塑料制品厂总配变电所的毕业设计(编辑修改稿)

塑料制品厂总配变电所的毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

计算方法出发掌握变电站设计的主要内容和设计步骤，能正确地选用电力设备、载流导体及保护装置，加深对所学知识的理解和掌握，提高分析问题、解决问题的能力，提高综合运用专业知识设计的能力。 本课题研究的主要内容： 根据所提供的资料，计算塑料制品厂的计算负荷；确定功率因数及补偿措施； 根据计算负荷，选择变电站位置及变压器的容量、数量；确定变电所（配电所）接线图和户外高压配电方案；选择高压电气设备及配电网路载流导体截面，进行动稳定及热稳定校验；选择继电保护及供电系统的自动化方式，进行参数的整定计算；提出变电站的防雷措施、接地方式等。 工厂供电就是指工厂所需电能的供应和分配，又称工厂配电。 供配电系统有总降压变电所、高压配电所、配电线路、车间变电所和用电设备组成。 工厂供电的枢纽是总降压变电所，它将 35KV~110KV 的外部供电电源电压将为 6~10KV 高压 配电电压，供给高压配电所、车间配电所和高压用电设备。 众所周知，电能是现代工业生产的主要能源和动力。 电能既易于由其它形式的能量转换而来，又易于转换为其它形式的能量以供应用；电能的输送的分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。 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源和动力，但是它在产品成本中所占的比重一般很小（除电化工业外）。 例如在机械工业中，电费开支仅占产品成本的 5%左右，从投资陈本来看，一般机械工厂在供电设备上的投资也 仅占总投资的 5%。 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，减轻工人的劳动强度，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，如果工厂的电能供应突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果。 因此，做好工厂供电工作对于发展工业生产，实现工业现代化，具十分重要的意义。 由于能源节约是工厂供电工作的一个重要方面，而能源节约对于国家经济建设具有十分重要的战略义，因此做好工厂供电工作， 对于节约能源、支援国家经济建设也具有重大的作用。 改革开放以来，我国经济的快速发展刺激着电网的快速发展，随着现代社会对电网供电可靠性要求的不断提高，就需要继电保护发挥更加重要的作用，针对系统出现的故障能及时切除，确保电网的安全稳定经济运行。 从继电保护的发展历程来看，几点保护总是根 3 据电力系统的需要，不断从相关的学科中吸取最新成果而发展和完善自身的。 总的来说，继电保护技术的发展可以概括为 4 个阶段、 2 次飞跃。 4 个阶段是电磁型（整流型）、晶体管型、集成电路型、微机型。 第一次飞跃是由电磁型到晶体管型，主要体现在由电 磁式向静态式转变，使保护装置弱电化、无触电化、小型化和低功耗。 第 2 次飞跃是由集成电力型到微机型，主要体现在保护有模拟式向数字式转变，保护装置智能化和信息化。 电力系统继电保护现已发展到了微机保护阶段，微机继电保护是以数字式计算机（包括微型机）为基础而构成的继电保护。 微机保护充分利用了计算机技术上的两个显著优势：高速的运算能力和完备的存储记忆能力，以及采用大规模集成电路和成熟的数据采集， A/D 模数转换、数字滤波和抗干扰措施等技术，使其在速动性、可靠性方面均优于以往传统的常规保护，而显示了强大生命力。 程设计任务书 、规模及产品规格：本厂年产 10000t 聚乙烯及烃塑料制品，产品品种有薄膜、单丝、管材和注射用等制品。 其原料来源与某石油化纤总厂。 2..工厂各车间负荷情况及车间变电所的容量（表 ） （ 1）从电力系统某 66/10kV 侧变电站用 10kV 架空线路想工厂馈电。 该变电站在场南侧 1km。 （ 2）系统变电站馈电线路定时限过流保护装置的整定时间 Iop=2s，工厂总降压配电所保护整定时间不得大于。 （ 3）在工厂总降压配变电所 35kV 进线侧计量，工厂最大负荷是 功率因数不得低于 . （ 4）系统变电 10kV 母线出口断路器断流容量为 200MVA。 其配电系统如图所示 4 工厂负荷性质：生产车间大部分为三班制，少部分为两班或单班制，年最大有功负荷利用小时数为。 5 工厂自然条件 本厂自然条件为： （ 1） 最热月平均最高温度为 35176。 C （ 2） 土壤中 ～ 1m深处一年中最热月平均温度为 20℃ （ 3） 年平均雷暴日为 30d （ 4） 土壤冻结深度为 （ 5） 主导风向夏季为南风 工厂总配变 电所 Sk(3)=200MVA 母线 区域变电站 架空线路 图 配电系统图 4 表 11 各车间和车间变电所负荷计算表 序号 车 间 （ 单 位 ） 名 称 设备容量 kW Kd cosυ 车间变电所代号 1 薄膜车间 1400 1车间变电所 原 料 库 30 生 活 间 10 成 品 库 （ 一 ） 25 成 品 库 （ 二 ） 24 包 装 材 料 库 20 小 计 （ K ∑ = 0 . 9 5 ） 2 单丝车间 1385 2车间变电所 管材车间 20 小 计 （ K∑ = 0 . 9 5 ） 3 注塑车间 189 3车间变电所 管材车间 880 小 计 （ K∑ = 0 . 9 5 ） 4 备料车间 138 4车间变电所 生 活 间 10 浴室 5 锻工车间 30 原 料 间 15 仓库 15 机 修 模 具 车 间 100 热 处 理 车 间 150 铆焊车间 180 小 计 （ K ∑ = 0 . 8 7 ） 锅 炉 房 200 5车间变电所 试 验 室 125 辅 助 材 料 库 110 油 泵 房 15 加 油 站 12 办公室、食堂招待所 50 小计（ K ∑ = 0 . 9 ） 5 第二章 负荷计算及无功功率补 导体通过电流达 到稳定温升的时间大约为 (34)τ， τ为发热时间常数 .对中小截面 (35mm2以下 )的导体，其 τ约为 10min 左右，故载流导体 30min 后可达稳定温升值。 但是，由于较大截面的发热时间常数往往大于 10min， 30min 还不能达到稳定温升。 由此可见，计算负荷实际上与 30min 最大负荷基本是相当的。 计算负荷是供电设计的基本依据。 计算负荷的确定是否合理，将直接影响到电气设备的选择是否合理。 工程上根据不同的计算目的，针对不同类型的用户和不同类型的负荷，在实践中总结了各种负荷的计算方法。 有 估算法、需要系数法、二项式发、单项负荷计算等。 计算负荷的估算法 估算法实为指标法。 在做设计任务书或初步设计阶段，尤其当需要进行方案比较时，按估算法比较方便。 1）单位产品耗电量法 若已知某车间或企业的年产量 m 和每一产品的单位耗电量 a(表 )，则企业全年电能 Wa为 amWa （ 21） 有功计算负荷为 maxTWP ac （ 22） 式中， Tmax 为年最大负荷利用小时数 2）负荷密度法 若已知车间生产面积 S(m2)和负荷密度指标 ρ（ kW/m2）时，车间平均负荷为 sPav  （ 23） 车间计算负荷为 aLavc KPP （ 24） 式中， KaL为有功负荷系数。 此方法也适用于估算整个企业的用电负荷，只要把式中的车间密度指标和车间面积改为全厂的即可。 需要系数法 在所计算的范围内（如一条干线、一条母线或一台变压器），所有的用电设备的计算负荷不等于其设备容量，一次 性 引进需要系数的概念，即 edc PKP （ 25） 6 式中， Kd 为需要系数； Pc 为计算负荷； Pe 为设备容量。 产生需要系数的原因有：用电设备的设备容量是指输出容量，它与输入容量之间有一平均效率 ηN。 用电设备不一定满负荷运行，故引入负荷系数 KL；用电设备本身即配电线路有功率损耗，所以引入线路平均效率 ηwL；用电设备组的所有设备不一定同时运行，故引入一个同时系数 K∑。 故需要系数表达式为 wLNLd KKK  （ 26） 对于单组用电设备的负荷计算公式如下 NcccccccedcUSIQPSPQPKP3tan22 （ 27） 式中， dK 为需要系数； eP 为设备容量； tan 为设备功率因数角的正切值。 对于多组用电设备的计算负荷，应考虑各用电设备组的同时系数，即 NcccccnicicnicicUSIQPSQKQPKPqp32211 （ 28） 式中， n 是用电设备组的组数， pK 、 qK 分别为有功功率、无功功率同时系数， ciP 、 ciQ 为各用电设备组的计算负荷。 用需要系数法来求计算负荷，其特点是简单方便，计算结果较符合实际，而且长期使用积累了各种设备的需要系数，因此是世界各地均普遍采用的基本方法。 但是把需要系数法看作是与一组设备中设备的多少及容量是否相差太大都无关的固定值，这就考虑不全面。 实际上只有当设备台数较多，总容量足够大，没有特大型用电设备时，需要系数的值才实际。 负荷计算时均以 10KV 侧为准。 下以 1车间变电所为例， 薄膜车间： 7 )(1031400)(14001120840v a r )(1120) a n ( a r c c o s840)(3022303030AIk V ASkQkWP 原料库： )(10315)(v a r )() a n ( a r c c o )(3022303030AIkVASkQkWP 生活间： )(4 103830)(830v a r )(030)(AIk V ASkQkWP 成品库（一）： )(10315)(v a r )() a n ( a r c c o )(3022303030AIkVASkQkWP 成品库（二）： )(103)(v a r )() a n ( a r c c o )(3022303030AIkVASkQkWP 包装材料库： 8 )(10312)(v a r )() a n ( a r c c o s6)(3022303030AIk V ASkQkWP 1变电所最后计算负荷   )(103)(v a r )()(122111AIk V ASkQkWPcccc 本设计中，绝大多数用电设备都需要从电网中吸收大量的无功电流来产生交变磁场，其功率因数均小于 1，而功率因数是衡量一个供配电系统是否经济运行的一个重要指标。 所谓无功功率补偿是把具有容性功率的装置与感性负荷联接在同一电路，当容性装置释放能量在相互转化，感性负荷所吸收的无功功率可由容性装置 输出的无功功率中得到补偿。 功率因数太低将会给供配电系统带来电能损耗增加、电压损失增大和供电设备利用率降低等不良影响。 正因为功率因数在电力系统中影响很大，所以要求电力用户功率因数达到一定的值，低于某一定值时。