毕业设计论文水泥厂110kV总降压变电所的设计.doc
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1、洛阳理工学院毕业设计(论文)某水泥厂110kV总降压变电所的设计摘 要本文主要是针对某水泥厂110kV变电所进行设计。根据变电所周边地区提供的负荷及对供电系统的要求,本次设计主要内容是对供电系统进行负荷计算,对总降压变电所及配电系统进行设计。并对主要设备进行选型校验,对主变压器、线路进行保护整定计算,对主、变线路进行防雷保护等。在这次设计中,负荷计算是非常重要的,根据计算结果,可以选择供电系统中线路的变压器的型号、导线截面、电压和电流互感器等主要电气设备。变压器在供电系统中也是重要的设备,掌握了对它的保护和整定计算方法。通过本次毕业设计,旨在熟悉变电所中供电系统的负荷计算,掌握变电所中一次回路
2、的基本原理,在此基础上对供电系统中的变电所一次接线进行了设计和计算,最后根据具体环境条件对电气设备进行校验,使本次毕业设计的内容更加完善。 关键词:一次部分,变电所,变压器,电气设备30The design of major system of 110kV substationABSTRACTA cement plant substation of 110kV is designed in this Paper. A substation of 110KV is designed in this Paper. According to the substation and the reques
3、t of the power supplying system, I mainly design and calculate the major system, check to the main equipments, and design the protection of the circuit etc. Burden calculation is very important in this design. We can choice the transformer, the circuit and the other main electricity equipments. We s
4、hould learn the method of the calculation of it. Transformer is also very important,we should learn how to calculate and how to protect it.I will acquaint with the burden calculation of the substation pass this graduation design,and learn the basic principle of the major system in the substation. I
5、have completed the design and the calculation,and I will check it basis the actual environment .And then this graduation design will be perfect.KEY WORDS: Major system,Transformer, Substation,Electricity equipments目录前 言1第1章 负荷计算及变压器的选择21.1 负荷计算及变压器的选择21.1.1 负荷计算的目的21.1.2 各车间的负荷计算31.2 车间变压器的选择41.2.1
6、水泥粉磨及库顶电力室变压器的选择41.2.2 窑头电力配电室变压器的选择51.2.3 水泥烧成电力配电室变压器的选择51.2.4 生料粉磨及矿山电力配电室变压器的选择61.3 总降负荷计算及变压器选择71.3.1 总降负荷计算71.3.2 主变压器的选择71.3.3 S10型系列油浸节能配电变压器优点81.4 无功补偿91.4.1 全厂自然平均功率因数101.4.2 补偿容量101.4.3 补偿后功率因数10第2章 设备选择及其校验122.1 电气设备的原则122.1.1 电气选择的一般原则122.1.2 导线和电缆的选择132.1.3 校验的一般原则142.2 短路电流计算152.2.1 计
7、算方法152.2.2 各点的短路电流152.3 断路器及隔离开关的选择182.3.1 110kV断路器选择182.3.2 10kV段断路器及隔离开关选择212.3.3 0.4kV进线开关及低压母联开关选择242.4 互感器的选择252.4.1 110kV段互感器选择252.4.2 10kV段互感器选择262.5 避雷器的选择282.6 其它设备选择282.6.1 10kV汇流母线和电缆的选择282.6.2 10kV其他设备的选择292.6.3 0.4kV设备母线的选择30第3章 平面图及主接线设计313.1 总降及车间变电所位置313.2 主接线设计32第4章 过电压与接地保护344.1 过电
8、电压保护344.1.1 过电压的含义344.1.2 过电压的类型344.2 雷电过电压保护344.3 接地保护364.3.1 接地保护概述364.3.2 中性点接地方式364.3.3 中性点接地原则364.3.4 本站接地保护设计37结 论38谢 辞39参考文献40外文资料翻译41前 言本次设计的主要内容就是进行水泥厂的一次供电设计,本设计共分为五章,首先扼要地介绍了配电系统及工厂供电系统,并对电力负荷和短路电流进行了具体的计算,在阐述工业配电系统一次接线的基础上,详细的对变电所的电气设备进行了选择,并针对线路、变压器等介绍了其保护方法,针对雷电形成及其危害性,介绍了常用的雷电保护装置和防护措
9、施、以及接地和接零的目的和作用。并介绍了无功补偿的方式和计算。当前,能源严重短缺,合理用电、节约用电的迫切性和必要性已为人们所认识。科学技术的发展,使用电和节电技术渗透到设计,运行,制造,管理等部门,其涉及面愈来愈宽,内容愈来愈深,与设计的联系愈来愈密切,这都为培养高质量的共用电人才提出更高的要求。限于本人水平,设计中错漏难免,敬请老师们批评指正,本人不胜感激!第1章 负荷计算及变压器的选择1.1 负荷计算及变压器的选择1.1.1 负荷计算的目的进行企业电力负荷计算的主要目的就是为正确选择企业各级变电站的变压器容量、各种电气设备以及供电网络所用导线等提供科学的依据。表1-1各车间负荷车间变配电
10、所负荷(kW)水泥粉磨及水泥库顶电力变配电室880窑头电力配电室970水泥烧成电力配电室640生料粉磨及矿山电力配电室1230本设计采用需用系数法1,计算负荷为:有功功率: (1-1)无功功率: (1-2)视在功率: (1-3)电流: (1-4)1.1.2 各车间的负荷计算(1) 泥粉磨及水泥库顶电力室 (2) 窑头电力配电室(3) 水泥烧成电力配电室(4) 生料粉磨及矿山电力配电室表1-2车间负荷计算结果序号车间名称1水泥粉磨及库顶电力室7045288801336.982窑头电力配电室7765829701473.763水泥烧成电力配电室512384640972.384生料粉磨及矿山电力配电室
11、98473812301868.791.2 车间变压器的选择1.2.1 水泥粉磨及库顶电力室变压器的选择经过查表得知车间变电所的同时系数,由上述ST =808.116kVA选择有载调压S10-M-1250/10型变压器二次侧计算负荷2负载率:有功功率损耗:无功功率损耗:1.2.2 窑头电力配电室变压器的选择经查表得知同时系数,由上述ST =890.7KVA选择有载调压S10-M-1250/10型。变压器二次侧计算负荷3负载率:有功功率损耗:无功功率损耗:1.2.3 水泥烧成电力配电室变压器的选择经查表得知同时系数,由上述ST =587.7kVA选择有载调压S09-M-1000/10型。变压器二次
12、侧计算负荷4负载率:有功功率损耗:无功功率损耗:1.2.4 生料粉磨及矿山电力配电室变压器的选择经查表得知同时系数,由上述ST =1129.5kVA选择有载调压S09-M-1600/10型。变压器二次侧计算负荷5负载率:有功功率损耗:无功功率损耗:1.3 总降负荷计算及变压器选择1.3.1 总降负荷计算1. 水泥粉磨及库顶电力室负荷损耗: = 34.2(kVA)2. 窑头电力配电室变压器负荷损耗: = =44.6(kVA)3. 水泥烧成电力配电室负荷损耗: = =23.21(kVA)4. 生料粉磨及矿山电力负荷损耗: = =45.79(kVA)总负荷:1.3.2 主变压器的选择主变压器容量应根
13、据5-10年的发展规划进行选择,并应考虑变压器正常运行和事故时的过负荷能力,对装两台变压器的变电所。1. 任一台变压器单独运行宜满足以下条件:Sn=0.6S式中S为变电所最大负荷。2. 任一台变压器单独运行宜满足以下条件:式中S1+2为全部的一、二级负荷。这样,当一台变压器停用时,可保证对60%负荷的供电。考虑变压器的事故过负荷能力40%,则可保证对84%负荷的供电。由于一般电网变电所大约有25%的非重要负荷,因此,采用Sn=0.6Pm,对变电所保证重要负荷来说多数是可行的,能满足一、二级负荷的供电需求。一般情况下采用三相式变压器,具有三种电压的变电所,如通过主变压器各侧绕组的功率均达到15%
14、Sn以上时,可采用三绕组变压器。其中,当高压电网为110220kV,而低压电网为10kV时,由于负荷较大,最大和最小运行方式下电压变化也较大,故采用带负荷调压的三绕组变压器。目前限制低压侧短路电流措施,一般采用高阻抗变压器,且根据 110kV 系统短路水平(不超过30 kA)。经过推算,10kV短路电流(不超过30kA)。所选开关柜等电气设备均可满足要求(10kV不并列)。故本次设计采用高阻抗主变压器。本次设计结合实际运行经验,要求主变压器本体油枕由原A相移至C相。这样有利于主变压器中性点接地隔离开关连接安装,且操作检修方便。根据总负荷S=3563.816(kVA)可选择三相自冷双绕组有载调压
15、电力变压器SFZ10-6300/110型6。1.3.3 S10型系列油浸节能配电变压器优点随着电力系统的快速发展,进年来,变压器的发展非常快,由S7型系列到S9系列到S10型系列变压器的快速转变,S10型变压器低损耗、低噪声、结构简单、维护方便、更好的稳定性满足了用户要求,但是由于S10型变压器的价格较贵,所以式中有T3T4两台采用还采用S09系列.引线的选择原则是:电流密度符合低损耗要求,不高于绕组电流密度。在铁心夹持中,上、下夹件均采用4-6mm弯制钢板夹持,去掉木垫块,铁心垫脚直接固定在夹件上,大大提高了器身稳固性。器身与箱盖相连,改掉传统吊螺杆结构,采取吊板结构,灵活、可靠。设计、施工
16、中的工艺改进技术:1. 铁心制作铁心采用阶梯形三接缝叠片,有利于降低空载损耗和空载电流,铁心叠装完毕,打紧无纬带,刷漆固化,减少噪音,增加机械强度。2. 线圈工艺:高压线圈采用帘式油道,饼间采用1mm的垫块小油隙,线圈具有横纵向油道,而且散热性比较好,既保证了绝缘性能,又降低了成本;低压线圈采用4螺旋的结构,采用交叉换位,达到完全换位,降低损耗,提高线圈机械性。3. 器身绝缘及引线工艺线圈对铁芯的绝缘为1.0纸板三层;高、低压线圈之间围1.0纸板三层。上、下铁绝缘为等分垫块加纸圈粘接而成,提高了铁芯和线圈的散热能力。高压引线在夹持处用绝缘纸加包宽于导线夹的附加绝缘以增大爬电距离。低压引线遵循横
17、平竖直的原则,焊接后整齐又美观。 4. 油箱制作工艺在油箱壁的结构设计中,选用PG型固定式散热器增大散热面积,且易于施工焊接,在油箱的整体制作过程中,并在所有部件连接处选用优质橡胶作密封材料,防止出现渗漏油现象并延缓了老化。总之,在整个变压器的研制过程中,每一个工序和环节都以优于质量计划中制定的参数完成,全部技术参数都达到国家标准。且噪音小,温升低,整体无渗油,高效率,高质量的完成了S10型系列变压器的研制工作。1.4 无功补偿在110kV进线侧计算。要求本厂的功率因数值在0.9以上。本设计采用电力电容补偿,无功补偿根据要求采用高压集中补偿。将不并联电容器集中装设在变配电所高压母线上,为了避免
18、电容器击穿时引起高压母线相间短路,所以在电容器组的三角形的各边,都有高压熔断器FU与电容器C串联,如果电容器击穿时,相间短路电流使其串联的熔断器很快熔断,快速切除短路电流7。1.4.1 全厂自然平均功率因数全厂计算负荷的有功功率:=633.6+698.4+460.8+885.6+7.02+7.99+5.28+9.51=2708.2kW全厂计算负荷的无功功率: =501.6+552.9+364.8+701.1+33.54+42.16+22.6+44.8=2263.5kVar全厂平均功率因数为,取an =0.75,n=0.8=0.75提高到=0.91.4.2 补偿容量计算补偿容量: =0.7527
19、08.20.40 =812.46kVar那么考虑到三相均衡分配,所以取n=18,每相6并联,这时并联电容器的实际补偿容量为:=50(10/10.5)218=816.32kVar1.4.3 补偿后功率因数补偿后的功率因数计算如下选择BWF10.5-50-1W此为十二烷基苯浸泽,薄膜与纸复合介质,额定电压为10.5千伏,额定容量50千乏,单相,户外。第2章 设备选择及其校验尽管电力系统中各种设备的工作和工作条件并不一样,具体选择方法也不完全相同,但对它们的基本要求却是一致的。电气设备要能可靠地工作,必须按正常工作条件进行选择,并按短路状态来校验人稳定和动稳定。2.1 电气设备的原则2.1.1 电气
20、选择的一般原则1. 应满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求,并考虑远景发展。2. 应按当地环境条件校核。3. 应力求技术先进和经济合理。4. 与整个工程的建设标准应协调一致。5. 同类设备应尽量减少品种。6. 选用的新产品均应具有可靠的实验数据,并经正式鉴定合格8(1) 额定电压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 ,故所选电气设备允许的最高工作电压不得低于所接电网的最高运行电压。因此,在电气设备时,一般可按照电气设备的额定电压不低于装置地点电网额定电压的条件选择。即(2) 额定电流电气设备的额定电流是在额定环境温度下,电气设备的长期允许电流。应不小于
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