供电系统课程设计报告.docx

供电系统课程设计报告（20142015学年其次学期）题目某水泥厂变电所扩建工程系别信息与限制系专业电气工程及其自动化班级学号姓名指导老师完成时间2015.07.09评定成果第一章、引言错误I未指定书签.1.1工厂供电的意义和要求错误I未指定书签。其次幸、设计内容及步骤错误I未指定书签.2.1 负荷计算错误I未指定书签。2.2 工厂总降压变电所的住置和主变压器的台数及容量选择蜡果I未指定书签.2.3 工厂总降压变电所主接线设计错误I未指定书签。2.4 厂区高压配电系统设计缙聚I未指定书签.2.5 工厂供、配电系统短路电流计算错误I未指定书签。2.6 改善功率因数装置设计错误I未指定书签.2.7 变电所高、低压侧设备选择错误I未指定书签。2.8 变电所防雷装相设计错误I未指定书签.第三章、负荷计算及功率补偿错误I未指定书签。3.1计算负荷蜡果I未指定书签.3.2平均负荷错误I未指定书签。3.3负荷计算的方法错误I未指定书星.3.4功率补偿错误I未指定书签。第四章、变配电所选型及总体布置蜡果I未指定书签.4.1 变配电所位近的选择错误I未指定书签。4.2 变电所总体布置要求蜻果I未指定书签.4.2.1 便于运行维护和检修错误I未指定书签。4.2.2 保证运行平安蜻候I未指定书签.1.1.1 2.3便于进出线错误I未指定书签。4.2.4 节约土地和建筑费用错误J未指定书签.4.2.5 适应发展要求错误I未指定书签。第五章、变压器、主接线方案的选择蜡果I未指定书签.5.1 主变压器台数的选择错误I未指定书签。5.2 变电所主变压器容量的选择错误I未指定书签.5.3 变电所主变压器型式、主接线的选择.错误I未指定书签。5.3.1 变电所主变压器型式的选择错误I未指定书签.5.3.2 变配电所主接线的选择原则错误I未指定书签。5.4 主接线方案选择错误I未指定书签.第六章、电力线路接线及敷设方式错误I未指定书签。6.1也力线路的接线方式错误I未指定书签.第七章、供电系统电气原理图及说明错误I未指定书签。第八章、致谢蜡误I未指定书签.第九章、参考文前错误I未指定书签。摘要电能是现代工业生产的主要能源和动力：电能既易于由其它形式的能量样换而来，又易于杆挨为其它彩式的能量以供应用；电能的梳送的安排既简洁经济，又便于限制、调整和测量，有利于实现生产过程自动化；电能在工业生产中的豆要性，在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产成本,减轻工人的劳动强度，改再工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。因此，所以工厂企业供配电的电路设计要联系到各个方面，负有计算及无功朴候，变压总的型号、容量和数量的安排；煌路的计算、设备的选择、战路的安排和设计等方面进行设计分析，把最好的供R电设计应用到现实生产中来，为济的发展做出最好的服务.关俊词：配电所电力负荷功率补偿短路电流第一章、引言1.1工厂供电的意义和要求电能是现代工业生产的主要能源和动力.电能既易于由其它形式的能量转换而来，又易于转换为其它形式的能量以供应用；电能的输送和安措既筒洁经济，又便于限制、调整和测量，有利于实现生产过程自动化。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。电能在工业生产中的重要性，并不在于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，提高产品质量，提高劳动生产率，降低牛.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。因此，做好工厂供电工作Xrr发展工业生产，实现工业现代化，具有特别重要的意义。由于能源节约是工厂供电工作的一个正要方面，而能源节约对于国家经济建设具有特别重要的战略意义，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耍，并做好节能工作，就必需达到以下基本要求：I、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拳性的要求：3、优质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，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。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，既要照看同部的当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应发展.其次章、设计内容及步骤全厂总降压变电所及配电系统设计，是依据各个里间的负荷数量和性质，生产工艺对负荷的耍求，以及负荷布局，接合国家供电状况，解决对各部门的平安牢靠，经济的安排也能问题，以电子厂为例，其基本内容有以下几方面。2.1 负荷计算全厂总降压变电所的负荷计算，是在车间负荷计算的基础上进行的.考虑车间变电所变压器的功率损耗，从而求出全厂总降压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。2.2 工厂总降压变电所的位置和主变压器的台数及容量选择参考电源进线方向，综合考虑设巴总降压变电所的有关因素，接合全厂计算负荷以及扩建和备用的须要，确定变压器的台数和容量。2.3 工厂总降压变电所主接线设计依据变电所配电网路数，负荷耍求的牢靠性级别和计钵负荷综合主变压器台数，确定变电所高、低接线方式。对它的基本要求，即要平安牢靠又要旅捷经济、安装简洁、修理便利。2.4 厂区高压配电系统设计依据厂内负荷状况，从技术和经济合理性确定厂区配电电压。参考负荷布同及总降压变电所位置，比较几种可行的高压配电网布置方案，由不同方案的牢弊性、电压损失、基建投资、年运行费用，有色金底消耗收等综合技术经济条件列表比值，择优选用。按选定配电系统作线路接构与敷设方式设计。用厂区高压线路平面布置图，敷设要求和架空线路杆位。2.5 工厂供、配电系统短路电流计算工厂用电，通常为国家电网的末端负荷，其容员运行小于电网容员，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下的短路参数，求出不同运行方式下各点的三相及两相短路电潦。2.6 改善功率因数装置设计按负荷计算求出总降压变电所的功率因数，通过查表或计克求出达到供电部门要求数值所需补偿的无功率。由手册或产品样本选用所需移相电容器的规格和数量，并选用合适的电容器柜或放电装置。2.7 变电所高、低压侧设备选择参照短路电流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IW电器设备，如隔离开关、断路器、母线、电缆、绝缘子、避雷器、开关柜等设备。2.8 变电所防雷装置设计参考本地区气象地质材料，设计防雷接地装置。进行防直击的避雷针爱护范围计算，避开产生反击现象的空间距离计算，按避宙器的基本参数选择防宙电冲击波的避雷器的规格型号，并确定其接线部位。对接地和接地体做详细的理解.第三章、负荷计算及功率补偿3.1 计算负荷计算负荷又称须要负荷或破大负荷。计算负荷是一个假想的持续性的负荷，其热效应与同一时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。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涔或导体的依据。3.2 平均负荷平均负荷指一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（即有代表性的昼夜内电能消耗量最多的个班）的平均负荷，有时也计算年平均负荷。平均负荷用来计算最大负荷和电能消耗垃“3.3 负荷计算的方法负荷计算的方法有须要系数法、二项式等几种.本设计由于设备台数比较多，而单台设备容量相差不大所以采纳须要系数法确定。主要计.算公式有：有功功率：PW=无功功率：=%视在功率:SX1.=pw计算电流：19=S*回“3.4 功率补偿工厂中由丁有大量的感应电动机、电焊机、电煎炉及气体放电灯等感性负荷，还有感性的电力变压器，从而使功率因数降低。如在充分发挥设备潜力、改善设备运行性能、提高其自然功率因数的状况卜.，尚达不到规定的工厂功率因数要求时，则需号虑增设无功功率补偿装置.P30图341上图表示功率因数提高与无功功率和视在功率改变的关系。假设功率因数有<1>提离到巾'，这时在用户需用的有功功率马不变的条件下，无功功率将由2小减小到QW'，视在功率将由减小到SW，。相应地负荷电流1.也得以减小，这将使系统的电能损耗和电压损耗相陶降低,既节约了电能，乂提高了电本质量，而且可选较小容量的供电设备和导线电缆，因此提高功率因数对供电系统大有好处。由上图可知，要使功率因数由少提高到,.必需装设无功补偿装置（并联电容罂）。第四章、变配电所选型及总体布置4.1变配电所位置的选择变配电所所址选择的般原则：1、尽狂靠近负荷中心：2、尽量靠近电源侧；3、进出线便利；4、尽显避开污染源，或者在污染源上方口：5、尽量避开振动、潮湿、高温及有易燃易爆物品的场所:6、设备运输便利:7、有扩建和发展的余地：8、高压配电所与邻近车间的变电所合建。4.2变电所总体布置要求4.2.1 便于运行维护和检修行人值班的的变配电所，股应设置值班室。值班室应靠近凹凸片配电室，而且有门直通。如值班室独近高压配电室仃困难时，则值班室可经走廊与高乐配电室相通。值班室也可以与低压配电室合并，但在放置值班工作案的一面或一端，低压配电装置到墙的距离不应小于3m。主变压器应靠近交通运输便利的公路侧“条件许可的，可单设工具材料室或修理间。昼夜值班室的变配电所应设休息室。有人值班的独立变配电所，宜设有厕所和给排水设施。4.2.2 保证运行平安值班室内不得有高压设备，值班室的门应朝外开。高压低压配电室的电容室的门应朝值班室开或朝外开。变压器空的大门应朝公路开，但应避开朝向露天仓库。在燥热地区应避开朝西开门。变电所宜用层布置。当采纳双层布置时，变压器应设在底层。高压电容涔组般应装设在单独的房间内，但数量较少时，可装设在高压配电室内，低压电容器组可装设在低压配电室内，但数旦较多时，宜装设在单独的房间内.所以带电部分别墙和离地的尺寸以及各室维护操作通道的宽度等，均应符合有关的规程的要求，以幽保运行平安。4.2.3便于进出线假如是架空进线，则高压配电室宜位于进线侧。考虑变质罂低压出线通常是采纳矩形裸母线，因此变IK器的安装位置，即为变压器室，宜靠近低压配电室.低压配电室宜位于其低压架空出线侧。4.2.4 节约土地和建筑费用值班室可以与低压配电室合并，这时低压配电室面积适当增大，以便安置值班室的桌子或限制台，满点:运行值班的要求。高压开关柜不多于6台时，可与低压配电屏设置在同一房间内，但高压柜与低质屏的间距不得小于2m.不带可燃性油的高、低压配电装置和非油浸电力变压器，可设置在同一房间内。高压电容器柜数较少时，可装设在裔压配电室内。四周环境正常的变电所,宜采纳露天或半露天变电所。高压配电所应尽量与邻近的车间变电所合建。4.2.5 适应发展要求变压器室应考虑到扩建时有更换大一级容量的变压器的可能,凹凸压配电室内均应留有适当数量开关柜的备用位置。即要考虑到变电所留有扩展的余地，又要不阻碍工厂或乍间今后的发展。第五章、变压器、主接线方案的选择5.1 主变压器台数的选择主变压器台数选择的要求：1、选择一台：供电计算负荷不大于1250的三级负荷变电所：变电所另有低用联络线，或有其它符用电源，而总计算负荷不大于1250的含有部分、二级负荷的变电所.2、选择两台：供含有大量一、二级负荷的变电所：总计算负荷大于1250的三级负荷变电所：季节性负荷改变较大，从技术经济上考虑运行有利的三级负荷变电所。由丁该厂的负荷屈丁二级负荷，对电源的供电牢靠性要求较而，宜采纳两台变压器，以便当一台变压器发生故障后检修时，另一台变压器能对一、二级负荷接着供电，故选两台变压器。5.2 变电所主变压器容量的选择装设两台主变压器的变电所，每台变压器的容量应同时满意以下两个条件：1、任台单独运行时.2(0.6-0.7)S'2(1)2、任一台单独运行时，2,和(+11)由于S1.(I)=R499"A,因为该厂是二级负荷所以按条件2选变压器。N(0.6-0.7)×8499=(5099.45949.3)«A»S，»(I+II)因此选500()"A的变压器二台。5.3 变电所主变压器型式、主接线的选择5.3.1 变电所主变压器型式的选择1、油浸式：一般正常环境的变电所：2、干式：用于防火要求较高或环境潮湿,多尘的场所：3、密闭式：用下具有化学腐蚀性气体、蒸汽或具有导电、可燃粉尘、纤维会严峻影响变压器平安运行场所；4、防雷式：用于多雷区及土壤电阻率较高的山区：5、有我调吊式：用于电力系统供电电压偏低或电压波动严峻I1.用电设备对电压旗量又耍求较高的场所.由于本设计的变电所为独立式、封闭建筑，故采纳油浸式变压器。5.3.2交配电所主接线的选择原则I、当满意运行要求时，应尽量少用或不用断路器，以节约投资：2,当变电全部两台变压器同时运行时，二次侧应采纳断路涔分段的单母线接线：3、当供电电源只有回线路,变电所装设单台变压罂时，宜采纳线路变压器组接线:4、为了限制配出线短路电流，具有多台主变压器同时运行的变电所，应采纳变压器分列运行：5、接在线路上的避雷罂，不宜装设隔离开关：但接在母线上的避雷器，可与电压互感器合用一组隔离开关：6、6IO固定式配电装巴的出线侧，在架空线路或有反馈可能的电缆出线回路中，应装设线路隔离开关：7、采纳610熔断器负荷开关固定式配电装置时，应在电源侧装设隔离开关：8、由地区电网供电的变配电所电源出线处，宜装设供计费用的专用电压、电流日感潺（一般都安装计量柜）：9、变用器低压侧为0.4的总开关宜采纳低压断路潜或隔离开关，当有维电爱护或自动切换电源要求时，低压恻总开关和母线分段开关均应采纳低压断路器：10、当低压母线为双电源，变压潺低压侧总开关和母线分段开关采纳低压断路器时，在总开关的出线侧及母线分段开关的两侧，宜装设刀开关或隔离触头。5.4主接线方案选择时于电源进线电压为35及以上的大中型工厂，通常是先经工厂总降压变电所降为610的高压配电电压，然后经车间变电所，降为般低压设备所需的电压。总降压变电所主接线图表示工厂接受和安排电能的路径，由各种电力设备（变压器、断路器、隔离开关等）及其连接线组成，通常用单线表示。主接线对变电所设备选择和布置，运行的牢靠性和经济性，维电爱护和限制方式都有亲密关系，是供电设计中的重要环节I、一次侧采纳内桥式接线，二次侧采纳单母线分段的总降压变电所，这种内桥式接线多用于电源线路较长因而发生故障和停电检修的机会较多、并且变电所的变质器不须要常常切换的总降压变电所。2.一次侧采纳外桥式接线、二次侧采纳单母线分段的总降压变电所，这种主接线的运行极捷性也较好，供电牢靠性同样较高，适用于一、二级负荷的工厂。但与内桥式接线适用的场合有所不同。这种外桥式适用于电源线路较短而变电所负荷变动较大、适用经济运行需常常切换的总降汽变电所。当次电源电网采纳环行接线时，也宜丁采纳这种接线.3、一、二次例均采纳单母线分段的总降压变电所，这种主接线方式兼有上述两种桥式接线的运行敏捷性的优点，但所用高压开关设备较多，可供一、二级负荷，适用于一、二次侧进出线较多的总降压变电所。4、一、二次侧均采纳双母线的总降压变电所，采纳双母线接线较之采纳单母线接线，供电牢拈性和运行敏捷性大大提高，但开关设得也大大增加，从而大大增加/初投资，所以双母线接线在工厂电力系统在工厂变电所中很少运用主要用于电力系统的枢纽变电所。本次设计的电子制造厂是连续运行，负荷变动较小，电源进线较长（2.5）.主变压器不须要常常切换，另外再号虑到今后的长远发展。采纳主接线一次侧采纳内桥式接线，二次侧采纳单母线分段的总降压主接线，如下图所示：单母线分段接线图内桥式接线图第六童、电力线路接线及敷设方式6.1电力线路的接线方式工厂的凹凸压电路的线路基木接线方式有放射式、树干式和环形等基本接线方式。以高压为例。I、放射式：高压放射式接线是指工厂变配电所高压母线上引出的一回路，干脆向一个车间变电所或高压用电设法供电，这种接线方式简捷，操作维护便利，爱护简洁，便于实现自动化。但是高压开关设备用的多，投资高，线路故障自检修时，乂该线路供电的负荷要停电,为提高牢靠性，依据状况可增加备用线路，如图6-1.-1.为放射式线路供电。2、树干式高压树干式接线是指由工厂变配电所高压母线上引出的每路高压配电干线上，沿线分接了几个车间变电所或负荷点的接线方式，这种接线从变配电所引出的线路少，高压开关设备相应用的少.配电干线少可以节约有色金属，但供电牢靠性差，干线故障或检修将引起干线上的全部用户停电，为提高供电牢靠性同样可以采纳增加备用的方法，如图6-1-2为树干式接线图。ISToKNIj一i。学图5-1.-2树干式接线图3、放射式从工厂供电系统而言，离压环式其实就是树干式界限的改进，两路树干式线路连接起来就构成了环式接线。这种接线运行敏然，供电牢靠性高。当干线上任何地方发生故障时,只要找出故障段，拉开其两端的隔离开关，把故障段切除后,全部线路可以宏原供电。由于闭环运行时继电爱护整定比较困琲,所以运行时均采纳开环运行方式.第七章、供电系统电气原理图及说明工厂电源进线电压为35,先经工厂总降压变电所（一次降压）降为6IO的高压配电电压，然后经过车间变电所，降为一般低压用电设备所需的电压如220/380V.由于电源进线线路较长因而发生故障和停电的机会较多、并I1.变电所的变压器不需常常切换.所以，总降压变电所一次侧采纳内桥式接线，二次侧采纳单母线分段的总降压变电所主接线图。假如某路电源例如I线路停电检修或发生故障时，则断开II,投入10（其两侧101、102兆合），即可由2及原对变压器T1.的供电。这种主接线的运行敏捷性较好，供电牢狂性较高，适用于、二级负荷的工厂,二次降压的一次侧采纳高压式放射式接线，干脆向一个车间变电所或富压用电设备供电，沿线不接其他负荷，这种接线方式筒跳，操作维护便利，爱护简洁，便于实现自动化。图7-1-1供电系统电气原理图第八章、致谢惊慌的一周，奋故的周，供配电课程设计最终完成了。通过这周的课程设计使我懂得r理论与实际相结合是很重要的，只有理论学问是远远不够的，只有把所学的理论学问与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能其正为社会服务，从而提高自己的实际动手实力和独立思索的实力。在设计的过程中遇到问题,可以说得是困雉重重，这终归第次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发觉了自己的不足之处，对以前所学过的学问理解得不够深刻，驾驭得不够坚固。这一周的课程设计，使我在以后的学习和生活上都受益匪浅。总得说来：这次课程设计是次所学学问与实践相结合的体胺，也进步巩固了这学期的学习的有关学问，同时也为以后的工作打下扎实的基础感谢老加对我们的谆谆训诲，我们每一个人恒久不能满意于现有的成就，人生就像在爬山，一座山峰的后面还有更高的山峰在等着你。挫折是一份财宝，经验是份拥仃。这次课程设计必将成为我人生旅途上一个特别美妙的回忆！第九章、参考文献|1刘介才工厂供电简明设计手册机械工业出版社200412)李宗纲工厂供电设计吉林科技出版1985131芮静康工业与民用配电设计手册中国水利水电出版社2004(4)王荣潘工厂供电设汁与试验天津高校出版社20025周乐挺工厂供配电技术高等教化出版社2007