供用电工程最终版

1/21供用电工程最终版《供用电工程》课程设计说明书机械厂供配电设计 供用电工程最终版课程设计(一)设计题目机械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， (三)设计依据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2500h，日最大负荷持续时间为5h。该厂除铸造车间、电镀车间和锅炉房属二级负荷外，其余均属三级负荷。低表1工厂负荷统计资料设备容量设备容量/kW铸造车间8锻压车间金工车间8工具车间9热处理车间6装配车间7机修车间5锅炉房1仓库表中生活区的照明负荷中含家用电器。厂房编号214365879生活区备注功率因数需要系数负荷类别动力照明动力照明动力照明动力照明动力照明动力照明动力照明动力照明动力照明动力照明照明厂房名称2/213/21供用电工程最终版的公用电源干线取得工作电源。该干线的走向参看工厂总平面图。该干线的导线牌号为LGJ-150，导线为等边三角形排列，线距为1.5m；干线首端(即电力系统的馈电变电站)距架C6、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VkVA(四)设计任务要求在规定时间内独立完成下列工作量：1)前言。2)目录。3)负荷计算和无功功率补偿。4)变电所位置和型式的选择。5)变电所主变压器台数和容量、类型的选择。6)变电所主结线方案的设计。7)短路电流的计算。8)变电所一次设备的选择与校验。9)变电所进出线的选择和校验。10)变电所继电保护的方案选择。11)附录——参考文献。1)变电所主结线图1张(A4图样)。2)变电所平、剖面图1张(A4图样)。(五)设计时间4/21供用电工程最终版 4.计算k-1点(10.5kv侧)的短路电流及三相短路电流和短路容量......6 与邻近单位联络线的选择 10 七变电所二次回路方案的选择与继电保护的整定 14 九附录 主要参考文献..........................................161/21供用电工程最终版本次课程设计的题目是XX机械厂降压变电所的电气设计。通过具体的工厂供电课程设本次供用电系统课程设计的任务是某机械厂降压变电所的电气设计。模拟的中小型工厂装置，确定防雷和接地装置，最后按要求写出设计说明书，绘出设计图样。在绘图中要标明设备型号和材质，使图纸可以清晰的表现出本次设计的要求。本设计最重要的原则和方法是在设计中一定要遵守国家的现行技术标准和设计规范，所以其中的供电设计有关的材料选择都是按照这个标准所进行的。2/21供用电工程最终版表2XX机械厂负荷计算表编号12345678名称锻压车间铸造车间工具车间金工车间热处理车间电镀车间机修车间装配车间9仓库生活区类别动力照明计动力照明计动力照明计动力照明计动力照明计动力照明计动力照明计动力照明计动力照明计动力照明计照明量8986571需要系数Kd0000000000计算负荷P/81840000000000S/kVAI/A3/21供用电工程最终版动力动力2267照明315计入K=0.8PK=0.85q侧)2.无功功率补偿表3无功补偿后工厂的计算负荷V功补偿容量主变压器功率损耗计算负荷P/kwS/kVAI/A变电所的位置应尽量接近工厂的负荷中心.工厂的负荷中心按负荷功率矩法来确定,计算公式如下:Px+PX+PX+…(px)x=11P+2P2+P3+=i123ipy+py+py+…(py)y=1+2+p3+=i123iP4/21供用电工程最终版由计算结果可知,工厂的负荷中心在7号厂房(机修车间)的西北角,考虑到周围环境及进出线车间)的西侧紧靠厂房建造工厂变电所.形式为附设式。1．变电所主变压器的选择根据工厂的附和性质和电源情况,工厂变电所的主变压器考虑有下列两种可供选择的方案:N.T30SNT30级负荷所需的备用电源,考虑由于邻近单位相联的高压联络线来承担。(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公式选择即:NT30N.T30(I+)位相联的高压联络线来承担。2.变电所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两种主接线方案(1)装设一台主变压器的主接线方案(2)装设两台主变压器的主接线方案3.3.两种主接线方案的技术经济比较表4两种主接线方案的装设两台主变的方案满足要求满足要求由于有两台主变,灵活性较好装设一台主变的方案满足要求基本满足要求只一台主变灵活性稍差技供电安全性术供电可靠性指供电质量标灵活方便性5/21供用电工程最终版稍稍差一些由表查得S9-1000/10的单价约为15.1万,而又知变压器的综合投资约为其设备单价地倍,因此其综合投资约为F此高压开关柜的综合投资约为万元;高压开关柜的折旧费=24万元 修管理费=(30.2+24)万元 高压开关设备的折旧和维修管理费余项目从略)按主变容量每KVA900元计,供电贴更好一些万元=42万元,比一台主变万元;高压开关柜的折旧费=36万元 =(42+36)万元 高压开关设备的折旧和维修管理费=113.4万元,比一台主变方案多交23.4万元扩建适应性电力变压器的综合投资额高压开关柜(含计量柜)的综合投资额电力变压器和高压开关柜的年运行费供电贴费经济指标从上表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,根据实际情况考虑决定采用装设一台主变的方案。1.绘制计算电路图6/21供用电工程最终版2.确定短路计算基准值：I=dd==：I=dUkvd23.计算短路电路中各元件的电抗标幺值(1)电力系统的电抗标幺值:：X*=d==0.2(2)架空线路的电抗标幺值:：X*：X*=Xld=(0.347)=2.220U2(10.5kV)2c(3)电力变压器的电抗标幺值US4.5100MVAX*=kd==4.5N绘制短路计算等效电路如图所示X12/X*23/X*34.计算k-1点(10.5kv侧)的短路电流及三相短路电流和短路容量抗标幺值X=X*+X*=0.2+2.2=2.4(k1)12(2)三相短路电流周期分量有效值7/21供用电工程最终版I5.5kAI(3)=d1==2.3kAk1X2.4*(k1)(3)其他短路电流在无限大容量系统中:I,(3)=I(3)=I(3)=2.3kA短路冲击电流:i(3)=2.55I,(3)=2.552.3=5.9kA(4)三相短路容量S(3)=Sd=100MVA=41.7MVAk1X*2.4(k1)抗标幺值X*=X*+X*+X*=0.2+2.2+4.5=6.9(k2)123(2)三相短路电流周期分量有效值I(3)=Id2=144kA=20.9kAk2X*6.9(k2)(3)其他短路电流在无限大容量系统中:I,(3)=I(3)=I(3)=20.9kAk2I9I,(3)=1.0920.9=21.5kA(4)三相短路容量S(3)=Sd=100MVA=14.5MVAkX*6.9(k2)表5短路计算结果三相短路电流/kA三相短路容量/MVA短路计算点I(3)I,(3)I(3)i(3)I(3)kkk-28/21(五)变电所一次设备的选择校验选择校验项目参点条件数据额定参数高压少油断路器高压隔离开关8高压熔断器电压互感器电压互感器电流互感器避雷器UUINNNIUI//333-//333--A流能力I(3)kI热稳定度I热稳定度I(3)2.tima他i(3)imaxIt2.tkA622=512kA9/21供用电工程最终版户户外式隔离开关5均满足要求.2.380V侧一次设备的选择校验选择校验项目参点条件数据额定参数低压断路器低压断路器一0次低压断路设器备DZ20-20型0号低压刀开规关格HD13-15电流互感器LMZJ1-0.5电流互感器LMZJ1-0.5UNUI总I(大于I30)(大于I30)A流能力I(3)kI(一般)(一般)动稳定度i(3)i热稳定度I(3)2.tima10/21供用电工程最终版3.高低压母线的选择(六)变电所进出线及与邻近单位联络线的选择KV缆的选择V时的I=120A>I，满足发热条件。al302)校验机械强度查表得，最小允许截面A=35mm2，因此按发热条件选择的LJ-25不min于此线路很短，不需要校验电压损耗。(2)由高压配电室至主变的一端引入电缆的选择校验采用YJL22-10000型交联聚乙烯绝缘IACmm的交联电缆，其I=90A>I，满足发热条件。al302)校验短路热稳定按下式计算满足短路热稳定的最小截面ttmin11/21供用电工程最终版(1)馈电给1号厂房(锻压车间)的线路采用VLV22-1000型聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直接IAmC，查表初选缆芯截面为al302)校验电压损耗由所给工厂平面图量得变电所至1号厂房距离约为68m，而由表查得003030UNU==5.8VU==5.8VU%=5.8V100%=1.5%<U%=5%Val故满足允许电压损耗的要求。3)短路热稳定度校验按下式计算满足短路热稳定的最小截面t0.75A=I(3)ima=20900mm2=238mm2minC76min缆，中型线芯按不小于相线芯一半选择，下同。(2)电给2号厂房(铸造车间)的线路经校验亦采用VLV22-1000-3240+1185型的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设。(3)馈电给3号厂房(工具车间)的线路经校验亦采用VLV22-1000-3240+1185型的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设。(4)馈电给4号厂房(金工车间)的线路经校验亦采用VLV22-1000-3240+1185型的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设。(5)馈电给5号厂房(热处理车间)线路经校验亦采用VLV22-1000-3240+1185型的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设。(6)馈电给6号厂房(电镀车间)的线路经校验亦采用VLV22-1000-3240+1185型的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设。(7)馈电给7号厂房(机修车间)的线路由于仓库就在变电所旁边，而且共一建筑物，因敷设。12/21U==3.4Val302)校验机械强度查表，最小允许截面A=2.5mm2，因此上面所选50mm2的导线满足min3)校验电压损耗所选穿管线，估计长50m，而由查表查得0又因为机修车间30因此U==3.4VU==3.4V380Val故满足允许电压损耗的要求。(8)馈电给8号厂房(装配车间)的线路经校验亦采用VLV22-1000-3240+1185型的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设。(9)馈电给9号厂房(仓库)的线路经校验亦采用VLV22-1000-3240+1185型的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设。(10)馈电给10号厂房(锅炉房)的线路经校验亦采用VLV22-1000-3240+1185型的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设。al302)校验机械强度查表，最小允许截面A=10mm2，因此BLX-1000-1150满足机械强min3)校验电压损耗由工厂平面图量得变电所至生活区负荷中心距离约为94m，而另由表查得0r03030此U%=3.4V100%=0.9%<U%=5%380Val13/213.作为备用电源的高压联络线的选择校验其I=90A>I，满足发热条件。al302)校验电压损耗003030UV=0.98%<U%=5%此可见该电缆满足允许电压损耗要求。短路热稳定校验按本变电所高压侧短路校验，由前述引入电缆的短路热稳定校验，可知缆芯25mm2的交联电缆是满足短路热稳定要求的。由于邻近单位10kv的短路数据不详，因此该联络线的短路热稳定校验无法进行，只有暂缺。综合以上所选变电所进出线和联络线的导线和电缆型号规格如表8所示。表8变电所进出线和联络线的导线和电缆型号规格导导线或电缆型号规格LJ-35铝绞线(三相三线架空)YJL22-10000-335型交联电缆(直埋)线路名称主变引入电缆低压14/21供用电工程最终版架空)YJL-10000-325交联电缆(直埋)至生活区(七)变电所二次回路方案的选择与继电保护的整定1.高压短路器的操作机构控制与信号回路断路器采用弹簧储能操作机构，可实现一次重合闸。2.变电所的电能计量回路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JDZJ-10型，组成Y0/Y0/(开口三角)的接线，用以实现电压测量和绝缘监视。低压侧的动力出线上，均装有有功电能表和无功电能表。低压照明线路上，装有三相。4.变电所的保护装置(1)主变压器的继电保护装置1)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；当因严重故障产生大量瓦斯时，则动作于跳闸。分流跳闸的操作方式。①过电流保护动作电流的整定利用式I=KKrelwI，式中opKKL.maxreiII=2I=21000kVA/(310kV)=257.7A=115AL.max1N.T1N.T15/21供用电工程最终版relre②过电流保护动作时间的整定由于本变电所为电力系统的终端变电所，故其过电流保护动作时间(10倍动作电流动作时间)可整定为最短的0.5s。③过电流保护灵敏系数的检验利用式S=Ik.min1.5，式中，pII=I(2)/K=0.866I(3)/K=0.86620.9kA/(10KV/0.4KV)=0.724KAk.mink2Tk2TIIKK=10A20/1=200AOP.1OPiw因此其保护灵敏系数为PdbKKiTI=I(3)=20.9kArelreTI58.52A速断电流倍数整定为：K=qb==5.9(注意：K可不为整数，但必须在2~8qbI10Aqb②电流速断保护灵敏系