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1、课程设计说明书（2015 /2016 学年第一学期） 课程名称 ： 企业供电系统工程设计 题 目 ： 某机械厂降压变电所的电气设计 专业班级 ： 自动化1225 学生姓名 : 叶锦霖 学 号： 指导教师 ：王巍、王书强、王静爽、苗敬利、王艳芬 设计周数 ： 1周 设计成绩 ： 2016年 1月 15日- 3 -目录第一章 负荷计算和无功功率补偿 - 3 -1.1 负荷计算- 4-1.2 无功功率补偿- 5-第二章 变电所位置与型式的选择- 6-第三章 变电所主变压器及主接线方案的选择- 7 -3.1 变电所主变压器的选择- 8 -3.2 变电所主接线方案的选择- 9 -3.3 主接线方案的技术
2、经济比较- 10 -第四章 变电所高、低压线路的选择-10 -4.1 10kV高压进线和引入电缆的选择- 11 -4.2 380低压出线的选择- 12 -4.3 作为备用电源的高压联络线的选择校验- 13 -第五章 变电所二次回路方案的选择与继电保护的整定- 15 -5.1变电所二次回路方案的选择- 15 -5.2 变电所继电保护装置- 15 -5.3装设电流速断保护- 15 -5.4作为备用电源的高压联络线的继电保护装置- 16 -参考文献及心得体会- 17 -第一章 负荷计算和无功功率补偿1.1 负荷计算1.1.1单组用电设备计算负荷的计算公式a)有功计算负荷（单位为KW） = ， 为系数
3、b)无功计算负荷（单位为kvar）= tanc)视在计算负荷（单位为kvA）=d)计算电流（单位为A） =, 为用电设备的额定电压（单位为KV）1.1.2多组用电设备计算负荷的计算公式a)有功计算负荷（单位为KW）=式中是所有设备组有功计算负荷之和，是有功负荷同时系数，可取0.850.95b)无功计算负荷（单位为kvar）=，是所有设备无功之和；是无功负荷同时系数，可取0.90.97c)视在计算负荷（单位为kvA） =d)计算电流（单位为A） =经过计算，得到各厂房和生活区的负荷计算表，如表2.1所示（额定电压取380V）表2.1各厂房和生活区的负荷计算表编号名称类别设备容量/kW需要系数co
4、stan计算负荷/kW/kvar/kVA/A1铸造车间动力2950.40.651.028081.6照明80.91.004.20小计30384.281.61182012锻压车间动力3850.30.61.1790105.3照明70.91.005.60小计39295.6105.31442517金工车间动力3500.20.651.1790105.3照明80.91.006.30小计35896.3105.31451946工具车间动力3700.250.621.3390119.7照明80.771.004.90小计37894.9119.71552804电镀车间动力2800.450.730.75300225照明7
5、0.711.004.90小计287304.92253802443热处理车间动力1800.420.770.7512090照明70.81.005.60小计187125.690155.61769装配车间动力1700.340.651.026061.2照明90.761.004.90小计17964.961.290.612210机修车间动力1650.210.631.176070.2照明40.861.002.80小计16962.870.295.2788锅炉车间动力650.60.651.754884照明20.71.001.40小计6749.48475.2675仓库动力250.380.8-0.91.0266.12
6、照明10.891.001.40小计267.46.129.916.211生活区照明3850.850.901400140413总计动力22851134.1948.4照明446计入=0.8, =0.850.75771.2644.81508.516551.2 无功功率补偿 无功功率的人工补偿装置：主要有同步补偿机和并联电抗器两种。由于并联电抗器具有安装简单、运行维护方便、有功损耗小以及组装灵活、扩容方便等优点，因此并联电抗器在供电系统中应用最为普遍。由表2.1可知，该厂380V侧最大负荷时的功率因数只有0.75。而供电部门要求该厂10KV进线侧最大负荷时功率因数不低于0.9。考虑到主变压器的无功损耗元
7、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，暂取0.92来计算380V侧所需无功功率补偿容量：=(tan - tan)=810.8tan(arccos0.75) - tan(arccos0.92) = 369.66 kvar参照图2，选PGJ1型低压自动补偿评屏，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台相结合，总共容量为84kvar5=420kvar。补偿前后，变压器低压侧的有功计算负荷基本不变，而无功计算负荷=（727.6-420）kvar=307.6 kvar，视在功率=867.2 kVA，计算电流=1317.6 A,功率因数提高为
8、cos=0.935。在无功补偿前，该变电所主变压器T的容量为应选为1250kVA,才能满足负荷用电的需要；而采取无功补偿后，主变压器T的容量选为1000kVA的就足够了。同时由于计算电流的减少，使补偿点在供电系统中各元件上的功率损耗也相应减小，因此无功补偿的经济效益十分可观。因此无功补偿后工厂380V侧和10kV侧的负荷计算如表3所示。图2.1 PGJ1型低压无功功率自动补偿屏的接线方案表2.2无功补偿后工厂的计算负荷项目cos计算负荷/KW/kvar/kVA/A380V侧补偿前负荷0.75810.8727.610891655380V侧无功补偿容量-420380V侧补偿后负荷0.935810.
9、8307.6867.21317.6主变压器功率损耗0.015=130.06=5210KV侧负荷计算0.935823.8359.6898.952第二章 变电所位置与型式的选择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。在工厂平面图的下边和左侧，分别作一直角坐标的轴和轴，然后测出各车间（建筑）和宿舍区负荷点的坐标位置，、分别代表厂房1、2、3.10号的功率，设定（2.5，5.6）、（3.6，3.6）、（5.7，1.5）、（4，6.6）、（6.2，6.6）、（6.2，5.2）、（6.2，3.5）、（8.8，6.6）、（8.8，5.2）、（8.8，3.5），并设（1.2，
10、1.2）为生活区的中心负荷，如图3-1所示。而工厂的负荷中心假设在P(,),其中P=+=。因此仿照力学中计算中心的力矩方程，可得负荷中心的坐标： （3-1） （3-2）把各车间的坐标代入（1-1）、（2-2），得到=5.38，=5.38 。由计算结果可知，工厂的负荷中心在6号厂房（工具车间）的西北角。考虑到6号厂周围环境及进出线方便，决定在房的西侧紧靠厂房建造工厂变电所，器型式为附设式。图3-1 按负荷功率矩法确定负荷中心第三章 变电所主变压器及主接线方案的选择3.1变电所主变压器的选择根据工厂的负荷性质和电源情况，工厂变电所的主变压器考虑有下列两种可供选择的方案：a)装设一台变压器 型号为S
11、9型，而容量根据式，为主变压器容量，为总的计算负荷。选=1000 KVA=898.9 KVA，即选一台S9-1000/10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。b)装设两台变压器 型号为S9型，而每台变压器容量根据式（4-1）、（4-2）选择，即898.9 KVA=（539.34629.23）KVA（4-1）=(134.29+165+44.4) KVA=343.7 KVA（4-2）因此选两台S9-630/10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Yyn0 。3.2 变电所主接线方案的选择 按上面考虑的两种主变压器方案可设计下列两种主接线方案：3.2.1装设一台主变压器的主接线方案如图4-1所示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)-07
