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1、湖北理工学院 课程设计报告目录供配电工程课程设计任务书（7）1摘要3一、前言4二、负荷计算52.1负荷计算方法及公式52.2 负荷计算结果62.3 无功功率补偿计算72.4无功补偿后用户的计算负荷7三、变压器的台数、容量和类型的选择113.1 车间变压器的选择原则113.2 选择车间变压器的台数、容量和类型11四、变配电所主接线方案的设计124.1设计原则与要求124.2变配电所主接线方案的技术经济指标144.3变配电所主接线方案15五、短路计算165.1 短路电流计算的目的及方法165.2 短路电流计算165.3供配电系统中各主要元件电抗标么值175.4短路计算结果17六、电气设备选择与校验
2、186.1 10kV一次侧设备选择186.2 380V侧一次设备的选择校验19七、供配电线路的选择207.1 10kV高压进线的选择207.2 低压侧母线选择20八、常用继电保护及整定计算218.1 QF处设置定时限过电流保护218.2 QF处电流速断保护整定计算228.3 QF1、QF2处动作时间的整定22九、防雷和接地229.1 车间变电所的防雷保护229.2 接地保护23十、小结25参考文献26附录127供配电工程课程设计任务书（7）班 级：2011级电气工程及其自动化专升本学 生：201120210101201120210109学 时：2周时 间：第1617周指导教师：徐滤非、汤立刚一
3、、设计题目某弹簧厂变配电所电气部分初步设计二、设计目的及要求通过本课程设计，熟悉现行国家标准和设计规范，树立起技术与工程经济相统一的辨证观点；培养综合应用所学理论知识分析解决工程实际问题的能力；掌握电气工程设计计算的方法，为今后从事电力工程设计、建设、运行及管理工作，打下必要的基础。要求根据用户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，确定变电所的位置与型式，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，最后按要求写出设计说明书，绘出设计图样。三、设计依据1、工厂负荷情况该厂是一家国内弹簧生产大
4、型企业之一。主要生产线径15-100mm大型弹簧(应用于铁路、电力、工程机械、矿山机械、建筑机械、电梯等)、汽车悬架弹簧、制动阀弹簧、离合器弹簧、体育器材弹簧、刹车蹄弹簧、异形型钢弹簧和机械、电器、仪表等各种精密弹簧以及拉、 扭、卡等异形特种弹簧。公司下设热卷簧车间、悬架弹簧车间、离合器弹簧车间、异形弹簧车间和家具簧车间。改厂多数车间为三班制，年最大负荷利用小时数为5500小时，日最大负荷持续时间6小时。该厂属于二级负荷。该厂的负荷统计资料如表1所示。表1负荷统计资料编号厂房名称设备容量/kW需要系数功率因数1热卷簧车间14700500702悬架弹簧车间9800450653离合器弹簧车间768
5、0450704异形弹簧车间5680.450.755家具簧车间3560.450.756综合楼2100700902、供电电源情况按照工厂与当地电业部门签订的供用电协议规定，本厂可由附近110/10kV地区变电站取得工作电源。该变电站距厂约为5km。10kV母线短路数据：、，其出口断路器配备有定时限过电流保护和电流速断保护，定时限过电流保护整定的动作时间为1.5s。要求工厂最大负荷时的功率因数不得低于0.92。4气象资料本厂所在地区的年最高气温为40，年平均气温为25，年最低气温为2，年最热月平均最高气温为33，年最热月平均气温为26，年最热月地下0.8m处平均温度为25。当地主导风向为东南风，年雷
6、暴日数为52.2天。5地质水文资料本厂所在地区平均海拔200m，地层以砂粘土为主，地下水位为2m。6电费制度本厂与当地供电部门达成协议，在工厂变电所高压侧计量电能，设专用计量柜，按两部电价制交纳电费。基本电价20元/千伏安/月，电度电价0.5元/度。四、设计任务设计内容包括：变配电所的负荷计算及无功功率的补偿计算，变配电所所址的选择，变压器台数和容量、型式的确定，变配电所主接线方案的选择与绘制，高低压配电线路及导线截面选择，短路计算和开关设备的选择，保护配置及整定计算*，防雷保护与接地装置设计*等。摘要一、前言二、负荷计算2.1负荷计算方法及公式2.1.1单组用电设备组计算负荷有功计算负荷（k
7、W）：无功计算负荷（kvar）：视在计算负荷（kVA)：计算电流（A）： 式中，为需要系数，为设备组总的设备容量（对断续周期工作制的用电设备组，换算到一个统一的负荷持续率下），为用电设备组的平均功率因数；为对应于的正切值。2.1.2多组用电设备组计算负荷 结合具体情况对其有功负荷和无功负荷分别计入一个同时系数和；对车间干线，可取0.95，0.97。对低压母线，分两种情况：由用电设备组计算负荷相加来计算时，可取0.90，0.95；由车间干线计算负荷相加来计算时，可取0.95，0.97。有功计算负荷：总的无功计算负荷为：视在计算负荷：计算电流：2.1.3 车间和计算负荷确定按车间、工厂的需要系数计
8、算： 按逐级计算法计算：在供配电系统设计中进行设备选择时，应采用的计算方法，该方法是从供配电系统最终端即用电设备开始计算起，逐级往上计算到用户电源进线，涉及供配电系统各个环节。2.2 负荷计算结果2.2.1各车间电力负荷计算结果表2-1 各车间电力负荷计算结果表序号车间名称设备容量/kW需要系数/Kd功率因数/costan计算负荷Pc/kWQc/kvarSc/kvAIc/A1热卷簧车间14700.50.71.02 735749.851050.0 1595.42悬架弹簧车间9800.450.651.17 441515.59678.46 1030.83离合器弹簧车间7680.450.71.02 3
9、45.6352.58493.71 750.144异形弹簧车间5680.450.750.88 255.6225.42340.80 517.815家具簧车间3560.450.750.88 164.25144.85219.00 332.756综合楼2100.70.90.48 14771.19163.33 248.17根据各车间电力负荷计算结果表，确定弹簧厂变配电所系统示意图如图2-1所示其中车间14分别配置一个变压器（T1T4）车间5和车间6共用一个变压器（T5）。图2-1 弹簧厂变配电所系统示意图2.3 无功功率补偿计算2.3.1并联电容器选择计算（1）无功补偿容量计算 或 式中，称为无功补偿率，
10、或比补偿容量。这无功补偿率，是表示要使1kW的有功功率由提高到所需要的无功补偿容量kvar值。 在变压器低压侧补偿时，要使变电所高压侧功率因数达到0.90以上，考虑到变压器的无功功率损耗远大于有功功率损耗，低压侧补偿后的功率因数应高于0.90，一般取0.92以上。（2）并联电容器个数选择确定了总的补偿容量后，根据所选并联电容器单台容量qc来确定电容器的个数n，即 由上式计算所得电容器台数n，对于单相电容器（电容器全型号后面标“1”者）来说，应取3的倍数，以便三相均衡补偿。2.3.2高低压电容器柜（屏）的选择高压集中补偿可采用高压电容器柜将电容器装专门的高压电容器室内。低压集中补偿一般采用低压电
11、容器柜。本次课程设计采用低压电容器柜。型号为GGJ-01。2.4无功补偿后用户的计算负荷 用户装设了无功补偿装置以后，则在确定补偿装置装设地点以前的总计算负荷时，应扣除无功补偿的容量，即总的无功计算负荷 补偿后总的视在计算负荷计算结果列表如下：表2-21 计算点C1的负荷（变压器低压侧）计算点设备容量/kW需要系数有功计算负荷Pc/kW无功计算负荷Qc/kvar视在计算负荷Sc/kVA计算电流Ic/A功率 因数cos补偿前C1点计算负荷14700.5735749.8510501595.360.7补偿容量QNC1=735tan(arccos0.7)- tan(arccos0.92)=437kva
12、r 实际取 30组16kvar=480kvar-480补偿后C1点计算负荷735269.85782.971189.640.94根据C1点计算负荷Sc=782.97kVA，选择SCB10-1000/10型变压器，变压器=1000kVA，技术参数查教材附录表13得到，计算B1点负荷结果如表2-22所示。表2-22 计算点B1的负荷(（变压器高压侧）)计算点变压器功率损耗(Sc=782.97kVA,SN.T=1000kVA)有功计算负荷Pc/kW无功计算负荷Qc/kvar视在计算负荷Sc/kVA高压侧计算电流Ic/A功率因数cosP0/kWPK/kWI0%UK%PT/kWQT/kvarB11.557
13、.090.665.8942.78 740.89312.63804.1646.420.92 表2-23 计算点C2的负荷（变压器低压侧）计算点设备容量/kW需要系数有功计算负荷Pc/kW无功计算负荷Qc/kvar视在计算负荷Sc/kVA计算电流Ic/A功率 因数cos补偿前C2点计算负荷9800.45441515.59678.461030.840.65补偿容量QNC2=515.59tan(arccos0.65)- tan(arccos0.92)=327kvar 实际取 26组16kvar=416kvar-416补偿后C2点计算负荷44199.59452.1686.920.975根据C2点计算负荷Sc=452.1kVA，选择SCB10-630/10型变压器，变压器=630kVA，技术参数查教材附录表13得到，计算B2点负荷结果如表2-24所示。表2-
