工厂供配电设计开题报告

届：2012 学院： 自动化 专业：电气工程及其自动化 2012年02月15日 毕业设计 工厂供配电所的电气设计 题目 学生姓名 指导教师 学号 职称 （报告内容包括课题的意义、国内外发展状况、本课题的研究内容、研究方法、研究手段、研究步骤以及参考文献资料等。） 一．课题意义 电力资源是支持国民经济发展不可或缺的一种宝贵资源，电能的生产、传输、储存高效、洁净，它在现代工业生产、人们日常生活及社会各个领域中已或得了广泛应用。工业工厂供配电系统是整个工厂生产的动力源的命脉，它的正常运行直接影响全厂安全。现代大型工厂供配电系统的主接线及运行方式都非常复杂，各种电器设备的数量和种类繁多，随着经济的发展和现代工业建设的迅速崛起，供电系统的设计越来越全面、系统，工厂用电量迅速增长，对电能质量、技术经济状况、供电的可靠性指标也日益提高，因此对供电设计也有了更高、更完善的要求。 在工厂里，电能虽然是工业生产的主要能源和动力，但在工厂里生产的连续性强，生产机械集中，对供电质量的要求较高。因此对工厂的配电系统进行设计对工厂的流水线已经它的产品质量是很重要的。某些对供电系统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，因此在工业生产中进行工厂负荷计算；确定补偿容量，确定车间变电所的型式、数量；确定车间变压器的数量、容量等都是重要必不可少的过程。分析好工厂供 配电系统的设计工作对于工厂加快发展具有十分重要的过程. 本课题是根据工厂提供的原始资料按照国家标准，遵守国家规程、执行国家政策，并且遵循安全可靠、技术先进、经济合理的要求，通过其电力负荷的计算， 电力负荷的无功补偿，且确定变电所位置和型式，确定变电所主变压器的台数、容量与类型，选择变电所主接线方案及高低压设备和进出线，确定二次回路方案，选择整定继电保护， 确定防雷和接地装置，最后绘出设计图纸，完成设计。

本课题具有较强的实用性，通过本次设计可对电气自动化专业有更深刻的了解和认识，加深、巩固了对各门专业课的理解。提高其分析问题和解决问题的能力，提高理论联系实际地运用专业知识及其创新的能力。 二．国内外发展状况 我国变电所主要现状是老设备向新型设备转变，有人值班向无人值班变电所转变，交流传输向直流传输转变，国外主要是交流输出向直流输出转变。 三．研究内容 1.收集与本次设计相关的技术资料及大中型的工厂在供配电上的原始资料， 学习相关国家供配电设计法规及技术标准。 2.工厂负荷实际情况分级，进行负荷计算；确定无功补偿容量。 3.变配电所及主变压器的选择。 4.变配电所接线方案的设计。 5.短路计算及一次设备的选择。 6.继电保护及二次回路的选择。 7.防雷保护和接地装置的实际。 四．研究方法和研究手段 1.在工厂车间负荷等级划分技术的基础上进行全厂总变电所的负荷计算，考虑车间变电所变压器的功率损耗，从而求出全厂变电所计算负荷及总功率因数。负荷计算的方法有需要系数法，利用系数法及二项式等几种方法，本次设计采用需要系数法来进行计算。 2.按负荷计算求出变电所的功率因数，通过资料查表或计算求出达到供电部门要求数值所需要补偿的无功功率因数。无功补偿有并联电容器和同步补偿机。本次设计采用并联电容器来补偿。 3.综合考虑工厂所有车间的有关因素，结合全厂计算负荷以及扩建和备用的需要，确定变压器的型号和台数，变压器容量选择。 4.短路电流计算：对于工厂来说，电源方向的大型电力系统可看作是无限大容量的系统。无限大容量系统的基本特点是其母线可视为总维持不变。其计算方法有欧姆法和标幺值法。本次设计采用标幺值法进行计算。 5.一次设备的选择：（1）按正常工作条件包括电压、电流、频率、及断开电流等选择。（2） 按短路条件包括稳定和热稳定进行校验。（3）考虑电气设备运行的环境如温度、湿度、海拔

高度以及有无防尘、防腐、防火、防爆等要求。（4）按各类设备的不同特点和要求如断路器的操作性能、互感器的二次负荷和准确度级等进行选择。 6.电气主接线的绘制：根据工厂具体的负荷情况及变压器台数和地理等情况决定电气主接线的方式，工厂电气主接线的制图可以使用计算机辅助设计软件CAD。 五．研究步骤 全厂总降压变电所及配电系统设计，是根据各个车间的负荷数量和性质，生产工艺对负荷的要求，以及负荷布局，结合国家供电情况。解决对各部门的安全可靠，经济的分配电能问题。其基本内容有以下几方面。 (1)负荷计算 全厂总降压变电所的负荷计算，是在车间负荷计算的基础上进行的。考虑全车间变电所变压器的功率损耗，从而求出全厂总降压变电所高压侧计算负荷及总功率因数。列出负荷计算表、说明计算成果。 (2)工厂总降压变电所的位置和主变压器的台数及容量选择 参考电源进线方向，综合考虑设置总降压变电所的有关因素，结合全厂计算负荷以及扩建和备用的需要，确定变压器的台数和容量。 (3)工厂总降压变电所主结线设计 根据变电所配电回路数，负荷要求的可靠性级别和计算负荷数综合主变压器台数，确定变电所高、低接线方式。对它的基本要求，即要安全可靠有要灵活经济，安装容易维修方便。 (4)厂区高压配电系统设计 根据厂内负荷情况，从技术和经济合理性确定厂区配电电压。参考负荷布局及总降压变电所位置，比较几种可行的高压配电网布置放案，计算出导线截面及电压损失，由不同放案的可靠性，电压损失，基建投资，年运行费用，有色金属消耗量等综合技术经济条件列表比值，择优选用。按选定配电系统作线路结构与 敷设方式设计。用厂区高压线路平面布置图，敷设要求和架空线路杆位明细表以及工程预算书表达设计成果。 (5)工厂供、配电系统短路电流计算 工厂用电，通常为国家电网的末端负荷，其容量运行小于电网容量，皆可按无限容量系统供电进行短路计算。由系统不同运行方式下的短 路参数，求出不同运行方式下各点的三相及两相短路电流。 (6)改善功率因数装置设计

按负荷计算求出总降压变电所的功率因数，通过查表或计算求出达到供电部门要求数值所需补偿的无功率。由手册或厂品样本选用所需 移相 电容器的规格和数量，并选用合适的电容器柜或放电装置。如工厂有大型同步电动机还可以采用控制电机励磁电流方式提供无功功率，改善功率因数。 (7)变电所高、低压侧设备选择 参照短路电流计算数据和各回路计算负荷以及对应的额定值，选择变电所高、低压侧电器设备，如隔离开关、断路器、母线、电缆、绝缘子、避雷器、互感器、开关柜等设备。并根据需要进行热稳定和力稳定检验。用总降压变电所主结线图，设备材料表和投资概算表达设计成果。 (8)继电保护及二次结线设计 为了监视，控制和保证安全可靠运行，变压器、高压配电线路移相电容器、高压电动机、母线分段断路器及联络线断路器，皆需要设置相应的控制、信号、检测和继电器保护装置。并对保护装置做出整定计算和检验其灵敏系数。 设计包括继电器保护装置、监视及测量仪表，控制和信号装置，操作电源和控制电缆组成的变电所二次结线系统，用二次回路原理接线图或二次回路展开图以及元件材料表达设计成果。35kv及以上系统尚需给出二次回路的保护屏和控制屏屏面布置图。 (9)变电所防雷装置设计 参考本地区气象地质材料，设计防雷装置。进行防直击的避雷针保护范围计算，避免产生反击现象的空间距离计算，按避雷器的基本参数选择防雷电冲击波的避雷器的规格型号，并确定其接线部位。进行避雷灭弧电压，频放电电压和最大允许安装距离检验以及冲击接地 电阻计算。 六．参考文献 1.刘介才主编．工厂供电．第3版．北京：机械工业出版社，2004 2.刘介才主编．工厂供电设计指导．北京：机械工业出版社，2004 3.陈小虎主编.工厂供电技术. 第3版．北京：高等教育出版社，2010 4.唐志平等主编.工厂供配电.北京：电子工业出版社，2002 5.中华人民共和国建设部．10kV及以下变电所设计规范．北京：中国水利水电出版社，1995 6.中华人民共和国建设部．供配电系统设计规范．北京：中国水利水电出版社，1996 7．余建明、同向前、苏文成主编 供电技术．第3版．西安理工大学： 机械工业出版社2003 对课题的意义、国内外发展状况、有一定的了解，对本课题的研究指导教师意见 内容、研究方法、基本了解：对研究手段、研究步骤思路比较明确，采 取的方法基本正确，满足开题要求。 同意开题。 签名： 2012年1月9日