某冶金机械修造厂总降压变电所及配电系统设计

河南工业职业技术学院Henan Polytechnic Institute 毕业设计

论文题目：某冶金机械修造厂总降压变电所

及高压配电系统设计

专业：电气自动化技术

班级：电气1001班

姓名：志海

学号：0401100136

指导教师：季萌

摘要

随着我国国民经济的飞速发展，工业对电力的需求也越来越迫切。随着中国工业规模的不断扩大，对电力供应的安全性、可靠性提出了更高的要求，因此电力系统与用户直接关联的供电系统尤为重要。作为供电系统的主要组成部分，电气设备的质量及其性能的先进性是决定供电系统安全可靠运行的前提条件之一。本设计根据该冶金机械厂的相关资料和实际情况，对该厂的总降压变电所和高压供电系统进行设计。本设计首先根据工厂提供的资料对工厂的负荷情况进行了计算，根据负荷情况对变压器的容量和台数进行了选择。该厂电源由某变电所以35kV双回路架空线引出，本设计选择在该厂设立总降压变电所先将电压降为厂区供电电压10kV，在由各车间变电所降为负荷所需电压。为保证供电系统的可靠性，总降压变电所采用单母线分段式接线方式，厂区供电系统采用放射式接线方式。通过计算，本设计对各变电所的主要电气设备、电缆和母线进行了选择和校验，对一次侧主要设备进行了继电保护整定，对避雷和接地装置进行了选择。

关键词：变电所；供电系统；电气设备

目次

1 绪论 (1)

1.1 工厂供电的意义及要求 (1)

1.2 工厂供电设计的一般原则 (1)

1.3 设计的具体容 (2)

1.4 工厂原始资料 (2)

2 工厂的电力负荷及其计算 (3)

2.1 工厂的电力负荷 (3)

2.2 车间计算负荷的确定 (3)

2.3 工厂计算负荷的确定 (4)

2.4 无功功率补偿及其计算 (5)

3 降压变电所及变压器的选择 (7)

3.1 总降压变电所所址的选择 (7)

3.2 降压变电所形式的选择 (7)

3.3 厂区供电电压的选择 (8)

3.4 总降压变电所变压器台数和容量的选择 (9)

3.5 车间变电所变压器选择 (9)

4 总降压变电所主接线方案及供电线路的设计 (10)

4.1 总降压变电所的任务和类型 (10)

4.2 变电所主接线方案的设计原则与要求 (10)

4.3 主接线方案的选择 (11)

4.4 厂区配电线路的设计 (11)

4.5 总降压变电所二次回路操作电源设计 (12)

5 短路电流计算 (13)

5.1 短路电流计算的目的 (13)

5.2 短路电流计算的方法和步骤 (14)

5.3 该厂供电系统电路及短路等效电路 (15)

5.4 短路计算 (15)

5.5 短路计算结果 (21)

6 一次设备的选择与校验 (22)

6.1 一次设备的选择校验的条件与项目 (22)

6.2 一次设备效验公式 (22)

6.3 一次设备的选择与校验 (23)

6.4 电缆、母线的选择 (24)

7 继电保护装置的整定计算 (26)

7.1 总降压变电所35/10kV变压器的保护 (27)

7.2 35kV电力线路保护 (29)

7.3 10kV电力线路保护 (29)

8 防雷保护与接地装置的设计 (30)

8.1 变电所防雷保护与防雷装置的选择 (30)

8.2 接地装置的设计计算 (31)

结论 (32)

1 绪论

从十九世纪七十年代开始，人类开始了以电能的广泛使用为显著特点的第二次工业革命。这个时期的电力工业和电器制造业迅速发展起来，同时为社会创造了巨大的社会财富，也极提高了人们的生活水平，更为以后电子计算机的问世奠定了基础。1831年，法拉第发现了电磁感应定律，它揭示了电、磁现象之间的相互联系，为以后发电机的发明、电能的大规模生产和传输以及电能的广泛应用提供了重要理论基础。随着电能在社会各个方面的广泛应用，人类社会从此进入了电气化时代，电能成为主要的能源，并极促进了社会生产力的发展。

1.1工厂供电的意义及要求

电能不仅是人们生活的能源，更重要的是工业生产的主要能源和动力。电能容易从其他一次能源中获得，也容易转化为工业生产中的电能、动能，而且使用方便灵活。电能的输送和分配简单经济是电能的又一优点，通过导线可以直接把电能引至负荷，不像蒸汽机、燃机那样笨重，更避免了一次能源费时耗力的运输。当代工厂里应用的信息技术、生产自动化技术和其他高新技术无一不是建立在电能应用的基础之上的。因此，电能在当代工业生产有着及其广泛的应用，是工业生产中不可替代的能源。

在工厂里，电能虽然是工业生产的主要能源和动力，但是它在产品成本中所占的比重一般很小。电能在工业生产中的重要性，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，做好工厂供电工作对于发展工业生产，实现工业现代化，具有十分重要的意义。

在工厂中，供电系统起着至关重要的作用。要保证工厂的正常生活生产秩序、保证人民群众财产，就要有一个可靠稳定的供电系统。一个优质的工厂供电系统必须达到以下基本要求：

（1）安全电能在供应、分配和使用中，要保证输电线路的安全性，设计合理的供电系统，不能够因为供电系统出现人身伤亡事故和设备事故；

（2）可靠应满足电能用户对供电可靠性的要求。对于一些要求连续不间断供电的企业，可靠性是第一位的。对于一些负荷，如果由于电力系统故障供电系统突然中断，可能会造成重大设备损坏、大量产品报废很严重的经济财产损失，甚至发生重大的人身伤亡事故，给国家和人民带来经济上甚至政治上的重大损失；

（3）优质应满足电能用户对电压和频率等质量的要求。使用电设备在额定的电压、频率下进行生产，不仅可以避免设备损坏，而且也以提高产品质量，给企业带来利润；

（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减少有色金属的消耗量。

1.2工厂供电设计的一般原则

工厂供电设计必须遵循以下原则：

（1）工厂供电设计必须遵守国家的有关法令、标准和技术规，执行国家的有关方针政策，包括节约能源、节约有色金属和保护环境等技术经济政策；

（2）工厂供电设计应做到保障人身和设备的安全、供电可靠、电能质量合格、技术先进和经济合理，设计中应采用符合国家标准的效率高、能耗低、性能先进及与用户投资能力