1、洛阳理工学院毕业设计（论文）I某水泥厂 110kV 总降压变电所的设计摘 要该论文主要阐述了某水泥厂 110kv 总降压变电所供配电系统的设计依据、原则、方法以及设计的结论。在供配电系统设计中，首先根据负荷等级和原始资料，运用需要系数法进行负荷计算，并且进行变压器和主接线的比较设计和选择工作，并且根据供电局的要求进行无功功率补偿的计算设计工作。根据电力系统运行的可靠性和安全性要求考虑，本次设计采用单母线分段接线的主接线形式。变压器采用大于总容量 60%70%的两台变压器。随后运用标幺值的方法进行了短路电流的计算，为设备的选择和校验打下了坚实的基础。电气设备的选择和校验包含10kv 和 0.4k
2、v 两个电压等级下断路器的选择与动热稳定校验、母线的选择与动热稳定校验、电流互感器的选择与校验、电压互感器的选择、高压电气柜的选择和避雷器的选择等。在防雷保护中，按照国标设计要求装设避雷针。在最后根据自己的设计运用 CAD 制作了该变电所的电气系统图纸。关键词：变压器，负荷计算，电气设备，主接线洛阳理工学院毕业设计（论文）IIThe Design of Major System of 110kV SubstationABSTRACTThis thesis describes a cement plant 110kv substation total buck power supply syst
3、em design basis, principles, methods, and conclusions of the design. In power supply system design, the first under load level and raw materials, the use of load calculation requires coefficient method and performs a comparison transformers and main wiring design and choice of work, and according to
4、 the requirements of power supply bureau reactive power compensation is calculated design work. According to the power systems reliability and safety requirements to consider, this design uses a single bus segment form the main connection wiring. Transformers greater than 60% -70% of total capacity
5、of the two transformers. Then use pu methods for the calculation of short-circuit current for equipment selection and verification laid a solid foundation. Selection and verification of electrical equipment containing 10kv and 0.4kv two voltage levels breaker selection and dynamic thermal stability
6、checking, bus selection and dynamic thermal stability check, selection and validation of current transformers, voltage transformers selection, selection and high voltage electrical cabinet selection arrester. In lightning protection, in accordance with the design requirements GB installed lightning
7、rod. In the last according to their own design using CAD produced drawings of the substations electrical system.KEY WORDS: Transformer，Load Calculation，Electricity equipments，Major system 洛阳理工学院毕业设计（论文）III目 录前 言 .1第 1 章 供配电的参数要求 .61.1 供电局要求的功率因数.61.2 负荷统计的原始资料.6第 2 章 负荷计算及无功功率补偿 .72.1 负荷计算.72.1.1 负荷
8、计算的内容和目的 .72.1.2 负荷计算的方法 .72.1.3 用电设备计算负荷的计算式 .82.1.4 各车间的负荷计算 .82.2 车间变压器的选择.92.2.1 水泥粉磨及库顶电力室变压器的选择 .92.2.2 窑头电力配电室变压器的选择 .102.2.3 水泥烧成电力配电室变压器的选择 .102.2.4 生料粉磨及矿山电力配电室变压器的选择 .102.3 变电所低压侧计算负荷.112.4 低压侧的无功补偿.112.4.1 提高功率因数的目的 .112.4.2 提高功率因数的方法 .112.5 变电所高压侧的计算负荷.122.6 主变压器的选择.122.6.1 变电所主变压器的选择原则
9、 .122.6.2 变电所主变压器容量的选择 .12第 3 章 主接线的选择 .143.1 电气主接线设计要求.143.2 变电所主接线方案的拟定.153.3 110KV 线路主接线设计 .16第 4 章 短路电流的计算 .18洛阳理工学院毕业设计（论文）IV4.1 短路的原因、目的及其后果.184.1.1 造成短路的原因 .184.1.2 短路的后果 .184.2 计算短路电流的目的.194.3 短路计算的方法.194.4 短路电流的计算.194.4.1 计算基准电抗标么值 .204.4.2 各点的短路电流 .21第 5 章 设备的选择及校验 .245.1 电气设备的选择原则.245.2 电
10、气设备的校验.255.2.1 断路器的校验 .255.2.2 隔离开关的校验 .275.3 断路器的选择及其校验.275.3.1 110kV 断路器的选择及其校验 .275.3.2 10kV 断路器的选择及其校验 .285.3.3 0.4kV 断路器的选择及其校验 .295.4 隔离开关的选择及其校验.305.4.1 110kV 隔离开关的选择及其校验 .305.4.2 10kV 隔离开关的选择及其校验 .315.5 电流互感器的选择.315.6 电压互感器的选择.325.7 避雷器的选择.33第 6 章 变电所进出线的选择 .346.1 导线与电缆的选择原则.346.1.1 导线和电缆的选择
11、 .346.1.2 高压电缆线的选择原则 .356.1.3 低压电缆线的选择原则 .366.2 10KV 电缆的选择 .366.3 0.4KV 低压出线的选择 .37洛阳理工学院毕业设计（论文）V第 7 章 防雷保护与接地保护 .387.1 防雷保护.387.1.1 直击雷保护 .387.1.2 雷电侵入波的保护 .387.2 接地保护.397.2.1 直击接地保护 .397.2.2 中性点接地方式 .397.2.3 中性点接地原则 .39结 论 .41附 录 .43参考文献 .44外文资料翻译 .45洛阳理工学院毕业设计（论文）1前 言1. 供配电设计的意义和要求在现代社会，电能是工业生产的
12、主要能源和动力。电能和其他形式的能量之间的转换不仅仅简单，而且非常方便于实际的应用。电能的传输和分配既经济，又方便于去控制所输送的电能，而且还利于去测量和调试，有利于生产的智能化。所以电能在我们全部的整个经济的生活和现代的大多数的行业生产中占着非常重要的比重。而工厂供电主要指的就是电能的供给和分配。供配电设计的主要任务使从电力系统取得电源，经过合理的传输、变换，分配到工厂车间的每一个用电设备上。随着工业电气工业自动化技术的发展，工厂用电量的迅速增长，对电能质量、供电可靠性以及技术经济指标等的要求也日益提高。供电设计是否完善，不仅影响到工厂的基本建设投资、运行费用和有色金属消耗量，而且也反映到工
13、厂供电的可靠性和工厂的安全生产上，它与企业的经济效益、设备和人身安全等是密切相关的。工厂工业负荷是电力系统的主要用户，工厂供电系统也是电力系统的一个组成部分，保证企业安全供电和经济运行，不仅关系到企业的利益，也关系到电力系统的安全和经济运行以及合理利用能源。因此，做好供配电工作对于发展工业生产，实现工业现代化，促进人类文明具有十分重要的意义。因为合理的利用能源在我们的供配电的过程中是一项非常重要的工作，而且合理的利用能源在国家的建设经济中处于极为重要的地位，因此做好供配电工作，在我们对待合理的利用能源，建设国家的经济所给予的支持起着建树的作用。供配电要想很好的去为工业的生产进行工作，依此来确保
14、工业的各种加工和平时生活所需要的用电的供给，而且更加的做到能源的合理利用，就需要按照下面的所需要的要求：（1）安全 在电能的输送、转换、控制、分配和使用中，应该保证避免发生不必须的事故和使用设备由于各种原因的损坏。（2）可靠 在电力系统的运行过程中，应避免发生供电中断，满足连续可靠的给用电用户供电。（3）优质 就是要使电压、频率和波形这三个的变化不能超过所允许范围内洛阳理工学院毕业设计（论文）2的要求。（4）经济 降低电力系统所投入的资金和运行费用，要尽量地去节约我们消耗的有色的金属的量，通过合理规划和调度，减少电能损耗，实现电力系统的经济运行。此外，在供配电工作中，应合理地处理局部和全局、当
15、前和长远等关系，既要照顾局部的当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应发展。2. 供配电设计必须遵循的一般原则（1）必须遵循国家的有关法令、标准和规范，执行国家的有关方针、政策。包括节约能量，节约有色金属等技术经济政策。（2）应该做到保障人身和设备的安全，供电可靠，合格的电能的供给，先进的技术及经济有效，设计中应该采用国家现行有关标准的效率高、耗能低、性价比高的电气。（3）必须从全局出发，统筹兼顾，按照负荷所具有的性质、所消耗多少容量的电能、各个地区不通的供电特点，正确的决定设计的方案。（4）应该根据工程的现有的各种现状的样子、规模和长远的规划，正确地去处理近期的建设和长远的发展的关系，使
16、之相互结合，目前是以近期为主，适当的考虑长远的扩建的可能性。关于负荷的性质，按照 GB50052-95供配电系统设计规范 的规定，根据电力负荷对供电可靠性的要求及其中断供电在政治、经济上所造成的损失或者影响程度，电力负荷可以分为以下三个等级：一级负荷：如果突然断开电就会造成人身受伤严重者；或者如果断开所供给的电将在损失严重在政治、经济方面。二级负荷：断开所供给的供电将会损失严重在政治和经济方面，例如：损坏一些重要的设备、大量的设备成为废品、 不能中断的生产由于一些故障需要经过较长的时间去整修再恢复、一些重要的企业的产量减少等；断开所供给的电能将会影响到大量正在用电的工作者。三级负荷：不属于一级
17、和二级负荷电力负荷 。对于一级负荷，供电的时候应该由两个电源提供供电。当其中的一个电源不能工作的时候，另外的那个电源不能同时不工作。在一级负荷中那些极为重要的负荷，除供电需要两个电源以外，还应该增加应急需要的电源，并且禁止别的等洛阳理工学院毕业设计（论文）3级的负荷接到应急需要的电源系统上。对于二级的负荷，比较适宜由两回线路供电。在负荷较小或者地区供电困难的时候，二级负荷可以有一回 6KV 及其以上专用的架空线路或者电缆供电。当采用架空线时，可以为一回架空线供电。当采用电缆线路是，应该采用两根电缆的线路来供电，其每一根电缆都应该能承受 100的二级负荷。3. 设计步骤供配电设计内容主要包括变配
18、电设计、高压配电线路设计、低压配电线路设计等等。其设计步骤一般如下：（1）收集资料在动手设计之前，应该根据任务书，收集用电设备的性质、数量、功率，用电设备平面布置图，电源的电压、容量及其可能提供的供电方式。（2）电力负荷的分析计算根据所提供的各个用电车间的电力负荷的清单，分析那些电力设备的负荷等级，然后按照需要系数法分别计算出各个用电车间及其全部的负荷。根据各个用电车间的负荷性质及其平面布局，确定这些地方所需要设置的变电所及其各个变电所中得变压器的台数。然后根据所确定的变电所的布局，拟出各个用电车间变电所所供电的范围。（3）确定主接线方案根据负荷分布的范围和情况，确定变配电所的电气主接线的方案
19、，拟定出两种可行的供配电主接线方案后，确定一种方案。（4）低压配电屏的选择根 据 电 气 主 接 线 的 方 式 和 二 次 侧 的 接 线 情 况 ， 选 择 低 压 配 电 屏 ， 低 压 配电 屏 是 按 一 定 的 接 线 方 案 将 有 关 低 压 一 、 二 次 设 备 组 装 起 来 ， 用 于 低 压 配 电 系统 中 动 力 、 照 明 配 电 之 用 。（5）选择高压电器（6）变配电所平面布置设计：根据变电所应靠近负荷中心及进出线方便的原则，确定变电所的位置，然后根据环境条件确定变压器是放在户外还是室内。（7）防雷洛阳理工学院毕业设计（论文）4凡是与架空线路相连的进出线，在
20、入户处、变电所母线上都要装一组YW 型避雷器。根据情况，对变电所安装避雷网等防雷设施。（8）接地按规定10KV 配电装置的构架，变压器380V 的中性点及外壳，以及380V 电气设备的金属外壳等都需要接地，其接地电阻要求小于4。其内容都包括：接地电阻的计算；接地体的布置；列出人工接地所需的材料的规格和数量。（9）绘制变电所系统图。4. 本次设计的主要工作我这次毕业设计的题目是“某水泥厂 110kV 总降压变电所的设计 ”。本设计介绍了工厂供电系统的设计及主要设备的选择和检验方法。首先主要介绍了设计的基本要求，然后为工厂供电系统的变电所电气设计及主要电气设备的选择校验部分，包括：全厂的负荷计算和
21、无功功率补偿计算以及无功功率补偿设备的选择，其中负荷计算为设备的选择提供了有效的数据，无功功率补偿计算及其设备的选择为全厂的设备运行及供电质量的稳定可靠提供了保障；变电所主变压器台数、容量及主接线方案的选择，从两个方案的比较中结合工厂实际情况选择适合本厂的最佳方案；短路电流的计算，包括短路电流的效应分析、标么制法求短路电流、冲击电流等的计算，它们为设备的校验提供了非常重要的数据；变电所一次设备的选择及校验，主要按照设备的工作条件进行选择，为掌握供电系统的运行情况提供了有效的数据，并且在系统发生故障时能准确及时的将故障设备从供电系统中切除，提高了系统的安全稳定性；变电所位置和形式的选择，确定了工
22、厂的能源供应中心，为变压器等主要设备的安装调试及运输提供了可靠依据；高压进线、低压出线及与邻厂备用电源联络线的选择及校验，为厂区的电能接入及电能分配与传输提供了可靠的介质条件；防雷保护安全装置的设计，能够有效防止雷电过电压以及雷电冲击波对变压器、输电线路的危害。最后附有相应的设计用参考资料和部分常用电气设备的技术数据。洛阳理工学院毕业设计（论文）5第 1 章 供配电的参数要求1.1 供电局要求的功率因数当 0.4V 供电时，要求供配电变电所高压侧 cos0.95；当 10KV 供电时，要求供配电变电所供电高压侧 cos0.9。1.2 负荷统计的原始资料1. 负荷情况 该水泥厂的年最大负荷利用小
23、时数为 6000 小时，各个配电室设施为二级负荷。表 1-1 各车间负荷车间变配电所 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 12302. 供电电源情况 根据工厂与当地供电部门签订的供电协议规定，本厂可由附近一条 110KV 的公用电源干线取得工作电源。该干线的导线牌号为 LGJ-120。此断路器配备有定时限过电流保护和电流速断保护，对于 110KV 其定时限过电流保护整定的动作时间为 4s,对于 10KV 其定时限过电流保护整定的动作时间为 2s.四个配变压器所需要的电缆长度分别是，水泥粉磨及库顶电力室变电缆 150m，窑头电力配电室变电缆 200m, 烧成电力配电室变电缆 100m，生料粉磨及矿山电力配电室变电缆 250m。3. 气象资料 本厂所在地区的年最高气温为 38，年平均气温为 23，年最低的气温为-8，年最热月平均最高气温为 33，年最热月平均气温为 26，土壤的温度为 20。
