某工廠的降壓變電所的電氣設(shè)計說明

1、 . . . 工廠供電課程設(shè)計題目：某工廠的降壓變電所的電氣設(shè)計院系 ： 班級： 學(xué)號： ： 目 錄前言3一、負荷計算和無功功率計算與補償4二、變電所位置和形式的選擇10三、變電所主變壓器臺數(shù)和容量與主接線方案的選擇11四、短路電流的計算12五、變電所一次設(shè)備的選擇與校驗13六、變電所高、低壓線路的選擇14七、變電所二次回路方案選擇與繼電保護的整定15八、防雷和接地裝置的確定17九、心得和體會20十、附錄參考文獻21前言課程設(shè)計是教學(xué)過程中的一個重要環(huán)節(jié)，通過課程設(shè)計可以鞏固本課程理論知識，掌握供配電設(shè)計的基本方法，通過解決各種實際問題，培養(yǎng)獨立分析和解決實際工程技術(shù)問題的能力，同時對電力工業(yè)

2、的有關(guān)政策、方針、技術(shù)規(guī)程有一定的了解，在計算、繪圖、設(shè)計說明書等方面得到訓(xùn)練，為今后的工作奠定基礎(chǔ)。本設(shè)計可分為九部分：負荷計算和無功功率計算與補償；變電所位置和形式的選擇；變電所主變壓器臺數(shù)和容量與主接線方案的選擇；短路電流的計算；變電所一次設(shè)備的選擇與校驗；變電所高、低壓線路的選擇；變電所二次回路方案選擇與繼電保護的整定；防雷和接地裝置的確定；心得和體會；附參考文獻。由于設(shè)計者知識掌握的深度和廣度有限，本設(shè)計尚有不完善的地方，敬請老師、同學(xué)批評指正！一、負荷計算和無功功率計算與補償一、負荷計算的意義1.計算負荷的定義：我們用“計算負荷”來表示實際使用的總負荷。計算負荷又稱需要負荷或最大負

3、荷。 計算負荷是一個假想的持續(xù)性負荷，其熱效應(yīng)應(yīng)與同一時間通過實際變動負荷所產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)相等。所以根據(jù)“計算負荷”選擇導(dǎo)線和電氣設(shè)備，在實際運行中的最高溫升不會超過允許值。通常將以半小時平均負荷為依據(jù)所繪制的負荷曲線上的“最大負荷”稱為計算負荷，并把它作為按發(fā)熱條件選擇電氣設(shè)備的依據(jù)，用Pca(Qca、Sca、Ica)或P30(Q30、S30、I30)表示。規(guī)定取“半小時平均負荷”的原因：一般中小截面導(dǎo)體的發(fā)熱時間常數(shù)為10min以上，根據(jù)經(jīng)驗表明，中小截面導(dǎo)線達到穩(wěn)定溫升所需時間約為 3=3×1030（min），如果導(dǎo)線負載為短暫尖峰負荷，顯然不可能使導(dǎo)線溫升達到最高值，只有持

4、續(xù)時間在30min以上的負荷時，才有可能構(gòu)成導(dǎo)體的最高溫升。2.計算負荷的意義 正確確定計算負荷意義重大，它是供電設(shè)計的基礎(chǔ)，也是實現(xiàn)供電系統(tǒng)安全、經(jīng)濟運行的必要手段。計算負荷是配電設(shè)計時選擇電氣設(shè)備（變壓器、開關(guān)電器等）、導(dǎo)體、確定備用電源容量、無功補償容量的依據(jù)。也是計算配電系統(tǒng)各回路電流的依據(jù)。3.尖峰電流尖峰電流是負荷短時（如電動機起動等）最大電流。是計算電壓降、電壓波動和選擇導(dǎo)體、電器與保護元件的依據(jù)。平均負荷Pav 二、平均負荷平均負荷Pav，就是電力負荷在一定時間t平均消耗的功率，也就是電力負荷在該時間消耗的電能W除以時間t的值，即Pav=W/t 年平均負荷為Pav=Wa/876

5、0 負荷系數(shù)負荷系數(shù)也稱負荷率，它是表征負荷變化規(guī)律的一個參數(shù)。在最大工作班，平均負荷與最大負荷之比成為負荷系數(shù)，并用、分別表示 有功、無功負荷系數(shù)。負荷系數(shù)越大，則負荷曲線躍平坦，負荷波動越小。根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)，一般工廠負荷系數(shù)年平均值為負荷計算的方法有： 需要系數(shù)法、利用系數(shù)法、單位指標法、二項式法、形狀系數(shù)法、附加系數(shù)法。單位指標法與需要系數(shù)法因比較簡便因而廣泛使用。編號名稱類別設(shè)備容量/kW需要系數(shù)costan計算負荷/kW/kvar/kVA/A1鑄造車間動力30203071.0290.692.4129.46196.6照明5081004.00410.5小計30794.692.4133.42

6、07.12鍛壓車間動力35030651.1710.512.316.224.5照明8071005.605.614.7小計31096.212.321.839.23金工車間動力392020651.1778.491.7120.6183.3照明100810080821.0小計40286.491.7128.6204.34工具車間動力35203061.33105.6140.4176267.4照明7091006.306.316.5小計359111.9140.4182.3283.95電鍍車間動力24205080.7512190.8151.3229.8照明50810040410.5小計24712590.8155.

7、3240.36熱處理車間動力14206080.7585.263.9106.5161.8照明50810040410.5小計14789.263.9110.5172.37裝配車間動力29203071.0287.689.4125.1190.1照明8081006.406.416.8小計2999489.4131.5206.98機修車間動力132020651.1726.430.940.661.7照明5081004.004.010.5小計13730.430.944.672.29鍋爐房動力9208080.7573.655.292139.8照明2081001.601.64.2小計9475.255.293.6181

8、.810倉庫動力1504080.756.04.57.511.4照明1081000.800.82.1小計166.84.58.313.511宿舍區(qū)照明3220.80.90.48257.6123.6286.2751.1總計動力1996987.3795.11296.12372.6照明378計入=0.8,=0.850.750.88789.8695.11053.11600.0三、單位指標法（常用于規(guī)劃設(shè)計和初步設(shè)計）N單位數(shù)量（ m2 、戶、床）KP單位負荷密度（ W/m2 、W/戶、W/床）KS單位負荷密度（ VA/m2 、 VA /戶、 VA /床) 基本公式(千瓦)式中 Pe設(shè)備總?cè)萘?不計備用設(shè)備

9、容量)(千瓦)； Kx需要系數(shù)。(千乏)或(千伏安)計算電流（1）有功計算負荷：Pca·1=KxPe Kx用電設(shè)備組的需要系數(shù)見相關(guān)手冊；Pe用電設(shè)備組的設(shè)備額定容量之和，但不包括備用設(shè)備容量。（2）無功計算負荷：Qca·1=Pca·1tanjwm tanjwm值見相關(guān)手冊。（3）視在計算負荷：計算目的：用于選擇各配電干線截面積與保護控制該線路的開關(guān)設(shè)備2 確定變電所低壓母線上的計算負荷（1）總有功計算負荷：Pca·2pPca·1（2）總無功計算負荷：Qca·2qQca·1（3）總視在計算負荷：Pca·2、Qca&

10、#183;2、Sca·2變電所低壓母線上的有功、無功與視在計算負荷；Pca·1、Qca·2各配電干線上的有功、無功計算負荷的總和p 、Kq 有功功率、無功功率的同時系數(shù)。分別取0.80.9和 0.930.97；注意：當變電所的低壓母線上裝有無功補償用的靜電電容器組，其容量為Qc2,則當計算Qca·2時，要減去無功補償容量，即Qca·2åq·Qca·2Qc2 計算目的：用于變電所電力變壓器容量的選擇。四、并聯(lián)電容值的補償原理二、變電所位置和形式的選擇三、變電所主變壓器臺數(shù)和容量與主接線方案的選擇變電所主變壓器接線方案

11、的選擇電力系統(tǒng)在人民生活中占重要的地位，隨著我們現(xiàn)代化工業(yè)建設(shè)的迅速發(fā)展，工廠供電設(shè)計的任務(wù)越來越重，而我們要做好設(shè)計，我們變配電所主接線方案的設(shè)計也是很重要的，下面我就來淺談下主接線方案的設(shè)計原則和一般要求。其設(shè)計要求一般我們要考慮四個原則：安全性、可靠性、靈活性、經(jīng)濟性，下面我們分各點來說明。安全性：我們必須要保證人身和設(shè)備的安全，所以我們設(shè)計的時候需要在高壓斷路器的電源側(cè)和可能反饋電能的另一側(cè)必須安裝高壓隔離開關(guān)，在低壓斷路器的電源側(cè)與可能反饋負荷的另一側(cè)，必須安裝低壓刀開關(guān)，35KV與以上的線路末端我們應(yīng)安裝與隔離開關(guān)聯(lián)鎖的接地到閘，為了防止雷擊造成短路或線路損壞，我們要在高壓母線上與

12、架空線路末端裝設(shè)避雷器?？煽啃裕菏紫葘σ患壺摵晌覀儜?yīng)有兩路電源供電，當一級變壓器損壞或電路檢修的時候不會造成全部停電，減少損失。對二級負荷也應(yīng)由兩個回路或者一回專用架空線路供電。對接于公共干線上的變配電所電源進線首端，我們應(yīng)安裝帶有短路保護的開關(guān)設(shè)備。對一般生產(chǎn)區(qū)的車間變電所，我們通常采用放射式高壓配電來確保供電的可靠性。對輔助生廠區(qū)與生活區(qū)的變電所，可以采用樹干式配電。變電所低壓側(cè)（電壓380v）的總開關(guān)，采用低壓斷路器比較好，當有繼電保護或者自動切換電源要求時，低壓側(cè)總開關(guān)和低壓母線分段開關(guān)都應(yīng)采用低壓斷路器。靈活性:變電所的高低壓母線，通常采用單母線或單母線分段接線。需要帶負荷切換主變壓

13、器的變電所，高壓側(cè)應(yīng)裝設(shè)高壓斷路器或高壓負荷開關(guān)。經(jīng)濟性：主接線方案力求簡單，采用的一次設(shè)備特別是高壓斷路器少，并且應(yīng)選用技術(shù)先進，經(jīng)濟實用的節(jié)能產(chǎn)品。應(yīng)考慮無功功率的補償，使得最大負荷時功率因數(shù)達到規(guī)定的要求。由于工廠變配電所一般都選用安全可靠并且經(jīng)濟美觀的成套配電裝置，因此變配電所主接線方案應(yīng)與所選成套配電裝置的主接線方案配合一致，柜型一般選用固定式，只有在供電可靠性要求較高時才用手車式和抽屜式。以上就是在學(xué)習(xí)過程中總結(jié)的主接線設(shè)計中一般的要求和一些需要注意的步驟，要很好的完成和掌握變電所的設(shè)計還需要進行負荷計算和無功補償?shù)挠嬎?、變電所的位置和型式的選擇、短路計算、變電所一次設(shè)備的選擇和校

14、驗，選擇導(dǎo)線、變電所進出線的選擇和校驗。四、短路電流的計算五、變電所一次設(shè)備的選擇與校驗六、變電所高、低壓線路的選擇七、變電所二次回路方案選擇與繼電保護的整定7.1變電所二次回路方案的選擇 a)高壓斷路器的操作機構(gòu)控制與信號回路 斷路器采用手動操動機構(gòu)，其控制與信號回路如工廠供電設(shè)計指導(dǎo)圖6-12所示。 b)變電所的電能計量回路變電所高壓側(cè)裝設(shè)專用計量柜，裝設(shè)三相有功電度表和無功電度表，分別計量全廠消耗的有功電能表和無功電能，并以計算每月工廠的平均功率因數(shù)。計量柜由上級供電部門加封和管理。c)變電所的測量和絕緣監(jiān)察回路 變電所高壓側(cè)裝有電壓互感器避雷器柜。其中電壓互感器為3個JDZJ10型，組

15、成Y0/Y0/的接線，用以實現(xiàn)電壓側(cè)量和絕緣監(jiān)察，其接線圖見工廠供電設(shè)計指導(dǎo)圖6-8。作為備用電源的高壓聯(lián)路線上，裝有三相有功電度表和三相無功電度表、電流表，接線圖見工廠供電設(shè)計指導(dǎo)圖6-9。高壓進線上，也裝上電流表。低壓側(cè)的動力出線上，均裝有有功電度表和無功電度表，低壓照明線路上裝上三相四線有功電度。低壓并聯(lián)電容器組線路上，裝上無功電度表。每一回路均裝設(shè)電流表。低壓母線裝有電壓表，儀表的準確度等級按符合要求。7.2 變電所繼電保護裝置7.2.1主變壓器的繼電保護裝置 a）裝設(shè)瓦斯保護。當變壓器油箱故障產(chǎn)生輕微瓦斯或油面下降時，瞬時動作于信號；當產(chǎn)生大量的瓦斯時，應(yīng)動作于高壓側(cè)斷路器。 b）裝

16、設(shè)反時限過電流保護。采用GL15型感應(yīng)式過電流繼電器，兩相兩繼電器式結(jié)線，去分流跳閘的操作方式。7.2.2護動作電流整定 其中，可靠系數(shù)，接線系數(shù)，繼電器返回系數(shù)，電流互感器的電流比=100/5=20 ，因此動作電流為： 因此過電流保護動作電流整定為10A。7.2.3過電流保護動作時間的整定 因本變電所為電力系統(tǒng)的終端變電所，故其過電流保護的動作時間（10倍的動作電流動作時間）可整定為最短的0.5s 。7.2.4過電流保護靈敏度系數(shù)的檢驗其中，=0.86619.7kA/(10kV/0.4kV)=0.682，因此其靈敏度系數(shù)為：滿足靈敏度系數(shù)的1.5的要求。7.3裝設(shè)電流速斷保護 利用GL15的

17、速斷裝置。7.3.1速斷電流的整定：利用式，其中，因此速斷保護電流為速斷電流倍數(shù)整定為(注意不為整數(shù),但必須在28之間)7.3.2、電流速斷保護靈敏度系數(shù)的檢驗利用式，其中，因此其保護靈敏度系數(shù)為>1.5從工廠供電課程設(shè)計指導(dǎo)表6-1可知，按GB5006292規(guī)定，電流保護的最小靈敏度系數(shù)為1.5，因此這里裝設(shè)的電流速斷保護的靈敏度系數(shù)是達到要求的。但按J696和JGJ/T1692的規(guī)定，其最小靈敏度為2，則這里裝設(shè)的電流速斷保護靈敏度系數(shù)偏底。7.4作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線的繼電保護裝置7.4.1裝設(shè)反時限過電流保護。亦采用GL15型感應(yīng)式過電流繼電器，兩相兩繼電器式接線，去分跳閘的操

18、作方式。a)過電流保護動作電流的整定,利用式，其中=2，取=0.6×52A=43.38A， =1，=0.8， =50/5=10，因此動作電流為： 因此過電流保護動作電流整定為7A。b)過電流保護動作電流的整定按終端保護考慮，動作時間整定為0.5s。c)過電流保護靈敏度系數(shù)因無臨近單位變電所10kV母線經(jīng)聯(lián)絡(luò)線到本廠變電所低壓母線的短路數(shù)據(jù)，無法檢驗靈敏度系數(shù)，只有從略。7.4.2裝設(shè)電流速斷保護亦利用GL15的速斷裝置。但因無臨近單位變電所聯(lián)絡(luò)線到本廠變電所低壓母線的短路數(shù)據(jù)，無法檢驗靈敏度系數(shù)，也只有從略。7.4.3變電所低壓側(cè)的保護裝置a）低壓總開關(guān)采用DW151500/3型低壓短路器，三相均裝設(shè)過流脫鉤器，既可保護低壓側(cè)的相間短路和過負荷，而且可保護低壓側(cè)單相接地短路。脫鉤器動作電流的整定可參看參考文獻和其它有關(guān)手冊。b）低壓側(cè)所有出線上均采用DZ20型低壓短路器控制，其瞬間脫鉤器可實現(xiàn)對線路的短路故障的保護，限于篇幅，整定亦從略。八、防雷和接地裝置的確定九、心得和體會心得體會 通過這次工廠供電的學(xué)習(xí)，我發(fā)現(xiàn)了自己的很多不足，無論是對知識的理解能力還是實踐能力以與理論聯(lián)系實踐的能力都有待于提高。 在這次實踐中我意識到團隊的重要性,在開始時就必須讓每個人都知道，否則一個人的錯誤。就有可能導(dǎo)致整個工作失敗，團隊合作是我們成功地一項非常重要的保證。