化工厂10KV供配电系统设计(兼容).docx

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1、I1.1.目录摘要IABSTRACT111绪论11.1 工厂供配电系统的特点11.2 国内外发展状况21.3 工厂供电设计的一般原则21.4 工厂供电设计内容及步骤21.5 探讨内容、方法及预期成果42负荷计算及方案设计52.1 负荷计算的概念和方法52.1.1 负荷计算有关概念52.1.2 负荷计算的方法52.2 各车间负荷的计算62.3 总负荷的计算72.4 无功功率补偿82.4.1 功率因数对供电系统的影响82.4.2 电力线路功率损耗的计算92.4.3 电力变压器功率损耗的计算92.4.4 无功补偿容量的计算IO2.5 变电所主变压器型式和主接线方案的选择122.5.1变电所位置的选择

2、122.5.2变电所主变压器的型式选择143短路电流的计算183.1 短路电流计匏的一般概述183.1.1 短路的缘由183.1.2 短路的危害183.1.3 短路的类型183.1.4 短路回路参数的计算193.2 短路电流的计算193.2.1 绘制计算电路193.2.2 确定基准值2()3.2.3 计霓短路电路中各元件的电抗标幺值2()3.2.4 计算k-1点短路电流的计算206. 3.2接地类型417. 3.3接地电阻的要求428. 3.4接地装置的设计43小结44致谢45参考文献46附录471绪论1.1工厂供配电系统的特点工厂供电即指工厂所需电能的供应和安排，亦称工厂配电.电能是现代工业

3、生产的主要能源和核心动力。电能既易于由其它形式的能量转换而来，乂易于转换为其它形式的能量以供应用：电能的输送的安排既简洁经济，乂便于限制、调整和测量，有利于实现牛产过程自动化。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。在企业工厂里，电能虽然是工业生产的主要能源和动力，但是它在产品成本中所占的比重一般很小（除电化工业外）.电能在工业生产中的重要性，并不在它在产品成本中或投资总额中所占的比重多少，而在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量，提高产品侦量，提高劳动生产率，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，假如工厂的电能供

4、应突然中断，则时工业生产可能造成严峻的后果。可见，做好工厂供电工作对于发展工业自动化生产，实现工业现代化，具有特别要的意义.由能源节约是工厂供电工作的一个重耍方面，而能源节约对于国家经济建设具有特别重要的故略意义，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。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须要，并的确做好节能环保工作，就必需达到以下基本要求t叫（1）平安：在电能的供应、安排和运用中，不应发生人身事故和设备事故。（2）牢靠:应满意电能用户对供电牢靠性的要求.（3）优明：应满意电能用户对电压和频率等质量的要求（4）经济：供电系统的投资要少

5、，运行费用要低，并尽可能地节.约电能和削减有色金属的消耗量。工厂供电系统是电力系统的主要组成部分，它是电能的主要用户，依据几个国家的统计，工厂用电量约占全国发电量的50%甚至70%以上。工厂变电所是终端降压变电所。确定工厂用户供电质址的指标”为:电压、频率、军兼性。工厂供配电系统和电力系统不同，它主要反映工厂用户的特点和要求。如工厂的电力负荷如何计算：怎样实现电能的合理利用和节约：削减用电面积的新型变电所结构：大型及特种设备的供电问题：厂内采纳集中限制和调度技术的合理性问题等等，这些问即有的对电力系统的平安和经济运行关系亲密，有的则为了保证用户高质量用电。1.2 国内外发展状况,目前，我国的电

6、力网正进行大规模的改造，与此相应，城乡变电所也必需进行更新换代，我国电力网的现实状况是常规变电所依旧存在，小型变电所、微机监测变电所、综合自动化变电所相继出现，并取得r迅猛的发展.随着改革的不断深化，各电力部门对变电所设计水平的要求将越来越高。现在所设计的常规变电所最突出的问题是设备落后，结构不合理，占地多，投资大，损耗高，效率低，尤其是在一次开关和二次设备造型问题上，基本惇留在5060年头的水平上，从发屣的观点来看，将越来越不适应我国城市和农村发展的要求。国民经济不断发展，对电力能源需求也不断增大，致使变电所数量增加，电压等级提离，供电范围扩大及输配电容址增大，采纳传统的变电站一次及二次设备

7、已越来越难以满意变电站平安及经济运行，少人值班或者无人值班的要求。分级爱护和常规爱护相比，增加了人机对话功能，自控功能，通信功能和实时时钟等功能,因此假如通过电力监控综合自动化系统，可以使变电站内值班人员或调度中心的人员刚好驾驭变电站的运行状况，干脆对设备进行操作，刚好了解故障状况，并快速进行处理，达到供电系统的管理科学化、规范化、并且还可以做到与其他自动化系统互换数据，充分发挥整体优势.1.3 工厂供电设计的一般原则依据国家标准GB50052-956供配电系统设计规范、GB50053-94OOkY及以下设计规范、GB50054-95低压配电设计规范等的规定，进行工厂供电设计必需遵循以下原则：

8、(1)遵守规程、执行政策：必需遵守国家的有关规定及标准，执行国家的有关方针政策，包括节约能源，节约有色金属等技术经济政策.(2)平安牢靠、先进合理：应做到保障人身和设备的平安，供电车靠，电能质量合格，技术先进和经济合理，采纳效率高、能耗低和性能先进的电气产品。(3)近期为主、考虑发展：应依据工作特点、规模和发展规划，正确处理近期建设与远期发展的关系，做到远近结合，适当考虑扩建的可能性。(4)全局动身、统筹兼顾。必需从全同动身，统筹兼顾，按负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件等，合理确定设计方案.工厂供电设计是整个工厂设计中的重婴组成部分。工厂供电设计的历量干脆影响到工厂的生产及发展。作为

9、从事工厂供电工作的人员，有必要了解和驾驭工厂供电电计的有关学问，以便适应设计工作的须要。1.4 工厂供电设计内容及步骤工厂变电所及配电系统设计，是依据各个车间的负荷数量和性历，生产工艺对负荷的要求，以及负荷布局，结合国家供电状况.解决对各部门的平安牢里，经济的安排电能问题。其基本内容有以下几方面：（1）负荷计算工厂变电所的负荷计算，是在车间负荷计算的基础上进行的。考虑车间变电所变压涔的功率损耗，从而求出工厂变电所高压侧计算负荷及总功率因数。列出负荷计算表、表达计算成果，（2）工厂变电所变压器的台数及容量选择参考电源进线方向，综合考虑设置工厂变电所的有关因素，结合全厂计算负荷以及扩建和备用的须要

10、，确定变压器的台数和容量。（3）工厂变电所主接线设计依据变电所配电回路数，负荷要求的牢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，即要平安牢靠有要敏捷经济，安装筒洁修理便利.（4）工厂供、配电系统短路电流计兑工厂用电，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卜的短路参数，求出不同运行方式卜各点的三相及两相短路电流。（5）改善功率因数装理设计按负荷计算求出总降压变电所的功率因数，通过查表或计兑求出达到供电部门要求数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无，并选用合适的电容

11、器柜或放电装困。如工厂有大型同步电动机还可以采纳限制电机励磁电流方式供应无功功率，改善功率因数。（6）变电所高、低压侧设备选择参照短路电潦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、避宙器、互感器、开关柜等设备.并依据须要进行热稳定和力稳定检脸“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。（7）继电爱护及二次结线设计为了监视，限制和保证平安牢兼运行，变压器、高压配电线路移相电容蹲、高压电动机、母线分段断路器及联络线断路器，皆须要设置相应的限制、信号、检测和维电器爱护装巴。并对爱护装置做出整定计算和检验其灵极系数。

12、设计包括继电器爱护装置、监视及测量仪表，限制和信号装置，操作电源和限制电缆组成的变电所二次结线系统,用二次回路原理接线图或二次回路绽开图以及元件材料表达设计成果。（8）变电所防由装置设计参考本地区气象地质材料，设计防指装置。进行防直击的避雷针爱护范用计算，避开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，顽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。（9）工厂变电所变、配电装置总体布置设计综合前述设计计算结果，参照国家有关规程规定，进行内外的变、配电装置的总体布置和施工设计。1.5 探讨内容、方法及预期成果通过对工

13、厂供电，发电厂电气部分，变电站综合自动化技术及电力系统继电爱护的学习，运用所学学问设计套化工厂IoKV总降压变电所系统。方法：通过学习有关学问选择一个进行化工厂IOKV总降压变电所系统的设计并与实践相结合的方法。先学习有关供配电系统设计的学问，通过网络和书籍杳阅资料获得相关更多的学问，了解设计的整体轮麻：然后通过对负荷的计算选择总供配电方案，选择电气设备和设计维电爱护的各种方案，运用AUToCAD进行绘图设计，完成总供配电设计图，再分析实际的工程供配电系统，相比较后看所设计的系统是否合理通过本系统的设计实践，熟识化工厂变电所的原理及功能，熟识变电所的工作过程,巩固以前所学的相关学问，充分运用所

14、学的工厂供，发电厂电气部分，电力系统维电爱护，变电站综合自动化技术，AutoCAD制图等专业学问，设计一套完整的化工厂IOKY总降压变电所系统，并且画出CAD电气系统图纸，以满意实际须要，使所学的专业课及专业基础课的学问由理论转向实践.电力行业对电的奢侈大，这就更要求我们增加各个环节的利用率，以提高整个系统对电的总利用程度.经过一次完整的设计学习及熬扬“提前较好的相识变电所的工作原理，熬炼工程实践，方案制定和软件制图的实力，为毕业进入企业奠定良好基咄。2负荷计算及方案设计2.1 负荷计算的概念和方法2.1.1 负荷计算有关概念（1）计算负荷又称须要负荷或最大负荷。计克负荷是一个假想的持续性的负

15、荷，其热效应与同一时间内实际变动负荷所产生的展大热效应相等.在配电设计中，通常采纳30分钟的最大平均负荷作为按发热条件选择电器或导体的依据。（2）平均负荷为段时间内用电设备所消耗的电能与该段时间之比。常选用最大负荷班（即有代表性的一昼夜内电能消耗量最多的一个班）的平均负荷，有时也计鸵年平均负荷。平均负荷用来计算最大负荷和电能消耗量。（3）电力负荷等级是供电设计的Iii要依据，它干脆反映了电力负荷对供电牢靠性要求的程度.电力负荷总共分为三级，及一级负荷、二级负荷和.一级负荷。2.1.2 负荷计算的方法目前，负荷计算的方法主要有：需用系数法、二项式怯、利用系数法、“ABC”法等。本设计采纳须要系数法确定。须要系数法是在大地的测量与统计的基础上，给出各类负荷的需用系数和同时系数，然后把设备功率乘以需用系数和同时系数，干脆求出计算负荷,这种方法山丁简洁易行，在供电设计中被普遍采纳。但是，当用电设备台数少而功率相差悬殊时，其计奥结果往往偏小，因而这种方法只适用于整个工程的负荷计算。须要系数法计算主要计算公式有：（1）单组用电设备组的计算负荷”Pt=KdPt（2-1）Q=tan夕（2-2）S,=1.q2（2-3）/=-7=j-（2-4）式中储