电力工程课程设计说明书优秀

1、农业工程学院课程设计说明书河南科技大学课 程 设 计 说 明 书课程名称 电力工程课程设计 题 目 XXX冶金配件生产厂变电所供配电设计学 院 班 级 学生姓名 指导教师 日 期 2014年3月10日 电力工程课程设计任务书班级： 姓名： 学号： 设计题目： XXX冶金配件生产厂变电所供配电设计 一、设计目的 熟悉电力设计的相关规程、规定，树立可靠供电的观点，了解电力系统，电网设计的基本方法和基本内容，熟悉相关电力计算的内容，巩固已学习的课程内容，学习撰写工程设计说明书，对变电所区域设计有初步的认识。二、设计要求（1）通过对相应文献的收集、分析以及总结，给出相应项目分析，需求预测说明。（2）通

2、过课题设计，掌握电力系统设计的方法和设计步骤。（3）学习按要求编写课程设计报告书，能正确阐述设计方法和计算结果。（4）学生应抱着严谨认真的态度积极投入到课程设计过程中，认真查阅相应文献以及实现，给出个人分析、设计以及实现。设计任务（一）设计内容1总降压变电站设计（1）负荷计算（2）主结线设计：选主变压器及高压开关等设备，确定最优方案。（3）短路电流计算：计算三相短路电流，计算结果列出汇总表。（4）主要电气设备选择：主要电气设备选择及校验。选用型号、数量、汇成设备一览表。（5）主要设备继电保护设计：元件的保护方式选择和整定计算。（6）配电装置设计：包括配电装置布置型式的选择、设备布置图。（7）防

3、雷、接地设计：包括直击雷保护、进行波保护和接地网设计。2车间变电所设计根据车间负荷情况，选择车间变压器的台数、容量，以及变电所位置的原则考虑。厂区配电系统设计根据所给资料，列出配电系统结线方案，经过详细计算和分析比较，确定最优方案。（二）设计任务1设计说明书，包括全部设计内容，负荷计算，短路计算及设备选择（要求列表）；2电气主接线图。四、设计时间安排查找相关资料（1天）、总降压变电站设计（3天）、车间变电所设计（2天）、厂区配电系统设计（1天）、撰写设计报告（2天）和答辩（1天）。五、主要参考文献1 电力工程基础2 工厂供电3 继电保护.4 电力系统分析5电气工程设计手册等资料指导教师签字：

4、年 月 日一.原始资料1工厂的总平面布置图图1 工厂总平面布置图2.工厂的生产任务、规模及产品规格：本厂主要承担全国冶金工业系统矿山、冶炼和轧钢设备的配件生产，即以生产铸造、锻压、铆焊、毛坯件为主体。年生产规模为铸钢件11000t，铸铁件3000t，锻件1000t，铆焊件2500t。3.工厂各车间的负荷情况及变电所的容量：如表1和表2.表1 各车间380V负荷计算表序号车间（单位）名称设备容量/kWKd计算负荷车间变电所代号变压器台数及容量/kVAP30/kWQ30/kvarS30/kVAI30/A1铸钢车间22500.40.65No.1车变2 2铸铁车间10500.40.75No.2车变2

5、砂库1200.70.60小计（K=0.9）3铆焊车间13000.30.45No.3车变1 1号水泵房270.750.8小计（K=0.9）4空压站3900.850.75No.4车变1 机修车间1500.250.65锻造车间2200.30.55木型车间1860.350.60制材场200.280.60综合楼200.91小计（K=0.9）5锅炉房3000.750.80No.5车变1 2号水泵房280.750.80仓库（1、2）880.30.65污水提升站140.650.80小计（K=0.9）表2 各车间6KV高压负荷计算表序号车间（单位）名称高压设备名称设备容量/KWKd计算负荷P30/kWQ30/k

6、varS30/kVAI30/A1铸钢车间电弧炉212500.920.872铸铁车间工频炉22000.80.93空压站空压机22500.850.85小计4.供用电协议：（1）工厂电源从电力系统的某220/35KV变电站以35KV双回路架空线引入工厂，其中一路作为工作电源，另一路作为备用电源，两个电源不并列运行。系统变电站距工厂东侧8km。（2）系统的短路数据，如表3所示。其供电系统图，如图2所示。表3 区域变电站35KV母线短路数据系统运行方式系统短路容量系统运行方式系统短路容量最大运行方式Soc.max=200MVA最小运行方式Soc.min=175MVA图2 供电系统图（3）供电部门对工厂提

7、出的技术要求： eq oac(,1)系统变电站35KV馈电线路定时限过电流保护的整定时间top=2s，工厂总降压变电所保护的动作时间不得大于1.5s； eq oac(,2)工厂在总降压变电所35KV电源侧进行电能计量； eq oac(,3)工厂最大负荷时功率因数不得低于0.9.（4）供电贴费和每月电费制：每月基本电费按主变压器容量计为18元/kVA，电费为0.5元/kWh。此外，电力用户需按新装变压器容量计算，一次性地向供电部门交纳供电贴费：610kV为800元/kVA。5工厂负荷性质：本厂为三班工作制，年最大负荷利用小时数为6000h，属二级负荷。6工厂自然条件：（1）气象资料：本厂所在地区

8、的年最高气温为38oC，年平均气温为23 oC，年最低气温为8 oC，年最热月平均最高气温为33 oC，年最热月平均气温为26 oC，年最热月地下0.8m处平均温度为25 oC。当地主导风向为东北风，年雷暴日数为20。（2）地质水文资料：本厂地区海拔60m，底层以砂粘土为主，地下水位为2m。XXX冶金配件生产厂变电所供配电设计摘 要本文主要以电力工程基础、工厂供电、电力系统分析和继电保护等专业知识为理论依据，对冶金配件生产厂总降压变电站、车间变电所和厂区配电系统进行设计。根据原始资料进行负荷计算、短路电流计算和主要电气设备的选择。另外，对总降压变电站设计需要进行主要设备继电保护设计、配电装置设

9、计和防雷、接地设计，并绘制电气主接线图；对车间变电所根据车间负荷情况，选择车间变压器的台数、容量，以及变电所位置的原则考虑；对厂区配电系统的设计根据所给资料，列出配电系统结线方案，经过详细计算和分析比较，确定最优方案。通过本次课程设计的实贱，巩固所学理论知识，并锻炼个人的动手能力和查找质料分析质料的能力。同时，初步接触电气设计，了解电气设计的大致流程和体验电气设计的过程，获得理论学习所不能获得的经验和体会。关键词：变电所设计，负荷计算，短路电流，继电保护等目 录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc382138218 第一章 负荷计算 PAGEREF _Toc382

10、138218 h 1 HYPERLINK l _Toc382138219 1.1计算负荷方法 PAGEREF _Toc382138219 h 1 HYPERLINK l _Toc382138220 1.2 负荷计算结果 PAGEREF _Toc382138220 h 2 HYPERLINK l _Toc382138221 第二章 主变压器的选择与主接线方案的设计 PAGEREF _Toc382138221 h 6 HYPERLINK l _Toc382138222 2.1总降变电所变压器容量选择 PAGEREF _Toc382138222 h 6 HYPERLINK l _Toc3821382

11、23 2.2总降变电所位置选择 PAGEREF _Toc382138223 h 7 HYPERLINK l _Toc382138224 2.3 总降压变电所电气主接线设计 PAGEREF _Toc382138224 h 8 HYPERLINK l _Toc382138225 第三章 短路电流计算 PAGEREF _Toc382138225 h 10 HYPERLINK l _Toc382138226 3.1 短路电流计算 PAGEREF _Toc382138226 h 10 HYPERLINK l _Toc382138227 第四章 主要电气设备选择 PAGEREF _Toc382138227

12、 h 15 HYPERLINK l _Toc382138228 4.1主变压器35kV侧设备 PAGEREF _Toc382138228 h 15 HYPERLINK l _Toc382138229 4.2主变压器6kV侧设备 PAGEREF _Toc382138229 h 15 HYPERLINK l _Toc382138230 4.3 6kV馈线电路设备 PAGEREF _Toc382138230 h 15 HYPERLINK l _Toc382138231 第五章 母线及厂区高压配电线路选择 PAGEREF _Toc382138231 h 15 HYPERLINK l _Toc38213

13、8232 5.1主变压器35kV侧引出线 PAGEREF _Toc382138232 h 15 HYPERLINK l _Toc382138233 5.2 6kV汇流母线与6kV侧引出线 PAGEREF _Toc382138233 h 15 HYPERLINK l _Toc382138234 5.3 6kV配线电路 PAGEREF _Toc382138234 h 15 HYPERLINK l _Toc382138235 第六章 继电保护配置与整定 PAGEREF _Toc382138235 h 15 HYPERLINK l _Toc382138236 6.1主变压器保护 PAGEREF _To

14、c382138236 h 15 HYPERLINK l _Toc382138237 6.2 6kV变压器保护 PAGEREF _Toc382138237 h 15 HYPERLINK l _Toc382138238 6.3 6kV母线保护 PAGEREF _Toc382138238 h 15 HYPERLINK l _Toc382138239 6.4 6kV出线保护 PAGEREF _Toc382138239 h 15 HYPERLINK l _Toc382138240 第七章 总 结 PAGEREF _Toc382138240 h 15 HYPERLINK l _Toc382138241 参

15、考文献 PAGEREF _Toc382138241 h 15第一章 负荷计算1.1计算负荷方法计算负荷是用来按发热条件选择供电系统中各元件的负荷值。由于载流导体一般通电半小时后即可达到稳定的温升值，因此通常取“半小时最大负荷”作为发热条件选择电器元件的计算负荷。有功负荷表示为P30，无功计算负荷表示为Q30，计算电流表示为I30。用电设备组计算负荷的确定，在工程中常用的有需要系数法和二项式法。需要系数法是世界各个普遍应用的确定计算负荷的基本方法，而二项式法应用的局限性较大，主要应用于机械加工企业。关于以概率论为理论基础而提出的用以取代二项式发达利用系数法，由于其计算比较繁复而未能得到普遍应用，

16、所以只介绍需要系数法与二项式法。当用电设备台数多、各台设备容量相差不甚悬殊时，宜采用需要系数法来计算。当用电设备台数少而容量又相差悬殊时，则宜采用二项式法计算。根据原始资料，用电设备台数较多且各台容量相差不远，所以选择需要系数法来进行负荷计算。需要系数法单组用电设备的计算负荷可按下式计算：P30=KdPeQ30=P30tanS30=P30cosI30=S303UN式中，P30、Q30、S30分别为该用电设备组的有功计算负荷（kW）、无功计算负荷（kvar）和视在计算负荷（kV.A）；Pe为该用电设备组的设备容量，是指用电设备组所有设备（不包括备用设备）的设备容量总和（kW）；tan为该用电设备

17、组平均功率因数的正切值；UN为该用电设备组的额定电压（kV）；I30为该用电设备组的计算电流（A）。按需要系数法确定计算负荷，根据原始资料分析，本论文负荷是多组用电设备计算，所以，要根据多组用电设备计算负荷的计算公式来计算。需要系数法多组用电设备的计算负荷可按下式计算：P30=KP30.iQ30=KQ30.i S30=P302+Q302I30=S303UN式中，所有设备组有功计算负荷P30之和； 有功符合同时系数，本文资料有提供为0.91.2 负荷计算结果由以上公式可得6KV计算负荷及各车间380V计算负荷如表1及表2所示：表1 各车间380V负荷计算表序号车间（单位）名称设备容量/kWKd计

18、算负荷车间变电所代号变压器台数及容量/kVAP30/kWQ30/kvarS30/kVAI30/A1铸钢车间22500.40.651.17900105313852104No.1车变2 16002铸铁车间10500.40.750.88420370560851No.2车变2 800砂库1200.70.6013384112140213小计（K=0.9）4544346289543铆焊车间13000.30.451.983901978671317No.3车变1 5001号水泵房270.750.80.7520152538小计（K=0.9）3691914166324空压站3900.850.750.8833229

19、2443673No.4车变1 800机修车间1500.250.651.1738445888锻造车间2200.30.551.5266100120182木型车间1860.350.601.336586108164制材场200.280.601.33681015综合楼200.9101801827小计（K=0.9）47347767210215锅炉房3000.750.800.75225169281427No.5车变1 4002号水泵房280.750.800.7521162640仓库（1、2）880.30.651.1726304061污水提升站140.650.800.75971117小计（K=0.9）2532

20、00323491表2 各车间6KV高压负荷计算表序号车间（单位）名称高压设备名称设备容量/KWKd计算负荷P30/kWQ30/kvarS30/kVAI30/A1铸钢车间电弧炉212500.920.870.752300131126442542铸铁车间工频炉22000.80.90.48320154356343空压站空压机22500.850.850.6242526450048小计304517293500336以NO.1号车变负荷为例进行负荷计算：由表1知NO.1号车变负荷的视在计算负荷为S30=1385kV.A查附表A-1，选择型号S9-1600/6型、电压为6/0.4kV、Yyn0联结的变压器，其

21、技术数据如下：P0=2.4kW，Pk=14.5kW，I0%=0.6，Uk%=4.5，变压器的负荷率=13851600=0.866，则变压器的功率损耗为PT=P0+2Pk=2.4kW+0.866214.5kW=13.3kWQT=SN100I0%+2Uk%=16001000.6+0.86624.5kvar=63.6kvar以此类推，将工厂各车变负荷380V计算负荷的结果汇总于表3。表3 工厂各车变负荷380V计算负荷汇总车间变电所序号380V侧计算负荷变压器容量/kV.A变压器功率损耗6kV侧计算负荷有功负荷/kW无功负荷/kvar视在负荷/Kv.A有功损耗/kW无功损耗/kvar有功负荷/kW无

22、功负荷/kvar视在负荷/kV.ANO.190010531385160013.363.3913.31116.61442.5NO.24544346288006.028.6460.0426.6657.4NO.33691914165004.518.8373.5209.8428.4NO.44734776728006.731.8479.7508.8699.3NO.52532003234003.614.4256.6214.4234.4总计248312512.23532.3第二章 主变压器的选择与主接线方案的设计2.1总降变电所变压器容量选择由于工厂厂区范围不大，高压配电线路上的功率损耗可忽略不计，因此表3

23、所示各车变高压侧的计算负荷加上表2中各车间6KV高压计算负荷可认为就是总降压变电所出线上的计算负荷。取K=0.95，则总降压变电所低压母线上的计算负荷为P30(2)=0.952483.1+3045=5251.2kWQ30(2)=0.952512.2+1729=4029.1kvarS30(2)=5251.22+4029.12=6618.8kV.A因为该工厂为二级负荷，故总降压变电所可装设两台容量为6300kV.A的变压器。总降压变电所低压侧的功率因数为cos（2）=P30(2)S30(2)=5251.26618.8=0.79372.2A，因此满足发热条件。3）校验机械强度。查表3-2知，35kV

24、以上钢芯铝绞线最小允许截面积为35mm2，因此，LGJ-50满足机械强度要求。4）热稳定度校验。满足热稳定度的最小允许面积为Amin=I103timaC=2.131031.788mm2=31.6mm2实际选用的导线截面积50mm231.6mm2，热稳定度满足要求。5.2 6kV汇流母线与6kV侧引出线6kV汇流母线与6kV侧引出线按发热条件选择截面，然后进行热稳定度和动稳定度校验，最终选择LMY-504型矩阵形母线，水平平放。5.3 6kV配线电路由于厂区面积不大，各车间变电所距离总降压变电所较近，厂区高压配电线路采用电缆线路，直接敷设。由于厂区线路较短，因此按发热条件选择截面积，然后进行热稳

25、定度校验。一NO.3车变为例，6kV侧计算电流为I30=39.26A，查附录A-7，选ZLQ2-310油浸纸绝缘电力电缆，20时其允许载流量Ial=57AI30，满足要求。因为厂区高压配电线路很短，线路始末端短路电流相差不大，故以6kV母线上短路时（k2点）的短路电流进项校验Amin=ICtima=4.76103881.2=59.3mm210mm2热稳定度不满足要求，改选ZLQ2-370型电力电缆。其他车间的电缆截面选择过程相似。第六章 继电保护配置与整定根据需要，对总降变电所如下设备安装继电保护装置：主变压器保护、6kV馈电线路保护、过电流保护以及过负荷保护。6.1主变压器保护（1）电流速断

26、保护 保护采用两相继电式接线，继电器为DL-11型，电流互感器变比Ki=1005=20，保护装置的动作电流应躲过变压器二次侧母线的最大三相短路穿越电流，即Iop=KrelIk2.max,=1.34.761036.337A=1054AIop.k=KwKiIop=1201054A=52.7A灵敏度应按变压器一次侧的最小两相短路电流来校验，即Ks=Ik1.min(2)Iop=321.871031054=1.531.5（3）过负荷保护 用一个DL-11型继电器构成，保护装置动作电流应躲过变压器额定电流，即Iop=KrelKreINT=1.050.856300335A=128.4A动作时间取1015s。6.2 6kV变压器保护在本设计中，6kV变压器分别有S9400/10（6）、S9630/10（6）、S9800（6）。我们先对S9400/10