【正文】 .......... 25 6kV 出線的選擇 ................................................................................ 26 6 繼電保護(hù)選擇與整定 ............................................................................................ 33 35kV 側(cè)電壓互感器二次回路方案與繼電保護(hù)的整定 ............................ 33 35kV 主變壓器保護(hù) .......................................................................... 33 6kV 變壓器保護(hù) ................................................................................ 36 6kV 母線保護(hù) .................................................................................... 37 6kV 出線保護(hù) .................................................................................... 37 7 防雷保護(hù)與接地裝置的設(shè)計(jì) ................................................................................ 40 防雷保護(hù)設(shè)計(jì) .............................................................................................. 40 接地裝置設(shè)計(jì) .............................................................................................. 40 結(jié) 論 ............................................................................................................................ 42 參 考 文 獻(xiàn) ................................................................................................................ 43 致 謝 ..............................................................................................錯(cuò)誤 !未定義書簽。第四部分根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，最后進(jìn)行 防雷保護(hù) 措施的選擇和 接地裝置 的設(shè)計(jì)，增加系統(tǒng)的安全性 。根據(jù)負(fù)荷的重要性和負(fù)荷的大小進(jìn)行初步的變壓器選擇和合理的主接線、供電線路的設(shè)計(jì)。 第一部分先從論文的背景和目的進(jìn)行闡述，然后對(duì)原始資料來(lái)進(jìn)行初步的分析，再確定好本論文的設(shè)計(jì)步驟。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 南方冶金機(jī)械修造廠總降壓變電所 及高壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘 要 一間冶金機(jī)械修造廠如果對(duì)輸配電系統(tǒng)進(jìn)行一個(gè)完善的規(guī)劃，能很好地節(jié)約資金、合理規(guī)劃用地、降低電能損耗、提高電壓質(zhì)量、保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。本論文對(duì)輸配電進(jìn)行全面的設(shè)計(jì)，內(nèi)容分四大部分。第二 部分確定好冶金廠各部分的負(fù)荷，進(jìn)行精確的計(jì)算，通過(guò)無(wú)功補(bǔ)償來(lái)提高系統(tǒng)的功率因數(shù)減少電能的損耗。第三部分主要是確保系統(tǒng)的安全，首先對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行精確的短路計(jì)算，然后根據(jù)所得到的短路電流和沖擊電流進(jìn)行一系列的高低壓設(shè)備的選擇與校驗(yàn)，保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。 在論文的最后還附上設(shè)計(jì)的圖紙和計(jì)算過(guò)程。 附錄 A 設(shè)計(jì)計(jì)算書 ..................................................................................................... 44 附錄 B 主接線圖 ...........................................................................錯(cuò)誤 !未定義書簽。由于電能不僅便于輸送和分配，易于轉(zhuǎn)換為其它的能源，而且便于控制、 管理和調(diào)度 ,易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。因此，電能在工業(yè)生產(chǎn)和人民日常生活中得到廣泛應(yīng)用，生產(chǎn)和輸配電能的電力工業(yè)相應(yīng)得到極大發(fā)展。 論文 研究方法 對(duì)與冶金機(jī)械修造廠全廠總降壓變電所及配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)這個(gè)題目，要 結(jié)合 基本理論的系統(tǒng)性與實(shí)用性，圍繞供電技術(shù)的基本知識(shí)來(lái) 確認(rèn) 工程設(shè)計(jì) 的 方法 。 供電設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是根據(jù)電力用戶所處地理環(huán)境、地區(qū)供電條件、工程設(shè)計(jì)所提的用電負(fù)荷資料進(jìn)行的。初步設(shè)計(jì)主要落實(shí)供電電源及供電方式，確定供電系統(tǒng)的方案；施工圖設(shè)計(jì)階段一句初步設(shè)計(jì)的方案具體繪制主接線圖。 2 2 負(fù)荷計(jì)算與無(wú)功功率補(bǔ)償 負(fù)荷計(jì)算 負(fù)荷計(jì)算的意義 計(jì)算負(fù)荷是用來(lái)按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)中各元件的負(fù)荷值。有功 負(fù)荷表示為 P30，無(wú)功計(jì)算負(fù)荷表示為 Q30，計(jì)算電流表示為 I30。需要系數(shù)法是世界各個(gè)普遍應(yīng)用的確定計(jì)算負(fù)荷的基本方法，而二項(xiàng)式法應(yīng)用的局限性較大，主要應(yīng)用于機(jī)械加工企業(yè)。 當(dāng)用電設(shè)備臺(tái)數(shù)多、各臺(tái)設(shè)備容量相差不甚懸殊時(shí)，宜采用需要系數(shù)法來(lái)計(jì)算。 根據(jù)原始資 料，用電設(shè)備臺(tái)數(shù)較多且各臺(tái)容量相差不遠(yuǎn)，所以選擇需要系數(shù)法來(lái)進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算 [1]。 有功計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算公式 [9]： 30 30piP K P?? ?? () 式中 30iP? —所有設(shè)備組有功計(jì)算負(fù)荷 P30 之和； pK? —有功符合 同時(shí)系數(shù)，本文資料有提供為 無(wú)功計(jì)算符合（單位為 kVar）的計(jì)算公式 ： 30 30Q =P tg?? () 式中 tg? — 對(duì)應(yīng)于用電設(shè)備組功率因數(shù) cos? 的正切值，本 設(shè)計(jì) 資料有提供 。計(jì)算過(guò)程在附錄 A 設(shè)計(jì)計(jì)算書中。 ~ 變電所 380V 負(fù)荷計(jì)算 380V 變電所包括： 1 號(hào)車間：鑄鋼車間。 3 號(hào)車間： 鉚焊車間 、 1水泵房。 5 號(hào)車間：鍋爐房、 2水泵房、倉(cāng)庫(kù)（ 2）、污水提升機(jī)。結(jié)果所得 工廠各車間負(fù)荷情況及車間變電所的容量見表 。 供電系統(tǒng)中裝設(shè)無(wú)功功率補(bǔ)償裝置以后，對(duì)前面線路和變壓器的無(wú)功功率進(jìn)行了補(bǔ)償，從而使前面線路和變壓器的無(wú)功計(jì)算負(fù)荷、視在計(jì)算負(fù)荷和計(jì)算電流得以減小，功率因素得以提高 [2]。因此變電所低壓側(cè)補(bǔ)償后的功率因數(shù)可取 ： 22c os 0. 95 0. 32 9tg???? 補(bǔ)償容量： 3 0 1 2()cQ P tg tg???? () 取標(biāo)準(zhǔn)值 Qc=2700kvar。 6300NS kVA? % ? ? ? 補(bǔ)償后總降壓變電所低壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷 ： 有功功率補(bǔ)償前后不變 ： 30 3039。 41 64 .6 27 00 14 64 .6 v a rCQ Q Q k? ? ? ? ? 視在功率變化為： 2 2 2 23 0 3 0 3 039。 39。 3023039。 5 1 2 6 .2PQ? ? ? ? 損耗計(jì)算： 變壓器是一種能量轉(zhuǎn)換裝置，在轉(zhuǎn)換能 量過(guò)程中必然同時(shí)產(chǎn)生損耗。變壓器的基本鐵損耗就是主磁通在鐵心中引起的磁滯損耗和渦流損耗。我們可以同過(guò)查詢變壓器得到空載損耗和短路損耗，也就是鐵損耗和銅損耗。 2 (% ) 100Nd SQU?? () (%)dU 變壓器阻抗電壓 。 4 9 1 2 . 4 3 0 . 5 4 9 4 2 . 9P P P k W? ? ? ? ? ? 3 0 3 0 3 039。 一般此類系統(tǒng)采用 并聯(lián) 電容器進(jìn)行補(bǔ)償。 8 3 變壓器選擇與 主接線方案的設(shè)計(jì) 選擇降壓變壓器 一般正常環(huán)境的變電所，可以選用油浸式變壓器，且應(yīng)優(yōu)先選用 S S11 等系列變壓器。R 等系列全密封式變壓器。 根據(jù)本論文給出的條件我們可以選用油浸式變壓器 [2]。當(dāng)符合下列條件之一時(shí)，宜裝設(shè)兩臺(tái)以上主變壓器。 ? 集中符合較大，例如大于 1250kVA 時(shí) 本冶金廠最大視在功率達(dá)到 ，且屬于 2 級(jí)負(fù)荷，應(yīng)裝設(shè) 2 臺(tái)變壓器。如果裝設(shè) 1 臺(tái)變壓器，投資會(huì)節(jié)省一些，但一旦出現(xiàn) 1 臺(tái)主變故障，將會(huì)造成全廠失壓 從而造成 巨大 的 損失。 對(duì)于 380kV 的系統(tǒng)中，我們可以從資料的圖中得出車間 1 里面有 2 個(gè)配電所，其他4 個(gè)車間都只有 1 個(gè)配電所，因此我們可以根據(jù)每個(gè)車間的符合來(lái)選擇變壓器來(lái)進(jìn)行降壓 [4]。參數(shù)見下表 相應(yīng)部分 [4]： 9 表 35kV 20xx～ 12500kVA S9 系列雙繞組壓變壓器技術(shù)參數(shù) 項(xiàng)目 容量 (kVA) 電壓組合 聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào) 空載 電流 (%) 短路 阻抗 (%) 空載 損耗 (kW) 負(fù)載 損耗 (kW) 高壓 (kV) 高壓分接范圍 (%) 低壓 (kV) 20xx 35 177。 1=，可以選擇 2 個(gè) S9630/10(6)變壓器，分別裝進(jìn)車間 1 的 2 個(gè)配電房；S30NO。 10 3=，可以選擇 1 個(gè) S9800/10(6)變壓器裝進(jìn)車間 3 的配電房； S30NO。 5=，可以選擇 1個(gè) S9400/10(6)變壓器裝進(jìn)車間 5 的配電房。因此將可供選擇的方案有如下三種： 單母線分段。根 據(jù)本廠的實(shí)際情況進(jìn)線僅有 2 回，其中一回為工作，另一回備用，擴(kuò)建可能性不大。該接線方式的特點(diǎn)是需用斷路器和其它設(shè)備少，占地面積和所需投資相對(duì)較少，但可靠性不太高；適用于輸電線路較長(zhǎng)，故障機(jī)率較高，而變壓器又不需經(jīng)常切換時(shí)采用。 外橋。而輸送本廠電能的輸電線路長(zhǎng)度僅 8km，出現(xiàn)故障的機(jī)會(huì)較少，因此，該接線方式比較合適。 工廠總降壓變電所低壓側(cè)主 接 線方式比較 考慮到本廠低壓側(cè)的負(fù)荷較大和出線較多，以及便于日后饋線的增擴(kuò)，決定選擇有匯流母線的接線方式，具體方案論證如下： A、單母線。具有單母線 的所有優(yōu)點(diǎn)，且可靠性和靈活性相對(duì)有所提 11 高，用隔離開關(guān)分段雖然節(jié)約投資，但隔離開關(guān) 不 能帶負(fù)荷 拉閘 ，對(duì)日后的運(yùn)行操作等帶來(lái)相當(dāng)多的不便，所以不采用； C、單母線用斷路器分段。 經(jīng)綜合比較，選擇方案 C 作為工廠總降壓變電所低壓側(cè)主 接 線方式 [4]。所以，在本設(shè)計(jì)中選擇只用 6kV 的電壓等級(jí)，將 35kV 的電壓降為 6kV 等級(jí)的電壓使用即可。 而對(duì)于 380V 的 5 個(gè)車間，分別根據(jù)容量來(lái)選擇 6kV 的電壓降為 380kV 的變壓器。 根據(jù)上述對(duì)于變電所高壓側(cè)、低壓側(cè)主結(jié)線方式的比較討論 ；變壓器的選擇， 確定了總降壓變電所的主 接 線圖 主接線圖 。 35kV 線路上的電流互感器可選擇 JYN35,43。 6kV 變壓器低壓側(cè)的 380V 出線端電流互感器可選擇 PGL205 。 12 通過(guò)以上各步驟的設(shè)計(jì)，我們可以得出比較完整的變配電所主接線圖，我們可以通過(guò) AUTOCAD20xx 繪制得出，圖在附錄 B 中 [7]。所謂短路，是指一切不正常的相與相之間或相與地（對(duì)于中性點(diǎn)接地的系統(tǒng)）發(fā) 生通路的情況。這里包括計(jì)算沖擊電流以校驗(yàn)設(shè)備的 電 動(dòng)力穩(wěn)定度；計(jì)算若干時(shí)刻的短路電流周期分量以校驗(yàn)設(shè)備的熱穩(wěn)定度；計(jì)算制定時(shí)刻的短路電流有效值以校驗(yàn)斷路器的斷流能力等。在這些計(jì)算中不但要知道故障支路中的電流值，還必須 知道電流在網(wǎng)絡(luò)中的分布情況。 ? 在設(shè)計(jì)和選擇發(fā)電廠和電力系統(tǒng)電氣主接線時(shí)，為了比較各種不同方案的接線圖，確定是否需要采取限制短路電流的措施等，都要進(jìn)行必要的短路電流計(jì)算。 要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行短路計(jì)算，必須先要求出變壓器和輸電線路的電抗值，所以先要選擇線路的材料 [5]。 ? 所有電源的電動(dòng)勢(shì)相位角相 同。 ? 不考錄短路點(diǎn)的電弧阻抗和變壓器的勵(lì)磁電流。 ? 輸電線路的電容略去不計(jì)。而對(duì)于短路點(diǎn) d3，由于系統(tǒng)中的變壓器不相同，而變壓器的阻抗分別為 和 5，所以下面的計(jì)算中 6kV 變壓器短路點(diǎn)會(huì)分兩種情況 d3和 d3’。而我們可得得到的短路電流歸納在下面 2 個(gè)表中。 2)按短路條件包括動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定進(jìn)行校 驗(yàn) 。 4)按各類設(shè)備的不同特點(diǎn)和要求如短路器的操作性能、互感器的二次 負(fù)荷 和準(zhǔn)確度級(jí)等進(jìn)行選擇。根據(jù)當(dāng)前我國(guó)生產(chǎn)制造情況，電壓 6～200kV 的電網(wǎng)一般選用少油斷路器 ；電壓 110～ 330kV 的電網(wǎng)，當(dāng)少油短路器技術(shù)條