供配电设计完整

吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计第1第1页共33页第1章计算负荷计算负荷方法目前负荷计算常用需要系数法、二项式法、和利用系数法,前二种方法在国内设计ABCKx，然后按照表一给出的公式求出该组用电设备的计算负荷。此设计采用的是需用系数法来对电力负荷计算的。单位产品耗电量法主要适用于某些工业。线路的负荷计算也采用需要技术法。行效率、线路的供电效率等因数有关，工程上很难准确确定，只能靠测量确定。1-1吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计第第2页共33页表1-1计算负荷公式名称 公式 备注用电设备组的容量

PPe n用电设备组有

P KL

P—设备的额定容量nK功计算负荷K

30 e

ePwl K－设备组的同时系数P需要系数

K 30d PeK KKL

K－设备组的负荷系L数dP

ewlP

－设备组的平均效e率无功计算负荷

30 dQ P30

etan

－配电线路的平均wl效率视在计算负荷计算电流

S P30cos30I S3030

tan－对应用电设备 组cos的正切值30 3UN有功负荷的同时系数无功负荷的同时系数有功负荷的同时系数无功负荷的同时系数Kp0.80~0.90K 0.85~0.95cos 组的平均功率因数U －用电设备组的N总的有功计算负荷P'KP额定电压总的无功计算负荷总的视在计算负荷Q'K Q30 q 30,i30 30 30以上参数由用电设备组计算负荷直接相加来计算时取。30'

P30,iS P

'2Q'2吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计第3第3页共33页设备容量的确定相加，应将额定功率换算为统一的设备功率。连续工作制负荷设备等，其铭牌上的额定功率（额定容量）就等于设备功率。PePN(kw)式中Pe——设备功率，kw ；PN——用电设备铭牌上的额定功率，kw 。设备功率时将其铭牌上标称下某一分与合持续率时的额定功率统一换算到一个新规定负荷持续率下的额定功率。负荷持续率优势也称负载持续率或赞载率，是用电设备在一个工作周期内工作时间和工作周期的百分比值，用表示：t/T100%t/(tt0)100%式中 T——工作周期；t——工作周期内的工作时间；t025%时的等效功率。即：rP2rN r式中：P —设备额定输入功率，单位为kW。r—额定负荷持续率r断续运行工作制电焊机类负荷应将其额定功率换算成负荷持续率为100%的等效功率，以便于计算。rPrN r吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计第第4页共33页多组设备计算负荷进行：PcKpKdPeQcKqKdPetanPQPQc2 c2cc c IS/(3U)c c 式中P——支路上有功计算负荷，kw ；cQc——支路上无功计算负荷，kvar；Sc——支路上视在计算负荷，kvA；Kp、Kq——分别为支路上有功同时系数，无功同时系数；I——支路上计算电流；cUN——支路的额定电压。各车间计算负荷和无功补偿（需要系数法）纺练车间单台机械负荷计算(1)纺织机P150kW,Ke

0.8,tan0.78PKPde

0.80150120kWQPtan1200.7893.6kvar S P2Q2 120293.62152.19kvAcosP

120

0.79S 152.19筒绞机P40kW,Ke

0.75,tan0.75吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计第PAGE第19页共33页PKPde

0.754030kWQPtan300.7522.5kvar S P2Q2 30222.5237.5kvAcosP300.8S 37.5烘干机P80kW,Ke

0.75,tan1.02PKPde

0.758060kWQPtan601.0261.2kvar S P2Q2 60261.22cosP 60 0.70S 85.71脱水机P15kW,Ke

0.60,tan0.80PKPde

0.60159kWQPtan90.87.2kvar S P2Q2 927.2211.53kvAcosP 9

0.78S 11.53通风机P220kW,Ke

0.70,tan0.75PKPde

0.70220154kWQPtan1540.75115.5kvar S P2Q2 1542115.52192.5kvAcosP154

0.8S 192.5淋洗机P5kW,Ke

0.75,tan0.78PKPde

0.7553.75kWQPtan3.750.782.93kvar S P2Q2 3.7522.9324.76kvAcosP3.750.79S 4.76变频机P800kW,Ke

0.80,tan0.70PKPde

0.80800640kWQPtan6400.70448kvar S P2Q2 64024482781.22kvAcosP

0.82S 781.22传送机P38kW,Ke

0.80,tan0.70PKPde

0.803830.4kWQPtan30.40.7021.28kvar S P2Q2 30.4221.282cosP

30.4

0.82S 37.11纺炼车间负荷统计表如表1-2。序号序号车间名称安装容（Kw）Ktancos计算负荷dP(kW)Q()kvarS(kvA)计 车间1纺机丝1500.800.780.7912093.6152.192筒机绞400.750.750.803022.537.53烘机干800.751.020.706061.285.714脱机水150.600.800.7897.211.535通机风2200.700.750.80154115.5192.56淋机洗50.750.780.793.752.934.767变机频8000.800.700.82640448781.228传机送380.800.700.8230.421.2837.11小纺炼13481047.15772.21纺炼车间总计算负荷统计 取同时系数：K 0.9,K 0.95 P QPK P0.91047.15942.44kWPQK Q0.95772.21varQ S P2Q2 942.442733.5921194.3kvA(1)原液车间P1040kw,Ke

0.75,tan0.65PKd

P0.751040780kWQPtan7800.65507kvar S P2Q2 78025072930.29kvAcosP

0.84S 930.29酸站照明P260kw,Ke

0.65,tan0.65PKd

P0.65260169kWQPtan1690.65109.85kvar S P2Q2 1692109.852201.56kvAcosP

0.84S 201.56锅炉房照明P320kw,Ke

0.75,tan0.75PKd

P0.75320240kWQPtan2400.75180kvar S P2Q2 24021802300kvAcosP2400.80S 300排毒车间P160kw,Ke

0.7,tan0.7PKd

P0.7160112kWQPtan1120.778.4kvar S P2Q2 112278.42136.71kvAcosP

0.82S 136.71其他车间P240kw,Ke

0.7,tan0.7PKd

P0.7240168kWQPtan1680.7117.6kvar S P2Q2 1682117.62205.07kvAcosP 168 0.82S 205.07全厂计算负荷计算全厂计算负荷统计见表1-3。序号序号车间设备名称安装容（Kw）Ktancos计算负荷dP(kW)Q()kvarS(kvA)7总计33682411.4 1726.41原液车间照明10400.750.650.84780507930.292酸站照明2600.650.650.84169109.85201.563锅炉房照明3200.750.750.802401803004照明1600.700.700.8211278.4136.715其他车间照明2400.700.700.82168117.6205.076纺炼车间1348942.44733.591194.3用电设备的用电负荷之和来计算全厂计算负荷的话，会造成经济浪费。第2章变电所位置和型式的选择变电所位置和型式的选择车间变电所位置的确定3下：变电所Ⅰ：纺炼车间、锅炉房。变电所Ⅱ：原液车间。变电所Ⅲ：排毒车间、其他车间、酸站。变电所型式程规定，进行内外的变。配电柜的作用及柜内主要元件便于分片（或分类）配置电源；当线路出现故障时，有利于控制故障范围也方便快速找出故障点及时加以排除；配电柜内主要有接线端子、各种刀闸、保护设备（空气开关、熔断器之类设备（电压表、电流表、周波表等、计量设备（有功、无功功率表。变电所高压开关柜的选择手车式两大类型。第3章变压器台数和容量、类型的选择及无功补偿变压器容量选择时应遵循的原则需要。装有两台变压器的变电所，每台变压器的额定容量应同时满足以下两个条件：任一台变压器单独运行时，应满足全部一、二级负荷的需要。70%的需要。70-80%为宜，以提高运行率。各车间变压器台数及容量选择和无功补偿I变压器及容量选择IKP

0.9,KQ

0.95PK P0.92401064.20kW纺 锅QK 纺

Q0.95180867.91kvar锅I由工厂变电所高压侧功率因数cos0.9，则有低压侧需要cos'0.92假设取无功补偿：Q450kvarc补偿以后：Q867.91450417.91kvarPP2QQ2c10620210620286.914502

1064.20

0.930.92P2P2QQ2c1064.202867.914502I

1143.32kvAI（70%：SNTI

0.7SI

0.71143.32800.32kvA10，SC1000KVA，查表得出变压器的各项参数：空载损耗P0负载损耗Pk

1.8kW；10.3kW；阻抗电压Uk

%6；空载电流I0

%1.0。计算每台变压器的功率损耗。1 1S Sc 2I

1143.32571.66kvA2PPT

PSck2k2

1.810.3571.6625.17kW 1000 I% U%S2QT QL

S0 k cSrr100 100 Sr10001.06571.66229.61kvar100 1001000 变压所Ⅱ变压器台数及容量选择变压所Ⅱ的供电负荷统计。P780kWQ507kvar变压所Ⅱ得的无功补偿由工厂变电所高压侧功率因数cos0.9，则有低压侧需要cos'0.92Qc

200kvarQ507200307kP

780P2QQP2QQ2c78025072002P2P2QQ2c78025072002II

838.24kvA变电所Ⅱ的变压器选择。为保证供电的可靠性，选用两台变压器（70%：SNTII

0.7SII

0.7838.24586.77kvA根据课本附录10，选择变压器SC系列，额定容量为630KVA，两台。各项参数如下：空载损耗P0负载损耗Pk

1.35kW；6.2kW；阻抗电压Uk

%6；空载电流I0

%1.2。计算每台变压器的功率损耗。1 1S Sc 2

838.24419.12kvA2PPT

PSck2k2

1.356.2419.1224.09kW630630I% U%S2QT QL

S0 k cSrr100 100 Sr6301.26419.12224.29kvar100 100630 (1)变压所Ⅲ的供电负荷统计PP酸QQ

PP排 其Q

169112168449kW109.8578.4117.6305.85kvar酸 排 其 （2）变压所Ⅲ的供电负荷统计。取同时系数：K 0.9,K P QPIII

KP

P0.9449QIIIKQQ.9530.8529.5kvar变压所Ⅲ得的无功补偿由工厂变电所高压侧功率因数cos0.9，则有低压侧需要cos'0.92Qc

150kvar补偿以后：Q290.56150140.56kvarP2P2QQ2c402295640229561502P2P2QQ2c404.2290.561502III

427.85kvA(4III（70%：SNTIII

0.7S

III

0.7427.85299.49kvA根据课本附录10，选择变压器SC系列，额定容量为315KVA，两台。各项参数如下：空载损耗P0负载损耗Pk

0.92kW；3.65kW；阻抗电压Uk

%4；空载电流I%1.4。0(5)计算每台变压器的功率损耗。1 1Sc2SIII2427.85213.93kvAPPT

PSck2k2

0.923.65213.9322.60kW315315I% U%S2QQ

S0 k crT 0 r

r100 100S

1.4315

4213.93210.22kvar100

31510kV315供电给变压所I10kV为了保证供电的可靠性选用双回路供电线路，每回供电线路计算负荷：1P 1064.21e 21Q 417.91208.96kvare 2计算变压器的损耗：P'PeQ'Qe

P532.15.17537.27kWQ208.9629.61238.57kvar S'

P'2Q'2 537.272228.572587.86kvA3UI S' 3U

587.86

33.94A3310ec mm由于任务书中给出的年最大负荷利用小时数为6400h，查表可得：架空线的经济流密度j 0.92A ec mmIA ec jec

33.940.92

36.89mm2al可选导线型号为LJ-35，其允许载流量为I 170al

or0.96/km,x0

0.34/km。再按发热条件校验。已知29C，温度修正系数为7070257070702570297025t

0.95，则I'KIal tal

0.95170161.5AI33.94A由上式可知，所选导线符合长期发热条件。I35/10kV忽略不计。线路首段功率PP'537.27kW,QQ'238.57kvar供电给变压所II10kV为了保证供电的可靠性选用双回路供电线路，每回供电线路计算负荷：1P 780390kW1e 21Q 307153.5kvare 2计算变压器的损耗：P'PeQ'Qe

P3904.09394.09kWQ153.524.29177.79kvar S'

P'2Q'2 394.092177.792432.34kvA3UI S3U

432.34

24.96A3310ec mm由于任务书中给出的年最大负荷利用小时数为6400h，查表可得：架空线的经济流密度j 0.92A ec mmIA ec jec

24.960.92

27.13mm2al可选导线型号为LJ-25，其允许载流量为I 135al

or1.33/km,x0

0.35/km。再按发热条件校验。已知29C，温度修正系数为7070257070702570297025t

0.95，则I'KIal tal

0.95135128.25AI24.96A由上式可知，所选导线符合长期发热条件l=0.30km。10kV线路功率损耗：P3I2RL

3I2rl324.9621.330.300.75kW0Q3I2XL L

3I2xl324.9620.350.300.2kvar0线路首段功率PP'PL

394.090.75394.84kWQQ'Q177.790.2177.99kvarL供电给变压所III10kV为了保证供电的可靠性选用双回路供电线路电流很小按长期发热条件可选择线为LJ-16，但根据最小导线截面的规定，应选择导线为 LJ-25，其允许载流量为alI 135A（计算过程同上）al10kV（与相邻工厂）的选择为了保证供电的可靠性选用双回路供电线路，每回供电线路计算负荷：1P 404.1202.05kWe 2Q1140.5670.28kvare 2计算变压器的损耗：P'PeQ'Qe

P202.052.6204.65kWQ70.2810.2280.5kvar S'

P'2Q'2 204.65280.52219.92kvA3UI S3U

219.92

12.69A3310ec mm由于任务书中给出的年最大负荷利用小时数为6400h，查表可得：架空线的经济流密度j 0.92A ec mmIA ec jec

12.690.92

13.79mm2al可选导线型号为LJ-25，其允许载流量为I 135al

or1.33/km,x0

0.35/km。再按发热条件校验。已知29C，温度修正系数为70702570702570297025t

0.95，则I'KIal tal

0.95135128.25AI12.69A由上式可知，所选导线符合长期发热条件。因运用时间很少，可按长期发热条件选择和校验。al选导线 LJ-25，其允许载流量为 I 135A。相应参数为alr1.33/km,x0

0.35/km。线路长度为l5km。工厂总降压变电所主变压器台数、容量选择及无功补偿P2'P'P'2394.84204.652273.78kWI II IIIQ2Q'QI II

'Q

III

'2264.2177.9980.51045.38kvarPK P0.92273.782046.4kWPQK Q0.951045.38varQ总降变10kV侧无功补偿试取QcP

300kvar2046.4P2QQP2QQ2c206429913002P2P2QQ2c2064.42993.13002III

2160.6kvA为保证供电的可靠性，选用两台变压器（70%：S 0.7S0.72160.61512.4kvANT10，SC-1600/35查表得出变压器的各项参数：空载损耗P0负载损耗Pk

2.65kW；19.5kW；阻抗电压Uk

%6.5；空载电流I0

%1.1。吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计第第20页共33页第4章短路电流计算短路电流计算分析按无穷大系统供电计算短路电流。短路电流计算电路图如图4-1。图4-1短路电流计算电路图35kVB 工厂总降压变35kV母线短路电流见图4-1，取短路点①1.确定标幺值基准 S 100MVA,U 37B 3UBI 3UBBav

100

1.56kA3337SX BSoc

1000.067150035kV（LGJ-35：x0.43/kmX 0.43191000.62372吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计第PAGE第33页共33页总电抗标幺值：XX

X2*

0.06710.60.3672

K3K

I 1.56

B 4.25kAX 0.367 其他三相短路电流值：I''3I3I3 i32.55I''32.554.2510.8kAshI''31.51I''31.514.256.42kAsh三相短路容量：3 S

100S BK X

272.5MVA0.36710kV10kV母线短路电流如图4-1短路点②。用标幺值法计算同上。确定标幺值基准S 100MVA,U 10.5kVB av3UBI 3UBBav

100

310.5310.5计算各主要元件的电抗标幺值oc系统电抗（取短路器S 350MVA）:ocSX BSoc

1000.067150035kV（LGJ-35：x0.43/kmX 0.43191000.62372根《工业与民用配电设计手册35kV/10.5kV

电力变压器电抗（

%

）当电阻值允许忽略不计时；U%S

k B100 SrkX U%SkB

6.51001034.06100SN

1001600总电抗标幺值：X X 1*

X X2* 2

0.067

0.64.06B2B

2.4

KK

I 5.5X 2.4 其他三相短路电流值：I''3I3I3 i32.55I''32.552.295.84kAshI''31.51I''31.512.293.46kAsh三相短路容量：S3K

SXB

1002.4

41.67MVA4.40.4kV0.4kV车间低压母线短路电流如图4-1，取短路点③。1.确定标幺值基准S 100MVA,U 0.4kVB av3UBI 3UBBav

100

30.430.4计算各主要元件的电抗标幺值系统电抗（取短路器Soc1500MVA）:SX BSoc

1000.067150035kV（LGJ-35：x0.43/km100X 0.4319 0.62372k35kV/10.5kV电力变压器电抗（U6.5）当电阻值允许忽略不计时；k

U%S k B100 SrkX U%SkB

6.51001034.06100SN

1001600

l010kV厂内架空线路电（给变电所I供电因这段10kV架空线路很短， ，电抗可不记。X 010/0.4kVk（1000kvA变压器U%4.5）当电阻值允许忽略不计时；k

U%S k B100 SrkX U%SkB

4.51001034.5100SN

1001000总电抗标幺值：X 0.0670.64.0604.54.652 2

KK

IXB

144.344.65

31.04kA 其他三相短路电流值：I''3I3I3 i32.55I''32.5531.0479.15kAshI''31.51I''31.5131.0446.87kAsh三相短路容量：3 S 100KS XB 4.6521.5MVAK三相短路电流和短路容量计算结果列表汇总如表4-1所示。短路点计算短路点计算三相短路电流/kA三相短路IkI''3I3i3I3容量shshS3/MVAK35kV点①4.254.254.2510.86.42272.510kV点②2.292.292.295.843.4641.670.4k点③31.0431.0431.0479.1546.8721.5第5章变电所一次设备的选择与校验35KV主要高低压电气设备确定如下。35kV侧设备的选择如表5-1所示。表5-1 35kV侧设备的选择计算数据计算数据高压断路器SW235/1000隔离开关 电压互感器JDJJ352U35kVI