塑料制品厂10kv总降压变电所及配电系统的设计

10kV进线塑料制品厂变电所供配电系统设计
论文大概：
10kV进线塑料制品厂变电所供配电系统设计
1 摘要
塑料制品厂企业内采用何种供配电方式,既能满足生产需要,又能使供配电系统安全、可靠、经济、合理地运行是摆在我们面前急需解决的新问题。

本文根据10kV进线塑料制品厂企业供配电特点,介绍了10kV进线塑料制品厂企业内主要的供配电方式,并对其进行了较详细的分析。

关键词: 10kV进线企业供配电
3 目录
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Abstract 1
目录 1
1.绪论 (1)
1.1 选题的背景及其意义 (1)
1.1.1 电能的特点及工厂变电所的作用 (1)
1.1.2 电力系统的发展概况 (2)
2.此设计的主要任务及原始资料分析 (4)
3.负荷计算的意义及相关参数的计算 (5)
3.1 负荷计算的意义 (5)
3.2 参数的计算 (6)
4.变压器的台数、容量和类型的选择 (7)
4.1 变压器的介绍 (7)
4.2 厂用变压器 (9)
4.2.1 厂用变压器的容量计算 (9)
4.2.2 厂用变压器的型号选择 (12)
5.无功补偿的计算 (12)
6.电气主接线 (15)
6.1 电气主接线的意义及重要性 (15)
6.2 电气主接线的设计 (16)
7.导线截面的选择 (19)
7.1 10KV侧导线的选择 (19)
7.2 车间变电所进线的选择 (20)
8.短路电流的计算 (21)
8.1 产生短路电流的原因、危害及计算方法 (21)
8.2 短路电流点的计算 (22)
9.高、低压电气一次设备的选择 (23)
9.1 电气设备的选择对工厂企业的意义 (23)
9.2 电气设备的选择及其效验理论 (23)
9.3 电气设备的选择涉及的物理量 (27)
9.3.1 高压断路器的选择 (27)
9.3.2 高压隔离开关的选择 (29)
9.3.3 电压互感器的选择 (29)
9.3.4 电流互感器的选择 (30)
9.3.5 10KV汇流母线的选择 (31)
10.继电保护选择及整定 (32)
11.防雷设计 (37)
11.1防雷接地的理论基础 (37)
11.1.1过电压的概念 (37)
11.1.2雷电接地等有关概念及形成原理 (39)
11.2防雷接地的保护措施 (42)
12.短路电流程序的编制 (46)
13.结束语及参考文献 (53)
14.附录 (55)
1.绪论
1.1 选题的背景及其意义
本课题应用供配电设计的基本原则和方法进行塑料厂的降压变电所设计。

通过本课程设计,培养学生综合运用所学的理论知识、基本技能和专业知识分析和解决实际问题的能力,培养学生独立获取新知识、新技术和新信息的能力,使学生初步掌握科学研究的基本方法和思路,学生能够理解“安全、可靠、优质、经济”的设计要求,掌握工厂供电系统设计计算和运行维护所必须的基本理论和基本技能。

1.1.1 电能的特点及工厂变电所的作用
电能是电做功的能力。

电能有各种形式,如直流电能、交流电能、交流工频电能和高频电能等等。

它可作用为动力、照明、冶炼、电镀、电热、通信等之用。

其优点是便于控制、测量、变换和远距离输送,电能使用方便、清洁。

电能的单位是千瓦时（俗称“度”）。

电器设备与电源连接形成回路,当电流通过电气设备时、电源要输出电能,电气设备要消耗电能。

发电厂是生产电能的工厂,发电厂将热能、水能等通过发电设备转换为电能。

按照发电厂的动力来源,发电厂主要分为火力发电厂、水力发电厂及核能发电厂等。

发电机输出的交流电压不够高,要通过升压变电所升压后远距离传送电力,电压高,则电流小,线路损耗小。

电力输送到用户区后,降压变电所再把电压降低,供给工厂使用。

1.1.2 电力系统的发展概况
长期以来我国的电网设备应用未得到应有的重视,电力设备技术性能陈旧,可靠性低,直接影响了人民生活和经济建设的发展。

随着新技术的发展,电网的规模越来越大,设备使用量增加,供电可靠性、自动化水平的要求也在不断提高。

因此从配电网的安全运行出发,电力装备要符合现代网络的发展要求,技术上先进、运行安全可靠、操作维护简单、经济合理、节约能源及符合环境保护政策[2]。

（1）立足于国情。

（2）保证供电可靠性为前提。

（3）优化网络接线、降低电网损耗。

（4）选择自化程度较高的自动化设备。

（5）监控系统与设备的综合配套[3]。

我国配电自动化的展望:
（1）做好配电网规划和改造是实现配电自动化的前提和基础
配电网规划包括电源容量及分布、主干线一次网架、配电设备等内容,只有在配电网网架合理、
结构灵活、转供互带能力强,一次设备满足自动化的要求的前提下配电自动化才能顺利进行。

（2）GIS与配电自动化的关系
随着现代电子、通信和计算机技术的飞速发展,配电自动化到今天已进入广泛采用计算机的阶段。

地理信息系统（GIS）的应用,使配电自动化面貌焕然一新,在管理、生产和用户服务等方面发挥了很大作用[5]。

配电网的各种设备及用户分布于广大城市和农村的不同地理位置,配电网的规划建设、营销服务等都离不开地理信息。

为此,引入GIS,并在此基础上建立配电自动化的所有应用是完全必要的,也是配电自动化发展的必然趋势。

（3）我国配电自动化采用的三种基本功能模式
(a)就地控制的馈线自动化；
(b)集中监控模式的配电自动化；
(c)集中监控模式的配电自动化与配电管理相结合的模式[6]；
对于近期采用较多的后两种模式,都采用分布式总体结构,一般分为两层（主站、远方终端）或三层（主站、子站、远方终端）。

主站至子站、子站至远方终端间通过网络联在一起,形成统一的配电自动化系统[7]。

2.此设计的主要任务及原始资料分析
根据本厂所能取得的电源进线10千伏及本厂用电负荷的实际情况,并适当考虑工厂生产的发展,按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求,设计降压变电所。

本次设计的主要任务包括选择变电所的位置与形式及主变压器的台数、容量和类型；选择变电所的主接线方案及高低压设备和进出线,确定二次回路方案,选择整定继电保护装置,确定防雷和接地装置,完成变配电所的电气照明设计,并进行必要的短路电流计算。

1、原始数据
1）本厂总平面布置图、各车间负荷情况及车间变电所容量和工厂自然条件另附。

2）工厂负荷性质生产车间大部分分为三班制,少部分两班或单班制,年最大有功负荷利用小时数5000h。

工厂属三级负荷。

3）工厂生产任务、规模及产品规格本厂年产20000t聚乙烯及胫塑料制品,产品品种有薄膜、单丝、管材和注射等制品。

其原料来源于某石油化纤总厂。

2、供电协议
1）从电力系统66/10KV变电站用10kV架空线路向工厂馈电。

该变电站南侧1km。

2）系统变电站馈电线路定时限过流保护装置的整定时间t=2s,工厂总配电所保护整定时间不得大于1.5s。

3）在工厂总配电所10kV进线册计量。

工厂最大负荷是功率因数不得低于0.9。

4）供电贴费为700元/kVA,每月电按两部电费制,基本电费18元/kVA,动力电费0.4元/KW﹒h,照明电费0.5元/KW﹒h。

5）系统变电站10kV母线出口断路器断流容量为200MVA。

6）系统的短路数据和供电系统图另附。

3.负荷计算的意义及相关参数的计算
3.1 负荷计算的意义
负荷计算是设计的基础,它决定设备容量的选用,管网系统的规模以及工程总造价等,这是技术人员熟知的事实。

但是近几年来用估算的方法替代了负荷计算,给制定方案、工程审核造成一定的困难。

本文通过实例,介绍关于负荷计算问题,借此引起设计者进一步的重视。

3.2 参数的计算
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。

工厂电力负荷的计算方法, 一般常用的有: 逐级法、需要系数法、二项式法以及
产值、产量估算法等。

其中需要系数法计算比较简单,适用于用电设备台数比较多,各台设备容量差别不十分悬殊的用电场合,特别适用于车间及工厂计算负荷的计算,故本设计拟采用需要系数法。

各车间和车间变电所负荷计算表见附录。

4.变压器的台数、容量和类型的选择
4.1 变压器的介绍
变压器的最基本型式,包括两组绕有导线的线圈,并且彼此以电感方式称合一起。

当一交流电流(具有某一已知频率)流于其中之一组线圈时,于另一组线圈中将感应出具有相同频率的交流电压,而感应的电压大小取决于两线圈耦合及磁交链的程度。

一般指连接交流电源的线圈称之为“一次线圈”(Primamar
y Coil) ；而跨于此线圈的电压称之为“一次电压”。

在二次线圈的感应电压可能大于或小于一次电压,是由一次线圈与二次线圈间的“匝数比”所决定的。

因此,变压器区分为升压与降压变压器两种。

大部份的变压器均有固定的铁心,其上绕有一次与二次的线圈。

基于铁材的高导磁性,大部份磁通量局限在铁心里,因此,两组线圈藉此可以获得相当高程度的磁耦合。

在一些变压器中,线圈与铁心二者间紧密地结合,其一次与二次电压的比值几乎与二者的线圈匝数比相同。

因此,变压器的匝数比,一般可作为变压器升压或降压的参考指标。

由于此项升压与降压的功能,使得变压器已成为现代化电力系统之一重要附属物,提升输电电压使得长途输送电力更为经济,至于降压变压器,它使得电力运用方面更加多元化,我们可以这幺说,倘无变压器,则现代工业实无法达到目前发展的现况。

电子变压器除了体积较小外,在电力变压器与电子变压器二者之间,并没有明确的分界线。

一般提供60Hz 电力网络的电源均非常庞大,它可能是涵盖有半个洲地区那般大的容量。

电子装置的电力限制,通常受限于整流、放大,与系统其它组件的能力,其中有些部份属放大电力者,但如果与电力系统发电能力相比较,它仍然归属于小电力的范围。

各种电子装备常用到变压器,理由是：提供各种电压阶层确保系统正常操作；提供系统中以不同电位操作部份得以电气隔离；对交流电流提供高阻抗,但对直流则提供低的阻抗；在不同的电位下,维持或修饰波形与频率响应。

“阻抗”的其中一项重要概念,即电子学特性,是一种假想的设备,即当电路组件阻抗系从一阶层改变到另外的一个阶层时,其间要使用到一种设
备—变压器。

对于电子装置而言,重量和空间通常是一项努力追求的目标,至于效率、安全性与可靠性,更是重要的考虑因素。

变压器除了能够在一个系统里占有显着百分比的重量和空间外,另一方面在可靠性方面,它亦是衡量因子中的一个要
项。

因为上述与其它应用方面的差别,使得电力变压器并不适合应用于电子电路上。

空间通常是一项努力追求的目标,至于效率、安全性与可靠性,更是重要的考虑因素。

变压器除了能够在一个系统里占有显着百分比的重量和空间外,另一方面在可靠性方面,它亦是衡量因子中的一个要项。

因为上述与其它应用方面的差别,使得电力变压器并不适合应用于电子电路上。