供配電課程設(shè)計報告-最終版(共17頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上課 題： 北汽機械廠降壓變電所的電氣設(shè)計專 業(yè)： 電氣工程及其自動化班 級： 4學 號： 姓 名： 指導(dǎo)教師： 設(shè)計日期： 2015.6成 績：重慶大學城市科技學院電氣信息學院專心-專注-專業(yè)前言電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動力。電能既易于由其它形式的能量轉(zhuǎn)換而來，又易于轉(zhuǎn)換為其它形式的能量以供應(yīng)用；電能的輸送的分配既簡單經(jīng)濟，又便于控制、調(diào)節(jié)和測量，有利于實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。因此，電能在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)及整個國民經(jīng)濟生活中應(yīng)用極為廣泛。在工廠里，電能雖然是工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動力，但是它在產(chǎn)品成本中所占的比重一般很?。ǔ娀I(yè)外）。電能在工業(yè)生產(chǎn)中的重要性，并不在于

2、它在產(chǎn)品成本中或投資總額中所占的比重多少，而在于工業(yè)生產(chǎn)實現(xiàn)電氣化以后可以大大增加產(chǎn)量，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高勞動生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，減輕工人的勞動強度，改善工人的勞動條件，有利于實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。從另一方面來說，如果工廠的電能供應(yīng)突然中斷，則對工業(yè)生產(chǎn)可能造成嚴重的后果。因此，做好工廠供電工作對于發(fā)展工業(yè)生產(chǎn)，實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化，具有十分重要的意義。由于能源節(jié)約是工廠供電工作的一個重要方面，而能源節(jié)約對于國家經(jīng)濟建設(shè)具有十分重要的戰(zhàn)略意義，因此做好工廠供電工作，對于節(jié)約能源、支援國家經(jīng)濟建設(shè)，也具有重大的作用。工廠供電工作要很好地為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)，切實保證工廠生產(chǎn)和生活用電的需要，并做好節(jié)能工作，

3、就必須達到以下基本要求：1. 安全 在電能的供應(yīng)、分配和使用中，不應(yīng)發(fā)生人身事故和設(shè)備事故。2. 可靠 應(yīng)滿足電能用戶對供電可靠性的要求。3. 優(yōu)質(zhì) 應(yīng)滿足電能用戶對電壓和頻率等質(zhì)量的要求.4. 經(jīng)濟 供電系統(tǒng)的投資要少，運行費用要低，并盡可能地節(jié)約電能和減少有色金屬的消耗量。此外，在供電工作中，應(yīng)合理地處理局部和全局、當前和長遠等關(guān)系，既要照顧局部的當前的利益，又要有全局觀點，能顧全大局，適應(yīng)發(fā)展。目錄1 設(shè)計目的1) 對全廠進行負荷計算以及變電所變壓器臺數(shù)、各變壓器容量與類型選擇。2) 確定出變電所主接線方案，并繪出變電所主接線圖。3) 進行短路電流計算，并對一次設(shè)備進行選擇與校驗。4)

4、變電所高、低壓線路的選擇。5) 防雷保護裝置和接地裝置。6) 繪制出主接線圖和廠區(qū)平面圖。2 設(shè)計要求2.1設(shè)計說明書，需包括：1）前言2）目錄3）負荷計算和無功功率補償4） 變電所的位置和型式的選擇5） 變電所主變壓器臺數(shù)和容量及主接線方案的選擇6） 短路電流計算7） 變電所一次設(shè)備的選擇與校驗8） 變電所高、低壓線路的選擇9） 附錄參考文獻10） 設(shè)計總結(jié)與心得體會2.2設(shè)計圖紙變電所主接線圖紙一張3 設(shè)計參數(shù)3.1工廠總平面圖圖3-1 工廠總平面圖3.2工廠負荷情況本廠多數(shù)車間為兩班制，年最大負荷利用小時為4700h，日最大負荷持續(xù)時間為7h。該廠除鑄造車間、電鍍車間和鍋爐房屬二級負荷外

5、，其余均屬三級負荷。低壓動力設(shè)備均為三相，額定電壓為380V。照明及家用電器均為單相，額定電壓為220V。3.3負荷統(tǒng)計情況本廠的負荷統(tǒng)計資料如表3-1所示。表3-1 負荷統(tǒng)計表廠房編號用電單位負荷性質(zhì)設(shè)備容量（kW）需要系數(shù)功率因數(shù)1鑄造車間動力3550.30.70照明60.81.02鍛壓車間動力3550.30.65照明80.71.03金工車間動力4310.20.65照明100.81.04工具車間動力3460.30.60照明70.91.05電鍍車間動力2360.50.80照明50.81.06熱處理車間動力1230.60.80照明50.81.07裝配車間動力1650.30.70照明60.81.

6、08機修車間動力1300.20.65照明40.81.09鍋爐房動力400.70.8照明10.81.010倉庫動力200.40.8照明10.81.0生活區(qū)照明3990.70.9注：生活區(qū)的負荷除照明外，尚含家用電器。3.4供電電源情況按照工廠與當?shù)毓╇姴块T簽訂的供用電協(xié)議規(guī)定，本廠可由附近一條10kV的公用電源干線取得工作電源。該干線的走向參看工廠總平面圖。該干線的導(dǎo)線牌號為LGJ-150，導(dǎo)線為等邊三角形排列，線距為2m；干線首端距離本廠約9km，該干線首端所裝高壓斷路器的斷流容量為500MVA，此斷路器配備有定時限過電流保護和電流速斷保護，其定時限過電流保護整定的動作時間為1.7s。為滿足工

7、廠二級負荷的要求，可采用高壓或低壓聯(lián)絡(luò)線由鄰近的單位取得備用電源。已知與本廠高壓側(cè)有電氣聯(lián)系的架空線路總長度達80km，電纜線路總長度達25km。3.5氣象資料本廠所在地區(qū)的年最高氣溫為38，年平均氣溫為23，年最低氣溫為-8，年最熱月平均最高氣溫為33，年最熱月平均氣溫為26，年最熱月地下0.8m處平均溫度為25。年主導(dǎo)風向為東北風，年雷暴日數(shù)為20。3.6電費制度工廠最大負荷時的功率因數(shù)不得低于0.95。4 實現(xiàn)過程4.1計算負荷工廠計算負荷數(shù)據(jù)如表4-1.表4-1 各車間計算負荷表廠房編號用電單位負荷性質(zhì)有功功率（kW）無功功率（kvar）視在功率（kVA）1鑄造車間動力106.5108

8、.65152.14照明4.804.82鍛壓車間動力106.5124.51163.85照明5.65.63金工車間動力82.6100.78132.62照明8 84工具車間動力103.8138.4173照明6.3 6.35電鍍車間動力11888.5147.5照明4 46熱處理車間動力73.855.3592.25照明447裝配車間動力49.550.570.71照明4.84.88機修車間動力2630.4040照明3.23.29鍋爐房動力282135照明0.80.810倉庫動力8610照明0.80.8生活區(qū)照明279.3135.27310.334.2無功補償計算（1）根據(jù)參數(shù)表，,，由以上數(shù)據(jù)，可計算出補

9、償前的變壓器的功率因數(shù)：（2）確定無功補償容量要求工廠高壓側(cè)變電所的功率因數(shù)不低于0.9，而在變壓器低壓側(cè)進行補償時，考慮到變壓器的無功功率損耗遠大于其他有功功率損耗，可按低壓側(cè)補償后的功率因數(shù)0.98來計算補償容量，因此，需要裝設(shè)的電容器容量為：查教材附錄表3，選擇BW0.4-12-1型電容器，則需，取實際，則實際補償容量為。（3）補償后的變壓器容量和功率因數(shù)無功補償后變電所低壓側(cè)的視在計算負荷為：因此，無功補償后的變壓器容量改選為1250kVA，查附錄表1知：型變壓器的技術(shù)數(shù)據(jù)為：，變壓器的負荷率為，則變壓器的功率損耗為變壓器高壓側(cè)的計算負荷為：變電所高壓側(cè)的功率因數(shù)為：（4）無功補償前后

10、變壓器容量的變化由此可見，無功補償以后變壓器容量減少了，不僅減少了投資，而且減少了電費支出，提高了功率因數(shù)。表4-2 無功補償計算表全廠負荷有功功率無功功率視在計算負荷補償前1027.9859.361369.7無功補償-720補償后1027.9139.361037.30補償后功率因數(shù)（）0.9844.3變電所的位置選擇變電所的選擇的要求，應(yīng)根據(jù)下列要求經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟比較確定：1) 接近負荷中心；2) 進出線方便；3) 接近電源側(cè)；4) 設(shè)備運輸方便；5) 不應(yīng)設(shè)在有劇烈振動或高溫的場所；6) 不宜設(shè)在多塵或有腐蝕性氣體的場所，當無法遠離時，不應(yīng)設(shè)在污染源盛行風向的下風側(cè)；7) 不應(yīng)設(shè)在廁所、浴室

11、或其他經(jīng)常積水場所的正下方，且不宜與上述場所相貼鄰；8) 不應(yīng)設(shè)在有爆炸危險環(huán)境的正上方或正下方，且不宜設(shè)在有火災(zāi)危險環(huán)境的正上方或正下方，當與有爆炸或火災(zāi)危險環(huán)境的建筑物毗連時，應(yīng)符合現(xiàn)行國家標準爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范的規(guī)定9) 不應(yīng)設(shè)在地勢低洼和可能積水的場所。變電所類型有室內(nèi)型和室外型。室內(nèi)型運行維護方便，占地面積少。所以采用室內(nèi)型變電所。4.4變電所主變壓器選擇及主接線方案選擇4.4.1變電所主變壓器臺數(shù)和容量選擇1)主變壓器的選擇原則為保證供電可靠性，一般應(yīng)該裝兩臺主變壓器，若只有一條電源進線，或者變電所可由低壓側(cè)電網(wǎng)取得備用電源時，可裝一臺主變，若絕大部分負荷為三級負荷

12、，其少量的二級負荷可由鄰近電網(wǎng)取得備用電源時，可裝一臺主變壓器。由于本設(shè)計的少量二級負荷可以從低壓鄰近電網(wǎng)取得備用電源，而且本工廠大部分為三級負荷，所以我們選擇一臺主變壓器。2)變壓器容量的選擇原則裝有一臺變壓器的變電所，主變壓器的容量應(yīng)該滿足全部用電設(shè)備總計算負荷的需要：由無功補償?shù)挠嬎愕?,查表選擇（Ydn0）電力變壓器，其容量為1250kVA，4.4.2變電所主接線方案的選擇總降壓變電所主接線的設(shè)計原則：對于只裝有一臺主變壓器的總降壓變電所，總降壓變電所為單電源進線和一臺變壓器時，通常采用一次側(cè)無母線，二次側(cè)單母線的總接線，這種接線經(jīng)濟簡單、使用設(shè)備少、基建快、投資費用低。但當線路或者變

13、壓器發(fā)生故障時，需要全部停電，可靠性不高，只能用于三類負荷的企業(yè)。由于本廠二級負荷很少，而且有備用電源取得，大部分是三級負荷，為了節(jié)省投資，采用一次側(cè)無母線，二次側(cè)單母線的總接線方式。4.5短路計算根據(jù)題目要求，可得出接線圖：圖4-1 短路計算電路（1） 選取基準容量，基準電壓，則基準電流為（2） 計算各元件的電抗標幺值電力系統(tǒng)：線路WL：變壓器T1，T2：（3） 作出短路等效電路圖圖4-2 短路等效電路圖（4） K1，K2，的總等效電抗標幺值及三相短路電流和容量短路電流計算匯總表如表4-3所示：表4-3 短路電流計算表短路計算點三相短路電流/kA短路容量/K11.804.582.7232.6

14、8K229.6954.6332.3620.584.6主要電氣設(shè)備的選擇1）主變壓器10kV側(cè)：計算電流，GG-1A（F）-04型高壓開關(guān)柜，各設(shè)備有關(guān)參數(shù)見表4-4：表4-4 10kV側(cè)電氣設(shè)備安裝地點電氣條件設(shè)備規(guī)格型號項目數(shù)據(jù)項目SN10-10I/1000高壓斷路器GN8-10T/1000隔離開關(guān)LAJ-10電流互感器1010101068.7310001000300/529.6931.520.5850054.63807576.371674.841984.545009002）380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗具體選擇情況見表4-5：表4-5 380V一次設(shè)備選擇安裝地點條件數(shù)據(jù)0.38151.93

15、29.6954.63661.12一次設(shè)備型號規(guī)格低壓斷路器DW15-15000.381.540合格低壓斷路器DW-15-6300.380.6330合格低壓刀開關(guān)HD13-1500/30.381.5合格電流互感器LM81-0.50.50.1/0.0050.16/0.005合格4.7高低壓變電所線路選擇10kV母線與10kV側(cè)引出線先按照允許電壓損失選擇截面，然后再校驗發(fā)熱和機械強度。因此，導(dǎo)線截面積：因為，所以LGJ-150滿足要求。按照發(fā)熱條件校驗：由前面計算可知，主變壓器10KV側(cè)計算電流為68.73kA，查教材附錄表6和8可知，38時，LGJ-150型鋼芯鋁絞線的允許載流量為，因此滿足發(fā)熱

16、條件。按照機械強度校驗：按教材5-3表可知，10kV架空鋼芯鋁絞線的最小允許導(dǎo)線截面積居民區(qū)為25<150,非居民區(qū)為16<150,所以滿足機械強度要求。4.8防雷和接地裝置雷電引起的大氣過電壓會對電器設(shè)備和變電所的建筑物產(chǎn)生嚴重的危害，因此，在變電所必須采取有效的防雷措施，以保證電器設(shè)備的安全。下面分情況對防雷裝置進行選擇。（1）直擊雷的防治根據(jù)變電所雷擊目的物的分類，在變電所的中的建筑物應(yīng)裝設(shè)直擊雷保護裝置。在進線段的1km長度內(nèi)進行直擊雷保護。防直擊雷的常用設(shè)備為避雷針。所選用的避雷器：接閃器采用直徑的圓鋼；引下線采用直徑的圓鋼；接地體采用三根2.5m長的的角鋼打入地中再并聯(lián)

17、后與引下線可靠連接。（2） 雷電侵入波保護由于雷電侵入波比較常見，且危害性較強，對其保護非常重要。對變電所來說，雷電侵入波保護利用閥式避雷器以及與閥式避雷器相配合的進線保護段；為了其內(nèi)部的變壓器和電器設(shè)備得以保護，在配電裝置內(nèi)安放閥式避雷器。（3） 變電所公共接地裝置的設(shè)計 接地電阻的要求： 本變電所的公共接地裝置的接地電阻應(yīng)滿足以下條件： 因此公共接地裝置接地電阻應(yīng)滿足 接地裝置的設(shè)計 采用長2.5m、50mm的鍍鋅鋼管數(shù)，初選16根，沿變電所三面均勻布置（變電所前面布置兩排），管距5m，垂直打入地下，管頂離地面0.6m。管間用的鍍鋅扁鋼焊接相連。變壓器室有兩條接地干線、高低壓配電室各有一條接地線與室外公共接地裝置焊接相連。接地干線均采用采用的鍍鋅扁鋼。接地電阻的演算： 管間距離與管長之比為 ， 滿足的要求。5 總結(jié)這次課程設(shè)計，主要部分是前面的計算各元件參數(shù)和做等值電路，以及選擇短路點、計算短