毕业设计（论文）马鹿青总降变电所及配电系统.doc

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1、本科毕业设计（论文） 马鹿青总降变电所及配电系统 设计 学生姓名： 学生学号： 院（系）： 年级专业： 指导教师： 摘 要 总降变电所及配电系统设计的优劣是变电所得以运行的根本。本设计首先通 过负荷计算确定总变电所的变压器的容量、台数，从经济性和可靠性出发确定主 接线方式。其次，通过短路计算，参考总降变电所所在地的气象条件和其它有关 资料，确定变电所的位置、导线型号及各种电气设备。最后确定相关的保护方案 和二次回路方案。在仔细研究各负荷的实际数据，并严格按照国家规定，依照以 上设计步骤设计本供电系统设计方案，以到达提高生产效益的目的。 关键词 变电所，配电系统，方案，设计 ABSTRACT T

2、he factory power supply system design fit and unfit quality are the bases which the enterprise can move. A set of unreliability, the economical power supply system will be helpful in the enterprise produces highly effective, economical carrying on. First, through the load computation then may determ

3、ine each workshop as well as the main plant transformer capacity, the Taiwan number, embark from the efficiency and the reliability determines the main wiring way. Next, through short-circuits the computation, refers to the factory locus the meteorological condition and other pertinent datas, then m

4、ay determine the transformer substation the position, the wire model and each kind of electrical equipment. Finally determines the related protection plan, for example: Electric cable, transformer relay protection, anti-radar protection and so on. Only then carefully studies the factory the actual d

5、ata, strictly stipulated according to the country, and only then may design an economy reliable power supply system through the above design procedure, thus arrives the enhancement production benefit the goal。 Key words total drop substation, distribution system, main connection, short- circuits 目 录

6、 摘摘 要要.1 ABSTRACTABSTRACT.II 1 1 绪论绪论.1 1.11.1 变电所设计的意义变电所设计的意义.1 1.21.2 变电所设计的一般原则变电所设计的一般原则.1 1.31.3 变电所供、配电设计内容及步骤变电所供、配电设计内容及步骤.1 2 2 负荷计算及功率补偿负荷计算及功率补偿.4 2.12.1 负荷计算的有关概念负荷计算的有关概念.4 2.22.2 负荷计算的方法负荷计算的方法.4 2.2.1 负荷计算的方法及其适用范围.4 2.2.2 负荷计算.4 2.32.3 无功功率补偿无功功率补偿.7 2.3.1 进行无功功率补偿.7 2.3.2 无功功率补偿后的校

7、验.7 3 3 总变电所位置及型式选择总变电所位置及型式选择.9 3.13.1 总变电所位置的确定总变电所位置的确定.9 3.23.2 变配电所型式的选择变配电所型式的选择.9 4 4 总变电所主变压器的台数、容量、类型的选择总变电所主变压器的台数、容量、类型的选择.10 4.14.1 总降压变电所主变压器台数和容量确定的原则总降压变电所主变压器台数和容量确定的原则.10 4.24.2 变压器台数和容量确定的结果变压器台数和容量确定的结果.10 4.34.3 总变电所主变压器经济运行的条件总变电所主变压器经济运行的条件.10 4.3.1 经济运行的条件.10 4.3.2 经济运行的计算.11

8、5 5 主接线及配电系统的设计主接线及配电系统的设计.12 5.15.1 配电系统的设计配电系统的设计.12 5.1.1 配电系统的设计的一般原则与要求.12 5.2.2 配电系统接线方案的设计.12 5.25.2 主接线方案的设计主接线方案的设计.13 5.1.1 变电所的主接线方案的设计原则与一般要求.13 5.2.2 主接线方案一次接线的确定.14 6 6 短路电流的计算短路电流的计算.16 6.16.1 计算短路电流的目的和任务计算短路电流的目的和任务.16 6.26.2 计算短路电流的原则与规定计算短路电流的原则与规定.16 6.36.3 无限大容量供电系统三相短路电流的计算无限大容

9、量供电系统三相短路电流的计算.16 6.3.1 采用三相短路电流计算为标准的原因.17 6.3.2 采用欧姆法进行短路计算.17 7 7 变电所一次设备的选择和校验变电所一次设备的选择和校验.22 7.17.1 电气设备的选择电气设备的选择.22 7.27.2 高压开关柜选择的原则高压开关柜选择的原则.23 7.37.3 电气设备设备的选择与校验电气设备设备的选择与校验.23 7.3.1 主变压器一次侧电气设备的选择与校验.23 7.3.2 主变压器二次侧电气设备的选择与校验.25 7.47.4 电气设备选择与校验后的一次路线方案电气设备选择与校验后的一次路线方案.26 8 8 变电所进出线的

10、选择与校验变电所进出线的选择与校验.27 8.18.1 变电所进出线方式的选择变电所进出线方式的选择.27 8.1.1 变电所各种进出线方式的比较.27 8.1.2 导线和电缆选择的一般原则.27 8.28.2 按发热条件选择导线和电缆截面按发热条件选择导线和电缆截面.27 8.38.3 按经济电流密度选择导线和电缆截面按经济电流密度选择导线和电缆截面.28 9 9 变电所二次回路方案的选择及继电保护的整定变电所二次回路方案的选择及继电保护的整定.31 9.19.1 变电所二次回路方案的选择变电所二次回路方案的选择.31 9.1.1 变电所二次回路设备的类别及其功能.31 9.1.2 变电所二

11、次回路设备选择的一般要求.31 9.1.3 变电所二次回路图.32 9.29.2 继电保护的整定继电保护的整定.34 9.2.1 变压器的过电流、过负荷保护.34 9.2.2 变压器的瓦斯保护.35 9.2.3 变压器差动保护.36 9.2.4 总降压变电所的整定计算.39 1010 防雷保护设计防雷保护设计.41 10.110.1 过电压及雷电概述过电压及雷电概述.41 10.210.2 防雷防雷.41 10.2.1 防雷设备.41 10.2.2 防雷保护措施.41 10.310.3 电气装置的接地电气装置的接地.42 10.3.1 接地概述.42 10.3.2 接地装置初步方案.43 结论

12、结论.44 参考文献参考文献.45 附录附录 .46 致致 谢谢.53 1 绪论 总变电所及配电系统设计，是根据总变电所所承担的负荷数量和性质，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，经济的分配电能 问题。其基本内容有以下几方面： 负荷计算 改善功率因数装置设计 总变电所位置和型式的选择 变压器的台数、容量和类型的选择 变电所主接线及配电系统的确定 变电所短路电流计算 变电所一次设备的选择和校验 变电所进出线的选择和校验 变电所二次回路方案的选择及继电保护的整定 防雷保护设计 2 负荷计算及功率补偿 2.1 负荷计算 2.1.1 负荷计算的方法及其适用范围 表 2.1 负荷计

13、算的方法及其适用范围 序号计算方法适用范围 需求系数法当用电设备台数较多、各台设备容量相差不太悬殊时，特别 在确定车间和工厂的计算负荷时，宜于采用 二项式法当用电设备台数较少、有的设备相差悬殊时，特别在确定干线 和分支线的计算负荷时，宜于采用 2.1.2 负荷计算 本设计采用需要系数法确定。 单组用电设备的计算负荷 表 2.2 各用电设备在 6kV 线路上的负荷计算表 序 号 用电设备 名称 设备容 量(kW) 需要系 数() d k 功率因数 ()cos 有功负荷 (kW) 无功负荷 (kvar) 计算电流 (A) 1 三小轧 1# 1 340.001.000.801 675.001256.

14、25251.88 2 三小轧 2# 1 000.001.000.801 250.00937.50187.97 3-1 落锤 560.001.000.80700.00525.00105.26 3-2 落锤 630.001.000.80787.50590.63118.42 3-3 落锤 180.001.000.80225.00168.7533.83 3-4 落锤 180.001.000.80225.00168.7533.83 3-5 落锤 50.001.000.8062.5046.8759.40 3-6 落锤 1 000.001.000.801 250.00937.50187.97 3-7 落锤

15、560.001.000.80700.00525.00105.26 4-1 轧辊 320.001.000.80400.00300.0060.15 续表 2.2 4-2 轧辊 320.001.000.80400.00300.0060.15 4-3 轧辊 315.001.000.80393.75295.3159.21 4-4 轧辊 500.001.000.80625.00468.7593.98 5-1 1#线材 500.001.000.80625.00468.7593.98 5-2 1#线材 650.001.000.80812.50609.375122.18 6-1 2#线材 1 250.001.0

16、00.801562.501171.875234.96 6-2 2#线材 570.001.000.80712.50534.375107.14 6-3 2#线材 630.001.000.80787.50590.625118.42 表 2.3 各用电设备在 6kV 线路上的负荷计算表 序号用电设备名称 设备容量 (kVA) 功率因数( )cos 有功负荷 (kW) 计算电流(A) 7 1#所内变 30.000.8024.002.89 8 2#所内变 30.000.8024.002.89 9 钢锭模变 1 000.000.80800.0096.23 10 高帆铁变 1 250.000.801 000.

17、00120.28 11 高压站变 1 000.000.80800.0096.23 12 高速线材 1#变 6 020.000.804 816579.29 13 高速线材 2#变 6 020.000.804 816579.29 14 马卫联络 7 380.000.805 904710.16 分组后，用电设备的计算负荷： 根据负荷性质，将马鹿青总降变电所的负荷分成四组。 1)组：三小轧 1#、三小轧 2#、1#线材、2#线材 2)组：落锤、轧辊 3)组：1#所内变、2#所内变、钢锭模变、高帆铁变、空压站变、高速线材 1#、高速线材 2# 4)组：马卫联络 表 2.4 用电设备分组后，在 6kV 线

18、路上的负荷计算表 序号需求系数(Kx) 设备功率因数的正切 值（）tan 有功负荷(kW)无功负荷(kvar) 1)组0.301.332 227.202 962.58 2)组0.201.731 153.751 995.99 3)组0.6007 368.000 4)组1.000.755 904.004 428.00 变电所低压侧总负荷计算： 表 2.5 变电所低压侧总负荷计算表 有功负荷 (kW) 无功负荷 (kvar) 视在负荷 (kVA) 功率因数()cos计算电流(A) 14 987.938 917.2417 440.000.8451 678.22 变电所高压侧总负荷： 表 2.6 变电所

19、高压侧总负荷计算表 有功损耗 (kW) 无功损耗 (kvar) 有功负荷 (kw) 无功负荷 (kvar) 视在负荷 (kVA) 功率因数( )cos 计算电流 (A) 261.601 046.401 5249.53 9 963.6418 215.99 0.837300.50 2.2 无功功率补偿 2.2.1 进行无功功率补偿 30 30 17779.57 293.30 33 35 G G N S IA U 由于本设计中上级要求功率因数 cos0.9 就可满足要求，,而由上面计算 可知 cos=0.8372 1dz I s K 所以，校验结果满足要求。 由于本设计中的总变压器的容量为 1000

20、0kVA，且多为二级负荷，所以总降 压变压器采用过电流保护、过负荷保护、瓦斯保护和差动保护。 设计成表格！ 10 防雷保护设计 10.1 防雷保护措施 架空线路的防雷保护 1)架设避雷线。 2)提高线路本身的绝缘水平。 3)利用三角形排列的顶线兼作防雷保护线。 4)装设自动重合闸装置。 5)加强对绝缘薄弱点的保护。 6)绝缘子铁脚接地。 变配电所的防雷保护 1)装设避雷针。 2)高压侧装设避雷器。 3)低压侧装设避雷器。 10.2 接地装置初步方案 现初步考虑围绕变电所建筑四周，距变电所 23m，打入一圈直径 50mm、长 2.5m 的钢管接地体，每隔 5m 打入一根，管间用 404mm2的扁

21、钢焊接。 计算单根钢管接地电阻 查相关资料得土质的 = 200/m 则单根钢管接地电阻 Re(1) 100/m/2.5m =80 确定接地钢管数和最后的接地方案 根据 Re(1)/Re = 80/5 = 16。但考虑到管间的屏蔽效应，初选 24 根直径 50mm、长 2.5m 的钢管作接地体。以 n = 24 和 a/l = 3 再查有关资料可得 。 因此可得0.70 E (1) () 80 23 0.705 E EE man R n R 考虑到接地体的均匀对称布置，选 24 根直径 50mm、长 2.5m 的钢管作接地体， 管间距 7.5m，用 404mm2的扁钢连接，环形布置，附加均压带。

22、 结 论 攀钢马鹿青总降变电所及配电系统的设计是本次毕业设计的课题。通过这次 毕业设计，加深了对变电所供电知识的理解，基本上掌握了进行一次设计所要经 历的步骤。 根据攀钢的实际情况，并考虑到工厂生产的发展，按照安全可靠、技术先进、 经济合理的要求，确定了变电所的位置与型式和主变压器的台数与容量，并选择 了主接线方案及高低压设备和进出线，确定了二次回路方案，选择和整定了继电 保护装置，确定了防雷装置；最后，根据所求得的数据绘出设计图样。 由于还未走出社会，又对设计没有一点经验；所以，本设计太理论化和理想 化。并且在选择设备和变电所型式时，资料上的设备已落后于时代或理论化不是 太跟进时代的步伐。

23、参考文献 1 刘介才工厂供电（第 3 版） 北京：机械工业出版社，1998 2 唐志平供配电技术北京：电子工业出版社，2005 3 电力工业部西北电力设计院电力工程电气设备手册电气一次部分中国电力出版社， 2001.5 4 机械工业信息研究院变压器与电容器产品供应目录机械工业出版社，2002.11 5 周文俊电气设备实用手册中国水利水电出版社，2001.7 6 任会元低压配电线路保护的几个问题建筑电气，2006，2：1314 7 朱甫家需要系数法计算存在的问题及解决办法建筑电气，2006，2：2122 8 温祥杰对电气设计中易被忽略的几个问题的分析建筑电气，2006，2：3537 9 钢铁企业

24、电力设计手册编委会钢铁企业电力设计手册北京：冶金工业出版社，1996 10 纪建伟主编.电力系统分析.北京:中国水利水电出版社,2002 11 尹项根 曾克娥编著. 电力系统继电保护原理与应用.武汉:华中科技大学出版社,2001 12 洪佩孙主编. 电力系统继电保护. 北京:水利电力出版社,1986 13 国家电力调度通信中心编. 电力系统继电保护实用技术问答. 北京:中国电力出版社, 2000 14 王广延主编.电力系统元件保护原理. .北京:水利电力出版社,1986 15 浙江大学主编.电力系统自动化.北京:电力工业出版社,1980 16 王维俭编.电力系统继电保护基本原理.北京:清华大学

25、出版社,1991 17 Begovic M M, Mills R Q. Load Identification and Voltage Stability Monitoring. IEEE Transon Power Systems, 2005, 10(1): 109116. 18 Dias L G, El-Hawary M E. Nonlinear Parameter Estimation Experiments for Static Load Modeling in Electric Power System. IEE ProcGeneration, Transmission & Dist

26、ribution, 2002, 136(2):6877. 19 Dias L G, El-Hawary M E. Nonlinear Parameter Estimation Experiments for Static Load Modeling in Electric Power System. IEE ProcGeneration, Transmission & Distribution, 2005, 136(2):6877. 附图 A 断路器的工作原理图 QS1 QF 1TA 2TA QS2 FU1 +WC SAQC KT RS KT KTP FU2 -WC EL R17 KAM SA KTKAM