(guān)設(shè)計圖紙。 關(guān)鍵字： 變電所； 變壓器； 主接線； 選型； 短路電流 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(

3、論文)說明書abstractthe electrical energy is the energy and power of modern industrial production，it plays animportant role in our daily life and society industrial. with the development of social, thescale of the power system is increasing; the structure is more and more complex. substation totransform v

4、oltage power system, exchange of power and brings together a hub for distributionof electric energy. with the continuous improvement of power system voltage level, theincreasing complexity of network, its role is particularly important. therefore, to do a factoryto supply and distribution system des

5、ign for the development of industrial production,industrial modernization, and has a very important significance.this design the first textile mill power load distribution and development, combined withregional power planning, to take care of the local agricultural and other needs to consider aphase

6、d construction, investment results and other factors, load statistics and computing. thenthe calculation results were analyzed as the number of main transformer substation andcapacity choice, while economical, reliable and flexible operation of the main wiringrequirements determine the main wiring o

7、f the electrical substationfollowed by a short-circuit current calculated from the three-phase short-circuitcalculations when short circuit occurs in short circuit current and the impact of the currentvalue of the voltage level of bus, according to the calculated results and the voltage level ofthe

8、rated voltage and maximum continuous operating current of the main electrical equipmentselection and check (including circuit breaker, disconnecting switches, current transformers,voltage transformers, switchgear, etc.)finally, the overall layout of the substation, protection programs, as well as su

9、bstationslightning protection and grounding protection schemes were discussed in brief. and draw thedesign drawings of the substation electrical wiring diagram, electrical layout diagram, relayprotection system map.key words: substation； transformer； the main connection；selection； short-circuit curr

10、ent 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)說明書目 錄前 言 . 11 原始資料及設(shè)計任務(wù) . 21.1 原始資料 . 21.1.1 生產(chǎn)任務(wù)及車間組成 . 21.1.2 設(shè)計依據(jù) . 21.1.3 本廠負(fù)荷性質(zhì) . 41.1.4 本廠自然條件： . 41.2 設(shè)計成果 . 71.2.1 設(shè)計說明書 . 71.2.2 設(shè)計圖紙 . 72 變電所所址的選擇 . 82.1 變電所簡介 . 82.2 變電所選址 . 83 負(fù)荷統(tǒng)計及無功補(bǔ)償計算 . 93.1 負(fù)荷等級劃分 . 93.2 電力負(fù)荷計算 . 93.2.1 計算負(fù)荷的方法及適用范圍 . 93.2.2 本紡織廠負(fù)荷計算 . 113.3 無功補(bǔ)償計

11、算 . 133.4無功補(bǔ)償器的選擇 . 144、變電所變壓器的選擇 . 154.1 變電所變壓器臺數(shù)和容量的選擇 . 154.1.1 變壓器臺數(shù)的選擇 . 154.1.2 變壓器容量的選擇 . 155 變電所主接線的設(shè)計 . 175.1主接線的設(shè)計原則 . 175.2 主接線設(shè)計的基本要求 . 175.2.1 主接線可靠性的要求 . 175.2.2 主接線靈活性的要求 . 175.2.3 主接線經(jīng)濟(jì)性的要求 . 185.3電氣主接線的選擇和比較 . 185.3.1各種接線的基本形式 . 185.3.2變電所高低壓側(cè)主結(jié)線方式的選擇 . 196 短路電流計算 . 216.1短路計算的目的及假設(shè)

12、. 216.1.1短路電流計算的目的 . 216.1.2短路電流計算的一般規(guī)定 . 216.1.3短路計算基本假設(shè) . 216.1.4短路電流計算的步驟 . 226.1.5 短路計算的常用公式 . 226.2本設(shè)計短路電流計算 . 236.2.1電路網(wǎng)絡(luò)的等值變換與簡化 . 23 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)說明書6.2.2短路電流的計算 . 237電氣設(shè)備選擇與校驗(yàn) . 317.1概述 . 317.1.1 一般原則 . 317.1.2 技術(shù)條件 . 317.2高壓斷路器的選擇及校驗(yàn) . 327.2.1 10kv進(jìn)線斷路器的選擇及校驗(yàn) . 337.2.2 10kv母線側(cè)斷路器的選擇及校驗(yàn) .

13、347.3隔離開關(guān)的選擇及校驗(yàn) . 357.3.1 10kv進(jìn)線隔離開關(guān)的選擇及校驗(yàn) . 367.3.2 10kv母線側(cè)隔離開關(guān)的選擇及校驗(yàn) . 377.4 互感器的選擇與校驗(yàn) . 377.4.1電流互感器的選擇 . 387.4.2電壓互感器的選擇 . 407.5母線及電纜的選擇及校驗(yàn) . 417.6 開關(guān)柜的選擇 . 438 變電所的布置與結(jié)構(gòu) . 458.1變電所總體布置方案的設(shè)計原則與一般要求 . 458.1.1 變配電所總體布置的方案的設(shè)計原則 . 458.1.2 變電所總體布置方案的一般要求 . 458.2 變電所的總體布局 . 468.2.1 高壓配電室的具體布置和結(jié)構(gòu)要求 . 4

14、68.2.3 變配電所值班室的具體布置和結(jié)構(gòu)要求 . 468.3 總配變電所的有關(guān)結(jié)構(gòu)尺寸 . 468.3.1 10kv配電室布置 . 468.3.2 值班室 . 478.3.3 控制室 . 479繼電保護(hù)方案的選擇 . 489.1 繼電保護(hù)裝置選擇的一般要求 . 489.2 繼電保護(hù)裝置的整定與選擇 . 489.2.1 繼電保護(hù)裝置的組成 . 499.2.2 繼電保護(hù)裝置的基本原理 . 499.2.3 繼電保護(hù)方案的選定 . 4910 防雷保護(hù)與接地保護(hù) . 5210.1變電站防雷保護(hù) . 5210.1.1 避雷器的配置 . 5210.2 變電站接地保護(hù) . 5310.2.1接地的有關(guān)概念

15、. 5310.2.3接地網(wǎng)設(shè)計計算 . 54總 結(jié) . 55 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)說明書前 言畢業(yè)設(shè)計是實(shí)現(xiàn)工科學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)踐性，綜合性教學(xué)環(huán)節(jié)。它對進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的分析問題，創(chuàng)造性的解決問題的能力，全面提高畢業(yè)生的素質(zhì)，使之能較快地適應(yīng)工程實(shí)踐的需要起著極重要的作用。他主要考察了我們四年來對理論知識的掌握程度，以及對專業(yè)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用技能。通過畢業(yè)設(shè)計可以有利的衡量我們獨(dú)立思考，自行分析，理論應(yīng)用，以及現(xiàn)場實(shí)際操作能力。通過實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計把我們所學(xué)的理論知識以及實(shí)際動手綜合起來，這樣不但達(dá)到了對實(shí)際理論知識“溫故而知新”的目的，而且也達(dá)到了由理論到實(shí)踐，由實(shí)踐到理論的有機(jī)結(jié)合，使

16、我的理論“更上一層樓”，是我耐下心來，不急不燥，不斷分析和詢問，解決了很多遇到的實(shí)際問題，通過這樣一次理論與實(shí)際結(jié)合的檢驗(yàn)，使我受益匪淺，給我以后的學(xué)習(xí)和工作積累了很多經(jīng)驗(yàn)。在國民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的今天，電能的應(yīng)用越來越廣泛，生產(chǎn)、科學(xué)、研究、日常生活都對電能的供應(yīng)提出了更高的要求，因此確保良好的供電質(zhì)量十分必要。本設(shè)計注重理論聯(lián)系實(shí)際，理論知識力求全面，深入淺出和通俗易懂，實(shí)踐技能注重實(shí)用性，可操作性和有針對性。本設(shè)計說明書共分10章，為滿足某化纖毛紡織廠的生產(chǎn)生活的需要，根據(jù)本廠實(shí)際情況，對全廠10kv總配變電所及配電系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計。照供配電設(shè)計程序安排章節(jié)的順序，并根據(jù)安全、經(jīng)濟(jì)、可靠、靈活的

17、主導(dǎo)思想來設(shè)計。主要內(nèi)容有：原始資料、變電所所址的選擇、負(fù)荷計算、無功補(bǔ)償、主變壓器的選擇、主接線設(shè)計與短路電流計算、電氣設(shè)備的選擇、變電所布置與結(jié)構(gòu)、二次回路設(shè)計及繼電保護(hù)選擇整定、防雷保護(hù)與接地保護(hù)等。由于我的水平有限設(shè)計中難免會有疏忽或錯誤之處，請各位老師批評指正。 1河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)說明書1 原始資料及設(shè)計任務(wù)1.1 原始資料1.1.1 生產(chǎn)任務(wù)及車間組成(1)生產(chǎn)規(guī)模及產(chǎn)品規(guī)格本廠規(guī)模為萬錠精梳化纖毛紡織染整聯(lián)合廠。全部生產(chǎn)化纖產(chǎn)品，全年生產(chǎn)能力為230萬米，其中厚織物占50%，中厚織物占30%，薄織物占20%。全部產(chǎn)品中以晴綸為主體的混紡物占60%，以滌綸為主體的混紡物

18、為40%。本廠產(chǎn)品系全國人民生活必需品，故本廠在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。(2)車間組成及布置設(shè)有一個生產(chǎn)主廠房，其中有制條車間、紡紗車間、織造車間、染整車間等四個生產(chǎn)車間，設(shè)備選型全部采用我國最新定型設(shè)備，除上述車間外，還有輔助車間及其它設(shè)施，詳見本廠總平面布置圖（見圖1-2）。1.1.2 設(shè)計依據(jù)(1)工廠總平面布置圖。(2)全廠各車間電氣設(shè)備及車間變電所負(fù)荷計算表 2河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)說明書表1-1 負(fù)荷統(tǒng)計表序號車間或 用電單 位名稱設(shè)備容量（千瓦） 計 算 負(fù) 荷變壓器臺數(shù)及備注kx cosf tgf p30（千瓦）q30 s30（千瓦） （千伏安） 容量 kno.1變電所

19、1 2 3 4 5 6制條車間 紡紗車間 軟水站306 340 86.10.8 0.8 0.65 0.3 0.3 0.60.8 0.8 0.80.75 0.75 0.75244.8 272 56 11183.6 204 42 13 179.2 10.2306 340 70 17 207.2 12.8 鍛工車間 36.9 機(jī)修車間 355.44 托兒所、 12.8 幼兒園0.65 1.17 0.5 0.61.73 103.6 1.337.77 8倉 庫 37.96 小 計0.3 0.5 1.17 10.3705.412 64420.6 973.6 0.9no.2變電所 1 2 3織造車間 577

20、.5 染整車間 441 浴室、 理發(fā)室 4 5 6食 堂 20.63 獨(dú)身宿舍 小 計200.75 0.8 0.81 0.75 15.5 16 847.811.6 62219.4 16 1.880.8 0.8 0.80.8 0.8 10.75 462 0.75 352.8 1.5346.5 264.6577.5 441 1.51055.4no.3變電所 1 2 3 4 5鍋爐房 水泵房 化驗(yàn)室 卸油泵房 小 計151 118 50 280.75 0.75 0.75 0.750.8 0.8 0.8 0.80.75 0.75 0.75 0.75113 88.5 37.5 21 26085 66 2

21、8 16 195142 110.2 46.8 26 325 上表系根據(jù)各車間配電系統(tǒng)設(shè)計后所提供的數(shù)據(jù)。其中no.1、no.2變電所各設(shè)一臺變壓器，no.3變電所由本設(shè)計確定。3河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)說明書(3)供用電協(xié)議工廠與電業(yè)部門所簽訂的供用電協(xié)議主要配電系統(tǒng)變電所10kv母線短路數(shù)據(jù)為：表1-2 母線短路數(shù)據(jù)運(yùn)行方式系統(tǒng)最大運(yùn)行方式系統(tǒng)最小運(yùn)行方式 電源10kv短路容量 (3)sdmva max=187(3)sdmva min=107說明 系統(tǒng)為無限大容量1.1.3 本廠負(fù)荷性質(zhì)多數(shù)車間為三班制，少數(shù)車間為一班或兩班制。 全年為306個工作日，年最大負(fù)荷利用小時數(shù)為6000小時,

22、屬于二級負(fù)荷。1.1.4 本廠自然條件：(1)氣象條件最熱月平均氣溫為30；土壤中0.7-1米深處意念中最熱月平均氣溫為20；4河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)說明書年雷暴日為31天；土壤凍結(jié)深度為1.0米；夏季主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槟巷L(fēng)。(2) 地質(zhì)及水文條件根據(jù)工程地質(zhì)勘測數(shù)據(jù)獲悉，廠區(qū)地址原為耕地，地勢平坦，地層以砂質(zhì)為主，地質(zhì)條件較好，地下水位為2.8-5.3米，地耐力為20噸/平方米。 5河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)說明書 圖1-2全廠總平面布置圖 6河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)說明書1.2 設(shè)計成果1.2.1 設(shè)計說明書包括設(shè)備選擇的根據(jù)和繼電保護(hù)的原理，并附有必要的計算及表格。1.2.2 設(shè)計圖

23、紙(1)變電所主電路圖(2)總變電所平面布置圖 7河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)說明書2 變電所所址的選擇2.1 變電所簡介變電所按其分類的原則不同可劃分出許多類型，比如按變電所容量和饋線的多少可以分為大、中、小型變電所；按供電對象的差異可以分為城鎮(zhèn)變電所、工業(yè)變電所和農(nóng)業(yè)變電所；按變電所在電力系統(tǒng)中的重要性可以分為樞紐變電所、區(qū)域變電所和末端變電所；按電壓等級可以分為超高壓、高壓、中壓變電所和低壓變電所；按是否有人正常運(yùn)行值班可分為有人值班變電所，無人值班變電所等。變電所的電氣設(shè)備可劃分為一次設(shè)備和二次設(shè)備兩大類。一次設(shè)備是進(jìn)行電能交換和分配的必要設(shè)備，包括電力變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、避雷器

24、、互感器、消弧線圈、補(bǔ)償電容器或調(diào)相機(jī)等，都是電壓高、電流大的強(qiáng)電設(shè)備，它們的安全可靠性是變電站最關(guān)心的頭等大事。二次設(shè)備是對一次設(shè)備和系統(tǒng)進(jìn)行檢測、控制、調(diào)節(jié)并與上級有關(guān)部門和電力用戶進(jìn)行聯(lián)絡(luò)通信的有關(guān)設(shè)備，主要包括各種繼電保護(hù)裝置和自動裝置，測量與監(jiān)控設(shè)備、直流電源和遠(yuǎn)動通信設(shè)備等。2.2 變電所選址(1)盡量靠近負(fù)荷中心，特別是對車間變電所所址靠近負(fù)荷中心，可以降低配電系統(tǒng)的電能損耗，電壓損耗和有色金屬的消耗量。(2)進(jìn)出線方便。(3)盡量靠近電源側(cè)。(4)盡量不設(shè)在多塵或有腐蝕性氣體的場所，如無法遠(yuǎn)離時，應(yīng)設(shè)在濡染源的上風(fēng)側(cè)。(5)盡量不設(shè)在有劇烈震動的場所。(6)盡量不設(shè)在低洼積水場

25、所及其下方。(7)應(yīng)遠(yuǎn)離有易燃易爆危險的場所。(8)不占或少占農(nóng)田，具有適宜的地質(zhì)條件。(9)適當(dāng)考慮職工生活上的方便。(10)應(yīng)盡量臨近車間變電所或有大量高壓用電設(shè)備的廠房合建在一起，以節(jié)約建筑費(fèi)用。(11)不應(yīng)妨礙工廠或車間的發(fā)展，并應(yīng)適當(dāng)考慮今后擴(kuò)建的可能。根據(jù)本廠的實(shí)際情況，總配變電所應(yīng)選在廠南側(cè)。8河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)說明書3 負(fù)荷統(tǒng)計及無功補(bǔ)償計算3.1 負(fù)荷等級劃分由于建筑物用電設(shè)備多、負(fù)荷大，對供電的可靠性要求很高，因此應(yīng)準(zhǔn)確劃分負(fù)荷的等級，做到安全供電，節(jié)約投資。而劃分負(fù)荷等級的原則是：一要看建筑物類別；二要看負(fù)荷的性質(zhì)。按照建筑電氣設(shè)計技術(shù)規(guī)程，對負(fù)荷等級的劃分標(biāo)準(zhǔn)

26、是：(1)一級負(fù)荷中斷供電將造成人員傷亡者；中斷供電將造成重大政治影響者；中斷供電將造成重大經(jīng)濟(jì)損失者；中斷供電將造成公共場所的秩序嚴(yán)重混亂者；(2)二級負(fù)荷中斷供電將造成較大政治影響者；中斷供電將造成較大經(jīng)濟(jì)損失者；中斷供電將造成公共場所秩序混亂者；(3)三級負(fù)荷凡不屬一級和二級負(fù)荷者。而本設(shè)計作為對國民經(jīng)濟(jì)有重要作用的紡織廠總配變電所，屬于二級負(fù)荷。3.2 電力負(fù)荷計算3.2.1 計算負(fù)荷的方法及適用范圍(1)需要系數(shù)法其計算公式為： p30=kd pn (3-1)其適用范圍：當(dāng)用電設(shè)備臺數(shù)較多、各臺設(shè)備容量相差不太懸殊時，特別在確定的建筑物時，宜于采用。 單個用電設(shè)備組q30=p30ta

27、n (3-2)s30=p30/cos (3-3)i30=s30/un (3-4)9河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)說明書 多個用電設(shè)備組p30=kpp30 (3-5)q30=kqq30 (3-6)22+q30s30=p30 (3-7)i30=s30n (3-8)(3-8)式中：p30、q30、s30該用電設(shè)備組的有功、無功、視在功率計算負(fù)荷 pe設(shè)備組或單個的設(shè)備容量 （kw）un設(shè)備額定電壓 （kv）kd需要系數(shù)kp、kq有功和無功負(fù)荷同時系數(shù)p30i、q30i各設(shè)備組的有功和無功計算負(fù)荷，i為任一組數(shù)(2)二項(xiàng)式法計算公式如下： 單個用電設(shè)備組p30=bpe+cpx (3-9)q30=p30t

28、anf (3-10)s30=p30/cosf (3-11)i30=s30/un (3-12)多個用電設(shè)備組p30=（bpe）i+（cpx）max (3-13) q30=（bpetanf）i+（cpx）maxtanfmax (3-14)22+q30s30=p30 (3-15)i30=s30/un (3-16) （3-4）式中：pe設(shè)備組的設(shè)備容量 （kw）px設(shè)備組中容量最大的x臺設(shè)備容量(cpx)max各組cpx中最大的一組cpxun設(shè)備額定電壓 （kv）10河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)說明書b、c二項(xiàng)式系數(shù)適用范圍：當(dāng)用電設(shè)備臺數(shù)較少，有的設(shè)備容量相差懸殊時，特別在確定干線和分支線的計算負(fù)荷時，宜于使用。根據(jù)上述各種方法的適用范圍，并結(jié)合化纖毛紡織廠的生產(chǎn)生活情況和原始資料，我們選用需用系數(shù)法初步估算本設(shè)計的計算負(fù)荷。3.2.2 本紡織廠負(fù)荷計算由于本廠總配變電所下屬還有三個分變電所，每個變電所控制著幾個車間，所以在進(jìn)行負(fù)荷計算時，僅列出no.1變電所控制的各個車間的負(fù)荷計算過程即可，其余車間和變電所負(fù)荷計算與此相同，可略去不寫，而只將其結(jié)果列出表格，其計算結(jié)果詳見表3-1。對no.1變電所進(jìn)行負(fù)荷計算(1)制條車間的負(fù)荷計算：p30=kxpe=0.8340=244.8 (kw)q30=p30tgf=244.80.75=183.