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1、0 供配电系统设计供配电系统设计 设计说明书 设 计 题 目 某冶金机械修造厂降压变电所的电气设计 姓 名 学 号 姓 名 学 号 姓 名 学 号 专 业 电气工程及其自动化 班 级 电气 101 班 指 导 教 师 刘兴茂老师 2013 年 5 月 1 前前 言言 本文详细介绍了某冶金机械修造厂降压变电所的设计 文中对该变电所的 负荷计算与变压器的选择 供电系统的拟定与短路计算 变电所电器设备的选 择 继电保护方案的拟定与整定以及变电所的防雷与接地皆有详细的说明 特 别对主接线的选择 变压器的选择 还有一些电气设备如断路器 电流互感器 电压互感器等的选择和校验作了详细的说明和分析 本次设计的
2、内容紧密结合实际 通过查找大量相关资料 设计出符合当前 要求的变电所 设计中除采用了一些固定方式的保护和常规保护 通过电力监 控综合自动化系统 可以使变电站内值班人员或调度中心的人员及时掌握变电 所的运行情况 直接对设备进行操作 及时了解故障情况 并且迅速进行处理 达到供电系统的管理科学化 规范化 并且还可以做到与其他自动化系统互换 数据 充分发挥整体优势 进行全系统的信息综合管理 在本次设计中 得到了学校老师 同学的耐心指导和大量帮助 在此对他 们表示衷心的感谢和崇高 关键词关键词 短路电流计算短路电流计算 继电保护继电保护 断路器断路器 ABSTRACT This paper introd
3、uces soms coal mine 35kV substation design ground In this paper the load calculation and transformer substation of choice power supply system with short circuit calculation substation worked electical relay protection scheme with setting and worked the lightning protection and grounding substation i
4、s detailed instructions It also discusses the choice of main wiring high pressure equipment and all kinds of the protection of relay the calculation of load short current and so on in detail especially the choice of main wiring transformer and some electric equipment such as circuit breaker current
5、and Voltage sensor It shows main wiring of substation the distribution of plane and some protection equipment of The design not only adopts some stable form and general protections but also adopts PC protection The synthetical automation system of electric power supervision which can make workers on
6、 duty control the situation of substation timely operate the equipments directly know the breakdown and deal with it without delay so that the system of power supply is scientific and standard in management What s more it can exchange data with other automatic systems and 2 give full play to whole a
7、dvantage in order to manage information in all systems as a whole KEYWORD KEYWORD thethe calculationcalculation ofof shortshort current thecurrent the protectionprotection ofof relay circuitrelay circuit breakebreake 项目组成员 日 期 目目 录录 总页数 26 页 1 1 负荷计算和无功功率补偿负荷计算和无功功率补偿 1 1 1 1 负荷计算 1 1 2 无功功率补偿 2 2 2
8、 变电所位置和型式的选择变电所位置和型式的选择 2 2 3 3 变电所主变压器的选择变电所主变压器的选择 3 3 3 1 负荷分级及供电电源 3 3 2 电力变压器选择 3 3 3 变电所主接线电气设计 4 4 4 短路电流计算与高低压电器选择短路电流计算与高低压电器选择 5 5 4 1 短路电流计算 5 4 2 高低压电器选择 8 5 5 变电所电线电缆的选择变电所电线电缆的选择 9 9 5 1 高压进线和引入电缆的选择 9 5 2 变电所母线选择 10 5 3 低压出线电缆选择 10 6 6 变电所继电保护的整定变电所继电保护的整定 1616 7 7 防雷保护和接地装置的设计防雷保护和接地
9、装置的设计 1818 7 1 雷电侵入波保护 18 7 2 变电所公共接地装置的设计 19 参考文献参考文献 2020 附录附录 A A 图纸图纸 2121 附录附录 B B 评分标准及得分评分标准及得分 2222 第 1 页 共 27 页 1 1 负荷计算和无功功率补偿负荷计算和无功功率补偿 1 11 1 负荷计算负荷计算 1 单组用电设备计算负荷的计算公式 1 有功计算负荷 单位为 kW 的计算公式 P30 KdPe 2 无功计算负荷 单位为 kvar 的计算公式 Q30 P30tan 3 视在计算负荷 单位为 kVA 的计算公式 S30 P30 cos 4 计算电流 单位为 A 的计算公
10、式 I30 S30 1 732UN 2 多组用电设备计算负荷的计算公式 P30 K p P30 Q30 K q Q30 S30 P30 cos I30 S30 1 732UN 根据上述公式及工厂负荷统计资料可得各厂房和生活区的负荷计算 如表 1 1 所示 表 1 1 机械厂负荷计算表 计算负荷 编 号 名称 类 别 设备容量 Pe kW 需要系 数 Kd cos P30 kW Q30 kva r S30 kVAI30 A 1 空气压 缩车间 动 力 3500 70 75245216 1326 7496 3 2 模具车 间 动 力 3700 40 7148151 0211 4321 2 3 熔制
11、车 间 动 力 3600 30 5108187 1216 0328 2 4 磨抛车 间 动 力 3000 80 7240244 8342 9520 9 5 封接车 间 动 力 2500 350 6587 5102 3134 6204 5 6 配料车动 2000 30 556091 1109 1165 7 第 2 页 共 27 页 间力 7 综合楼 照 明 1500 80 912058 1133 3202 6 8 锅炉房 1500 750 8112 584 4140 6213 7 9 生活区 照 明 2200 70 915474 6171 1260 0 合 计 235012751209 5 总计
12、 380V 侧 K p 0 8 K q 0 850 7010201028 041448 19 2200 3 1 21 2 无功功率补偿无功功率补偿 表 1 2 无功补偿后工厂的计算负荷 计算负荷 项目 cos P30 kWQ30 kvarS30 kVAI30 A 380V 侧补偿前负荷 0 7010201028 041448 192200 3 380V 侧无功补偿容量 630 380V 侧补偿后负荷 0 9321020398 041094 911663 60 主变压器功率损耗 0 015S30 160 06S30 66 10kV 侧负荷总计 0 921036464 04112665 由表 1
13、1 可知 该厂 380V 侧最大负荷时的功率因数只有 0 70 而供电部门要 求该厂 10V 进线侧最大负荷是的功率因数不得低于 0 9 考虑到主变压器的无 功损耗远大于有功损耗 因此 380V 侧最大负荷时功率因数应稍大于 0 9 因此 暂取 0 92 来计算 380V 侧无功补偿容量 Qc P30 tan 1 tan 2 1020 tan arccos0 70 tan arccos0 92 Kvar 612 0Kvar 查表 A 2 选 BW0 4 14 3 型 需要的数量为 n Qcc QN C 612 14 44 考虑到三相均衡分配 应装设 45 个并联电容 每项 15 个 实际补偿容
14、量为 45 14 630Kvar 2 2 变电所位置和型式的选择变电所位置和型式的选择 1 变电所位置的确定 以厂区总平图的中心为坐标原点建立直角坐标系可以算出个厂房的坐标如 下 1 3 8 1 2 2 3 4 1 0 3 1 5 2 9 4 2 2 1 1 5 2 2 1 1 6 2 3 3 0 7 5 2 3 0 8 5 2 1 1 生活区 5 5 2 9 第 3 页 共 27 页 根据负荷功率矩法可以确定负荷中心的坐标为 0 29 1 91 2 由计算结果可知 工厂的负荷中心在 3 号厂房的东南方向 考虑到方便 进出线及周围环境情况 决定在 3 号厂房的东南侧紧靠厂房修建变电所 型式 为
15、车间附设型变电所 3 3 变电所主变压器的选择变电所主变压器的选择 3 13 1 负荷分级及供电电源负荷分级及供电电源 计算负荷总容量为 1448 19KVA 二级负荷总容量为 632 4KVA 3 23 2 电力变压器选择电力变压器选择 一台主变压器 1448 19 故选用 S9 1600 10 两台主变压器 Sn 0 6 0 7 Sc 868 91 1013 73KVA 且 Sn 559 5KVA 二级 负荷计算总容量 故选用 S9 1000 10 变压器两台 第 4 页 共 27 页 三相负荷基本平衡变压器连接组一般采用 Yyn0 因为是双回路进线 故选择由两台变压器对系统变压 3 33
16、 3 变电所主接线电气设计变电所主接线电气设计 1 变电所高压电气主接线设计 1 电气主接线形式及运行方式 采用一次侧双回路 变压器组接线 二次侧单母线分段接线 该回路 具有以下优点 A 单母线 具有接线简单清晰 设备少 投资相对小 运行操 作方便 易于扩建等优点 但可靠性和灵活性较差 故不采用 B 单母线隔 离开关分段 具有单母线的所有优点 且可靠性和灵活性相对有所提高 用隔 离开关分段虽然节约投资 但隔离开关不能带负荷拉闸 对日后的运行操作 等带来相当多的 不便 所以不采用 C 单母线用断路器分段 具有单母线隔 离开关分段接线的所有优点 而且可带负荷切合开 关 便于日后的运行操作 可靠性和灵活性较高 2 开关柜型式及配置 采用 KA 5 充气式负荷开关 3 所用电设计 见电气图 4 电气主接线图绘制 第 5 页 共 27 页 2 变电所低压电气主接线设计 1 电气主接线形式及运行方式 采用单母线分段式接线 2 开关柜型式及配置 采用 KA 5 充气式负荷开关 3 电气主接线图绘制 4 4 短路电流计算与高低压电器选择短路电流计算与高低压电器选择 4 14 1 短路电流计算短路电流计
