冶金機械廠總降壓變電所及高壓配電系統(tǒng)設(shè)計

1、<p><b>　　冶金機械廠</b></p><p>　　總降壓變電所及高壓配電系統(tǒng)設(shè)計</p><p>　　摘要：本次畢業(yè)設(shè)計對欣業(yè)冶金機械廠總降壓變配電所及高壓配電系統(tǒng)進行進一步改善和技術(shù)創(chuàng)新，采用市場先進的設(shè)備和技術(shù)，從設(shè)計全局出發(fā)將電能合理地分配到廠房車間。本次設(shè)計符合工廠供電設(shè)計標準以及國家供電協(xié)議指令，工程規(guī)模一般，技術(shù)要求難度不高，在傳統(tǒng)供配

2、電設(shè)計基礎(chǔ)上進行了創(chuàng)新和改良。本次供電設(shè)計基本方法：對工廠負荷進行計算與新裝備下的無功功率補償，高壓變配電所和主變壓器臺數(shù)型式的選擇，主接線方案設(shè)計，短路計算，設(shè)備選擇，繼電保護和防雷保護設(shè)計。本設(shè)計運用Auto CAD進行主接線方案，廠房車間一次設(shè)備以及降壓變電所的主接線方案的圖形繪制，保證設(shè)計的直觀清晰。</p><p>　　關(guān)鍵詞：負荷計算 設(shè)備選擇 短路計算 繼電保護</p><p&g

3、t;<b>　　1.緒論</b></p><p>　　本次論文選題為欣業(yè)冶金機械廠總降壓變電所及其高壓配電系統(tǒng)設(shè)計。調(diào)研可知冶金機械廠主要工藝流程為生產(chǎn)鑄造，鍛造，鉚焊加工，熱處理等等，冶金生產(chǎn)需要安全可靠，優(yōu)質(zhì)經(jīng)濟的電能以及供電系統(tǒng)來推動冶金行業(yè)的發(fā)展。</p><p>　　目前市場上的設(shè)備和技術(shù)更新?lián)Q代，傳統(tǒng)的冶金機械廠的供電系統(tǒng)設(shè)計設(shè)備老套，技術(shù)落后，造成不必要

4、的能源浪費，不符合目前綠色經(jīng)濟發(fā)展的要求。隨著冶金行業(yè)的發(fā)展，不可避免就是工廠擴建，傳統(tǒng)冶金設(shè)計又沒有預留工廠擴建的設(shè)備空間，會導致行業(yè)的發(fā)展滯緩。本次設(shè)計主攻方向就是運用新型電力設(shè)備，保證工廠經(jīng)濟綠色運行；隨著電氣行業(yè)自動化技術(shù)，要求的一再提高，冶金行業(yè)對于供電可靠，安全，優(yōu)質(zhì)的要求提高，冶金行業(yè)供電自動化迫在眉睫。</p><p>　　傳統(tǒng)的冶金機械廠設(shè)計主要是完成用電設(shè)備組負荷計算，主變壓器設(shè)備選擇，短路電

5、流計算，繼電保護及防雷設(shè)備選擇；本設(shè)計除了完善設(shè)備上的選擇外，另外加上微機保護。</p><p>　　進行冶金機械廠工廠供電設(shè)計必須遵循以下原則：  </p><p>　　遵守規(guī)程、執(zhí)行政策； </p><p>　　冶金機械廠供電設(shè)計必須符合遵守國家關(guān)于供配電的標準和規(guī)范，還需要執(zhí)行國家相關(guān)的經(jīng)濟環(huán)境政策和方針。</p>

6、<p>　　安全可靠、先進合理；</p><p>　　冶金機械廠供電設(shè)計需要滿足供電安全可靠，技術(shù)先進，經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的要求，</p><p>　　須符合國家能源標準，選用經(jīng)濟節(jié)能的電氣設(shè)備</p><p>　　全局出發(fā)、統(tǒng)籌兼顧；</p><p>　　冶金機械廠供電設(shè)計需要考慮到負荷運行的規(guī)律特點以及工廠供電的環(huán)境條件設(shè)計出經(jīng)濟合

7、理的設(shè)計方案。</p><p>　　近期為主、考慮發(fā)展。 </p><p>　　冶金機械廠供電設(shè)計需要考慮到工廠未來發(fā)展擴建的可能，在保證近期運行的前提下為工廠未來的發(fā)展留下擴建的空間。</p><p>　　1.1冶金機械廠原始資料</p><p>　　1.1.1冶金機械廠總平面圖</p><p>　　欣業(yè)冶

8、金機械廠總平面布置圖如圖1-1所示</p><p>　　圖1-1欣業(yè)冶金機械廠總平面布置圖</p><p>　　1.1.2冶金機械廠工廠負荷情況</p><p>　　欣業(yè)冶金機械廠主要進行的冶金工藝流程有鑄鋼，鑄鐵，鉚焊等，該廠屬二級負荷。欣業(yè)冶金機械廠的廠房用電設(shè)備負荷統(tǒng)計資料如表1-1，1-2所示</p><p>　　表1-1各車間380

9、V負荷計算表</p><p>　　表1-2各車間10kV高壓負荷計算表</p><p>　　1.1.3工廠供電協(xié)議</p><p>　　（1）按照冶金機械廠與當?shù)毓╇姴块T供電協(xié)議，供電部門提供了兩個供電電源：</p><p>　　1）從當?shù)氐?20/35kV區(qū)域變電站提供35kv電源，該區(qū)域變電站距離冶金機械廠工廠7.5km。</p&g

10、t;<p>　　2）從當?shù)?5/10kV區(qū)域變電所，提供為二次負荷使用的10kV備用電源，該變電距離冶金機械廠工廠約9km。</p><p>　?。?）冶金機械廠供電電力系統(tǒng)的最大運行方式及最小運行方式下的短路數(shù)據(jù)，如表1-3所示；</p><p>　　表1-3 35kV母線短路數(shù)據(jù)</p><p>　　當?shù)毓╇姴块T和冶金機械廠協(xié)議中提出技術(shù)要求：&l

11、t;/p><p>　　1）區(qū)域總降壓變電站35kV供電線路定時限過電流保護的整定時長top=1.9s， 斷 路器整定時間toc=0.2s冶金機械廠總降壓變電所電流速斷保護的動作時間不得 大于1.3s </p><p>　　2）冶金機械廠最大運行方式下負荷運行的功率負荷因數(shù)不得低于0.9。</p><p>　　區(qū)域供電系統(tǒng)圖如圖1-2所示</p>&l

12、t;p>　　圖1-2 冶金機械廠供電系統(tǒng)圖</p><p>　　負荷計算和無功功率補償</p><p>　　對冶金機械廠進行負荷的計算和無功功率補償，使負荷運行情況達到供電要求。</p><p><b>　　2.1負荷計算</b></p><p>　　計算負荷的簡單概述是以元器件半小時的最大負荷來確定元件的計算負荷

13、，P30為有功計算負荷，Q30為無功計算負荷，S30為視在計算負荷，I30為計算電流。本次冶金機械廠負荷計算考慮到廠房較多，廠房設(shè)備之間容量相差較小適合采用需要系數(shù)法來計算工廠負荷。</p><p>　　2.1.1負荷計算的方法和簡單介紹</p><p>　?。ㄒ唬﹩谓M用電設(shè)備計算負荷的計算</p><p>　　（1）有功計算負荷的計算（單位kW）</p>

14、;<p>　　Kd：用電設(shè)備組的需要系數(shù)</p><p>　　Pe：用電設(shè)備組的容量</p><p>　?。?）無功計算負荷的計算(單位kvar）</p><p>　?。?）視在計算負荷的計算（單位kVA）</p><p>　　Cosψ：用電設(shè)備組功率</p><p>　?。?）計算電流的計算（單位A）&

15、lt;/p><p>　　UN：用電設(shè)備組的額定電壓</p><p><b>　　2.2無功功率補償</b></p><p>　　通過并聯(lián)電容和使用智能無功功率補償器，使工廠最大運行方式下負荷運行的功率負荷因數(shù)不低于0.9。</p><p>　　2.1.1無功功率補償</p><p>　?。?）無功功率

16、補償容量的計算</p><p><b>　　（2）無功補償方式</b></p><p>　　無功功率補償有兩種補償方式分別為就地補償和集中補償；本次設(shè)計因為容量較大，負荷平穩(wěn)，選擇在設(shè)備按照無功功率需要補償電容，即就地補償；這種補償可以最大限度減少無功功率，補償效果最佳。</p><p>　　2.3負荷計算和無功功率補償情況</p>

17、<p>　　欣業(yè)冶金機械廠負荷計算及其無功功率補償如表2-1，2-2所示</p><p>　　表2-1冶金機械廠380V側(cè)負荷計算和無功功率補償表</p><p>　　表2-2冶金機械廠10kV側(cè)負荷計算和無功功率補償表</p><p>　　2.4無功功率設(shè)備的選取</p><p>　　本次設(shè)計無功功率補償，我們添加了無功功率自

18、動補償器，并嚴格按照1996年電力部門頒布的《低壓無功補償自動控制器》、《供電營業(yè)規(guī)則》等有關(guān)標準設(shè)計，安裝無功功率補償設(shè)備，利用無功功率自動補償控制器與并聯(lián)電容器配合的方式，對線路，用電設(shè)備進行無功功率補償，使得功率因數(shù)能夠達到不小于0.9的要求，選擇性能較好的無功功率自動補償控制器GZK900，它能精準的對無功功率進行動態(tài)追蹤補償。</p><p>　　3.變配電所位置和主變壓器的選擇</p>

19、<p>　　3.1 變配電所位置的計算選擇</p><p>　　選擇冶金機械廠的變配電所的位置，應(yīng)符合國家標準GB 50059-92《35-110kV變電所設(shè)計規(guī)范》及GB50053-94《10kV及以下變電所設(shè)計規(guī)范》。變配電所的位置應(yīng)接近于負荷中心，變電所至設(shè)備間進出線便捷。</p><p>　　采用負荷功率矩陣法確定負荷中心</p><p>　　表3

20、-1廠房負荷點坐標位置</p><p>　　可算的負荷中心位置的坐標</p><p>　　計算所得負荷中心在鑄鋼車間內(nèi)，考慮到進出線及周邊交通環(huán)境，選擇在車間北側(cè)靠近廠房的地方建變電所。由于廠房負荷較大變配電所選擇半露天式變電所。</p><p>　　繪制總降壓變電所及車間變電所平面圖如圖3-1所示</p><p>　　圖3-1總降壓變電所及

21、車間變電所位置圖</p><p>　　3.2 主變壓器的計算選擇</p><p>　　考慮到冶金機械廠負荷運行的特點和經(jīng)濟運行的要求，結(jié)合變電所的主接線方案，該廠屬于二級負荷且集中負荷較大所以選擇裝設(shè)有兩臺變壓器的的變電所。選取標準:</p><p>　　對380V負荷和10kV的負荷進行累加計算考慮到變壓器的損耗可知35kV側(cè)負荷運行情況如表3-4所示</p

22、><p>　　表3-4負荷的累積計算</p><p>　　按照變壓器的選擇標準，對于正常環(huán)境下的變電所，可選擇S9-12500kVA 35kV級油浸式變壓器，參考價格619600元。考慮到三相負荷基本平衡且諧波對供電系統(tǒng)干擾微弱，冶金機械廠總降壓變電所采用的三相主變壓器的聯(lián)結(jié)組方式可選用Yyn0型號。</p><p>　　3.3.變配電所主接線方案</p>

23、<p>　　變電所的主接線方案應(yīng)根據(jù)負荷運行特點，進出線回路數(shù)等綜合因數(shù)考慮后確定，需滿足供電的安全性，可靠性，電能的質(zhì)量，經(jīng)濟性，靈活性和適應(yīng)性的要求。按照主變壓器的臺數(shù)和容量以及負荷的運行特點要求，選擇優(yōu)秀的合適的變電所主接線方案。</p><p>　　根據(jù)前面考慮的兩種主接線方案可設(shè)計以下兩種主接線方案：</p><p>　　（1）裝設(shè)一臺主變壓器的主接線方案； 

24、;   </p><p>　?。?）裝設(shè)兩臺主變壓器的主接線方案；</p><p>　　如果按技術(shù)指標，裝設(shè)兩臺變壓器的主接線方案略優(yōu)于裝設(shè)一臺變壓器的主接線方案，如果按經(jīng)濟指標，則裝設(shè)一臺變壓器的主接線方案要優(yōu)于裝設(shè)兩臺變壓器的主接線方案，但考慮到本廠屬二級負荷，如果出現(xiàn)中斷供電，那么在經(jīng)濟上的損失遠遠多于變電所裝設(shè)所需的費用，故此次采用裝設(shè)兩臺主變的主接線

25、方案。</p><p>　　繪制主接線方案系統(tǒng)簡圖如圖3-2所示</p><p>　　圖3-2冶金機械廠主接線方案系統(tǒng)簡圖</p><p>　　35kV總降壓變電所主接線方案，參考供電手冊及工廠供電規(guī)范，供配電系統(tǒng)變電所常用的主接線的基本形式有線路—變壓器組接線、單母線接線、和橋式接線三種。</p><p>　　由于主接線對變電所設(shè)備選擇和布

26、置，運行的可靠性和經(jīng)濟性，繼電保護和控制方式都有密切聯(lián)系，所以是供電設(shè)計中的重要環(huán)節(jié)，需要在架空線上裝設(shè)有戶外隔離開關(guān)，接地刀閘和避雷器等元件。</p><p>　　冶金機械廠廠是連續(xù)運行的，負荷變動叫小，電源進線較長，主變壓器不需要經(jīng)常切換，另外考慮到本廠未來5到10年內(nèi)的長遠發(fā)展與規(guī)劃，故采用一次內(nèi)側(cè)橋式接線、二次側(cè)采用單母線分段的總降壓變電所的主接線方式。</p><p>　　故補全

27、主接線方案如圖3-3</p><p>　　圖3-3 35kV總降壓變電所主接線方案</p><p>　　4.短路電流計算及一次設(shè)備選擇</p><p>　　計算短路電流的目的是為了限制短路的危害和縮小故障的影響范圍。在變電所和供電系統(tǒng)的設(shè)計和運行中，基于如下用途必須進行短路電流的計算：（1）選擇電氣設(shè)備和載流導體，必須用短路電流校驗其熱穩(wěn)定性和動穩(wěn)定性。（2）選

28、擇和整定繼電保護裝置，使之能正確的切除短路故障。</p><p>　?。?）保護電力系統(tǒng)的電氣設(shè)備在最嚴重的短路狀態(tài)下不損壞，盡量減少因短路故障產(chǎn)生的危害。</p><p>　　4.1 最大運行方式短路電流的計算</p><p>　　繪制計算電路圖 如圖4-1所示</p><p>　　圖4-1短路計算電流圖</p><p&

29、gt;　?。?）確定短路電流計算基準</p><p>　　設(shè)Sd=100MVA，Ud=Uc=1.05UN，即高壓側(cè)Ud1=37kv，低壓側(cè)Ud2=10.5kv，Ud3=0.4kv則</p><p>　　（3）計算短路電路各元件的電抗標幺值</p><p>　　電力系統(tǒng) 已知Soc=650MVA，故</p><p>　?。?）架空線 查找《工廠

30、供電設(shè)計手冊》得35kV的架空線X0=0.4/km，而線長7.5kM，故</p><p>　?。?）電力變壓器 《工廠供電設(shè)計手冊》故</p><p>　　可繪制短路計算等效標幺值電路 如圖4-2所示</p><p>　　圖4-2短路計算等效標幺值電路</p><p>　　4.計算k-1點（35kV側(cè)）的短路電路總阻抗及三相短路電流和短路容量

31、</p><p><b>　　總電抗標幺值</b></p><p>　?。?）三相短路電流周期分量有效值</p><p><b>　　（3)其他短路電流</b></p><p><b>　　(4)三相短路容量</b></p><p>　　5.計算k-2，

32、k-3點（10kV側(cè)）的短路電路總阻抗及三相短路電流和短路容量</p><p><b>　　總電抗標幺值</b></p><p>　　（2）三相短路電流周期分量有效值</p><p><b>　?。?)其他短路電流</b></p><p><b>　　(4)三相短路容量</b>

33、</p><p>　　6.計算k-4點（380V側(cè)）的短路電路總阻抗及三相短路電流和短路容量</p><p><b>　　總電抗標幺值</b></p><p>　　（2）三相短路電流周期分量有效值</p><p><b>　?。?)其他短路電流</b></p><p><

34、;b>　?。?）三相短路容量</b></p><p>　　7.計算k-5點（380V側(cè)）的短路電路總阻抗及三相短路電流和短路容量</p><p><b>　　總電抗標幺值</b></p><p>　　(2)三相短路電流周期分量有效值</p><p><b>　　（3)其他短路電流</b&

35、gt;</p><p><b>　　(4)三相短路容量</b></p><p>　　8.計算k-6，k-7點（380V側(cè)）的短路電路總阻抗及三相短路電流和短路容量</p><p><b>　　總電抗標幺值</b></p><p>　　三相短路電流周期分量有效值</p><p>

36、;<b>　?。?）其他短路電流</b></p><p><b>　?。?）三相短路容量</b></p><p>　　計算k-8點（380V側(cè)）的短路電路總阻抗及三相短路電流和短路容量</p><p><b>　　總電抗標幺值</b></p><p>　　（2）三相短路電流周期

37、分量有效值</p><p><b>　　其他短路電流</b></p><p><b>　　三相短路容量</b></p><p>　　以上短路電流計算結(jié)果如表4-1所示</p><p>　　表4-1短路電流計算結(jié)果</p><p>　　4.2最小運行方式下短路電流計算</

38、p><p>　　（1）繪制計算電路圖</p><p>　　圖4-3最小運行方式下短路電流圖</p><p>　?。?）確定短路電流計算基準</p><p>　　設(shè)Sd=100MVA，Ud=Uc=1.05UN，即高壓側(cè)Ud1=37kv，低壓側(cè)Ud2=10.5kv，Ud3=0.4kv則</p><p>　?。?）計算短路電路各

39、元件的電抗標幺值</p><p>　　電力系統(tǒng) 已知Soc=400MVA，故</p><p>　　（2）架空線 查找《工廠供電設(shè)計手冊》得35kV的架空線X0=0.4/km，而線長7.5km，故</p><p>　　（3）電力變壓器 《工廠供電設(shè)計手冊》故</p><p>　　4.計算k-1點（35kV側(cè)）的短路電路總阻抗及三相短路電流和短路

40、容量</p><p><b>　　總電抗標幺值</b></p><p>　?。?）三相短路電流周期分量有效值</p><p>　　其他短路點計算如上，計算結(jié)果如表5-2所示</p><p>　　表5-2最小運行方式下短路計算結(jié)果</p><p>　　4.3 一次設(shè)備的選擇與校驗</p>

41、<p>　　按照GB/T11022-1999《高壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備標準的共同技術(shù)要求》為一次設(shè)備安全運行需要校驗以下內(nèi)容：</p><p>　　1）正常工作狀態(tài)下額定電壓，額定電流及其開斷電流。</p><p>　　短路狀態(tài)的動穩(wěn)定與熱穩(wěn)定。</p><p>　　2）一次設(shè)備運行的環(huán)境要求，操作性能以及精確級的選擇。</p><p

42、>　　按照正常工作條件選擇校驗：</p><p>　　(1)一次設(shè)備額定電壓UN.e不應(yīng)當小于所在系統(tǒng)的額定電壓UN</p><p>　　(2)供電電路的計算電流I30不應(yīng)當大于一次設(shè)備的額定電流IN.e?？紤]到工廠擴建的需要以及電力變壓器的最大化使用取IN</p><p>　　(3)對于分斷短路電流設(shè)備或設(shè)備組能分斷的最大短路電流或短路容量不應(yīng)當大于一次設(shè)備

43、的開斷電流Ioc或斷流容量Soc，</p><p>　　按照《工廠供電設(shè)計指導》所要求的規(guī)范對短路條件下的校驗：</p><p><b>　　動穩(wěn)定校驗</b></p><p><b>　　(2)熱穩(wěn)定校驗</b></p><p>　　35kV側(cè)和10kV側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗如表4-6，4-7，4-

44、8，4-9，4-10所示</p><p>　　表4-6 35kV側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗</p><p>　　表4-7 10kV側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗</p><p>　　表4-8 10kV通向廠房1高壓設(shè)備電弧爐一次設(shè)備的選擇校驗</p><p>　　表4-9 10kV通向廠房2高壓設(shè)備工頻爐一次設(shè)備的選擇校驗</p><p&

45、gt;　　表4-10 10kV通向廠房4高壓設(shè)備空壓機和鍛壓機一次設(shè)備的選擇校驗</p><p>　　380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗需用考慮低壓斷路器的配合：</p><p>　　(1)低壓斷路器脫扣器的額定電流IN.OR需大于計算電流I30</p><p>　　(2)斷路器的瞬時或短延時脫扣電流IOP需避開線路出現(xiàn)的尖峰電流IPK參考GB50055-1993《通用用

46、電設(shè)備配電設(shè)計規(guī)范》</p><p>　　Krel—可靠系數(shù)：瞬時脫扣電流Krel=2-2.5；短延時脫扣電流Krel=1.2。</p><p>　?。?）低壓斷路器過電流脫扣電流IOP不能超過線路允許載流量Ial</p><p>　　KOL—過負荷系數(shù)，對于瞬時或短延時過電流脫扣器，KOL=4.5；做負荷保護KOL=1；長延時過電流脫扣器做短路保護KOL=1.1&

47、lt;/p><p>　　380V側(cè)低壓一次設(shè)備選擇校驗如表所示</p><p>　　表4-11 380V側(cè)廠房1一次設(shè)備的選擇校驗</p><p>　　表4-12 380V側(cè)廠房2一次設(shè)備的選擇校驗</p><p>　　表4-13 380V側(cè)廠房3一次設(shè)備的選擇校驗</p><p>　　表4-14 380V側(cè)廠房4一次設(shè)備

48、的選擇校驗</p><p>　　表4-15 380V側(cè)廠房5一次設(shè)備的選擇校驗</p><p>　　高低壓母線及其變電所進出線的選擇</p><p>　　本次設(shè)計冶金機械廠負荷有較多二級負荷，35kV母線可選用雙母線制，即一條為工作母線，一條為備用母線，發(fā)生故障時可通過備用母線快速恢復供電。10kV和380V母線選用單母線制。</p><p>

49、;　　導線選擇需要考慮到導線的最高工作溫度，線路的機械強度，經(jīng)濟性考慮的經(jīng)濟電流密度以及線路電壓的損耗。</p><p>　　5.1 高低壓母線的選擇</p><p>　　35kV母線的選擇與校驗</p><p>　　對于35kV及以上的高壓架空線路應(yīng)按照經(jīng)濟電流密度來計算導線的經(jīng)濟截面積，初步選用LMY型硬鋁母線。參考資料《工廠供電設(shè)計手冊》表8-32</p

50、><p>　?。?）按經(jīng)濟電流密度選擇</p><p>　　選用導線截面LMY-60*6mm²查表8-38可知環(huán)境溫度25℃導線溫度70℃時</p><p>　　滿足經(jīng)濟電流密度的要求。</p><p>　　校驗導線的熱穩(wěn)定性采用短路時載流導體發(fā)熱的最高允許溫度所需的最小導線截面</p><p>　　所以選擇LM

51、Y-60*6mm²型鋁母線滿足熱穩(wěn)定要求。</p><p><b>　　校驗其動穩(wěn)定強度</b></p><p>　　δal—母線允許最大應(yīng)力，硬鋁δal=70MPa；</p><p>　　選擇LMY-60*6mm²型鋁母線可以滿足動穩(wěn)定要求。</p><p>　　35kV母線采用雙母線制可用LMY-

52、60*6mm²x2型硬鋁母線。</p><p>　　10kV和380V側(cè)母線選擇</p><p>　　如上選擇校驗過程，查閱《工廠供電設(shè)計手冊》第二版8-38算得滿足10kV和380V側(cè)母線要求的LMY型硬鋁母線如表5-1所示</p><p><b>　　表6-1母線選擇</b></p><p>　　5.2 變

53、配電所進出線的選擇</p><p>　　冶金機械廠總降壓變電所進在出線選擇的時候需要注意的幾點：</p><p>　　高壓進線架空線（一般采用鋁絞線）到變電所高壓側(cè)，需要加一段引入電纜；</p><p>　　供電電壓大于等于35kV，應(yīng)在廠區(qū)修有“安全回廊”，可將35kV電壓做廠區(qū)配電電壓；</p><p>　　同一通路電纜（優(yōu)先采用交聯(lián)聚乙

54、烯絕緣電纜）少于6根時，采用直埋的方式；</p><p>　　1.35kV高壓進線選擇</p><p>　　按經(jīng)濟電流密度選擇進線</p><p>　　選擇導線截面積為LGJ-400mm²鋼芯鋁線</p><p><b>　　校驗導線發(fā)熱條件</b></p><p>　　查閱《LGJ導線

55、技術(shù)參數(shù)》，LGJ-400鋼芯鋁線允許載流量當環(huán)境溫度為35℃時</p><p><b>　　滿足發(fā)熱條件要求</b></p><p>　　校驗機械強度，參考《工廠供電設(shè)計指導》第二版表8-34 35kV鋁及鋁合金線</p><p>　　滿足導線所需的機械強度要求</p><p>　　高壓配電室到主變壓器間的引入電纜的選

56、擇</p><p><b>　　按照發(fā)熱條件選擇</b></p><p>　　查閱《35kV高壓電纜型號載流量及敷設(shè)注意事項 》選擇JKLYJ—35—120mm²鋁芯交聯(lián)聚乙烯絕緣架空電纜；</p><p><b>　　滿足發(fā)熱條件。</b></p><p><b>　　校驗短路

57、熱穩(wěn)定型</b></p><p>　　滿足短路熱穩(wěn)定條件。</p><p>　　選用JKLYJ—35—3*120mm²電纜作為引入電纜。</p><p>　　5.3 10kV出線的選擇</p><p>　　1）送往廠房1高壓設(shè)備進線電纜，采用交聯(lián)聚乙烯絕緣鋁芯電纜明敷電纜</p><p>　　（1

58、）按照發(fā)熱條件選擇</p><p>　　參考《工廠供電設(shè)計手冊》表8-44選用YJL22—300mm²交聯(lián)聚乙烯絕緣鋁芯電纜</p><p><b>　　滿足發(fā)熱條件</b></p><p>　?。?）校驗短路熱穩(wěn)定性</p><p><b>　　滿足熱穩(wěn)定性選擇</b></p>

59、;<p>　　校驗其電壓損耗查閱《工廠供電設(shè)計手冊》表8-42電力電纜的電阻和電抗值R=0.16Ω/Km。，X=0.07Ω/Km。由冶金機械廠平面布局和比例尺可得線長大約200m。</p><p><b>　　滿足電壓損耗要求</b></p><p>　　故選擇選用YJL22—3*300mm²+1*150mm²交聯(lián)聚乙烯絕緣鋁芯電纜作

60、為廠房1的進線</p><p>　　送往廠房2變電所的進線電纜選用YJL22—10000—3*95mm²+1*50mm²交聯(lián)聚乙烯絕緣鋁芯電纜</p><p>　　送往廠房3變電所的進線電纜選用YJL22—10000—3*35mm²+1*35mm²交聯(lián)聚乙烯絕緣鋁芯電纜</p><p>　　送往廠房4變電所的進線電纜選用YJL

61、22—10000—3*300mm²+1*150mm²交聯(lián)聚乙烯絕緣鋁芯電纜</p><p>　　送往廠房5變電所的進線電纜選用YJL22—10000—3*35mm²+1*35mm²交聯(lián)聚乙烯絕緣鋁芯電纜</p><p>　　35kV高壓進線及其引入電纜和10kV出線如表6-2所示</p><p>　　表6-2 機械廠總降壓變電

62、所進出線和聯(lián)絡(luò)線的型號規(guī)格</p><p>　　5.4 380v出線的選擇</p><p>　　廠房2鑄鐵車間的線路選擇</p><p><b>　　按照發(fā)熱條件選擇</b></p><p>　　查閱《工廠供電設(shè)計手冊》表8-44初步選擇300mm²交聯(lián)聚乙烯鋁芯電纜</p><p>&

63、lt;b>　　滿足發(fā)熱條件。</b></p><p>　　校驗導線與低壓斷路器的配合</p><p>　　查《工廠供電設(shè)計手冊》表5-19，初步選用DW16-4000型低壓斷路器過電流脫扣器額定電流</p><p>　　設(shè)瞬時脫扣器電流整定為4倍</p><p>　　低壓斷路器瞬時脫扣電流的整定值的4倍大于導線可能出現(xiàn)的尖峰

64、電流。</p><p>　　校驗其斷流能力查表5-19 DW16-4000型斷路器</p><p>　　所以DW16-4000型低壓斷路器滿足要求。</p><p>　　校驗導線與低壓斷路器保護的配合</p><p>　　低壓斷路器瞬時脫扣電流整定和導線能承受的過負荷或短路時載流量</p><p><b>　

65、　滿足要求.</b></p><p>　　饋電給鑄鐵車間的線路，采用VLV22-1000-18*300mm²+6*150mm²的鋁芯電纜直埋敷設(shè)。</p><p>　　2)饋電給鑄鋼車間的線路，采用VLV22-1000-18*300mm²+6*150mm²的鋁芯電纜直埋敷設(shè)。</p><p>　　3）饋電給砂庫的線

66、路，采用VLV22-1000-9*95mm²+3*50mm²的鋁芯電纜直埋敷設(shè)。</p><p>　　4）饋電給鉚焊車間的線路，采用VLV22-1000-18*300mm²+6*150mm²的鋁芯電纜直埋敷設(shè)。</p><p>　　5）饋電給1號水泵房的線路，采用VLV22-1000-3*95mm²+1*50mm²的鋁芯電纜直埋敷

67、設(shè)。</p><p>　　6）饋電給空壓站的線路，采用VLV22-1000-9*185mm²+3*95mm²的鋁芯電纜直埋敷設(shè)。</p><p>　　7）饋電給機修車間的線路，采用VLV22-1000-3*120mm²+1*70mm²的鋁芯電纜直埋敷設(shè)。</p><p>　　8)饋電給鍛造車間的線路，采用VLV22-1000-

68、6*120mm²+2*60mm²的鋁芯電纜直埋敷設(shè)。</p><p>　　9)饋電給木型車間的線路，采用VLV22-1000-3*120mm²+1*60mm²的鋁芯電纜直埋敷設(shè)。</p><p>　　10）饋電給制材廠的線路，采用VLV22-1000-3*25mm²+1*16mm²的鋁芯電纜直埋敷設(shè)。</p><

69、;p>　　11）饋電給綜合樓的線路，采用VLV22-1000-3*70mm²+1*35mm²的鋁芯電纜直埋敷設(shè)。</p><p>　　12饋電給鍋爐房的線路，采用VLV22-1000-6*240mm²+2*120mm²的鋁芯電纜直埋敷設(shè)。</p><p>　　13）饋電給2號水泵房的線路，采用VLV22-1000-3*150mm²+1

70、*95mm²的鋁芯電纜直埋敷設(shè)。</p><p>　　14）饋電給倉庫的線路，采用VLV22-1000-3*50mm²+1*25mm²的鋁芯電纜直埋敷設(shè)。</p><p>　　15）饋電給污水提升站的線路，采用VLV22-1000-3*95mm²+1*50mm²的鋁芯電纜直埋敷設(shè)。</p><p>　　380V側(cè)出線

71、車間電纜型號規(guī)格如表6-3所示</p><p>　　表6-3變壓器至車間出線電纜的型號規(guī)格</p><p>　　5.5備用高壓聯(lián)絡(luò)線的選擇</p><p>　　備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線采用YJL22-10000—3*185mm²交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜，與相距9kM的10kV母線相連。</p><p>　　按發(fā)熱條件選擇 工廠2級負荷共

72、3858kVA</p><p>　　查表8-44初步選用電纜截面為185mm²的交聯(lián)聚乙烯絕緣鋁芯電纜</p><p><b>　　滿足發(fā)熱要求。</b></p><p><b>　　校驗短路熱穩(wěn)定度</b></p><p><b>　　滿足熱穩(wěn)定要求。</b><

73、;/p><p>　?。?）校驗電壓損耗查閱《工廠供電設(shè)計指導》第二版表8-42電力電纜的電阻和電抗值R=0.2Ω/Km。，X=0.07Ω/Km。線長9Km</p><p>　　滿足電壓損耗的要求。</p><p>　　所以備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線選用YJL22-10000-3*185mm²交聯(lián)聚乙烯絕緣鋁芯電纜敷設(shè)方式選擇直埋方式。</p><

74、p>　　6.變電所二次回路方案的選擇與繼電保護的整定</p><p>　　按照《電力系統(tǒng)繼電保護原理及其新技術(shù)應(yīng)用》要求，電力系統(tǒng)繼電保護裝置基本要求有：可靠性，選擇性，靈敏性，速動性，還應(yīng)當考慮到繼電保護設(shè)備的經(jīng)濟性和可維護性。</p><p>　　6.1 電力變壓器的保護</p><p>　　參考《電力系統(tǒng)繼電保護原理及其新技術(shù)應(yīng)用》對于800kVA及以上

75、的油浸式變壓器，應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護作為變壓器內(nèi)部主保護；同時電壓在10kV以上，容量在10000kVA以上的變壓器應(yīng)采用縱差保護作為變壓器的外保護；對于降壓變壓器還應(yīng)裝設(shè)過電流保護作后備保護。</p><p>　　當變壓器內(nèi)部發(fā)生短路故障的時候，變壓器受熱產(chǎn)生輕微瓦斯氣體，氣體繼電器觸點收到瓦斯氣體信號；產(chǎn)生大量瓦斯氣體，氣體繼電器動作，斷開變壓器兩側(cè)的斷路器使之跳閘動作。 </p>&

76、lt;p>　　過電流保護動作電流的整定</p><p>　　所以算的過電流保護動作電流</p><p>　　(2)過電流保護動作時間的整定</p><p>　　要求工廠總降壓變電所保護的動作時間不得大于1.3s，可設(shè)定過電流動作時間為10倍動作電流動作時間。</p><p>　　（3）過電流保護靈敏度系數(shù)的校驗</p>&

77、lt;p><b>　　所以校驗所得</b></p><p><b>　　滿足靈敏度的要求</b></p><p>　　6.2 電流速斷保護</p><p><b>　　速斷電流的整定</b></p><p><b>　　算的速斷保護電流</b><

78、;/p><p><b>　　故速斷電流整定倍數(shù)</b></p><p>　　（2）電流速斷保護靈敏度的校驗</p><p>　　因此保護系數(shù)靈敏度為</p><p><b>　　滿足靈敏度的要求</b></p><p>　　6.3 變電所低壓側(cè)的保護</p><

79、;p>　　利用高壓側(cè)繼電器的接線方式來實現(xiàn)低壓側(cè)單相接地時候的短路保護。</p><p>　　變壓器低壓一側(cè)中性線裝置零序過電流保護來完備單相接地保護。</p><p>　　低壓變壓器裝設(shè)有過負荷保護</p><p><b>　　6.4 微機保護</b></p><p>　　隨著電力系統(tǒng)發(fā)展,對微機保護裝置的要求也

80、越來越高,傳統(tǒng)的供電設(shè)計無法滿足系統(tǒng)的需求。本次論文設(shè)計一種基于CPU架構(gòu)的微機保護裝置的設(shè)計方法；使保護裝置運行更加可靠,靈敏。</p><p><b>　　微機保護系統(tǒng)</b></p><p>　　該系統(tǒng)由現(xiàn)場遠動監(jiān)控系統(tǒng)和Novell網(wǎng)上的后臺機(間隔層管理機)構(gòu)成。現(xiàn)場遠動監(jiān)控系統(tǒng) 由十個回路的微機遠動監(jiān)控單元組成，每一個單元就是一套80C196單片

81、機系統(tǒng)，它包含有CPU、開關(guān)量入、開關(guān)量出、A/D轉(zhuǎn)換、通訊及驅(qū)動輸出等電路。它完成現(xiàn)場設(shè)備的監(jiān)控遠動功能。其控制方式采用一對一原則或二對一原則，每一個回路由一個或兩個現(xiàn)場遠動監(jiān)控單元組成，每個單元都是獨立的，任何一個單元出現(xiàn)故障或進行檢修都不會影響其他單元的正常工作 。其主要功能如下：a全部電量的測量功能；b負荷監(jiān)控功能；c通訊功能；d定值參數(shù)的遠方整定功能。而Novell網(wǎng)上的后臺機完成數(shù)據(jù)、圖表、電量參數(shù)的顯示與記錄；電

82、量變化過程曲線、趨勢分析、人工置數(shù)及事故、事件、順序記錄、報警等功能。</p><p><b>　　微機保護單元</b></p><p>　　該系統(tǒng)中間隔層微機保護裝置是由若干個微機保護單元構(gòu)成，每一個單元也是一套80C196 單片機系統(tǒng)，它包含CPU、開關(guān)量入、開關(guān)量出、A/D轉(zhuǎn)換、通訊及驅(qū)動輸出等電路。這些單元除與站內(nèi)通訊網(wǎng)進行通訊以外，還實時監(jiān)控電氣設(shè)

83、備的運行情況，一旦發(fā)生異常，保護電 路立即動作，同時將保護動作情況送到站內(nèi)通訊網(wǎng)，每臺間隔層管理站可裝十個微機保護單元。</p><p>　　6.5 變電所的防雷保護與接地裝置設(shè)計</p><p>　　按照GB50057-2010《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》以及IEEE《供電電子設(shè)備的接地》規(guī)定:</p><p>　　變配電所及其屋外配電裝置應(yīng)裝設(shè)有避雷針或避雷

84、網(wǎng)，可將其接地裝置與變配電所的主接地網(wǎng)連接。</p><p>　　35kv及以上的架空進線，應(yīng)裝置1-2km的避雷線，消除進線上的雷擊閃絡(luò)對電氣裝備損壞；高壓母線上應(yīng)裝有閥式避雷器。</p><p>　　獨立避雷針和架空避雷線需要裝設(shè)有獨立的接地裝置，每根引下線的沖擊電阻不應(yīng)大于10Ω；低壓電纜宜采用直埋敷設(shè)，埋地長度不應(yīng)小于15m。且滿足</p><p>　　4.

85、主變壓器出應(yīng)當裝設(shè)高壓開關(guān)柜，配帶有FS型避雷器，防止雷電對主變壓器造成的危害。</p><p>　　附錄A—欣業(yè)冶金機械廠降壓變電所主接線圖</p><p>　　附錄B—欣業(yè)冶金機械廠降壓變電所電氣裝置圖</p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計，我查閱了諸多文獻資料，并在合肥本地華興

86、機械開關(guān)廠進行了實習操作和實地考查，大致了解了機械廠的工藝流程和負荷運行狀況，為畢業(yè)設(shè)計后續(xù)的進行起到了很大的幫助。著手畢業(yè)設(shè)計，大量閱讀了前人對于冶金機械廠的供電系統(tǒng)設(shè)計，決定在前人基礎(chǔ)上對冶金機械廠供電系統(tǒng)進行技術(shù)和裝備上的創(chuàng)新和改良。當然設(shè)計中也遇到很多困難，我也通過自己翻閱書籍，詢問老師同學，耐心地攻克了設(shè)計中難關(guān)。讓我對供電系統(tǒng)設(shè)計有了更加深入的了解。通過本次設(shè)計也讓我對供電系統(tǒng)安全，經(jīng)濟合理性更加注重，既要保證供電系統(tǒng)安全可

87、靠的運行，又要考慮到經(jīng)濟節(jié)約，能源浪費的問題，需要統(tǒng)籌兼顧，長遠考慮。同時運用了CAD對冶金機械廠變配電主接線圖進行繪制，加強自己對電氣軟件的運用操作能力。通過這次畢業(yè)設(shè)計，讓我自己對電網(wǎng)供電行業(yè)的了解更加深刻，學習和解決問題的能力得到了提高！</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　經(jīng)過幾個月的努力學習和奮斗，終于完成供配電的畢業(yè)設(shè)計，在此過程

88、由于經(jīng)驗不足面臨著許多的問題，也得到了吳揚老師的督促指導和同組同學們的熱心幫助。</p><p>　　首先要感謝我的指導老師，她認真負責，對于我設(shè)計中出現(xiàn)的問題，她總是熱情指導，耐心解答；同時感謝大學時代每一個任課老師，他們傳授給我很多學習，工作，生活，做人方面的知識。在你們的教誨之下，我學到了知識，提高了素養(yǎng)，增強了能力。</p><p>　　最后由衷感謝我的母?！不辙r(nóng)業(yè)大學給我提供

89、一個良好的學習環(huán)境，豐富多彩的大學生活，獨立自主的思想品格，團結(jié)合作的研究精神！</p><p><b>　　參 考 文 獻</b></p><p>　　[1]鄧馥郁. 工廠供配電系統(tǒng)無功補償?shù)姆治鯷J]. 科技風,2016,(07):2-3.</p><p>　　[2]趙志剛. 工廠變配電系統(tǒng)設(shè)計與研究[J]. 科技資訊,2013,(32):

90、105-109.</p><p>　　[3] 劉介才, 工廠供電[M].2005年1月第2版.北京. 機械工業(yè)出社.2008.1 </p><p>　　[4]《工廠常用電氣設(shè)備手冊》編寫組.工廠常用電氣設(shè)備手冊(上冊)[M].1984 年11月第一版.北京水利電力出版社1984.224-348 </p><p>　　[5]《工廠常用電氣設(shè)備手冊》編寫組.工廠常

91、用電氣設(shè)備手冊(下冊) [M].1986年5月第一版.北京水利電力出版社1986.974-1028 </p><p>　　[6] 《工廠常用電氣設(shè)備手冊》編寫組.工廠常用電氣設(shè)備手冊(補充本)[M].1990年7月第一版.北京水利電力出版社1993. 130-1217 </p><p>　　[7]鄭肇驥王焜鵬.高壓電纜線路[M].1983年4月第一版.北京水利電力出版社198

92、3.202-353 </p><p>　　[8]鄧馥郁. 工廠供配電系統(tǒng)無功補償?shù)姆治鯷J]. 科技風,2016,(07):2-3.</p><p>　　[9]李志鑫,喬鵬鳴. 高層建筑電氣中供配電設(shè)計研究[J]. 科技與企業(yè),2016,9.</p><p>　　[10]周公順. 供配電設(shè)計中電力監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用[J]. 科技創(chuàng)新導報,2016,4.</p>

93、;<p>　　[11]段東辰.試析建筑電氣的供配電設(shè)計[A]. 北京中外軟信息技術(shù)研究院.第三屆世紀之星創(chuàng)新教育論壇論文集[C].北京中外軟信息技術(shù)研究院，2016年1月</p><p>　　[12]Valerijs Bezrukovs,Vladislavs Bezrukovs,Nikolajs Levins. Problems in Assessment of Wind Energy Potent

94、ial and Acoustic Noise Distribution when Designing Wind Power Plants[J]. Scientific Journal of Riga Technical University. Environmental and Climate Technologies,2011,6(-1)</p><p>　　[13]Andreas Bachmaier,Satt

95、aya Narmsara,Jan-Bleicke Eggers,Sebastian Herkel. Spatial Distribution of Thermal Energy Storage Systems in Urban Areas Connected to District Heating for Grid Balancing ? A Techno-Economical Optimization based on a Case

96、Study[J]. Journal of Energy Storage,2016</p><p>　　[14]Hong Liang Wang,Hai Fei Ding,Jin Qi Wang,Pan Liu. The Design of Power Supply and Distribution Real-Time Monitoring System Based on PXI Bus for Telemeteri

97、ng System[J]. Advanced Materials Research,2012,1674(482)</p><p>　　Title The design of the total step-down substation and its high voltage distribution system</p><p><b>　　Abstract</b>

98、;</p><p>　　the graduation design and further improve the technology innovation of Xinye metallurgical machinery plant by substations and high-voltage power distribution system, with advanced equipment and te

99、chnology market, from the design of global power allocation to the workshop. This design conforms to the factory power supply design standard as well as the national power supply agreement instruction, the project scale