供配电课程设计报告-最终版(共17页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上课 题： 北汽机械厂降压变电所的电气设计专 业： 电气工程及其自动化班 级： 4学 号： 姓 名： 指导教师： 设计日期： 2015.6成 绩：重庆大学城市科技学院电气信息学院专心-专注-专业前言电能是现代工业生产的主要能源和动力。电能既易于由其它形式的能量转换而来，又易于转换为其它形式的能量以供应用；电能的输送的分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。因此，电能在现代工业生产及整个国民经济生活中应用极为广泛。在工厂里，电能虽然是工业生产的主要能源和动力，但是它在产品成本中所占的比重一般很小（除电化工业外）。电能在工业生产中的重要性，并不在于它在产品成本中或投资总额中所占的比重多少，而在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产成本，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。从另一方面来说，如果工厂的电能供应突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果。因此，做好工厂供电工作对于发展工业生产，实现工业现代化，具有十分重要的意义。由于能源节约是工厂供电工作的一个重要方面，而能源节约对于国家经济建设具有十分重要的战略意义，因此做好工厂供电工作，对于节约能源、支援国家经济建设，也具有重大的作用。工厂供电工作要很好地为工业生产服务，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并做好节能工作，就必须达到以下基本要求：1. 安全 在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。2. 可靠 应满足电能用户对供电可靠性的要求。3. 优质 应满足电能用户对电压和频率等质量的要求.4. 经济 供电系统的投资要少，运行费用要低，并尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗量。此外，在供电工作中，应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，既要照顾局部的当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应发展。目录1 设计目的1) 对全厂进行负荷计算以及变电所变压器台数、各变压器容量与类型选择。2) 确定出变电所主接线方案，并绘出变电所主接线图。3) 进行短路电流计算，并对一次设备进行选择与校验。4) 变电所高、低压线路的选择。5) 防雷保护装置和接地装置。6) 绘制出主接线图和厂区平面图。2 设计要求2.1设计说明书，需包括：1）前言2）目录3）负荷计算和无功功率补偿4） 变电所的位置和型式的选择5） 变电所主变压器台数和容量及主接线方案的选择6） 短路电流计算7） 变电所一次设备的选择与校验8） 变电所高、低压线路的选择9） 附录参考文献10） 设计总结与心得体会2.2设计图纸变电所主接线图纸一张3 设计参数3.1工厂总平面图图3-1 工厂总平面图3.2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4700h，日最大负荷持续时间为7h。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。低压动力设备均为三相，额定电压为380V。照明及家用电器均为单相，额定电压为220V。3.3负荷统计情况本厂的负荷统计资料如表3-1所示。表3-1 负荷统计表厂房编号用电单位负荷性质设备容量（kW）需要系数功率因数1铸造车间动力3550.30.70照明60.81.02锻压车间动力3550.30.65照明80.71.03金工车间动力4310.20.65照明100.81.04工具车间动力3460.30.60照明70.91.05电镀车间动力2360.50.80照明50.81.06热处理车间动力1230.60.80照明50.81.07装配车间动力1650.30.70照明60.81.08机修车间动力1300.20.65照明40.81.09锅炉房动力400.70.8照明10.81.010仓库动力200.40.8照明10.81.0生活区照明3990.70.9注：生活区的负荷除照明外，尚含家用电器。3.4供电电源情况按照工厂与当地供电部门签订的供用电协议规定，本厂可由附近一条10kV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2m；干线首端距离本厂约9km，该干线首端所装高压断路器的断流容量为500MVA，此断路器配备有定时限过电流保护和电流速断保护，其定时限过电流保护整定的动作时间为1.7s。为满足工厂二级负荷的要求，可采用高压或低压联络线由邻近的单位取得备用电源。已知与本厂高压侧有电气联系的架空线路总长度达80km，电缆线路总长度达25km。3.5气象资料本厂所在地区的年最高气温为38，年平均气温为23，年最低气温为-8，年最热月平均最高气温为33，年最热月平均气温为26，年最热月地下0.8m处平均温度为25。年主导风向为东北风，年雷暴日数为20。3.6电费制度工厂最大负荷时的功率因数不得低于0.95。4 实现过程4.1计算负荷工厂计算负荷数据如表4-1.表4-1 各车间计算负荷表厂房编号用电单位负荷性质有功功率（kW）无功功率（kvar）视在功率（kVA）1铸造车间动力106.5108.65152.14照明4.804.82锻压车间动力106.5124.51163.85照明5.65.63金工车间动力82.6100.78132.62照明8 84工具车间动力103.8138.4173照明6.3 6.35电镀车间动力11888.5147.5照明4 46热处理车间动力73.855.3592.25照明447装配车间动力49.550.570.71照明4.84.88机修车间动力2630.4040照明3.23.29锅炉房动力282135照明0.80.810仓库动力8610照明0.80.8生活区照明279.3135.27310.334.2无功补偿计算（1）根据参数表，,，由以上数据，可计算出补偿前的变压器的功率因数：（2）确定无功补偿容量要求工厂高压侧变电所的功率因数不低于0.9，而在变压器低压侧进行补偿时，考虑到变压器的无功功率损耗远大于其他有功功率损耗，可按低压侧补偿后的功率因数0.98来计算补偿容量，因此，需要装设的电容器容量为：查教材附录表3，选择BW0.4-12-1型电容器，则需，取实际，则实际补偿容量为。（3）补偿后的变压器容量和功率因数无功补偿后变电所低压侧的视在计算负荷为：因此，无功补偿后的变压器容量改选为1250kVA，查附录表1知：型变压器的技术数据为：，变压器的负荷率为，则变压器的功率损耗为变压器高压侧的计算负荷为：变电所高压侧的功率因数为：（4）无功补偿前后变压器容量的变化由此可见，无功补偿以后变压器容量减少了，不仅减少了投资，而且减少了电费支出，提高了功率因数。表4-2 无功补偿计算表全厂负荷有功功率无功功率视在计算负荷补偿前1027.9859.361369.7无功补偿-720补偿后1027.9139.361037.30补偿后功率因数（）0.9844.3变电所的位置选择变电所的选择的要求，应根据下列要求经技术、经济比较确定：1) 接近负荷中心；2) 进出线方便；3) 接近电源侧；4) 设备运输方便；5) 不应设在有剧烈振动或高温的场所；6) 不宜设在多尘或有腐蚀性气体的场所，当无法远离时，不应设在污染源盛行风向的下风侧；7) 不应设在厕所、浴室或其他经常积水场所的正下方，且不宜与上述场所相贴邻；8) 不应设在有爆炸危险环境的正上方或正下方，且不宜设在有火灾危险环境的正上方或正下方，当与有爆炸或火灾危险环境的建筑物毗连时，应符合现行国家标准爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范的规定9) 不应设在地势低洼和可能积水的场所。变电所类型有室内型和室外型。室内型运行维护方便，占地面积少。所以采用室内型变电所。4.4变电所主变压器选择及主接线方案选择4.4.1变电所主变压器台数和容量选择1)主变压器的选择原则为保证供电可靠性，一般应该装两台主变压器，若只有一条电源进线，或者变电所可由低压侧电网取得备用电源时，可装一台主变，若绝大部分负荷为三级负荷，其少量的二级负荷可由邻近电网取得备用电源时，可装一台主变压器。由于本设计的少量二级负荷可以从低压邻近电网取得备用电源，而且本工厂大部分为三级负荷，所以我们选择一台主变压器。2)变压器容量的选择原则装有一台变压器的变电所，主变压器的容量应该满足全部用电设备总计算负荷的需要：由无功补偿的计算得:,查表选择（Ydn0）电力变压器，其容量为1250kVA，4.4.2变电所主接线方案的选择总降压变电所主接线的设计原则：对于只装有一台主变压器的总降压变电所，总降压变电所为单电源进线和一台变压器时，通常采用一次侧无母线，二次侧单母线的总接线，这种接线经济简单、使用设备少、基建快、投资费用低。但当线路或者变压器发生故障时，需要全部停电，可靠性不高，只能用于三类负荷的企业。由于本厂二级负荷很少，而且有备用电源取得，大部分是三级负荷，为了节省投资，采用一次侧无母线，二次侧单母线的总接线方式。4.5短路计算根据题目要求，可得出接线图：图4-1 短路计算电路（1） 选取基准容量，基准电压，则基准电流为（2） 计算各元件的电抗标幺值电力系统：线路WL：变压器T1，T2：（3） 作出短路等效电路图图4-2 短路等效电路图（4） K1，K2，的总等效电抗标幺值及三相短路电流和容量短路电流计算汇总表如表4-3所示：表4-3 短路电流计算表短路计算点三相短路电流/kA短路容量/K11.804.582.7232.68K229.6954.6332.3620.584.6主要电气设备的选择1）主变压器10kV侧：计算电流，GG-1A（F）-04型高压开关柜，各设备有关参数见表4-4：表4-4 10kV侧电气设备安装地点电气条件设备规格型号项目数据项目SN10-10I/1000高压断路器GN8-10T/1000隔离开关LAJ-10电流互感器1010101068.7310001000300/529.6931.520.5850054.63807576.371674.841984.545009002）380V侧一次设备的选择校验具体选择情况见表4-5：表4-5 380V一次设备选择安装地点条件数据0.38151.9329.6954.63661.12一次设备型号规格低压断路器DW15-15000.381.540合格低压断路器DW-15-6300.380.6330合格低压刀开关HD13-1500/30.381.5合格电流互感器LM81-0.50.50.1/0.0050.16/0.005合格4.7高低压变电所线路选择10kV母线与10kV侧引出线先按照允许电压损失选择截面，然后再校验发热和机械强度。因此，导线截面积：因为，所以LGJ-150满足要求。按照发热条件校验：由前面计算可知，主变压器10KV侧计算电流为68.73kA，查教材附录表6和8可知，38时，LGJ-150型钢芯铝绞线的允许载流量为，因此满足发热条件。按照机械强度校验：按教材5-3表可知，10kV架空钢芯铝绞线的最小允许导线截面积居民区为25<150,非居民区为16<150,所以满足机械强度要求。4.8防雷和接地装置雷电引起的大气过电压会对电器设备和变电所的建筑物产生严重的危害，因此，在变电所必须采取有效的防雷措施，以保证电器设备的安全。下面分情况对防雷装置进行选择。（1）直击雷的防治根据变电所雷击目的物的分类，在变电所的中的建筑物应装设直击雷保护装置。在进线段的1km长度内进行直击雷保护。防直击雷的常用设备为避雷针。所选用的避雷器：接闪器采用直径的圆钢；引下线采用直径的圆钢；接地体采用三根2.5m长的的角钢打入地中再并联后与引下线可靠连接。（2） 雷电侵入波保护由于雷电侵入波比较常见，且危害性较强，对其保护非常重要。对变电所来说，雷电侵入波保护利用阀式避雷器以及与阀式避雷器相配合的进线保护段；为了其内部的变压器和电器设备得以保护，在配电装置内安放阀式避雷器。（3） 变电所公共接地装置的设计 接地电阻的要求： 本变电所的公共接地装置的接地电阻应满足以下条件： 因此公共接地装置接地电阻应满足 接地装置的设计 采用长2.5m、50mm的镀锌钢管数，初选16根，沿变电所三面均匀布置（变电所前面布置两排），管距5m，垂直打入地下，管顶离地面0.6m。管间用的镀锌扁钢焊接相连。变压器室有两条接地干线、高低压配电室各有一条接地线与室外公共接地装置焊接相连。接地干线均采用采用的镀锌扁钢。接地电阻的演算： 管间距离与管长之比为 ， 满足的要求。5 总结这次课程设计，主要部分是前面的计算各元件参数和做等值电路，以及选择短路点、计算短路电流，无功功率补偿，一次设备的选择与校验以及电线的选择与校验，这次的课程设计与现实生活中的电力系统息息相关，只有理论知识达到了要求才能在实际中运用，所以这次课程设计让我更加熟记理论知识，了解到理论知识的重要性。在逐步查阅资料的时候逐渐了解文档的整体撰写以及画主接线图。希望在以后的设计中，老师同学能够配合的更加融洽。让学生学到更多的知识，锻炼更大的能力。6 参考文献1.孙丽华·供配电工程·机械工业出版社·20142.姚春球.发电厂电气部分. 北京.中国电力出版社，2004 7 附录1电气主接线图2工厂布置平面图