工厂供配电系统专业课程设计.doc
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1、电气与电子信息工程学院供配电工程课程设计报告设计题目:工厂供配电系统姓 名: 专 业: 班 级: 学 号: 起止时间: 地 点: 指引教师: 目录前言3一、负荷计算和无功功率计算及补偿4 (一)负荷计算和无功功率计算4 1、第一车间负荷计算4 2、第二车间负荷计算4 3、第三车间负荷计算5 4、第四车间负荷计算5 5、第五车间负荷计算5 6、生活区负荷计算5 (二)变压器低压侧有功负荷和视在负荷6 (三)年耗电量估算7二、变电所位置和形式选取8三、变电所主变压器台数和容量及主接线方案选取9 (一)变电所主变压器台数选取9 1、变电所主变压器容量选取9 2、变电所主接线方案选取10四、短路电流计
2、算12 (一)采用标么制法进行短路电流计算12 1、拟定基准值12 2、计算短路电路中各重要元件电抗标么值12五、变电所一次设备选取与校验14 (一)一次高压设备选取14 1、变电所一次高压设备选取14 2、所一次高压隔离开关选取15 3、电所一次高压熔断器选取15 4、电所一次高压电流互感器选取15 5、电所一次高压电压互感器选取16 6、电所一次高压母线选取16 7、柱绝缘子选取16六、变电所二次设备选取与校验17 (一)低压断路器选取17 1、瞬时脱扣器额定电流选取和动作电流整定17 2、长严时过电流脱扣器动作电流整定17 3、断路器额定电流选取17 4、敏捷度校验18 (二)低压熔断器
3、选取18 1、选取熔体及熔断器额定电流18 2、校验熔断器能力18七、变电所高、低压线路选取19 (一)高压线路导线选取19 (二)低压线路导线选取19八、变电所二次回路方案选取及继电保护整定21 (一)二次回路方案选取21 1、二次回路电源选取21 2、高压断路器控制和信号回路21 3、电测量仪表与绝缘监视装置21 4、电测量仪表与绝缘监视装置21 (二)继电保护整定22 1、变压器继电保护22 2、0.38KV侧低压断路器保护24九、防雷和接地装置拟定25 (一)装设避雷针25 (二)接地及其装置25 1、拟定接地电阻25 2、接地装置初步方案26 3、计算单根钢管接地电阻26 4、拟定接
4、地钢管数和最后接地方案26十、心得体会及参照文献28前言课程设计是教学过程中一种重要环节,通过课程设计可以巩固本课程理论知识,掌握供配电设计基本办法,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能力,同步对电力工业关于政策、方针、技术规程有一定理解,在计算、绘图、设计阐明书等方面得到训练,为此后工作奠定基本。变电所是接受电能、变换电压、分派电能环节,是供配电系统重要构成某些,它直接影响整个电力系统安全与经济运营。电力系统是由发电机,变压器,输电线路,用电设备(负荷)构成网络,它涉及通过电或机械方式连接在网络中所有设备。电力系统中这些互联元件可以分为两类,一类是电力元件,它们对电能进
5、行生产(发电机),变换(变压器,整流器,逆变器),输送和分派(电力传播线,配电网),消费(负荷);另一类是控制元件,它们变化系统运营状态,犹如步发电机励磁调节器,调速器以及继电器等。电气主接线是发电厂变电所重要环节,电气主接线拟定直接关系着全厂(所)电气设备选取、配电装置布置、继电保护和自动装置拟定,是变电站电气某些投资大小决定性因素。本设计可分为九某些:负荷计算和无功功率计算及补偿;变电所位置和形式选取;变电所主变压器台数和容量及主接线方案选取;短路电流计算;变电所一次设备选取与校验;变电所高、低压线路选取;变电所二次回路方案选取及继电保护整定;防雷和接地装置拟定;心得和体会;附参照文献。此
6、外有设计图纸4张(以附图形式给出),分别是:附图一厂区供电线缆规划图;附图二变电所平面布置图;附图三变电所高压电气主接线图;附图四变电所低压电气主接线图。由于设计者知识掌握深度和广度有限,本设计尚有不完善地方,敬请教师、同窗批评指正!一、负荷计算和无功功率计算及补偿(一)负荷计算和无功功率计算1、第一车间负荷计算查表A-1-1中小批量金属切削机床项,可得Kd=0.18,=0.5, =1.73因此 0.18(7.53+48+37+1.510)=16.29kw 16.291.73=28.18kvar查表A-1-1中通风机项,可得Kd=0.8,=0.8, =0.75因此 =0.823=4.8kw,
7、=4.80.75=3.6kvar;则第一车间总负荷:设同步系数,均为0.9, =0.9(16.29+4.8)=18.98KW =0.9(28.18+3.6)=28.6kvar =34.33KVA =0.38)=52.2A2、第二车间负荷计算=650.3=19.5kw=19.54/3=26kvar=32.5KVA=0.38)=49.4A3、第三车间负荷计算=560.4=22.4kw=22.44/3=29.87kvar=37.3KVA=0.38)=56.73A4、第四车间负荷计算=400.4=16kw=16=16.32kvar=22.855KVA=0.38)=34.72A5、第五车间负荷计算=72
8、0.3=21.6kw=21.6=22kvar=30.83KVA=0.38)=46.84A6、生活区负荷计算=3000.5=150kw=1503/4=112.5kvar=187.5KVA=0.38)=284.88A取全厂同步系数为:,则全厂计算负荷为:=0.95(18.98+19.5+22.4+16+21.6+150)=236.056kw =0.97(28.6+26+29.87+16.32+22+187.5)=300.98kvar =382.5KVA =581.2A(二)变压器低压侧有功负荷和视在负荷变压器低压侧有功负荷和视在负荷分别为P=236.056kw,S=382.5KVA这时低压侧功率因
9、数为:=P/S=0.617为使高压侧功率因数0.90,则低压侧补偿后功率因数应高于0.90。取=0.95,则低压侧需装设并联电容器容量为: =223.5kvar查表A-2选BW0.4-25-3型电电容器,需要数量为n=/=223.5/25=9实际补偿容量为 =259=225kvar 补偿后变电所低压侧视在计算负荷为:=248KVA计算电流:=376.8A此时变压器功率损耗为:=0.015=3.72kw =0.06=14.88kvar变电所高压侧总计算负荷为 =236.056+3.72=239.776kw =Q-+=300.98-225+14.88=90.86kvar =256.4KVA =14
10、.8A补偿后功率因数为=0.935满足(不不大于0.90)规定。(三)年耗电量估算 年有功电能消耗量及年无功电能耗电量可由下式计算得到:年有功电能消耗量: 年无功电能耗电量: 结合本厂状况,年负荷运用小时数为4800h,取年平均有功负荷系数a=0.72,年平均无功负荷系数b=0.78。由此可得本厂:年有功耗电量: =0.72236.0564800=815809.536kw.h年无功耗电量: =0.78300.984800=1126869.12kw.h二、变电所位置和形式选取由于本单位是三级重要负荷,普通采用一条进线,系统电源由地区变电所经6km、10kv高压架空线而后经1km、10kv高压电缆
11、送入本单位变电所。变电所形式由用电负荷状况和周边环境状况拟定,依照变电所位置和形式选取规定及GB500531994规定,结合本单位实际状况,这里变电所采用单独设立方式。其设立位置参见附图一厂区供电线缆规划图。内部布置形式参见附图二变电所平面布置图。三、变电所主变压器台数和容量及主接线方案选取(一)变电所主变压器台数选取这个单位变电所虽然是三级负荷,但是考虑到现实当中实际状况,结合实际用电状况,依然采用两台变压器,一台负责第一到第五车间供电,另一台变压器负责生活区供电。这样,虽然其中一台变压器浮现了故障,因有另一台变压器正常工作,可为另一负荷提供电源。1、变电所主变压器容量选取每台变压器容量应同
12、步满足如下两个条件:(1)任一台变压器单独运营时,宜满足:(2)任一台变压器单独运营时,应满足所有一、二级负荷需求。即代入数据可得:=(0.60.7)382.5=229.5267.75KVA查表A-3得,可选两台容量为315KVA变压器,型号为S9-315/10。其重要技术指标如下表所示:变压器型号额定容量/额定电压/kV联 结 组型 号损耗/KW空载电流%短路阻抗%高压低压空载负载S9-315/1031510.50.4Dyn110.874.2342、变电所主接线方案选取(1)一次侧单母线不分段,二次侧单母线分段主接线由于在三级负荷中采用单电源进线,独立变电所装两台变压器,应采用一次侧单母线不
13、分段,二次侧单母线分段主接线比较适当。长处:任一主变压器检修或发生故障时,通过切换操作,即可迅速恢复对整个变电所供电。缺陷:在高压母线或电源进线进行检修或发生故障时,整个变电所仍需停电。依照所选接线方式,画出主接线图,参见附图三变电所高压电气主接线图。如下图所示:四、短路电流计算本单位供电系统简图如图(一)所示。采用一路电源供线,一路为距本厂7km馈电变电站经LGJ-185架空线6KM(系统按电源计),在通过1KM高压电缆线接入本单位变电所。该干线首段所装高压断路器断流容量为100MV。A。下面计算本厂变电所高压10kV母线上k-1点短路和低压380V母线上k-2点和K-3点短路三相短路电流和
14、短路容量。图(一)(一)采用标么制法进行短路电流计算1、拟定基准值 取,因此: 2、计算短路电路中各重要元件电抗标么值电力系统电抗标么值: =1架空线路1WL电抗标么值: = 2.058电缆线2WL电抗标么值: =0.0726电力变压器T1,T2电抗标么值:由所选变压器技术参数得%=4,因而,=12.698可绘得短路等效电路图如图(二)所示。图(二)(1) 计算k-1点短路电路总电抗标么值及三相短路电流和短路容量总电抗标么值:1+2.058+0.0726=3.1306k-1点所在电压级基准电流: =5.5KAk-1点短路电流和短路容量各量: 0.319 5.50.319=1.755KA =4.
15、475KA =31.94MVA (4) 计算k-2点短路电路总电抗标么值及三相短路电流和短路容量 总电抗标么值:1+2.058+0.0726+12.698=15.8286 k-2点所在电压级基准电流: =144.337KA k-2点短路电流和短路容量各量: 144.3370.0632=9.12KA =16.781KA =6.318MVA五、变电所一次设备选取与校验(一)一次高压设备选取1、变电所一次高压设备选取 由短路计算可得,=17.32A 0.319 5.50.319=1.755KA =4.475KA 查表A-4,选取SN1010I/630型少油断路器。高压一次断路器选取校验表 序 号SN
16、10-10I/630选取规定装设地点电气条件 结 论项目数据项目数据110KV10KV合格2630A17.32A合格316KA1.755KA合格440KA4.475KA合格510243.696合格经校验所选SN1010I/630型少油断路器合格。2、所一次高压隔离开关选取依照1、给电气条件,查表A-5,选取型高压隔离开关。高压隔离开关选取校验表序 号选取规定装设地点电气条件结 论项目数据项目数据110KV10KV合格2200A17.32A合格325.5KA4.475KA合格45003.696合格经校验所选型高压隔离开关合格。3、电所一次高压熔断器选取 依照变压器一次侧高压额定电压10KV,额定
17、电流17.32A,查表A-6-2,选取RN2-10/0.5-50型高压熔断器。4、电所一次高压电流互感器选取 依照变压器一次侧高压额定电压10KV,额定电流17.32A,查表A-7,选变比为100/5ALQJ-10型电流互感器。Kes=225,Kt=90,t=1s,0.5级二次绕组=0.4。动稳定性校验:=225=31.82KA 4.475KA,满足动稳定性规定。热稳定性校验:=1296 3.696,满足热稳定性规定。因此选变比为100/5ALQJ-10型电流互感器满足规定。5、电所一次高压电压互感器选取 依照变压器一次侧高压额定电压10KV,额定电流17.32A,查表A-8,选JDZJ-10
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