冷镦车间变电所电气设计【文献综述】

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1、毕业设计文献综述电气工程及其自动化冷镦车间变电所电气设计1、前言变电所(substation)就是电力系统中对电能的电压和电流进行变换、集中和分配的场所。为保证电能的质量以及设备的安全，在变电所中还需进行电压调整、潮流（电力系统中各节点和支路中的电压、电流和功率的流向及分布）控制以及输配电线路和主要电工设备的保护。电力变电所又分为输电变电所、配电变电所和变频所。这些变电所按电压等级可分为中压变电所（60千伏及以下）、高压变电所（110～220千伏）、超高压变电所（330～765千伏）和特高压变电所（1000千伏及以上）。按其在电力系统中的地位可分为枢纽变电所、

2、中间变电所和终端变电所[1]。变电所由主接线，主变压器，高、低压配电装置，继电保护和控制系统，所用电和直流系统，远动和通信系统，必要的无功功率补偿装置和主控制室等组成。其中，主接线、主变压器、高低压配电装置等属于一次系统；继电保护和控制系统、直流系统、远动和通信系统等属二次系统。主接线是变电所的最重要组成部分。它决定着变电所的功能、建设投资、运行质量、维护条件和供电可靠性。一般分为单母线、双母线、一个半断路器接线和环形接线等几种基本形式。主变压器是变电所最重要的设备，它的性能与配置直接影响到变电所的先进性、经济性和可靠性。一般变电所需装2～3台主变压器；330

3、千伏及以下时，主变压器通常采用三相变压器，其容量按投入5～10年的预期负荷选择。此外，对变电所其他设备选择和所址选择以及总体布置也都有具体要求。变电所继电保护分系统保护（包括输电线路和母线保护）和元件保护（包括变压器、电抗器及无功补偿装置保护）两类。变电所的控制方式一般分为直接控制和选控两大类。前者指一对一的按纽控制。对于控制对较多的变电所，如采用直接控制方式，则控制盘数量太多，控制监视面太大，不能满足运行要求，此时需采用选控方式。选控方式具有控制容量大、控制集中、控制屏占地面积较小等优点；缺点是直观性较差，中间转换环节多[4]。现代工业生产中，电能以既易于由

4、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；而且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的优势在现代工业生产及整个国民经济生活中应用极为广泛[9]。5因而，工厂变电所设计的研究意义已经不仅仅只局限于有其深刻的理论意义，而且有重要的工厂实际应用。在工厂变电所理论与方法的研究和应用中，特别是在工厂实际应用中，也存在一定的可行性的试验问题。首先，必须遵守国家的有关规定及标准，执行国家的有关方针政策，包括节约能源，节约有色金属等技术经济政策，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

5、率高、能耗低和性能先进的电气产品；再次，应根据工厂特点、规模和发展规划，正确处理近期建设生产与远期发展的关系，做到远近结合，适当考虑扩建的可能性；最后，按负荷性质、用电容量、地区供电条件等，合理制定设计方案，工厂变电所设计是整个工厂设计中的重要组成部分。理论结合实际依然是不变的真理，工厂变电所设计也依然是世界工业化进程中不断更新发展的重大课题之一。2、冷镦车间变电所设计的相关技术参数2.1车间的负荷计算及无功补偿2.1.1车间的负荷计算供电系统要能安全可靠的正常运行，其中各个元件（包括电力变压器、开关设备及导线、电缆等）都必须选择得当，除了应满足工作电压和频率

6、的要求外，最重要的就是要满足负荷电流的要求。因此有必要对供电系统中各个环节的电力负荷进行统计计算。通过负荷的统计计算求出的、用来按发热条件选择选择供电系统中各元件的负荷值，称为计算负荷（calculatedload）。根据计算负荷选择的电气设备和导线电缆，如果以计算机负荷连续运行，其发热温度不会超过允许值。计算负荷是供电设计计算的基本依据。计算负荷确定得是否正确合理，直接影响到电器和导线电缆的选择是否经济合理[3]。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。本次设计将采用需要系数法予以确定。所用公式有：有计算负荷为（2-1）无功计算负荷为（2-2）

7、视在计算负荷为（2-3）计算电流为（2-4）2.1.2无功功率补偿5工厂中由于有大量的异步电动机、电焊机、电弧炉及气体放电灯等感性负荷，还有感性的电力变压器，从而使功率因数降低。提高功率因数的方法很多，可分两大类，即提高自然功率因数的方法和人工补偿无功功率提高功率因数的方法。①、提高自然功率因数的方法：工矿企业中消耗的无功功率，异步电动机约占70%，变压器约占20%，线路等占10%，所以要合理选择电动机和变压器，使电动机平均负荷为其额定功率45%以上，变压器负荷率为60%以上，如能达到75%-85%时更为合适[7]。②、无功功率的人工补偿装置：工厂中普遍采用并

8、联电容器来补偿供电系统中的无功功率，常