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1、某工厂配电线路及变电所设计电力工程课程设计是电气工程及其自动化专业重要的实践教学环节之一，其目的是 加深理论知识的理解，掌握电力工程中涉及到的基本工程计算方法，并能对中小型变电 所的电气部分进行独立设计，同时，也使学生受到工程实践应用的基本训练。设计内容以中小型变电所电气部分的初步设计为重点，要求学生充分发挥主动性与创造 性，在老师的指导下独立完成课程设计，并撰写格式、符号、字数均符合规定的课程设计说 明书和相应图纸。一. 确定车间变电所变压器的台数和容量（一） 负荷计算根据设计资料，按需要系数法对工厂各车间负荷进行统计计算，下面以第 一车间为例进行计算。第一车间的视在计算负荷为S =：P2
2、+ Q2 =、门802 +1802 KVA=800.5KVA303030查表A-1,选择型号为S9-1000/10型、电压为10/0.4KV、YynO联接的变压器，其技术数据为：AP =1.7KW, AP =10.3KW, 1 % =0.7, U % =4.5，变压器0 k 0 k的负荷率0 =800.5/1000=08则变压器的功率损耗为AP =AP + 0 2AP = （1.7+0.82 x 10.3）kw=8 3KWT 0 kS1000AQ =忒(I % + 0 2U %)二-x (0.7 + 0.82 x 4.5) kvar=35.8kvar T 100 0 k 100依此类推，将工厂
3、各车间计算负荷的结果汇总于下表380V侧计算负荷变压器功率损耗10KV侧计算负荷序号P30(kW)Q、30(kvar)S30（网变压器容 量/KVAAPT(KW)AQT(KW)P30 (kW)Q30 (kvar)S30 (kVA)1780180800.510008.335.8788.3215.8817.3211503201193.7125012.958.81162.9378.81223312103701265.3160011.554.61221.5424.61293.24760270806.510008.436.3768.4306.3827.25860310914.2100010.344.68
4、70.3354.6939.8总4811.41680.15096.3计(二) 总降压变压器容量的选择由于工厂厂区范围不大，高压配电线路上的功率损耗可忽略不计，因此上表中所示车间变压器高压侧的计算负荷可认为就是总降压变电所出线上的计算负荷。取K工=0.95,则总降压 变电所低压母线上的计算负荷为梯=0.95 x 4809-7kW=4811-4kWQ=0.95 x 1654.5kva r=1680.1kvar30(2)S 二481142 +1608.12 =5096.3KVA30(2)因为负荷均为一级负荷，故在总降压变电所可装设两台容量为6300KVA的变压器。查表A-2，选择S9-6300/35型
5、、35/10.5KV的变压器。由于总降压变电所低压侧的功率因数为4811.45096.3=0.9440.9PCOS 申 30(2) Q30(2)故不需在低压侧装设电容器进行补偿二. 变(配)变电所主接线图设计(1) 总降压变电所 因为本设计所有的负荷均为一次负荷，为提高供电的可 靠性，应在总降压变电所装设两台变压器，本设计采用一次侧采用桥式接线、二 次侧采用单母线分段接线，这种接线的好处是所用设备少，结构简单，占地面积 小，供电可靠性高，适用于具有两回电源进线和两台变压器的总降压变电所。(2) 车间变电所 车间变电高、低压侧均采用单母线分段接线。这种接线 的供电可靠性相当高，当一台变压器或一回
6、电源进线故障或检修时，通过切换操 作，可迅速恢复对整个变电所的供电，非常符合本设计的一级负荷的要求。变电所总的接线图间图-1三. 导线截面选择35KV汇流母线户外配电装置的汇流母线多采用软导线，因此35KV汇流母线选用钢芯铝绞线。1）按经济电流密度选择导线截面积35K V母线的最大持续电流为104A，因年最大负荷利用小时T =5600h,查表3-3得，经济电流密度j =0.9 A/ mm2，则导线的经济 max ec截面为人I104A=mm 2 = 115.6 mm 2ec j0.9ec初选LGJ-95型钢芯铝绞线。2）检验发热条件。查表A-8和表A-10得，30。C时LCJ-95型钢芯铝绞线
7、的载流量为I = 0.94 x 335 A=314.9A104A,因此满足发热条件。al3）检验机械强度。查表3-2知，35KV及以上的钢芯铝绞线最小截面积为35 mm2，所选 LGJ-95型钢芯铝绞线满足机械强度要求。（2） 10KV汇流母线1）按发热条件选择截面积10KV母线的最大持续电流为58A,初选TJ-50型导线2）检验机械强度。查表3-2知，1035KV的导线最小截面为35mm2，所选导线 满足机械强度要求。3）检验发热条件。查表A-8和表A-10得，30oC时TJ-50型导线的载流量为I =0.94x270A=253.8A58A, 因此满足发热条件。al.确定短路计算点，计算三相
8、短路电流为了选择高压电气设备，整定继电保护，必须进行短路电流计算。短路电流按系统正常运行方式进行计算，其计算电路图和短路点的设置如下图所示（依一车间为例）。短路电流计算电路图根据计算电路图做出计算短路电流的等效电路图如下图 1：求各元件电抗标幺值设 S=100MVA，Udi =37KV，Ud2 =10-5kV，Ud3 =04kV则d1d2d3(1)电力系统= -3r037=1.56kA100k.maxk.min3 xl0.5100v3 x 0.4kA=5.5kAkA =144.3kA= 287MVA 时= 107MVA 时(2)架空线路WL(3)主变压器t车间变压器T21.max1.minX*
9、 二 0.4xlx100k.maxk.min100287100107=0.35=0.93l0.52=0.367.5 l00l00 6.34.5 l00l00=1.19=4.52.系统最大运行方式下三相短路电流及短路容量的计算(1) k 点短路总的电抗标幺值为*= X工1“X *=0.931.min因此k1点短路时的三相短路电流及短路容量分别为klX*1.56093kA=1.68kA加 2.55Iki =2.55x 1-68kA=4-28kAI 二 1.51I =1.51 x 1.68kA=2.54kAshlklS l00S =4 = MVA =107.53 MVAkl X *0.93为iX*工
10、2k2点短路总的电抗标幺值为X 1罰 + X *=0-93 + 1-19 = 2-12因此k2点短路时的三相短路电流及短路容量分别为k2=d2 = kA =2 59kAX *2.12为2ish2二 25512=255x2.59如6.6从sh2二 1-51Ik 2=1-51 x 2-59kA=3-91kASSS =d-k 2X *工2100=212 MVA =47.17 MVA(3) k 点短路 总阻抗标幺值为X*工3X *+ X * + X * + X * =0.93+0.36+1.19+4.5=6.981.min234因此，k 点短路时的三相短路电流及短路容量分别为k3d3X *为3144.
11、3=硕A =20-67kAish3二 1.8413 =1-84 % 267kA=38.3kAsh3二 L0913 =1-09 x 20-67kA=22-53kAS SS = d-k 3 X *100=MVA=14.33MVA6.98短路 计算 点运行方式三相短路电流/KA短路容量/MVAIk (kA)ki h (kA)sh1 h (kA)S ( MVA)kk最大1.684.282.54107.53A/1最小4.4611.376.73285.7k最大2.596.63.9147.172最小3.579.15.3964.94k最大20.6738.0322.5314.33Av3最小22.5541.492
12、4.5815.63工3系统最小运行方式下短路电流计算过程从略，将计算结果汇总于下表五.部分高压电气设备选择与校验6300主变35KV侧设备主变35KV侧计算电流130 = _ .亍齐人二仙人35kV配电装置采用户外布置，各设备有关参数见下表安装地点电气条件设备型号规格项目数据项目断路器SW2-35/1000隔离开 关GW4- 35G/60 0电流互感 器 LCW-35电压 互感口口器JDJJ-35避田口口器FZ35U /kVN35U / kVN3535353535I /A30104I / AN1000600200/10I /kAk1.68I / kAoc16.5s /MVAk107.53S /
13、 MA Aoc1000i /kAsh4.28i / kAmax455072 x 200x0.1 = 28.28121/ kA 2 g imas1.682 x 1.7=4.812t / kA2 - st16.52 x 4=1089142 x 5=980(65 x 0.1)2x 1=42.25主变10k V侧设备6300主变10KV侧计算电流130 = 込0 5 A=346.4A，选用GG-1A(F)-04型高压开关柜，各设备有关参数见下表安装地点E包气条件设备型号规格项目数据项目高压断路口口器SN10-10I/630隔离开关GN8-10T/600电流互感器LAJ-10U /kVN10U / kVN101010I /A30346.4I / AN6306
