供配电技术课程设计

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1、目录第一章 设计任务 .1第二章 负荷计算及无功补偿 .22.1负荷计算 .22.2无功功率补偿 .3第三章 供配电方案选择 .22.1负荷计算 .22.2无功功率补偿 .3第四章 变压所位位置的选择 .5第五章 变电所主变压器及主接线方案的选择 .64.1变电所主变压器的选择 .64.2变电所主接线方案的选择 .7第六章 线型的选择 .9第七章 短路电流计算 .107.1等效图 .107.2短路电流计算电路 .117.3确定短路计算基准值 .117.4计算供电系统中各主要元件的电抗标幺值 .127.5 k-1点（10.5kV 侧）的计算 .131第一章 设计任务一 设计要求按照国家标准 GB

2、50052-95供配电系统设计规范 、GB50053-9410KV 及以下变电所设计规范及GB50054-95低压配电设计规范等规范，进行工厂供电设计。做到“安全、可靠、优质、经济”的基本要求。并处理好局部与全局、当前与长远利益的关系，以便适应今后发展的需要，同时还要注意电能和有色金属的节约等问题。二 设计依据2.1 工厂负荷及电源情况2.1.1工厂负荷性质本厂车间为三班制，年最大负荷利用小时为 5600h，日最大负荷持续时间为 24h。该厂除装配车间、办公负荷和生活负荷三级负荷外，其余均属二级负荷。2.1.2供电电源情况供电电源情况 按照工厂与当地供电部门签定的供用电协议规定，本厂可由附近一

3、条 10kV的公用电源干线取得工作电源。该干线的导线牌号为 LGJ-150，导线为等边三角形排列，线距为 2m；干线首端距离本厂约 8km。干线首端所装设的高压断路器断流容量为 400MVA。此断路器配备有定时限过流保护和电流速断保护，定时限过流保护整定的动作时间为 3s。为满足工厂二级负荷要求，可采用高压联络线由邻近的单位取得备用电源。已知与本厂高压侧有电气联系的架空线路总长度为 80km，电缆线路总长度为25km。2.1.3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，按两部电费制交纳电费。每月基本电费按主变压器容量为 18元/kVA，动力电费为 0.9元/

4、Kw.h，照明电费为 0.5元/Kw.h。工厂最大负荷时的功率因数不得低于 0.9，此外，电力用户需按新装变压器容量计算，一次性向供电部门交纳供电贴费：610VA 为 800元/kVA。2.2自然条件2.2.1气象资料本厂所在地区的年最高气温为 38，年平均气温为 23，年最低气温为-9，年最热月平均最高2气温为 33，年最热月平均气温为 26，年最热月地下 0.8米处平均气温为 25。当地主导风向为东北风，年雷暴日数为 20。2.2.2地质水文资料本厂所在地区平均海拔 500m，地层以砂粘土为主，地下水位为 2m。三 设计内容及步骤1. 确定全厂计算负荷，编制负荷总表；合理确定无功补偿。要求

5、 10KV侧 cos=0.92。2. 合理确定变压器台数及容量，选择其规格型号,拟定变电所主接线方案。3. 短路电流的计算。4. 变压所进出线与邻近单位联络线的选择 第二章 负荷计算及无功补偿2.1.1 计算方法首先计算出各车间单组用电设备的计算负荷，再通过取同时系数，利用多组用电设备计算负荷的计算公式计算出整个车间的计算负荷。低压侧负荷计算（1）有功计算负荷（单位为 KW） niPcipcKP12即：5.479.0*)4540385605907680(2 cP3（2 ） 无功计算负荷（单位为 kvar） niQciqcKQ12即：5.1769.0*)182417017023190820( Q

6、c（3 ） 视在计算负荷（单位为 kvA） 36.5027222 ccc QPS（4 ） 计算电流（单位为 A） 67243NccUSI高压侧功率因数计算（1 ） 有功计算负荷（单位为 KW） 46.89015.*.4795.479221 cccPP（2 ） 无功计算负荷（单位为 kvar） 67.185206.*5.175.176221 cccQQ（3 ） 视在计算负荷（单位为 kvA） 25.0622111 ccc PQS（4 ） 功率因数的计算4915.0cos1cSP满足要求最大负荷时功率因数大于 0.90 所以不需要无功补偿。(5) 电流计算 （单位 A） 78.29311NccUS

7、I满足要求最大负荷时功率因数大于 0.90 所以不需要无功补偿。第三章 供配电方案选择由负荷计算可以看出，低压侧（即 380V 侧） 电流为 6766A，电流过大，而高压侧（即 10KV 侧） ，电流为 301.61A，通过相应导线和负荷的考虑给出以下两种供配电选择：（1 ） 10KV 电压直接引入各个车间，再通过变压和分配直接提供给车间。（2 ） 10KV 进线通过桥试连接的变压器 2 台，输出端为 380V 电压，但由于车间需求的电流很大，所以需要引入多组三相电缆。选择方案一，可以尽量避免高电流不好找到相应线缆的问题，但从实际情况来看，这样的方式需要很多变压器及变配电室。还需要很多的工作人

8、员，不符合实际操作需求。选择方案二，主要的问题在于如何选取电缆的强度，并且需要很多车间电缆进线。但优点在于人员投入少，变压器用量少，易于检修和维护，前期投入较少。综合以上情况，本次设计选择方案二以下为方案二中各个车间所需负荷及需求电流的情况：表 2-15第四章 变压所位位置的选择变压所所址的选择原则 变压所所址的选择，应根据以下要求并经技术经济分析比较后确定： （1）尽量接近负荷中心，以降低配电系统的电能损耗，电压损耗和有色金属消耗量。（2）进出线方便，特别是要便于架空进出线。（3）接近电源侧，特别是工厂的总降压变电所和高压配电所。（4）设备运输方便，特别是要考虑电力变压器和高低压成套配电装臵

9、的运输。（5）不应设在有剧烈运动或高温的场所，无法避开时，应有防振和隔热的措施。（6）不宜设在多尘或有腐蚀性气体的场所，无法远离时，不应设在污染源的下风侧。锻压车 间铸造车 间铆焊车 间机工车 间试验车 间压气车 间装配车 间办公负 荷生活负 荷负荷（KVA）767 726 585 645 534 362 505 445 442电 流(A)1156 1185 886 984 825 565 758 732 6486（7）不应设在厕所、浴室和其他经常积水场所的正下方，且不宜与上述场所相贴邻。（8）不应设在有爆炸危险环境的正上方或正下方，且不宜设在有火灾环境的正上方或正下方。当有爆炸或火灾危险环境

10、的建筑物毗连时，应符合现行国家标准 GB50058-1992爆炸和火灾环境电力装臵设计规范的规定。（9）不应设在地势低洼和有可能积水的场所。第五章 变电所主变压器及主接线方案的选择5.1 变电所主变压器的选择根据工厂的负荷性质和电源情况以及对现实状况实的际考虑工厂变电所的变压器做出以下选择：主备用变压器由于要符合二级符合要求，其负载端可能出现二，三级负荷混联的状况，所以根据容量（380V 侧的总容量为 5118.74KVA,10KV 侧总容量为 522.07KVA。 ） ，以及日后厂区扩建和设备的增添。综合选择总容量为 8000KVA 的变压器，型号为 S10-800 100005% 230/

11、400.因此可以考虑选两台 S10-/10 型低损耗配电变压器。工厂二级负荷所需的备用电源，考虑由邻近单位相联的高压联络线来承担。主变压器的联结组均为 Dyn11。相比于 Yyno 来说， Dyn11 联结有下列优点： （1）对于 Dyn11 联结变压器来说，其 3n 次（n 为正整数）谐波电流在其三角形接线的一次绕组内形成环流，从而不致注入公共的高压电网中去，这较之一次绕组接成星形接线的 Yyn0 联结变压器跟有利于抑制高次谐波电流。 （2） Dyn11 连结变压器的零序阻抗较之 Yyn0 连结变压器的零序阻抗小得多，从而更有利于低压单相接地短路故障保护的动作和故障的切除。 7（3）当低压侧

12、接用不平衡负荷时，由于 Yyn0 联结变压器要求低压中性线电流不超过低压绕组额定电流的 25%，因而严重限制了其借用单相负荷的容量，影响了变压器设备能力的发挥。为此，GB50052-1995供配电系统设计规范规定，低压为 TN 及 TT 系统时，宜采用 Dyn11 联结变压器。Dyn11 联结变压器的低压侧中性线电流允许达到低压绕组额定电流的 75%以上，其承受单相不平衡负荷的能力远比Yyn0 联结变压器大。这在现代供配电系统中单相负荷急剧增长的情况下，推广应用 Dyn11 联结变压器就显得更有必要。综合考虑以上因素，采用 Dyn11 联结更有优势。5.2 变电所主接线方案的选择 按上面考虑的

13、两种主变压器方案可设计主接线方案如下： Y0Y0S9-1000GG-1A(F)-0710/0.4kV联络线（备用电源）GG-1A(F)-54GW口-1010kVFS4-10GG-1A(J)-03GG-1A(J)-03GG-1A(F)-07GG-1A(F)-54GG-1A(F)-07GG-1A(F)-07主变 联络（备用）220/380V高压柜列8第六章 线型的选择为保证供电系统安全、可靠、优质、经济的运行，选择导线和电缆截面时必须满足下列条件：发热条件。导线和电缆再通过正常最大负荷电流即计算电流时产生的发热温度，不应超过其正常运行时的最高允许温度。电压损耗条件。导线和电缆在通过正常最大负荷电流即计算电流时产生的电压损耗，不应超过其正常运行时允许的电压损耗。对于工厂内较短的高压线路，可不进行电压损耗校验。经济电流密度。35KV 及以上的高电压线路及 35KV以下的长距离，大电流线路，其导线和电缆截面宜按经济电流密度选择，以使线路的年运行费用支出最小。机械强度 导线截面不应小于其最小允许截面，对于电缆，不必校验其机械强度，但需校验其短路热稳定度。母线则应校验其短路对的动稳定