某工廠配電線路及變電所設(shè)計

1、某工廠配電線路及變電所設(shè)計電力工程課程設(shè)計是電氣工程及其自動化專業(yè)重要的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)之一，其目的是加深理論知識的理解，掌握電力工程中涉及到的基本工程計算方法，并能對中小型變電所的電氣部分進行獨立設(shè)計，同時，也使學(xué)生受到工程實踐應(yīng)用的基本訓(xùn)練。設(shè)計內(nèi)容以中小型變電所電氣部分的初步設(shè)計為重點，要求學(xué)生充分發(fā)揮主動性與創(chuàng)造性，在老師的指導(dǎo)下獨立完成課程設(shè)計，并撰寫格式、符號、字數(shù)均符合規(guī)定的課程設(shè)計說明書和相應(yīng)圖紙。一. 確定車間變電所變壓器的臺數(shù)和容量（一） 負荷計算根據(jù)設(shè)計資料，按需要系數(shù)法對工廠各車間負荷進行統(tǒng)計計算，下面以第一車間為例進行計算。第一車間的視在計算負荷為KVA=800.5KVA

2、查表A-1,選擇型號為S9-1000/10型、電壓為10/0.4KV、Yyn0聯(lián)接的變壓器，其技術(shù)數(shù)據(jù)為：=1.7KW, =10.3KW, =0.7, =4.5,變壓器的負荷率=800.5/1000=0.8,則變壓器的功率損耗為= KW=8.3KW kvar=35.8kvar依此類推，將工廠各車間計算負荷的結(jié)果匯總于下表380V側(cè)計算負荷變壓器功率損耗10KV側(cè)計算負荷序號P30（kW）Q30 (kvar)S30 (kVA)變壓器容量/KVA(KW)(KW)P30（kW）Q30 (kvar)S30 (kVA)1780180800.510008.335.8788.3215.8817.321150

3、3201193.7125012.958.81162.9378.81223312103701265.3160011.554.61221.5424.61293.24760270806.510008.436.3768.4306.3827.25860310914.2100010.344.6870.3354.6939.8總計4811.41680.15096.3（二） 總降壓變壓器容量的選擇由于工廠廠區(qū)范圍不大，高壓配電線路上的功率損耗可忽略不計，因此上表中所示車間變壓器高壓側(cè)的計算負荷可認為就是總降壓變電所出線上的計算負荷。取=0.95,則總降壓變電所低壓母線上的計算負荷為=0.7kW=4811.4kW

4、=0.5kvar=1680.1kvar=5096.3KVA因為負荷均為一級負荷，故在總降壓變電所可裝設(shè)兩臺容量為6300KVA的變壓器。查表A-2，選擇S9-6300/35型、35/10.5KV的變壓器。由于總降壓變電所低壓側(cè)的功率因數(shù)為=0.9440.9故不需在低壓側(cè)裝設(shè)電容器進行補償。 二. 變（配）變電所主接線圖設(shè)計(1) 總降壓變電所 因為本設(shè)計所有的負荷均為一次負荷，為提高供電的可靠性，應(yīng)在總降壓變電所裝設(shè)兩臺變壓器，本設(shè)計采用一次側(cè)采用橋式接線、二次側(cè)采用單母線分段接線，這種接線的好處是所用設(shè)備少，結(jié)構(gòu)簡單，占地面積小，供電可靠性高，適用于具有兩回電源進線和兩臺變壓器的總降壓變電所

5、。(2) 車間變電所 車間變電高、低壓側(cè)均采用單母線分段接線。這種接線的供電可靠性相當高，當一臺變壓器或一回電源進線故障或檢修時，通過切換操作，可迅速恢復(fù)對整個變電所的供電，非常符合本設(shè)計的一級負荷的要求。變電所總的接線圖間圖-1三. 導(dǎo)線截面選擇(1) 35KV匯流母線 戶外配電裝置的匯流母線多采用軟導(dǎo)線，因此35KV匯流母線選用鋼芯鋁絞線。1) 按經(jīng)濟電流密度選擇導(dǎo)線截面積。35KV母線的最大持續(xù)電流為104A，因年最大負荷利用小時=5600h，查表3-3得，經(jīng)濟電流密度=0.9 ，則導(dǎo)線的經(jīng)濟截面為初選LGJ-95型鋼芯鋁絞線。2) 檢驗發(fā)熱條件。查表A-8和表A-10得，時LCJ-95

6、型鋼芯鋁絞線的載流量為A=314.9A104A,因此滿足發(fā)熱條件。3) 檢驗機械強度。查表3-2知，35KV及以上的鋼芯鋁絞線最小截面積為35 ，所選LGJ-95型鋼芯鋁絞線滿足機械強度要求。(2) 10KV匯流母線1) 按發(fā)熱條件選擇截面積。10KV母線的最大持續(xù)電流為58A,初選TJ-50型導(dǎo)線2) 檢驗機械強度。查表3-2知，1035KV的導(dǎo)線最小截面為35，所選導(dǎo)線滿足機械強度要求。3) 檢驗發(fā)熱條件。查表A-8和表A-10得，時TJ-50型導(dǎo)線的載流量為A=253.8A58A, 因此滿足發(fā)熱條件。四. 確定短路計算點，計算三相短路電流為了選擇高壓電氣設(shè)備，整定繼電保護，必須進行短路電

7、流計算。短路電流按系統(tǒng)正常運行方式進行計算，其計算電路圖和短路點的設(shè)置如下圖所示（依一車間為例）。短路電流計算電路圖根據(jù)計算電路圖做出計算短路電流的等效電路圖如下圖1：求各元件電抗標幺值設(shè)=100MVA，=37KV, =10.5kV, =0.4kV,則=1.56kA=5.5kA=144.3kA(1)電力系統(tǒng)=287MVA時 =0.35=107MVA時 =0.93(2)架空線路WL =0.36(3)主變壓器 =1.19(4)車間變壓器 =4.52.系統(tǒng)最大運行方式下三相短路電流及短路容量的計算(1) 點短路 總的電抗標幺值為=0.93因此點短路時的三相短路電流及短路容量分別為=1.68kA=2.

8、551.68kA=4.28kA=1.511.68kA=2.54kA MVA =107.53 MVA(2) 點短路 總的電抗標幺值為 =0.93+1.19=2.12因此點短路時的三相短路電流及短路容量分別為=2.59kA=2.552.59kA=6.6kA =1.512.59kA=3.91kA MVA =47.17 MVA(3) 點短路 總阻抗標幺值為 =0.93+0.36+1.19+4.5=6.98因此， 點短路時的三相短路電流及短路容量分別為=20.67kA=1.8420.67kA=38.03kA=1.0920.67kA=22.53kAMVA=14.33MVA系統(tǒng)最小運行方式下短路電流計算過程

9、從略，將計算結(jié)果匯總于下表短路計算點運行方式三相短路電流/KA短路容量/MVA(kA)(kA)(kA)( MVA)最大1.684.282.54107.53最小4.4611.376.73285.7最大2.596.63.9147.17最小3.579.15.3964.94最大20.6738.0322.5314.33最小22.5541.4924.5815.63五. 部分高壓電氣設(shè)備選擇與校驗(1)主變35KV側(cè)設(shè)備 主變35KV側(cè)計算電流A=104A35kV配電裝置采用戶外布置，各設(shè)備有關(guān)參數(shù)見下表安裝地點電氣條件設(shè)備型號規(guī)格項目數(shù)據(jù)項目斷路器SW2-35/1000隔離開關(guān)GW4-35G/600電流互

10、感器LCW-35電壓互感器JDJJ-35避雷器FZ-35/kV353535353535/A1041000600200/10/kA1.6816.5/MVA107.531000/kA4.2845502000.1=28.28s=4.8=1089=9801=42.25(2)主變10kV側(cè)設(shè)備 主變10KV側(cè)計算電流A=346.4A,選用GG-1A(F) -04型高壓開關(guān)柜，各設(shè)備有關(guān)參數(shù)見下表。安裝地點電氣條件設(shè)備型號規(guī)格項目數(shù)據(jù)項目高壓斷路器SN10-10I/630隔離開關(guān)GN8-10T/600電流互感器LAJ-10/kV10101010/A346.4630600600/10/kA2.5916/MV

11、A47.17300/kA6.640521800.3=76.37s1.2=8.14=10245=2000=900六. 車間變電所繼電保護配置與整定計算根據(jù)需要對總降壓變電所安裝如下繼電保護裝置：主變壓器保護以及10KV母線保護。1. 主變壓器保護總降壓變電所容量為5096.3KVA，根據(jù)規(guī)程要求，應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護，電流速斷保護、過電流保護、以及過負荷保護。主變壓器繼電保護展開圖見表2.(1) 電流速斷保護 保護采用兩相兩繼電器式接線，繼電器為DL-11型，電流互感器電流比=100/5=20,保護裝置的動作電流應(yīng)躲過變壓器二次側(cè)母線的最大三相短路穿越電流，即，A=955.5AA=47.8A靈敏度應(yīng)按

12、變壓器一次側(cè)的最小兩相短路電流來校驗，即=4.12(2) 過電流保護 采用三個電流互感器結(jié)成完全星型聯(lián)接方式，繼電器為DL-11型，電流互感器電流比=100/5=20, =0.85，=1.5，保護裝置的動作電流應(yīng)躲過變壓器可能出現(xiàn)的最大負荷電流，即A=220.1AA=11A動作時間取1.5s。靈敏度應(yīng)按變壓器二次側(cè)母線的最小兩相短路穿越電流來校驗，即=3.991.5(3) 過負荷保護 用一個DL-11型繼電器構(gòu)成，保護裝置動作電流應(yīng)躲過變壓器額定電流，即A=427.9A動作時間取1015s。2.10KV饋電線路保護由降壓變電所送至每個車間變電所的線路需裝設(shè)瞬時電流速斷保護和過電流保護。保護采用

13、兩相繼電式接線，繼電器為DL-11型，電流互感器電流比為=50/5=10?，F(xiàn)以一車間變電所為例進行整定計算。(1) 電流速斷保護 保護裝置的動作電流應(yīng)躲過車間變壓器二次側(cè)母線（點）的最大三相短路穿越電流，即 A=1023.7AA=102.3A靈敏度按饋電線路首段（點）的最小兩相短路電流來校驗，即=3.022(2) 過電流保護 保護裝置的動作電流應(yīng)躲過線路最大負荷電流，即46.2A=97.8AA=9.78A動作時間取0.7s靈敏度應(yīng)按車間變電所變壓器二次側(cè)母線（點）的最小兩相短路穿越電流來校驗，即=7.611.5限于篇幅，10KV母線保護等繼電器整定保護整定計算從略。七. 課程設(shè)計教材及主要參考資料1 孫麗華主編. 電力工程基礎(chǔ). 北京：機械工業(yè)出版社，20062 劉介才主編. 工廠供電簡明設(shè)計手冊. 北京：機械工業(yè)出版社，19933 段建元編. 工廠配電線路及變電所設(shè)計計算. 北京：機械工業(yè)出版社，19824 劉介才主編.工廠供電設(shè)計指導(dǎo). 北京：機械工業(yè)出版社，19995 蘇文成主編. 工廠供電. 北京：機械工業(yè)出版社，19996 王輝 李詩洋編 2014AUTOCAD電氣設(shè)計. 北京：電子工業(yè)出版社，2013八、心得與體會這次設(shè)計鍛煉了我的實踐操作的能力，讓我了解到在學(xué)習(xí)中自己還有很多不足和弱點，可以及時針對不足加以彌補，更加牢固地