供电系统设计说明书

1、供电系统设计说明书姓名: 学号: 班级: 目录第一章 原始资料21.1 机加工厂一车间生产任务21.2 设计依据21.3 本车间负荷性质3第二章 负荷计算以及变压器、补偿装置的选择42.1机加工车间一的负荷计算42.2 车间总体负荷的计算52.3无功补偿的计算和变压器的选择5第三章 供电系统的选择7第四章 短路电流电流计算94.1各短路点的平均电压94.2各元件电抗计算94.3各短路点总阻抗94.4根据电抗值计算短路电流9第五章 高、低压一次设备选择105.1 选母线：105.2.选低压侧QF：105.3高压侧选QF：105.4高压侧隔离开关：115.5电流互感器：11第六章 高压侧继电保护选

2、择及整定12第七章 防雷设计147.1防雷措施147.2接地14第八章 结束语及参考文献168.1结束语168.2参考文献：16附录17附录1：变电所电路总体设计图17附录2：继电保护电路原理图及其展开图17附录3：所选电力器件参数列表18附录4：负荷计算用表18第一章 原始资料变电所担负着从电力系统受电，经过变压然后配电的任务。车间变电所主要用于负荷大而集中、设备布置比较稳定的大型生厂房内。车间变电所一般位于车间的负荷中心，可以降低电能损耗和有色金属的消耗量，并能减少输电线路上的电压损耗可以保证供电的质量。因此，对这种车间变电所的设计技术经济指标要求比较高。车间变电所是工厂供电系统的枢纽，在

3、工厂里占有特殊重要的地位，因而设计一个合理的变电所对于整个工厂供电的可靠、经济运行至关重要。本设计是从工程的角度出发，按照变电所设计的基本要求，综合地考虑各个方面的要素，对供电系统进行了合理的布局，在满足各项技术要求的前提下，兼顾运行方便、维护简单，尽可能地节省投资。1.1 机加工厂一车间生产任务本车间承担机修厂机械修理的配件生产。1.2 设计依据机加工一车间用电设备明细表，见表1-1。车间变电所配电范围。a.一车间要求三路供电：113，3234为一路，1431为一路，照明为一路（同二车间）。b.车间变电所除为机加工一车间供电外，还要为机加工二车，铸造，铆焊，电修等车间供电。c.其他个车间对参

4、数和要求见表1-2。表11 机加工一车间用电设备明细表设备代号设备名称及型号台数单台容量（kW）总容量（kW）备注1马鞍车床C630M110.12510.1252万能工具磨床M5M12.0752.0753普通车床C620117.6257.6254普通车床C620117.6257.6255普通车床C620117.6257.6256普通车床C620314.6254.6257普通车床C620114.6254.6258普通车床C620114.6254.6259普通车床C620114.6254.62510普通车床C620114.6254.62511普通车床C620114.6254.62512普通车床C6

5、20114.6254.62513旋转套丝机S813913.1253.12514普通车床C620110.12510.12515螺旋纹车床Q11917.6257.62516摇臂钻床Z3518.58.517圆柱立式钻床Z504013.1253.12518圆柱立式钻床Z504013.1253.125195T单梁吊车110.210.220立式砂轮S38l35011.751.7521牛头刨床B66513322牛头刨床B66513323万能升降台铣床X63WT1131324万能升降台铣床X52K19.1259.12525滚齿机Y3614.14.126插床B503214427弓锯机G7211.71.728立式

6、钻床Z51210.60.629井式回火电阻炉1242430箱式电阻炉1454531普通车床CW61，100131.931.932单柱立式车床C5121A135.735.733卧式镗床J681101034单臂刨床B10101707035小结34表12 机加工二，铸造，铆焊，电修等车间计算负荷表序号车间名称容量（kW）计算负荷备注P30 (kW)Q30(kVar)S30(kVA)1机加工二车间N01供电回路N02供电回路N03 车间照明1551201046.53654.442.122铸造车间N01供电回路N02供电回路N03供电回路N04 车间照明160140180864567265.357.12

7、73.443铆焊车间N01供电回路N02供电回路N03 车间照明1501707455183.1100.984电修车间N01供电回路N02供电回路N03 车间照明150146.2104543.8577.855小结1.3 本车间负荷性质车间为三班工作制年最大负荷利用小时为5500小时。属于三级负荷。供电电源条件电源从35/10千伏厂总降压变电所采用架空线路受电，线路长度为300米。供电系统短路数据见下图所示。厂总降压变电所配出线路定时限过电流保护装置的整定时间为2秒。要求车间变电所功率因数应在0.9以上。当地最热月的平均温度为25。第二章 负荷计算以及变压器、补偿装置的选择在进行负荷计算时选用需用

8、系数法，具体计算公式如下： (i=1,2,3n) 2.1机加工车间一的负荷计算根据机加工车间一的负荷性质，将一车间分为三路：113，3234为一路，1431为一路，照明电路为一路。1 第1路：通过分析机加工车间一的第一路属于小批生产的金属冷加工，查表D-1得它的需用系数为：Kd=0.120.16 Cos=0.5 tan=1.73Pca1=Kd Pn=0.16*Pn=29.804（KW）Qca1=Pca1*tan=61.561（Kvar）其中：Pn=10.125+2.075+7.65*3+4.625*7+3.125+3.57+10+70=186.275（KW）=59.555 (KVA)=/=85

9、.963 (A)2.第2路通过分析机加工车间一的第二路属于小批热加工，查表D-1得：Kd=0.20.25 Cos=0.6 tan=1.51Pca2=Kd Pn=0.25*Pn=45.969（KW）Qca1=Pca1*tan=69.413（Kvar）其中Pn=183.875（KW）=83.255 (KVA)=/=120.172 (A)3.第3路 =10= =10/（*0.4）=14.434（A）通过以上的计算得到以下的负荷的汇总：序号车间名称容量（kW）计算负荷备注P30 (kW)Q30(kVar)S30(kVA)1机加工一车间N01供电回路N02供电回路N03 车间照明85.96383.255

10、1029.80445.96951.56169.4132机加工二车间N01供电回路N02供电回路N03 车间照明1551201046.53654.442.123铸造车间N01供电回路N02供电回路N03供电回路N04 车间照明160140180864567265.357.1273.444铆焊车间N01供电回路N02供电回路N03 车间照明1501707455183.1100.985电修车间N01供电回路N02供电回路N03 车间照明150146.2104543.8577.856小结2.2 车间总体负荷的计算 车间名称有功功率Pn无功功率Qn视在功率Sca负荷电流In一车间134.80875.22

11、7154.377222.831二车间7477.216106.950154.374铸造车间180176.274251.938363.652铆焊车间92.7179.982202.452292.223电修车间88.96570.065113.243163.457根据附表D-2查得车间的同时系数Ksi=0.9，则Pca=（Pn1+Pn4）741.088 AQca=(Qn1+Sca=731.389 KVar COS=Pca/Qca=0.702 tan=1.0142.3无功补偿的计算和变压器的选择 （1） 变压器的预选变压器低压侧：Pca=513.426 KW Qca=520.888 KVA Sca=731

12、.389KVar根据简明电工手册P33页预选SZ9型10KV有载调压变压器，相关参数全部列举如下：额定容量：800KVA， 高压：10KV，高压分接范围（）：4*2.5， 低压：4KV ，连接组标号：Yyn0， 空载损耗：1.36KW ， 负载损耗：9.4KW ，空载电流（）：1.2，阻抗电压（）：4.5，重量：器身2050Kg，油重-805Kg ，总重：3245Kg ，外形尺寸（mm）：长*高*宽：2445*800*2420。（2） 无功补偿计算Pt=P0+Pk（Sca/Sn）=1.36+9.4*（731.389/800）=9.2KWQt=0+Qk（Sca/Sn）=（I0/100）*Sn+（

13、）=*800+*800*（）=39.66 KVar高压侧：P高=Pca+Pt=513.426+9.21=522.636 KW Q高=Qca+Qt=520.888+39.66=560.548 KVA实际需要变压器容量：St=766.4 KVA 此时功率因数：COS=P高/St=522.636/766.4=0.682 =47.005取补偿后要求达到的功率因数为COS=0.92 =23.074补偿无功：Qc=P高（tan47.005-tan23.074）=337.914KVar根据以上计算选择电力电容器：简明电工手册P579页 BWM04-25-1 选15台，每三台一组，共分5组 Qc=25*15=

14、375KVar（3） 考虑无功补偿后应选的变压器无功补偿后应选的变压器容量为： S=533.750 考虑无功补偿后最终确定变压器： 根据简明电工手册 应选sz9型， 额定容量为：630kvA（具体参数见P33页）（4）变压器的校验：PT=P0+Pk()=1.12+7.7()=6.647kwQT=SN+ SN()=630+630()=27.41kvar考虑损耗后实际需要变压器容量： S实 548.186变配电所的防雷措施（1）装设避雷针 室外配电装置应装设避雷针来防护直接雷击。如果变配电所处在附近高建（构）筑物上防雷设施保护范围之内或变配电所本身为室内型时，不必再考虑直击雷的保护。（2）高压侧装

15、设避雷器 这主要用来保护主变压器，以免雷电冲击波沿高压线路侵入变电所，损坏了变电所的这一最关键的设备。为此要求避雷器应尽量靠近主变压器安装。避雷器的接地端应与变压器低压侧中性点及金属外壳等连接在一起。在每路进线终端和每段母线上，均装有阀式避雷器。如果进线是具有一段引入电缆的架空线路，则在架空线路终端的电缆头处装设阀式避雷器或排气式避雷器，其接地端与电缆头外壳相联后接地。（3）低压侧装设避雷器 这主要用在多雷区用来防止雷电波沿低压线路侵入而击穿电力变压器的绝缘。当变压器低压侧中性点不接地时（如IT系统），其中性点可装设阀式避雷器或金属氧化物避雷器或保护间隙。在本设计中，配电所屋顶及边缘敷设避雷带

16、，其直径为8mm的镀锌圆钢，主筋直径应大于或等于10mm的镀锌圆钢。7.2接地1.接地与接地装置电气设备的某部分与大地之间做良好的电气连接，称为接地。埋入地中并直接与大地接触的金属导体，称为接地体，或称接地极。专门为接地而人为装设的接地体，称为人工接地体。兼作接地体用的直接与大地接触的各种金属构件、金属管道及建筑物的钢筋混凝土基础等，称为自然接地体。连接接地体与设备、装置接地部分的金属导体，称为接地线。接地线在设备、装置正常运行情况下是不载流的，但在故障情况下要通过接地故障电流。接地线与接地体合称为接地装置。由若干接地体在大地中相互用接地线连接起来的一个整体，称为接地网。其中接地线又分为接地干

17、线和接地支线。接地干线一般应采用不少于两根导体在不同地点与接地网连接。2.确定此配电所公共接地装置的垂直接地钢管和连接扁钢（1）确定接地电阻按相关资料可确定此配电所公共接地装置的接地电阻应满足以下两个条件：RE 250V/IERE 10式中IE的计算为IE = IC = 60(60354)A/350 = 34.3A故 RE 350V/34.3A = 10.2综上可知，此配电所总的接地电阻应为RE10（2）接地装置初步方案现初步考虑围绕变电所建筑四周，距变电所23m，打入一圈直径50mm、长2.5m的钢管接地体，每隔5m打入一根，管间用404mm2的扁钢焊接。（3）计算单根钢管接地电阻查相关资料

18、得土质的 = 100m则单根钢管接地电阻RE(1) 100m/2.5m = 40（4）确定接地钢管数和最后的接地方案根据RE(1)/RE = 40/4 = 10。但考虑到管间的屏蔽效应，初选15根直径50mm、长2.5m的钢管作接地体。以n = 15和a/l = 2再查有关资料可得E 0.66。 因此可得n = RE(1)/(ERE) = 40/(0.664) 15考虑到接地体的均匀对称布置，选16mm根直径50mm、长2.5m的钢管作接地体，用404mm2的扁钢连接，环形布置。3.选择双针等高避雷 对于因为雷电导致的过电压，一般分为感应过电压和传导过电压。对于车间变电所感应过电压是不太可能的

19、，所以传导过电压就成了主要的防雷对象。对于防护由于传导过电压导致的雷电入侵波对设备产生的危害一般采用避雷器。避雷器是专设的放电电压低于所有被保护设备正常耐压值的保护设备。由于它具有良好的接地，故雷电波到来时，避雷器首先被激穿并对地放电，从而使其他电气设备受到保护。当过电压消失后，避雷器又能自动恢复到起始状态。根据放电后在恢复原态过程中熄弧方式的不同，避雷器分为管型避雷器和阀型避雷器两类。管型避雷器采用的是自吹弧原理，其熄弧能力又切断电流大小决定。管型避雷器的突出优点是残压小，简单经济，但动作时有气体吹出，放电伏秒特性较陡，因此只用于室外线路。阀型避雷器由火花间隙和非线性电阻两种基本元件串联组成

20、，全部组成均密封在瓷套内，套管上端有引进线，通过它和网络导线连接，下端引出线为接地线。变配电所一般采用阀型避雷器。通过上面的分析我们知道对于这个设计来说，它属于变配电所，所以应选择阀型避雷器做为高压侧的防雷器件。第八章 结束语及参考文献8.1结束语这次供电技术课程设计结束了，总的来说我们学到了不少的东西，知道了理论联系的重要性，懂得了设计过程只的具体细节和步骤。我相信这过程对我们今后的学习和工作给与积极的影响，搭好了平台。在以后我一定会学好专业知识，提自己在这方面的能力。从这次设计中我对电气工程有了一个基本的整体感觉，对生活中的电力供应有了更好的理解。尤其通过这次课程设计结合了这两年学的相关的

21、专业知识，对各门课都有了一个较全面的理解。这些必将对我以后的学习和工作有很好的帮助。8.2参考文献：1.电力工程 华中科技大学出版社 吴希再等编著2.中小型变压器实用设计手册 中国水利水电出版社 雷振山等编著3.电气工程电气设计200例 中国电力出版社 卓乐友 编著4.供电技术 煤炭工业出版社 邹有明等编著5.变配电所及其安全运行 机械工业出版社 谈笑君等编著6.10KV及以下供配电设计于安装手册 煤炭工业出版社 王子午等编著7.常用供配电设备选型手册 煤炭工业出版社 王子午等编著8.电力系统继电保护原理 中国水利水电出版社 孙过凯等编著附录附录1：变电所电路总体设计图附录2：继电保护电路原理

22、图及其展开图图B-1 高压侧继电保护电路图B-2 高压侧继电保护展开图附录3：所选电力器件参数列表附录4：负荷计算用表表D-1 用电设备的Kd，cos及tan用电设备组名称Kdcostan单独传动的金属加工机床： 小批生产的金属冷加工机床 大批生产的金属冷加工机床 小批生产的金属热加工机床 大批生产的金属热加工机床锻锤，压床，剪床及其他锻工机械木工机械液压机生产用通风机卫生用通风机泵，活塞型压缩机，电动发电机组球磨机，破碎机，筛选机，搅拌机等电阻炉（带调压器或变压器）非自动拌料自动拌料干燥箱，加热器等工频感应电炉（不带无功补偿装置）高频感应电炉（不带无功补偿装置）焊接和加热用高频加热设备熔炼用

23、高频加热设备表面淬火电炉（带无功补偿装置）电动发电机真空管振荡器中频电炉（中频机组）氢气炉（带调压器或变压器）真空炉（带调压器或变压器）电弧炼钢炉变压器电弧炼钢炉的辅助设备点焊机，缝焊机对焊机自动弧焊变压器单头手动弧焊变压器多头手动弧焊变压器单头直流弧焊机多头直流弧焊机铸造车间用起重机（e=25%）金属， 机修，装配车间，锅炉房用起重机（e=25%）0.12-0.160.17-0.20.2-0.250.250.2-0.30.30.75-0.850.65-0.70.75-0.850.75-0.850.6-0.70.7-0.80.4-0.70.80.80.5-0.650.8-0.850.650.80.65-0.750.4-0.50.55-0.650.90.150.350.350.50.350.40.350.70.15-0.30.1-0.150.50.50.55-0.60.650.60.