某造纸厂35kv变电所及10v车间低压配电系统的设计.doc

杭州电子科技大学本科毕业设计摘 要造纸企业的负荷量较大，而且造纸工艺对电能的要求高，供电质量的好坏直接影响到电气设备能否正常工作以及产品的质量本设计以供电安全，可靠，灵活，经济为方向，进行造纸厂供配电电气一次设计本设计着重针对某造纸厂35kV变电所及10V车间低压配电系统的设计，内容主要包括：各车间电力负荷计算，无功功率补偿，总降压变电所和各个车间的主接线设计，短路电流的计算，变压器和高压进线与出线的选择以及高低压电气设备的选型，简单地进行继电保护和接地防雷保护设置的说明负荷计算采用了需要系数法为了降低变压器损耗和无功功率输送，采用了低压集中补偿的方式35kV系统有两回路进线，两台主变，每台主变可承担全部负荷，35kV采用桥形接线10kV系统采用单母线分段接线，预留四回出线短路电流采用标幺值法计算，算得的结果用于各电气设备选型电气设备的选型校验考虑到正常工作和短路故障两种情况，短路情况下校验动稳定性和热稳定性最后画出总降压变电所和各主要车间的供配电电气接线图，完成的供电电气一次设计能够实现造纸厂供配电系统的能源需求关键词：供电设计；负荷计算；无功功率补偿；主接线设计；低压配电ABSTRACTIn paper mill, the power loads are heavy and the paper-making technology requires high quality of power supply. The electrical power supply design of paper mill is in the direction of safe, reliable, flexible and economical power supply. The design is about 35kV main substation and 10kV workshop stations power supply system, that includes load calculation, reactive power compensation, short circuit current calculation, the design of one-line diagram, transformer’s selection, high-voltage electrical wire’s selection and electrical equipment's selection. Load calculation uses the demand coefficient method. In order to reduce transformer’s losses and reactive power transmission, it uses a method of low-voltage centralized compensation. 35kV system has two incoming lines and two transformers, each of those could hold the whole load. 35kV main substation adopted the bridge-circuit configuration. 10kV system uses sectionalized single-bus configuration, setting aside four back outlet. Short circuit current calculation adopts normalized value method. And its results are calculated for electrical equipments’ selection. Normal working condition and short-circuit fault need be taken into account in the selection and calibration of electrical equipments. It needs check the dynamic stability and thermal stability under the short-circuit condition. Then a simple description of relay protection and grounding lightning protection setting was made. Finally the circuit diagram of the workshop for the power supply distribution was made to achieve the power supply system's energy needs.Key words：Power supply design; Load calculation; Reactive power compensation; One-line diagram design; Low-voltage distribution1 引言随着人类社会的进步与发展，电能的需求也与日俱增。

不可否认，电力是当今世界最方便、最清洁、应用最广泛的一种二次能源供配电系统是电力系统的一个重要环节，由电气设备及配电线路按一定的接线方式组成供电系统概念上虽属于电力系统的终端，但它的安全运行与否直接关系到电力系统的安全稳定运行，关系到国民经济的发展和人民生命财产的保障在造纸厂的供电系统中，供电大部分是由国家电力系统供电完成的，少数造纸厂备有自己的小发电厂并网发电供电质量的好坏直接影响到用电设备能否正常工作，这对于造纸车间产量、质量将有重要影响造纸企业对电能的可靠性要求较高，这就需要在提高配电质量的前提下，尽量减小投资，实现工厂供配电系统的最好技术经济指标本设计以供电安全、可靠、灵活、经济为方向，进行造纸厂供配电设计文中着重描述了造纸厂变电所及造纸车间低压配电系统的设计，其中包括对各车间进行负荷计算，无功功率补偿，短路电流的计算，主接线的设计，变压器和高压进线与出线的选择以及高低压电气设备的选型，设计成果能够满足造纸厂供配电系统的能源需求2 设计任务2.1 设计要求要求根据鸣鹿特纸厂所能取得的电源及本厂用电负荷的实际情况，并适当考虑到工厂生产的发展，按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求，确定变电所主变压器的台数与容量、类型，选择变电所主接线方案及高低压设备和进出线，选择整定继电保护装置，确定防雷和接地装置，最后按要求写出设计说明书，绘出设计图样。

2.2 设计依据2.2.1 工厂地理条件概况工厂周围场地平整、开阔，气象特征与环境条件如下：多年平均大气压力 1007 hpa多年平均大气温度 12.8 ℃ 多年最热月平均气温 32 ℃历年最冷月平均气温 -8 ℃多年极端最高气温 40.9 ℃多年极端最低气温 - 22.8 ℃多年平均相对湿度 75％多年平均降水量 589.7 mm最大积雪深度 25cm历年最大风速 30 m/s主厂房区域场地标高(85国家高程) 12.2 m其他区域场地标高(85国家高程) 12 m地震烈度厂址场地地震基本烈度为Ⅵ度。

按7度设防（1）地面水平加速度： 0.2g（2）地面垂直加速度： 0.1g 安全系数：>1.672.2.2 现有系统概述工厂地区为中国经济发达地区，电力系统也比较发达工厂有两路35kV电源分别来自黄港220kV变电所和西潭220kV变电所因架空走廊比较紧张，来自黄港变的35kV线路约8km为架空线，5km为电缆，来自西潭变的35kV线路约10km为架空线，约6km为电缆2.2.3 负荷情况根据鸣鹿特纸年产1.5万吨特种用纸工程工艺提供的资料，所有的负荷见附表1按需要系数法确定计算负荷2.2.4 系统接地方式本扩容设计的系统接地方式：35kV系统为不接地系统，10kV系统为小电阻接地系统2.2.5 系统短路阻抗短路阻抗考虑电网近期发展情况，黄港变35kV母线短路容量为880MVA，西潭变35kV母线短路容量为950MVA2.2.6 电气主接线35kV线路二回路进线，两台主变，每台主变可承担全部负荷，35kV采用桥形接，10kV系统预留4回出线，10kV系统采用单母线分段接线2.2.7 配电装置选型⑴35kV配电装置为屋内型手车SF6断路器柜。

⑵10kV配电装置为屋内型中置式真空断路器柜⑶400V配电装置为屋内型MNS柜⑷400V电容补偿装置，为户内，框架式三层布置，单星形接线2.3 设计任务要求在规定时间内完成下列工作量：1.设计说明书⑴按照工艺设计所提供的用电设备资料，求计算负荷；⑵根据负荷等级和计算负荷，选定供电电源、电压等级和供电方式；⑶确定功率因数及补偿措施；⑷根据环境和计算负荷，选择变压器所在位置、变压器数量和容量；⑸确定变配电所主接线和户外高压配电方案；⑹短路电流计算；⑺选择并校验电气设备及配电网路载流导体截面2.设计图样总降压变电所主接线图，主要车间变电所的电气主接线图和车间配电图3 负荷计算和无功功率补偿3.1 负荷分级及供电方案 3.1.1 电力负荷的分级由于不可能对所有的用电单位和用电设备都采取相同的供电措施，所以供配电设计应首先对用电单位和用电设备进行负荷分级负荷分级应根据用电单位（即电能用户）和用电设备的规模、功能、性质及其在政治、经济上的重要性进行确定负荷分级的目的和意义在于根据不同的负荷级别确定用电单位和用电设备的供电要求和供电措施，以保证供电系统的安全性、可靠性、先进性和合理性[1] 手册编写组. 工厂常用电气设备手册（上册、下册、补充本）[M]. 北京：水利电力出版社，1993.。

1.符合下列情况之一时，应为一级负荷： ⑴中断供电将造成人身伤亡时⑵中断供电将在政治、经济上造成重大损失时例如：重大设备损坏、重大产品报废、用重要原料生产的产品大量报废、国民经济中重点企业的连续生产过程被打乱需要长时间才能恢复等⑶中断供电将影响有重大政治、经济意义的用电单位的正常工作例如：重要交通枢纽、重要通信枢纽、重要宾馆、大型体育场馆、经常用于国际活动的大量人员集中的公共场所等用电单位中的重要电力负荷在一级负荷中，当中断供电将发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷，以及特别重要场所的不允许中断供电的负荷，应视为特别重要的负荷2.符合下列情况之一时，应为二级负荷：⑴中断供电将在政治、经济上造成较大损失时例如：主要设备损坏、大量产品报废、连续生产过程被打乱需较长时间才能恢复、重点企业大量减产等⑵中断供电将影响重要用电单位的正常工作例如：交通枢纽、通信枢纽等。