6kV变电所及低压配电系统的设计.doc
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1、本科生毕业设计6kV变电所及低压配电系统的设计6kv substation and Low voltage power distribution system design目录摘 要I绪 论21总体设计方案42 车间变电所负荷计算及无功补偿52.1车间负荷计算(机加工一车间)62.2无功功率补偿93车间变电所主变压器的选择104 变电所主接线方案的设计115 短路电流和容量的计算136 变电所一次设备的选择166.1 一次设备选择的一般规定166.2 选择各类电气设备的特别的规定166.3 一次设备校验应满足的条件177 变电所高压进线和低压出线的选择187.1变电所进线方式的选择187.2
2、变配电所进出导线和电缆的选择197.3 各类电力线路的导线截面的选择环节197.4 电力线路选择的具体公式207.5 设计进出线的选择218 车间配电线路设计228.1 6KV高压母线的选择238.2 车间变电所低压侧母线的选择:249继电保护以及二次回路的设计249.1 继电保护装置的基本规定249.2 二次回路的接线安装规定259.4 6KV主变压器的保护装置设计269.5 高压断路器的操动机构控制与信号回路289.6 防雷保护和接地装置设计29鸣 谢31参考文献32摘 要 供配电CAD技术是计算机技术在电气工程设计领域的另一应用。但是我国供配电CAD技术仍停留在绘图和计算相分离的阶段,尚
3、未形成一体化的CAD系统,而供配电系统的设计是一项复杂的工程,它涉及需求分析、各级负荷容量的拟定、高低压配电系统设计、变电所设计等,需要分析计算和绘制大量的图纸,工作量庞大。 本文针对上述情况,分析研究了6kV及以下低压供配电系统的设计原则和设计内容,查找设计资料、设计规程规范、各种相关电气设计手册,了解设计需要的各种数据,并在研究了电气图形、供配电方案、数据间内在联系机理及其关系的基础上,对供配电系统进行拓扑描述和结构辨认;建立了6kV及以下低压供配电一次部分的变压器、线路、断路器、电压电流互感器、熔断器、开关等重要设备元件对象的描述方法和关联知识规则;采用面向对象技术和图示化技术,设计了表
4、达电气设备特性的基本图元库、支路图元库及模板图形库;创建了实现分析计算、绘图、数据解决一体化的供配电一次CAD系统的总体结构框架,完毕了负荷计算与无功补偿、变压器选型、主结线拟定、电气设备选型等各功能模块的设计;并能同时进行图形输出和各种文档的打印输出。关键词: 变压器;负荷计算;变电所;低压配电Abstract CAD technology is another application of computer technology in the field of electrical engineering design. But our country for distribution o
5、f CAD technology remains in calculating and drawing phase separation stage, has not yet formed the integration of CAD system, and for the design of distribution system is a complex project. It includes demand analysis, at all levels of the load capacity, high and low voltage power distribution syste
6、m design, electrical design, need analysis, calculation and drawing of a lot of and huge workload. Based on the above analysis, design principles and design elements of 6kV and below the low-voltage power supply system, find the design data and design specification, all kinds of electrical design ma
7、nual, to understand the various data needed for the design, and based on the electric power supply system, graphic relation mechanism between data, and the relationship between the scheme on the topological description and structure identification of power supply and distribution system; establish 6
8、kV and low voltage element main equipment for the power distribution of a part of the transformer circuit breaker, current transformer, voltage fuse, switch description method and related knowledge rules; using object-oriented technology and graphic design technology. The expression of electrical eq
9、uipment characteristics of the basic graphics library, graphics library and template library branch; create analysis calculation, drawing, data Deal with the integration of the power supply and distribution of a CAD system of the overall structure of the framework, completed the design of each funct
10、ion module of the load calculation and reactive power compensation, determine the transformer selection, main wiring, electrical equipment selection; and print and output of graphics output and all kinds of documents.KEY WORDS: TRANSFORMER; LOAD CALCULATION; SUBSTATION; LOW VOLTAGE POWER DISTRIBUTIO
11、N0 绪 论 电能是现代工业生产的重要能源和动力,是实现生产自动化的重要物质基础。随着现代文明的发展与进步,社会生产和生活对电能供应的质量和管理提出了越来越高的规定。作为电能传输与控制的中间枢纽,变电所必须改变传统的设计和控制模式,才干适应现代电力系统、现代化工业生产和社会生活的发展趋势。电能从区域变电站进入工厂后,一方面要解决的就是如何对电能进行控制、变换、分派和传输等问题。而变电所就担负着这一重任,一旦变电所出了事故而导致停电,则整个工厂的生产过程都将停止进行,甚至还会引起一些严重的安全事故.。因此,变电所的安全、可靠、经济、优质,对于保障工厂生产安全、连续地进行,发展工业生产,实现工业现
12、代化,具有举足轻重的作用。近年来,随着微电子技术、微机控制与应用技术、计算机通信与网络技术的高速发展和应用,为变电所的自动化和自能化提供了强大的技术支持。现今,只有加大变电所的科技含量,汲取国内外先进技术,向自动化、现代化、智能化发展,才干更好的为社会主义现代化建设服务。电能是社会主义建设和人民生活不可缺少的重要的能源,电力工业在国民经济中占有十分重要的地位,电能是由发电厂供应,由于考虑经济因素,发电厂大多建在动力资源比较丰富的地方,而这些地方又常远离大中性城市和工厂公司,这样需要远距离输送,通过升、降压变电所进行转接,在进一步的将电能分派到用户和生产公司。由于电力电能的重要特点是不能储存,因
13、此电力电能的生产、输送、分派和使用是同时进行的,于是电力电能从生产到使用就构成一个整体,而由电力电能的生产、输送、分派和使用的发电机、变压器、电力线路及各种用电设备联系在一起组成的统一整体就称为电力系统2负荷性质本厂为三班工作制,年最大负荷运用小时数为5500小时,属三级负荷。3供电电源条件1)本车间变电所从本厂35/6kV总降压变电所用架空线路引进6kV电源,如图1-3所示。架空线路长300m。2)工厂总降压变电所6kV c厂总母线上的短路容量按200MVA变电计。3)工厂总降压变电所6kV配电出线定期限过流保护装置的整定期间Top=1.7s。4)规定车间变电所最大负荷时功率因数不得低于0.
14、9。5)规定在车间变电所6kV侧计算。1总体设计方案 查阅有关资料 变电所的设计环节:1、 负荷记录和无功补偿计算2、变电所所址的选择:应尽量接近工厂的负荷中心,并处在负荷中心的电源一侧.工厂的负荷中心按功率矩法来拟定3、根据工厂的负荷性质及供电的可靠性,拟定变电所主变压器的台数、容量和型式4、按安全、可靠 、灵活 、经济的总体规定选择变电所主接线的最佳方案5、根据发热条件、电压损耗条件、经济条件、机械强度条件来拟定电力线路的导线和电缆截面6、短路电流的计算7、变、配电所一次设备的选择变8、电所建筑物结构型式的拟定9、变电所电气照明的设计:a、拟定照明供电系统的主接线方案,并绘成图纸。b、选择
15、照明线路的导线(涉及导线的类型、型号和截面积)。c、选择照明配电箱(箱内应有APD装置)。d、选择、整定和校验照明供电系统的保护装置。e、出照明供电系统的电气平面布线图。10、变电所二次回路方案的拟定:a、继电保护电路的设计和拟定b、短路器的控制回路、信号系统和自动装置的拟定c、变电所的电能计量回路:变电所35KV侧安装计量柜,装设三相有功电度表和无功电度表,分别计量全厂损耗的有功功率和无功功率d、变电所的测量和绝缘监测回路:变电所高压侧装有电压互感器-避雷器柜12、防雷和接地方案的设计a、 架空线的防雷措施:架设避雷线、提高线路的自身绝缘水平、装设自动化和闸装置、在线路个别薄弱环节装设避雷器
16、或保护间隙b、 变电所的防雷措施:装设避雷器和避雷针 设计低压配电系统1、车间配电线路布线方案采用动力照明合一的380/220V三相四线制TN-C,树干式接线方式。2、选择线路导线及其配电设备和保护设备。3、车间电气照明设计:a、电光源、灯具及其布置的选择b、照明设计计算(运用系数法)c、其余照明灯具的选择d、电照明线截面的选择 用计算机绘制电气图 撰写毕业设计说明书2 车间变电所负荷计算及无功补偿根据电力复核对供电可靠性的规定及中断供电在政治、经济上导致的损失或影响限度,电力负荷一般分为三级:一级负荷:一级负荷为中断供电将导致人身伤亡者,或者中断供电将在政治、经济上导致重大损失者,如重大设备
17、损坏、重大产品报废等等。在一级负荷中,当中断供电将发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷,以及特别重要场合的不允许中断供电的负荷,应看着特别重要的负荷。二级负荷:二级负荷为中断供电将在政治、经济上导致较大损失者,如大量产品报废、中断供电将影响重要用电部门正常工作等。三级负荷:三级负荷为一般电力负荷,所有不属于上述的一、二级负荷者。计算负荷是供电设计的基本依据。计算负荷拟定的是否对的合理,直接影响到电器和导线电缆的选择是否经济合理,如计算负荷拟定过大,将使电器和导线电缆选的过大,导致投资和有色金属的浪费。假如选的过小,又使电器和导线电缆处在过负荷下运营,增长了电能的损耗,产生过热,导致绝缘过早老化甚至
18、烧毁,同样导致损失。可见,对的的拟定计算负荷意义重大,但由于负荷情况复杂,影响因素多,虽然负荷的变化有点规律,但仍难准确的计算出来,事实上,它的不是一成不变的,它与设备的性能、生产的组织、生产者的技能及能源的供应的状况等多种因素有关。因此负荷的计算只能接近实际。我国的拟定负荷的方法,重要有需要系数法、二项式法,需要系数法是世界上普遍采用的计算负荷的基本方法,二项式法应用局限很大,但拟定设备台数教少而容量差别悬殊的分支干线的计算负荷时,比较的合理,并且方便。2.1车间负荷计算(机加工一车间)根据表1-1,按车间用电设备工作性质,把用电设备提成冷加工机床、电阻炉和吊车三组。通过初步分析计算及根据用
19、电设备的平面布置情况将车间的用电设备分派到三条干线上(见图 )11号干线计算符合(16台金属冷加工机床)查参考文献 取二项式系数 b=0.14,c=0.5,X=5,cos=0.5,tg=1.73. (1.1)则1号干线计算负荷为2.2号干线计算负荷(15台金属冷加工机床、1台吊车)(1)金属冷加工机床组计算负荷二项式系数及功率因数参考值查表得:二项式系数 b=0.14,c=0.5,X=5,cos=0.5,tg=1.73.(2)吊车计算负荷因只有一台设备,故就以其额定工作参数作为计算负荷。(3)干线计算负荷 33号干线计算负荷(3台电阻炉)查参考文献 取,则4. 机加工一车间照明负荷(1) 车间
20、照明的安装容量右车间工艺平面图可知车间照明总面积约为1080 ,查参考文献 可知单位面积安装功率为(计算高度812m),则本车间均匀布置的一般照明负荷为(2)其他部分的照明负荷见表1-1表1-1 其他部分的照明负荷单独使用一般照明强度(1x)面积()安装功率(W)工具库30120工艺室30120低压配电室30120变压器室2075高压室20100总计535(3)总照明负荷同样可以计算其他车间负荷计算,计算结果见表1-2表1-2 车间变电所负荷计算表机加工一车间设备明细表(附3)设备代号设备名称代号台数单台容量(KW)总容量(KW)1冷墩机GB-3155552冷墩机GB-3155553普通车床C
21、620-117.6257.6254普通车床C620-117.6257.6255普通车床C620-117.6257.6256立式车床C512-1A135.735.77普通车床C62014.6254.6258普通车床C62014.6254.6259普通车床C62014.6254.62510普通车床C62014.6254.62511普通车床C62014.6254.62512普通车床C61614.6254.62513螺丝套丝机S-813913.1253.12514普通车床C630110.12510.12515管螺纹车床Q11917.6257.62516摇臂钻床Z3518.58.517立式钻床Z5040
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