第4章电类毕业设计.ppt

* 第4章 供配电系统设计 第4章 供配电系统设计 4.1 供配电系统设计方法综述 4.2 设计实例：水泥厂供配电系统设计 4.1 供配电系统设计方法综述 4.1.1 工业企业供配电系统的组成 工业企业的供配电系统可分为两个部分。 (1) 电源系统(或称外部供电系统)：是指从电源至工业企业总降压变电所(或总配电所)的供电系统，包括高压架空线路或电缆线路。 (2) 配电系统(或称内部供电系统)：是指从总降压变电所(或总配电所)至各车间变电所及高压用电设备的配电系统，包括厂区内的高压线路、车间变电所和高压用电设备等。 总降压变电所在供配电系统中的作用，是将35～110 kV的电源电压降至6～10 kV的电压，然后分别送至各个车间变电所或其他6～10 kV的高压用电设备。 配电所的作用是在靠近负荷中心处集中接受6～10 kV电源供来的电能，重新分配送至附近各个车间变电所或其他6～10 kV的高压用电设备。 车间变电所的作用是将6～10 kV的电源电压降至380/220 V的使用电压，并送至车间各个低压用电设备。 4.1.2 工业企业供配电系统的设计方法 工业企业中是否要设置总降压变电所或总配电所，是由地区供电电源的电压等级和工业企业负荷的大小及分布情况决定的。 一般负荷较大的大、中型工业企业要设置总降压变电所。在总降压变电所内，一般设有1～2台主变压器，其容量自几千伏安到几千万伏安，供电设备在几千米之内，当地区供电电源电压为6～10 kV时，中、小型的工业企业一般都设置总配电所或独立式变电所。如工业企业中车间变电所较多，或有三四台以上电力变压器及高压电动机时，宜选择其中一个车间变电所扩充为变配电所，所内设1～2台电力变压器和高压配电装置。当工业企业中只有低压用电设备且配电变压器不超过2台时，可仅设车间变电所。 变电所的变压器与馈电线之间采用什么方式连接才能保证工作可靠、灵活，是十分重要的问题。解决的措施是采用母线制。应用不同的母线接线方式，可使在变压器数量少的情况下也能向多个用户的馈电线供电，或者保证用户的馈电线能从不同的变压器获得供电。母线又称汇流排，在原理上它是电路中的一个电气节点，起着集中变压器的电能和给各用户的馈电线分配电能的作用。若母线发生故障，将使配电装置工作遭到破坏，用户供电全部中断，故在设计、安装、运行中，对母线工作的可靠性应给以足够的重视。 母线过长会出现工作不够可靠、灵活性差的问题，其解决办法是将母线分段。分段依据是电源的数目、功率及电网的接线情况，通常每段接一个或两个电源，引出线分别接到各段上，并使各段引出线电能分配尽量与电源功率相平衡，尽量减少各段之间的功率交换。 在工厂供电系统的设计和运行中，不仅要考虑正常运行的情况，而且还要考虑发生故障的情况，最严重的是发生短路故障。所谓短路故障，是指电网中不同相的导线直接连接或经过小阻抗连接在一起。在一般情况下，最严重的短路故障是三相短路。此外，还有两相短路和单相短路等故障。其中单相短路的形成与电源(电力系统)的中性点接地方式有密切关系。 与现代大容量电力系统相联的工业企业供配电系统中，如发生短路故障，能使短路电流达到几万安甚至几十万安。为了预防这种情况，电路中电源、电网、负载这三个组成部分中的所有与载流部分有关的设备、装置、元件，都必须经受得起可能出现的最大短路电流所产生的热效应和电动力效应的作用而不致损坏，还必须装设相应的保护装置来迅速消除短路故障。为此需要对供电系统中可能产生的短路电流数值预先加以计算。 对“无限容量系统”，工程上应用标么电抗法及短路功率法进行计算，前者是我国目前沿用的，后者是新近出现的。对“有限容量系统”，工程上历来应用运算曲线法，它广泛用于计算系统电网中的短路电流。近年来欧美各国流行采用有名单位制计算法，用于计算装有自备发电机的用户电网中的短路电流。 短路功率法的基本原理和有名制相同，它是把元件的阻抗Z变换为元件的导纳Y，再把元件的导纳变换为元件的短路功率Md，最后用元件短路功率直接求出短路点的短路容量Sd。此法引入了一个新的物理参数——短路功率Md，它与元件的阻抗Z或导纳Y有如下关系： 式中，Md为元件的短路功率(MVA)；UP为元件所在线路的平均额定线电压(kV)；Id为通过元件的短路电流(kA)；Z为元件一相的阻抗(Ω)；Y为元件一相的导纳(S)。 4.2 设计实例：水泥厂供配电系统设计 1．概况 本例是为东南亚某国水泥厂设计的供配电系统。该厂日产水泥1000