10KV工廠供配電系統(tǒng)設計2

1、電氣工程CAD大作業(yè)課程設計報告 系 別： 機電與自動化學院 專業(yè)班級： 電氣專0901 學生姓名： 詹志鵬 指導教師： 陳強 （課程設計時間：2011年6月20日2011年6月24日）華中科技大學武昌分校目錄1. 設計任務.31.1設計題目.31.2設計目的.3 1.3設計任務與要求.32設計內(nèi)容.4-10 2.1.負荷計算和無功功率補償.4-7 .負荷計算.4-6 .無功功率的補償.7 2.2.變壓器的選擇.7-8 .變壓器臺數(shù)的選擇.7 .變壓器容量的選擇.8 .變壓器類型的選擇.8 2.3.導線與電纜的選擇.9 高壓進線和引入電纜的選擇.9 2.3.2 380v低壓出線的選擇.9 2.

2、4.電氣設備的選擇.10 2.4.1. 模塊功能.10 . 模塊需要提供的參數(shù).10 . 繼電保護及二次結(jié)線設計.10 3防雷與接地裝置的設置.10-11 3.1.直接防雷保護 .11 3.2.雷電侵入波的防護.11 3.3接地裝置的設計.11 4心得體會.12 5. 參考文獻.131.設計任務 1.1設計題目：10KV工廠供配電系統(tǒng)設計 1.2設計目的 通過本課程設計：熟悉供配電系統(tǒng)初步設計必須遵循的原則、基本內(nèi)容、設計程序、設計規(guī)范等，鍛煉工程設計、工程計算、工具書使用等能力，并了解供電配電系統(tǒng)前沿技術及先進設備。讓我們了解設計工廠配電的一般流程，對工廠的布局有個大致的概念，對電力系統(tǒng)的接

3、線方式有一定的了解。 1.3設計任務與要求 機械廠的地理位置及負荷分布如下圖： 生活區(qū)電鍍車間 鑄造車間倉庫鍛壓車間工具車間熱處理車間金工車間廠區(qū)鍋爐房裝配車間機修車間北-南機械廠負荷統(tǒng)計表廠房編號廠房名稱負荷類型設備容量（KW）需要系數(shù)Kx功率因數(shù)cos 1鑄造車間23000.30.7 2鍛壓車間33500.30.65 3熱處理車間31500.60.8 4電鍍車間22500.50.68 5倉庫3200.40.8 6工具車間33600.30.6 7金工車間34000.20.65 8鍋爐房2500.70.8 9裝配車間31800.30.7 10 機修車間31600.20.65 11生活區(qū)3350

4、0.70.92.設計內(nèi)容 2.1.負荷計算 負荷計算的目的是： （1）計算變配電所內(nèi)變壓器的負荷電流及視在功率，作為選擇變壓器容量的依據(jù)。 （2）計算流過各主要電氣設備(斷路器、隔離開關、母線、熔斷器等)的負荷電流，作為選擇這些設備的依據(jù)。 （3）計算流過各條線路(電源進線、高低壓配電線路等)的負荷電流，作為選擇這些線路電纜或?qū)Ь€截面的依據(jù)。 （4）為電氣設計提供技術依據(jù)。 計算公式： 有功功率 P30= Pe*Kx(kW) 無功功率 Q30= P30*Tan(kVar) 視在功率 S30= P30/ Cos(KVA) 計算電流 I30= S30/（3*UN)(A)式中，kx為需要系數(shù)；Cos

5、為功率因素；Tan為功率因素的正切值；UN為用電設備組的額定電壓；31.732。(1)鍛造車間： P30= Pe*Kx=0.3*300=90kw Q30= P30*Tan=90*1.01=91.8kvar S30= P30/ cos=90/0.7=128.6KVA I30= S30/3*UN=128.6/(1.732*0.38）=195.44A(2)鍛壓車間： P30= Pe*Kx=0.3*350=105kw Q30= P30*Tan=105*1.17=122.85kvar S30= P30/ cos=105/0.65=161.5KVA I30= S30/3*UN=161.5/（1.732*0

6、.38）=245.44A(3)熱處理車間：P30= Pe*Kx=0.6*150=90kw Q30= P30*Tan=90*0.75=67.5kvar S30= P30/ cos=90/0.8=112.5KVA I30= S30/3*UN=112.5/（1.732*0.38）=170.97A（4）電鍍車間：P30= Pe*Kx=0.5*250=125kw Q30= P30*Tan=125*1.07=134.8kvar S30= P30/ cos=125/0.68=183.8KVA I30= S30/3*UN=183.8/（1.732*0.38）=279.331A（5）倉庫： P30= Pe*Kx

7、=0.4*20=8kw Q30= P30*Tan=8*0.75=6kvar S30= P30/ cos=8/0.8=10KVA I30= S30/3*UN=10/（1.732*0.38）=15.2A（6）工具車間：P30= Pe*Kx=0.3*360=108kw Q30= P30*Tan=108*1.33=143.64kvar S30= P30/ cos=108/0.6=180KVA I30= S30/3*UN=180/（1.732*0.38）=273.56A（7）金工車間：P30= Pe*Kx=0.2*400=80kw Q30= P30*Tan=80*1.17=93.6kvar S30= P

8、30/ cos=80/0.65=123.1KVA I30= S30/3*UN=123.1/（1.732*0.38）=187.08A（8）鍋爐房: P30= Pe*Kx=0.7*50=35kw Q30= P30*Tan=35*0.75=26.25kvar S30= P30/ cos=35/0.8=43.75KVA I30= S30/3*UN=43.75/（1.732*0.38）=66.49A（9）裝配車間：P30= Pe*Kx=0.3*180=54kw Q30= P30*Tan=54*1.01=54.54kvar S30= P30/ cos=54/0.7=77.14KVA I30= S30/3*

9、UN=77.14/（1.732*0.38）=117.23A（10）機修車間：P30= Pe*Kx=0.2*160=32kw Q30= P30*Tan=32*1.17=37.44kvar S30= P30/ cos=32/0.65=49.231KVA I30= S30/3*UN=49.231/（1.732*0.38）=74.82A（11）生活區(qū)：P30= Pe*Kx=0.7*350=245kw Q30= P30*Tan=245*0.49=118.66kvar S30= P30/ cos=245/0.9=272.2KVA I30= S30/3*UN=272.2/（1.732*0.38）=413.6

10、8A機械廠負荷統(tǒng)計表車間名稱額定容量(kW)需要系數(shù)(K)工作電壓(kV)功率因數(shù)cos計算有功(kW)計算無功kvar視在功率KVA計算電流（A）鑄造車間3000.30.380.79091.8128.6195.44鍛壓車間3500.30.380.65105122.85161.5245.44熱處理車間1500.60.380.89067.5112.5170.97電鍍車間2500.50.380.68125134.8183.8279.3 倉庫200.40.380.8861015.2工具車間3600.30.380.6108143.64180273.56金工車間4000.20.380.658093.61

11、23.1187.08鍋爐房500.70.380.83526.2543.7566.49裝配車間1800.30.380.75454.5477.14117.23機修車間1600.20.380.653237.4449.23174.82生活區(qū)3500.70.380.9245118.66272.2413.68總計25700.724972897.081341.821.無功功率的補償 設計要求達到的功率因數(shù)為0.9以上，顯然不符合要求，需要進行無功補償。無功功率的人工補償裝置：主要有同步補償機和并聯(lián)電抗器兩種。由于并聯(lián)電抗器具有安裝簡單、運行維護方便、有功損耗小以及組裝靈活、擴容方便等優(yōu)點，因此并聯(lián)電抗器在供

12、電系統(tǒng)中應用最為普遍?？紤]到主變壓器的無功損耗元大于有功損耗，因此380V側(cè)最大負荷時功率因數(shù)應稍大于0.9，暫取0.92來計算380V側(cè)所需無功功率補償容量： =(tan - tan)=972tan(arccos0.724）tan(arccos0.92) =512.01kvar選擇低壓單相并聯(lián)電容器BWF 0.4-75-1/3，單個容量為75kvar。 式中：為電容器銘牌上的額定容量，Kvar ； 為電容器在實際運行電壓下的容量，Kvar； 為電容器的額定電壓，kV； U為電容器實際運行電壓，kV；每個電容器的實際無功容量為 =75（380/400)=67.69kvar實際應選用的電容器的個

13、數(shù)為 =512.01/67.698（個）2.2.變壓器的選擇在進行負荷統(tǒng)計及無功補償后，就可根據(jù)補償后的容量進行變壓器的選擇。 變壓器的選擇包括容量、臺數(shù)、類型的選擇。 .變壓器臺數(shù)的選擇原則：在供配電系統(tǒng)中，變壓器臺數(shù)的選擇與供電范圍內(nèi)用電負荷大小、性質(zhì)，重要程度有關。選擇原則：如果有下列情況考慮選擇2臺。 1有大量的一、二級負荷； 2季節(jié)性負荷或晝夜負荷變動大宜采用經(jīng)濟運行方式； 3負荷集中且容量大(1250KVA以上)的三級負荷； 4考慮負荷發(fā)展可能。 其它情況選擇l臺，三級負荷一般選擇1臺。.變壓器容量的選擇原則： 1. 選擇1臺變壓器時容量應滿足： 2. 選擇2臺變壓器時每臺容量應同

14、時滿足： 式中，為變壓器低壓側(cè)負荷計算容量，為所要選擇的變壓器容量，為部的一二級負荷和。 3選擇l臺配電變壓器容量時應考慮容量上限，一般不超過1250一2000KVA。 4適當考慮負荷的發(fā)展。.變壓器類型的選擇原則： 1一般情況選擇雙繞組三相變壓器，并選用SL7、S7、S9等低損耗電力變壓器251。2多塵或腐蝕場所選擇防塵防腐型變壓器如SLl4等系列全密封式變壓器。3高層建筑選用不燃或難燃型變壓器如SCL系列環(huán)氧樹脂澆注干式變壓器或SF6型變壓器。4多雷地區(qū)宜選用防雷型變壓器如Sz變壓器。5電壓偏移大的電壓質(zhì)量要求高的場所選用有載調(diào)壓型變壓器如SZL7、 Sz9系列變壓器。 綜合以上考慮，選擇

15、2臺接線方式為Yyn0的S9-1000 10/0.4kV變壓器，每臺可分的負荷是700KVA，滿足變壓器的選擇規(guī)則。2.3.導線與電纜的選擇 為了保證供電系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟的運行，進行導線和電纜截面時必須滿足一些條件:（1）發(fā)熱條件導線和電纜在通過正常最大負荷電流即線路計算電流時的發(fā)熱溫度，不應超過其正常運行時的最高允許溫度。（2）電壓損耗條件導線和電纜在通過正常最大負荷電流即線路計算電流時產(chǎn)生的電壓損耗，不應超過其正常運行時允許的電壓損耗。對于工廠內(nèi)較短的高壓線路，可不進行電壓損耗檢驗。（3）機械強度導線（包括裸線和絕緣導線）截面不應小于其最小允許截面。對于電纜，不必校驗其機械強度，

16、但需要檢驗其短路熱穩(wěn)定性。母線也應檢驗短路時的穩(wěn)定度。對于絕緣導線和電纜，還應滿足工作電壓的要求。 根據(jù)設計要求和有關資料的考證，10kv電路，通常先按發(fā)熱條件來選擇截面，在校驗電壓損耗和機械強度。低壓照明線路，因為其對電壓水平要求較高，因此通常先按允許電壓損耗進行選擇，再校驗發(fā)熱條件和機械強度。高壓進線和引入電纜的選擇 10kv高壓進線的選擇與校驗采用LJ性鋁絞線，架空敷設，接往10kv公用干線。查相關資料，10kv鋁及鋁合金最小截面為35平方毫米，不滿足機械強度的要求，故選LJ-35型鋁絞線。由于此線路很短，不需要校驗電壓損耗。2.3.2 380v低壓出線的選擇查找資料，饋電給用電廠房的線

17、路選擇采用VLV22-1000型聚乙烯絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設。2.4.電氣設備的選擇 .高壓側(cè)一次設備的選擇 有真空斷路器、高壓熔斷器、電壓互感器、電流互感器、避雷器、接地開關電壓互感器等。 .低壓側(cè)一次設備的選擇有低壓斷路器、電流互感器、開關刀、等。 .繼電保護及二次結(jié)線設計為了監(jiān)視，控制和保證安全可靠運行，變壓器、高壓配電線路移相電容器、高壓電動機、母線分段斷路器及聯(lián)絡線斷路器，皆需要設置相應的控制、信號、檢測和繼電器保護裝置。并對保護裝置做出整定計算和檢驗其靈敏系數(shù)。設計包括繼電器保護裝置、監(jiān)視及測量儀表，控制和信號裝置，操作電源和控制電纜組成的變電所二次結(jié)線系統(tǒng)，用二次回路原理接線

18、圖或二次回路展開圖以及元件材料表達設計成果。3防雷與接地裝置的設置 防雷的設備主要有接閃器和避雷器。其中，接閃器就是專門用來接受直接雷擊（雷閃）的金屬物體。接閃的金屬稱為避雷針。接閃的金屬線稱為避雷線，或稱架空地線。接閃的金屬帶稱為避雷帶。接閃的金屬網(wǎng)稱為避雷網(wǎng)。避雷器是用來防止雷電產(chǎn)生的過電壓沿著電路侵入變配電所或其他建筑物內(nèi)，以免危及被保護設備的絕緣。避雷器應與被保護設備并聯(lián)，裝在被保護設備的電源側(cè)。當線路上出現(xiàn)危及設備絕緣的雷電過電壓時，避雷器的火花間隙就被擊穿，或由高阻變?yōu)榈妥?，使過電壓對大地放電，從而保護了設備的絕緣。避雷器的型式，主要有閥式和排氣式等。3.1.直接防雷保護 在變電所

19、屋頂裝設避雷針和避雷帶，并引進出兩根接地線與變電所公共接裝置相連。如變電所的主變壓器裝在室外和有露天配電裝置時，則應在變電所外面的適當位置裝設獨立避雷針，其裝設高度應使其防雷保護范圍包圍整個變電所。如果變電所所在其它建筑物的直擊雷防護范圍內(nèi)時，則可不另設獨立的避雷針。按規(guī)定，獨立的避雷針的接地裝置接地電阻（表9-6）。通常采用3-6根長2.5 m的剛管，在裝避雷針的桿塔附近做一排和多邊形排列，管間距離5 m，打入地下，管頂距地面0.6 m。接地管間用40mm4mm 的鍍鋅扁剛焊接相接。引下線用25 mm 4 mm的鍍鋅扁剛，下與接地體焊接相連，并與裝避雷針的桿塔及其基礎內(nèi)的鋼筋相焊接，上與避雷

20、針焊接相連。避雷針采用直徑20mm的鍍鋅扁剛，長11.5。獨立避雷針的接地裝置與變電所公共接地裝置應有3m以上的距離。3.2.雷電侵入波的防護 （1)在10KV電源進線的終端桿上裝設FS410型閥式避雷器。引下線采用25 mm 4 mm的鍍鋅扁剛，下與公共接地網(wǎng)焊接相連，上與避雷器接地端栓連接。 （2）在10KV高壓配電室內(nèi)裝設有GG1A（F）54型開關柜，其中配有FS410型避雷器，靠近主變壓器。主變壓器主要靠此避雷器來保護，防雷電侵入波的危害。 （3）在380V低壓架空線出線桿上，裝設保護間隙，或?qū)⑵浣^緣子的鐵腳接地，用以防護沿低壓架空線侵入的雷電波。3.3接地裝置的設計 采用長2.5m、50mm的鋼管16根，沿變電所三面均勻布置，管距5 m，垂直打入地下，管頂離地面0.6 m。管間用40mm4mm的鍍鋅扁剛焊接相接。變電所的變壓器室有兩條接地干線、高低壓配電室各有一條接地干線與室外公共接地裝置焊接相連，接地干線均采用25 mm 4 mm的鍍鋅扁剛。4.心得體會通過這次畢業(yè)設計，我加深了對工廠供電知識的理解，基本上掌握了進行一次設計所要經(jīng)歷的步驟，象總降壓的設計，我與其他同學一起進行課題分析、查資料，進行設計，時