0241-某精細(xì)化工廠高配所及全廠配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)【全套8張CAD圖】
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畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文)開(kāi)題報(bào)告
課題名稱： 某精細(xì)化工廠高配所
及全廠配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1．本課題所涉及的問(wèn)題在國(guó)內(nèi)(外)的研究現(xiàn)狀綜述
1．本課題所涉及的問(wèn)題在國(guó)內(nèi)(外)的研究現(xiàn)狀綜述
2003年我國(guó)電力行業(yè)取得良好的發(fā)展，電力生產(chǎn)大幅增長(zhǎng)，電力需求快速增加，電力投資速度逐步加大，國(guó)資、民資、外資競(jìng)相進(jìn)入電力市場(chǎng)，電力行業(yè)的效益得到明顯的提高。同時(shí)，全國(guó)供電結(jié)構(gòu)性緊缺現(xiàn)象嚴(yán)重，大部分地區(qū)進(jìn)入電了緊張階段。2004年全國(guó)電力供需仍然比較緊張，拉閘限電時(shí)間和電量增加。2005年按計(jì)劃開(kāi)工規(guī)模和投產(chǎn)規(guī)模，電力供需有所緩解，電力供需平衡總體偏緊。2006年電力供需總體上能夠達(dá)到略微平衡。
本課題主要涉及到工廠企業(yè)的供配電方面的問(wèn)題，對(duì)于其中所涉及的基本設(shè)計(jì)理論都是相同的，對(duì)于變配電技術(shù)也是成熟的。從大的方面來(lái)講我們可以涉及到整個(gè)電力系統(tǒng)的建設(shè)，新技術(shù)的發(fā)展主要有三方面：輸電技術(shù)方面、繼電保護(hù)方面和變壓器方面。
輸電技術(shù)方面：發(fā)展迅速的柔性交流輸電及其控制器技術(shù)己被國(guó)內(nèi)外普遍認(rèn)為是新型有效的輸電技術(shù)。除了它的技術(shù)概念和技術(shù)規(guī)范取得新進(jìn)展外，它的控制器技術(shù)也在快速發(fā)展著它們己被TFFF/PFS的FACTS工作組歸類為“足可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)中可期待應(yīng)用”的控制器。
對(duì)于中國(guó)輸電線路建設(shè)，近50年來(lái)中國(guó)輸電線路建設(shè)成績(jī)是巨大的。目前全國(guó)已有東北、華北、華東、華中、西北、南方、川渝7個(gè)跨省電網(wǎng)和山東、福建、、海南、西藏5個(gè)獨(dú)立?。▍^(qū)）網(wǎng)。網(wǎng)內(nèi)共有220kV線路120000km，330kV線路7500km，500kV線路20000km。華中與華東兩大電網(wǎng)之間，通過(guò)1500kV葛洲壩至上海直流線路實(shí)行互聯(lián)。中國(guó)輸電線路的建設(shè)規(guī)模和增長(zhǎng)速度在世界上是少有的。并且已經(jīng)建立輸電線路有關(guān)的研究和試驗(yàn)的機(jī)構(gòu)和設(shè)施，取得了大量科研試驗(yàn)成果，為今后發(fā)展超高壓、大容量輸電線路創(chuàng)造了有利條件。電網(wǎng)是電力市場(chǎng)的載體，加強(qiáng)電網(wǎng)建設(shè)是拓展電力市場(chǎng)，提高電力工業(yè)整體效益的重要舉措。用超高壓輸送電能，能有效減小輸電線路上的電能損耗，提高供電效率和減少故障發(fā)生率。而且最近幾年我們的電力能源更是供不應(yīng)求，所以在電網(wǎng)建設(shè)的同時(shí)，研究采用新技術(shù)、新材料，節(jié)約電能在各類電氣設(shè)備上的損耗。特別是在變頻技術(shù)上有很大的突破和應(yīng)用，一般電氣設(shè)備都是以銅代鋁，或采用損耗更小的合金材料。
二、繼點(diǎn)電保護(hù)方面：近10多年來(lái)，隨著超高壓電網(wǎng)的建設(shè)和微機(jī)型繼電保護(hù)的使用，現(xiàn)場(chǎng)繼電保護(hù)用成套試驗(yàn)裝置經(jīng)歷了3個(gè)發(fā)展階段。組合式、物理模擬式、數(shù)字控制式和微機(jī)可編程4種類型裝置，在電力系統(tǒng)中己得到廣泛應(yīng)用，正在開(kāi)發(fā)實(shí)時(shí)數(shù)字仿真類型的試驗(yàn)裝置,向微機(jī)化、智能化、專用化方向發(fā)展。
三、變壓器方面：
在發(fā)電機(jī)中，不管是線圈運(yùn)動(dòng)通過(guò)磁場(chǎng)或磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)通過(guò)固定線圈，均能在線圈中感應(yīng)電勢(shì)，此兩種情況，磁通的值均不變，但與線圈相交鏈的磁通數(shù)量卻有變動(dòng)，這是互感應(yīng)的原理。變壓器就是一種利用電磁互感應(yīng)，變換電壓，電流和阻抗的器件。?
國(guó)外在世界范圍內(nèi)形成了幾大集團(tuán):烏克蘭扎布洛斯變壓器廠，年生產(chǎn)能力100GVA;俄羅斯陶里亞第變壓器廠，年生產(chǎn)能力40GVA, ABB公司29個(gè)電力變壓器廠年生產(chǎn)能力80一100GVA，英法GEC一Alshtom年生產(chǎn)能力40GVA，日本各廠總和(三菱、東芝、日立、富士)年生產(chǎn)能力65GVA,德國(guó)Tt1集團(tuán)年生產(chǎn)能力40GVA
這些公司生產(chǎn)的已在系統(tǒng)運(yùn)行的代表性產(chǎn)品:1150kV, 1200MVA, 735一765kV ,800MVA, 400一500kV , 3 }750MVA或1聲550MVA, 220kV, 3筍1300MVA電力變壓器;直流輸電1 500kV , 400MVA換流變壓器。
電力變壓器主要為油浸式，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)有兩類:心式和殼式。心式生產(chǎn)量占95 %，殼式只占5%。心式與殼式互無(wú)壓倒性的優(yōu)點(diǎn)，只是心式工藝簡(jiǎn)單一些，因而為大多數(shù)廠家采用，而殼式結(jié)構(gòu)與工藝都要復(fù)雜一些，只有傳統(tǒng)性工廠采用。殼式特別適用于高電壓、大容量，其絕緣、機(jī)械及散熱都有優(yōu)點(diǎn)且適宜于山區(qū)水電站的運(yùn)輸，因而仍有其生命力。
國(guó)內(nèi)我國(guó)沈陽(yáng)變壓器廠、西安變壓器廠、保定變壓器廠均已成批生產(chǎn)500kV級(jí)電力變壓器，在500kV系統(tǒng)內(nèi)運(yùn)行，最長(zhǎng)的已超過(guò)17年，經(jīng)過(guò)十幾年的不斷改進(jìn)，其運(yùn)行指標(biāo)與進(jìn)口變壓器完全相當(dāng)，總產(chǎn)量達(dá)150GVA。
2．設(shè)計(jì)(論文)要解決的問(wèn)題和擬采用的研究方法
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要是對(duì)某化纖廠高壓配電系統(tǒng)進(jìn)行研究和設(shè)計(jì)，有兩方面的設(shè)計(jì)，即工廠廠區(qū)6千伏配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)和高壓配電所設(shè)計(jì)。
廠區(qū)高壓配電系統(tǒng)是指從總降壓變電所或總配電所至各車間變電所的接線系統(tǒng)。它與工廠的重要性、規(guī)模的大小、電力系統(tǒng)的情況以及工廠的總體布置和工廠的發(fā)展規(guī)劃等因素有關(guān)。因此，在設(shè)計(jì)廠區(qū)高壓配電系統(tǒng)時(shí)，必須全面分析有關(guān)因素，予以合理解決。設(shè)計(jì)過(guò)程中主要有以下幾個(gè)步驟：
1)全廠負(fù)荷的分析和計(jì)算——按需要系數(shù)法計(jì)算, 為確定變壓器容量、各種線路的截面、各裝置等提供依據(jù)；
2)無(wú)功負(fù)荷的分析和補(bǔ)償計(jì)算——采用并聯(lián)電容器補(bǔ)償法，為提高功率因數(shù),降低系統(tǒng)的電壓、電能等損耗，降低電費(fèi)開(kāi)支等。
3)變壓器臺(tái)數(shù)、容量、型號(hào)的選擇確定——變壓器選擇為全密封式的，再結(jié)合當(dāng)前變壓器國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀，選擇S11-M系列變壓器。
4)變電所所址、類型確定——以盡量靠近負(fù)荷中心為選擇原則;依據(jù)負(fù)荷計(jì)算及變電所結(jié)構(gòu)形式的使用范圍，確定用獨(dú)立式變配所。變配電所內(nèi)部的總體布置及高壓配電所用電的來(lái)源等。
5)變電所主接線方案確定——采用單母線分段接線形式。
6）短路電流的計(jì)算——采用歐姆法計(jì)算，為了校驗(yàn)一次設(shè)備的短路動(dòng)、熱穩(wěn)定度；校驗(yàn)開(kāi)關(guān)電器的斷路能力；校驗(yàn)過(guò)電流保護(hù)裝置的靈敏度。
7）廠區(qū)配電系統(tǒng)的電力線路的確定——廠區(qū)采用電纜敷設(shè)，并按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)電纜截面。
8）變電所主要設(shè)備的選擇及開(kāi)關(guān)柜的結(jié)構(gòu)選擇——根據(jù)正常環(huán)境條件選擇熔斷器、高壓開(kāi)關(guān)柜、高壓斷路器、高壓母線、支持絕緣子、互感器、及各類熱元件等設(shè)備，并按短路故障情況校驗(yàn)動(dòng)、熱穩(wěn)定性，校驗(yàn)斷流能力、靈敏度等；為了檢修方便，滿足供電可靠性及小容量供電設(shè)備較多的實(shí)際情況，采用抽出式開(kāi)關(guān)柜。
9) 繼電保護(hù)及二次接線設(shè)計(jì)——電力變壓器的保護(hù)及高配綜合自動(dòng)化系統(tǒng)介紹，直流系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
3．本課題需要重點(diǎn)研究的、關(guān)鍵的問(wèn)題及解決的思路
本課題重點(diǎn)在于主接線方式的選擇和二次繼電保護(hù)設(shè)計(jì)及高壓設(shè)備的選擇。
(1)主接線方式
1)高壓部分采用中性點(diǎn)不接地的供電方式。
2)鑒于本廠生產(chǎn)產(chǎn)品加工的特殊性考慮，必須加強(qiáng)供電的可靠性，對(duì)幾個(gè)特別重要的生產(chǎn)車間采用高壓放射式接線，便于安裝自動(dòng)裝置，保護(hù)裝置也相對(duì)可以簡(jiǎn)單一點(diǎn)。
3)在車間配電系統(tǒng)中采用樹(shù)干和放射兩種方式混合配電
4)主接線方式的選擇。主接線方式主要有三種：
1、單母線接線：該方案接線簡(jiǎn)單清晰、設(shè)備少、操作方便、便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置。但是不夠靈活可靠，任一元件（母線及母線隔離開(kāi)關(guān)等）故障或檢修，均需使整個(gè)配電裝置停電。
2、單母線分段接線：該方案用斷路器把母線分段后，對(duì)重要用戶可以從不同段引出兩個(gè)回路，有兩個(gè)電源供電。
3、雙母線接線：雙母線的兩組母線同時(shí)工作，并通過(guò)母線聯(lián)絡(luò)斷路器并列運(yùn)行，電源與負(fù)荷平均分配在兩組母線上。
設(shè)計(jì)思路：根據(jù)實(shí)際工廠對(duì)電力供應(yīng)的需要和對(duì)供電可靠性、安全性的要求，進(jìn)行主接線方案的選擇。而且在主接線設(shè)計(jì)的同時(shí)，在保證需要的前提下，應(yīng)盡量使接線簡(jiǎn)單方便，使之減少投資運(yùn)行費(fèi)用和減少故障發(fā)生率。
(2)二次繼電保護(hù)
1)采用微機(jī)繼電保護(hù)
2)根據(jù)生產(chǎn)安全性的要求進(jìn)行分別設(shè)計(jì)：斷路器控制回路、信號(hào)回路、測(cè)量監(jiān)視回路采用鎘鎳蓄電池組作為操作電源，用電磁型操作機(jī)構(gòu)去執(zhí)行控制、信號(hào)、測(cè)量、監(jiān)測(cè)命令。
3)變壓器平時(shí)都是正常工作的，內(nèi)部的瓦斯保護(hù)則采用交流操作電源供電。
4)高壓配電所的中央信號(hào)裝置采用鎘鎳蓄電池組作直流操作電源，對(duì)任一斷路器跳閘時(shí)，都有瞬時(shí)音響信號(hào)，并在配電屏上有位置指示信號(hào)，信號(hào)能手動(dòng)或自動(dòng)復(fù)歸。
5)由于該系統(tǒng)在車間配電系統(tǒng)中采用非直接接地的系統(tǒng)，須加裝絕緣監(jiān)測(cè)裝置。
6)車間和車間之間有聯(lián)絡(luò)線，可以裝備備用電源自動(dòng)投入裝置。
設(shè)計(jì)思路：根據(jù)實(shí)際情況和配電規(guī)程，確定各主要電氣設(shè)備、線路的保護(hù)控制類別，且分別進(jìn)行整定計(jì)算。設(shè)計(jì)中還會(huì)涉及到一些自動(dòng)化保護(hù)控制模塊，要掌握各模塊的保護(hù)控制功能，了解它們的內(nèi)部原理，而且要知道如何將模塊中的接口與二次回路相連接，掌握繼電保護(hù)中的各邏輯關(guān)系。
(3)高壓設(shè)備選擇
1）高壓設(shè)備選擇應(yīng)按照保護(hù)等級(jí)、校驗(yàn)結(jié)果及經(jīng)濟(jì)等方面考慮選擇最合適的。
4．完成本課題所必須的工作條件(如工具書(shū)、實(shí)驗(yàn)設(shè)備或?qū)嶒?yàn)環(huán)境條件、某類市場(chǎng)調(diào)研、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)條件等等)及解決的辦法
1、《工廠供電》 第三版、第四版 劉介才編
2、《工廠供電簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)》 劉介才編
3、《工廠供電設(shè)計(jì)》 吉林科技出版社
4、《工廠供電設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)》 王榮盤藩編著
5、《工廠配電設(shè)計(jì)手冊(cè)》 水利水電出版社
6、《工廠常用電氣設(shè)備手冊(cè)》（第三版）上、下 水利水電出版社
7、《工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè)》第二版 水利水電出版社
8、《中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)電力設(shè)計(jì)規(guī)范》 機(jī)械工業(yè)部編
9、《電力工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》 西北、東北電力設(shè)計(jì)院編
10、《工廠高配及變電所有關(guān)圖紙》 工程設(shè)計(jì)院借閱
11、《發(fā)電廠及變電所的二次接線》 電力工業(yè)出版社
12、《化工廠電氣手冊(cè)》 化學(xué)工業(yè)出版社
13《工廠供電系統(tǒng)繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置》
14、《工業(yè)企業(yè)供電課程設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)》 王建南編
15、《工廠配電線路及變電所設(shè)計(jì)計(jì)算》 段建元編 機(jī)械工業(yè)出版社
16、《實(shí)用供配電技術(shù)手冊(cè)》 劉介才主編
17、《預(yù)裝式變電站手冊(cè)》 廖光余主編
18、《電力工程電氣設(shè)備手冊(cè)》電氣一、二次 陳學(xué)庸主編
19、《工礦企業(yè)電氣工程師手冊(cè)》 王士政主編
20、《民用建筑電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》 戴瑜興主編
21、《繼電保護(hù)自動(dòng)裝置及二次回路》第二版 熊為群、陶然編
22、《變電所設(shè)計(jì)》10~220kv 丁毓山主編
5．設(shè)計(jì)(論文)完成進(jìn)度計(jì)劃
6．指導(dǎo)教師審閱意見(jiàn)
指導(dǎo)教師(簽字)： 年 月 日
7．教研室主任意見(jiàn)
教研室主任(簽字)： 系(簽章)
年 月 日
說(shuō)明：
1. 本報(bào)告必須由承擔(dān)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)課題任務(wù)的學(xué)生在接到“畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書(shū)”、正式開(kāi)始做畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)的第2周或第3周末之前獨(dú)立撰寫完成，并交指導(dǎo)教師審閱。
2.每個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)課題撰寫本報(bào)告一份，作為指導(dǎo)教師、教研室主任審查學(xué)生能否承擔(dān)該畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)課題任務(wù)的依據(jù)，并接受學(xué)校的抽查。
摘 要
本設(shè)計(jì)主要內(nèi)容是按照給定的原始資料，考慮經(jīng)濟(jì)、安全、先進(jìn)等要求設(shè)計(jì)一個(gè)現(xiàn)代化的供電系統(tǒng)。具體內(nèi)容為：全廠負(fù)荷的分析和計(jì)算，無(wú)功負(fù)荷的分析和補(bǔ)償計(jì)算，變壓所所址、型式的確定，變壓器臺(tái)數(shù)、容量、型號(hào)的選擇確定，變電所主接線方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較和確定，變配電所主要的選址及布置，短路電流的計(jì)算，全廠配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，高壓電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn)，繼電保護(hù)及二次接線設(shè)計(jì)等。
通過(guò)負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算，可以求出按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)中各元件的負(fù)荷值，根據(jù)計(jì)算負(fù)荷選擇的電氣設(shè)備和導(dǎo)線電纜，如以計(jì)算負(fù)荷連續(xù)運(yùn)行，其發(fā)熱溫度不會(huì)超過(guò)允許值。工廠計(jì)算負(fù)荷是選擇工廠電源進(jìn)線一、二次設(shè)備的基本依據(jù)，也是計(jì)算工廠的功率因數(shù)和工廠需電容量的基本依據(jù)。
電力線路的二次回路可以保證一次回路的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。在繼電保護(hù)方面我采用微機(jī)繼電保護(hù)，與傳統(tǒng)的機(jī)電型繼電保護(hù)具有：可靠性高，功能齊全，調(diào)試維護(hù)方便，經(jīng)濟(jì)性好。
關(guān)鍵詞 :計(jì)算負(fù)荷；變壓器；變壓器保護(hù)；主接線；二次回路；微機(jī)保護(hù)；
Abstract
The lesson of the this time design main contents is according to the primitive data that give and settle, and consider the economy, safety, advanced etc. request design a modernization of power supply system.
Concrete contents is:Whole factory analysis that carry is with the calculation, have no the power the analysis that carry with compensate the calculation, and address for change to press , pattern really settling,transformer set counting, capacity, model number certain, change to give or get an electric shock a calculation for technique economy for lord connecting the line project comparing with make suring, and change to give or get an electric shock a choice for main equipments and arrange, short-circuit electric current,whole factory electricity give system design, defend the thunder to connect the ground design.the choice of the high pressure electric appliances equipments checks with school, protecting and connecting the line the design the iso - two times after the electricity.
The covariance that pass the burden computes, can beg to press to have fever term choice power supply system inside each an electricity for of burden value, according to calculation carrying choice equipments with lacing cable, if to compute burden continue circulate, its have fever the temperature can't exceed the admission the value.Factory calculation burden is basic basis that basic basis to choose factory power supply enter the line a, two times equipments, is also a power to compute the factory factor to need with the factory the electric capacity measures.
Electric power circuit two times back track can guarantee the safety of back track once, dependable, the economy circulates.In the aspects of protecting after the electricity I adopt the tiny machine to protect after the electricity, giving or get an electric shock with traditional machine the type to protect to have after the electricity:The dependable is high, the function is well-found, adjusting to try the maintenance convenience, the economic is good.
Key phrase: Calculation burden; transformer; transformer transformer
lord adjoin line; back track two times;Tiny machine protection;
現(xiàn)今，我國(guó)電力供應(yīng)狀況緊缺，從2003年開(kāi)始，全國(guó)不同地區(qū)都出現(xiàn)不同程度的拉閘限電，工商業(yè)及人民生活用電都出現(xiàn)不同程度的不便。國(guó)家信息中心在第七屆北京國(guó)際博覽會(huì)上推出的《中國(guó)行業(yè)年度報(bào)告（2004年版）》指出:今年將是近一段時(shí)間中國(guó)電力供需形勢(shì)最嚴(yán)峻的時(shí)期。其中的《2004年中國(guó)電力行業(yè)年度報(bào)告》預(yù)測(cè)，2004年全國(guó)總體電力供需形勢(shì)將比2003年更為嚴(yán)峻，持續(xù)拉限電的地區(qū)將有所增加，2005年形式將由緊張開(kāi)始走向緩和，拉閘限電的負(fù)荷和電量都將有所減少。到2006年，全國(guó)電力供需基本持平。據(jù)國(guó)家電網(wǎng)公司預(yù)測(cè)，2004年全國(guó)用電量將達(dá)到20910億千瓦時(shí)，增加速度預(yù)計(jì)為11%左右，凈增用電量約2070億千瓦時(shí)。電力需求繼續(xù)高速增長(zhǎng)，而同期電源投產(chǎn)容量相對(duì)不足?！笆濉睂⑿略霭l(fā)電用煤約1.5億噸，要做好煤炭供需平衡。建設(shè)布局要按市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)規(guī)則辦，合理安排坑口、路口、港口電站建設(shè)。為實(shí)施西電東送戰(zhàn)略，在山西、蒙西、陜西、寧夏、貴州、云南建設(shè)一批大型坑口火電廠，向京津唐、山東、華東、廣東等用電中心地區(qū)送電。發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)。為了保護(hù)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，必須下大力氣研究解決燃煤電廠的環(huán)保問(wèn)題，發(fā)展?jié)崈裘喊l(fā)電技術(shù)。要求采用高效節(jié)能的單機(jī)容量為30～60萬(wàn)千瓦的亞臨界、超臨界機(jī)組，以減少燃料消耗及污染物排放量。新建電廠大部分裝脫硫裝置、低氧化氮燃燒器及高效電除塵器裝置，或裝循環(huán)流化床鍋爐，做到達(dá)標(biāo)排放；對(duì)環(huán)保不合格的老廠進(jìn)行改造或停止運(yùn)行；提高火電廠的調(diào)峰能力及熱效率。2005年5月17日至20日，第13屆國(guó)際核工程大會(huì)在北京國(guó)際會(huì)議中心召開(kāi)。曾培炎強(qiáng)調(diào)，中國(guó)將加快核電自主化建設(shè)，到2020年實(shí)現(xiàn)核電裝機(jī)容量4000萬(wàn)千瓦，這對(duì)于改善中國(guó)能源結(jié)構(gòu)，緩解資源環(huán)境矛盾將具有重要意義。我們將加強(qiáng)核工程領(lǐng)域的中外合作，積極引進(jìn)國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)，努力提高核電自主設(shè)計(jì)、自主建設(shè)、自主制造和自主運(yùn)營(yíng)的能力和水平。
對(duì)于變配電技術(shù)已是成熟的。從大的方面來(lái)講我們可以涉及到整個(gè)電力系統(tǒng)的建設(shè)，新技術(shù)的發(fā)展主要有兩方面：輸電技術(shù)方面和繼電保護(hù)方面以及電氣設(shè)備方面。
一、輸電技術(shù)方面。目前，國(guó)外輸電技術(shù)的發(fā)展情況為，輸電技術(shù)朝著高電壓、大容量、遠(yuǎn)距離的目標(biāo)不斷進(jìn)步，歐、美各國(guó)對(duì)交流1000kV級(jí)特高壓（UHV）輸電技術(shù)進(jìn)行了大量研究開(kāi)發(fā)，很多國(guó)家已經(jīng)建成很多1000kV線路。此外，多端直流輸電線路、高自然功率的緊湊型線路以及靈活交流輸電（FAC±S）等多種多樣輸電新技術(shù)的研究也取得很大進(jìn)展，有的已進(jìn)入工程實(shí)踐。
對(duì)于中國(guó)輸電線路建設(shè)，近50年來(lái)中國(guó)輸電線路建設(shè)成績(jī)是巨大的。目前全國(guó)已有東北、華北、華東、華中、西北、南方、川渝7個(gè)跨省電網(wǎng)和山東、福建、、海南、西藏5個(gè)獨(dú)立?。▍^(qū)）網(wǎng)。網(wǎng)內(nèi)共有220kV線路120000km，330kV線路7500km，500kV線路20000km。華中與華東兩大電網(wǎng)之間，通過(guò)1500kV葛洲壩至上海直流線路實(shí)行互聯(lián)。我國(guó)第一條750千伏超高壓輸電線路屬于西北750千伏輸變電示范工程，是我國(guó)第一個(gè)750千伏電壓等級(jí)的輸變電工程。750千伏目前是國(guó)際上商業(yè)在運(yùn)的最高電壓等級(jí)。我國(guó)西北750千伏輸變電示范工程在目前世界上同級(jí)工程中海拔最高。中國(guó)輸電線路的建設(shè)規(guī)模和增長(zhǎng)速度在世界上是少有的。并且已經(jīng)建立輸電線路有關(guān)的研究和試驗(yàn)的機(jī)構(gòu)和設(shè)施，取得了大量科研試驗(yàn)成果，為今后發(fā)展超高壓、大容量輸電線路創(chuàng)造了有利條件。電網(wǎng)是電力市場(chǎng)的載體，加強(qiáng)電網(wǎng)建設(shè)是拓展電力市場(chǎng)，提高電力工業(yè)整體效益的重要舉措。用超高壓輸送電能，能有效減小輸電線路上的電能損耗，提高供電效率和減少故障發(fā)生率。而且最近幾年我們的電力能源更是供不應(yīng)求，所以在電網(wǎng)建設(shè)的同時(shí)，研究采用新技術(shù)、新材料，節(jié)約電能在各類電氣設(shè)備上的損耗。特別是在變頻技術(shù)上有很大的突破和應(yīng)用，一般電氣設(shè)備都是以銅代鋁，或采用損耗更小的合金材料。
二、繼電保護(hù)方面。電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展對(duì)繼電保護(hù)不斷提出新的要求，電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)的飛速發(fā)展又為繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展不斷地注入了新的活力。我國(guó)從70年代末即已開(kāi)始了計(jì)算機(jī)繼電保護(hù)的研究，高等院校和科研院所起著先導(dǎo)的作用。目前，我國(guó)已經(jīng)自行研制了輸電線路微機(jī)保護(hù)裝置，發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)、發(fā)電機(jī)保護(hù)和發(fā)電機(jī)、變壓器組保護(hù)，微機(jī)相電壓補(bǔ)償方式向高頻保護(hù)，正序故障分量向高頻保護(hù)等等微機(jī)保護(hù)裝置，并在實(shí)際工程中得到了廣泛的應(yīng)用。至此，不同原理、不同機(jī)型的微機(jī)線路和主設(shè)備保護(hù)各具特色，為電力系統(tǒng)提供了一批新一代性能優(yōu)良、功能齊全、工作可靠的繼電保護(hù)裝置。隨著微機(jī)保護(hù)裝置的研究，在微機(jī)保護(hù)軟件、算法等方面也取得了很多理論成果。
對(duì)于繼電保護(hù)技術(shù)未來(lái)趨勢(shì)是向計(jì)算機(jī)化，網(wǎng)絡(luò)化，智能化，保護(hù)、控制、測(cè)量和數(shù)據(jù)通信一體化發(fā)展。隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，工廠供電系統(tǒng)的控制、信號(hào)監(jiān)測(cè)和保護(hù)，已開(kāi)始由人工管理，就地監(jiān)控發(fā)展為以工控微機(jī)為監(jiān)控、調(diào)度中心向微機(jī)繼電保護(hù)的方向發(fā)展，將變電所的控制、保護(hù)、信號(hào)顯示、測(cè)量與調(diào)度5個(gè)方面的功能集于一體，所屬的各變配電所或其它主要?jiǎng)恿υO(shè)備的運(yùn)行情況實(shí)時(shí)進(jìn)行監(jiān)控，實(shí)時(shí)顯示各主要設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，準(zhǔn)確記錄事故前一段時(shí)間的運(yùn)行狀態(tài)及時(shí)間地點(diǎn). 目前企業(yè)中的變電所仍沿用電磁繼電保護(hù)方式運(yùn)行，用全數(shù)字化微機(jī)保護(hù)與監(jiān)控系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)繼電保護(hù)是變電所技術(shù)改造與發(fā)展的方向.經(jīng)改造后的變電所其優(yōu)越性主要是:(1)繼電保護(hù)準(zhǔn)確程度大大提高;(2)動(dòng)作情況一目了然，便于觀察，能隨時(shí)反應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)電壓、電流等主要參數(shù)，可實(shí)現(xiàn)人機(jī)共同操作;(3)能夠反映并記錄故障前一段時(shí)間的運(yùn)行狀態(tài)，準(zhǔn)確地記錄故障時(shí)的時(shí)間地點(diǎn)，便于分析和處理故障的起因;( 4)危險(xiǎn)性不集中，下位微機(jī)互不影響。
三、國(guó)內(nèi)外變壓器行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀。本世紀(jì)以來(lái)，電力變壓器原理未曾改變，隨著年代的推進(jìn)，先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備日臻完善，因而各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)越來(lái)越先進(jìn)。國(guó)外在世界范圍內(nèi)形成了幾大集團(tuán)：烏克蘭扎布洛斯變壓器廠，年生產(chǎn)能力100GVA；俄羅斯陶里亞第變壓器變壓器廠，年生產(chǎn)能力40GVA，ABB公司29個(gè)電力變壓器廠年生產(chǎn)能力80-100GVA，英法GEC-Alshtom年生產(chǎn)能力40GVA，日本各廠總和（三菱、東芝、日立、富士）年生產(chǎn)能力65GVA，德國(guó)TU集團(tuán)年生產(chǎn)能力40GVA。這些公司生產(chǎn)的已在系統(tǒng)運(yùn)行的代表性產(chǎn)品；1150KV、1200M，735-765KV、800MV，400-500KV、3-750MVA或1-550MVA，200KV、3-1300MVA電力變壓器；直流輸電±500KV、400MVA換流變壓器。國(guó)內(nèi)變壓器廠均以成批生產(chǎn)500KVA級(jí)電力變壓器，在500KVA系統(tǒng)中運(yùn)行的，最長(zhǎng)的已超過(guò)17年，經(jīng)過(guò)不段的改進(jìn)，其運(yùn)行指標(biāo)和進(jìn)口變壓器完全相當(dāng)，總產(chǎn)量達(dá)150GVA。
本次供配電設(shè)計(jì)主要以合理布局、科學(xué)規(guī)范為原則，符合可靠供電、經(jīng)濟(jì)技術(shù)的要求；符合工廠的總體規(guī)劃。因此，認(rèn)真研究工廠供配電設(shè)計(jì)工程，對(duì)于電力事業(yè)的發(fā)展有著重要的意義。限于本人能力有限，錯(cuò)漏在所難免，敬請(qǐng)?jiān)彛?
目 錄
第一章 概論………………………………………………………………….......1
1.1 電力負(fù)荷的分級(jí)………………………………………………….........1
1.2 負(fù)荷計(jì)算的目的與意義………………………………………………..1
第二章 負(fù)荷計(jì)算及無(wú)功補(bǔ)償………………………………………………….2
2.1 負(fù)荷計(jì)算……………………………………………………………….2
2.1.1按需要系數(shù)法計(jì)算負(fù)荷……………………………………….2
2.1.2 低壓側(cè)各車間負(fù)荷計(jì)算……………………………………..3
2.2 低壓側(cè)無(wú)功補(bǔ)償………………………………………………………6
2.2.1概述…………………………………………………………….6
2.2.2 控制無(wú)功功率的方法…………………………………………6
2.2.3 并聯(lián)電容器接線方式及選擇…………………………………7
2.2.4 低壓無(wú)功補(bǔ)償裝置的選擇……………………………………8
2.2.5 低壓側(cè)各需無(wú)功補(bǔ)償車間補(bǔ)償容量計(jì)算……………………9
2.3 全廠負(fù)荷計(jì)算及高壓無(wú)功補(bǔ)償………………………………………10
2.3.1 變壓器功率損耗的計(jì)算……………………………………10
2.3.2 高壓側(cè)無(wú)功補(bǔ)償……………………………………………11
2.3.3 TBB型高壓并聯(lián)電容器裝置簡(jiǎn)介……………………………12
2.3.4 全廠負(fù)荷計(jì)算表…………………………………………….13
2.4 車間變電所變壓器的選擇……………………………………………13
2.4.1概述……………………………………………………………13
2.4.2 電力變壓器的聯(lián)結(jié)組別…………………………………….14
2.4.3 變壓器容量的計(jì)算………………………………………….14
2.4.4 變電所主變壓器臺(tái)數(shù)和容量的選擇……………………….15
2.4.5 電力變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行……………………………………16
2.4.6 變壓器功率損耗的計(jì)算……………………………………16
2.4.7 本次設(shè)計(jì)電力變壓器的選擇…………………………………17
2.4.8本次設(shè)計(jì)電力變壓器的選擇舉例……………………………18
2.4.9 S11-M系列電力變壓器簡(jiǎn)介………………………………….18
第三章 主接線及變配電所設(shè)計(jì)…………………………………………………20
3.1工廠變配電所主接線設(shè)計(jì)……………………………………………..20
3.1.1 概述…………………………………………………………20
3.1.2 高壓配電電壓等級(jí)的選擇…………………………………20
3.1.3變電所電氣主接線……………………………………………20
3.2 變配電所的任務(wù)與類型及所址選擇………………………………….23
3.2.1變配電所的所址選擇……………………………………….23
3.2.2負(fù)荷中心的確定…………………………………………….23
3.3 變配電所總體布置的一般要求……………………………………….26
3.3.1變配電所的總體布置要求………………………………….26
3.3.2控制室…………………………………………………………27
3.3.3高壓配電室……………………………………………………27
3.3.4變壓器室……………………………………………………..27
3.4高壓配電所用電………………………………………………………..28
第四章 短路計(jì)算………………………………………………………………..28
4.1 短路的原因與后果……………………………………………………28
4.1.1短路的原因…………………………………………………….28
4.1.2 短路的后果…………………………………………………..29
4.2 短路電流形式………………………………………………………….29
4.3 短路電流的計(jì)算方法………………………………………………….30
4.3.1 各元件的短路電流的計(jì)算……………………………………30
4.3.2采用標(biāo)幺制法進(jìn)行短路計(jì)算…………………………………..30
4.4 三相短路電流的計(jì)算………………………………………………….32
4.5 兩相短路電流的計(jì)算………………………………………………….36.
4.6 短路電流的熱效應(yīng)和穩(wěn)定度校驗(yàn)……………………………………….38
4.6.1短路電流的電動(dòng)效應(yīng)和動(dòng)穩(wěn)定度……………………………..38
4.6.2短路電流的熱效應(yīng)和熱穩(wěn)定度………………………………..39
第五章 廠區(qū)配電系統(tǒng)的電力線路……………………………………………..40
5.1高壓線路的接線方式…………………………………………………….40
5.2 電力線路的選擇…………………………………………………………41
5.2.1電纜選擇的一般規(guī)定……………………………………………42
5.2.2 電纜線路的結(jié)構(gòu)和敷設(shè)………………………………………42
5.3 電纜截面選擇計(jì)算的條件……………………………………………..44
5.3.1按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線和電纜截面………………………………45
5.3.2按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線和電纜截面…………………………46
5.3.3 各車間變電所的電纜及高配所進(jìn)線選擇……………………..47
第六章 高壓一次設(shè)備選擇及校驗(yàn)……………………………………………….48
6.1 概述………………………………………………………………………48
6.1.1電氣設(shè)備選擇的一般方法 …………………………………….48
6.1.2 高壓電氣設(shè)備的校驗(yàn)原則………………………………………49
6.1.3 高壓一次設(shè)備的選擇………………………………………….51
6.2 高壓開(kāi)關(guān)柜……………………………………………………………..51
6.2.1 高壓開(kāi)關(guān)柜類型…………………………………………………51
6.2.2 KYN28A-12（GZS1）金屬鎧裝中置移開(kāi)式開(kāi)關(guān)柜簡(jiǎn)介……….52
6.3 高壓斷路器選擇與校驗(yàn)………………………………………………..52
6.3.1 高壓斷路器選擇…………………………………………………53
6.3.2高壓斷路器的校驗(yàn)………………………………………………54
6.4 高壓熔斷器的選擇與校驗(yàn)……………………………………………..55
6.4.1熔斷器熔體電流的選擇…………………………………………56
6.4.2 熔斷器的校驗(yàn)…………………………………………………56
6.5 高壓母線的選擇與校驗(yàn)………………………………………………..57
6.5.1 母線的材料、結(jié)構(gòu)排列方式的選擇…………………………….57
6.5.2母線截面的選擇方法…………………………………………..57
6.5.3 本設(shè)計(jì)的母線校驗(yàn)…………………………………………….58
6.6 支持絕緣子的選擇與校驗(yàn)……………………………………………59
6.6.1 絕緣子型號(hào)的選擇……………………………………………59
6.6.2絕緣子的校驗(yàn)…………………………………………………..59
6.7 接地開(kāi)關(guān)的校驗(yàn)………………………………………………………60
6.8 互感器選擇與校驗(yàn)……………………………………………………60
6.8.1 概述…………………………………………………………….60
6.8.2 電流互感器的選擇……………………………………………61
6.8.3 電流互感器的校驗(yàn)……………………………………………62
6.8.4 電流互感器接線形式的選擇………………………………..63
6.9 電壓互感器……………………………………………………………63
6.9.1 基本結(jié)構(gòu)………………………………………………………63
6.9.2 電壓互感器的類型和型號(hào)……………………………………63
6.9.3 電壓互感器的選擇……………………………………………64
第7章 繼電保護(hù)及二次接線設(shè)計(jì)………………………………………………65
7.1概述……………………………………………………………………..65
7.2電力變壓器的保護(hù)………………………………………………………66
7.2.1 變壓器的故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)……………………………..67
7.2.2 變壓器保護(hù)裝設(shè)原則…………………………………………..68
7.2.3 變壓器保護(hù)舉例………………………………………………..68
7.3 6kV分段母線的保護(hù)及備自投裝置設(shè)計(jì)………………………………69
7.3.1概述………………………………………………………………69
7.3.2保護(hù)配置…………………………………………………………69
7.3.3整定計(jì)算…………………………………………………………70
7.3.4 備用電源自動(dòng)投入裝置（APD）………………………………72
7.4壓變的控制保護(hù)………………………………………………………..73
7.4.1電壓互感器二次回路的設(shè)計(jì)原則………………………………73
7.4.2電壓互感器的接線方式選擇……………………………………74
7.4.3壓變的保護(hù)功能…………………………………………………75
7.5高壓電機(jī)的控制保護(hù)…………………………………………………..76
7.6直流系統(tǒng)的設(shè)計(jì)…………………………………………………………77
7.6.1新技術(shù)采用和產(chǎn)品特點(diǎn)…………………………………………78
7.6.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和特性…………………………………………………78
7.6.3系統(tǒng)配置…………………………………………………………79
7.6.4對(duì)DCB502型直流屏蓄電池的選擇…………………………….80
7.7高配綜合自動(dòng)化系統(tǒng)介紹………………………………………………80
7.7.1 MDU-02A配變保護(hù)測(cè)控單元介紹………………………………81
7.7.2 MDU-02D電動(dòng)機(jī)保護(hù)測(cè)控單元介紹……………………………82
7.7.3 HE-2042 PT智能控制單元介紹…………………………………82
7.7.4 HE-2030備用電源自動(dòng)投入單元介紹………………………….82
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