工厂变电站的设计方案程设计说明书

1、电力系统课程设计说明书第1页共 24 页1 引言.2.1.1 工厂供电的意义和要求.21.2工厂供电设计的一般原则 .2矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。1.3 绘制变电所主接线图和主要设备材料清单 .4聞創沟燴鐺險爱氇谴净。2、 负荷计算和无功功率补偿 . 燮骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。2.1、 负荷计算.酽锕极額閉镇桧猪訣锥。2.2、 无功率补偿.彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。3. 变电所位置和型式的选择.6謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。4 变电所主变压器的选择和主结线方案的选择 .8厦礴恳蹒骈時盡继價骚。4.1 变电所主变压器的选择. 瞬桢广鳓鯡选块网羈泪。4.2 变压器主接线方案的选择.8鹅娅尽損鹤惨歷茏鴛賴。4.3 两

2、种主结线方案的技术经济比较. .10籟丛妈羥为贍债蛏练淨。5 短路电流的计算 .11預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。5.1 绘制计算电路 .11渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。5.2 确定短路计算基准值 .11铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。5.3 计算短路电路中各元件的电抗标幺值 .11擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。5.4 10KV 侧（k-1 点）三相短路电流和短路容量 .12贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。5.5 380KV 侧（k-2 侧）三相短路电流和短路容量 . 12坛搏乡囂忏蒌鍥铃氈淚。6 变电所一次设备的选择校验 .1储變黲癟報伥铉锚鈰赘。6.1 10kV 侧一次设备的选择校验 .13買鯛鴯譖昙膚遙闫撷凄。6.2 380V

3、侧一次设备的选择校验.14綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。6.3高低压母线的选择 . 14區踬髏彦浃绥譎饴憂锦。7 变电所进出线以及邻近单位联络线的选择 .14猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。7.1 10kV 高压进线和引入电缆的选择 . 14锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔。7.2 380V 低压出线的选择 .15S氽頑黉碩饨荠龈话骛。7.3 作为备用电源的高压联络线的选择校验 .19輒峄陽檉簖疖網儂號泶。8 变压所的防雷保护.2尧侧閏繭絳闕绚勵蜆贅。8.1 变压所的防雷保护.20R饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒。8.2 变电所公共接地装置的设计.21凍鈹鋨劳臘错痫婦胫籴。9.结论. 2恥諤銪灭萦欢煬鞏鹜錦。参考文献.2鯊腎鑰诎褳鉀沩

4、懼統庫。附录一.2硕癘鄴颃诌攆檸攜驤蔹。附录二.错误！未定义书签。阌擻輳嬪諫迁择植秘騖。附录三.错误！未定义书签。氬嚕躑竄贸恳彈濾颔澩。电力系统课程设计说明书第2页共 24 页1 引言1.1 工厂供电的意义和要求在工厂里，电能虽然是工业生产的主要能源和动力，但是它在产品成本中所 占的比重一般很小（除电化工业外）。电能在工业生产中的重要性，并不在于它 在产品成本中或投资总额中所占的比重多少，而在于工业生产实现电气化以后可 以大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产成本，减轻工人的 劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。从另一方面来说， 如果工厂的电能供应突然中断，则

5、对工业生产可能造成严重的后果。釷鹆資贏車贖孙滅獅赘。众所周知，电能是现代工业生产的主要能源和动力。电能既易于由其它形式 的能量转换而来，又易于转换为其它形式的能量以供应用；电能的输送的分配既 简单经济，又便于控制、调节和测量，有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。怂阐譜鯪迳導嘯畫長凉。因此，做好工厂供电工作对于发展工业生产，实现工业现代化，具有十分重 要的意义。由于能源节约是工厂供电工作的一个重要方面，而能源节约对于国家经济建设具有十分重要的战略意义，因此做好工厂供电工作，对于节约能源、支援国家经济建设，也具有重大的作用。工厂供电工作要很好地为工

6、业生产服务，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并做好节能工作，就必须达到以下基本要求：谚辞調担鈧谄动禪泻類。（1）安全 在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。（2）可靠 应满足电能用户对供电可靠性的要求。（3）优质 应满足电能用户对电压和频率等质量的要求（4）经济 供电系统的投资要少，运行费用要低，并尽可能地节约电能和减少 有色金属的消耗量。嘰觐詿缧铴嗫偽純铪锩。此外，在供电工作中，应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，既要 照顾局部的当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应发展。熒绐譏钲鏌觶鷹緇機库。1.2 工厂供电设计的一般原则按照国家标准 GB50052-95供

7、配电系统设计规范、GB50053-9410kv 及电力系统课程设计说明书第3页共 24 页以下设计规范、GB50054-95低压配电设计规范等的规定，进行工厂供 电设计必须遵循以下原则：鶼渍螻偉阅劍鲰腎邏蘞。（1）遵守规程、执行政策；必须遵守国家的有关规定及标准， 执行国家的有关方针政策，包括节约能源，节 约有色金属等技术经济政策。纣忧蔣氳頑莶驅藥悯骛。（2）安全可靠、先进合理；应做到保障人身和设备的安全，供电可靠，电能质量合格，技术先进和经济合理， 采用效率高、能耗低和性能先进的电气产品。颖刍莖峽饽亿顿裊赔泷。（3）近期为主、考虑发展；应根据工作特点、规模和发展规划，正确处理近期建设与远期发

8、展的关系， 做到 远近结合，适当考虑扩建的可能性。濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻。（4）全局出发、统筹兼顾。按负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件等，合理确定设计方案。工厂 供电设计是整个工厂设计中的重要组成部分。 工厂供电设计的质量直接影响到工 厂的生产及发展。作为从事工厂供电工作的人员，有必要了解和掌握工厂供电设 计的有关知识，以便适应设计工作的需要。銚銻縵哜鳗鸿锓謎諏涼。2 工厂供电设计的主体部分以下内容将以工厂供电设计的基本步骤为依据， 结合各种分析方法和各种标准进 行。其中与各基本步骤相联系的基本知识进行详细的说明， 并结合本次设计内容 进行理论联系实际。挤貼綬电麥结鈺贖哓类。设计将按以

9、下顺序进行展开：1） 该厂用电负荷的计算；2） 对该系统进行无功补偿，确定无功补偿设备的容量类型；3） 变电所选址，型式的选择；4） 主变压器台数，容量及类型的选择；5） 变电所主接线方案的选择；6） 短路电流计算；7） 变电所一次设备的选择；8） 变电所二次回路方案的选择；电力系统课程设计说明书第4页共 24 页9）继电保护装置的选择和整定；10）防雷保护和接地装置的设计；1.3 绘制变电所主接线图和主要设备材料清单（1） Auto CAD 在工厂供电设计中的应用简介：Auto CAD 是美国 Auto desk 公司开发的通用计算机辅助的设计软件，是一个交互式的绘图软件，用于二维及三维设计

10、。赔荊紳谘侖驟辽輩袜錈。主要优点：1）具有完善的图形绘制功能2）具有强大的图形编辑功能3）可采用多种方式进行二次开发和用户定制4）可进行各种格式图形的转换，有较强的数据交换能力5）支持多种硬件设备6）支持多种操作平台7）具有通用性，易用性，适用于各类用户。（2） 电气工程中 CAD 技术的应用：1）使用 CAD 可设计一些设计手册或设计规范中的数表，图标存储在计算机中， 便于查询。2）利用各种高级语言（如 MATLAB,C+等）编程，进行机械计算和强度计算，电 力系统潮流计算。3）采用 CAD 绘制各种二维三维图，如：电力系统主接线图，平面布置图等。AutoCAD 的基本操作：在本次设计过程中

11、，主要利用 CAM 大的二维图形设计能力，灵活运用各种平面 图形绘制命令和图形编辑与标注命令。塤礙籟馐决穩賽釙冊庫。在本次设计中，使用 CAD 绘制电气主接线图，见附表 3。电力系统课程设计说明书第5页共 24 页2、负荷计算和无功功率补偿2.1、负荷计算表 2.1机械厂负荷计算表编号名称类别设备 容量Pe*W需&0= 825.99VA，即选一台 S9-1000/10 型低损耗配电变压器。至于工厂二级负荷所需的备用电源，考虑由与邻近单位相联的高压联络线来承 担。栉缏歐锄棗鈕种鵑瑶锬。（2） 装设两台主变压器 型号亦采用 S9 型，而每台变压器容量按式SN,T（0.6 0.7）S30SN

12、.T-S301 .2选择，即SN,T呱0.6 0.7）x825.99kVA=（525613）kVA且 sN T- （125.26 74.02 129.8）kvA 二 329.08kvA因此选两台 S9-800/10 型低损耗配电变压器。工厂二级负荷所需的备用电源亦由与邻近单位相联的高压联络线来承担。辔烨棟剛殓攬瑤丽阄应。主变压器的联结组均采用 YynO。4.2 变压器主接线方案的选择按上面考虑的两种主变压器方案可设计下列两种主接线方案：（1） 装设一台主变压器的主接线方案，如图4.1 所示（2） 装设两台主变压器的主接线方案，如图4.2 所示电力系统课程设计说明书第10页共 24 页图 4.1

13、 装设一台主变压器的主结线方案图 4.2 装设两台主变压器的主结线方案FSJ-1BIL&色直sl 3L3GWW-15G/300Tjt 5 2 10000-3*25SS-1DDD10 /D.4VIGO ii(D-030&-u(F)询G&-11 (J-0TQ 1100-0TjZ2O/38OV10kVGWl-15G/200$4-030 4W4冲-11-01cell=11SMtF)11GG-u(K0711L(-96GG-lit电力系统课程设计说明书第11页共 24 页4.3 两种主结线方案的技术经济比较如表 4.1 所示表 4.1 两种主接线方案的比较比较项目装设一台主变的方案

14、装设两台主变的方案技 术指 标供电安全性满足要求满足要求供电可靠性基本满足要求满足要求供电质量由于一台主变，电压损耗较大由于两台主变并列，电压损耗 小灵活方便性只一台主变，灵活性稍差由于有两台主变，灵活性较好扩建适应性稍差一些更好一些经济 指标电力变压器的综 合投资由手册查得 S9 1000 单价为10.76 万元，而由手册查得变压 器综合投资约为其单价的2 倍，因此其综合投资为 2X10.76 万 兀=21.52 万兀由手册查得S9 630 单价为7.47 万元，因此两台综合投资为 4X7.47 万元=29.88 万元， 比一台变压器多投资 8.36 万元高压开关柜（含 计量柜）的综合投 资

15、额查手册得 GG A（ F） 型柜按每 台3.5 万元计，查手册得其综 合投资按设备价1.5 倍计，因此其综合投资约为4X1.5X3.5=21 力兀本方案采用 6 台 GG-A（ F）柜，其综合投资额约为6X1.5X3.5=31.5 万元，比一台主变的 方案多投资 10.5 万元电力变压器和咼 压开关柜的年运行 费参照手册计算，主变和高压开 关柜的折算和维修管理费每年 为 4.893万元（其余略）主变和高压开关柜的折旧费和 维修管理费每年为7.067 万元，比一台主变的方案多耗2.174万元供电贴费按 800 元/KVA 计，贴费为 1000X0.08=80 万元贴费为 2X630X0.08

16、万元=100.8 万兀，比一台主变的方 案多交 20.8 万兀从表 4.1 可以看出，按技术指标，装设两台主变的主接线方案略优于装设一 台主变的主接线方案，但按经济指标，则装设一台主变的方案远优于装设两台主变的方案，因此决定采用装设一台主变的方案。（说明：如果工厂负荷近期可有较大增长的话，则宜采用装设两台主变的方案。）峴扬爛滾澗辐滠兴渙藺。电力系统课程设计说明书第12页共 24 页5 短路电流的计算5.1 绘制计算电路如图 5.1 所示5.2 确定短路计算基准值设Sd=100MVA , Ud二Uc=1.05UN，即高压侧Udi=10.5kV，低压侧Ud2=0.4kV，5.3 计算短路电路中各元

17、件的电抗标幺值(1)电力系统已知Soc=400MVA，故：Xs=100MVA,400MVA =0.25(2)架空线路 查表，得 LJ-150 的X0=0.36km，而线路长 8km,故(3) 电力变压器 查表，得氏=4.5，故：XT二空100MVA=4.5100 1000kVA因此绘短路计算等效电路如图 5.2 所示did2SddiSd、3Ud2100MVA.3 10.5kV100MVA.3=5.5kA=144kAXwi-(0.36 8)-1100 MVA(10.5kV)2-2.6电力系统课程设计说明书第13页共 24 页5.4 10KV 侧（k-1 点）三相短路电流和短路容量（1） 总电抗标

18、幺值：Xg）二 X；X2二 0.25 2.6 二 2.85（2） 三相短路电流周期分量有效值：|料 =空=i.96kAX（k_L）2.85（3） 其他短路电流:|=| ：）= |化）=1.96kAiS?=2.551=2.55 1.96kA=5.0kAIS3）=1.511=1.51 1.96kA = 2.96kA（4）三相短路容量：sk3!J 二100MVA二35.09MVA2.855.5 380KV 侧（k-2 侧）三相短路电流和短路容量（1） 总电抗标幺值： X*/）X2x30.25 2.6 4.5 = 7.35（2） 三相短路电流周期分量有效值：化 亘=19.59kAX亂）7.35（3）

19、其他短路电流： |=1：=1化）=19.59kAiS? =1.84l=1.84 19.59kA = 36.05kA lS? =1.091 =1.09 19.59kA = 21.35kA（4）三相短路容量：二疇AA以上计算结果综合如表 5.1表 5.1短路的计算结果短路计算点三相短路电流/kA三相短路容量/MVAI (3)|k| (3)I (3)Iodi (3)ishI (3)IshU Nk-11.961.961.965.02.9635.09k-219.5919.5919.5936.0521.3513.61电力系统课程设计说明书第14页共 24 页6 变电所一次设备的选择校验6.1 10kV 侧一次设备的选择校验 如表 6.1 所示。表 6.1 10kV 侧一次设备的选择校验压电流电流力断能稳度动定稳度热