1、五邑大学本科毕业设计I摘 要工厂供电系统就是将电力系统的电能降压再分配电能到各个厂房或车间中去，它由工厂降压变电所，高压配电线路，车间变电所，低压配电线路及用电设备组成。工厂总降压变电所及配电系统设计，是根据各个车间的负荷数量和性质，生产工艺对负荷的要求，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，经济技术的分配电能问题。其基本内容有以下几方面：进线电压的选择, 变配电所位置的电气设计, 短路电流的计算, 电气设备的选择,车间变电所位置和变压器数量、容量的选择, 防雷接地装置设计等. 本设计在对工厂进行供配电调研、论证的基础上，完成了工厂的负荷计算、10KV 变配电所主接线设计；还
2、进行了短路计算、电气设备的选择和校验以及继电保护的选择与整定。在设计的最后对工厂的供电系统进行了防雷保护。关键词 变电所；负荷；短路；电力设备 五邑大学本科毕业设计IIAbstractFactory power supply system is the energy the energy buck redistribution of the power system to the plant or workshop, it is an integral step-down substations, high-voltage distribution lines, plant substatio
3、n, low voltage distribution lines and electrical equipment factory. Factory step-down substation and distribution system design is based on the number and nature of the workshop load, the load requirements of the production process, and load layout, combined with the national power supply situation.
4、 Solve the safety of the various departments reliable, economic and technological distribution of electric energy issues. The basic content of the following aspects: the choice of the line voltage, electrical design of substation location, the calculation of the short-circuit current, electrical equ
5、ipment choice, the workshop substation location and the number of transformer capacity choice, lightning grounding device design.The design in the plant for distribution research, on the basis of the argument, the completion of the factory load calculation, 10KV substation main wiring design; also c
6、onducted a short circuit calculation, the selection and verification of the electrical equipment. In the design of the end of the power supply system of the Factory lightning protection. Key words substation load short-circuit electric appliance 五邑大学本科毕业设计III目录摘 要 .IAbstract .II第 1 章 绪论 .11.1 课题背景 .
7、11.2 工厂供配电设计的目的和意义 .11.3 工厂供配电设计的主要内容 .2五邑大学本科毕业设计IV第 2 章 设计任务 .42.1 设计题目 .42.2 设计要求 .42.3 设计资料分析 .42.3.1 供电电源情况 .42.3.2 工厂供电的技术要求 .42.3.3 工厂自然条件 .52.3.4 车间各负荷情况 .52.4 本章小结 .5第 3 章 负荷计算和无功功率补偿 .63.1 各车间负荷计算 .63.1.1 负荷计算的目的 .63.1.2 负荷计算的方法 .63.1.3 负荷计算的过程 .63.1.3.1 NO.1 车间变电所 .63.1.3 .2 NO.2 车间变电所 .7
8、3.1.3 .3 NO.3 车间变电所 .83.1.3.4 低压侧全厂的负荷计算 .93.1.4 负荷计算表 .93.2 无功功率补偿计算 .103.2.1 功率因素对供电的影响 .10五邑大学本科毕业设计V3.2.2 提高功率因素的意义 .103.2.3 无功功率补偿 .103.2.3.1 低压侧无功功率补偿的计算 .103.2.3.2 无功功率补偿后的负荷计算 .113.3 本章小结 .13第 4 章 变压器的选型 .144.1 变电所位置的选择 .144.2 变压器台数和容量的选择 .144.2.1 选择变压器台数应考虑的原则 .144.2.2 变压器容量的选择 .144.3 变压器型号
9、的选择 .154.4 各车间变压器的选择 .154.6 本章小结 .16第 5 章 变电所主接线方案的设计 .175.1 变电所主接线方案的设计原则与要求 .175.1.1 安全性 .175.1.2 可靠性 .175.1.2 灵活性 .175.2 变电所主接线方案的选择 .185.2.1 变电所主接线 .185.2.2 变电所主接线方案选择 .20五邑大学本科毕业设计VI5.3 工厂供配电系统图纸 .215.3 本章小结 .21第 6 章 短路电流计算 .226.1 短路的原因 .226.2 短路电流计算的必要性 .226.3 短路电流计算 .226.3.1 确定基准值 .236.3.2 计算
10、短路电流各主要元件的电抗标幺值 .236.3.3 计算 K-1 点三相短路电流和短路容量 .246.3.4 计算 K-2 点三相短路电流和短路容量 .256.3.5 计算 K-3 点三相短路电流和短路容量 .266.3.6 计算 K-4 点三相短路电流和短路容量 .266.3.6 短路电流计算结果汇总 .276.4 本章小结 .27第 7 章 主要电气设备的选择 .287.1 电气设备选择的条件 .287.2 按照正常的工作条件选择 .297.3 短路动稳定校验 .297.3.1 隔离开关、断路器和负荷开关的短路稳定度校验 .297.4 10KV 高压一次设备的选择校验 .307.5 380V
11、 侧一次设备的选择 .31五邑大学本科毕业设计VII7.5 .1 车间变电所一侧设备的选择 .317.6 母线的选择 .367.7 主变进出线和高压联络线的选择 .37第 8 章 防雷与接地 .388.1 防雷的必要性 .388.2 防雷设备 .388.3 防雷措施 .388.4 工厂供配电系统的防雷保护 .398.4.1 变电所的防雷保护 .398.4.1.1 直击雷防护 .398.4.1.2 雷电侵入波的防护 .398.5 接地 .398.6 本章小结 .39结论 .40参考文献 .41致谢 .42附录 1.42附录 2.43附录 3.44附录 4.45五邑大学本科毕业设计1第 1 章 绪
12、论1.1 课题背景众所周知，电力资源是支持国民经济发展不可或缺的一种宝贵能源,电能的生产、传输、储存高效、洁净，它在现代工农业生产、人们日常生活及社会各个领域中已获得了广泛应用。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、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。因此，电能已经成为一种特别重要的能源，国民经济各部门和人民生活已经离不开电能了。随着国民经济的发展，世界各国的用电量也随之不断增加，合理用电、节约用电的迫切性和必要性已为人们所认识。工业工厂供配电系统是整个工厂生产的动力源泉的命脉，它的正常运行直接影响全厂安全生产。现代大
13、型工厂供配电系统的主接线及运行方式都非常复杂，各种电器设备的数量和种类繁多。随着经济的快速发展、科技水平的不断进步，对电力的需求和要求也必然日益提高。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，其设计面愈来愈宽，内容愈来愈深，与实际联系也愈来愈密切，这都为培养高质量的供用电人才提出了更高的要求。1.2 工厂供配电设计的目的和意义工厂供电，就是指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂配电。在工厂里，电能虽然是工业生产的主要能源和动力，但在工厂里生产的连续性强，生产机械集中，对供电质量的要求较高。因此对工厂的配电系统进行设计对工厂的流水线以及它的产品产量是很重要的。某些对供电可
14、靠性要求很高的工厂即使是极短时间的停电，也会引起重大设备损坏，或引起大量产品报废，因此在工业生产中进行工厂负荷计算；确定补偿容量，确定车间变电所的型式、数量；确定车间变压器的数量、容量；进行短路电流计算和电气设备选择，画出该工厂的电气接线图是对工厂是及其重要的必不可少的一个过程。因此，做好工厂的供配电工作对于实现工业现代化，具有非常重要的意义。 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，因此做好工厂供电工作，对于节约能源、支援国家经济建设，也具有重大的作用。通过论文设计，加深对工厂供电的认识，能独立设计工厂的电气主接线，会选择和校验电气设备，熟
15、悉运用电气 CAD 进行电气图的绘制。不仅进一步加强专业知识的学习，拓宽知识面，提高 理论知识水平。 而且扩宽了就业面， 提高就业能力， 提高了独立思考和分析问题的能力。五邑大学本科毕业设计21.3 工厂供配电设计的主要内容全厂总降压变电所及配电系统设计，是根据各个车间的负荷数量和性质，生产工艺对负荷的要求，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。 (1)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。考虑全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、说明计算成
16、果。 (2)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。 (3)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活经济，安装容易维修方便。 (4)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，
17、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。 (5)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点的三相及两相短路电流。(6)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五邑大学本科毕业设计3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
18、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。 (7)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。 (8)变电所防雷装置设计 参考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。
