（机械制造行业）某冶金机械修造厂全厂总压降变电所及配电系统设计毕业设计（论文）某冶金机械修造厂全厂总降压变电所及配电系统设计系别：机电信息学院专业名称：电气工程及其自动化学生姓名：呼晓雄学号：0901120315指导教师姓名、职称：马莉讲师 完成日期 2012 年 12月15日论文题目：某冶金机械修造厂全厂总降压变电所及配电系统设计专业：电气工程及其自动化本科生：呼晓雄(签名)指导教师：马莉(签名)摘要电能是工业生产的主要动力能源。随着工业电气自动化技术的发展，工厂用电量的迅速增长，对电能的质量、供电可靠性以及技术经济指标等要求也日益提高。供电设计是否完善，不仅影响工厂的基本建设投资、运行费用和有色金属消耗量，而且也反映到工厂供电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。本论文设计的任务是保障电能从地区供电部门的出线处安全、可靠、经济、优质地送到工厂各部门。在设计中要遵循国家有关规程和规定，在保证供电可靠性和电能质量的前提下，尽可能做到节省投资，减少有色金属消耗量，降低运行费用，尽量采用供电新技术和新产品。关键词:供电设计，电能质量，可靠，经济Subject:ametallurgicalmachineryplantsthetotalstep-downtransformersubstationandpowerdistributionsystemdesignSpecicalty:ElectricEngineeringandAutomationName:huxiaoxiong (Signature) Instructor:mali (Signature) ABSTRACTTheelectricityisthemainindustrialproductionpowerenergy.Alongwiththedevelopmentofthetechnologyindustrylectricalautomation,factorypowerconsumptionofrapidgrowth,totheelectricpowerquality,powersupplyreliabilityandtechnicalandeconomicindexalsodemandsisincreasingdaybyday.Powerdesignisperfect,notonlyaffectsthefactoryinvestmentofcapitalconstructionandoperationcostandnon-ferrousmetalconsumption,butalsoreflecttothefactorypowersupplyreliabilityandsafetyproductionfactory,itandtheeconomicbenefitofenterprise,equipmentandsafety,etcarecloselyrelated.Thispaperdesigntaskistosafeguardpowerfromthepowersupplydepartmentsintheirplaceissafe,reliable,economic,highqualitytothefactoryeachdepartment.Inthedesignprincipleofrelevantstateregulationsandprovisions,inordertoensurepowersupplyreliabilityandpowerquality,underthepremiseofdosaveasfaraspossibleinvestment,reducenon-ferrousmetalconsumption,loweroperatingcosts,asfaraspossiblethepowersupplynewtechnologyandnewproducts.Keywords：powersupplydesign,powerquality,reliable,economic目录1绪论11.1工厂供电的意义和要求11.1.1工厂供电的意义11.1.2工厂供电的要求11.2工厂供电的发展现状11.3工厂供电设计应遵循的一般原则及基本内容21.3.1工厂供电设计应遵循的一般原则31.3.2工厂供电设计的基本内容32负荷计算及无功补偿42.1电气设备额定容量的确定42.2用电设备组计算负荷的确定42.2.1单组用电设备计算负荷的计算公式52.2.2多组用电设备计算负荷的计算公式52.3车间用电设备计算负荷的确定62.3.1380V车间负荷计算62.3.26kV车间计算负荷72.3.3变压器损耗计算82.3.4总降压变电所二次侧计算负荷92.4无功功率补偿及其计算92.4.1无功补偿方法92.4.2无功功率补偿容量的计算92.5全厂计算负荷103变配电所及主变压器的选择113.1变电所形式、位置、数量的确定113.1.1工厂总降压变电所113.2变压器容量和台数的选择123.2.1工厂总降压变电所主变压器的台数和容量选择133.2.2车间变电所变压器台数和容量的选择134变电所主接线方案的设计154.1变配电所主接线方案的设计原则与要求154.2变配电所常用电气主接线154.3总降压变电所主接线方式的选择184.4高压配电系统主接线方式的选择195短路电流计算205.1短路类型及其发生的原因和危害205.2短路电流计算目的及方法206电气设备及其选择266.1导体和电气设备选择的一般原则266.2设备的选择及校验296.2.135kV高压设备的选择与校验296.2.26kV设备的选择与校验306.2.3380V设备的选择与校验316.3母线和各电压等级出线的选择326.3.135kV进线的选择326.3.235kV母线的选择336.3.36kV高压母线的选择346.3.4各车间变电所到6kV母线联络线的选择357工厂供配电系统的继电保护397.1继电保护的基本知识397.2变电所二次回路方案的选择与继电保护的整定397.2.135kV变压器的保护407.2.26kV变压器的保护427.2.36kV母线的保护458防雷保护与接地装置的设计478.1变配电所和电力线路的防雷保护478.1.1变配电所的防雷措施478.1.2电力线路的防雷措施478.1.3防雷设备的选择488.2接地装置的选择488.2.1接地的概述488.2.2接地方案的确定50致谢51参考文献52附录521绪论1.1工厂供电的意义和要求1.1.1工厂供电的意工厂供电，就是指工厂所需电能的供应和分配，也称工厂配电。众所周知，电能是现代工业生产的主要能源和动力。电能既易于由其他形式的能量转换而来也易于转换为其他形式的能量以供应用。电能的输送和分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化，而且现代社会的信息技术和其他高新技术无一不是建立在电能应用的基础之上的。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。随着工业电气自动化技术的发展，工厂用电量的迅速增长，对电能的质量、供电可靠性以及技术经济指标等要求也日益提高。一方面来说，工业生产实现电气化后，可以大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产力，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，如果供电突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果。例如某些对供电可靠性要求很高的工厂，即使是极短时间的停电，也会引起重大的设备损坏，或引起大量产品的报废，甚至可能造成人身伤亡事故，给国家和人民带来经济上甚至生态环境上或政治上的重大损失。因此，供电设计是否完善，不仅影响工厂的基本建设投资、运行费用和有色金属消耗量，而且也反映到工厂供电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。做好工厂供电工作对于发展工业生产，实现工业现代化具有十分重要的意义。1.1.2工厂供电的要求工厂供电工作要很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，并做好节能和环保工作，就必须达到以下基本要求：1）安全2）可靠3）优质4）经济。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。1.2工厂供电的发展现状变电站是电力系统中的个重要环节，它的运行情况直接影响到电力系统的可靠、经济运行。而个变电站运行情况的优劣，在很大程度上取决于其二次设备的工作性能。要提高变电站运行的可靠性及经济性，一个最基本的方法就是提高变电站运行管理的自动化水平，实现变电站综合自动化，所谓变电站综合自动化，就是广泛采用微机保护和微机远动技术，分别采集变电站的模拟量、脉冲量、开关状态量及一些非电量信号，经过功能的重新组合，按照预定的程序和要求实现变电站监视、测量、协调和控制自动化的集合体和全过程，从而实现数据共享和资源共享，使变电站设计简捷、布局紧凑，使变电站的运行更加安全可靠。变电站自动化系统的基本功能包括：数据采集、数据计算和处理、越限和状态监视、开关操作控制和闭锁、与继电保护交换信息、自动控制的协调和配合、与变电站其他自动化装置交换信息和与调度控制中心或集控中心通信等。目前应用较广泛的变电站自动化系统的结构形式主要有三种类型。（1） 集中式（2） 分散与集中相结合（3）全分散式变电站自动化的发展，使供电可靠性有了很大的提高，但是，要进一步缩短故障停电时间，很大一部分取决于馈线自动化的发展。必须在馈电线路上装设电动开关，配置馈线终端设备FTU，对一些分支线路，还应装设故障指示器，并利用通信系统，向系统提供馈线运行数据和状态，执行系统下达的馈线开关遥控操作命令。非线性负载、电动机直接起动、不平衡负载、焊接设备以及家用电器设备增多，降低了电压质量。电压质量对现代电子设备及计算机系统影响极大。为此，提出系统应对电压进行连续测量和质量分析，噪声越限告警。同时，要根据实际需要选择不同的无功补偿方式。集成化、智能化和综合化是一发展趋势。早期配电自动化的实施采用发展独立的、单项自动化系统来解决问题，如直接的负荷控制、大用户的远程抄表等，由于配电自动化的功能之间存在着不同程度的关联，其中大部分要求很难满足，且还无法克服在扩大应用规模时确认所需投资的合理性所遇到的困难。这种按功能定向的方法，已造成综合化水平非常低并带来若干反面影响，如功能重叠、数据的重复、灵活性很差和维修费用高等。另外，配电自动化系统作为一个庞大复杂的、综合性很高的系统性工程，包含众多的设备和子系统，各功能、子系统之间存在着不同程度的关联，其本身及其所用技术又处于不断发展之中，对任一家制造商而言，根本不可能包揽一切。在馈线自动化方面，现有馈线终端设备不仅具有常规的遥测、遥信和遥控功能，且还集成了自动重合闸、馈线故障检测和电能质量的一些参数的检测功能，甚至集成了断路器的监视功能，且有进一步与断路器、开关相结合，机电一体化，发展成为智能化开关的趋势。显著地降低了建设、运行和维护的综合成本，为提高供电可靠性，创造了有利的条件。1.3工厂供电设计应遵循的一般原则及基本内容1.3.1工厂供电设计应遵循的一般原则工厂供电设计必须遵守国家有关法令、法规、标准和规范，执行国家的有