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工廠變電所的電力電纜和電氣設備設計

添加時間:2020/08/05 來源:未知 作者:admin
在對供電系統短路計算的基礎上,進行電力電纜和電氣設備的選擇設計,同時也對戶外平面布置進行了初步的設計。
以下為本篇論文正文:

摘 要

  本畢業設計為工廠變電所設計,對在工廠變電所設計中的若干問題:負荷計算,三相短路分析, 短路電流計算, 高低壓設備的選擇與校驗, 變壓器的繼電保護, 變電所二次回路及自動裝置, 防雷與接地, 變電所的過電壓保護, 計量, 無功補償等幾方面的設計進行了陳述,并對供電主接線的拓撲結構進行了闡述。

  該工廠變電所采用 10kV單電源進線,采用一臺 1600kVA的主變壓器,最大設備容量 1636kW,采用并聯電容器進行低壓集中補償,對變壓器進行過電流,電流速斷,瓦斯保護,按三類防雷建筑物設防,采用強弱電聯合接地系統對建筑物進行保護。

  在對供電系統短路計算的基礎上,進行電力電纜和電氣設備的選擇設計,同時也對戶外平面布置進行了初步的設計。

  關鍵詞:工廠供配電,繼電保護,防雷與接地,負荷計算

工廠

ABSTRACT

  This graduation project is designed for the factory transformer substation, to certain questions in factory transformer substation design: the load computation, the analysis of three-phase short-circuits, the short-circuit current computation, the choice and verification of high and low pressure equipment, the transformer relay protection, the secondary circuit of the transformer substation and the automatic device, anti-thunder and the connection to the earth, the transformer substation overvoltage protection, the measurement, the idle work compensated and so on, All the above aspects and the structure of the power supply host wiring topology have been stated.

  The transformer substation with a 10kV single power source coil in it uses 1600kVA main transformer, the biggest computation shoulders of which is 1636kW.It adopts the shunted capacitor to carry on the low pressure centralism for compensation and sets protection for the transformer by carring on the electric current to it breaking the speed of the flow gas protection, garrisons accerding to the third kind of anti-thunder buildings,and users the strong and weak electricity union earth system to carry on the protection to the building.

  Based on the computation of short-circuits to the power supply system, the project has a choice design of the power cable and the electrical equioment and a preliminary design to the outdoors plane arrangement at the same time.

  Keywords the power distribution and supply in factory, the relay protection, anti-thunder and the connection to earth, the load computation

目 錄

  1 緒論

  1.1 課題設計背景

  工廠供電,就是指工廠所需電能的供應和分配,亦稱工廠配電。

  電能是現代工業生產的主要能源和動力。電能既易于由其它形式的能量轉換而來,又易于轉換為其它形式的能量以供應用;電能的輸送的分配既簡單經濟,又便于控制、調節和測量,有利于實現生產過程自動化。因此,電能在現代工業生產及整個國民經濟生活中應用極為廣泛。

  在工廠里,電能雖然是工業生產的主要能源和動力,但是它在產品成本中所占的比重一般很小。電能在工業生產中的重要性,并不在于它在產品成本中或投資總額中所占的比重多少,而在于工業生產實現電氣化以后可以大大增加產量,提高產品質量,提高勞動生產率,降低生產成本,減輕工人的勞動強度,改善工人的勞動條件,有利于實現生產過程自動化。從另一方面來說,如果工廠的電能供應突然中斷,則對工業生產可能造成嚴重的后果。

  因此,做好工廠供電工作對于發展工業生產,實現工業現代化,具有十分重要的意義。由于能源節約是工廠供電工作的一個重要方面,而能源節約對于國家經濟建設具有十分重要的戰略意義,因此做好工廠供電工作,對于節約能源、支援國家經濟建設,也具有重大的作用。

  工廠供電工作要很好地為工業生產服務,切實保證工廠生產和生活用電的需要,并做好節能工作,就必須達到以下基本要求:

 、 安全 在電能的供應、分配和使用中,不應發生人身事故和設備事故。

 、 可靠 應滿足電能用戶對供電可靠性的要求。

 、 優質 應滿足電能用戶對電壓和頻率等質量的要求④ 經濟 供電系統的投資要少,運行費用要低,并盡可能地節約電能和減少有色金屬的消耗量。

  此外,在供電工作中,應合理地處理局部和全局、當前和長遠等關系,既要照顧局部的當前的利益,又要有全局觀點,能顧全大局,適應發展。

  1.2 工廠供電設計的一般原則

  按照國家標準 GB50052-95 《供配電系統設計規范》 、GB50053-94 《10kV及以下設計規范》、GB50054-95 《低壓配電設計規范》等的規定,進行工廠供電設計必須遵循以下原則:

 、 遵守規程、執行政策;必須遵守國家的有關規定及標準,執行國家的有關方針政策,包括節約能源,節約有色金屬等技術經濟政策。

 、 安全可靠、先進合理;應做到保障人身和設備的安全,供電可靠,電能質量合格,技術先進和經濟合理,采用效率高、能耗低和性能先進的電氣產品。

 、 近期為主、考慮發展;應根據工作特點、規模和發展規劃,正確處理近期建設與遠期發展的關系,做到遠近結合,適當考慮擴建的可能性。

 、 全局出發、統籌兼顧。

  必須從全局出發,統籌兼顧,按負荷性質、用電容量、工程特點和地區供電條件等,合理確定設計方案。

  工廠供電設計是整個工廠設計中的重要組成部分。工廠供電設計的質量直接影響到工廠的生產及發展。作為從事工廠供電工作的人員,有必要了解和掌握工廠供電設計的有關知識,以便適應設計工作的需要。

  1.3 工廠供電設計內容及步驟

  工廠變電所及配電系統設計,是根據各個車間的負荷數量和性質,生產工藝對負荷的要求,以及負荷布局,結合國家供電情況。解決對各部門的安全可靠,經濟的分配電能問題。其基本內容有以下幾方面:

 、 負荷計算工廠變電所的負荷計算,是在車間負荷計算的基礎上進行的?紤]車間變電所變壓器的功率損耗,從而求出工廠變電所高壓側計算負荷及總功率因數。列出負荷計算表、表達計算成果。

 、 工廠變電所變壓器的臺數及容量選擇參考電源進線方向,綜合考慮設置工廠變電所的有關因素,結合全廠計算負荷以及擴建和備用的需要,確定變壓器的臺數和容量。

 、 工廠變電所主接線設計根據變電所配電回路數,負荷要求的可靠性級別和計算負荷數綜合主變壓器臺數,確定變電所高、低接線方式。對它的基本要求,即要安全可靠有要靈活經濟,安裝容易維修方便。

 、 工廠供、配電系統短路電流計算工廠用電,通常為國家電網的末端負荷,其容量運行小于電網容量,皆可按無限容量系統供電進行短路計算。由系統不同運行方式下的短路參數,求出不同運行方式下各點的三相及兩相短路電流⑤ 改善功率因數裝置設計按負荷計算求出總降壓變電所的功率因數,通過查表或計算求出達到供電部門要求數值所需補償的無功率。由手冊或廠品樣本選用所需移相電容器的規格和數量,并選用合適的電容器柜或放電裝置。如工廠有大型同步電動機還可以采用控制電機勵磁電流方式提供無功功率,改善功率因數。

 、 變電所高、低壓側設備選擇參照短路電流計算數據和各回路計算負荷以及對應的額定值,選擇變電所高、低壓側電器設備,如隔離開關、斷路器、母線、電纜、絕緣子、避雷器、互感器、開關柜等設備。并根據需要進行熱穩定和力穩定檢驗。用總降壓變電所主結線圖,設備材料表和投資概算表達設計成果。

 、 繼電保護及二次結線設計為了監視,控制和保證安全可靠運行,變壓器、高壓配電線路移相電容器、高壓電動機、母線分段斷路器及聯絡線斷路器,皆需要設置相應的控制、信號、檢測和繼電器保護裝置。并對保護裝置做出整定計算和檢驗其靈敏系數。設計包括繼電器保護裝置、監視及測量儀表,控制和信號裝置,操作電源和控制電纜組成的變電所二次結線系統,用二次回路原理接線圖或二次回路展開圖以及元件材料表達設計成果。

 、 變電所防雷裝置設計參考本地區氣象地質材料,設計防雷裝置。進行防直擊的避雷針保護范圍計算,避免產生反擊現象的空間距離計算,按避雷器的基本參數選擇防雷電沖擊波的避雷器的規格型號,并確定其接線部位。進行避雷滅弧電壓,頻放電電壓和最大允許安裝距離檢驗以及沖擊接地電阻計算。

 、 工廠變電所變、配電裝置總體布置設計綜合前述設計計算結果,參照國家有關規程規定,進行內外的變、配電裝置的總體布置和施工設計。








  2 負荷計算與功率補償
  2.1 負荷計算的內容和目的
  2.2 負荷計算的方法
  2.3 全廠負荷計算
  2.4 功率補償

  3 變壓器的選擇
  3.1 變壓器容量與臺數的確定
  4 主接線方案的選擇
  4.1 對變電所主接線的一般要求
  4.2 變電所主接線
  4.2.1 單電源進線的變電所主接線
  4.2.2 雙回電源進線變電所主接線

  5 短路電流計算
  5.1 短路電流計算的目的與方法
  5.2 三相短路電流計算
  6 導線電纜的選擇
  6.1 導線電纜的選擇原則

  7 電氣設備的選擇
  7.1 電氣設備選擇的一般原則
  7.2 高壓開關電器的選擇
  7.2.1 高壓斷路器的選擇
  7.2.2 高壓隔離開關的選擇
  7.2.3 電流互感器的選擇
  7.3 配電所高壓開關柜的選擇

  8 變壓器的繼電保護
  8.1 概述
  8.2 變壓器電流保護的接線方式
  8.3 繼電保護配置
  8.3.1 變壓器過電流保護
  8.3.2 變壓器電流速斷保護
  8.3.3 變壓器的氣體繼電保護

  9 二次回路操作電源和中央信號回路
  9.1 二次回路操作電源
  9.2 中央信號回路
  9.2.1 概述
  9.2.2.對中央信號回路的要求
  9.2.3 中央事故信號回路
  9.2.4 中央預告信號回路

  10 測量與絕緣監視回路
  10.1 測量儀表的配置
  10.2 絕緣監視裝置
  11 防雷與接地
  11.1 過電壓及雷電概述

  11.2 防雷
  11.2.1 防雷設備
  11.2.2 防雷保護措施
  11.3 電氣設備接地
  11.3.1 接地概述‥
  11.3.2 接地電阻

結論

  我做的是攀枝花鑫帝礦業有限公司工廠供配電系統的設計 .通過這次畢業設計,我加深了對工廠供電知識的理解,基本上掌握了進行一次設計所要經歷的步驟,像高低壓系統,防雷與接地的設計,我與其他同學一起進行課題分析、查資料,進行設計,整理說明書到最后完成整個設計。作為大學階段一次重要的學習經歷我感覺自己受益非淺,同時深深的感覺的自己的學習能力在不斷提高,一個月的時間就這樣匆匆的過去了,經過指導老師多少個白天,黑夜的指導,我們順利完成了任務。

  通過此次畢業設計使我對工廠供電有了新的認識,更加系統,全面地掌握了所學的專業知識,也增強了我理論聯系實際,系統分析問題,工程計算以及獨立工作的能力,樹立了工程觀點,社會主義市場經濟觀點,初步掌握了工廠供電設計方法,同時也讓我們掌握了工廠供配電系統的知識和理論,初具供配電系統的運行,管理,和工程設計能力,以及分析和解決問題的能力。對導師徐兆峰老師的關心和指導,大家有感于心,事實上這次設計對我們的鍛煉是多方面的,除了對設計過程熟悉外,我們還進一步提高了 AutoCAD繪圖,說明書編輯,各種信息的分析,對 Word文檔的使用等多方面的能力。

  不久我們將走上工作崗位,這樣的學習機會對我們來說已經不多了,所以我們非常認真,深刻研究。在學習過程中,我們發揚團隊合作的精神,互相配合,把畢業設計做的最好,在今后的工作中,我們也要發揚團隊合作的精神,把工作做的最好。

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致 謝

  在導師徐教授的悉心指導下, 我順利地完成了該次畢業設計任務, 從選題到完成的過程中, 教授給我提出了許多寶貴的意見和建議, 在此我謹向恩師以真誠的感謝和深深的敬意!導師嚴謹求實的治學態度,誨人不倦的敬業精神,正直坦蕩的為人風范和淵博的學識是學生受益非淺, 并將成為學生未來人生道路上的明燈。

(如您需要查看本篇畢業設計全文,請您聯系客服索。

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