毕业设计论文 110KV供配电系统设计.doc
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1、 本科毕业设计(论文)10kV供配电设计学生姓名: 学生学号: 院(系): 年级专业: 指导教师: 助理指导教师: 本科毕业设计(论文) 摘要摘 要电能是现代工业生产的主要能源和动力,在工业生产中起着十分重要的作用。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。但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。因此,一个稳定可靠的供配电系统对于发展工业生产,实现工业现代化,具有十分重要的意义。本文主要进行了负荷计算、主变压器选型、主结线设计、高压配电系统设计、短路电流计算、改善功
2、率因数装置设计、变电所高、低压侧设备选择、变电所防雷装置设计,通过以上步骤设计出了一个可靠、稳定、经济的配电系统。关键词 供配电系统设计,配电网计算,变电所选址本科毕业设计(论文) ABSTRACTABSTRACTPower of modern industrial production of major energy and power, in the industrial production plays an important role. After the electrification of industrial production can greatly increase yi
3、eld, enhance product quality, increase productivity, reduce production costs, reduce labor intensity and improve working conditions of workers is beneficial to automate the production process. However, if a sudden interruption of the supply of power plant, the industrial production could have seriou
4、s consequences. Therefore, a stable and reliable power supply system for the development of industrial production, and industrial modernization, is of great significance. This paper conducted a load calculation, selection of the main transformer, main connection design, high-voltage power distributi
5、on system design, short circuit current calculation, improving the power factor device design, substation high and low pressure side of the equipment selection, design of substation lightning protection devices Through these steps to design a reliable, stable and economical distribution system. Key
6、words distribution system design, distribution network computing, location-allocation of substation本科毕业设计(论文) 目录目 录摘要ABSTRACT1绪论11.1研究目的和意义11.2基本要求11.3本文主要内容和研究工作12负荷计算和无功功率补偿32.1负荷计算的目的和意义32.2负荷计算的方法32.3负荷计算42.4无功功率补偿6 2.5车间变压器的选择72.5.1车间变电站变压器台数的选择原则72.5.2变压器容量的选择82.5.3低压为230/400V的配电变压器联结组别的选择83短路
7、电流计算及线路、高低压设备选型103.1短路概述103.1.1短路后果103.1.2短路电流计算目的103.1.3短路分类103.2电力网络中的短路计算123.3高低压电气设备的选择163.3.1高低压电气设备选择和校验原则163.3.2高低压熔断器的选择193.3.3并联电容器的选择203.3.4高低压配电屏的选择203.4导线和电缆的选择204变配电所及系统的主结线确定234.1车间变电所所址选择的要求234.2电气主结线的设计原则和要求234.2.1安全性234.2.2可靠性244.2.3灵活性244.2.4经济性244.3变配电所主结线设计244.4低压配电网络的确定265供电系统的继
8、电保护、防雷和接地295.1继电保护的概述295.1.1继电保护的任务295.1.2继电保护的要求295.1.3继电保护装置的操作电源315.2常用继电保护的结线及整定计算325.3部分装置的继电保护335.3.1车间变压器的保护配置335.3.2高压电动机及电容器的保护配置335.3.310KV线路的继电保护345.4变电所的防雷保护345.5接地保护35结论37参考文献38致谢392萬花樓大学( 1 绪论1 绪论1.1 研究目的和意义众所周知,电能是现代工业生产的主要能源和动力。电能既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;电能的输送的分配既简单经济,又便于控制、
9、调节和测量,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。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。从另一方面来说,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。因此,一个稳定可靠的供配电系统对于发展工业生产,实现工业现代化,具有十分重要的意义。由于能源节约是工厂供电工作的一个重要方面,而能源节约对于国家经济建设具有十分重要的战略意义。因此在当今全球资源紧
10、张的局势下,一个好的供配电系统设计,对于节约能源、保护环境、支援国家经济建设,也具有重大的作用。1.2 基本要求工厂供电工作要更好地为工业生产服务,切实保证工厂生产和生活用电的需要,并做好节能工作,就必须达到以下基本要求。 安全 在电能的供应、分配和使用中,不应发生人身事故和设备事故。 可靠 应满足电能用户对供电可靠性即连续供电的要求。 优质 应满足电能用户对电压和频率质量的要求。 经济 供电系统的投资要少,运行费用要低,并尽可能地节约电能和减少有色金属消耗量。此外,在供电工作中,应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系。既要照顾局部和当前的利益,又要有全局观点,能顾全大局,适应发展。1.3
11、本文主要内容和研究工作本文主要是对10kV及以下供配电系统的设计,其内容包括以下几个方面。 负荷计算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。 工厂总降压变电所的位置和主变压器的台数及容量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和备用的需要,确定变压器的台数和容量。 工厂总降压变电所主结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
12、活经济,安装容易维修方便。 厂区高压配电系统设计根据厂内负荷情况,从技术和经济合理性确定厂区配电电压。参考负荷布局及总降压变电所位置,比较几种可行的高压配电网布置放案,计算出导线截面及电压损失,由不同放案的可靠性,电压损失,基建投资,年运行费用,有色金属消耗量等综合技术经济条件列表比值,择优选用。按选定配电系统作线路结构与敷设方式设计。用厂区高压线路平面布置图,敷设要求和架空线路杆位明细表以及工程预算书表达设计成果。 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
13、点的三相及两相短路电流。 改善功率因数装置设计按负荷计算求出总降压变电所的功率因数,通过查表或计算求出达到供电部门要求数值所需补偿的无功率。由手册或厂品样本选用所需 移相 电容器的规格和数量,并选用合适的电容器柜或放电装置。如工厂有大型同步电动机还可以采用控制电机励磁电流方式提供无功功率,改善功率因数。 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。 变电所防雷装置设计参考
14、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。40萬花樓大学( 2 负荷计算和无功功率补偿2 负荷计算和无功功率补偿2.1 负荷计算的目的和意义工业企业生产所需要的电能,除大型厂矿企业建有自备发电厂可供应部分外,通常均由电力系统供给。工业企业所使用的电能都是通过企业的各级变电站经过变换电压后,分配到各用电设备。因此,工业企业变电站可以说是企业电力供应的枢纽,所处地位十分重要。如何正确地计算选择各级变
15、电站的变压器容量及其它主要电气设备,这是保证企业安全可靠供电的重要前提。要进行低压供配电系统的设计,负荷的统计计算也是其中的一项重要内容,负荷计算结果对选择供配电设备及安全经济运行均起决定性的作用。负荷计算的目的是 计算变配电所内变压器的负荷电流及视在功率,作为选择变压器容量的依据。 计算流过各主要电气设备(断路器、隔离开关、母线、熔断器等)的负荷电流,作为选择这些设备的依据。 计算流过各条线路(电源进线、高低压配电线路等)的负荷电流,作为选择这些线路电缆或导线截面的依据。 计算尖峰负荷,用于保护电器的整定计算和校验电动机的启动条件。 为电气设计提供技术依据。计算负荷是工程设计中按照发热条件选
16、择导线和电气设备的依据。计算负荷确定得是否合理,直接影响到电器和导线电缆的选择是否经济合理,如果计算负荷确定的过大,将使电器和导线电缆选得过大,造成投资和有色金属的浪费,而变压器负荷率较低运行时,也将造成长期低效率运行。如果计算负荷确定的过小,又将使电器和导线处于过负荷运行,增加电能损耗,产生过热,导致绝缘过早老化甚至产生火灾,造成更大的经济损失。因此,正确确定计算负荷具有很大的意义。2.2 负荷计算的方法我国目前普遍采用需要系数法和二项式系数法确定用电设备的负荷,其中需要系数法是国际上普遍采用的确定计算负荷的方法,最为简便,而二项式系数法在确定设备台数较少且各台设备容量差别大的分支干线计算负
17、荷时比较合理,本文采用需要系数法。表2.1 设备装置技术参数一览表装置名称Pe(kW)Ue(V)Ie(A)Kdcostan循环氢压缩机5.538011.10.80.880.54新氢压缩机水站水泵3038056.90.80.890.512硫化氢气提塔顶空冷器3038056.90.80.890.512分馏塔顶空冷器22380420.80.880.54塔顶循环回流泵75380140.10.80.890.512注氨泵1538029.40.80.840.646新氢压缩机盘车电机7.5380150.80.880.54循环氢压缩机油泵电机3038056.90.80.890.512抗氧剂泵0.553801.5
18、0.80.760.882低压脱硫贫胺液泵55380102.70.80.890.512硫化氢气提塔顶泵75380140.10.80.890.512分溜塔进料泵(P-3204A/B)2806000360.80.850.62反应进料泵220060002610.80.850.62新氢压缩机(K-3101)主机200060002230.9-0.90.36注水泵2806000350.80.850.62办公室外中央空调室外机84380127.60.80.840.646办公室外中央空调室内机7.538011.40.80.840.646控制室风恒温恒湿空调机176380267.40.80.840.646配电间风
19、冷空调机3038045.60.80.840.6462.3 负荷计算 确定用电设备组或用电单位计算负荷的公式用电设各组的计算负荷,是指用电设备从供电系统中取用的半小时最大负荷,所以通常用表示。1) 有功计算负荷 (kW) = 式(2.1)式中,为用电设备组或用电单位的需要系数,为用电设备组或用电单位的总设备容量。 2) 无功计算负荷 kvar 式(2.2)式中,为设备铭牌给定功率因数角用电设备组或用电单位功率因数角的正切值。 3) 视在计算负荷(kVA) 式(2.3) 4) 计算电流(A) 式(2.4)式中为用电设备组或用电单位供电电压额定值(kV)。 确定多组用电设备组或多个用电单位总计算负荷
20、的公式 1) 有功计算负荷 (kW) = 式(2.5)式中,为各组的计算负荷(kW);为有功负荷同时系数,由设备组计算车间配电干线负荷时可取=0.850.95,由设备组直接计算变电所低压母线总负荷时可取=0.80.9。 2) 无功计算负荷(kvar ) 式(2.6)式中,为各组无功计算负荷(kvar);为无功负荷同时系数,由设备组计算车间配电干线负荷时可取=0.90.97,由设备组直接计算变电所低压母线总负荷时可取=0.850.95 。 3) 视在计算负荷(kVA) 式(2.7) 4) 计算电流(A) 式(2.8)式中为用电设备电压额定值(kV)。2.4 无功功率补偿低压配电系统为用电端,有感
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