某厂总降压变电所及高压配电系统设计.pdf
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1、分类号分类号: TM7 TM72 2 单位代码单位代码:1011010110 学学 号号:GS2009016GS2009016 中中 北北 大大 学学 工工 程程 硕硕 士士 学学 位位 论论 文文 某某厂总降压变电所及高压配电厂总降压变电所及高压配电 系统设计系统设计 研研 究究 生生 孙孙 力力 指导教师指导教师 王黎明王黎明 教授教授 工程领域工程领域 电子与通信工程电子与通信工程 20112011 年年 5 5 月月 1717 日日 某 厂 总 降 压 变 电 所 及 高 压 配 电 系 统 设 计 某 厂 总 降 压 变 电 所 及 高 压 配 电 系 统 设 计 孙孙 力力 中 北
2、 大 学 中 北 大 学 图书分类号图书分类号_TM7TM72 2_ _ 密级密级_ _ _ 非非 密密_ UDCUDC 注注 1 1_ _3939_ _ 硕硕 士士 学学 位位 论论 文文 某厂总降压变电所及高压配电系统设计某厂总降压变电所及高压配电系统设计 孙力孙力 指导教师指导教师(姓名姓名、职称职称) 王黎明王黎明 教授教授 申请学位级别申请学位级别 工程硕士工程硕士 专业名称专业名称 电子与通信工程电子与通信工程 论文提交日期论文提交日期 2011 2011 年年 3 3 月月 30 30 日日 论文答辩日期论文答辩日期 2011 2011 年年 6 6 月月 4 4 日日 学位授予
3、日期学位授予日期_年年_月月_日日 论文评阅人论文评阅人_ 答辩委员会主席答辩委员会主席_ 2012011 1 年年 5 5 月月 17 17 日日 注注 1 1:注明注明国际十进分类法国际十进分类法 UDCUDC的分类的分类 原原 创创 性性 声声 明明 本人郑重声明本人郑重声明:所呈交的学位论文所呈交的学位论文,是本人在指导教师的指导下是本人在指导教师的指导下,独独 立进行研究所取得的成果立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含本论文不包含 其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究对本文
4、的研究做出做出重要贡重要贡 献的个人和集体献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人本声明的法律责任由本人 承担承担。 论文作者签名论文作者签名: 日期日期: 关于学位论文使用权的说明关于学位论文使用权的说明 本人完全了解中北大学有关保管本人完全了解中北大学有关保管、使用使用学位论文的规定学位论文的规定,其中包括其中包括: 学校有权保管学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件并向有关部门送交学位论文的原件与复印件;学校可学校可 以采用影印以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文缩印或其它复制手段复制并保存学位论文;学校可允许学学
5、校可允许学 位论文被查阅或借阅位论文被查阅或借阅;学校可以学术交流为目的学校可以学术交流为目的,复制赠送和交换学位复制赠送和交换学位 论文论文;学校可以公布学位论文的全部或部分内容学校可以公布学位论文的全部或部分内容(保密学位论文在解密保密学位论文在解密 后遵守此规定后遵守此规定) 。) 。 签签 名名: 日期日期: 导师签名导师签名: 日期日期: 中北大学学位论文 某厂总降压变电所及高压配电系统设计 摘要 工厂供配电系统由总降压变电所、高压配电线路、车间变电所、低压配电线路及用 电设备组成。总降压变电所是用户电能供应的枢纽。它将 35110kV 的外部供电电源电 压降为 610kV 电压,供
6、给车间变电所和高压用电设备。大型企业都设总降压变电所, 中小型企业仅设 610kV 变电所或配电所。 配电线路分为 610kV 厂内高压配电线路和 380/220V 厂内低压配电线路。高压配 电线路将总降压变电所与高压配电所、车间变电所和高压用电设备连接起来。低压配电 线路将车间变电所或建筑物变电所 380/220V 的电压送给各低压用电设备。车间变电所 将 610kV 电压降为 380/220V 电压,供低压用电设备使用。 本文根据某电机修造厂要求设计总降压变电所及高压配电系统,根据该厂所能取得 的电源及用电负荷的实际情况,并适当考虑到工厂生产的发展,按照安全可靠、技术先 进、经济合理的要求
7、、确定变电所的位置与形式,确定变电所主变压器的台数与容量、 类型,选择变电所主接线方案及高低压设备和进出线,选择整定继电保护装置,确定防 雷和接地装置。 本文设计的系统满足了所要求的技术指标,实际运行情况良好。 关键词:电力变压器,电气设备,保护装置,电力系统 中北大学学位论文 The Design of The Main Step-Down Substation and High-Voltage Distribution System of The Motor Repair Factory Abstract The power supply system and distribution s
8、ystem of a factory consist of the main step-down substation, high-voltage distribution lines, workshop substation, low-voltage distribution lines and Electrical equipments. The main step-down substation is the hub of User power supply. It steps down the external power supply from 35110kV to 610kV, a
9、nd powers the workshop substation and high-voltage electrical equipments. The large enterprises all have the main step-down substation, and the small and medium enterprises only have one 610kV substation or power distribution station. In a factory, distribution lines are divided into 610kV high-volt
10、age and 380/220V low-voltage. The high-voltage distribution lines connect the main step-down substation, high-voltage power distribution station, the workshop substation and high-voltage electrical equipments. The low-voltage distribution lines transmit the power from the 380/220V workshop substatio
11、n or buildings substation to the low-voltage electrical equipments. The workshop substation steps down the 610kV into 380/220V that powers the low-voltage user equipments. Based on the requirements of the motor repair factory, this paper designs the main step-down substation and high-voltage distrib
12、ution system. Considering the power supply of this factory and electricity load, and the its production activities, according to the requirements of Safe, reliable, advanced technology, economic rationality, this paper presents the methods of determining the location and form of the substation, the
13、numbers, capacity and type of main transformers, the wiring scheme of main substation, high- and low-voltage equipments, the selection of tuning protection device, and the scheme of lightning protection and grounding. This system designed to meet the required specifications, and the actual operation
14、 of is good. 中北大学学位论文 Keywords: power transformer,electrical device,protector,power system 中北大学学位论文 I 目目 录录 1 1 绪论绪论 1 1 1.1 1.1 课题的背景和意义课题的背景和意义1 1 1.2 1.2 课题国内外现状课题国内外现状 2 2 1.3 1.3 本文的主要工作本文的主要工作 3 3 2 2 总降压变电所及高压配电系统总体方案设计总降压变电所及高压配电系统总体方案设计 4 4 2.1 2.1 设计依据设计依据 4 4 2.1.1 2.1.1 负荷计算负荷计算 4 4 2.1.
15、2 2.1.2 无功功率补偿无功功率补偿 7 7 2.2 2.2 总体方案总体方案 8 8 2.3 2.3 电力变压器选择电力变压器选择 1212 2.3.1 2.3.1 各车间的计算负荷及车间变电所电力变压器的选择各车间的计算负荷及车间变电所电力变压器的选择 1212 2.3.2 2.3.2 电力变压器的分类电力变压器的分类 1414 2.3.3 2.3.3 电力变压器台数及容量的选择电力变压器台数及容量的选择 1515 2.3.4 2.3.4 计算电力变压器损耗计算电力变压器损耗1515 2.3.5 2.3.5 计算计算 35kV35kV 侧的计算负荷侧的计算负荷1616 3 3 总降压变
16、电所配置及短路电流分析总降压变电所配置及短路电流分析 1717 3.1 3.1 总降压变电所所址的选择总降压变电所所址的选择 1717 3.1.1 3.1.1 变配电所所址选择的一般原则变配电所所址选择的一般原则 1717 3.1.2 3.1.2 负荷中心的确定负荷中心的确定 1717 3.1.3 3.1.3 变电所位置的确定变电所位置的确定 1818 3.2 3.2 总降压变电所主接线方案的选择总降压变电所主接线方案的选择 . .1919 3.2.1 3.2.1 变配电所主接线的分类变配电所主接线的分类1919 3.2.2 3.2.2 变配电所主接线的选择原则变配电所主接线的选择原则 202
17、0 3.2.3 3.2.3 总降压变电所主接线的确定总降压变电所主接线的确定 2121 3.3 3.3 变配电所的布置与结构设计变配电所的布置与结构设计 2222 中北大学学位论文 II 3.4 3.4 短路电流分析短路电流分析 2424 3.4.1 3.4.1 短路的原因短路的原因、形式及后果形式及后果 2424 3.4.2 3.4.2 三相短路电流的计算三相短路电流的计算2525 3.4.3 3.4.3 最大运行方式下的短路电流计算最大运行方式下的短路电流计算 2525 3.4.4 3.4.4 最小运行方式下的短路电流计算最小运行方式下的短路电流计算 2828 4 4 电气设备及进出线设计
18、电气设备及进出线设计 3131 4.1 4.1 电气设备选择的一般原则电气设备选择的一般原则 3131 4.2 4.2 高压设备的选择校验高压设备的选择校验3232 4.2.1 4.2.1 高压断路器的选择校验高压断路器的选择校验3333 4.2.2 4.2.2 高压隔离开关的选择校验高压隔离开关的选择校验 3434 4.2.3 4.2.3 高压熔断器的选择校验校验高压熔断器的选择校验校验 3535 4.3 4.3 互感器的选择互感器的选择 3636 4.3.1 4.3.1 电流互感器选择校验电流互感器选择校验3636 4.3.2 4.3.2 电压互感器的选择电压互感器的选择 3838 4.4
19、 4.4 高压开关柜的选择高压开关柜的选择3939 4.5 4.5 高低压母线的选择校验高低压母线的选择校验3939 4.5.1 4.5.1 母线选择的原则母线选择的原则 3939 4.5.2 35kV4.5.2 35kV 侧母线的选择校验侧母线的选择校验 4040 4.5.3 10kV4.5.3 10kV 侧母线的选择校验侧母线的选择校验 4141 4.6 4.6 变电所进出线的选择变电所进出线的选择4141 4.6.1 4.6.1 导线和电缆截面的选择原则导线和电缆截面的选择原则 . .4141 4.6.2 35kV4.6.2 35kV 侧高压进线和引入电缆的选择校验侧高压进线和引入电缆的
20、选择校验 4242 4.6.3 10kV4.6.3 10kV 侧高压出线的选择侧高压出线的选择 4545 4.6.4 4.6.4 作为备用电源的高压联络线的选择校验作为备用电源的高压联络线的选择校验5050 5 5 配电系统保护电路及接地装置设计配电系统保护电路及接地装置设计 5252 5.1 5.1 继电保护概述继电保护概述 5252 5.1.1 5.1.1 继电保护装置的工作原理和任务继电保护装置的工作原理和任务 5252 中北大学学位论文 III 5.1.2 5.1.2 对继电保护装置的基本要求对继电保护装置的基本要求 5252 5.2 5.2 电力变压器继电保护电力变压器继电保护535
21、3 5.2.1 5.2.1 电力变压器的故障类型和继电保护配置电力变压器的故障类型和继电保护配置5353 5.2.2 5.2.2 总降压变电所主变压器的继电保护装置总降压变电所主变压器的继电保护装置5353 5.3 5.3 作为备用电源的高压线路的继电保护作为备用电源的高压线路的继电保护5858 5.4 5.4 总降压变电所防雷保护与接地装置的设计总降压变电所防雷保护与接地装置的设计 5959 5.4.1 5.4.1 变电所的过电压防雷保护变电所的过电压防雷保护 5959 5.4.2 5.4.2 变配电所及架空线路的防雷保护变配电所及架空线路的防雷保护 6060 5.4.3 5.4.3 总降压
22、变电所的接地装置总降压变电所的接地装置 6262 6 6 结论结论 6464 参考文献参考文献 攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果 致谢致谢 中北大学学位论文 1 1 绪论 1.1 课题的背景和意义 电能是一种清洁的二次能源,不仅便于输送和分配,易于转换为其他的能源,而且 便于控制、管理和调度,易于实现自动化。生产、传输和分配电能的电力工业已成为我 国实现工农业现代化的技术基础。发电厂多建立在一次能源丰富的地方,距城市和工业 企业可能很远,这就需要将电能输送到城市和工业企业,然后再分配到用户或生产车间 的各个用电设备。随着生产发展的需要,大的供电网
23、逐渐形成,从而构成了无限大容量 电力系统 1 。 电能的使用主要集中在工业用电、商业用电和居民用电。通常将向工业企业供电的 供配电系统称为工厂供配电系统; 将向商业和居民供电的供配电系统称为民用供配电系 统 2 。 工厂供配电系统由总降压变电所、高压配电线路、车间变电所、低压配电线路及用 电设备组成。总降压变电所是用户电能供应的枢纽。它将 35110kV 的外部供电电源电 压降为 610kV 电压, 供给车间变电所和高压用电设备 3 。 大型企业都设总降压变电所, 中小型企业仅设全厂 610kV 变电所或配电所 4 。 配电线路分为 610kV 厂内高压配电线路和 380/220V 厂内低压配
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