开题报告(某化工降压变电所电气设计)

毕业论文（设计） 开题报告

论文题目： 某化工降压变电所电气设计

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一、结合毕业论文（设计）任务书的要求，根据所查阅的文献资料，撰写3000字左右的文献综述： 一、变电站的研究现状 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。 变电站是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施，它通过其变压器将各级电压的电网联系起来。我国电力系统的变电站大致分为四大类：升压变电站，主网变电站，二次变电站，配电站。我国电力工业的技术水平和管理水平正在逐步提高，对变电所的设计提出了更高的要求，更需要我们提高知识理解应用水平，认真对待。 现阶段：全面做好“十二五”发展规划，加快电网重点工程建设，进一步加强企业经营管理，推进“三集五大”体系建设，加大科技创新和管理创新力度，继续加强“三个建设”。 电力力布局由注重就地平衡向全国乃至更大范围优化统筹转变，电力结构由过度依赖煤电向提高非化石能源发电比重转变，推进集约化发展和标准化建设，充分发挥国家电网在电力市场化、能源清洁化、经济低碳化、生活方式现代化中的基础性作用；实现供配电输送无缝隙，无错误。 二、工厂供电的意义和要求 工厂供电，就是指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂配电。 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）。电能在工业生产中的重要性，并不在于它在产品成 - 1 -

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，具有十分重要的意义。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意义，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。 工厂供电工作要很好地为工业生产服务，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并做好节能工作，就必须达到以下基本要求： （1） 安全 在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。 （2） 可靠 应满足电能用户对供电可靠性的要求。 （3） 优质 应满足电能用户对电压和频率等质量的要求 （4） 经济 供电系统的投资要少，运行费用要低，并尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗量。 此外，在供电工作中，应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，既要照顾局部的当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应发展。 三、工厂供电设计的一般原则 按照国家标准GB50052-95 《供配电系统设计规范》、GB50053-94 《10kv及以下设计规范》、GB500-95 《低压配电设计规范》等的规定，进行工厂供电设计必须遵循以下原则： （1） 遵守规程、执行 必须遵守国家的有关规定及标准，执行国家的有关方针，包括节约能源，节约有色金属等技术经济。 （2） 安全可靠、先进合理 应做到保障人身和设备的安全，供电可靠，电能质量合格，技术先进和经济合理，采用效率高、能耗低和性能先进的电气产品。 （3） 近期为主、考虑发展 应根据工作特点、规模和发展规划，正确处理近期建设与远期发展的关系，做到远近

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结合，适当考虑扩建的可能性。 （4） 全局出发、统筹兼顾 按负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件等，合理确定设计方案。工厂供电设计是整个工厂设计中的重要组成部分。工厂供电设计的质量直接影响到工厂的生产及发展。作为从事工厂供电工作的人员，有必要了解和掌握工厂供电设计的有关知识，以便适应设计工作的需要。 - 3 -

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二、本论文（设计）要研究或解决的问题以及拟采用的研究手段（途径）： 本论文（设计）要研究或解决的问题： 1． 供电电压的选择 2． 总降压变电所及车间变电所变压器的选择 3． 变配电所主接线的设计 4． 有关电气设备的选择 5． 继电保护的配置及整定计算 本论文（设计）采用的研究手段和方法： 1、负荷计算的目的、方法及所涉及的公式 （1）计算负荷又称需要负荷或最大负荷。计算负荷是一个假想的持续性的负荷，其热效应与同一时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。在配电设计中，通常采用30分钟的最大平均负荷作为按发热条件选择电器或导体的依据。 （2）尖峰电流指单台或多台用电设备持续1秒左右的最大负荷电流。一般取启动电流上午周期分量作为计算电压损失、电压波动和电压下降以及选择电器和保护元件等的依据。在校验瞬动元件时，还应考虑启动电流的非周期分量。 （3）平均负荷为一段时间内用电设备所消耗的电能与该段时间之比。常选用最大负荷班（即有代表性的一昼夜内电能消耗量最多的一个班）的平均负荷，有时也计算年平均负荷。平均负荷用来计算最大负荷和电能消耗量。 （4）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。 （5）公式表 名称 用电设备组的容量 用电设备组有功计算负荷 公式 备注 nPPe Pn—设备的额定容量 P30KKpLeK－设备组的同时系数 ewl - 4 - Kddel需要系数 PP30e KL－设备组的负荷系数 KdKKL ewldee－设备组的平均效率 －配电线路的平均效率 P无功计算负荷 视在计算负荷 计算电流 有功负荷的同时系数 无功负荷的同时系数 总的有功计算负荷 总的无功计算负荷 总的视在计算负荷 30KP30 wlQPSP30tan costan－对应用电设备组3030 cos的正切值 I30S303UN cos －用电设备组的平均功率因数 KPQp0.80~0.90 UN－用电设备组的额定Kq0.85~0.95 30KpP30 KqQ 3030S30PQ2302 电压 以上参数由用电设备组计算负荷直接相加来计算时取。 302、短路电流计算的目的、方法及所涉及的公式 （1）短路电流计算的目的是为了正确选择和校验电气设备，以及进行继电保护装置的整定计算。 （2）进行短路电流计算，首先要绘制计算电路图。在计算电路图上，将短路计算所考虑的各元件的额定参数都表示出来，并将各元件依次编号，然后确定短路计算点。短路计算点要选择得使需要进行短路校验的电气元件有最大可能的短路电流通过。 （3）接着，按所选择的短路计算点绘出等效电路图，并计算电路中各主要元件的阻抗。在等效电路图上，只需将被计算的短路电流所流经的一些主要元件表示出来，并标明其序号和阻抗值，然后将等效电路化简。对于工厂供电系统来说，由于将电力系统当作无限大容量电源，而且短路电路也比较简单，因此一般只需采用阻抗串、并联的方法即可将电路化简，求出其等效总阻抗。最后计算短路电流和短路容量。 （4）短路电流计算的方法，常用的有欧姆法（有称有名单位制法）和标幺制法（又称相对单位制法），设计选用标幺制法所用的公式如下。

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（5）公式及参数列表 参数名称 功率 电压 电流 电抗 有名值 S U I X 标幺值 SS Sd说明 一般取Sd=100MVA 一般取Ud=Uev U UUdII IdIdSd3Ud XXXSd=2 XdUdUk%Sd 100SNX1LSd 2UdX是以Sd为基准容量的标幺值 UK%U2N 变压器电抗 XT100SN 线路电抗 XLX1L XTXLX1为线路每公里电抗值 XR%UNSdXR%UNXXI电抗器电抗 RRN21003INUd1003 系统等值电抗 XR%为电抗器铭牌上数值 XSU2XSN SK SdSdSKSK为某点短路容量，3IKUN SK（MVA） IK（KA） Ik为该点的三相短路电流 UK%U2''N 电动机电抗 XM100SN'X'MSd KSTSNKST为启动电流倍数 3、设备选择的基本原则和方法 变电所主要电气设备是指高压断路器、高压隔离开关、负荷开关等设备。虽然它们各自的功能和特点不同，要求运行条件和装设环境也各不相同，但具有共同遵守的基本原则。 （1）按正常运行条件选择电气设备 - 6 -

（2）按短路情况下进行稳定性校验 4、继电保护的配置及整定计算 1、继电保护的任务 (1)供电系统需迅速地切断故障，并保护系统无故障部分继续运行。 (2)当系统出现非正常工作状态时，要给值班人员发出信号，使值班人员及时进行处理，以免引起设备故障。 2、继电保护装置 继电保护装置使之能够反映设备发射故障或不正常工作状态而作用于开关跳闸或发出信号的自动装置，它是由各种继电器组成，继电保护装置与供电系统中注意提高预防事故或三相事故范围来提高系统运行的可靠性。 基本要求:选择性、快速性、灵敏性、可靠性。 3、主变压器保护 （1）瓦斯保护:防御变压器内部短路和油面降低，轻瓦斯动作于信号，重瓦斯动作于跳闸。 （2）电流速断保护:防御变压器线圈和引出线的多相短路，动作于跳闸。 （3）过电流保护:防御外部相同短路并作为瓦斯保护及电流速断保护的后备保护，动作于跳闸。 （4）过负荷保护:防御变压器本身的对称过负荷及外部短路引起的过载。 4、35kV进线线路保护 （1）电流速断保护：在电流速断的保护区内，速断保护为主保护，动作于跳闸。但电流速断保护存在着一定的“死区”，约占线全长的20%。 （2）过电流保护:由于电流速断保护存在着约占线全长的20%的“死区”，因此由过电流保护作为其后备保护，同时防御速断保护区内外部的相间短路，保护动作于跳闸。 （3）过负载保护 5、10kV线路保护 （1）过电流保护：防止电路中短路电流过大，保护动作于跳闸。 （2）过负载保护：防止配电变压器的对称过载及各用电设备的超负荷运行。 6、继电保护整定计算公式 （1）电流速断保护整定计算公式：

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动作电流：Idz=Kk×I(3)dmax2 继电器动作电流：IdzjKKKjxI(3)dmax2 KiKu 其中：Kk—可靠系数，DL型取1.2，GL型取1.4 Kjx —接线系数，接相上为1，相差上为√3 I(3)dmax2—变压器二次最大三相短路电流 Ki—电流互感器变比 Ku—变压器的变比 速断保护灵敏系数校验： I(2)dmin1 Kl2 IdzjKi 其中：I(2)dmin1—变压器一次最小两相短路电流 Idzj —速断保护动作电流值 Ki—电流互感器变比 （2）过电流保护整定计算公式： 继电器动作电流： IdzjKKKjxI1e KfKi 其中：Kk—可靠系数，取2～3（井下变压器取2）。 Kjx —接线系数，接相上为1，相差上为√3 Ile—变压器一次侧额定电流 Kf—返回系数，取0.85 Ki—电流互感器变比 过流保护灵敏系数校验： I(2)dmin2 Kl1.5 IdzjKiKu 其中：I(2)dmin2—变压器二次最小两相短路电流 Idzj —过流保护动作电流值 Ki—电流互感器变比 - 8 -

Ku—变压器的变比 过流保护动作时限整定：一般取1～2S。 （3）零序过电流保护整定计算公式： 动作电流： Idz0.25KKI2e Ki 其中：Kk—可靠系数，取2。 I2e变压器二次侧额定电流 Ki—零序电流互感器变比（适用于Y—Y0—12接线的变压器） 零序过电流保护灵敏系数校验： KlId1min22 IdzKi 其中：Idlmin2—变压器二次最小单相短路电流 Idz —零序过流继电器动作电流值 Ki—零序电流互感器变比 5、时间安排 2010-2011学年第1学期 16～17周：查阅相关文献资料，完成相关外文资料翻译。 18～19周：确定设计的总体思路，写出开题报告。 2010-2011学年第2学期 1～2周：毕业实习 3～5周：研究分析化工厂变电所电气设计的关键问题。 6～8周：完成变电所主接线的设计及其电气设备的选择。 9～11周：分析系统常见故障，完成继电保护的配置及整定计算。 12～14周：完成毕业设计论文。 15周：毕业设计答辩 6、参考文献 1、刘介才.工厂供电设计指导. 北京:机械工业出版社，2008.

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2、刘学军.工厂供电.北京:中国电力出版社,2007 3、祝淑萍.工业企业电力网及变电设备.北京:冶金工业出版社,2003 4、张保会.电力系统继电保护. 北京:中国电力出版社,2008 5、许珉等.发电厂电气主系统.北京:机械工业出版社,2007 6、朱雪凌.电力系统继电保护原理.北京:中国电力出版社,2009 7、刘思亮.建筑供配电.北京:中国建筑工业出版社,2008 8、靳希才.工业企业供电.北京：冶金工业出版社，2002 9、熊信银，张步涵.电气工程基础.武汉：华中科技大学出版社，2005 10、Acta Electrotechnica et Informatica No.4, Vol.7, 2007 1 - 10 -

毕业论文（设计）开题报告 指导教师意见： 指导教师： 年 月 日 导师组审核意见： 负责人： 年 月 日 系毕业论文领导小组审核意见： 负责人： 年 月 日 - 11 -

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