湖南水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院HUNan Technical College of Water Resources and Hydro Power畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 成 果Graduation practice achievement設(shè)計(jì)項(xiàng)目名稱(chēng)飛騰工業(yè)供配電電氣設(shè)計(jì)（電氣一次部分說(shuō)明書(shū)）姓名：專(zhuān)業(yè)：班級(jí)：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)老師：任務(wù)下達(dá)日期： 2012 年 11 月 15日設(shè)計(jì)完成日期： 2012 年 12 月 07 日電力工程系編1前言隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，人們對(duì)供配電的質(zhì)量要求越來(lái)越高，例如電器設(shè)備外觀(guān)及壽命、供配電可靠性、占用空間的大小等。質(zhì)高價(jià)低的產(chǎn)品，即節(jié)能又不污染環(huán)境的產(chǎn)品最受歡迎。當(dāng)然，由于環(huán)境的復(fù)雜，具體工程的要求是不同的，所需要的最合理配電方案也就不同了。所以在電氣行業(yè)中，任何一個(gè)新的配電工程都需要根據(jù)各方面的要求來(lái)具體的設(shè)計(jì)，盡管工作量很大，但是對(duì)電能使用上可以做到安全、穩(wěn)定、節(jié)能并可持續(xù)發(fā)展。另外，對(duì)電氣設(shè)備控制自動(dòng)化和智能化程度的要求越來(lái)越高，利用現(xiàn)代電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、通訊技術(shù)、計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將電力設(shè)備在正常及事故情況下的監(jiān)測(cè)、保護(hù)、控制、電力計(jì)量同工廠(chǎng)集散控制系統(tǒng) DCS、PLC、企業(yè)資源計(jì)劃管理融合在一起，達(dá)到高層次、高透明度的良好管理，已成為一種必然趨勢(shì)和發(fā)展方向。在數(shù)字化的時(shí)代，INTERNET 風(fēng)靡全球，也改變著全世界。它正式宣布數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)時(shí)代已經(jīng)來(lái)臨。這意味著一切運(yùn)行和經(jīng)營(yíng)管理方式均需數(shù)字化，并且必須與電腦、通信相融合。從 80 年代末到 90 年代初，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、抗干擾技術(shù)等新技術(shù)的迅速發(fā)展，特別是網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的發(fā)展使得電力自動(dòng)化技術(shù)得到了空前發(fā)展。各大公司開(kāi)始把這些技術(shù)應(yīng)用于配電系統(tǒng)，也就是所謂的把強(qiáng)電控制與微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)相結(jié)合，從而誕生了智能型開(kāi)關(guān)柜及相關(guān)產(chǎn)品，如德國(guó)西門(mén)子公司 SIVACON 系列，英國(guó) ALSTOM 公司 GALAXIS 和 TRIMLINE 系列，ABB 公司 HONOR 系列等。智能化是電氣設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)，但各式各樣的智能控制都是要建立在合理的電氣線(xiàn)路的基礎(chǔ)上的。為此，掌握配電工程的設(shè)計(jì)思路是十分必要的。2目錄設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) .3一、設(shè)計(jì)目的 .3二、畢業(yè)設(shè)計(jì)選題 .3三、畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容 .3四、設(shè)計(jì)的要求 .5電氣一次部分設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) .7一、確定變電所電氣主接線(xiàn) .7二、用電負(fù)荷的計(jì)算 .9三、變壓器的選擇 .11四、擬定的主接線(xiàn)方案 .12五、進(jìn)行短路電流計(jì)算 .13六、電氣設(shè)備的選擇和校驗(yàn) .13七、確定電壓互感器、電流互感器的配置 .19八、損耗 .20九、防雷與接地 .28十、電氣設(shè)備布置設(shè)計(jì) .32十一、電氣部分總體布置方案 .33十二、布置的基本要求 .33總 結(jié) .34致謝 .- 35 -主要參考書(shū)目 .3設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)一、 畢業(yè)設(shè)計(jì)目的畢業(yè)設(shè)計(jì)是實(shí)踐教學(xué)必不可少的實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)，是學(xué)生對(duì)課程與專(zhuān)業(yè)知識(shí)的鞏固和綜合運(yùn)用。通過(guò)本畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓學(xué)生初步掌握一個(gè)工廠(chǎng)供配電工程設(shè)計(jì)的思想、要求、內(nèi)容、方法和步驟，加深學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)的理解與運(yùn)用，鍛煉學(xué)生分析、處理與解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力，培養(yǎng)和提高學(xué)生使用技術(shù)規(guī)范、技術(shù)資料進(jìn)行有關(guān)計(jì)算、設(shè)計(jì)、繪圖和編寫(xiě)技術(shù)文件的基本技能與綜合能力，為今后參加企業(yè)事業(yè)單位供配電和變電所電氣設(shè)計(jì)、安裝、運(yùn)行、檢修、試驗(yàn)打下基礎(chǔ)。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)使學(xué)生在以下幾方面的能力得到訓(xùn)練和提高：綜合運(yùn)用所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)分析、解決實(shí)際問(wèn)題的能力；掌握文獻(xiàn)檢索、資料查詢(xún)的基本方法及獲取新知識(shí)能力；書(shū)面和口頭表達(dá)的能力；團(tuán)結(jié)協(xié)作工作的能力。二、畢業(yè)設(shè)計(jì)的選題合理的選題，可將專(zhuān)業(yè)所學(xué)的各知識(shí)點(diǎn)聯(lián)系起來(lái)，將理論與工程實(shí)際有機(jī)結(jié)合，并綜合運(yùn)用，有利于培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立分析與解決問(wèn)題能力。供用電技術(shù)專(zhuān)業(yè)在電氣工程中涵養(yǎng)的內(nèi)容很廣，適應(yīng)面較寬，設(shè)計(jì)選題可選取企事業(yè)單位供配電工程電氣設(shè)計(jì)，也可選取中小型變電所變電工程設(shè)計(jì)。三、畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)有關(guān)原始資料：(1)本工程為飛騰工業(yè)股份有限公司供配電設(shè)計(jì)；(2)本公司占地面積 157.5 畝，職工 155 人，廠(chǎng)區(qū)平面布置圖；(3)本公司供配電為降壓型配電所，無(wú)高壓負(fù)荷；(4)本公司擬設(shè)加工、檢驗(yàn)、輔助、檢修四個(gè)車(chē)間，其中加工車(chē)間有大型制冷設(shè)備；(5)由于本公司地理位置較高，供水水壓偏低，經(jīng)市水務(wù)局批準(zhǔn)，同意擬設(shè)抽水加壓泵站:4(6)系統(tǒng)電源電源情況：本廠(chǎng)由正西向 2 公里處一 110KV 變電所公用干線(xiàn)取得工作電源。所內(nèi)兩臺(tái)主變壓器，10 回 10KV 出線(xiàn)，一回出線(xiàn)斷路器為 KYN28-13/1250(查的開(kāi)斷電流為 25KA)；另一回路出線(xiàn)為 ZN12-10/2000。高壓側(cè)有電氣聯(lián)系的架空線(xiàn)總長(zhǎng)為 70KM，電纜線(xiàn)總長(zhǎng)為20KM。降壓變電所中本出線(xiàn)系統(tǒng)阻抗：最大運(yùn)行方式下為 0.185，最小運(yùn)行方式為0.25。(7)負(fù)荷情況見(jiàn)下表：飛騰工業(yè)股份有限公司用電負(fù)荷情況序號(hào)車(chē)間名稱(chēng)總負(fù)荷（KW）同類(lèi)設(shè)備臺(tái)數(shù)單臺(tái)三相設(shè)備功率（kw）單相負(fù)荷（kw）工作性質(zhì)冷加工 20 75 65 三班熱加工 2875 17 75 35 一班1加工制冷 200 4 45 20 三班2 檢驗(yàn) 200 10 15 50 二班3 輔助 400 8 45 40 三班4 檢修 250 10 22 30 一班6 泵站 432（互備用） 21.57 生活 300 1005四、畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求4.1 總體要求集中布置，明確要求，提倡討論，獨(dú)立完成，嚴(yán)禁抄襲和拷貝現(xiàn)象。4.2 成果要求（1）設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份（2）設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)一份（3）電氣設(shè)計(jì)圖紙；（4）主接線(xiàn)圖（5）配電所電氣設(shè)備總體布置圖（6）高壓開(kāi)關(guān)柜配置圖4.3 電氣一次部分設(shè)計(jì)內(nèi)容（1）引接方案；（2）電氣設(shè)備的選擇和校驗(yàn)；（3）功率因數(shù)計(jì)算，節(jié)能計(jì)算，無(wú)功補(bǔ)償方式確定；（4）供配電所變電所的總體布置：根據(jù)所推薦的電氣主接方案進(jìn)行電氣布置。6（5）進(jìn)行配變電所的總體布置，根據(jù)系統(tǒng)資料和負(fù)荷地理接線(xiàn)圖進(jìn)行布置，要求將生活和生產(chǎn)區(qū)分開(kāi)。（6）估算計(jì)量、控制和保護(hù)等二次屏的數(shù)量，確定控制室的尺寸和布置；（7）防雷設(shè)計(jì)；（8）接地電阻計(jì)算及接地裝置選擇。電氣一次部分設(shè)計(jì)書(shū)一、確定變電所電氣主接線(xiàn)（1）基本要求對(duì)主接線(xiàn)的基本要求有可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性和發(fā)展性等四個(gè)方面。1）可靠性。為了向用戶(hù)提供持續(xù)、優(yōu)質(zhì)的電力，主接線(xiàn)首先必須滿(mǎn)足可靠性要求。主接線(xiàn)的可靠性的衡量標(biāo)準(zhǔn)是運(yùn)行實(shí)踐，要充分做好調(diào)研工作，力求避免決策失誤，鑒于進(jìn)行可靠性的定量計(jì)算分析的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)尚不完善的情況，充分做好調(diào)查研究工作顯得尤為重要。主接線(xiàn)的可靠性不僅包括開(kāi)關(guān)、母線(xiàn)等一次設(shè)備，而且包括相應(yīng)的繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置等二次設(shè)備在運(yùn)行中的可靠性，不要孤立地分析一次系統(tǒng)的可靠性。為了提高主接線(xiàn)的可靠性，選用運(yùn)行可靠性高的設(shè)備是條捷徑，這就要兼顧可靠性和經(jīng)濟(jì)性?xún)煞矫?，做出切合?shí)際的決定。2）靈活性。電氣主接線(xiàn)的設(shè)計(jì)，應(yīng)當(dāng)適用在運(yùn)行、熱備用、冷備用和檢修等各種方式下的運(yùn)行要求。在調(diào)度時(shí)，可以靈活地投入或切除發(fā)電機(jī)、變壓器和線(xiàn)路等元件，并方便地設(shè)置安全措施，不影響電網(wǎng)的正常運(yùn)行和對(duì)其他用戶(hù)的供電。3）經(jīng)濟(jì)性。方案的經(jīng)濟(jì)性主要體現(xiàn)在投資省、升壓站占地面積小和電能損耗小三方面。主接線(xiàn)力求簡(jiǎn)單，以節(jié)省一次設(shè)備的使用數(shù)量；繼電保護(hù)和二次回路在滿(mǎn)足技術(shù)要求的前提下，簡(jiǎn)化配置、優(yōu)化控制電纜的走向，以節(jié)省二次設(shè)備和控制電纜的長(zhǎng)度；采取措施限制短路電流，得以選用價(jià)廉的輕型設(shè)備，節(jié)省開(kāi)支。主接線(xiàn)的選型和布置方式，直接影響到整個(gè)升壓站的占地面積。7應(yīng)經(jīng)濟(jì)合理地選擇變壓器的類(lèi)型（雙繞組、三繞組、自藕變、有載調(diào)壓等）、容量、臺(tái)數(shù)和電壓等級(jí)。4）發(fā)展性。主接線(xiàn)可以容易地從初期接線(xiàn)方式過(guò)渡到最終接線(xiàn)。在不影響連續(xù)供電或停電時(shí)間最短的情況下，完成過(guò)渡期的改擴(kuò)建，且對(duì)一次和二次部分的改動(dòng)的工作量最少。（2）變電所的主接線(xiàn)方式一般如下：35-110KV 線(xiàn)路為兩回及以下時(shí)，宜采用橋形、線(xiàn)路-變壓器組等接線(xiàn)，超過(guò)兩回時(shí)，宜采用分段單母線(xiàn)的接線(xiàn)。35-60KV 線(xiàn)路為 8 回及以上時(shí)，宜采用雙母線(xiàn)接線(xiàn)。在 110KV 線(xiàn)路為 6 回及以上時(shí)，宜采用雙母線(xiàn)接線(xiàn)。在采用分段單母線(xiàn)或雙母線(xiàn)的35KV-110KV 主接線(xiàn)中，當(dāng)不允許停電檢修斷路器時(shí)，可設(shè)置旁路母線(xiàn)。采用 SF6 斷路器的的主接線(xiàn)不宜設(shè)旁路母線(xiàn)。當(dāng)變電所設(shè)有兩臺(tái)變壓器時(shí)，6-10KV 側(cè)宜采用分段單母線(xiàn)，線(xiàn)路為 12 回路及以上時(shí)，亦可采用雙母線(xiàn)。當(dāng)不允許停電檢修斷路器時(shí)，可設(shè)置旁路母線(xiàn)。當(dāng) 6-35KV 配電裝置采用手車(chē)式高壓開(kāi)關(guān)時(shí)，不宜設(shè)置旁路母線(xiàn)。對(duì)每一電壓等級(jí)所選用的方案列表進(jìn)行分析，詳細(xì)比較可靠性和靈活性，在對(duì)方案的經(jīng)濟(jì)性和定量分析。通過(guò)經(jīng)濟(jì)比較，選出適合該變電所的主接線(xiàn)方案。（3）提出可行的電器主接線(xiàn)方案，（至少兩種）根據(jù)變電所有關(guān)的原始方案，就 35KV 和 11KV 母線(xiàn)方案進(jìn)行比較，然后擬出兩個(gè)以上的電器主接線(xiàn)方案，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選擇一合理的最佳方案作為設(shè)計(jì)推薦方案。（4）電器主接線(xiàn)方案的技術(shù)比較：應(yīng)根據(jù)變電所的具體情況，電力的要求、在網(wǎng)絡(luò)中的位置、出線(xiàn)的電壓等級(jí)、回路數(shù)、負(fù)荷的性質(zhì)等，一般進(jìn)行以下幾個(gè)方面的比較：1）供電的可靠性；2）運(yùn)行的安全性和靈活性；3）接線(xiàn)簡(jiǎn)單、清晰、維修檢修方案；4）繼電保護(hù)簡(jiǎn)單化和自動(dòng)化程度高；5）新技術(shù)和新設(shè)備的采用等。（5）對(duì)電氣主接線(xiàn)方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較81）投資：結(jié)合設(shè)備的投資和場(chǎng)地的開(kāi)挖填方土建投資進(jìn)行綜合比較；2）年運(yùn)行費(fèi)用（比較不同部分的折舊費(fèi)、維護(hù)費(fèi)等）；3）電能損耗。二、用電負(fù)荷的計(jì)算：為了計(jì)算一個(gè)客戶(hù)的總用電量，正確合理地選擇客戶(hù)變、配電站的電氣設(shè)備和導(dǎo)線(xiàn)、電纜，。用電設(shè)備按工作性質(zhì)分三類(lèi)：第一類(lèi)為長(zhǎng)時(shí)工作制用電設(shè)備。第二類(lèi)為短時(shí)工作制用電設(shè)備。對(duì)于第三類(lèi)反復(fù)短時(shí)工作制用電設(shè)備。為表征其反復(fù)短時(shí)的特點(diǎn)，通常用暫載率來(lái)表述。其計(jì)算公式為: %10tg工 作 周 期工 作 時(shí) 間式中 暫載率每周期的工作時(shí)間，min；gt每周期的停歇時(shí)間，min;t設(shè)備容量確定反復(fù)短時(shí)工作制時(shí)機(jī)容量的確定，其設(shè)備容量 PN 是指暫載率 25=25%時(shí)的額定容量。如 值不為 25%，則可按下式進(jìn)行換算，使其變?yōu)?25%時(shí)額定容量，其計(jì)算公式為: NNNPP25式中 給定的設(shè)備暫載 暫載率 時(shí)的額定設(shè)備容量，Kw。NN確定計(jì)算負(fù)荷方法：確定計(jì)算負(fù)荷的常用方法有需要系數(shù)法和二項(xiàng)式系數(shù)法兩種。（1）按需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷9在需要確定的計(jì)算負(fù)荷中，