实训报告--供配电技术

1、工厂供配电课程设计实训报生告班级： 11 电气 1 班小组成员：彭国华(111203127 )殷剑文(111203136 )江锦炎(111203115 )指导老师：韩琳实训日期： 2013.5.202013.5.24目录1,设计任务 11.1 设计题目1.2 设计要求1.3 设计依据1.3.1 供电电源情况1.3.2 工厂负荷情况2 .负荷计算及无功功率补偿 32.1 全厂负荷计算及负荷总表2.2 无功功率及无功功率补偿3 .变电所主变压器数量及规格的选取 53.1 变电所主变压器的容量3.2 变电所主变压器的台数4 .变电所主接线方案及位置的选取 74.1 变电所主接线4.2 变电所的位置5

2、 .短路电流的计算 105.1 短路的形成原因5.2 短路带来的危害5.3 短路电流计算的目的5.4 短路电流的计算6 .参考文献 167 .实训心得体会 171、设计任务1.1 设计题目本次课题设计的题目是：某厂供配电系统设计1.2 设计要求按照国家标准 GB50052-95供配电系统设计规范、GB50053-9410KV及以下变电所设计规范及GB50054-95低 压配电设计规范等规范，进行工厂供电设计。做到“安全、可 靠、优质、经济”的基本要求。并处理好局部与全局、当前与长 远利益的关系，以便适应今后发展的需要，同时还要注意电能和 有色金属的节约等问题。1.3 设计依据1.3.1 供电电

3、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-185，导线为等边三角 形排列，线距为1.2m;电力系统馈电变电站距本厂 6km,该干线 首端所装高压断路器的断流容量为 500MV.A,此断路器配备有定 时限过电流保护和电流速断保护，其定时限过电流保护整定的动 作时间为1.5S。为满足工厂二级负荷的要求，可采用高压或低压 联络线由邻近的单位取得备用电源。1.3.2 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4800h,日最大负荷持续时间8h。该厂除铸造车间、电镀车间和锅炉

4、房属二级负荷外，其余均属三级负荷。低压动力设备均为三相，额定 电压为380V。照明及家用电器均为单相，额定电压为 220V。本厂的负荷统计资料如下表所示厂房编号厂房名称负荷类别设备容量(kW)需要系数Kx功率因数costan1金工 车间动力3600.30.651.17照明100.91.002工具 车间动力3600.30.651.17照明100.91.003电镀 车间动力3100.60.800.75照明100.91.004热处理 车间动力2600.60.800.75照明100.91.005装配 车间动力2600.40.750.88照明100.91.006机修 车间动力1800.30.701.02

5、照明50.91.007锅炉 房动力1800.60.701.02照明20.91.008仓库动力1300.30.701.02照明20.91.009铸造 车间动力3600.40.701.02照明100.91.0010锻压 车间动力3600.30.651.67照明100.91.0011宿舍 住宅区照明4600.81.002、负荷计算及无功功率补偿2.1 全厂负荷计算及负荷总表负荷计算的相关公式：有功功率：PcKxPE(kW)无功功率:QC Pc tan (kvar)视在功率：Sc. Pc2QC(kVA)计算电流：% &/(、.3Un)(A)式中，Kx为需要系数；cos为功率因数；tan为功率因

6、数角的正切值；Un为用电设备组的额定电压。厂房名 称负荷 类别设备容量(kW)需要系数(Kx)功率因数(cos )有功功率(kW)无功功率(kvar)视在功率(kVA)计算电流(A)金工动力3600.30.65108126.36166.23252.56车间照明100.91.09037.87工具动力3600.30.65108126.36166.23252.56车间照明100.91.09037.87电镀动力3100.60.80186139.5232.5353.25车间照明1100.91.09037.87热处理动力2600.60.80156117195286.27车间照明100.91.09037.8

7、7装配动力2600.40.7510491.52138.53210.47车间照明一100.91.09037.87机修动力1800.30.705455.0877.13117.19车间照明50.91.04.502.125.56锅炉动力1800.60.70108110.16154.27234.39车间照明20.91.01.801.343.52仓动力1300.30.703939.7855.7184.64库照明20.91.01.801.343.52铸造动力3600.40.70144146.88211.41321.2车间照明100.91.09037.87锻压动力3600.30.65108180.36210.

8、22319.4车间照明100.91.09037.87住宅区照明4600.81.0368019.1829.14全厂的计算负荷 有功负荷同时系数取1398.691019.71730.93K p 0.9。无功负荷同时系数取K p 0.900.812.2 无功功率补偿由上表可知，该厂380V侧最大负荷时的功率因数是 0.81 ,而供电部门要求该厂10kv进线侧最大负荷时因数不应低于 0.92.考虑 到主变压器的无功损耗远大于有功损耗，因此380V侧最大负荷时因 数应稍大于0.92，暂取0.95来计算380V侧所需无功功率补偿容量：QC.C 1398.69 (tan arccos0.81 tanarcc

9、os0.95) 552.91kvar查表选BW10.5-30-1型电容器，需要的数量为：Qc.c 552.91 c n - 19Qn.c 30实际补偿容量为：QCC 30 19 570k var C .C则补偿后变电所低压侧的视在计算负荷为：S' 1398.692 (1019.7 570)2 1398.85kVA此时变压器的功率损耗为：'_ _ . '_ _ . _ _ _ _PT-0.015S 0.015 1398.85 20.98k var(4-4 Qt 0.06s0.06 1398.85 83.93k var高压侧的计算负荷为：P1398.69 20.98 141

10、9.67kW" ._ . _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ Q(1019.7 570) 83.93 533.63k varS''. 1419.672 (533.63)21516.65kVA9补偿后的功率因数为cos1419.671516.650.94,满足要求。3、变压所主变压器数量及规格的选取3.1变电所主变压器台数的选择变压器台数应根据负荷特点和经济运行进行选择。(1)应满足用电负荷对可靠性的要求。在有一、二级负荷的变电所中，选择两台主变压器，当技术。经济上比较合理时，主变压 器选择也可多于两台；(2)对季节性负荷或昼夜负荷变化比较大的宜采用经济运行方

11、式的变电所，技术经济合理时，可选择两台主变压器；(3)三级负荷一般选择一台主变压器，负荷较大时，也可选择 两台主变压器。结合本厂的实际情况情况，考虑到二级负荷的供电安全可靠, 故选用两台主变压器。3.2变电所主变压器容量的选择装设两台主变压器时，其中任意一台主变压器容量sn应同时满足下列两个条件。(1)任一台主变压器单独运行时，应满足总计算负荷的60% 70% 的要求，即Sn (0.6 0.7)Sc(2)任一台主变压器单独运行时，应满足全部一、二级负荷Sn(i+d的需要，即SNSn（i+u）因此，根据本厂的实际情况，设置两个车间变电所，一个为二级负荷供电，采用两台变压器；另一个为其余的三级负荷

12、供电，采用一台变压器。故计算可知： S 二级 605.52kVA, S三级 1073.69kVA根据二级负荷车间变电所变压器台数及容量选择要求可以得出:Sn.二级 (0.6 0.7) 605.52 363. 424kVA且任一变压器应满足Sn 605.52kVA,以及考虑到今后的发展，因此可选用两台容量均为800kVA的变压器，具体型号为S9-800/10。而三级负荷车间变电所变压器台数及容量的选取则为：Sn.三级 (1.15 1.4) 1073.69 1235 1503kVA并且考虑今后的发展，因此可选用单台1600kVA的变压器，具体型号为 S9-1600/10。变压器的联结级别均采用Dy

13、n(X变压器的主要技术参数如下表：变压器型号电压组合(kV)阻抗电压(衿空载损耗(kw)负载损耗(kw)空载电流(为S9-800/1010.5/0.44.51.407.50.8S9-1600/102.4014.50.64、变电所主接线方案及位置的选取4.1 变电所主接线方案的选择根据GB50053-9410KV及以下变电所设计规范第3.2.1条 配电所、变电所的高压及低压母线宜采用单母线或分段单母线接 线。当供电连续性要求很高时，高压母线可采用分段单母线带旁 路母线或双母线的接线。变电所的主接线是实现电能输送和分配的一种电气接线，在 变电所主接线图中将导线或电缆、电力变压器、母线、各种开关、

14、避雷器、电容器等电气设备有序地连接起来，只表示相对电气联 接关系而不表示实际位置。通常以单线来表示三相系统。1 .安全 充分保证人身和设备的安全。2 .可靠 应满足用电单位对供电可靠性的要求。3 .灵活 能适应各种不同的运行方式，操作检修方便。4 .经济 主接线设计应简单，投资少，运行管理费用低。所以二级负荷选择高压侧采用单母线，低压侧采用单母线分段； 三级负荷选择高低压侧采用单母线。具体接线图如下：lOkvSQS“备用电源）二级负荷车间主接线图lOkv三级负荷车间接线图5 .2变电所的位置选取配变电所位置选择，应根据下列要求综合考虑确定：(1)接近负荷中心。(2)进出线方便。(3)接近电源侧

15、。(4)设备吊装、运输方便。(5)不应设在有剧烈振动的场所。(6)不宜设在多尘、水雾(如大型冷却塔)或有腐蚀性气体的场 所，如无法远离时，不应设在污源的下风侧。(7)不应设在厕所、浴室或其他经常积水场所的正下方或贴 邻。(8)不应设在爆炸危险场所以内和不宜设在有火灾危险场所 的正上方或正下方，如布置在爆炸危险场所范围以内和布置在与火灾 危险场所的建筑物毗连时，应符合现行的爆炸和火灾危险环境电力 装置设计规范的规定。(9)配变电所为独立建筑物时，不宜设在地势低洼和可能积 水的场所。因此，结合本厂的实际情况，车间变电所的位置如下图：蚓料,1国4同车间变电所位置示意图5、短路电流的计算5.1 短路的

16、形成原因(1)电力系统中电器设备载流导体的绝缘损坏。造成绝缘损坏的原因主要有设备绝缘自然老化，操作过电压，大气过电压，绝缘受到机械损伤等。(2)运行人员不遵守操作规程，如带负荷拉、合隔离开关，检修后忘拆除地线合闸。(3)鸟兽跨越在裸露导体上。5.2 短路带来的危害1 .短路产生很大的热量，导体温度升高，将绝缘损坏。2 .短路产生巨大的电动力，使电气设备受到机械损坏。3 .短路使系统电压降低，电流升高，电器设备正常工作受到#破坏。4 .短路造成停电，给国民经济带来损失，给人民生活带来不 便。5 .严重的短路将电力系统运行的稳定性， 使同步发电机失步。6 .单相短路产生的不平衡磁场，对通信线路和弱

17、电设备产生 严重的电磁干扰。5.3 短路电流计算的目的1 .止确地选择和校验各种电器设备2 .计算和整定保护短路的继电保护装置3 .选择限制短路电流的电器设备5.4 短路电流的计算 根据变电所主接线图可知其电路图如下：S/1WL（1口）0402 丐 km/ S277MVA> X二级负荷主接线电路图KiKe/ /1T/2TBODKVA10.5/0.4UkZ=4,5DnK4UkZ=4.5Ka15三级负荷主接线电路图1、二级负荷确定基准值取 Sd 100MVA ,基准电压见 Uav, Udi 10.5kV.,Ud2 Ud3 0.4kV , 相应的基准电流为Id1,Id2,Id3,则各元件电抗标

18、幺值为：系统SSd100X1CSoc500oc0.2线路 查表得LGJ-185的X。0.402 /km,而线路长8km,故*-Sd1002.412X2X0I1? dr(0.402 6)2u2110.52变压器仃和2T* UK% Sd4.5 100X3X4 K ?- ?5.625100SN100 0.8些时绘等效电路图，如图所示:K,K二级负荷主接线等效电路图K1点的短路电流和容量的计算(1)总阻抗标幺值* * * 一XK1 X1 X20.2 2.412 2.612(2) K1点所在电压等级的基准电流d1SdUd11003 10.55.5kA(3) K1点短路电流各量*11Ik1 30.383X

19、k1 2.612. * _ _ _ _ _ _ .IK11d11Kl 5.5 0.383 2.107kAishlK12.551Kl 2.55 2.107 5.373kASdSK1 d- 100 0.383 38.3MVAX K1K2点的短路电流和容量计算(1)总阻抗标幺值* * * * 一 一.一一 .一 X K 2X K 1X3 X 42.6125. 625 / 25.425(2)K2点所在电压等级的基准电流I d2Sd100144.3kA0.4(3)K2点短路电流各量.*I K2*1I K3 -X K210.1845.425I K2Id2I K2144.3 0.184 26.551kAis

20、h.K21.84I K2 1.84 26.551 48.854kASk2Sd-d-100 5.425 542.5MVAX K22、三级负荷确定基准值取 Sd 100MVA基准电压 UdUav, Ud1 10.5kV.,Ud3 0.4kV ,相应的基准电流为Id1,Id2,则各元件电抗标幺值为:系统S*Sd100X1 d0.2Soc500线路 查表得LGJ-185的X。0.402 /km,而线路长8km ,故*X2X0l1?USt(0.4026)10022.41210.5变压器3T*X3UK%?Sd100 - SN4.5 ?100100 1.62.813些时绘等效电路图，如图所示:Ks三级负荷主

21、接线等效电路图K3 点的短路电流和容量的计算(1)总阻抗标幺值*_ _ . . _ _ . 一Xk3XiX20.22.4122.612K 312(2) K3点所在电压等级的基准电流 且 100I d15.5Ud1 3 10.5(3) K3点短路电流各量K30.383X K32.61217I K31d11K3 5.5 0.383 2.107kAish.K32.55I K3 2.55 2.107 5.373kASdX K3SK3 F 100 0.383 38.3MVAK4点的短路电流和容量计算(1)总阻抗标幺值* * * _ _ . _ _ _ . _ _Xk4 Xk3 X32.612 2.713

22、 5.585(2) K4点所在电压等级的基准电流I d2 I d3Sd100Ud2 . 3 0.4144.3kA(3)K4点短路电流各量.*I K41w-X K40.1795.585. .*. _ _ _ _ _ _ _ . -I K41d21K4 144.3 0.17925.830kA 1sh.K4 1.84I K4 1.84 25.830 47.527kA-SdSk4d-100 5.585 558.5MVAX K4变电所短路计算点短路电流(kA)短路容量(kVA)I KI K二级负荷K12.1075.37338.3K226.55148.854542.5三级负荷K32.1045.37338.

23、3K425.83047.527558.56、参考文献(1)供配电技术唐志平 编 电子工业出版社(2)S9系列变压器技术参数百度文库(3)工厂供电黄纯华 编 天津大学出版社7、实训心得体会彭国华在本次的工厂供配电课程设计中，我们相当于将前半学期所学的 供配电技术的关于负荷计算和短路电流计算相关知识做了较为系统 的复习，为今后的学习起到连贯作用。在刚拿到课设题目时，我们都以为很简单，不就是跟以前做作业 一样做计算嘛，可是当正在开始做的时候，我们却发现很多问题。例 如：主要技术参数的选取；车间变电所位置的选取；变压器型号的选 取等等。但是通过在与老师的交流以及小组成员之间的讨论、资料收集，计算比对等

24、方式，我们大体上解决了这几个主要的问题。不过， 在实训当中我们还是不太明白我们教材上所说的变电所位置的选取 在实际中该如何去应用。或许是因为我们只在理论上考虑，而没有在 实际中进行实地考察与测量的原因吧，所以我们在实际的设计当中会 感觉这个概念比较模糊。虽然这次的课设已经完成了，但我们还是存在很多明显的不足， 主要是前半段时间的学习不太全面， 复习不到位，以致在实训过程中 很多概念还是比较模糊，知识不太熟悉，这也为我后半段时间的学习 敲响了警钟，让我重新思考今后到底要如何去学习。自我评价：优秀。殷剑文经过一周时间的课程设计，工厂供电课程设计就临近尾声了，我 能将所学理论知识很好的运用到了实际的工程设计当中， 在具体的设 计过程中，真正做到了学以致用，也使自己的实际工程能力得到了很 大的提高。在本次的课程设计，我主要负责的是负荷计算及无功功率 计算和补偿、短路电流的计算。如下是我都这些方面的总结：在负荷计算及无功功率计算和补偿过程中，应合理选用需要系 数。计算全厂用电负荷时，要充分的考虑车间里的其他用电设备，以 免影响计算负荷的准确性。在计算出无功功率的补偿容量后， 在工程 设计中，应选取补偿容量大于计算值，并且应按实际所采用的电容器 容量计算，另外，补偿总容量宜为变压器容量的 20%30%高供高计 系统时，一定要计入变压器的有功和无功损耗