某鍛造廠供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、某鍛造廠供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 專業(yè)班級(jí)： 指導(dǎo)教師： 完成時(shí)間： 2015.12 目錄 第一章 概述 1. 1.1 設(shè)計(jì)對(duì)象簡介 1 1.2 原始資料介紹 1 1.3 設(shè)計(jì)原則 3 1.4 設(shè)計(jì)任務(wù) 3 第二章 負(fù)荷計(jì)算 5. 2.1 負(fù)荷計(jì)算的意義 5 2.2 負(fù)荷計(jì)算 5 2.3 功率補(bǔ)償 7 第三章 供電方案及主變壓器選擇 8. 3.1 供電方案的選擇 8 3.2 變電所主變壓器型號(hào) 8 3.3 技術(shù)指標(biāo)計(jì)算 9 3.4 方案經(jīng)濟(jì)計(jì)算 11 3.5 主接線的設(shè)計(jì) 13 第四章 短路電流計(jì)算 1.5. 4.1 短路電流計(jì)算的目的 15 4.2 短路電流計(jì)算 15 第五章 主

2、要電氣設(shè)備選擇 1.9 5.1 功率損耗計(jì)算 19 5.2 35KV 架空線路的導(dǎo)線選擇 19 5.3 35KV各設(shè)備的選擇和校驗(yàn) 20 5.3.1 35kV斷路器 21 5.3.2 35kV隔離開關(guān) 21 5.3.3 35kV電壓互感器 22 5.3.4 電流互感器 22 5.4 10KV各設(shè)備的選擇和校驗(yàn) 23 5.4.1 10kV斷路器 23 5.4.2 10kV隔離開關(guān) 24 5.4.3 10kV電壓互感器 24 5.4.4 10kV 電流互感器 25 5.5 10KV 母線25 5.6 高壓開關(guān)柜 26 5.7 車間變電所 26 5.8 10KV 備用電源進(jìn)線 28 第六章 主要設(shè)備

3、繼電保護(hù)設(shè)計(jì) 2.8 6.1 主變壓器的保護(hù)方式選擇和整定計(jì)算 29 6.2 10KV高壓線路的保護(hù)方式選擇和整定計(jì)算 30 第七章 配電裝置設(shè)計(jì) 3.1. 7.1 變配電所的形式選擇 31 7.2 配電設(shè)備布置圖 32 第八章 防雷接地設(shè)計(jì) 3.3. 8.1 防雷設(shè)計(jì) 33 8.1.1 防雷措施的選擇 33 8.1.2 直擊雷防護(hù) 34 8.1.3 雷電侵入波防護(hù) 34 8.2 接地設(shè)計(jì) 34 第九章 車間變電所設(shè)計(jì) 3.5. 9.1 車間變壓器的臺(tái)數(shù)、容量 35 9.2 變電所位置的原則考慮 36 第十章 廠區(qū) 380V 配電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3.7 10.1 三級(jí)負(fù)荷配電設(shè)計(jì) 37 10.2 二

4、級(jí)負(fù)荷配電設(shè)計(jì) 38 心得體會(huì) 3.9. 附錄一：設(shè)備匯總一覽表 3.9. 附錄二：低壓一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)項(xiàng)目 附錄三：系統(tǒng)總接線圖 附錄四：繼電保護(hù)圖 第一章概述 1.1設(shè)計(jì)對(duì)象簡介 變電所由主接線，主變壓器，高、低壓配電裝置，繼電保護(hù)和控制系統(tǒng)，所 用電和直流系統(tǒng)，遠(yuǎn)動(dòng)和通信系統(tǒng)，必要的無功功率補(bǔ)償裝置和主控制室等組成 其中，主接線、主變壓器、高低壓配電裝置等屬于一次系統(tǒng)；繼電保護(hù)和控制 系統(tǒng)、直流系統(tǒng)、遠(yuǎn)動(dòng)和通信系統(tǒng)等屬二次系統(tǒng)。主接線是變電所的最重要組成 部分。它決定著變電所的功能、建設(shè)投資、運(yùn)行質(zhì)量、維護(hù)條件和供電可靠性。 一般分為單母線、雙母線、一個(gè)半斷路器接線和環(huán)形接線等幾種基本

5、形式。主變 壓器是變電所最重要的設(shè)備，它的性能與配置直接影響到變電所的先進(jìn)性、 經(jīng)濟(jì) 性和可靠性。一般變電所需裝 23臺(tái)主變壓器；330千伏及以下時(shí)，主變壓器 通常采用三相變壓器，其容量按投入 510年的預(yù)期負(fù)荷選擇。此外，對(duì)變電 所其他設(shè)備選擇和所址選擇以及總體布置也都有具體要求。變電所繼電保護(hù)分 系統(tǒng)保護(hù)（包括輸電線路和母線保護(hù)）和元件保護(hù)（包括變壓器、電抗器及無功 補(bǔ)償裝置保護(hù)）兩類。 1.2原始資料介紹 1. 廠區(qū)平面布置圖 備用電源進(jìn)線 35kV 電源進(jìn)線 倉庫 倉庫 氣. 一車間 二車間 配電計(jì)點(diǎn)名稱 設(shè)備容量/kW 需要系數(shù)Kd tg 一車間、鍛工車間 1419 0.33 0.4

6、 二車間 2223 0.3 0.68 三車間 1755 0.52 0.3 工具,機(jī)修車間 1289 0.38 0.26 空氣站、煤氣站、鍋爐 房 1266 0.67 0.2 倉庫 550 0.3 0.7 2.負(fù)荷 負(fù)荷類型及負(fù)荷量見上表，負(fù)荷電壓等級(jí)為380乂除空氣站，煤氣站部分設(shè) 備為二級(jí)負(fù)荷，其余均為三級(jí)負(fù)荷。 3. 工廠為二班制，全年工廠工作小時(shí)數(shù)為4500小時(shí)，最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)： Tma=4000小時(shí)。年耗電量約為2015萬kW- h （有效生產(chǎn)時(shí)間為10個(gè)月）。 4. 電源：工廠東北方向6公里處有新建地區(qū)降壓變電所，110/35/10kV ,25MVA 變壓器一臺(tái)作為工廠的主電源，

7、允許用35kV或10kV中的一種電壓，以一回架空 線向工廠供電。35kV側(cè)系統(tǒng)的最大三相短路容量為1000MV A,最小三相短路容 量為500MV- Ao 10kV側(cè)系統(tǒng)的最大三相短路容量為 800MV- A,最小三相短路容 量為 400MV- A 備用電源：此外，由正北方向其他工廠引入10kV電纜作為備用電源，平時(shí) 不準(zhǔn)投入，只在該工廠主電源發(fā)生故障或檢修時(shí)提供照明及部分重要負(fù)荷用電， 輸送容量不得超過全廠計(jì)算負(fù)荷的 20% 5. 功率因數(shù)：要求cos 0.85。 6. 電價(jià)計(jì)算：供電部門實(shí)行兩部電價(jià)制。（1）基本電價(jià)：按變壓器安裝容量 每1kV- A,6元/月計(jì)費(fèi)；（2）電度電價(jià)：供電電壓

8、為35kV時(shí)，B =0.5元/（kW- h）; 供電電壓為10kV時(shí)，B =0.55元/ kWh）。附加投資：線路的功率損失在發(fā)電 廠引起的附加投資按1000元/kW計(jì)算。 7. 工廠的自然條件：本廠所在地區(qū)年最高氣溫為38 E，年平均溫度為23C， 年最低氣溫為-8 C，年最熱月最高氣溫為33C,年最熱月平均氣溫為36C,年 最熱月地下0.8m處平均溫度為35C。當(dāng)?shù)刂鲗?dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|北風(fēng)，年雷暴日數(shù)為 20。本廠所在地區(qū)平均海拔高度為 500m地層以砂粘土為主，地下水位為 2m 1.3設(shè)計(jì)原則 按照國家標(biāo)準(zhǔn) GB50052-95供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范、GB50053-9410kv 及以下設(shè)計(jì)規(guī)范、G

9、B50054-95低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范等的規(guī)定，進(jìn)行工廠供 電設(shè)計(jì)必須遵循以下原則： （1）遵守規(guī)程、執(zhí)行政策。 必須遵守國家的有關(guān)規(guī)定及標(biāo)準(zhǔn)，執(zhí)行國家的有關(guān)方針政策，包括節(jié)約能源， 節(jié)約有色金屬等技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策。 （2）安全可靠、先進(jìn)合理。 應(yīng)做到保障人身和設(shè)備的安全，供電可靠，電能質(zhì)量合格，技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì) 合理，采用效率高、能耗低和性能先進(jìn)的電氣產(chǎn)品。 （3）近期為主、考慮發(fā)展。 應(yīng)根據(jù)工作特點(diǎn)、規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃，正確處理近期建設(shè)與遠(yuǎn)期發(fā)展的關(guān)系， 做到遠(yuǎn)近結(jié)合，適當(dāng)考慮擴(kuò)建的可能性。 （4）全局出發(fā)、統(tǒng)籌兼顧。 按負(fù)荷性質(zhì)、用電容量、工程特點(diǎn)和地區(qū)供電條件等，合理確定設(shè)計(jì)方案。 工廠供電設(shè)計(jì)是整

10、個(gè)工廠設(shè)計(jì)中的重要組成部分。 工廠供電設(shè)計(jì)的質(zhì)量直接影響 到工廠的生產(chǎn)及發(fā)展。作為從事工廠供電工作的人員，有必要了解和掌握工廠供 電設(shè)計(jì)的有關(guān)知識(shí)，以便適應(yīng)設(shè)計(jì)工作的需要。 1.4設(shè)計(jì)任務(wù) 1 總降壓變電站設(shè)計(jì) （1）負(fù)荷計(jì)算。 （2）主結(jié)線設(shè)計(jì)：根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書，分析原始資料與數(shù)據(jù)，列出技術(shù)上可能實(shí) 現(xiàn)的多個(gè)方案，根據(jù)改方案初選主變壓器及高壓開關(guān)等設(shè)備，經(jīng)過概略分析比較， 留下23個(gè)較優(yōu)方案，對(duì)較優(yōu)方案進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算和分析比較，（經(jīng)濟(jì)計(jì)算分析時(shí)， 設(shè)備價(jià)格、使用綜合投資指標(biāo)），確定最優(yōu)方案。 （3）短路電流計(jì)算：根據(jù)電氣設(shè)備選擇和繼電保護(hù)的需要，確定短路計(jì)算點(diǎn), 計(jì)算三相短路電流，計(jì)算結(jié)果列出匯

11、總表。 （4）主要電氣設(shè)備選擇：主要電氣設(shè)備的選擇，包括斷路器、隔離開關(guān)、互感 器、導(dǎo)線截面和型號(hào)、絕緣子等設(shè)備的選擇及校驗(yàn)。選用設(shè)備型號(hào)、數(shù)量、匯成 設(shè)備一覽表。 （5）主要設(shè)備繼電保護(hù)設(shè)計(jì)：包括主變壓器、線路等元件的保護(hù)方式選擇和整 定計(jì)算。 （6）配電裝置設(shè)計(jì)：包括配電裝置布置型式的選擇、設(shè)備布置圖。 （7）防雷、接地設(shè)計(jì)：包括直擊雷保護(hù)、進(jìn)行波保護(hù)和接地網(wǎng)設(shè)計(jì)。 2. 車間變電所設(shè)計(jì) 根據(jù)車間負(fù)荷情況，選擇車間變壓器的臺(tái)數(shù)、容量，以及變電所位置的原則 考慮。 3. 廠區(qū)380V配電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 根據(jù)所給資料，列出配電系統(tǒng)結(jié)線方案，經(jīng)過詳細(xì)計(jì)算和分析比較，確定最 優(yōu)方案 第二章負(fù)荷計(jì)算 2.

12、1負(fù)荷計(jì)算的意義 負(fù)荷計(jì)算是根據(jù)已知工廠的用電設(shè)備安裝容量來確定預(yù)期不變的最大假想 負(fù)荷。它是按發(fā)熱條件選擇工廠電力系統(tǒng)供電線路的導(dǎo)線截面、變壓器容量、開 關(guān)電器及互感器等的額定參數(shù)的依據(jù)，所以非常重要。如估算過高，將增加供電 設(shè)備的容量，使工廠電網(wǎng)復(fù)雜，浪費(fèi)有色金屬，增加初投資和運(yùn)行管理工作量。 特別是由于工廠企業(yè)是國家電力的主要用戶，以不合理的工廠電力需要量作為基 礎(chǔ)的國家電力系統(tǒng)的建設(shè)，將給整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)帶來很大的危害。但是如果估 算過低，又會(huì)使工廠投入生產(chǎn)后，供電系統(tǒng)的線路及電器設(shè)備由于承擔(dān)不了實(shí)際 負(fù)荷電流而過熱，加速其絕緣老化的速度，降低使用壽命，增大電能損耗，影響 供電系統(tǒng)的正

13、?？煽窟\(yùn)行。 22負(fù)荷計(jì)算 各車間的計(jì)算負(fù)荷： 一車間、鍛工車間： 設(shè)備容量 Pe=1419 kW Kd=0.33，tan ?= 0.4 ?30（2）= ?= 0.33 X1419 = 468.27? ?o（2）= ?o（2）tan ?= 468.27 X0.4 = 187.308 kvar ?30 =V?|（2） + ?0（2）=也68.272 + 187.3082 = 504.34 ? 二車間： 設(shè)備容量 Pe=2223 kW Kd=0.3，tan ?= 0.68 ?30（2）= ?= 0.3 X2223 = 666.9? ?0 =?0 tan ?= 666.9 X 0.68 = 453.

14、492 kvar ?0（2） = V?0（2） + ?0（2）= V666.92 + 453.4922 = 806.48 ? 三車間： 設(shè)備容量 Pe=1755 kW 3. 接近電源側(cè)特別是工廠的總降壓變電所和高壓配電所（本廠在同一建筑 內(nèi)）； 4. 設(shè)備運(yùn)輸方便，特別是要考慮電力變壓器和高低壓成套配電裝置的運(yùn)輸； 5. 不應(yīng)設(shè)在有劇烈震動(dòng)或者高溫的場(chǎng)所，無法避開時(shí)，應(yīng)有防振和隔熱設(shè)施； 6. 不宜設(shè)在多塵或有腐蝕性氣體的場(chǎng)所， 無法遠(yuǎn)離時(shí)，不應(yīng)設(shè)在污染源的下 風(fēng)側(cè)； 7. 不應(yīng)設(shè)在廁所、浴室以及其他經(jīng)常積水場(chǎng)所的正下方，且不宜與上述場(chǎng)所 相鄰； 8. 不應(yīng)設(shè)在有爆炸危險(xiǎn)的正上方或者正下方，且

15、不宜設(shè)在有火災(zāi)危險(xiǎn)的環(huán)境 的正上方或者正下方； 9. 不應(yīng)設(shè)在地勢(shì)低洼和可能積水的場(chǎng)所。 第十章廠區(qū)380V配電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 廠區(qū)380V低壓配電系統(tǒng)分為一條進(jìn)線和兩條進(jìn)線兩種。 10.1三級(jí)負(fù)荷配電設(shè)計(jì) 由于廠區(qū)大部分負(fù)荷是三級(jí)負(fù)荷，所以三級(jí)負(fù)荷使用一條進(jìn)線，一臺(tái)變壓器; 故三級(jí)負(fù)荷的配電方案如下圖，不再選擇其它方案: 10kV電粗進(jìn)紈 D 10.2二級(jí)負(fù)荷配電設(shè)計(jì) 空氣站、煤氣站屬于二級(jí)負(fù)荷，必須采用兩回路供電，且變壓器也應(yīng)有兩臺(tái), 接線在一條進(jìn)線和兩條進(jìn)線中選擇一種。 兩種方案比較: 比較項(xiàng)目 一條進(jìn)線主結(jié)線方案 兩條進(jìn)線主結(jié)線方案 技 術(shù) 指 標(biāo) 供電安全性 滿足要求 滿足要求 供電可靠性

16、 基本滿足 滿足要求 靈活方便性 較差 較好 擴(kuò)建適應(yīng)性 較差 較好 經(jīng) 濟(jì) 指 標(biāo) 咼壓開關(guān)柜 (含計(jì)量柜) 投資 查資料得GG-1A-J型每臺(tái) 2.5 萬元，GG-1A-J(F)每臺(tái) 3 萬元，綜合投資按照1.5倍 計(jì)算，則綜合投資 5.5*1.5=8.25 萬元 兩條進(jìn)線，GG-1A-J和 GG-1A-J(F)各需要兩臺(tái)，綜 合投資16.5萬元，是方案1 的兩倍 咼壓開關(guān)柜 (含計(jì)量柜) 年運(yùn)行費(fèi)用 主變壓器和開關(guān)柜的年運(yùn)行 費(fèi)約為0.5萬元/年 主變壓器和開關(guān)柜的年運(yùn)行 費(fèi)約為0.5萬元/年，兩條進(jìn) 線應(yīng)翻倍，1萬元/年 可見兩條進(jìn)線的配電方案投資要多，事實(shí)上兩條進(jìn)線要用更多的隔離開關(guān)

17、等 設(shè)備，投資比一條進(jìn)線還要更多，但是兩條進(jìn)線比一條進(jìn)線的方案要可靠地多, 考慮到空氣站煤氣站是二級(jí)負(fù)荷，所以采用兩條進(jìn)線方案。 心得體會(huì) 通過為期三周的供配電課程設(shè)計(jì)，從剛開始的不懂如何設(shè)計(jì)一個(gè)系統(tǒng)， 到現(xiàn) 在的對(duì)設(shè)計(jì)供配電系統(tǒng)有了一定的了解和掌握。 設(shè)計(jì)的總體步驟也是按照題目上的要求進(jìn)行一步步的進(jìn)行的，可以這么說， 題目的要求也給我們?cè)O(shè)計(jì)的過程提供了很多的幫助。由于是幾個(gè)人一起合作的， 我們都有一些分工。我先是進(jìn)行了工廠的負(fù)荷計(jì)算以及短路電流的演算，之后則 主要是設(shè)備的選擇和校驗(yàn)：比如高壓側(cè)和低壓側(cè)的高壓隔離開關(guān)， 斷路器以及電 流互感器的選擇等。由于書本后面所給的附錄提供的設(shè)備信息不夠全

18、，因此也是 在網(wǎng)上查詢了很多設(shè)備的相關(guān)參數(shù)，這也鍛煉了我信息檢索的能力。 而我所做的東西中，我覺得繼電保護(hù)方面是最難理解的。剛開始通過讀課本 上的理論知識(shí)，總不明白其中的道理，最后通過書上的很多例題，給了我很大的 啟發(fā)。之后以此為基礎(chǔ)，也算是整定完和檢驗(yàn)完繼電保護(hù)的方式。 雖然課設(shè)過程中的各種計(jì)算和校驗(yàn)是枯燥的， 但這在很大程度上鍛煉了我的 耐心和毅力，同時(shí)通過課設(shè)也對(duì)工廠供電這門課程有了更好的理解和掌握，也為 期末的考試打下了比較好的基礎(chǔ)。在這里很感謝小組隊(duì)友的配合，以及老師的指 導(dǎo)和建議，才讓課設(shè)得以圓滿結(jié)束。 附錄一：設(shè)備匯總一覽表 序號(hào) 設(shè)備名稱 設(shè)備型號(hào) 數(shù)量 1 主變壓器 S11-4000/35，阻抗電壓 7%,容量 4000kVA 1 2 車間變壓器 S9系列，105%/0.4kV, Dy11,阻抗電 7 壓 4