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1、铁道大学课程设计题目：新华机械厂降压变电所电气设计系别 : 电气工程系专业：自动化班级：电 0802-2学生：朋亮指导教师：涛完成日期： 2011.12 月1 .设计任务1.1 设计要求:要求根据本厂所取得的电源与本厂用电负荷的实际情况，并适当考虑工厂生产的发展，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，选择变电所主结线方案与高低压设备和进出线，确定二次回路方案（参考教材第七章），最后按要求写出设计说明书，绘制变电所系统图，功率因数补偿到 0. 9。1.2 设计依据：1.2.1 工厂总平面图:圈L1工厂平面用工厂负荷情况本厂多数车间为两班制
2、，年最大负荷利用小时为4600小时，日最大负荷持续时间为6小时，该厂除铸造车间、电镀车间和锅炉房属二级负荷外，其余均属三级负荷。工厂负荷统计资料全厂负荷情况如1.1工厂负荷统计资料表所示:厂房编号厂房名称负荷类别设备容量/kw需要系数功率因数1铸造车间动力4290.40. 752铁挪车间动力3700.30. 73金工1车间动力3750.40. 755金工2车间动力4100.40. 76工具车间动力3200.30. 77氧气车间动力2000.30. 88热处理车间动力3150.40. 89装配车间动力2850.30. 710机修车间动力2720.30. 7511锅炉房动力1500.30. 712
3、仓库动力340.40. 713生活用电照明1500. 71 . 01.1、 3气象资料本厂所在地区的年最高气温为41度，年平均气温为 23度，年最低气温为一8度，年最热月平均最高气温为33度，年最热月平均气温为 26度，年雷暴日为20。本厂所在地区平均海拔 500米，底层以砂粘土为主。第一章负荷计算和无功功率补偿1.2、 全厂负荷计算表与方法负荷计算的方法有需要系数法、利用系数法与二项式等几种。本设计采用需要系数法确定。主要计算公式有：有功功率：P30= PeKd无功功率：Q30 = P30 - tg(|)视在功率：S3O = P30/cos小计算电流：I30 = S30/V3Un机械厂负荷计
4、算表视在功率S30设备容量(Pe)需要系数Kd功率因数 cos&无功功率Q30有功功率P30铸造车间228.804290.40.75151.34171.6铁挪车间158.573700.30.7113.24111金工1车间200.003750.40.75132.29150金工2车间234.294100.40.7167.31164工具车间137.143200.30.797.9496氧气车间75.002000.30.845.0060热处理车间157.503150.40.894.50126装配车间122.142850.30.787.2385.5机修车间108.802720.30.7571.9681.6
5、锅炉房64.291500.30.745.9145仓库19.43340.40.713.8713.6生活用电105.001500.710.00105总计1610.963310.001020.601209.31.3、 无功功率补偿由题设条件知，功率因数补偿到0. 9由上表可知，该厂380V侧最大负荷时的功率因数是 0.75,而供电部门要求该厂10kv进线侧最大负荷时因数不应低于 0.90.考虑到主变压器的无功损耗远大于有功损耗，因此380V侧最大负荷时因数应稍大于0.90,暂取0.92来计算380V侧 所需无功功率补偿容量：Qc=P30（tan M-tan（2）=1209.3tan（arccos0.
6、75）-tan（arccos0.92）kvar=551kvar选PGJ1型低压自动补偿屏（如图2.1所示），并联电容器为BW0.4-14-3型， 采用其方案1（主屏）1台与方案3（辅屏）4台相组合，总共容量84kvar*5=420kvar。 因此无功补偿后工厂380V侧和10KV侧的负荷计算如下表所示：项目cos（|）计算负荷P30/kwQ30/kvarS30/kvaI30/A380v侧补偿前负荷0.75812.2727.610901656380v侧无功补偿容 量-420380v侧补偿后负荷0.935812.2307.6868.51320主变压器 功率损耗0.015S30=130.06S30=
7、5210kv侧负荷计算0.92825.2359.690052第二章变电所位置和形式的选择2.1变电所位置的选择，：我们的工厂是10kv以下，变电所的位置应尽量接近工厂的负荷中心，工厂 的负荷中心按负荷功率矩法来确定。可得负荷中心的坐标：x _尸1-4 P+ /+人 片内1 _ 士 EG耳46+ R + A为E尸1_片M+匕，十月匕+小&町川一+以+A片-工片把各车间的坐标带入（3-1）（3-2）,得到x=5.38, y=5.38.由计算结果可知，工厂的负荷中心在6号厂房的西北角。考虑到周围环境和进出线方便，决定在 6 号厂房的西侧仅靠厂房建造工厂变电所，器型为附设式。图I按负词功率矩法确定负荷
8、中心第三章变电所主要变压器的台数与容量、类型的选择3.1根据工厂的负荷情况和电源情况，工厂变电所的主变压器选择的方案: a度设一台变压器 型号为S9型，而容量根据式Snt S30, Snt为主变压器容 量，S30为总的计算负荷。选 Snt =2000 KVA S30 =1610.96 KVA,即选一台 S9-2000/10型低损耗配电变压器。至于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。2.类型：我们这里选S9-2000/10主变压器的联结组为Yyn0。第四章、变电所主接线方案的选择主接线方案:4.1装设一台主变压器的主接线方案如图m 4-1 装设一行主变jr佛的主
9、接线方案图5T 短路算电路4-1第五章短路电流的计算二、欧姆法计算短路电流1 .绘制计算电路与计算2 .确定短路计算基准值设基准容量Sd=100MVA基准电压Ud=Uc=1.05lK UC为短路计算电压，即高 压侧 Ud1=10.5kv , Ud2=0.4kv ,则51 IOOWVA 工= -= 5.5M币叫员0.4 A744 fcA6i )(5-2)3.计算短路电路中各元件的电抗标幺值3.1 电力系统已知电力系铳出口断一的断流容量鼠-500MVA,故X：G00NA/和 OMVA-0.2(5T)3.2 架空线路查表得LGJ-150的线路电抗，而线路长3km,故(0.36*) *100M/ (1
10、0.5K*10.5K) =0.975(5-4)3.3 电力变压器查表得变Fk器的热路电压百分值7.3故Uk%Sd 4.5 100WW m .X = k - =乂-q 3 IOO5 V 100 lOlMWA C5-5)式中，Sn为变压器的额定容量因此绘制短路计算等效电路如图5-2所示图5-2 好路计算等效也路4 .k-1点的相关计算4.1 总电抗标幺值0.2+0.975=1.175(5-6)4.2 三相短路电流周期分量有效值5.5KA/1.175=4.68KA(5-7)4.3 其它短路电流4.68KA(5-8)2.55*4.68KA=11.93KA(5-9)1.51*4.68KA=7.07KA(
11、5-10)4.4 三相短路容量100MVA/1.175=85.11MVA(5-11)5 .k-2点的相关计算5.1 总电抗标幺值0.2+0.975+4.5=5.675(5-12)(5-13)(5-14)(5-15)(5-16)(5-17)5.2 三相短路电流周期分量有效值144KA/5.675=25.37KA5.3 其它短路电流25.37KA1.84*25.37=46.68KA1.09*25.37=27.65KA5.4 三相短路容量100M/5.675=17.62MVA以上短路计算结果综合图表5-1所示表M短路计舜也附他点三由知酊喊浦短路容谕川A产ii)；Jk 1#才K-14.684.684.
12、6811.937.0785.11K-225.3725.3725.3746.6827.6517.62第六章变电所一次设备的选择与校验6.2高低压电气设备的选择一、高压侧一次设备的选择与校验6.2.1 按工作电压选择照的豌岫h-肺应肝脏系统的触岫。聊向？跖 觎整 的帐皿如应林于期在系维虢高电压忆，风”,UN幅 兀期驯 柢联一嗨器及支触缘额定概九=1班 舞前吼幽 以=15kL为醯联电副号如设备的额定电流In不应小于所在的电路计算电流I?既InI306.2.3 按断流能力选择混的畿开辆肛或懒髓臬,出淅瞅僦睡备趟，不应小于心 麟断的耿麟有她倒麴睛量甲.即肝分断城酪螭的潞来礼则必八 D 默负利流6.2.4
13、 隔离开关、负荷开关和断路器的短路稳定度校验a）动稳定度校验则戢除条件时十上IW分h州6,1麻，由川川用卜/备均就要也选择校验 项目电压电流断路能 力动态定 度热稳定度位 置 地 占 八、 条 件参数UnInIk (3) (3) I sh数据10KV57.7A4.68KA5.0 KA41.6次 设 备 型 号 规 格额定 参数Un1Un2IocimaxIt*It*t高压 少油 断路 器10kV630KA16KA40KA16*16*2=512高压 隔离 开关10KV200A25.510*10*5=500二、低压侧一次设备的选择同样，做出380V侧一次设备的选择校验，如图6-2所示，所选数据均满足要求。表2 38UV一次御设备的选祥校验选择校验项H电用电n断流能力动态 定康热稳定度饕置地点 条件频1*,同1 AWE数据380V忠1317励147kA防.4 419TH 0.7 = 272次 设 备 型 号 视 格鲍坦参数fjU Ntnaw1. -t加反映睇器0
