低压车间配电系统设计开题报告

低压车间配电系统设计开题报告

一、本课题的来源及研究的目的和意义

车间供电，就是指车间所需电能的供应和分配，亦称车间配电。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。在车间里，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，如果车间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，做好车间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。由于能源节约是车间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，因此做好车间供电工作，对于节约能源、支援国家经济建设，也具有重大的作用。

车间供电工作要很好地为工业生产服务，切实保证车间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）经济配电系统的投资要少，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。

二、本课题所涉及的问题在国内研究现状及分析

与当代新兴科学技术相比，电力系统继电保护是相当古老了，然而电力系统继电保护作为一门综合性科学又总是充满青春活力，处于蓬勃发展中。之所以如此，是因为它是一门理论和实践并重的科学技术，又与电力系统的发展息息相关。它以电力系统的需要作为发展的泉源，同时又不断地吸取相关的科学技术中出现的新成就作为发展的手段。电力系统继电保护技术的发展过程充分地说明了这一论点。继电保护技术的发展可以概括为三个阶段、两次飞跃。三个阶段是机电式、半导体式、微机式。第一次飞跃是由机电式到半导体式，主要体现在无触点化、小型化、低功耗。第二次飞跃是由半导体式到微机式，主要在数字化和智能化。显而易见，第二次飞跃有着尤为重要的意义，它为继电保护技术的发展开辟了前所未有的广阔前景。当前正面临第二次飞跃的大好机遇，因此应该立足于充分发挥微机保护的智能作用，根据电力系统发展的需要，利用相关技术的新成就，把继电保护技术提高到一个更高的水平。

故障信息的识别、处理和利用是继电保护技术发展的基础。30年代，在电力系统发展对

继电保护不断提出的新的要求的条件下，在继电保护技术中广泛而成功地应用了故障时出现的负序和零序对称分量。６０年代，开展了暂态行波用于保护的研究，开辟了在继电保护技术中利用故障暂态信息的新途径。上述情况表明，不断发掘和利用新的故障信息对继电保护技术的进一步发展有着十分重要的意义。计算机在继电保护中的应用为识别和获取故障信息创造了前所未有的有利条件，反映故障信息的故障分星的成功应用，促进了继电保护技术的进一步发展。

十余年来，微机保护在国内取得了迅猛发展。我国从1984年华北电力学院推出第一套微机距离保护装置以来，国内各学校、科研、生产单位已陆续研制和产出适用于线路和元件的各种保护装置，它们已完全能取代传统的模拟式保护装置。从而使我国的微机保护进入当前国际先进行列。另一方面，也应看到，不少微机保护装置在原理和性能上大体与传统保护一样，只是传统保护的翻版，传统保护中已经存在的问题，在微机保护中依然存在，并未得到改进和解决。关键在于如何才能充分发挥保护的潜在智能作用，而自适应继电保护是其中一个充满希望的研究方向。

三、对课题所涉及的任务要求及实现预期目标的可行性分析

根据工艺设计提供的车间电力负荷清单，分析哪些电力设备属一级负荷，哪些属二级负荷，哪些属三级负荷，然后按需要计算出车间负荷，在车间平面图上画出车间的负荷图。根据车间的负荷性质及平面布局，进行母线及进线的布局并进行短路计算以及继电保护整定计算。

四、本课题需要重点研究的关键的问题及解决的思路

1.导线截面的选择：

（1）首先选择分电箱中各路的熔体额定电流：因为决定分电箱的规格，不是各路的计算电流，而是各路的熔体额定电流，因为熔体额定电流大于各路计算电流。

（2）根据已选出的各路熔体额定电流，并预留1~2 路（将来增加用电设备时不要更换分电箱）去电气设备手册上，选择出线路数和熔断器电流相适应的分电箱。

（3）根据已选出的各路额定电流及各路的计算电流及敷设方式、环境温度等从电气设备手册上选出相应的导线及电线管。

2.电器选择

（1）电源开关馈电线路开关及高压电动机开关等都应该选用断路器。

（2）400KVA 以下的电力变压器的高压开关，可以考虑采用隔离开关配合高压熔断器，户外可以采用跌开式熔断器，但是这时变压器低压侧须装能带负荷通断的总开关。

（3）400KVA 以上电力变压器高压侧须装负荷开关配熔断器。

（4）对于要求自动切断的电力变压器，高压侧须装断路器。

3.短路计算

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。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。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。对于车间供电系统来说，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。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）。

4、继电保护整定

继电保护是一个系统可靠、稳定运行的基本保证，故进行继电保护整定计算进而保证继电保护不拒动、不误动作十分重要。

1.过电流保护：保护一段为电流速断保护，其整定电流应大于短路点最大电流。保护二段为限时电流速断保护，二段的保护范围不大于一段的保护范围，动作时间一般为0.5秒。保护三段为定时限过电流保护，动作时间大于二段时间。

2.距离保护：距离保护是利用短路发生时电压、电流同时变化的特征，测量电压与电流的比值，该比值反应故障点到保护安装处的距离。距离保护一段为无时限的速动段，它只反应本线路的故障，下级线路出口处发生故障时，应可靠不动作。距离保护二段整定应按下面两个原则进行，①与相邻线路距离保护一段相配合，②与相邻变压器的快速保护相配合。距离保护三段整定原则，①按与相邻下级线路距离保护二段或三段配合整定，②按与相邻下级变压器的电流、电压保护配合，③按躲过正常运行时的最小负荷阻抗整定。

3.纵差动保护：纵差动保护是用来保护变压器相间短路。其整定原则，①躲过外部短路故障时的最大不平衡电流，②躲过变压器最大的励磁涌流，③躲过电流互感器二次回路断线引起的差电流。

五、完成本课题所必须的工作条件及解决办法

完成本课题必须要熟练的掌握各种绘图工具，并且能够扎实掌握《发电厂》、《变配电所二次系统》、《电力系统继电保护》等课程。

六、完成本课题的工作方案及进度计划

第一周：查看资料，明确研究方向

第二周：确定设计规模，即车间车床数量

第三周：母线选择计算

第四周～第六周：确定布线方案

第七周～第九周：短路计算并选择一次设备

第十周～第十二周：继电保护整定计算

第十三周：防雷保护及接地装置

第十四周：写设计说明书

七、主要参考文献

[1]张莹.工厂供配电技术.电子工业出版社第二版.2006.

[2]刘介才.供配电技术.机械工业出版社第二版.2000.

[3]刘介才.实用供配电技术手册.中国水利水电出版社第二版.2000.

[4]芮静康.供配电技术.中国电力出版社第二版.2005.

[5]李尔文.工厂供电.化学工业出版社第二版.2001.

[6]张保会.电力系统继电保护第二版.2010.

[7]苏小林.变配电所二次系统第二版.2007.