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1、 . 目录1. 前言12. 负荷计算的意义与相关参数的计算23. 无功补偿的计算44 . 短路计算125. 电气设备选择与校验175.1 10kV一次侧设备选择175.2 380V侧一次设备的选择校验186. 供配电线路的选择196.1 10kV高压进线的选择197. 常用继电保护与整定计算207.1 QF处设置定时限过电流保护207.2 QF处电流速断保护整定计算217.3 ，处动作时间的整定218 .防雷和接地22个人小结24参考文献2510kV变配电所电气主接线图261. 前言随着现代工业迅速发展，工厂供电的可靠性日益显得尤为突出。一旦外部电源中断，将给工厂的生产造成巨大的损失，严重影响
2、了工业生产和人民的生活，同时影响我国国民生产总值。因此，做好工厂供电工作对于发展工业生产，实现工业现代化，具有十分重要的意义。由于能源节约是工厂供电工作的一个重要方面，而能源节约对于国家经济建设具有十分重要的战略意义，因此做好工厂供电工作，对于节约能源、支援国家经济建设，也具有重大的作用。工厂供电工作要很好地为工业生产服务，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并做好节能工作，就必须达到以下基本要求：（1） 安全 在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。（2） 可靠 应满足电能用户对供电可靠性的要求。（3） 优质 应满足电能用户对电压和频率等质量的要求（4） 经济 供电系统的投资要
3、少，运行费用要低，并尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗量。课程设计是学习中的一个重要环节，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，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：用户负荷计算和无功功率计算与补偿；变电所位置和形式的选择；确定主接线方案；短路电流的计算；变电所一次设备的选择与校验；用户电源进线与用户高压配电、低压配电线路的选择；保护装置的选择和其整定装置的计算；心得和体会；附参考文献。由于设计者知识掌握的深
4、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。2. 负荷计算的意义与相关参数的计算2.1负荷计算的意义负荷计算是设计的基础,它决定设备容量的选用,管网系统的规模以与工程总造价等,这是技术人员熟知的事实。但是近几年来用估算的方法替代了负荷计算,给制定方案、工程审核造成一定的困难。通过负荷的统计计算求出的、用来按发热条件选择供电系统中各元件的负荷值，称为计算负荷（calculated load）2.2 参数的计算目前，对工矿企业的电力负荷计算主要采用三种方法：单位容量法、需要系数法、用系数法。在本设计中采用的是需要系法来进行负荷计算。（一）一组用电设备的计算负荷主要计算公式有：有功
5、计算负荷：= (2-1)无功计算负荷：= (2-2)视在计算负荷：=/ (2-3)计算电流： =/ (2-4)式中为用电设备组的需要系数值；为用电设备组的平均功率因数； 为功率因数的正切值；为用电设备组的额定电压。（二）多组用电设备的计算负荷在确定低压干线上或低压母线上的计算负荷时，可结合具体情况对其有功和无功计算负荷计入一个同时系数K。 图2-1 多组用电设备的计算负荷 对于干线，可取KP=0.85-0.95;KQ=0.90-0.97对于低压母线，由用电设备计算负荷直接相加来计算时，可取KP=0.8-0.9, KQ =0.85-0.95。由干线负荷直接相加来计算时，可取KP=0.95, KQ
6、 =0.97。 其计算公式如下：(2-5) (2-6) 由此确定工程橡胶公司各车间变电所总的电力负荷，如表2-1所示。表2-1 电力负荷计算表车间名称设备容量/kW需要系数/Kd功率因数/costan计算负荷车间变电所代号Pc/kWQc/kvarSc/kvAIc/A铸造车间950.00 0.40 0.65 1.17 380.00 444.60 584.62 888.24 STS1金加工车间645.00 0.30 0.70 1.02 193.50 197.37 276.42 419.98 STS2轧胶车间230.00 0.30 0.75 0.88 69.00 60.72 92.00 139.78
7、 硫化车间380.00 0.50 0.75 0.88 190.00 167.20 253.33 384.90 伸缩缝车间290.00 0.40 0.80 0.75 116.00 87.00 145.00 220.30 仓库40.00 0.30 0.50 1.73 12.00 20.76 24.00 36.46 STS3食堂80.00 0.75 0.80 0.75 60.00 45.00 75.00 113.95 锅炉房75.00 0.75 0.80 0.75 56.25 42.19 70.31 106.82 水泵房60.00 0.75 0.80 0.75 45.00 33.75 56.25 8
8、5.46 综合楼175.00 0.70 0.90 0.48 122.50 58.80 136.11 206.80 3. 无功补偿的计算在交流电路中,由电源供给负载的电功率有两种；一种是有功功率,一种是无功功率。无功功率比较抽象,它是用于电路电场与磁场的交换,并用来在电气设备中建立和维持磁场的电功率。它不对外作功,而是转变为其他形式的能量。由于它不对外做功,才被称之为“无功”。无功功率的符号用Q表示,单位为乏(Var)或千乏(kVar)。从发电机和高压输电线供给的无功功率,远远满足不了负荷的需要,所以在电网中要设置一些无功补偿装置来补充无功功率,以保证用户对无功功率的需要,这样用电设备才能在额定
9、电压下工作。这就是电网需要装设无功补偿装置的道理。根据电容器在工厂供电系统中的装设位置，有高压集中补偿，低压成组补偿和低压补偿三种方式。由于本设计中上级要求工厂最大负荷时的功率因数不得低于0.92,而由上面计算可知=0.650.9，因此需要进行无功补偿。综合考虑在这里采用并联电容器进行低压集中补偿。以NO1(STS1)车间变电所为例,计算它的功率补偿QN.C = 380（tanarc cos0.65tanarccos0.94）kvar=306.35kvar根据补偿柜的规格要求,初选BCMJ0.4-16-3,每组容量qN.C =16kvar,则需要安装的电容组数为n= QN.C /qN.C =3
10、06.35kvar/16 kvar=19.1420 无功补偿后，变电所低压侧的视在计算负荷为：Pc=380 Qc=(444.6-320)kvar=124.60kvarSc=399.90kV.A cosa=0.95又考虑到变压器的功率损耗为： (3-1) (3-2)变压器初次选择SCB10-630/10，变压器参数如表3-1所示：表3-1：变压器CB10-630/10型参数变压器额定容量：SN.T=630kVA P0/kWPK/kWI0%UK%1.18 5.12 0.80 4.00 通过式3-1，式3-2得PT=0.01Sc=3.24kWQT=0.05Sc=15.19kvar变电所高压侧计算负荷
11、为：= + =383.24kW= -QN.C + =139.79kvar=407.94补偿后的功率因数为：Cos=0.94各个车间的补偿结果如下表所示：计算点有功计算负荷Pc/kW无功计算负荷Qc/kvar视在计算负荷Sc/kVA计算电流Ic/A功率因数cos补偿前STS1变压器低压侧计算负荷380.00 444.60 584.62 888.24 0.65 补偿容量QNC1=380tan(arccos0.65)- tan(arccos0.94)=306.35kvar实际取组2016kvar=320kvar-320.00 补偿后STS1变压器低压侧计算负荷380.00 124.60 399.90
12、 607.59 0.95 计算点变压器功率损耗(Sc=399.9kVA,SN.T=630kVA) 有功计算负荷Pc/kW无功计算负荷Qc/kvar视在计算负荷Sc/kVA高压侧计算电流Ic/A功率因数cosSTS1变压器高压侧P0/kWPK/kWI0%UK%PT/kWQT/kvar383.24 139.79 407.94 23.55 0.94 1.18 5.12 0.80 4.00 3.24 15.19 计算点有功计算负荷Pc/kW无功计算负荷Qc/kvar视在计算负荷Sc/kVA计算电流Ic/A功率 因数cos补偿前STS2变压器低压侧计算负荷568.00 512.29 764.90 116
13、2.14 0.74 补偿容量QNC2=568tan(arccos0.74)- tan(arccos0.94)=310.11kvar实际取组2016kvar=320kvar-320.00 补偿后STS2变压器高压侧计算负荷568.00 192.29 599.67 911.10 0.95 计算点变压器功率损耗(Sc=599.67kVA,SN.T=800kVA) 有功计算负荷Pc/kW无功计算负荷Qc/kvar视在计算负荷Sc/kVA高压侧计算电流Ic/A功率因数cosSTS2变压器高压侧P0/kWPK/kWI0%UK%PT/kWQT/kvar573.17 223.26 615.12 35.51 0.93 1.52 6.50 0.50 6.
