工廠供電畢業(yè)論文原文

工廠供電畢業(yè)論文原文河南理工大學(xué)供電技術(shù)畢業(yè)設(shè)計(jì)〔2020屆〕學(xué)生姓名耿啟辰院〔系〕電氣工程及其自動(dòng)化系專業(yè)電氣工程及其自動(dòng)化學(xué)號(hào)330819040104導(dǎo)師姓名、職贊許丹設(shè)計(jì)〔論文〕題目工廠供電起訖時(shí)間：年月日～年月日〔共周〕目錄摘要(2)第一章負(fù)荷計(jì)算及功率補(bǔ)償(3)1.1負(fù)荷計(jì)算的內(nèi)容和目的(3)1.2負(fù)荷計(jì)算的方法(3)1.3全廠負(fù)荷計(jì)算(3)1.4功率補(bǔ)償(4)第二章變電所位置和形式的選擇(5)2.1變電所所址選擇的基本要求(5)2.2變電所所址選擇應(yīng)具備的條件(5)第三章變電所主要變壓器及主接線方案的選擇(6)3.1主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇(6)3.2主結(jié)線方案的選擇(6)第四章短路電流的計(jì)算(8)4.1短路電流計(jì)算的目的及方法(8)4.2、本設(shè)計(jì)采用標(biāo)幺制法進(jìn)行短路計(jì)算(8)4.3短路電流計(jì)算結(jié)果：(10)第五章變電所一次設(shè)備的選擇及校驗(yàn)(12)第六章導(dǎo)線、變電所高低壓線路的選擇(14)第七章變電所二次回路的方案及斷電保護(hù)確實(shí)定(15)7.1變電所二次回路方案(15)7.2斷電保護(hù)(15)第八章防雷與接地(17)8.1防雷(17)8.2接地(18)總結(jié)(19)致謝(20)參考文獻(xiàn)(21)摘要隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,工廠的供電系統(tǒng)的控制、信號(hào)和監(jiān)測(cè)工作，已經(jīng)過人工管理、就地監(jiān)測(cè)發(fā)展為遠(yuǎn)動(dòng)化,實(shí)現(xiàn)遙控、遙信、和遙測(cè).工廠供電系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)化后,不僅能夠提高工廠供電系統(tǒng)的自動(dòng)化水平,而且可在一定程度上實(shí)現(xiàn)工廠供電系統(tǒng)的優(yōu)化運(yùn)行,能夠及時(shí)處理事故,減少事故停電的時(shí)間,更好地保證工廠供電系統(tǒng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行.工廠供電是工廠企業(yè)生產(chǎn)生活的必要保障.經(jīng)過計(jì)算比擬,根據(jù)工廠實(shí)際情況選擇科學(xué)且經(jīng)濟(jì)性高的電器設(shè)備,從供電的優(yōu)質(zhì)、可靠、經(jīng)濟(jì)等性能來綜合考慮采用最優(yōu)化的電氣設(shè)備和供電方式?！娟P(guān)鍵詞】：負(fù)荷計(jì)算功率短路電流AbstractWiththeindustrialproductionandthedevelopmentofscienceandtechnology,powerplantcontrolsystems,signalandmonitoringworkbythemanagementmanual,onthespottomonitorthedevelopmentofremote,andtherealizationofremotecontrol,remote,andremotesensing.FactoriesforElectricalsystemofremote,cannotonlyenhancetheplant'spowersupplysystemautomationlevel,butalsotosomeextenttoachieveplantoptimaloperationofthepowersupplysystemcapableofdealingwithincidentsinatimelymannertoreducetheincidentsofpowerfailures,tobetterensuretheplantPowersupplysystemofeconomicsecurity.Powerplantproductionplantisnecessarytoprotectlife.Calculatedcomparedtothefactoryinaccordancewiththeactualsituationofeconomicandscientificselectionofhighelectricalequipment,powersupplyfromthehigh-quality,reliableandeconomicperformanceconsideredtooptimizetheuseofelectricalequipmentandpowersupply.【Keywords】：LoadsecretlyschemesagainstPowerShort-circuitcurrent第一章負(fù)荷計(jì)算及功率補(bǔ)償全廠總降壓變電所的負(fù)荷計(jì)算，是在車間負(fù)荷計(jì)算的基礎(chǔ)上進(jìn)行的?？紤]車間變電所變壓器的功率損耗，進(jìn)而求出全廠總降壓變電所高壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷及總功率因數(shù)。列出負(fù)荷計(jì)算表、表達(dá)計(jì)算成果。1.1負(fù)荷計(jì)算的內(nèi)容和目的〔1〕計(jì)算負(fù)荷又稱需要負(fù)荷或最大負(fù)荷。計(jì)算負(fù)荷是一個(gè)假想的持續(xù)性的負(fù)荷，其熱效應(yīng)與同一時(shí)間內(nèi)實(shí)際變動(dòng)負(fù)荷所產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)相等。在配電設(shè)計(jì)中，通常采用30分鐘的最大平均負(fù)荷作為按發(fā)熱條件選擇電器或?qū)w的根據(jù)?！?〕尖峰電流指單臺(tái)或多臺(tái)用電設(shè)備持續(xù)1秒左右的最大負(fù)荷電流。一般取啟動(dòng)電流上午周期分量作為計(jì)算電壓損失、電壓波動(dòng)和電壓下降以及選擇電器和保護(hù)元件等的根據(jù)。在校驗(yàn)瞬動(dòng)元件時(shí)，還應(yīng)考慮啟動(dòng)電流的非周期分量?！?〕平均負(fù)荷為一段時(shí)間內(nèi)用電設(shè)備所消耗的電能與該段時(shí)間之比。常選用最大負(fù)荷班〔即有代表性的一晝夜內(nèi)電能消耗量最多的一個(gè)班〕的平均負(fù)荷，有時(shí)也計(jì)算年平均負(fù)荷。平均負(fù)荷用來計(jì)算最大負(fù)荷和電能消耗量。1.2負(fù)荷計(jì)算的方法負(fù)荷計(jì)算的方法有需要系數(shù)法、利用系數(shù)法及二項(xiàng)式等幾種。本設(shè)計(jì)采用需要系數(shù)法確定。主要計(jì)算公式有：有功功率：P30=Pe·Kd無功功率:Q30=P30·tgφ視在功率:S3O=P30/Cosφ計(jì)算電流:I30=S30/√3UN1.3全廠負(fù)荷計(jì)算取K∑p=0.92;K∑q=0.95根據(jù)上表可算出：∑P30i=6520kW;∑Q30i=5463kvar則P30=K∑P∑P30i=0.9×6520kW=5999kWQ30=K∑q∑Q30i=0.95×5463kvar=5190kvarS30=(P302+Q302)1/2≈7932KV·AI30=S30/√3UN≈94.5ACOSф=P30/Q30=5999/7932≈0.751.4功率補(bǔ)償由于本設(shè)計(jì)中上級(jí)要求COSφ≥0.9,而由上面計(jì)算可知COSф=0.75第二章變電所位置和形式的選擇2.1變電所所址選擇的基本要求●靠近電源，接近負(fù)荷中心，有利于提高供電電壓質(zhì)量，減少輸電線路投資以減少投資和電能損耗，提高供電質(zhì)量?！癖阌诟骷?jí)電壓線路的出入，架空線路走廊應(yīng)與所址同時(shí)選定，盡量避免穿插?！褡冸娝荒鼙缓樗蜎]，以保證正常運(yùn)行。所區(qū)內(nèi)不得積水，故地面應(yīng)考慮一定的排水坡度?！窬哂猩a(chǎn)和生活用水的可靠水源?？紤]職工生活上的方便。●為變電所的遠(yuǎn)景規(guī)劃和擴(kuò)建創(chuàng)造條件?？紤]電網(wǎng)的發(fā)展和農(nóng)村用電負(fù)荷的增加，以及變電所能方便地從初期形式過渡到最終階段，使變電所在一次、二次設(shè)備裝置方面所需的改動(dòng)最小?！袼竞弦坏男问奖阌诎l(fā)展成無人值班所?！駞⒄諊?guó)家標(biāo)準(zhǔn)（35—500kV變電所設(shè)計(jì)規(guī)范）執(zhí)行。2.2變電所所址選擇應(yīng)具備的條件所址靠近供電區(qū)域負(fù)荷中心，供電半徑不能超過下面要求：0．4kV線路不大于0.5km；10kV線路不大于15km；35kV線路不大于40km；110kV線路不大于150km。便于進(jìn)出線的引入，并根據(jù)發(fā)展規(guī)劃預(yù)留擴(kuò)建位置。附圖2-1第三章變電所主要變壓器及主接線方案的選擇3.1主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇〔1〕參考電源進(jìn)線方向，綜合考慮設(shè)置總降壓變電所的有關(guān)因素，結(jié)合全廠計(jì)算負(fù)荷以及擴(kuò)建和備用的需要，確定變壓器的臺(tái)數(shù)和容量。由于該廠的負(fù)荷屬于二級(jí)負(fù)荷，對(duì)電源的供電可靠性要求較高，宜采用兩臺(tái)變壓器，以便當(dāng)一臺(tái)變壓器發(fā)生故障后檢修時(shí)，另一臺(tái)變壓器能對(duì)一、二級(jí)負(fù)荷繼續(xù)供電，故選兩臺(tái)變壓器?！?〕變電所主變壓器容量的選擇裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器的變電所，每臺(tái)變壓器的容量ST應(yīng)同時(shí)知足下面兩個(gè)條件：①任一臺(tái)單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，ST≥〔0.6-0.7〕S′30〔1〕②任一臺(tái)單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，ST≥S′30〔Ⅰ+Ⅱ〕，由于S′30〔1〕=7932KV·A，由于該廠都是上二級(jí)負(fù)荷所以按條件2選變壓器。③ST≥〔0.6-0.7〕×7932=〔4759.2～5552.4〕KV·A≥ST≥S′30〔Ⅰ+Ⅱ〕，因而選5700KV·A的變壓器二臺(tái)3.2主結(jié)線方案的選擇〔1〕變配電所主結(jié)線的選擇原則1.當(dāng)知足運(yùn)行要求時(shí)，應(yīng)盡量少用或不用斷路器，以節(jié)省投資。2.當(dāng)變電所有兩臺(tái)變壓器同時(shí)運(yùn)行時(shí)，二次側(cè)應(yīng)采用斷路器分段的單母線接線。3.當(dāng)供電電源只要一回線路，變電所裝設(shè)單臺(tái)變壓器時(shí)，宜采用線路變壓器組結(jié)線。4.為了限制配出線短路電流，具有多臺(tái)主變壓器同時(shí)運(yùn)行的變電所，應(yīng)采用變壓器分列運(yùn)行。5.接在線路上的避雷器，不宜裝設(shè)隔離開關(guān)；但接在母線上的避雷器，可與電壓互感器合用一組隔離開關(guān)。6.6～10KV固定式配電裝置的出線側(cè)，在架空線路或有反應(yīng)可能的電纜出線回路中，應(yīng)裝設(shè)線路隔離開關(guān)。7.采用6～10KV熔斷器負(fù)荷開關(guān)固定式配電裝置時(shí)，應(yīng)在電源側(cè)裝設(shè)隔離開關(guān)。8.由地區(qū)電網(wǎng)供電的變配電所電源出線處，宜裝設(shè)供計(jì)費(fèi)用的專用電壓、電流互感器〔一般都安裝計(jì)量柜〕。9.變壓器低壓側(cè)為0.4KV的總開關(guān)宜采用低壓斷路器或隔離開關(guān)。當(dāng)有繼電保護(hù)或自動(dòng)切換電源要求時(shí)，低壓側(cè)總開關(guān)和母線分段開關(guān)均應(yīng)采用低壓斷路器。10.當(dāng)?shù)蛪耗妇€為雙電源，變壓器低壓側(cè)總開關(guān)和母線分段開關(guān)采用低壓斷路器時(shí)，在總開關(guān)的出線側(cè)及母線分段開關(guān)的兩側(cè)，宜裝設(shè)刀開關(guān)或隔離觸頭?！?〕主結(jié)線方案選擇對(duì)于工廠總降壓變電所主結(jié)線設(shè)計(jì)，根據(jù)變電所配電回路數(shù)，負(fù)荷要求的可靠性級(jí)別和計(jì)算負(fù)荷數(shù)綜合主變壓器臺(tái)數(shù)，確定變電所高、低接線方式。對(duì)它的基本要求，即要安全可靠有要靈敏經(jīng)濟(jì)，安裝容易維修方便。對(duì)于電源進(jìn)線電壓為35KV及以上的大中型工廠，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)車間變電所，降為一般低壓設(shè)備所需的電壓。總降壓變電所主結(jié)線圖表示工廠接受和分配電能的途徑，由各種電力設(shè)備〔變壓器、避雷器、斷路器、互感器、隔離開關(guān)等〕及其連接線組成，通常用單線表示。主結(jié)線對(duì)變電所設(shè)備選擇和布置，運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，繼電保護(hù)和控制方式都有密切關(guān)系，是供電設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)。1、一次側(cè)采用內(nèi)橋式結(jié)線，二次側(cè)采用單母線分段的總降壓變電所主電路圖如下這種主結(jié)線，其一次側(cè)的QF10跨接在兩路電源線之間，如同一座橋梁，而處在線路斷路器QF11和QF12的內(nèi)側(cè)，靠近變壓器，因而稱為內(nèi)橋式結(jié)線。這種主結(jié)線的運(yùn)行靈敏性較好，供電可靠性較高，適用于一、二級(jí)負(fù)荷工廠。假如某路電源例如WL1線路停電檢修或發(fā)生故障時(shí)，則斷開QF11，投入QF10〔其兩側(cè)QS先合〕，即可由WL2恢復(fù)對(duì)變壓器T1的供電，這種內(nèi)橋式結(jié)線多用于電源線路較長(zhǎng)因此發(fā)生故障和停電檢修的時(shí)機(jī)較多、并且變電所的變壓器不需要經(jīng)常切換的總降壓變電所。2、一次側(cè)采用外橋式結(jié)線、二次側(cè)采用單母線分段的總降壓變電所主電路圖(下列圖)，這種主結(jié)線，其一次側(cè)的高壓斷路器QF10也跨接在兩路電源進(jìn)線之間，但處在線路斷路器QF11和QF12的外側(cè)，靠近電源方向，因而稱為外橋式結(jié)線。這種主結(jié)線的運(yùn)行靈敏性也較好，供電可靠性同樣較高，適用于一、二級(jí)負(fù)荷的工廠。但與內(nèi)橋式結(jié)線適用的場(chǎng)合有所不同。假如某臺(tái)變壓器例如T1停電檢修或發(fā)生故障時(shí)，則斷開QF11，投入QF10〔其兩側(cè)QS先合〕，使兩路電源進(jìn)線又恢復(fù)并列運(yùn)行。這種外橋式適用于電源線路較短而變電所負(fù)荷變動(dòng)較大、適用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行需經(jīng)常切換的總降壓變電所。當(dāng)一次電源電網(wǎng)采用環(huán)行結(jié)線時(shí)，也宜于采用這種結(jié)線，使環(huán)行電網(wǎng)的穿越功率不通過進(jìn)線斷路器QF11、QF12，這對(duì)改善線路斷路器的工作及其繼電保護(hù)的整定都極為有利。3、一、二次側(cè)均采用單母線分段的總降壓變電所主電路圖這種主結(jié)線圖兼有上述兩種橋式結(jié)線的運(yùn)行靈敏性的優(yōu)點(diǎn)，但所用高壓開關(guān)設(shè)備較多，可供一、二級(jí)負(fù)荷，適用于一、二次側(cè)進(jìn)出線較多的總降壓變電所4、一、二次側(cè)均采用雙母線的總降壓變電所主電路圖采用雙母線結(jié)線較之采用單母線結(jié)線，供電可靠性和運(yùn)行靈敏性大大提高，但開關(guān)設(shè)備也大大增加，進(jìn)而大大增加了初投資，所以雙母線結(jié)線在工廠電力系統(tǒng)在工廠變電所中很少運(yùn)用主要用與電力系統(tǒng)的樞紐變電所。本次設(shè)計(jì)的電機(jī)修造廠是連續(xù)運(yùn)行，負(fù)荷變動(dòng)較小，電源進(jìn)線較短〔2.5km〕,主變壓器不需要經(jīng)常切換，另外再考慮到今后的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。采用一、二側(cè)單母線分段的總降壓變電所主結(jié)線〔即全橋式結(jié)線〕。第四章短路電流的計(jì)算工廠用電，通常為國(guó)家電網(wǎng)的末端負(fù)荷，其容量運(yùn)行小于電網(wǎng)容量，皆可按無限容量系統(tǒng)供電進(jìn)行短路計(jì)算。由系統(tǒng)不同運(yùn)行方式下的短路參數(shù)，求出不同運(yùn)行方式下各點(diǎn)的三相及兩相短路電流。4.1短路電流計(jì)算的目的及方法短路電流計(jì)算的目的是為了正確選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備，以及進(jìn)行繼電保護(hù)裝置的整定計(jì)算。進(jìn)行短路電流計(jì)算，首先要繪制計(jì)算電路圖。在計(jì)算電路圖上，將短路計(jì)算所考慮的各元件的額定參數(shù)都表示出來，并將各元件依次編號(hào)，然后確定短路計(jì)算點(diǎn)。短路計(jì)算點(diǎn)要選擇得使需要進(jìn)行短路校驗(yàn)的電氣元件有最大可能的短路電流通過。接著，按所選擇的短路計(jì)算點(diǎn)繪出等效電路圖，并計(jì)算電路中各主要元件的阻抗。在等效電路圖上，只需將被計(jì)算的短路電流所流經(jīng)的一些主要元件表示出來，并標(biāo)明其序號(hào)和阻抗值，然后將等效電路化簡(jiǎn)。對(duì)于工廠供電系統(tǒng)來講，由于將電力系統(tǒng)當(dāng)作無限大容量電源，而且短路電路也比擬簡(jiǎn)單，因而一般只需采用阻抗串、并聯(lián)的方法即可將電路化簡(jiǎn)，求出其等效總阻抗。最后計(jì)算短路電流和短路容量。短路電流計(jì)算的方法，常用的有歐姆法〔有稱有名單位制法〕和標(biāo)幺制法〔又稱相對(duì)單位制法〕。4.2、本設(shè)計(jì)采用標(biāo)幺制法進(jìn)行短路計(jì)算1.在最小運(yùn)行方式下：〔1〕確定基準(zhǔn)值取Sd=100MV·A,UC1=60KV,UC2=10.5KV而Id1=Sd/√3UC1=100MV·A/(√3×60KV)=0.96KAId2=Sd/√3UC2=100MV·A/(√3×10.5KV)=505KA〔2〕計(jì)算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)幺值1.電力系統(tǒng)〔SOC=310MV·A〕X1*=100KVA/310=0.322.架空線路〔XO=0.4Ω/km〕X2*=0.4×4×100/10.52=1.523.電力變壓器〔UK%=7.5〕X3*=UK%Sd/100SN=7.5×100×103/(100×5700)=1.32繪制等效電路如圖，圖上標(biāo)出各元件的序號(hào)和電抗標(biāo)幺值，并標(biāo)出短路計(jì)算點(diǎn)。(3)求k-1點(diǎn)的短路電路總電抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量1總電抗標(biāo)幺值X*Σ(K-1)=X1*＋X2*=0.32+1.52=1.842.三相短路電流周期分量有效值IK-1(3)=Id1/X*Σ(K-1)=0.96/1.84=0.523.其他三相短路電流I"(3)=I∞(3)=Ik-1(3)=0.52KAish(3)=2.55×0.52KA=1.33KAIsh(3)=1.51×0.52KA=0.79KA4.三相短路容量Sk-1(3)=Sd/X*Σ(k-1)=100MVA/1.84=54.3(4)求k-2點(diǎn)的短路電路總電抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量1)總電抗標(biāo)幺值X*Σ(K-2)=X1*＋X2*＋X3*//X4*=0.32+1.52+1.32/2=2.52)三相短路電流周期分量有效值IK-2(3)=Id2/X*Σ(K-2)=505KA/2.5=202KA3)其他三相短路電流I"(3)=I∞(3)=Ik-23)=202KAish(3)=1.84×202KA=372KAIsh(3)=1.09×202KA=220KA4)三相短路容量Sk-2(3)=Sd/X*Σ(k-1)=100MVA/2.5=40MV·A2.在最大運(yùn)行方式下：〔1〕確定基準(zhǔn)值取Sd=1000MV·A,UC1=60KV,UC2=10.5KV而Id1=Sd/√3UC1=1000MV·A/(√3×60KV)=9.6Id2=Sd/√3UC2=1000MV·A/(√3×10.5KV)=55KA〔2〕計(jì)算短路電路中