供配電課程設(shè)計(jì)報(bào)告-最終版(共17頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上課 題： 北汽機(jī)械廠降壓變電所的電氣設(shè)計(jì)專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化班 級(jí)： 4學(xué) 號(hào)： 姓 名： 指導(dǎo)教師： 設(shè)計(jì)日期： 2015.6成 績(jī)：重慶大學(xué)城市科技學(xué)院電氣信息學(xué)院專心-專注-專業(yè)前言電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動(dòng)力。電能既易于由其它形式的能量轉(zhuǎn)換而來(lái)，又易于轉(zhuǎn)換為其它形式的能量以供應(yīng)用；電能的輸送的分配既簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，又便于控制、調(diào)節(jié)和測(cè)量，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化。因此，電能在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)及整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)生活中應(yīng)用極為廣泛。在工廠里，電能雖然是工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動(dòng)力，但是它在產(chǎn)品成本中所占的比重一般很小（除電化工業(yè)外）。電能在工業(yè)生產(chǎn)中的重要性，并不在于

2、它在產(chǎn)品成本中或投資總額中所占的比重多少，而在于工業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)電氣化以后可以大大增加產(chǎn)量，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善工人的勞動(dòng)條件，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化。從另一方面來(lái)說(shuō)，如果工廠的電能供應(yīng)突然中斷，則對(duì)工業(yè)生產(chǎn)可能造成嚴(yán)重的后果。因此，做好工廠供電工作對(duì)于發(fā)展工業(yè)生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化，具有十分重要的意義。由于能源節(jié)約是工廠供電工作的一個(gè)重要方面，而能源節(jié)約對(duì)于國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有十分重要的戰(zhàn)略意義，因此做好工廠供電工作，對(duì)于節(jié)約能源、支援國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)，也具有重大的作用。工廠供電工作要很好地為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)，切實(shí)保證工廠生產(chǎn)和生活用電的需要，并做好節(jié)能工作，

3、就必須達(dá)到以下基本要求：1. 安全 在電能的供應(yīng)、分配和使用中，不應(yīng)發(fā)生人身事故和設(shè)備事故。2. 可靠 應(yīng)滿足電能用戶對(duì)供電可靠性的要求。3. 優(yōu)質(zhì) 應(yīng)滿足電能用戶對(duì)電壓和頻率等質(zhì)量的要求.4. 經(jīng)濟(jì) 供電系統(tǒng)的投資要少，運(yùn)行費(fèi)用要低，并盡可能地節(jié)約電能和減少有色金屬的消耗量。此外，在供電工作中，應(yīng)合理地處理局部和全局、當(dāng)前和長(zhǎng)遠(yuǎn)等關(guān)系，既要照顧局部的當(dāng)前的利益，又要有全局觀點(diǎn)，能顧全大局，適應(yīng)發(fā)展。目錄1 設(shè)計(jì)目的1) 對(duì)全廠進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算以及變電所變壓器臺(tái)數(shù)、各變壓器容量與類型選擇。2) 確定出變電所主接線方案，并繪出變電所主接線圖。3) 進(jìn)行短路電流計(jì)算，并對(duì)一次設(shè)備進(jìn)行選擇與校驗(yàn)。4)

4、變電所高、低壓線路的選擇。5) 防雷保護(hù)裝置和接地裝置。6) 繪制出主接線圖和廠區(qū)平面圖。2 設(shè)計(jì)要求2.1設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，需包括：1）前言2）目錄3）負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功功率補(bǔ)償4） 變電所的位置和型式的選擇5） 變電所主變壓器臺(tái)數(shù)和容量及主接線方案的選擇6） 短路電流計(jì)算7） 變電所一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)8） 變電所高、低壓線路的選擇9） 附錄參考文獻(xiàn)10） 設(shè)計(jì)總結(jié)與心得體會(huì)2.2設(shè)計(jì)圖紙變電所主接線圖紙一張3 設(shè)計(jì)參數(shù)3.1工廠總平面圖圖3-1 工廠總平面圖3.2工廠負(fù)荷情況本廠多數(shù)車(chē)間為兩班制，年最大負(fù)荷利用小時(shí)為4700h，日最大負(fù)荷持續(xù)時(shí)間為7h。該廠除鑄造車(chē)間、電鍍車(chē)間和鍋爐房屬二級(jí)負(fù)荷外

5、，其余均屬三級(jí)負(fù)荷。低壓動(dòng)力設(shè)備均為三相，額定電壓為380V。照明及家用電器均為單相，額定電壓為220V。3.3負(fù)荷統(tǒng)計(jì)情況本廠的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料如表3-1所示。表3-1 負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表廠房編號(hào)用電單位負(fù)荷性質(zhì)設(shè)備容量（kW）需要系數(shù)功率因數(shù)1鑄造車(chē)間動(dòng)力3550.30.70照明60.81.02鍛壓車(chē)間動(dòng)力3550.30.65照明80.71.03金工車(chē)間動(dòng)力4310.20.65照明100.81.04工具車(chē)間動(dòng)力3460.30.60照明70.91.05電鍍車(chē)間動(dòng)力2360.50.80照明50.81.06熱處理車(chē)間動(dòng)力1230.60.80照明50.81.07裝配車(chē)間動(dòng)力1650.30.70照明60.81.

6、08機(jī)修車(chē)間動(dòng)力1300.20.65照明40.81.09鍋爐房動(dòng)力400.70.8照明10.81.010倉(cāng)庫(kù)動(dòng)力200.40.8照明10.81.0生活區(qū)照明3990.70.9注：生活區(qū)的負(fù)荷除照明外，尚含家用電器。3.4供電電源情況按照工廠與當(dāng)?shù)毓╇姴块T(mén)簽訂的供用電協(xié)議規(guī)定，本廠可由附近一條10kV的公用電源干線取得工作電源。該干線的走向參看工廠總平面圖。該干線的導(dǎo)線牌號(hào)為L(zhǎng)GJ-150，導(dǎo)線為等邊三角形排列，線距為2m；干線首端距離本廠約9km，該干線首端所裝高壓斷路器的斷流容量為500MVA，此斷路器配備有定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)，其定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)整定的動(dòng)作時(shí)間為1.7s。為滿足工

7、廠二級(jí)負(fù)荷的要求，可采用高壓或低壓聯(lián)絡(luò)線由鄰近的單位取得備用電源。已知與本廠高壓側(cè)有電氣聯(lián)系的架空線路總長(zhǎng)度達(dá)80km，電纜線路總長(zhǎng)度達(dá)25km。3.5氣象資料本廠所在地區(qū)的年最高氣溫為38，年平均氣溫為23，年最低氣溫為-8，年最熱月平均最高氣溫為33，年最熱月平均氣溫為26，年最熱月地下0.8m處平均溫度為25。年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|北風(fēng)，年雷暴日數(shù)為20。3.6電費(fèi)制度工廠最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)不得低于0.95。4 實(shí)現(xiàn)過(guò)程4.1計(jì)算負(fù)荷工廠計(jì)算負(fù)荷數(shù)據(jù)如表4-1.表4-1 各車(chē)間計(jì)算負(fù)荷表廠房編號(hào)用電單位負(fù)荷性質(zhì)有功功率（kW）無(wú)功功率（kvar）視在功率（kVA）1鑄造車(chē)間動(dòng)力106.5108

8、.65152.14照明4.804.82鍛壓車(chē)間動(dòng)力106.5124.51163.85照明5.65.63金工車(chē)間動(dòng)力82.6100.78132.62照明8 84工具車(chē)間動(dòng)力103.8138.4173照明6.3 6.35電鍍車(chē)間動(dòng)力11888.5147.5照明4 46熱處理車(chē)間動(dòng)力73.855.3592.25照明447裝配車(chē)間動(dòng)力49.550.570.71照明4.84.88機(jī)修車(chē)間動(dòng)力2630.4040照明3.23.29鍋爐房動(dòng)力282135照明0.80.810倉(cāng)庫(kù)動(dòng)力8610照明0.80.8生活區(qū)照明279.3135.27310.334.2無(wú)功補(bǔ)償計(jì)算（1）根據(jù)參數(shù)表，,，由以上數(shù)據(jù)，可計(jì)算出補(bǔ)

9、償前的變壓器的功率因數(shù)：（2）確定無(wú)功補(bǔ)償容量要求工廠高壓側(cè)變電所的功率因數(shù)不低于0.9，而在變壓器低壓側(cè)進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)，考慮到變壓器的無(wú)功功率損耗遠(yuǎn)大于其他有功功率損耗，可按低壓側(cè)補(bǔ)償后的功率因數(shù)0.98來(lái)計(jì)算補(bǔ)償容量，因此，需要裝設(shè)的電容器容量為：查教材附錄表3，選擇BW0.4-12-1型電容器，則需，取實(shí)際，則實(shí)際補(bǔ)償容量為。（3）補(bǔ)償后的變壓器容量和功率因數(shù)無(wú)功補(bǔ)償后變電所低壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷為：因此，無(wú)功補(bǔ)償后的變壓器容量改選為1250kVA，查附錄表1知：型變壓器的技術(shù)數(shù)據(jù)為：，變壓器的負(fù)荷率為，則變壓器的功率損耗為變壓器高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為：變電所高壓側(cè)的功率因數(shù)為：（4）無(wú)功補(bǔ)償前后

10、變壓器容量的變化由此可見(jiàn)，無(wú)功補(bǔ)償以后變壓器容量減少了，不僅減少了投資，而且減少了電費(fèi)支出，提高了功率因數(shù)。表4-2 無(wú)功補(bǔ)償計(jì)算表全廠負(fù)荷有功功率無(wú)功功率視在計(jì)算負(fù)荷補(bǔ)償前1027.9859.361369.7無(wú)功補(bǔ)償-720補(bǔ)償后1027.9139.361037.30補(bǔ)償后功率因數(shù)（）0.9844.3變電所的位置選擇變電所的選擇的要求，應(yīng)根據(jù)下列要求經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較確定：1) 接近負(fù)荷中心；2) 進(jìn)出線方便；3) 接近電源側(cè)；4) 設(shè)備運(yùn)輸方便；5) 不應(yīng)設(shè)在有劇烈振動(dòng)或高溫的場(chǎng)所；6) 不宜設(shè)在多塵或有腐蝕性氣體的場(chǎng)所，當(dāng)無(wú)法遠(yuǎn)離時(shí)，不應(yīng)設(shè)在污染源盛行風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)；7) 不應(yīng)設(shè)在廁所、浴室

11、或其他經(jīng)常積水場(chǎng)所的正下方，且不宜與上述場(chǎng)所相貼鄰；8) 不應(yīng)設(shè)在有爆炸危險(xiǎn)環(huán)境的正上方或正下方，且不宜設(shè)在有火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境的正上方或正下方，當(dāng)與有爆炸或火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境的建筑物毗連時(shí)，應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定9) 不應(yīng)設(shè)在地勢(shì)低洼和可能積水的場(chǎng)所。變電所類型有室內(nèi)型和室外型。室內(nèi)型運(yùn)行維護(hù)方便，占地面積少。所以采用室內(nèi)型變電所。4.4變電所主變壓器選擇及主接線方案選擇4.4.1變電所主變壓器臺(tái)數(shù)和容量選擇1)主變壓器的選擇原則為保證供電可靠性，一般應(yīng)該裝兩臺(tái)主變壓器，若只有一條電源進(jìn)線，或者變電所可由低壓側(cè)電網(wǎng)取得備用電源時(shí)，可裝一臺(tái)主變，若絕大部分負(fù)荷為三級(jí)負(fù)荷

12、，其少量的二級(jí)負(fù)荷可由鄰近電網(wǎng)取得備用電源時(shí)，可裝一臺(tái)主變壓器。由于本設(shè)計(jì)的少量二級(jí)負(fù)荷可以從低壓鄰近電網(wǎng)取得備用電源，而且本工廠大部分為三級(jí)負(fù)荷，所以我們選擇一臺(tái)主變壓器。2)變壓器容量的選擇原則裝有一臺(tái)變壓器的變電所，主變壓器的容量應(yīng)該滿足全部用電設(shè)備總計(jì)算負(fù)荷的需要：由無(wú)功補(bǔ)償?shù)挠?jì)算得:,查表選擇（Ydn0）電力變壓器，其容量為1250kVA，4.4.2變電所主接線方案的選擇總降壓變電所主接線的設(shè)計(jì)原則：對(duì)于只裝有一臺(tái)主變壓器的總降壓變電所，總降壓變電所為單電源進(jìn)線和一臺(tái)變壓器時(shí)，通常采用一次側(cè)無(wú)母線，二次側(cè)單母線的總接線，這種接線經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)單、使用設(shè)備少、基建快、投資費(fèi)用低。但當(dāng)線路或者變

13、壓器發(fā)生故障時(shí)，需要全部停電，可靠性不高，只能用于三類負(fù)荷的企業(yè)。由于本廠二級(jí)負(fù)荷很少，而且有備用電源取得，大部分是三級(jí)負(fù)荷，為了節(jié)省投資，采用一次側(cè)無(wú)母線，二次側(cè)單母線的總接線方式。4.5短路計(jì)算根據(jù)題目要求，可得出接線圖：圖4-1 短路計(jì)算電路（1） 選取基準(zhǔn)容量，基準(zhǔn)電壓，則基準(zhǔn)電流為（2） 計(jì)算各元件的電抗標(biāo)幺值電力系統(tǒng)：線路WL：變壓器T1，T2：（3） 作出短路等效電路圖圖4-2 短路等效電路圖（4） K1，K2，的總等效電抗標(biāo)幺值及三相短路電流和容量短路電流計(jì)算匯總表如表4-3所示：表4-3 短路電流計(jì)算表短路計(jì)算點(diǎn)三相短路電流/kA短路容量/K11.804.582.7232.6

14、8K229.6954.6332.3620.584.6主要電氣設(shè)備的選擇1）主變壓器10kV側(cè)：計(jì)算電流，GG-1A（F）-04型高壓開(kāi)關(guān)柜，各設(shè)備有關(guān)參數(shù)見(jiàn)表4-4：表4-4 10kV側(cè)電氣設(shè)備安裝地點(diǎn)電氣條件設(shè)備規(guī)格型號(hào)項(xiàng)目數(shù)據(jù)項(xiàng)目SN10-10I/1000高壓斷路器GN8-10T/1000隔離開(kāi)關(guān)LAJ-10電流互感器1010101068.7310001000300/529.6931.520.5850054.63807576.371674.841984.545009002）380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)具體選擇情況見(jiàn)表4-5：表4-5 380V一次設(shè)備選擇安裝地點(diǎn)條件數(shù)據(jù)0.38151.93

15、29.6954.63661.12一次設(shè)備型號(hào)規(guī)格低壓斷路器DW15-15000.381.540合格低壓斷路器DW-15-6300.380.6330合格低壓刀開(kāi)關(guān)HD13-1500/30.381.5合格電流互感器LM81-0.50.50.1/0.0050.16/0.005合格4.7高低壓變電所線路選擇10kV母線與10kV側(cè)引出線先按照允許電壓損失選擇截面，然后再校驗(yàn)發(fā)熱和機(jī)械強(qiáng)度。因此，導(dǎo)線截面積：因?yàn)?，所以LGJ-150滿足要求。按照發(fā)熱條件校驗(yàn)：由前面計(jì)算可知，主變壓器10KV側(cè)計(jì)算電流為68.73kA，查教材附錄表6和8可知，38時(shí)，LGJ-150型鋼芯鋁絞線的允許載流量為，因此滿足發(fā)熱

16、條件。按照機(jī)械強(qiáng)度校驗(yàn)：按教材5-3表可知，10kV架空鋼芯鋁絞線的最小允許導(dǎo)線截面積居民區(qū)為25<150,非居民區(qū)為16<150,所以滿足機(jī)械強(qiáng)度要求。4.8防雷和接地裝置雷電引起的大氣過(guò)電壓會(huì)對(duì)電器設(shè)備和變電所的建筑物產(chǎn)生嚴(yán)重的危害，因此，在變電所必須采取有效的防雷措施，以保證電器設(shè)備的安全。下面分情況對(duì)防雷裝置進(jìn)行選擇。（1）直擊雷的防治根據(jù)變電所雷擊目的物的分類，在變電所的中的建筑物應(yīng)裝設(shè)直擊雷保護(hù)裝置。在進(jìn)線段的1km長(zhǎng)度內(nèi)進(jìn)行直擊雷保護(hù)。防直擊雷的常用設(shè)備為避雷針。所選用的避雷器：接閃器采用直徑的圓鋼；引下線采用直徑的圓鋼；接地體采用三根2.5m長(zhǎng)的的角鋼打入地中再并聯(lián)

17、后與引下線可靠連接。（2） 雷電侵入波保護(hù)由于雷電侵入波比較常見(jiàn)，且危害性較強(qiáng)，對(duì)其保護(hù)非常重要。對(duì)變電所來(lái)說(shuō)，雷電侵入波保護(hù)利用閥式避雷器以及與閥式避雷器相配合的進(jìn)線保護(hù)段；為了其內(nèi)部的變壓器和電器設(shè)備得以保護(hù)，在配電裝置內(nèi)安放閥式避雷器。（3） 變電所公共接地裝置的設(shè)計(jì) 接地電阻的要求： 本變電所的公共接地裝置的接地電阻應(yīng)滿足以下條件： 因此公共接地裝置接地電阻應(yīng)滿足 接地裝置的設(shè)計(jì) 采用長(zhǎng)2.5m、50mm的鍍鋅鋼管數(shù)，初選16根，沿變電所三面均勻布置（變電所前面布置兩排），管距5m，垂直打入地下，管頂離地面0.6m。管間用的鍍鋅扁鋼焊接相連。變壓器室有兩條接地干線、高低壓配電室各有一條接地線與室外公共接地裝置焊接相連。接地干線均采用采用的鍍鋅扁鋼。接地電阻的演算： 管間距離與管長(zhǎng)之比為 ， 滿足的要求。5 總結(jié)這次課程設(shè)計(jì)，主要部分是前面的計(jì)算各元件參數(shù)和做等值電路，以及選擇短路點(diǎn)、計(jì)算短