《某工厂的降压变电所的电气设计 工厂供电课程设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《某工厂的降压变电所的电气设计 工厂供电课程设计（19页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、工厂供电课程设计题目：某工厂的降压变电所的电气设计系 ： 电气工程系专业班级： 本自动化 2 班 学生姓名： 指导教师： 设计时间： 2010 年 6 月 2目 录前言3一、负荷计算和无功功率计算及补偿4二、变电所位置和形式的选择8三、变电所主变压器台数和容量及主接线方案的选择8四、短路电流的计算10五、变电所一次设备的选择与校验10六、变电所高、低压线路的选择14七、变电所二次回路方案选择及继电保护的整定15八、防雷和接地装置的确定19九、心得和体会20十、附录参考文献20十一、附图213前 言课程设计是教学过程中的一个重要环节，通过课程设计可以巩固本课程理论知识，掌握供配电设计的基本方法，
2、通过解决各种实际问题，培养独立分析和解决实际工程技术问题的能力，同时对电力工业的有关政策、方针、技术规程有一定的了解，在计算、绘图、设计说明书等方面得到训练，为今后的工作奠定基础。本设计可分为九部分：负荷计算和无功功率计算及补偿；变电所位置和形式的选择；变电所主变压器台数和容量及主接线方案的选择；短路电流的计算；变电所一次设备的选择与校验；变电所高、低压线路的选择；变电所二次回路方案选择及继电保护的整定；防雷和接地装置的确定；心得和体会；附参考文献。由于设计者知识掌握的深度和广度有限，本设计尚有不完善的地方，敬请老师、同学批评指正！4一 负荷计算和无功功率计算及补偿厂房编号用电单位名称负荷性质
3、设备容量/kw 需要系数 tan功率因数 cos动力 350 0.4 1.02 0.651 铸造车间照明 6 0.80 1.0动力 300 0.2 1.33 0.62 锻压车间照明 8 0.80 1.0动力 270 0.20 1.33 0.603 金工车间照明 5 0.80 1.0动力 200 0.50 0.75 0.804 电镀车间照明 10 0.80 1.0动力 150 0.8 0.75 0.805 热处理车间 照明 5 0.80 1.0动力 200 0.40 1.02 0.706 装配车间照明 7 0.80 1.0动力 130 0.20 1.33 0.607 机修车间照明 5 0.80
4、1.0动力 100 0.80 0.75 0.808 锅炉房照明 2 0.80 1.0动力 15 0.4 0.75 0.809 仓库照明 1 0.80 1.0动力 300 0.30 1.33 0.6010 工具车间照明 8 0.80 1.0宿舍区 照明 330 0.80 1.0备注：铸造车间电镀车间和锅炉房是二级负荷，其余均为三级负荷低压动力设备均为三相，额定电压时 380V电气照明及家用电为单相，额定电压为 220V(一) 负荷计算和无功功率计算在负荷计算时，采用需要系数法对各个车间进行计算，并将照明和动力部分分开计算，照明部分最后和宿舍区照明一起计算。具体步骤如下。（手抄版）5(二) 无功功
5、率补偿由以上计算可得变压器低压侧的视在计算负荷为： 3019SkVA这时低压侧的功率因数为： (2)8.49cos.710为使高压侧的功率因数 0.90，则低压侧补偿后的功率因数应高于 0.90，取： 。要使低压侧的功率因数由 0.79 提高到 0.95，则低压侧需装cos0.95设的并联电容器容量为： 82.4(tanrcos.7tanrcos0.95)var380.6varCQkk取: =380 则补偿后变电所低压侧的视在计算负荷为：vk 2230(2).9(6.38)64.S kVA计算电流 30(2)41.7.kVAI变压器的功率损耗为：30(2).5TPSkW()61.8varQ变电
6、所高压侧的计算负荷为： 30()493841.9kkW30(1)627.380)var5.ar2.arQkk; 230(1)4.9.4893.1SVA30(1).51.6kVAI补偿后的功率因数为： 满足（大于 0.92）的要求。.cos.5(三) 年耗电量的估算年有功电能消耗量及年无功电能耗电量可由下式计算得到：年有功电能消耗量： 30pWPT6年无功电能耗电量： 30qWQT结合本厂的情况，年负荷利用小时数 为 4800h，取年平均有功负荷系数，年平均无功负荷系数 。由此可得本厂：0.72.78年有功耗电量：； 60.293.1403.910pkhkWh年无功耗电量： 。786var25q
7、W二 变电所位置和形式的选择由于路引自邻厂高压联络线。本厂有二级重要负荷，考虑到对供电可靠性的要求，采用两路进线，一路经 10kV 公共市电架空进线（中间有电缆接入变电所） ；一路引自邻厂高压联络线。变电所的形式由用电负荷的状况和周围环境情况确定，根据变电所位置和形式的选择规定及 GB500531994 的规定，结合本厂的实际情况，这里变电所采用单独设立方式。三 变电所主变压器台数和容量及主接线方案的选择(一) 变电所主变压器台数的选择变压器台数应根据负荷特点和经济运行进行选择。当符合下列条件之一时，宜装设两台及以上变压器：有大量一级或二级负荷；季节性负荷变化较大；集中负荷较大。结合本厂的情况
8、，考虑到二级重要负荷的供电安全可靠，故选择两台主变压器。(二) 变电所主变压器容量选择。每台变压器的容量 应同时满足以下两个NTS条件：1） 任一台变压器单独运行时，宜满足： 30(.67)NTS2） 任一台变压器单独运行时，应满足： ，即满足全部一、二级负30(1)荷需求。代入数据可得： =（0.60.7）893.11=（535.87625.18 ） 。NTS kVA又考虑到本厂的气象资料（年平均气温为 ） ，所选变压器的实际容量： 20C7也满足使用要求，同时又考虑到未来 510 年的负荷发展，(10.8)NTNTSS实初步取 =800 。考虑到安全性和可靠性的问题，确定变压器为 S9-k
9、VA800/10(6),主要技术指标如下表（一）所示：额定电压/KV损耗 /KW变压器型号 额定容量（KV.A）一次 二次连接组别空载 负载空载电流（%）电阻电压（%）S9-800/10(6) 800 10.5 0.4 Dyn11 1400 7500 2.5 5表（一）（三） 变电所主接线方案的选择方案：高、低压侧均采用单母线分段。优点：用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同母线段引出两个回路，用两个电路供电；当一段母线故障时，分段断路器自动切除故障母线保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电 。缺点：当一段母线或母线隔离开关检修时该母线各出线须停电；当出线为双回路时，常使架空线路出现
10、交叉跨越；扩建时需向两个方向均衡扩建。方案：单母线分段带旁路。优点：具有单母线分段全部优点，在检修断路器时不至中断对用户供电。缺点：常用于大型电厂和变电中枢，投资高。方案：高压采用单母线、低压单母线分段。优点：任一主变压器检修或发生故障时，通过切换操作，即可迅速恢复对整个变电所的供电。缺点：在高压母线或电源进线进行检修或发生故障时，整个变电所仍需停电。以上三种方案均能满足主接线要求，采用三方案时虽经济性最佳，但是其可靠性相比其他两方案差；采用方案二需要的断路器数量多，接线复杂，它们的经济性能较差；采用方案一既满足负荷供电要求又较经济，故本次设计选用方案。8四 短路电流的计算采用欧姆法进行短路计
11、算，最终可以得到如计算表（二）所示三相短路电流/KA 三相短路容量/MV.A短路计算点 (3)KI(3)I(3)I(3)shi(3)shI(3)KSk-1 点 3.08 3.08 3.08 7.85 4.64 56.0k-2 点 31.4 31.4 31.4 57.8 34.2 21.8表（二）五 变电所一次设备的选择与校验(一) 变电所高压一次设备的选择根据机械厂所在地区的外界环境，高压侧采用户内移开式交流金属封闭开关设备，初选设备：高压断路器： ZN28-12/1600/20 高压熔断器：RN2-10/0.5 -50 电流互感器：LZZQB6-10-0.5-200/5 电压互感器： JDZ
12、J-10 接地开关：JN-3-10/259母线型号：TMY-3 （50 4） ；TMY-3 （80 10）+1 （60 6）绝缘子型号：ZA-10Y 抗弯强度： 3.75kN（户内支柱绝缘子）alF从高压配电柜引出的 10kV 三芯电缆采用交联聚乙烯绝缘电力电缆，型号：YJV-3 50，无钢铠护套，缆芯最高工作温度 。90C(二) 变电所高压一次设备的校验根据高压一次设备的选择校验项目和条件 ，在据电压、电流、断流能力选择设备的基础上，对所选的高压侧设备进行必需的动稳定校验和热稳定度校验。设备的动稳定校验1) 高压电器动稳定度校验校验条件： (3)(3)maxmax;shshiiII由以上短路
13、电流计算得 = ； = 。并查找所选设备()s7.85kA()s4.6k的数据资料比较得：高压断路器 ZN28-12/1600/20,电流互感器 LZZQB6-10-0.5-200/5 和 JN-3-10/25 接地开关的 ，满足条件。maxi7.85k2) 绝缘子动稳定度校验校验条件： 母线采用平放在绝缘子上的方式，则：(3)alcF（其中 =200mm； =900mm） 。(3)()(3)27210/cshFiNAal所以： = 满足要求。 ()c 72.9.85/40.8mkN3.75k3) 母线的动稳定校验校验条件： TMY 母线材料的最大允许应力 =140MPa。alcal10kV
14、母线的短路电流 = ； = 三相短路时所受的最大电动(3)shI.947kA(3)shi6.k力： =()cF2720.851/40.8mNA母线的弯曲力矩： (3).93.61lM10母线的截面系数： 2263(0.5).041.7066bhmWm母线在三相短路时的计算应力： 632.cMNMPa可得， =140MPa = ，满足动稳定性要求。alc2.Pa.高压设备的热稳定性校验1) 高压电器热稳定性校验校验条件： 查阅产品资料：高压断路器： =20kA,t=4s；2(3)2timaIt tI电流互感器： =44.5kA ,t=1s；接地开关： =25kA,t=4s。取t t， = ，将数
15、据代入上式，经计算以上电0.71.8imaopct s(3)I2.614kA器均满足热稳定性要求。2) 高压母线热稳定性校验校验条件： A = 查产品资料，得铜母线的 C=171 ，取min(3)iatIC 2sAm。0.75imats母线的截面： A=50 4 =20022m允许的最小截面： 2min20.753.81.6sAkA从而， ，该母线满足热稳定性要求 。 minA3) 高压电缆的热稳定性校验校验条件： A =min(3)iatIC允许的最小截面： 2in20.75.81.6skAm所选电缆 YJV-3 50 的截面 A=50 从而， ，该电缆满足热稳定性要minA求 。 11(三) 变电所低压一次设
