某机械厂变电所及配电系统设计

1、目录摘 要11.设计任务21.1设计要求21.2设计依据21.3 设计内容及要求41.4 设计成果42.工厂负荷42.1 车间各负荷42.2 全厂负荷52.3无功功率补偿63. 变电所变压器和主接线方案的选择63.1主变压器的选择63.2变压器主接线方式选择74.短路电流的计算84.1绘制计算电路84.2确定短路计算基准值84.3计算短路电路中个元件的电抗标幺值84.4 k-1点（10.5kV侧）的相关计算94.5 k-2点（0.4kv侧）相关计算95 输电导线截面的选择105.1 10KV高压进线和引入电缆的选择105.2 380V低压出线的选择105.3 由高压配电室至主变的一段引入电缆的

2、选择校验10总结11参考文献12工厂供电课程设计某机械厂变电所及配电系统设计作 者 一个学长指导老师 网上找的摘 要：众所周知，电能是现代工业生产的主要能源和动力。电能既易于由其他形式的能量转换而来，又易于转换为其他形式的能量，它的输送和分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，又利于实现生产过程自动化，因此，电能在现代工业生产及整个国民经济生活中应用极为广泛。从而搞好工业企业供电工作对于整个工业生产发展，实现工业现代化具有十分重要的意义。本课程设计设计了厂区供电和配电网络，进行了车间变电所以及车间配电系统和车间电气照明设计，按照经济电流密度法，线形式，选择了主变压器的台数和容量。选择了合适的导

3、线和电缆，通过合理设置短路点，进行正确的短路电流计算，进行了主要电气设备的选型和校验。关键词：负荷；短路电流；变压器；电路主接线1. 设计任务1.1设计要求要求根据本厂所能取得的电源及本厂用电负荷的实际情况，并适当考虑到工厂生产的发展，按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求，确定变电所的位置和型式，确定变电所主变压器的台数、容量与类型，选择变电所主接线方案及高低压设备和进出线，确定二次回路方案，选择整定继电保护，确定防雷和接地装置。最后按要求写出设计说明书，绘出设计图纸。1.2设计依据 1.2.1工厂总平面图生活区的负荷中心(8)(9)(10)(4)(7)(6)(5)(3)(2)(1)大街公共

4、电源干线厂区大街厂门后厂门邻厂某机械厂总平面图比例：1：2000图1某机械厂总平面图1.2.2工厂负荷情况 本厂多数车间为两班制，年最大负荷利用小时为4600h，日最大负荷持续时间为6h。该厂除铸造车间、电镀车间和锅炉房属二级负荷外，其余均属三级负荷。本厂的负荷统计资料如表1所示。 表1 工厂负荷统计资料编号名称设备容量/kW需要系数cos1铸造车间动力3500.250.75照明100.812锻压车间动力3200.30.6照明100.817金工车间动力4000.20.65照明100.816工具车间动力3750.350.6照明100.814电镀车间动力2500.50.75照明70.813热处理车

5、间动力1750.60.8照明80.819装配车间动力1850.30.7照明50.8110机修车间动力1600.250.65照明40.818锅炉房动力600.70.8照明10.815仓库动力500.40.8照明10.811.2.3 供电电源情况供电电源情况按照工厂与当地供电部门签订的供用电协议规定，本厂可由附近一条10kV的公用电源干线取得工作电源。该干线的走向参看工厂总平面图。该干线的导线牌号为LGJ-150，导线为等边三角形排列，线距为2m；干线首端距离本厂约8km。干线首端所装设的高压断路器断流容量为400MVA。此断路器配备有定时限过流保护和电流速断保护，定时限过流保护整定的动作时间为3

6、s。为满足工厂二级负荷要求，可采用高压联络线由邻近的单位取得备用电源。已知与本厂高压侧有电气联系的架空线路总长度为80km，电缆线路总长度为25km。1.2.4 气象资料 本厂所在地区的年最高气温为38，年平均气温为23，年最低气温为-9，年最热月平均最高气温为33，年最热月平均气温为26，年最热月地下0.8米处平均气温为25。当地主导风向为东北风，年雷暴日数为20。1.2.5 地质水文资料本厂所在地区平均海拔500m，地层以砂粘土为主，地下水位为2m。1.2.6 电费制度本厂与当地供电部门达成协议，在工厂变电所高压侧计量电能，设专用计量柜，按两部电费制交纳电费。每月基本电费按主变压器容量为1

7、8元/kVA，动力电费为0.9元/Kw.h，照明电费为0.5元/Kw.h。工厂最大负荷时的功率因数不得低于0.9，此外，电力用户需按新装变压器容量计算，一次性向供电部门交纳供电贴费：610VA为800/kVA。1.3 设计内容及要求1. 确定车间变电所变压器的台数和容量；2.电气主接线图设计；3. 输电导线截面选择（选择一条线路计算）；4.确定短路计算点，计算三相短路电流；5. 计算整个工厂计算负荷。1.4 设计成果1. 设计说明书一份（约8000字）：包括设计任务所要求的各项设计计算过程、结果和表格，要求内容完整，条理清晰，书面清洁，字迹工整。2. 设计图纸：电气主接线图一张。2.工厂负荷2

8、.1 车间各负荷各车间负荷统计资料如表2所示表2各车间负荷统计编号名称设备容量/kW需要系数costan计算负荷Pc/kWQc/kvarSc/kVAIc/A1铸造车间动力3500.250.750.8887.50 77.00 116.67 177.47 照明100.818.00 0.00 8.00 12.17 2锻压车间动力3200.30.61.3396.00 127.68 160.00 243.38 照明100.818.00 0.00 8.00 12.17 7金工车间动力4000.20.651.1780.00 93.60 123.08 187.22 照明100.818.00 0.00 8.00

9、 12.17 6工具车间动力3750.350.61.33131.25 174.56 218.75 332.75 照明100.818.00 0.00 8.00 12.17 4电镀车间动力2500.50.750.88125.00 110.00 166.67 253.52 照明70.815.60 0.00 5.60 8.52 3热处理车间动力1750.60.80.75105.00 78.75 131.25 199.65 照明80.816.40 0.00 6.40 9.74 9装配车间动力1850.30.71.0255.50 56.61 79.29 120.60 照明50.814.00 0.00 4.

10、00 6.08 10机修车间动力1600.250.651.1740.00 46.80 61.54 93.61 照明40.813.20 0.00 3.20 4.87 8锅炉房动力600.70.80.7542.00 31.50 52.50 79.86 照明10.8010.80 0.00 0.80 1.22 5仓库动力500.40.80.7520.00 15.00 25.00 38.03 照明10.810.80 0.00 0.80 1.22 总计835.05 811.50 1187.53 1806.41 2.2 全厂负荷取 KP=0.9 Kq=0.95根据上表可得出：P30i=835.05kw Q3

11、0i=811.50kvar S30i=1187.53kVA则P30=KPP30i=751.55kw（2.2.1）Q30=KqQ30i=770.93kvar（2.2.2）S30=P302+Q302=1076.64Kva（2.2.3）I30=S303UN=1635.79A（2.2.4）cos=P30iS30i=0.703（2.2.5）由于本设计中cos=0.7030.933. 变电所变压器和主接线方案的选择3.1主变压器的选择根据工厂的负荷性质和电源情况，工厂变电所的主变压器考虑有下列两种可供选择的方案：一台变压器型号为S11型，而容量根据式SNTS30，SNT为主变压器容量，为总的计算负荷。选S

12、NT=1250kvAS30=1076.64台S11-1250/10型低损耗配电变压器。至于工厂二级负荷所需的备用电源，考虑由邻近单位相联的高压联络线来承担。3.2变压器主接线方式选择一般大中型企业采用35110KV电源进线时都设置总降压变电所，将电压降至610KV后分配给各车间变电所。总降压变电所主接线一般有线路变压器组、单母线、内桥式、外桥式等几种接线方式。按上面考虑的两种主变压器方案可设计下列主接线方案：装设一台主变压器的主接线方案这种主接线方式由于采用了高压断路器，因此变电所的停、送电操作十分方便，而且在发生短路故障时，过电流保护装置动作，断路器会自动跳闸，如果短路故障已经消除，则可立即

13、合闸恢复供电。如果配备自动重合闸装置，则供电可靠性更高。但是如果变电所只此一路电源进线时，一般也只用于三级负荷；但如果变电所低压侧有联络线与其他变电所相连时，或另有备用电源时，则可用二级负荷。如果变电所有两路电源进线，如图4-1所示，则供电可靠性相应提高，可供二级负荷或少量一级负荷。图1 装设一台主变压器的主接线方案4.短路电流的计算4.1绘制计算电路图2 短路计算电路图4.2确定短路计算基准值取基准容量Sd=100MVA，基准电压Ud=Uc=1.06UN，Uc为短路计算电压，即高压侧Uc1=10.5kV，低压侧Uc2=0.4kV，则 Id1=Sd3Uc1=100MVA310.5KV=5.50

14、kA(4.2.1)Id2=Sd3Uc2=100MVA30.4KV=144kA(4.2.2)4.3计算短路电路中个元件的电抗标幺值4.3.1电力系统的电抗标幺值已知电力系统出口断路器的断流容量Soc=400MVA，所以 X1*=SdSoc=100MVA/400MVA=0.25(4.3.1)4.3.2架空线路的电抗标幺值 查表得LGJ-150的线路电抗X0=0.35/km，而线路长8km，所以X2*=0.35/km8100MVA（10.5kv）2=2.54(4.3.2)4.3.3变压器电抗标幺值查表得变压器的短路电压百分值Uk%=4.5，所以X3*=4.5100MVA1001250KVA=3.6(

15、4.3.3)因此绘制短路计算等效电路如图2所示,图上标出各元件的序号和电抗标幺值,并标明短路计算点。图2 短路计算等效电路图4.4 k-1点（10.5kV侧）的相关计算4.4.1总电抗标幺值Kk-1*=X1*+X2*=0.25+2.54=2.79(4.4.1)4.4.2三相短路电流周期分量有效值Ik-13=Id1X(k-1)*=5.5kA2.79=1.97kA(4.4.2)4.4.3其他三相短路电流I(3)=I(3)=Ik-1(3)=1.97kA(4.4.3)ish(3)=2.55I(3)=5.02kA(4.4.4)Ish(3)=1.51I(3)=2.97kA(4.4.5)4.4.4三相短路容

16、量Sk-1(3)=SdX(k-1)*=100MVA2.79=35.84(4.4.6)4.5 k-2点（0.4kv侧）相关计算4.5.1总电抗标幺值Kk-2*=X1*+X2*+X3*=0.25+2.45+3.6=6.29(4.5.1)4.5.2三相短路电流周期分量有效值Ik-2(3)=Id2X(k-2)*=144kA6.29=22.89kA(4.5.2)4.5.3 其他短路电流I(3)=I(3)=Ik-2(3)=22.89kA(4.5.3)ish（3）=1.84I(3)=42.12(4.5.4)ish（3）=1.09I(3)=24.95(4.5.5)4.5.4三相短路容量Sk-2(3)=SdX(

17、k-2)*=100MVA62.9=15.89MVA(4.5.6)5 输电导线截面的选择5.1 10KV高压进线和引入电缆的选择 采用LJ型铝绞线敷设，接往10KV公用干线。1）按发热条件选择。由I30=43.4A及室外环境温度年最热月平均最高气温为30。C，查表8-35, 初选LJ16，其在35。C时的Ial=93.5I30,满足发热条件。2）校验机械强度。查表，最小截面Amin=35mm2，因此LJ16不满足机械强度要求，故改选LJ35。由于此线路很短，不需要校验电压损耗。5.2 380V低压出线的选择（1） 馈电给铸造车间车间的线路采用VLV221000型聚氯乙烯绝缘铝心电缆直接埋地敷设。

18、1）按发热条件选择。由I30=188.9A及地下0.8m土壤温度25。C查表，初选缆芯截面为240mm2，其Ial=319AI30，满足发热条件。2）校验电压损耗。因未知变电所到机加工一车间的距离，因此未能校验电压损耗。3）短路热稳定度的校验。满足短路热稳定度的最小截面Amin=213mm2所选240mm2的缆芯截面大于Amin，满足短路热稳定度的要求，因此选择VLV2210003240+1120的四芯电缆（中性线芯按不小于相线芯一半选择，下同）。（2）馈电给锻压车间的线路采用VLV221000型聚氯乙烯绝缘铝心电缆直接埋地敷设。（方法同上）缆芯截面240mm2聚氯乙烯电缆，即VLV22100

19、03240+1120的四芯电缆。（3）馈电给金工车间的线路采用VLV221000型聚氯乙烯绝缘铝心电缆直接埋地敷设。（方法同上）缆芯截面300mm2聚氯乙烯电缆，即VLV2210003300+1150的四芯电缆。（4）馈电给金工车间的线路采用VLV221000型聚氯乙烯绝缘铝心电缆直接埋地敷设。（方法同上）缆芯截面300mm2聚氯乙烯电缆，即VLV2210003300+1150的四芯电缆。5.3 由高压配电室至主变的一段引入电缆的选择校验 采用YJL2210000型交联聚乙烯绝缘的铝芯电缆直接埋地敷设。1）按发热条件选择。由I30=43.4A及土壤温度25。C查表，初选缆芯为25mm2的交联电

20、缆，其Ial=90AI30，满足发热条件。2)校验短路稳定。计算满足短路热稳定的最小截面Amin=103mm225 mm2，因此25mm2不满足短路稳定要求，故选择YJL22100003120电缆。采用LGJ型钢芯铝绞线架空敷设，接往10kV公用干线。a) 按发热条件选择由 = =43.4A及室外环境温度30，查表得，初选LGJ-35,其35C时的 =149A ,满足发热条件。b) 校验机械强度查表得，最小允许截面积 =25 ，而LGJ-35满足要求，故选它。由于此线路很短，故不需要校验电压损耗。总结 课程设计是检验本学期学习的情况的一项综合测试，它要求我把所学的知识全部适用，融会贯通的一项训练，是对能力的一项综合评定，它要求充分发掘自身的潜力，开拓思路设计出合理适用的工厂供电系统。 通过这次课程设计，使我得到了很多的经验，并且巩固和加深以及扩大了专业知识面，锻炼综合及灵活运用所学知识的能力，正确使用技术资料的能力。知识系统化能力得到提高,设计过程中运用了很多的知识，因此如何将知识系统化就