供配电课程设计模板范文

1、供配电课程设计模板范文供配电技术课程设计任务书（一）设计题目某机械加厂降压变电所的电气设计（二）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，确定变电所的位置与型式，确定变电所主变压器的台数与容量、类型，选择变电所主结线方案及高低压设备和进出线，确定二次回路方案，选择整定继电保护装置，最后定出设计说明书。（三）设计依据1工厂总平面图，如图（1）所示。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4000h，日最大负荷持续时间为10h。该厂除铸造车间、焊接车间1和锅炉房属二级负荷外，其余均属三级负荷。低

2、压动力设备均为三相，额定电压为280V。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表（1）所示。3供电电源情况：按照工厂与当地供电部门签订的供用协议规定，本厂附近有一座10kV配电所，先用1km的架空线路，后改为电缆线路至本厂变电所，其出口断路器的型号为SN1010II型，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，该干线的走向参看工厂总平面图。为满足工厂二级负荷的要求，可采用联络线由邻近的单位取得备用电源。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24，年最低气温为-8，年最热月平均最高气温为33，年最热月平均

3、气温为26，年最热月地下0.8处平均温度为25。当地主导风向为东北风，年雷暴是数为20。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1m。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，按两部电费制缴纳电费。每月基本电费按主变压器容量为0.4元/（kVA），动力电费为0.4元/(kW·h),照明（含家电）电费为0.5元/(kW·h)，工厂最大负荷时的功率因数不得低于0.92。一、负荷计算和无功功率补偿1负荷计算1.1单组用电设备计算负荷的计算公式（1）有功计算负荷（单位为kW）=（为系数）（2）无功计算负荷（

4、单位为kvar）=tan（3）视在计算负荷（单位为kV·A）（4）计算电流（单位为A）式中：为用电设备的额定电压（单位为kV）.1.2多组用电设备计算负荷的计算公式（1）有功计算负荷（单位为kW）=式中：是所有设备组有功计算负荷之和是有功负荷同时系数，可取0.850.95（2）无功计算负荷（单位为kvar）=式中是所有设备无功之和,是无功负荷同时系数，可取0.90.97(2.1)（3）视在计算负荷（单位为kV·A）=（4）计算电流（单位为A）经过计算，得到各厂房和生活区的负荷计算表，如表2.1所示（额定电压取380V）表2.1各厂房和生活区的负荷计算表编号名称类别设备容量/

5、kW需要系数costan计算负荷/kW/kvar/kVA/A1铸造车间动力30003071.029091.8照明5081004.002锻压车间动力350030651.17105123照明8071005.607焊接车间1动力400020651.178093.6照明1008100806焊接车间2动力36003061.33108144照明7091006.304电镀车间动力25005080.7512593.8照明508100403热处理车间动力15006080.759067.5照明508100409装配车间动力18003071.025455.1照明6081004.8010机修车间动力160020651

6、.173237.4照明4081003.208锅炉车间动力5007080.753526.3照明1081000.805仓库动力2004080.7586照明1081000.8011生活区照明3500.70.90.48245117.6272413总计动力22191013.5856.1照明403计入=0.8,=0.850.75810.8727.6108916552无功功率补偿无功功率的人工补偿装置：主要有同步补偿机和并联电抗器两种。由于并联电抗器具有安装简单、运行维护方便、有功损耗小以及组装灵活、扩容方便等优点，因此并联电抗器在供电系统中应用最为普遍。由表2.1可知，该厂380V侧最大负荷时的功率因数只

7、有0.75。而供电部门要求该厂10KV进线侧最大负荷时功率因数不低于0.9。考虑到主变压器的无功损耗元大于有功损耗，因此380V侧最大负荷时功率因数应稍大于0.9，暂取0.92来计算380V侧所需无功功率补偿容量：。表2.2无功补偿后工厂的计算负荷项目cos计算负荷/KW/kvar/kVA/A380V侧补偿前负荷0.75810.8727.610891655380V侧无功补偿容量-420380V侧补偿后负荷0.935810.8307.6867.21317.6主变压器功率损耗0.015=130.06=5210KV侧负荷计算0.935823.8359.6898.952二短路电流计算2.1计算电路50

8、0MVAK-1K-2LGJ-150,8km10.5kVS9-10000.4kV系统图2.1短路计算电路2.2确定短路计算基准值设基准容量=100MVA，基准电压=1.05，为短路计算电压，即高压侧=10.5kV，低压侧=0.4kV，则2.3元件的电抗标幺值计算（1）电力系统已知电力系统出口断路器的断流容量=500MVA，故=100MVA/500MVA=0.2（2）架空线路查表得LGJ-150的线路电抗，而线路长8km，故（3）电力变压器查表得变压器的短路电压百分值=4.5，故式中，为变压器的额定容量。因此绘制短路计算等效电路如图5.2所示。k-1k-2图5.2短路计算等效电路2.4k-1点短路

9、时的相关计算（1）总电抗标幺值=0.2+2.6=2.8（2）三相短路电流周期分量有效值（3）其他短路电流（4）三相短路容量2.5k-2点短路时的相关计算同k-1点短路时的相关计算以上短路计算结果综合图表2.1所示。表2.1短路计算结果短路计算点三相短路电流三相短路容量/MVAk-11.961.961.965.02.9635.7k-219.719.719.736.221.513.7三、车间变电所的所址和型式由于工厂属于三级负荷，并且用10kV分段单母线作为电源，综合考虑以下几种因素后：1、便于维护与检查；2、便于进出线；3、保证运行安全；4、节约土地与建筑费用；5、适应发展要求。所以决定把配电所

10、安在工厂平面图中的虚线框内，变电所1放在锻造车间的右上方，用1台10（1±5%）0.4kVSc(B)10型400kV·A变压器，变电所2放在金工车间的右上方，用1台10（1±5%）0.4kVSc(B)10型400kV·A变压器，变电所3放在热处理车间的右上方，用1台10（1±5%）0.4kVSc(B)10型250kV·A变压器。四、变电所主变压器及主接线方案的选择4.1变电所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：(1)装设一台变压器型号为S9型，而容量根据式，为主变压器容量，为总

11、的计算负荷。选=1000KVA>=898.9KVA，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，考虑由邻近单位相联的高压联络线来承担。(2)装设两台变压器型号为S9型，而每台变压器容量根据下式选择，即898.9KVA=（539.34629.23）KVA=(134.29+165+44.4)KVA=343.7KVA因此选两台S9-630/10型低损耗配电变压器。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。主变压器的联结组均为Yyn0。4.2变电所主接线方案的选择装设一台主变压器的主接线方案Y0Y0S9-630GG-1A(F)-0710

12、/0.4kV联络线（备用电源）GG-1A(F)-54GW口-1010kVFS4-10GG-1A(J)-03GG-1A(J)-03GG-1A(F)-07GG-1A(F)-54GG-1A(F)-07GG-1A(F)-07主变联络（备用）220/380V高压柜列图4.1装设一台主变压器的主接线方案五、变电所一次设备的选择校验5.110kV侧一次设备的选择校验5.1.1按工作电压选则设备的额定电压一般不应小于所在系统的额定电压，即，高压设备的额定电压应不小于其所在系统的最高电压，即。=10kV，=11.5kV，高压开关设备、互感器及支柱绝缘额定电压=12kV，穿墙套管额定电压=11.5kV，熔断器额定

13、电压=12kV。5.1.2按工作电流选择设备的额定电流不应小于所在电路的计算电流，即5.1.3按断流能力选择设备的额定开断电流或断流容量，对分断短路电流的设备来说，不应小于它可能分断的最大短路有效值或短路容量，即或对于分断负荷设备电流的设备来说，则为，为最大负荷电流。5.1.4隔离开关、负荷开关和断路器的短路稳定度校验（1）动稳定校验条件或、分别为开关的极限通过电流峰值和有效值，、分别为开关所处的三相短路冲击电流瞬时值和有效值（2）热稳定校验条件对于上面的分析，如表5.1所示，由它可知所选一次设备均满足要求。表5.110kV一次侧设备的选择校验选择校验项目电压电流断流能力动稳定度热稳定度其它装

14、置地点条件参数数据10kV57.7A()1.96kA5.0kA一次设备型号规格额定参数高压少油断路器SN10-10I/63010kV630kA16kA40kA高压隔离开关-10/20010kV200A-25.5kA二次负荷0.6高压熔断器RN2-1010kV0.5A50kA-电压互感器JDJ-1010/0.1kV-电压互感器JDZJ-10-电流互感器LQJ-1010kV100/5A-31.8kA=81避雷针FS4-1010kV-户外隔离开关GW4-12/40012kV400A-25kA5.2380V侧一次设备的选择校验同样依据6.1节方法，做出380V侧一次设备的选择校验，如表5.2所示，所选

15、数据均满足要求。表5.2380V一次侧设备的选择校验选择校验项目电压电流断流能力动稳定度热稳定度其它装置地点条件参数-数据380V总1317.6A19.7kA36.2kA-一次设备型号规格额定参数-低压断路器DW15-1500/3D380V1500A40kA-低压断路器DW20-630380V630A（大于）30Ka(一般)-低压断路器DW20-200380V200A（大于）25kA-低压断路HD13-1500/30380V1500A-电流互感器LMZJ1-0.5500V1500/5A-电流互感器LMZ1-0.5500V100/5A160/5A-3高低压母线的选择查表得到，10kV母线选LMY

16、-3(404mm),即母线尺寸为40mm4mm;380V母线选LMY-3（606），即母线尺寸为40mm4mm，而中性线母线尺寸为60mm6mm。六、变压所进出线与邻近单位联络线的选择6.110kV高压进线和引入电缆的选择（1）10kV高压进线的选择校验采用LGJ型钢芯铝绞线架空敷设，接往10kV公用干线。（1）按发热条件选择由=57.7A及室外环境温度34.6°，查表得，初选LGJ-35,其34.6°C时的=149A>,满足发热条件。（2）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七、变电所二次回路

17、方案的选择与继电保护的整定7.1变电所二次回路方案的选择（1）高压断路器的操作机构控制与信号回路断路器采用手动操动机构。（2）变电所的电能计量回路变电所高压侧装设专用计量柜，装设三相有功电度表和无功电度表，分别计量全厂消耗的有功电能表和无功电能，并以计算每月工厂的平均功率因数。计量柜由上级供电部门加封和管理。（3）变电所的测量和绝缘监察回路变电所高压侧装有电压互感器避雷器柜。其中电压互感器为3个JDZJ10型，组成Y0/Y0/的接线，用以实现电压侧量和绝缘监察。作为备用电源的高压联路线上，装有三相有功电度表和三相无功电度表、电流表，接线图。高压进线上，也装上电流表。低压侧的动力出线上，均装有有

18、功电度表和无功电度表，低压照明线路上装上三相四线有功电度。低压并联电容器组线路上，装上无功电度表。每一回路均装设电流表。低压母线装有电压表，仪表的准确度等级按符合要求。7.2变电所继电保护装置7.2.1主变压器的继电保护装置（1）装设瓦斯保护。当变压器油箱内故障产生轻微瓦斯或油面下降时，瞬时动作于信号；当产生大量的瓦斯时，应动作于高压侧断路器。（2）装设反时限过电流保护。采用GL15型感应式过电流继电器，两相两继电器式结线，去分流跳闸的操作方式。7.2.2护动作电流整定其中，可靠系数，接线系数，继电器返回系数，电流互感器的电流比=100/5=20，因此动作电流为：因此过电流保护动作电流整定为1

19、0A。7.2.3过电流保护动作时间的整定因本变电所为电力系统的终端变电所，故其过电流保护的动作时间（10倍的动作电流动作时间）可整定为最短的0.5s。7.2.4过电流保护灵敏度系数的检验其中，=0.86619.7kA/(10kV/0.4kV)=0.682，因此其灵敏度系数为：满足灵敏度系数的1.5的要求。7.3装设电流速断保护利用GL15的速断装置。7.3.1速断电流的整定利用式，其中，,，因此速断保护电流为速断电流倍数整定为(注意不为整数,但必须在28之间)7.3.2电流速断保护灵敏度系数的检验利用式，其中，因此其保护灵敏度系数为。按GB5006292规定，电流保护的最小灵敏度系数为1.5，

20、因此这里装设的电流速断保护的灵敏度系数是达到要求的。但按JBJ696和JGJ/T1692的规定，其最小灵敏度为2，则这里装设的电流速断保护灵敏度系数偏底。7.4作为备用电源的高压联络线的继电保护装置7.4.1装设反时限过电流保护。亦采用GL15型感应式过电流继电器，两相两继电器式接线，去分跳闸的操作方式。（1）过电流保护动作电流的整定,利用式，其中0.6×52A=43.38A，因此动作电流为：因此过电流保护动作电流整定为7A。（2）过电流保护动作电流的整定按终端保护考虑，动作时间整定为0.5s。（3）过电流保护灵敏度系数因无临近单位变电所10kV母线经联络线到本厂变电所低压母线的短路

21、数据，无法检验灵敏度系数，只有从略。7.4.2装设电流速断保护亦利用GL15的速断装置。但因无临近单位变电所联络线到本厂变电所低压母线的短路数据，无法检验灵敏度系数，也只有从略。7.4.3变电所低压侧的保护装置（1）低压总开关采用DW151500/3型低压短路器，三相均装设过流脱钩器，既可保护低压侧的相间短路和过负荷，而且可保护低压侧单相接地短路。脱钩器动作电流的整定可参看参考文献和其它有关手册。（2）低压侧所有出线上均采用DZ20型低压短路器控制，其瞬间脱钩器可实现对线路的短路故障的保护，限于篇幅，整定亦从略。八、变电所防雷与接地装置的设计8.1变电所的防雷保护8.1.1直接防雷保护在变电所屋顶装设避雷针和避雷带，并引进出两根接地线与变电所公共接装置相连。如变电所的主变压器装在室外和有露天配电装置时，则应在变电所外面的适当位置装设独立避雷针，其装设高度应使其防雷保护范围包围整个变电所。如果变电所所在其它建筑物的直击雷防护范围内时，则可不另设独立的避雷针。按