某钢厂变电所电气部分设计(电气工程及自动化)

摘 要
本设计是针对冶金企业的工厂供电要求而设计的。笔者作为变电所的设计人，以设计为实例，综合国内外同类变电所的现状和国情，就该变电所的设计模式进行了研究。
设计共分为绪论、变电所电气部分设计、变电所二次回路电源设计介绍及保护规划、结论四大部分，同时附带部分设计图纸。本次设计中选取两台变压器，主接线设计要灵活简单、操作方便。一次侧才用单母线分段模式；二次侧由于馈电线路较多，负荷较为重要，因此也采用单母线分段模式。文中进行了短路电流计算，主要设备选择及校验（包括断路器、隔离开关、电流互感器、母线等），并同时附带介绍了所用电和直流系统、继电保护、防雷保护、接地保护和照明及消防规划。在专题设计中，设计二次回路操作电源和中央信号装置。经过功能组合和优化设计，为变电所提供监控支持。他的运用可实现变电所高水平的管理。
本文根据工厂供电设计的原则，以小型化为模式基础，主接线设计灵活、简单方便。设备选择中采用检修周期长、可靠性更高的设备。设计不片面追求高指标、高档次，而是安全、维护方便、技术先进及经济合理。
此外，根据厂内负荷情况，合理制订布局方案和选用设备。

关键词：变电所；工厂供电；

Abstract
The design of metallurgical enterprises against the factory power supply design requirements. As the author of the substation design, a design for example, a similar substation at home and abroad on the status and conditions. Substation on the design patterns were studied.
Design consists of introduction, the design of electrical substations, power substations secondary circuit design presentation and preservation plan, Conclusion four most, incidental part of the design drawings. The design chosen two transformers, main wiring design should be flexible and simple, convenient operation. Only one side of the single-mode bus subparagraph; As the secondary side Feeders more, the load is more important. therefore, the single-bus segmented model. The text of short-circuit current, major equipment selection and check (including circuit breakers, isolation switches, CT, Bus), and at the same time on the fringe as electricity and DC system, relay protection, lightning protection, earthing and lighting protection and fire planning. The thematic design, the design of the secondary circuit to operate the Central Power and signal devices. After the composition and function of optimal design for the provision of substation monitoring support. He may use the substation to achieve a high level of management.
Based on the factory power supply design principles, as a small model based on the main wiring design flexibility, simplicity and convenience. Equipment used long maintenance cycle, and higher reliability of the equipment. Design is not one-sided pursuit of high standards, high quality, but safety and convenience, advanced technology and the economy.
In addition, under the load of the plant, to formulate a reasonable layout program and select equipment.

Key words：Substation；Factory power supply
 
设计内容及步骤
      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、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。

2、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、表达计算成果。

3、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。

4、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。

5、工厂总降压变电所的位置和主变压器的台数及容量选择
   总降压变电所变压器的台数，一般根据负荷性质、用电容量和运行方式等条件综合考虑确定。选择总降压变电所主变压器时，应考虑到有些情况是影响变压器输出容量的。在考虑上述因素的基础上，对主变压器的选择要遵照其基本原则。

6、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。

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、总降压变电所变、配电装置总体布置设计综合前述设计计算结果，参照国家有关规程规定，进行内外的变、配电装置的总体布置和施工设计。

10、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。





目 录   22000字
第1章 绪 论 1
1.1 工厂供电的意义和要求 1
1.2 供电方式及特点 2
1.2.1 供电方式简介 2
1.2.2 供电的特点 2
1.3 工厂供电设计的一般原则 2
1.4 设计内容及步骤 3
第2章 变电所电气部分设计 6
2.1 变电所主接线方案的选择 6
2.1.1 变电所主接线的选择原则 6
2.1.2 主接线方案的选择 6
2.2 负荷计算及无功功率补偿 9
2.2.1 负荷计算的内容和目的 9
2.2.2 负荷计算的方法 9
2.2.3 各用电车间负荷计算结果表 9
2.2.4 全厂负荷计算 10
2.2.5 无功功率补偿 11
2.3 变压器台数及容量的选择 11
2.3.1 变电所主变压器台数的选择 11
2.3.2 变电所主变压器容量的选择 12
2.4 短路电流计算 13
2.4.1 短路计算的目的及方法 13
2.4.2 本设计采用标幺制法进行短路计算 13
2.4.3 短路电流计算结果 16
2.5 电气设备的选择与校验 17
2.5.1 新型高压电器 17
2.5.2 电气设备的选择 17
2.5.3 电气设备的校验 17
2.5.4 配电所高压开关柜的选择 18
2.5.5 断路器与隔离开关的选择与校验 18
2.5.6 导线、电缆的选择与校验 21
2.5.7 电流互感器的选择 22
2.5.8 电压互感器的选择 24
2.5.9 高压熔断器 24
第3章 变电所二次回路电源设计介绍及其保护规划 26
3.1 二次回路操作电源和中央信号装置介绍 26
3.1.1 二次回路的操作电源 26
3.1.2 中央信号装置 26
3.2 电测量仪表与绝缘监视装置 27
3.2.1 电测量仪表 27
3.2.2 变配电装置中各部分仪表的配置 27
3.2.3 绝缘监视装置 28
3.3 变压器的继电保护 29
3.3.1 概述 29
3.3.2 差动保护 30
(毕业设计:www.2bysj.cn)
3.3.3 变压器的过负荷保护 30
3.3.4 变压器的瓦斯保护 31
3.4 变电所的其他保护规划设计 32
3.4.1 防雷保护规划 32
3.4.2 接地保护规划 33
3.4.3 照明及消防 34
第4章 结 论 36
参考文献 37
致 谢 38