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1、某钢管加工厂变电所供配电设河南科技大学车辆与动力工程学院课程设计说明书一、设计目的熟悉电力设计的相关规程、 规定， 树立可靠 供电的观点， 了解电力系统， 电网设计的 容， 巩固 已学习的课程内容，学习撰写工程设 计说明书， 对变电所区域设计有初步的认识。基本方 法和基本内容，熟悉相关电力计算的内二、设计要求（1）通过对相应文献的收集、分析以及总结， 给出相应项目分析，需求预测说明。（2）通过课题设计，掌握电力系统设计的方法 和设计步骤。（3）学习按要求编写课程设计报告书，能正确 阐述设计方法和计算结果。（4）学生应抱着严谨认真的态度积极投入到课 程设计过程中， 认真查阅相应文献以及实现， 给
2、 出个人分析、设计以及实现。三、设计任务（一）设计内容 1总降压变电站设计（1）负荷计算（2）主结线设计：选主变压器及高压开关等设 备，确定最优方案。河南科技大学车辆与动力工程学院课程设计说明书3）短路电流计算：计算三相短路电流，计算 结果列出汇总表。4）主要电气设备选择：主要电气设备选择及 校验。选用型号、 数量、汇成设备一览 表。5）主要设备继电保护设计：元件的保护方式选择和整定计算。6）配电装置设计：包括配电装置布置型式的选择、设备布置图。（7）防雷、接地设计：包括直击雷保护、进行 波保护和接地网设计。2车间变电所设计 根据车间负荷情况，选择车间变压器的台 数、容量，以及变电所位置的原则
3、考虑。3 厂区配电系统设计根据所给资料，列出配电系统结线方案，经过详细计算和分析比较，确定最优方案。（二）设计任务1设计说明书，包括全部设计内容，负荷 计算，短路计算及设备选择（要求列表）； 2电气主接线图。四、设计时间安排查找相关资料（ 1 天）、总降压变电站设河南科技大学车辆与动力工程学院课程设计说明书3 天）、车间变电所设计（ 2 天）、厂区配电系统设计（ 1 天）、撰写设计报告（ 2 天） 和答辩（ 1 天）。五、主要参考文献1电力工程基础2 工厂供电3 继电保护 .4 电力系统分析5 电气工程设计手册等资料一 工厂负荷统计及电源情况 1.负荷情况：本 厂主要承担钢管加工生产。全厂各车
4、间负荷计算表如下：序号用电单位名称设备容量(kW)KdCOStan计算负荷P30 伽)Q30 (kvar)S30 (kV A)1UOE车间85000.280.80.752380178529752JCOE车间66030.280.80.751848.841386.632311.053ERW车间44640.50.80.752232167427904新防腐车间36500.550.80.752007.51505.6252509.3755弯管车间16920.60.80.751015.2761.412696华龙防腐25000.550.80.7513751031.251718.757 RBE车间17500.3
5、50.80.75612.5459.375765.6252电源情况2.电源情况 如图所示，工厂电源从电业部门某110/35kV变压所A,用35kV双回架空线引入 本在工厂里，电能虽然是工业生产的主要能源和动力，但是它在产品成本中 所占 的比重一般很小。电能在工业生产中的重要性，并不在于它在产品成本中 或投资总额 中所占的比重多少，而在于工业生产实现电气化以后可以大大增加 产量，提高产品质 量，提高劳动生产率，降低生产成本，减轻工人的劳动强度， 改善工人的劳动条件， 有利于实现生产过程自动化。从另一方面来说，如果工 厂的电能供应突然中断，则对 工业生产可能造成严重的后果。因此，做好工厂供电工作对于
6、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。第
7、二章 负荷计算及功率补偿 21 负荷计算的内容和目的（1）计算负荷又称需要负荷或最大负荷。计算负荷是一个假想的持续性 的负 荷，其热效应与同一时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。在配 电设计中 通常采用 30 分钟的最大平均负荷作为按发热条件选择电器或导体的河南科技大学车辆与动力工程学院课程设计说明书依据。（2）尖峰电流指单台或多台用电设备持续1秒左右的最大负荷电流。一般取 启动电流上午周期分量作为计算电压损失、电压波动和电压下降以及选择电器和保护 元件等的依据。在校验瞬动元件时，还应考虑启动电流的非周期分量。（3）平均负荷为一段时间内用电设备所消耗的电能与该段时间之比。常选用最 大负荷
8、班的平均负荷，有时也计算年平均负荷。平均负荷用来计算最大负荷和电能消 耗量。 2.2 负荷计算的方法 本设计采用需要系数法确定。主要计算公式有：有功计算负荷（ kW）P30 Kd Pe无功计算负荷（ kvar ） Q30 P30 tan视在负荷计算（kVA）qP30cos得各项数据列表如下（下表数据均为35kV侧）：表 2-1 全场各车间负荷计算统计资料序号用电单位名称设备容量（kW）Kdcostan计算负荷P30 (kW)Q 30(kvar)S30 (kV A)1UOE车间85000.280.80.752380178529752JCOE车间66030.280.80.751848.841386
9、.632311.053ERW车间44640.50.80.752232167427904新防腐车间36500.550.80.752007.51505.6252509.3755弯管车间16920.60.80.751015.2761.412696华龙防腐25000.550.80.7513751031.251718.757RBE车间17500.350.80.75612.5459.375765.6252.3 全厂负荷计算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，因此表 2-1 所示的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现上的 计算负荷。取Kp = 0.92; K zq =
10、0.95，则总降压变电所低压母线上的 计算负荷为P =K p*工 P =0.92X11471.04=10553.35 kW30 工30Q =K q*工Q =0.95X8603.28=8173.12kvar30 工30S P 2 02 13348KVA303030cose二 P /S = 10553.35/13348 0.793030从设计任务书的要求可知，工厂35kV高压侧进线在最大负荷时，其功率 因 素不应小于0.9，而由上面计算可知cose=O790.9。考虑到变压器 的无功功率损耗，远远大于有功功率损耗，为使工厂的功率因数提高到0.9 ，需在总降压 变电所低压侧10KV母线上装设并联电容
11、器进行补偿，取低压侧补偿后的功率 因数为0.92 ，则需装设的电容器补偿容量为：Qc P30(tg 1 tg 2) =10553.35X(tanarccos0.79 tanarccos0.92 ) =3693kvar取BWF10.5-100-1 W型的电容器，所需电容器个数为：n = Q /q = 3693/1000 =36.93cc取3的倍数，n=39,则实际补偿容量为Qc=100X39=3900 kvar无功补偿 后，变电所低压侧的计算负荷为：S30 (2)P30 (Q30 Qc)210553.352 ( 8173.12 3900 )2 =11358.64 KVA变压器的功率损耗为：(估算
12、Pt(0.01-0.02 ), Q t(0.05-0.08 )厶匕二 0.01 S 二 0.01 * 11358.64 =113.59 kw Q = 0.05 S 二 0.0 530T30*11358.64 = 567.93kvar 变电所高压侧计算负荷为：P 7 = 10553.35+ 113.59 = 10666.94 kw30Q 7= ( 8173.12-3900)+ 567.93=4841.05 Kvar30S30P30 2 Q30210666.942 4841.052 11714.07 KVA无功率补偿后，工厂的功率因数为：cos e7= P7/ S 7= 10666.94 /117
13、14.07= 0.913030$0.9因此，符合本设计的要求。3.1 主变压器台数选择主变压器的选择主要根据负荷计算表。主变压器台数选择的要求：1、选择一台：供电计算负荷不大于1250KVA的三级负荷变电所；变电所另有低压联络线，或有其它备用电源，而总计算负荷不大于1250KVA的含有部 分一、二级负荷的变电所。2、选择两台：供含有大量一、二级负荷的变电所；总计算负荷大于 1250KVA 的三级负荷变电所；季节性负荷变化较大，从技术经济上考虑运行 有利的三级负荷变电所。本厂的负荷性质属于二级负荷，可靠性要求较高，所以主变压器应选择两 台，其中一台备用。当一台故障时，另一台可以马上投入运行以保证
14、此加工厂 全厂的供电需求。 3.2 变电所主变压器容量的选择装设两台主变压器的变电所，每台变压器的容量st应同时满足以下两个 条件：1、任一台单独运行时，StN（0.60.7 ） Sz 302、任一台单独运行时，StNS，30 （I +11）由于S，30= 1 1714.07KV A，因为该厂是二级负荷所以按条件2选变压器。 S 20.7 X 11714.07 =8199.98 KVAMS MS （I+丨丨）TT30因此选10000 KVA的变压器二台。 3.3 变电所主变压器型式变电所主变压器型式的选择1、油浸式：一般正常环境的变电所；2、干式：用于防火要求较高或环境潮湿，多尘的场所；河南科技大学车辆与动力工程学院课程设计说明书3、密闭式：用于具有化学腐蚀性气体、蒸汽或具有导电、可燃粉尘、纤 维 会严重影响变压器安全运行场所；4、防雷式：用于多雷区及土壤电阻率较
