6KV变电站供电系统设计.doc

《6KV变电站供电系统设计.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《6KV变电站供电系统设计.doc（25页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、毕 业 设 计（论文）（说 明 书）题 目： 姓 名： 学 号： 平顶山工业职业技术学院2014年5月8日平顶山工业职业技术学院毕 业 设 计 （论文） 任 务 书姓名 专业班级 任 务 下 达 日 期 2014 年 2 月 18 日设计（论文）开始日期 2014 年 2 月 25 日设计（论文）完成日期 2014 年 4 月 30 日设计（论文）题目： 指 导 教 师 院（部） 主 任 郭 宗 跃 2014 年5 月8日平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）答辩委员会记录 电力工程 学院 专业，学生 于2014年 6 月 10 日进行了毕业设计（论文）答辩。设计题目： 专题（论文）题目： 指

2、导老师： 答辩委员会根据学生提交的毕业设计（论文）材料，根据学生答辩情况，经答辩委员会讨论评定，给予学生 毕业设计（论文）成绩为 。答辩委员会 人，出席 人答辩委员会主任（签字）： 答辩委员会副主任（签字）： 答辩委员会委员： ， ， ， ， ， , 。平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）评语第 页共 页学生姓名： 专业班级 年级 毕业设计（论文）题目： 评 阅 人： 指导教师： （签字） 2014 年6 月12日成 绩： 系（科）主任： （签字） 2014 年6 月12日毕业设计（论文）及答辩评语： 6kV变电站供电系统设计摘要随着高科技时代的来临，电力系统与人类的关系越来越密切，人们的生

3、产，生活都离不开电的应用，如何控制电能，使它更好的为人们服务，就需要对电力进行控制，避免电能的损耗和浪费，需要对变电站的电能进行降压，从而满足人们对电的需求，控制电能的损耗。提高电能的应用效率。变电站是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行，是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。设计工作是工程建设得关键环节。做好设计工作，对工程建设得工期、质量、投资费用和建成投产后得运行安全可靠性和生产的综合经济效益起着决定性得作用。所以，良好得变电站设计方案是对电力工业得健康可持续发展提出了越来越高要求的保证。变电所是电力系统的重要组成部分。在电力系统中，它担负着变

4、换和分配电能的作用。对于扩大6kV变电站供电系统的设计，不仅要满足整个区域供电的需求，还要合理的选择各种电气设备，来满足供电的可靠性和经济性。本课题设计根据任务书上所给系统与线路及所有负荷的参数，分析负荷发展趋势。首先对负荷资料进行分析、计算，确定了主变压器的容量、台数及型号；并且确定用何种方式进行对变压器得无功补偿及方案。通过方案比较，根据任务书上低压侧为八回出口线路得要求，确定站内电气主接线方式。最终通过对各种情况得短路电流计算结果选择高低压电气设备并进行了相应的校验，使所选的电气设备能满足供电的可靠性和经济性。在本次课程设计中力求做到运行可靠，操作简单、方便，经济合理，具有扩建的可能性和

5、改变运行方式时的灵活性。使其更加贴合实际，更具现实意义。关键词：负荷统计，电气设备选择，二次回路，布置要求，接线方式，防雷接地保护目 录6kV变电站供电系统设计1摘要1目 录2第一章 资料收集3第二章 负荷统计与变压器的选择42.1 变电所的负荷统计41. 地面高压42.南风井53.北风井54.地面低压：65.井下92.2 变压器的选择91.主变压器台数的确定92. 变压器型号的确定：10第三章 配电所供电系统的设计113.1 供电系统的拟定113.2 高低压开关设备的选择11第四章 电气设备的选择134.1.断路器的选择134.2.隔离开关的选择134.3.互感器的选择14第五章 配电所的二

6、次回路和继电保护155.1 配电所的二次回路151.直流操作电源152.交流操作电源155.2 配电所的继电保护161.基本要求。162.继电保护的作用16参考文献17致谢17第一章 资料收集某煤矿年产量为150万t，地区电源电压为6kV，全矿用电设备的技术数据见负荷统计图1.1所示，试设计该矿供电系统。图1-1 某矿负荷统计表第二章 负荷统计与变压器的选择2.1 变电所的负荷统计1. 地面高压（1）主井提升机负荷计算： （2-1） （2-2） （2-3） （2-4） （2-5）（2）副井提升机负荷计算： （3）压风机负荷计算： 2.南风井（1）通风机负荷计算： （2）压风机负荷计算： （3）

7、低压设备负荷计算： 3.北风井（1）通风机负荷计算： （2）压风机负荷计算： （3）低压设备负荷计算： 4.地面低压：（1）地面工业广场负荷计算： (2) 站用变压器负荷计算： (3) 立井锅炉房负荷计算： (4) 机修厂负荷计算： (5) 坑木厂负荷计算： (6) 选煤厂负荷计算： (7) 水源井负荷计算： (8) 工人村负荷计算： (9) 其他用电设备负荷计算： 5.井下（1）最大涌水量负荷计算： （2）正常涌水量负荷计算： 2.2 变压器的选择工矿企业变电所的主变压器向整个企业的所有用电设备供电，正确的选择主变压器的台数和容量对供电的可靠性和经济性都有着重要的意义。主变压器应根据负荷类别

8、、总的计算负荷选择其台数和容量，并应考虑留有发展的余地。1.主变压器台数的确定（1） 具有一类负荷的变电所具有一类负荷的变电所，应满足用电负荷对供电可靠性的要求，根据煤炭工业设计规范规定，矿井变电所的主变压器一般选用两台，当其中一台停止运行时，另一台应能保证安全及原煤生产用电，并不得少于全矿计算负荷的80；工业企业设计规范也规定，对具有大量一、二类负荷的变电所，一般选用两台变压器，当其中一台出现故障或检修时，另一台能对全部一、二类负荷继续供电，并不得小于全部负荷的70。（2）只有二、三类负荷的变电所 对只有二、三类负荷的变电所，可只选用一台变压器，但应敷设与其他变电所相联的联络线作为备用电源。

9、对季节负荷或昼夜负荷变动较大的及宜于采用经济运行方式的变电所，也可以采用两台变压器。2. 变压器型号的确定：（1）低压负荷统计：（2）各组用电设备最大负荷不同时的有功、无功组间最大负荷同时系数取则： 变压器的型号：SJ-1250/6第三章 配电所供电系统的设计3.1 供电系统的拟定由于主井提升机、副井提升机、主水泵、通风机等属于一级负荷为保证安全采用两个独立电源供电，进线电压为6KV，为保证供电的可靠性和灵活性采用单母线分段接线。用断路器将母线分段，分段后母线和母线隔离开关可分段轮流检修，当一段母线发生故障、任一连接元件故障或断路器拒动时，由继电保护动作断开分段断路器，将故障限制在故障母线范围

10、内，非故障母线继续运行，整个配电装置不会全停。6KV母线分别给主井提升机、副井提升机、主水泵、通风机、南北风井通风机、南北风井压风机等6KV高压用电设备供电。每段母线上又有一个变压器，将6KV变为380V然后给主井辅助设备、副井辅助设备、压风机辅助设备、消防水泵、回水泵、矿灯房等380V低压用电设备供电。具体6KV电气接线图如图3-1所示图3.1 6KV电气接线图3.2 高低压开关设备的选择6KV高压开关设备选择户内金属铠装抽出式开关设备如图3-2所示。输出的6KV电经高压开关设备供给主井提升机、副井提升机、压风机、南风井通风机、南风井压风机、主井机等6KV用电设备。图3.2 6KV高压开关设

11、备380V低压开关设备选择如图3-3所示。6KV经380V低压开关设备变成380V，供给消防水泵、污水泵、回水泵、矿灯房、工人村、地面工业广场以及照明用电等。图3.3 380V低压开关设备第四章 电气设备的选择电器选择是变电站电气设计的主要内容之一。正确的选择电器是使电气主接线和配电装置达到安全、经济运行的重要条件。在进行电器选择时，应根据工程实际情况，在保证安全、可靠的前提下（如图4.1），积极而稳妥地采用新技术，并注意节省投资，选择合适的电器。尽管电力系统中各种电器的作用和工作条件并不一样，具体选择方法也不完全相同，但对它们的基本要求却是一致的。电器要能可靠的工作，必须按正常工作条件进行选

12、择，并按短路状态来校验热稳定和动稳定。图4.1 变电所主要设备实物图4.1.断路器的选择断路器的主要功能是：正常运行时，用它来倒换运行方式，把设备或线路接入电路或退出运行，起着控制作用；当设备或线路发生故障时，能快速切除故障回路、保证无故障部分正常运行，能起保护作用。35KV侧断路器是开关电器中最为完善的一种设备。其最大特点是能断开电路中负荷电流和短路电流。4.2.隔离开关的选择6kV隔离开关选择6kV隔离开关选用GW4-6D/1000-83 型隔离开关。由以下参数可以确定：额定电压： = 35KV，合格；额定电流：，合格；动稳定校验：，合格； 11(KA)，合格；热稳定校验： 合格；故应选择

13、GW4-6D/1000-83型的隔离开关。4.3.互感器的选择互感器（包括电流互感器TA 和电压互感器TV）是一次系统和二次系统间的联络元件，用以分别向测量仪表、继电器的电流线圈和电压线圈供电，正确反映电气设备的正常运行和故障情况。互感器的作用是：将一次回路的高电压和大电流变为二次回路标准的低电压(100V)和小电流(5A 或1A)，使测量仪表和保护装置标准化、小型化，并使其结构小巧、价格便宜和便于屏内安装。使二次设备与高压部分隔离，且互感器二次侧均接地，从而保证了设备和人身的安全。6kV侧互感器选择，因为610kV 屋内配电装置，可选用瓷绝缘结构或树脂浇注绝缘结构的电流互感器。由产品目录中查

14、得型号为LFZ-10 型电流互感器。其额定参数为：=10kV，Ie1=200A，Ie2=5A 。完全满足任务要求，合格。第五章 配电所的二次回路和继电保护5.1 配电所的二次回路二次回路是用来反应一次回路的工作状态和控制、调整一次设备。当一次系统发生事故时，能够立即动作，使故障部分推出运行。二次回路按功能分，可分为断路器控制回路、信号回路、保护回路、监测回路和自动化回路，为保证二次回路的用电，还有相应的操作电源回路等。变电所的操作电源有交流操作电源和直流操作电源两大类。1.直流操作电源直流操作电源又分为蓄电池直流电源和硅整流直流电源两种，硅整流直流电源又有复式整流电源、带储能电容器的整流电源和

15、带镉镍蓄电池的整流电源三种。蓄电池直流操作电源是独立可靠的直流电源，它不受交流电源的影响，即使全所停电，仍可保证连续可靠的供电，而且电压质量好、容量也大，能满足复杂的继电保护和自动装置的要求和事故照明的需要。蓄电池直流电源有铅酸蓄电池和镉镍蓄电池两种。铅酸蓄电池由于投资大、寿命短、运行维护复杂、要求建筑面积大，在变电所中一般不采用。镉镍蓄电池直流电源所有设备都装在屏上，该屏可与控制屏、保护屏合并布置，不需设蓄电池室和充电机室，与铅酸蓄电池相比具有维护方便、占地面积小、寿命长、放电平稳、机械强度高、投资少等优点。所以在可靠性要求较高的变电所中应选用镉镍蓄电池直流操作电源。硅整流直流电源操作电源，

16、在电力系统正常时，由硅整流器提供直流电源。当系统发生故障、交流电源电压大量降低甚至消失时，带储能电容器的是利用电容器储能来提供直流电源；复式整流的是利用短路故障电流整流稳压后提供直流电源；带镉镍电池的是利用镉镍电池提供直流电源。电容储能型操作电源投资少，运行维护费用少、寿命长，但其储存能量有限，工作过程电压衰减快，其使用受到一定的限制。复式整流在系统故障时输出功率大，直流电压稳定，但当短路电流较小时，不能保证继电保护装置和断路器可靠动作。带镉镍电池的硅整流操作电源价格虽然高，但电池组本身是独立电源，比较可靠，电池装于屏上占地面积小，要运行维护也方便，而且价格较蓄电池直流电源低，因而在一般工况企

17、业变电所中得到广泛的应用。2.交流操作电源 交流操作电源可取自所用电主变压器，这是一种较为普遍的应用方式。但我们所设计的6KV配电所中没有主变器，所以我们的交流操作电源可以取自电流互感器，主要给继电保护和跳闸回路供电。电流互感器对于短路故障和过负荷都非常敏感，能有效实现交流操作电源的过电流保护。交流操作电源用交流电作为操作和信号回路的电源，它不需要整流器和蓄电池，比较简单经济，便于维护，可加快变电所的建设安装速度。主要缺点是加大了电流互感器的负荷，有时误差不能满足要求，亦不能满足复杂的继电保护和自动装置的要求，且对所用电源要求严格，所以小型变电所多用交流操作电源，这种变电所一般采用手动合闸、电

18、动脱扣。采用整流操作电源或交流操作电源的变电所，要求有可靠的所用电电源，其中最好与本所电源无直接联系，以保证全所停电后，仍能实现对电源短路器的操作，并保证变电所的事故照明。当无条件从所外引入所用电源时，事故照明也可由手电筒或矿灯供给。5.2 配电所的继电保护 1.基本要求。（1）选择性供电系统发生故障时，要求保护装置只将故障部分切除，保证无故障部分继续运行。保护装置的这种特性称为选择性。（2）速动性系统中发生短路故障时，必须快速切除故障，以减轻故障的危害程度，加速系统电压的恢复，为电动机自起动创造条件。切断故障的时间是在指从发生短路起，至短路器跳闸，电弧熄灭为止所需要的时间，它等于保护装置的动

19、作时间与短路器跳闸时间（包括灭弧时间）之和。因此，为了保证速动性，应采用快速动作的继电保护装置和快速动作的短路器。（3）灵敏性继电保护的灵敏性是指对保护范围内发生故障或不正常运行状态的反应能力。在保护范围内不发生任何故障，不论故障位置如何，均应反应敏锐并保证动作。反应的灵敏性可用灵敏系数Kr衡量。在继电保护和自动装置设计技术规程中，对各种保护装置的最小灵敏系数规定有：1.2，1.25，1.5，2四种。通常主要保护的灵敏系数要求不小于1.52。在设计，选择继电器保护装置时，必须严格遵守此规定。（4）可靠性可靠性是指当保护范围内发生和不正常运行状态时，保护装置能可靠动作，不应拒绝或误动。继电保护的

20、拒动和误动都会造成很大损害。为保护装置动作的可靠性，应注意以下几点：选用质量好，结构简单，工作可靠的继电器组成保护装置；保护装置的接线应力求简单，使用最少的继电器和接点；正确调整保护装置的确定值；注意安装工作的质量，加强对继电器保护装置的维护工作。 以上对保护装置的确四项要求，在一个 具体的保护装置中，不一定都是同等重要的。在各要求发生矛盾时，应进行综合分析，选取最佳方案。例如，为了满足保护装置的选择性，往往要牺牲一些速动性；而有时还要牺牲选择性，保护速动性。2.继电保护的作用当被保护线路或设备发生故障时，继电保护装置能借助断路器，自动地迅速地，有选择地将故障部分断开，保证非故障部分继续运行；

21、当被保护设备或线路出现不正常运行状态时，继电保护装置能够发生信号，提醒工作人员及时采取措施。供电系统在运行中，可能发生各种故障和出现不正常运行状态。常见的故障有相间短路，中性点直接接地系统的单项接地短路和变压器电动机等可能发生的匝间或层间短路。短路故障会造成严重后果，短路点产生的强烈电弧和短路电流的电动力作用及热作用将会使故障的设备遭受损害；短路故障还会使电网电压下降，影响供电系统的正常运行。不正常运行状态有过负荷，一相断线，一相接地等。长期过负荷运行将使设备绝缘老化或损坏；一相断线将引起电动机过负荷；在中性点不接地系统中，一相接地后，其它两相对地电压升高3倍，易引起相间接地短路。不正常运行状

22、态的危害较短路故障要轻，但也应及时发现，及时处理，消除隐患，避免导致更严重的故障。参考文献李树伟，矿山供电。中国矿业大学出版社，2006.7.张学成，工矿企业供电设计指导书。中国矿业大学出版社，1999.4.曾令琴，供配电技术。人民邮电出版社，2009.7. 顾坚，郭建文.变电运行及设备管理技术问答。中国电力出版社，2005.宋继承，电气接线设计。中国电力出版社，2006.唐志平工厂供配电北京：电子工业出版社，2006.7孙琴梅工厂供配电技术北京：科学工业出版社，2006.5陈化刚其偶也供配电北京：中国水利水电，2006.5致 谢在本文的研究过程中，得到了桑导师的悉心指导和亲切关怀。论文的顺利

23、完成，倾注了导师的大量心血。从论文开始的时候，就和桑老师保持联系，及时准确的为我们发来资料信息和要求，并且一直在悉心辅导。虽然我在外实习，但是老师也是经常给予指导和帮助。在我写论文的这段时间里，无论是在理论学习阶段，还是在论文的选题、资料查询、开题、研究和撰写的每一个环节，都得到导师的悉心指导和帮助；在生活上，导师也给了我很大的帮助，在我灰心丧气的时候，正是导师的鼓励和支持使我坚持到现在。导师严谨的治学态度、渊博的专业知识、积极进取的精神和求实的工作作风，不仅激励着我在学业上不断进取、精益求精，更使我懂得了许多做人的道理。在论文完成之际，谨向桑师表示深深的敬意和诚挚的感谢。学院里的很多同学和老

24、师在学习、生活上都曾给了我很多帮助和关心，让我增强了专业技术的实践能力，在这里向帮助我的各位老师和同学表示感谢。最后，向所有支持和关心我的老师和朋友们表示衷心的感谢！其它参考文献1.冲压工艺与模具设计.陆茵.武汉理工大学出版社.2012.2.冷冲模设计资料与指导.杨关全.大连理工大学出版社.2012.3.机械制图.刘家平.武汉理工大学出版社.2011.4.杨占尧.冲压模具图册.高等教育出版社1998.5.侯维芝、杨金风.模具制造工艺与工装.高等教育出版社1997.6.张鼎承.冷冲模的设计与制造.上海科技出版社1995.7.王芳.冷冲压模具设计指导.机械工业出版社1982.8.孙凤勤.模具制造工艺与设备.机械工业出版社1983.9.黄健求.模具制造.机械工业出版社2001.10.李德群.现代模具设计方法.机械工业出版社200411.陈万林.实用模具技术.机械工业出版社2000.12.模具实用技术从书编委会.冲模设计与应用实例.1986.