【正文】 電氣設(shè)備車間變電所主變壓器的研究畢業(yè)論文目 錄第1章 前 言 3 3 工廠供電設(shè)計的一般原則 4 設(shè)計內(nèi)容及步驟 4第2章 變配電所的主接線圖 6 6 6 7 母線連接方式 7 供電系統(tǒng)主接線圖的確定 7 車間變電所主變壓器的選擇 10 變電所主變壓器臺數(shù)的選擇的原則 10 變電所主變壓器容量的選擇 10 車間變電所總的負(fù)荷計算 11 12 12第3章 短路電流的計算 22 概 述 22 22 22 22 23 23： 27： 28第4章 電氣設(shè)備的選擇與校驗 29 29 29 35kV高壓開關(guān)柜的選擇 32 32 LDJ535型電流互感器的選擇 33 XRNP35型高壓限流熔斷器 33 HY5W型避雷器 34 JDZ935型電壓互感器 34 JN1235型接地開關(guān) 34 35 10kV開關(guān)柜的選擇 35 高壓開關(guān)柜KYN2812型 3LZZJ10Q型電流互感器： 3RZL10型電壓互感器 3XRNP310型高壓熔斷器 3HY5W型避雷器 3GN2210型隔離開關(guān) 38 39第5章 繼電保護設(shè)計 41 概 述 41 本變配電站的繼電保護裝置 42第6章　　變電站防雷保護 43 概述 43 變、配電所的防雷保護 43 本設(shè)計采用的防雷保護措施 44 44 44致 謝 45◆參考文獻(xiàn) 451 前 言工廠供電，就是指工廠所需電能的供應(yīng)和分配，亦稱工廠配電。眾所周知，電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動力。電能既易于由其它形式的能量轉(zhuǎn)換而來，又易于轉(zhuǎn)換為其它形式的能量以供應(yīng)用；電能的輸送和分配既簡單經(jīng)濟，又便于控制、調(diào)節(jié)和測量，有利于實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。因此，電能在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)及整個國民經(jīng)濟生活中應(yīng)用極為廣泛。在一般工廠里，電能雖然是工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動力，但是它在產(chǎn)品成本中所占的比重很小。電能在工業(yè)生產(chǎn)中的重要性，并不在于它在產(chǎn)品成本中或投資總額中所占的比重多少，而在于工業(yè)生產(chǎn)實現(xiàn)電氣化以后可以大大增加產(chǎn)量，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高勞動生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)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(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。從另一方面來說，如果工廠的電能供應(yīng)突然中斷，則對工業(yè)生產(chǎn)可能造成嚴(yán)重的后果。例如某些對供電可靠性要求很高的工廠，即使是極短時間的停電，也會引起重大設(shè)備損壞，或引起大量產(chǎn)品報廢，甚至可能發(fā)生重大的人生事故，給國家和人民帶來經(jīng)濟上甚至政治上的重大損失。因此，做好工廠供電工作對于發(fā)展工業(yè)生產(chǎn)，實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化，具有十分重要的意義。由于能源節(jié)約是工廠供電工作的一個重要方面，而能源節(jié)約對于國家經(jīng)濟建設(shè)具有十分重要的戰(zhàn)略意義，因此做好工廠供電工作，對于節(jié)約能源、支援國家經(jīng)濟建設(shè)，也具有重大的作用。工廠供電工作要很好地為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)，切實保證工廠生產(chǎn)和生活用電的需要，并做好節(jié)能工作，就必須達(dá)到以下基本要求： （1）安全 在電能的供應(yīng)、分配和使用中，不應(yīng)發(fā)生人身事故和設(shè)備事故。 （2）可靠 應(yīng)滿足電能用戶對供電可靠性的要求。 （3）優(yōu)質(zhì) 應(yīng)滿足電能用戶對電壓和頻率等質(zhì)量的要求。 （4）經(jīng)濟 供電系統(tǒng)的投資要少，運行費用要低，并盡可能地節(jié)約電能和減少有色金屬的消耗量。此外，在供電工作中，應(yīng)合理地處理局部和全局、當(dāng)前和長遠(yuǎn)等關(guān)系，既要照顧局部的當(dāng)前的利益，又要有全局觀點，能顧全大局，適應(yīng)發(fā)展。 工廠供電設(shè)計原則按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB5005295 《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》等的規(guī)定，進行工廠供電設(shè)計必須遵循以下原則：（1）遵守規(guī)程、執(zhí)行政策。必須遵守國家的有關(guān)規(guī)定及標(biāo)準(zhǔn)，執(zhí)行國家的有關(guān)方針政策，包括節(jié)約能源，節(jié)約有色金屬等技術(shù)經(jīng)濟政策。（2）安全可靠、先進合理。應(yīng)做到保障人身和設(shè)備的安全，供電可靠，電能質(zhì)量合格，技術(shù)先進和經(jīng)濟合理，采用效率高、能耗低和性能先進的電氣產(chǎn)品。（3）近期為主、考慮發(fā)展。應(yīng)根據(jù)工作特點、規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃，正確處理近期建設(shè)與遠(yuǎn)期發(fā)展的關(guān)系，做到遠(yuǎn)近結(jié)合，適當(dāng)考慮擴建的可能性。（4）全局出發(fā)、統(tǒng)籌兼顧。按負(fù)荷性質(zhì)、用電容量、工程特點和地區(qū)供電條件等，合理確定設(shè)計方案。工廠供電設(shè)計是整個工廠設(shè)計中的重要組成部分。工廠供電設(shè)計的質(zhì)量直接影響到工廠的生產(chǎn)及發(fā)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(shè)計的有關(guān)知識，以便適應(yīng)設(shè)計工作的需要。 本課題設(shè)計內(nèi)容本供電系統(tǒng)設(shè)計主要包括總降壓變電所一次、二次部分及高壓配電線路設(shè)計，是根據(jù)各個車間的負(fù)荷數(shù)量和性質(zhì)，生產(chǎn)工藝對負(fù)荷的要求，以及負(fù)荷布局，結(jié)合國家供電情況，解決對各部門的電能分配問題，設(shè)計內(nèi)容有以下幾方面：（1）負(fù)荷計算。全廠總降壓變電所的負(fù)荷計算，是在車間負(fù)荷計算的基礎(chǔ)上進行的。不考慮車間變電所變壓器的功率損耗，從而求出全廠總降壓變電所高壓側(cè)計算負(fù)荷及總功率因數(shù)。（2）改善功率因數(shù)裝置設(shè)計。按負(fù)荷計算求出總降壓變電所的功率因數(shù)，通過計算求出達(dá)到供電部門要求數(shù)值所需補償?shù)臒o功率，并選用合適的電容器。（3）變壓器的臺數(shù)及容量選擇。參考電源進線方向，綜合考慮設(shè)置變電所的有關(guān)因素，結(jié)合全廠計算負(fù)荷以及擴建和備用的需要，確定變壓器的臺數(shù)和容量。（4）廠區(qū)高壓配電系統(tǒng)設(shè)計。根據(jù)廠內(nèi)負(fù)荷情況，從技術(shù)和經(jīng)濟合理性確定廠區(qū)配電，比較幾種可行的高壓配電網(wǎng)布置放案，擇優(yōu)選用。（5）工廠總降壓變電所主接線設(shè)計。根據(jù)變電所配電回路數(shù)，負(fù)荷要求的可靠性級別和計算負(fù)荷數(shù)綜合主變壓器臺數(shù)，確定變電所高、低接線方式。（6）工廠供電系統(tǒng)短路電流計算。工廠用電，通常為國家電網(wǎng)的末端負(fù)荷，其容量運行小于電網(wǎng)容量，皆可按無限容量系統(tǒng)供電進行短路計算。由系統(tǒng)不同運行方式下的短路參數(shù)，求出不同運行方式下各點的三相短路電流。（7）變電所高壓設(shè)備的選擇。參照短路電流計算數(shù)據(jù)和計算負(fù)荷以及對應(yīng)的額定值，選擇變電所各種高壓設(shè)備，并根據(jù)需要進行熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定檢驗。（8）繼電裝置及二次保護設(shè)計。為了監(jiān)視、控制和保證安全可靠運行，變壓器需要設(shè)置相應(yīng)的控制、檢測和繼電保護裝置。（9）防雷接地裝置設(shè)計。參考本地區(qū)氣象地質(zhì)材料，設(shè)計總降壓變電所的防雷接地裝置。（10）總降壓變電所變、配電裝置總體布置設(shè)計。綜合前述設(shè)計計算結(jié)果，參照國家有關(guān)規(guī)程規(guī)定，進行內(nèi)外的變、配電裝置的總體布置設(shè)計。2 供配電系統(tǒng)主接線方案論證主接線圖即主電路圖,是表示系統(tǒng)中電能輸送和分配線路的電路圖,則稱為二次電路圖,或二次接線圖,.我國《變電所設(shè)計的技術(shù)規(guī)程》規(guī)定：變電所的主要接線應(yīng)根據(jù)變電所在電力系統(tǒng)中的地位，回路數(shù)，設(shè)備特點及負(fù)荷性質(zhì)等條件確定，且應(yīng)滿足運行可靠，簡單靈活，操作方便和節(jié)省投資等要求。（1）安全性 應(yīng)符合有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范的要求，能充分保證人身安全和設(shè)備的安全．（2）可靠性　應(yīng)滿足電力負(fù)荷特別是其中一、二級負(fù)荷對供電可靠性的要求，其中在檢修時，不宜影響對系統(tǒng)的供電，斷路器或引線檢修及引線故障時，盡量減少長時間停電和大范圍停電，并保證對大部分一級負(fù)荷及全部及大部分二級負(fù)荷的供電。（3）靈活性　應(yīng)能適應(yīng)必要的各種運行方式，便于切換操作和檢修，且適應(yīng)負(fù)荷的發(fā)展，檢修時，可以方便地停運，對母線及其繼電保護設(shè)備進行安全檢修而不致影響電力網(wǎng)和對用戶的供電。（4）經(jīng)濟性　在滿足上述要求的前提下，盡量使主接線簡單，投資少，運行費用低，并節(jié)約電能和有色金消耗量主接線設(shè)計要為配電裝置創(chuàng)造條件，盡量使占地面積減少， 電能損失小，經(jīng)濟合理地選擇各種電氣，減少電能損失。 母線連接方式根據(jù)論文資料和電力系統(tǒng)的發(fā)展，用戶的需求等幾方面考慮，從近期及遠(yuǎn)景的發(fā)展規(guī)劃所以確定某輪轂制造廠供配電系統(tǒng)初步設(shè)計：單母線分段。單母線分段接線具有簡單清晰，設(shè)備較少，投資較小，運行操作方便，且有利于擴建等優(yōu)點，并可提高供電可靠性和靈活性。對重要用戶可以從不同段引出兩回饋電線路。由兩個電源供電。當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障段隔離，保證正常段母線不間斷供電，不致使重要用戶停電，其高壓側(cè)采用內(nèi)橋接線方式，低壓側(cè)也采用雙回線路變壓器組單元接線，因此在車間變電所的低壓側(cè)，設(shè)有低壓聯(lián)絡(luò)線互相連接，以提高供電系統(tǒng)運行的可靠性和靈活性。 供電系統(tǒng)主接線圖的確定工廠電源進線電壓為35KV及以上的工廠，通常是先經(jīng)工廠總降壓變電所降為6~10KV的高壓配電電壓，然后經(jīng)過車間變電所，降為一般低壓用電設(shè)備所需的電壓如220/380V。方案1 一次側(cè)采用內(nèi)橋式接線，二次側(cè)采用單母線分段的總降壓變電所主接線圖（如圖7）所示。這種主接線，其一次側(cè)的高壓斷路器QF10跨在兩路電源進線之間，猶如一座橋梁，而且處在線路斷路器QF11和QF12的內(nèi)側(cè)，靠近變壓器，因此稱為內(nèi)橋式接線。這種主接線的運行靈活性較好，供電可靠性較高，適用于一、二級負(fù)荷的工廠。如果某路電源例如WL1線路停電檢修或發(fā)生故障時，則斷開QF11，投入QF10（其兩側(cè)QS先合），即可由WL2恢復(fù)對變壓器T1的供電。這種內(nèi)橋式接線多用于電源線路較長因而發(fā)生故障和停電的機會較多，并且變電所的變壓器不需經(jīng)常切換的總降壓變電所。方案2 一次側(cè)采用外橋式接線，二次側(cè)采用單母線分段的總降壓變電所主接線圖（如圖8）所示。這種主接線，其一次側(cè)的高壓斷路器QF10也跨接在兩路電源進線之間，但處在線路斷路器QF11和QF12的外側(cè)，靠近電源方向，因此稱為外橋式接線。這種主接線的運行靈活性也較好，供電可靠性同樣較高，適用于一、二級負(fù)荷的工廠。但與內(nèi)橋式接線的適用場合有所不同。如果某臺變壓器例如T1停電檢修或發(fā)生故障時，則斷開QF11，投入QF10（其兩側(cè)QS先合），使用兩路電源進線又恢復(fù)并列運行。這種外橋式接線適用于電源線路較短而變電所負(fù)荷變動較大、適于經(jīng)濟運行需經(jīng)常切換的總降壓變電所。方案3 一、二次側(cè)均采用單母線分段的總降壓變電所主接線圖（如圖9）這種主接線兼有上述兩種橋式接線的運行靈活性的優(yōu)點，但所用高壓開關(guān)設(shè)備較多，可供一、二級負(fù)荷，適用于一、二側(cè)進出線較多的總降壓變電所。根據(jù)本廠的實際情況，工廠總降壓變電所距該城鎮(zhèn)220/35KV變電所（地區(qū)變電所）5公里，距離較遠(yuǎn)；而變電所負(fù)荷變動不大，故采用方案1（一次側(cè)采用內(nèi)橋式接線，二次側(cè)采用單母線分段的總降壓變電所主接線）。方案2更適用于電源線路較短而變電所負(fù)荷變動較大,適于經(jīng)濟運行需經(jīng)常切換的總降壓變電所；而方案3所用的高壓設(shè)備較多，增加了初期投資，故不采用方案2和方案3。采用橋式接線，最大的特點就是使用斷路器數(shù)量較少，使用斷路器數(shù)量較少，一般采用斷路器數(shù)都等于或少于出線回路數(shù)，從而結(jié)構(gòu)簡單，投資較少。 車間變電所主變壓器的選擇 變電所主變壓器臺數(shù)的選擇的原則（1) 滿足用電負(fù)荷對供電可靠性的要求。（2）對季節(jié)性負(fù)荷或晝夜負(fù)荷變動較大而宜于采用經(jīng)濟運行方式的變電所。也可考慮采用兩臺變壓器。（3) 除上述兩種情況外，一般車間變電所宜采用一臺變壓器。（4) 在確定變電所主變壓器臺數(shù)時，應(yīng)當(dāng)考慮負(fù)荷的發(fā)展，留有一定的余量。 變電所主變壓器容量的選擇（1）只裝一臺主變壓器的變電所，≥Sc考慮到節(jié)能和留有余量，變壓器的負(fù)荷率一般取70﹪～85﹪。（2）裝有兩臺主變壓器的變電所，通常采用等容量的變壓器，每臺容量應(yīng)同時滿足以下兩個條件：①任一臺單獨運行時，≈ （21）②任一臺單獨運行時，≥SC(I+II) （22）條件①是考慮到兩臺變壓器運行時，每臺變壓器各承受總計算負(fù)荷的60％，此時變壓器效率較高。而在事故情況下，一臺變壓器承受總計算負(fù)荷時，只過載40％，可繼續(xù)運行一段時間。在此時間內(nèi)，完全有可能調(diào)整生產(chǎn)，可切除三級負(fù)荷。條件②是考慮在事故情況下，一臺變壓器仍能保證一、二級負(fù)