开题报告-某机械厂变电所及配电系统设计论文

浙 江 工 业 大 学 浙 西 分 校

毕业设计 (论文)开题报告

信息与电子工程 系 工业电气自动化 专业 03 级（2）班

课题名称：某中外合资机械厂变电所及配电系统设计

毕业设计(论文)起止时间：

2006年2 月15 日～6 月2 日(共 13 周)

学生姓名： 学号： 6号

指导教师：

报告日期： 2006年2月28日

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1．本课题所涉及的问题在国内(外)的研究现状综述 众所周知，电能是现代工业生产的主要能源和动力。电能既易于由其他形式的能量转换而来，也易于转换为其他形式的能量以供应用。电能的输送和分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化，而且现代社会的信息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。因此电能在现代工业生产及整个国民经济生活中应用极为广泛。 在工厂里，电能虽然是工业生产的主要能能源和动力，但是它在产品成本中所占的比重一般很小。例如在机械工业中，电费开支仅占产品成本的5%左右。从投资额来看，一般机械工厂在供电设备上的投资，也仅占总投资的5%左右。因此电能在，工业生产中的重要性，并不在于它在产品成本中或投资总额中所占的比重多少，而是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，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。从另一方面来说，工厂供电突然中断，对工业生产可能造成严重后果。对供电可靠性要求很高的工厂，即使是极短时间的停电，也会引起重大设备损坏，或引起大量产品报废，甚至可能发生重大的人身事故， 给国家和人民代来经济上甚至政治上的重大损失。因此，做好工厂供电工作对于发胀工业生产，实现工业现代化，具有十分重要的意义。 近年中国普偏电力紧缺，，不仅促使了国内电力行业的快速发展，各地电力投资的大幅增加更是直接刺激了电力设备及焊接等相关的市场需求。在今后几年内，为了缓解电力需求紧张的状况，中国电力投资将处于持续高速增长阶段，大量的电力项目启动将会直接拉动电力设备行业的高增长。 2006年，中国供电量需求增长若按13%计算，最大可以支持GDP增长8.7%，预计要新增发电装机容量约7000千瓦。同时，电网建设方面将投产220千伏及以上输电线路25000公里左右、变电容量约14000万千伏安。电网建设将对电网保护与控制设备、输变电设备、电力计量设备等行业内企业产生直接影响。电力环保设备中火电厂烟气脱硫设备、除尘器也随着电源投资力度的加大和国家环保政策的日益严格而需求量大增。新增发电装机容量有可能创下峰值年，电网建设滞后电源建设的局面也将有所改变。 2

2．设计(论文)要解决的问题和拟采用的研究方法 设计所需要解决的主要问题分两大块：全厂变电所的设计与厂区配电系统设计。接下来就对这两方面分别进行简单的论述。 1.全厂变电所的设计： 变电所担负着从电力系统受电，经过变压，然后配电的任务。配电所担负着从电力系统受电，然后直接配电的任务。显然，变配电所是工厂供电所是工厂供电系统的枢纽，在工厂中占有特殊重要的地位。 其主要任务有： 1.10/0.4/0.23KV变电所所址形式的确定； 2.变压器台数及容量选择； 3.变电所主接线方案的技术经济和确定； 4.变电所主要设备选择和校验； 2.厂区配电系统设计： 工厂配电就是指工厂所需电能的供应和分配，即从电源线路进厂起到高低压用电设备进线端止的整个电路系统。工厂配电工作要很好地为工业生产服务，切实保证工厂生产和生活用电的需要；合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，既要照顾局部和当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应发展。 工厂配电主要是满足工厂的生产工艺设备要求和自动控制要求，首先要有全局观念，长远规划，合理配置电力系统的主要电力设备（它与生产工艺中的系统工程密切相关，如供排水、循环水、锅炉蒸汽、工艺流程、安全消防系统），考虑电力设备的定期检修的设备退出运行问题，故障发生时的生产保证方法和事故处理程序。 其主要任务有: 1.全厂负荷的分析和计算； 2.无功负荷的分析计算和补偿； 3.短路电流计算； 4.全厂配电系统设计； 3

3．本课题需要重点研究的、关键的问题及解决的思路 一．全厂负荷的分析和计算； 1.需要系数法 适用用电设备台数较多，各台设备容量相差不太悬殊时，特别在确定车间和工厂的计算负荷时，宜于采用。 2.二项式法 适用用电设备台数较少，有的设备容量相差悬殊时，特别在确定干线和分支线的计算负荷时宜采用。 二．10/0.4/0.23KV变电所所址型式的确定； 变配电所所址的选择，应根据下列要求并经技术经济分析比较后确定： 1.尽量接近负荷中心，以降低配电系统的电能损耗、电压损耗和有色金属消耗量。 2.进出线方便，特别是要便于架空进出线。 3.接近电源侧，特别是工厂的总降压变电所和高压配电所。 4.设备运输方便，特别是要考虑电力变压器和高低压成套配电装置的运输。 5.不应设在有剧烈振动或高温的场所，无法避开时，应有防震和隔热的措施。 6.不宜设在多尘或有腐蚀气体的场所，无法远离时，不应设在污染源的下风侧。 7.不应设在厕所、浴室和其他经常积水场所的正下方，且不宜与上述场所相贴邻。 8.不应设在有爆炸危险环境的正上方或正下方，且不宜设在有火灾危险环境的正上方或正下方。当与有爆炸或火灾危险环境的建筑物毗连时，应符合现行国家标准GB50058-1992《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》的规定。 9.不应设在地势低洼和可能积水的场所。 三．无功负荷的分析、计算和补偿； 1.个别补偿:电容器直接安装在用电设备附近； 2.分散补偿:电容器分散安装在车间配电母线上，对部分用电设备专设一组补偿用移相电容器； 4

3.集中补偿:电容器集中安装在变配电所的一次或二次母线上（多装在二次侧）或总降压变电所二次侧（6-10千伏侧）。 四．变压器台数及容量选择； 选择主变压器台数时应考虑一下原则： 1.一、二级负荷数量较大，对可靠性要求较高时； 2.工厂有大型冲击负荷（如大型高压电动机，电弧炉等），为减少对其它负荷影响有必要单独设置变压器时； 3.工厂负荷极不均衡，选两台主变压器可以大量降低电能损耗，使设置两台变压器增多的设备投资，可在3～5年内由节约的电能电费中收回时； 4.原设一台主变压器的变电所，由于负荷增容但又不能更换大容量变压器时； 5.分期建设的大型企业，为节省初期投资，提高变压器运行效率，可分期投入2～3台主变压器来代替一台大型变压器。 选择主变压器容量时应考虑一下原则： 1.只装一台主变压器的变电所 主变压器容量SN.T应满足全部用电设备总计算负荷S30的需要，即 SN.TS30 2.装有两台变压器的变电所 每台变压器的容量SN.T应同时满足以下两个条件： a.任一台变压器单独运行时，宜满足总计算负荷S30的大约60%~70%的需要，即 SN.T(0.6~0.7)S30 b.任一台变压器单独运行时，应满足全部一、二级负荷的需要，即 SN.TS30(ⅠⅡ) 五．变电所主接线方案的技术经济和确定； 工厂变电所主接线的基本要求： 5

1.安全 应符合有关国家标准和技术规范的要求，能充分保证人身和设备的安全。 2.可靠 应满足电力负荷特别是其中一、二级负荷对供电可靠性的要求。 3.灵活 应能适应必要的各种运行方式，便于切换操作和检修，且适应负荷的发展。 4.经济 在满足上述要求的前提下，尽量使主接线简单，投资少，运行费用低，并节约电能和有色金属消耗量。 六．短路电流计算； 1.欧姆法： 采用欧姆法计算低压侧短路计算点的短路回路总阻抗时，高压侧各元件阻抗均''2''2应换算到低压侧。阻抗换算公式为RR(Uc/Uc)， XX(Uc/Uc)。由于系统电抗和变压器阻抗公式中的U2c直接代以低压短路点计算电压，即相当于已经换算，因此实际只需对高压线路阻抗按上述公式进行换算。 2.标么值： 标幺值法主要用于高压短路计算，而高压系统中的电抗一般远大于电阻，因此一般只计电抗 七．变电所主要设备选择和校验； 1.低压断路器的选择与校验； 2.接触器的选择与校验； 3.热继电器的选择与校验； 4.电流互感器的选择与校验； 八．全厂配电系统设计； 常用低压电力配电系统接线方式： 1.放射式接线 特点：配电线故障互不影响，供电可靠性高，配电设备集中，检修比较方便，但系统灵活性较差，有色金属消耗较多。 6

2.树干式接线 特点：配电设备及有色金属消耗较小，系统的灵活性好，但干线故障时影响范围大；一般用于用电设备的不止比较均匀，容量不大，又无特殊要求的场合。 3.变压器——干线式 特点：除了具有树干式系统的优点外，接线更简单，能大量减少低压配电设备。为了提高母干线的供电可靠性，应适当减少接出的分支回路数，一般不超过10个。频繁起动、容量较大的冲击负荷，以及对电压质量要求严格的用电设备，不宜用此方式供电 4.链式接线 特点：与树干式相似，适用于距离电屏较远而彼此相距又较近的不重要的小容量用电设备；链接的设备一般不超过5台，总容量不超过10k W供电给用力较小用电设备的插座，采用链式配电时，每一条环链回路的数量可适当增加。 九．变电所防雷与接地设 1.防雷措施 1、装设避雷针 用来保护整个配电所，使之免遭直接雷击 2、高压侧装设阀式避雷器 主要用来保护主变压器，以免雷电冲击波沿高压线路侵入变电所。要求避雷器应尽量靠近变压器安装，其接地线应与变压器低压侧中性点及金属外壳连在一起接地。如果进线具有一段引入电缆的架空线路，则阀式避雷器或排气式避雷器应装在架空线路终端的电缆头处。 2.接地的类型 1、工作接地 为保护电力系统和设备达到正常工作要求而进行接地 2、保护接地 为保障人身安全防止间接触电而将设备的外围可导电部分进行接地。其形式有两种：一种是设备的外露可导电部分经各自的PE线分别直接接地。另一种是设备的外露可导电部分经公共接的PE线或PEN线接地。 3、重复接地 将零线上的多点与大地多次做金属性连接。 7

4．完成本课题所必须的工作条件(如工具书、实验设备或实验环境条件、某类市场调研、计算机辅助设计条件等等)及解决的办法 1、《工厂供电》 第三版、第四版 刘介才编 2、《工厂供电简明设计手册》 刘介才编 3、《工厂供电设计》 吉林科技出版社 4、《工厂供电设计与实验》 王荣盘藩编著 5、《工厂配电设计手册》 水利水电出版社 6、《工厂常用电气设备手册》（第三版）上、下 水利水电出版社 7、《工业与民用配电设计手册》第二版 水利水电出版社 8、《中华人民共和国国家标准电力设计规范》 机械工业部编 9、《电力工程设计手册》 西北、东北电力设计院编 10、《工厂变电所有关图纸》 工程设计院借阅 11、《化工厂电气手册》 化学工业出版社 12、《工业企业供电课程设计及实验指导书》 王建南编 13、《工厂配电线路及变电所设计计算》 段建元编 机械工业出版社 14、《实用供配电技术手册》 刘介才主编 15、《预装式变电站手册》 廖光余主编 16、《电力工程电气设备手册》 陈学庸主编 17、《工矿企业电气工程师手册》 王士政主编 18、《民用建筑电气设计手册》 戴瑜兴主编 19、《变电所设计》10~220kv 丁毓山主编 8

5．设计(论文)完成进度计划 第1、2 周：下达设计任务书，布置课题，借阅参考书，完成开题报告。 第3、6、11 周：到巨化所属二级厂毕业实习。 第4、5周：全厂负荷计算；变电所变压器容量、台数、型号选择，功率因素补偿装置选择。 第7、8、9周：厂区0.4KV配电系统设计、变电所主接线方案比较及确定，开关柜类型选择。 第10周：变电所所址确定；短路电流计算。 第12、13、14周：高低压电器设备的选择与校验、母线与电缆的选择与校验。 第15、16周：变电所结构布置设计，变电所的平剖面图绘制、变电所的防雷接地设计。 第17周：CAD绘制图纸，完成设计说明书文字编辑，并打印上交。 9

6．指导教师审阅意见 指导教师(签字)： 年 月 日 7．教研室主任意见 教研室主任(签字)： 系(签章) 年 月 日 说明：

1. 本报告必须由承担毕业设计(论文)课题任务的学生在接到“毕业设计(论文)任务书”、正式开始做毕业设计(论文)的第2周或第3周末之前独立撰写完成，并交指导教师审阅。

2.每个毕业设计(论文)课题撰写本报告一份，作为指导教师、教研室主任审查学生能否承担该毕业设计(论文)

课题任务的依据，并接受学校的抽查。

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