2022年供电课程设计方案secret.docx

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1、精品学习资源目录1. 原始数据设计任务设计依据车间负荷性质2. 负荷运算机加工车间一的负荷运算车间总体负荷的运算无功补偿的运算和变压器挑选3. 供电系统挑选4. 短路电流运算5. 高、低压一次设备挑选6. 高压侧继电爱护挑选及整定7. 防雷设计8. 终止语及参考文献9. 附录1 / 25欢迎下载精品学习资源绪论变电所担负着从电力系统受电，经过变压然后配电的任务；车间变电所主要用于负荷大而集中、设备布置比较稳固的大型生厂房内；车间变电所一般位于车间的负荷中心，可以降低电能损耗和有色金属的消耗量，并能削减输电线路上的电压损耗可以保证供电的质量；因此，对这种车间变电所的设计技术经济指标要求比较高；车

2、间变电所是工厂供电系统的枢纽，在工厂里占有特别重要的位置，因而设计一个合理的变电所对于整个工厂供电的牢靠、经济运行至关重要；本设计是从工程的角度动身，依据变电所设计的基本要求，综合地考虑各个方面的要 素，对供电系统进行了合理的布局，在满意各项技术要求的前提下，兼顾运行便利、爱护简洁，尽可能地节约投资；1. 原始数据1.1 机加工厂一车间生产任务本车间承担机修厂机械修理的配件生产；1.2 设计依据机加工一车间用电设备明细表，见表1-1；车间变电所配电范畴；a. 一车间要求三路供电：1 13， 32 34为一路， 14 31为一路，照明为一路 同二车间）；b. 车间变电所除为机加工一车间供电外，仍

3、要为机加工二车，铸造，铆焊，电修等车间供电；c. 其他个车间对参数和要求见表1-2；表1 1 机加工一车间用电设备明细表设备代号设备名称及型号台数单台容量千瓦）总容量千瓦）备注1马鞍车床 C630M110.12510.1252万能工具磨床 M5M12.0752.0753一般车床 C620 117.6257.6254一般车床 C620 117.6257.6255一般车床 C620 117.6257.6256一般车床 C620 314.6254.6257一般车床 C620 114.6254.6258一般车床 C620 114.6254.6259一般车床 C620 114.6254.6252 / 2

4、5欢迎下载精品学习资源10一般车床C620 114.6254.62511一般车床C620 114.6254.62512一般车床C620 114.6254.62513旋转套丝机 S 813913.1253.12514一般车床 C620110.12510.12515螺旋纹车床 Q11917.6257.62516摇臂钻床 Z3518.58.517圆柱立式钻床 Z504013.1253.12518圆柱立式钻床 Z504013.1253.125195T单梁吊车110.210.220立式砂轮 S38l35011.751.7521牛头刨床 B66513322牛头刨床 B66513323万能升降台铣床 X63

5、WT1131324万能升降台铣床 X 52K19.1259.12525滚齿机 Y 3614.14.126插床B503214427弓锯机 G7211.71.728立式钻床 Z51210.60.629井式回火电阻炉1242430箱式电阻炉1454531一般车床 CW6 1，100131.931.932单柱立式车床 C512 1A135.735.733卧式镗床 J681101034单臂刨床 B10101707035小结34表12 机加工二，铸造，铆焊，电修等车间运算负荷表容量运算负荷备注欢迎下载精品学习资源序号车间名称Q30千乏S30千瓦 欢迎下载精品学习资源1机加工二车间N01 供电回路15546

6、.554.4N02 供电回路1203642.12N03 车间照明102铸造车间N01 供电回路1606465.3N02 供电回路1405657.123 / 25欢迎下载精品学习资源N03 供电回路1807273.44N04 车间照明83铆焊车间N01 供电回路1504583.1N02 供电回路17051100.98N03 车间照明74电修车间N01 供电回路1504577.85N02 供电回路146.243.85N03 车间照明105小结1.3 本车间负荷性质车间为三班工作制年最大负荷利用小时为5500小时；属于三级负荷；供电电源条件电源从 35/10千伏厂总降压变电所采纳架空线路受电，线路长

7、度为300M ；供电系统短路数据见下图所示；厂总降压变电所配出线路定时限过电流爱护装置的整定时间为2秒；要求车间变电所功率因数应在0.9以上；当地最热月的平均温度为25；2. 负荷运算以及变压器、补偿装置的挑选在进行负荷运算时选用需用系数法，详细运算公式如下：i=1,2,3n2.1 机加工车间一的负荷运算依据机加工车间一的负荷性质，将一车间分为三路：113，3234为一路， 1431为一路，照明电路为一路；通过分析机加工车间一的第一路属于小批生产的金属冷加工，查表2-1得它的需用系数为： Kd=0.120.16Cos=0.5tan=1.73欢迎下载精品学习资源Pca1=Kd Pn=0.16*P

8、n=29.804KW）Qca1=Pca1*tan=61.561=/=85.963 A通过分析机加工车间一的其次路属于小批热加工，查表2-1得： Kd=0.20.25Cos =0.6tan =1.51Pca2=Kd Pn=0.25*Pn=45.969KW ）Qca1=Pca1*tan =69.413Kvar ）其中 Pn=183.875=/=120.172 A第三路=10=10/*0.4 ） =14.434A ）通过以上的运算得到以下的负荷的汇总：序号车间名称容量运算负荷备注Pn=10.125+2.075+7.65*3+4.625*7+3.125+3.57+10+70=186.275KW ）千乏

9、千瓦 1机加工一车间N01 供电回路85.96329.80451.561N02 供电回路83.25545.96969.413N03 车间照明102机加工二车间N01 供电回路15546.554.4N02 供电回路1203642.12N03 车间照明103铸造车间N01 供电回路1606465.3欢迎下载精品学习资源N02 供电回路1405657.12N03 供电回路1807273.44N04 车间照明84铆焊车间N01 供电回路1504583.1N02 供电回路17051100.98N03 车间照明75电修车间N01 供电回路1504577.85N02 供电回路146.243.85N03 车间

10、照明106小结2.2 车间总体负荷的运算车间名称有功功率Pn无功功率Qn视在功率Sca负荷电流 In一车间134.80875.227154.377222.831二车间7477.216106.950154.374铸造车间180176.274251.938363.652铆焊车间92.7179.982202.452292.223电修车间88.96570.065113.243163.457依据附表 2-2查得车间的同时系数 Ksi=0.9 ，就Pca=*Ksi=578.764*0.9=520.888 KVASca=731.389 KVarCOS=Pca/Qca=0.702tan=1.0142.3 无功

11、补偿的运算和变压器的挑选（ 1） 变压器的预选欢迎下载精品学习资源变压器低压侧： Pca=513.426 KW Qca=520.888 KV ASca=731.389KVar依据简明电工手册P33页预选 SZ9 型10KV 有载调压变压器，相关参数全部列举如下：额定容量： 800KV A 高压： 10KV高压分接范畴 ）： 4*2.5低压： 4KV连接组标号： Yyn0空载损耗： 1.36KW负载损耗： 9.4KW空载电流 ）： 1.2阻抗电压）： 4.5重量：器身 2050Kg油重 -805Kg总重： 3245Kg形状尺寸 mm）长 * 高* 宽： 2445*800*2420（ 2） 无功补

12、偿运算 Pt= P0+ PkSca/Sn）=1.36+9.4*731.389/800）=9.2KW Qt=0+QkSca/Sn）=I0/100）*Sn+=*800+*800*）=39.66 KW高压侧： P高=Pca+ Pt=513.426+9.21=522.636 KWQ高=Qca+ Qt=520.888+39.66=560.548 KVA实际需要变压器容量：St=766.4 KVA此时功率因数： COS =P 高/St=522.636/766.4=0.682 =47.005取补偿后要求达到的功率因数为COS =0.92 =23.074补偿无功： Qc=P高tan47.005-tan23.0

13、74） =337.914KVar依据以上运算挑选电力电容器：简明电工手册P579 页 BWM04-25-1选15 台，每三台一组，共分5 组 Qc=25*15=375KVar（ 3） 考虑无功补偿后应选的变压器无功补偿后应选的变压器容量为：S=533.750考虑无功补偿后最终确定变压器：依据简明电工手册应选sz9型， 额定容量为： 630kvA 详细参数见 P33页）=1.12+7. 7 =6.647kw欢迎下载精品学习资源 QT=SN+ SN=630 =27.41kvar+630考虑损耗后实际需要变压器容量：S实548.186630kvAcos= 0.9493. 供电系统的挑选从原始资料我们

14、知道车间为三级负荷，供电的牢靠性要求并不是很高，且通过负荷运算我们知道车间的总消耗功率并不是很高，初步估量了后打算使用一台变压器来为车间供电，同时为了节约变电所建造的成本和简化总体的布线，所以在设计中我们第一考虑了线路 变压器组结线方式；线路 变压器组结线方式的优点是结线简洁，使用设备少，基建投资省；缺点是供电牢靠性低， 当主结线中任一设备 包括供电线路）发生故障或检修时，全部负荷都将停电；但对于本设计来说线路 变压器组结线方式已经可以达到设计的要求；线路 变压器组结线方式也按元件的不同组合分为：a进线为隔离开关；b进线为跌落式保险； c进线为断路器；由于设计为车间为变电所，所以采纳c方式；8

15、 / 25欢迎下载精品学习资源a）b ）=0.01234 .4.4 依据电抗值运算短路电流K1 点短路 k 9.61ish 2.55Ik1=2.55*9.61=24.51KA Ish1=1.52IK1=1.52*9.61=14.61KAIca1=30.139AK2 点短路时Ik2=18.715 KAish2=1.84Ik2=1.84*18.715=34.43565 KA Ish2=1.09Ik2=1.09*18.715=20.3994 KAIca2=770.42 A5. 高、低压一次设备挑选为了保证供电系统安全、牢靠、优质、经济地运行，对导线和电缆截面进行挑选时必需满意以下条件 :11 / 2

16、5欢迎下载精品学习资源1 发热条件导线和电缆 包括母线 在通过正常最大负荷电流即线路运算电流时产生的发热温度，不应超过其正常运行时的最高答应温度；2 电压损耗条件导线和电缆在通过正常最大负荷电流即线路运算电流时产生的电压损耗，不应超过其正常运行时答应的电压损耗；对于工厂内较短的高压线路，可不进行电压损耗校验；3 经济电流密度35KV 及以上的高压线路及电压在35KV 以下但距离长电流大的线路，其导线和电缆截面宜按经济电流密度挑选，以使线路的年费用支出最小；所选截面，称为“经济截面 ”；此种挑选原就，称为 “年费用支出最小 ”原就；工厂内的 10KV 及以下线路，通常不按此原就挑选；4 机械强度

17、导线包括裸线和绝缘导线）截面不应小于其最小答应截面；对于电缆，不必校验其机械强度，但需校验其短路热稳固度；母线也应校验短路时的稳固度；对于绝缘导线和电缆，仍应满意工作电压的要求；依据设计体会，一般对高压线路，常按经济电流密度挑选，用其他三种方法校验；对10KV 及以下高压线路及低压动力线路，通常先按发热条件来挑选截面，再由电压损耗和机械强度校验；对低压架空线路，常按长时答应电流挑选，其余校验；对低压照明线路，因其对电压水平要求较高，因此通常先按答应电压损耗进行挑选，再发热条件和机械强度进行校验；对长距离大电流及 35KV 以上的高压线路，就可先按经济电流密度确定经济截面，再校验其它条件；高低压

18、一次设备选 :就：依据以上负荷运算和短路电流运算挑选高低压一次设备；5.1 选母线：导体尺寸： 638单条，平放： 995见发电厂电气部分P343；附表 112 / 25欢迎下载精品学习资源矩形铝导线长期答应载流量和肌肤效应系数Kf导线单条双条三条尺寸平放竖放Kf平放竖放Kf平放竖放Kf25 429230850 56376718849301.0363 899510821.03151116441.1190820751.2112912271.04180019541.14217022901.26124913581.04185820211.27235525601.14141115351.0521852

19、3751.3280630501.6154716821.05225924551.3277830201.51920QF：20871.08267029001.4320634851.663 1080 880 10100 8125 85.2 . 选低压侧选 Dk21000 型，见低压电器 P440 表 2.41.1DK2系列低压真空智能型断路器主要技术特点欢迎下载精品学习资源额定工作型号电压 Kv）额定工作电流A）额定极限分断才能 VA）额定短路运行 分断才能 KA）1s 短时耐受电KA欢迎下载精品学习资源SW2-3535150024.8150063.424.8SN10-1010100029500742

20、95.4 高压侧隔离开关：选 GN610/600 52，见发电厂电气部分P346附表 7隔离开关技术数据13 / 25欢迎下载精品学习资源热稳固电流额定电压额定电流极限通过KA）型号KV）KA）电流峰值的供电回路中，配电所出线柜内电流互感器变比仅为50/5级次组合精确级次二 次负 荷 准 确欢迎下载精品学习资源级次 0.5.LFZJ1-320200/50.50.50.8电压互感器挑选 : 型号:JDJ-10详细参数如下 :型号额定电压 Kv一次绕组1 额定容最大容量 VA一次绕组二次绕组量VA0.5JDJ-10100.1806406. 高压侧继电爱护挑选及整定变压器的继电爱护按GB50062

21、92电力装置的继电爱护和自动装置设计规范规定：对电力变压器的以下故障及反常运行方式，应装设相应的爱护装置：1）绕组及其引出线的相间短路和在中性点直接接地侧的单相接地短路；2）绕组的匝间短路；3）外部相间短路引过的过电流；4）中性点直接接地电力网中外部接地短路引起的过电流及中性点过电压；5）过负荷；6）油面降低；7）变压器温度上升或油箱压力上升或冷却系统故障；对于高压侧为 6 10KV 的车间变电所主变压器来说，通常装设有带时限的过电流爱护；如过电流爱护动作时间大于0.5 0.7s时，仍应装设电流速断爱护；容量在800KV .A 及以上的油浸式变压器和 400KV .A 及以上的车间内油浸式变压

22、器，按规定应装设瓦斯爱护又称气体继电爱护）；容量在400KV .A 及以上的变压器，当数台并列运行或单台运行并作为其它负荷的备用电源时，应依据可能过负荷的情形装设过负荷爱护；过负荷爱护及瓦斯爱护在稍微故障时 通称 “轻瓦斯 ”），动作于信号，而其它爱护包括瓦斯爱护在严峻故障时通称“重瓦斯 ”），一般均动作于跳闸；对于高压侧为 35KV 及以上的工厂总降压变电所主变压器来说，也应装设过电流爱护、电流速断爱护和瓦斯爱护；在有可能过负荷时，也需装设过负荷爱护；但是假如单台运行的变压器容量在 10000KV .A 及以上和并列运行的变压器每台容量在6300KV .A 及以上时，就欢迎下载精品学习资源要

23、求装设纵联差动爱护来取代电流速断爱护；在本设计中，依据要求需装设过电流爱护、电流速断爱护、和瓦斯爱护；对于由外部相间短路引起的过电流，爱护应装于以下各侧：1） 、对于双线圈变压器，装于主电源侧2） 、对三线圈变压器，一般装于主电源的爱护应带两段时限，以较小的时限断开未装爱护的断路器；当以上方式满意灵敏性要求时，就答应在各侧装设爱护；各侧爱护应依据挑选性的要求装设方向元件；3） 、对于供电给分开运行的母线段的降压变压器，除在电源侧装设爱护外，仍应在每个供电支路上装设爱护；4） 、除主电源侧外，其他各侧爱护只要求作为相邻元件的后备爱护，而不要求作为变压器内部故障的后备爱护； 5）、爱护装置对各侧母

24、线的各类短路应具有足够的灵敏性；相邻线路由变压器作远后备时，一般要求对线路不对称短路具有足够的灵敏性；相邻线路大量瓦斯时，一般动作于断开的各侧断路器；如变压器高采纳远后备时，不作详细规定；6）、对某些稀有的故障类型例如 110KV 及其以上电力网的三相短路）答应爱护装置无挑选性动作；差动爱护变压器差动爱护动作电流应满意以下三个条件应躲过变压器差动爱护区外显现的最大短路不平稳电流应躲过变压器的励磁涌流在电流互感器二次回路端线且变压器处于最大符合时，差动爱护不应动作1速断整定： Idz=Kk Imax=1.3 16.4844=21.429Ks= 16.4844/21.429=0.671.5不能满意

25、灵敏度要求，可使用低压闭锁爱护；2过电流爱护的整定：Idz=2.18KA由于车间变电所是三级负荷，变压器容量为500MV A在选用爱护时选电流限时电流速断爱护，而不采纳差动爱护；欢迎下载精品学习资源近后备爱护的灵敏系数Km=6.5482动作时限： t=0.5s变压器的瓦斯爱护瓦斯爱护，又称气体继电爱护，是爱护油浸式电力变压器内部故障的一种基本的爱护装置；按 GB50062 92规定， 800KV.A 及以上的一般油浸式变压器和400KV.A 及以上的车间内油浸式变压器， 均应装设瓦斯爱护；瓦斯爱护的主要元件是气体继电器；它装设在变压器的油箱与油枕之间的联通管上；为了使油箱内产生的气体能够顺畅地

26、通过气体继电器排往油枕，变压器安装应取1% 1.5%的倾斜度；而变压器在制造时，联通管对油箱顶盖也有2%4%的倾斜度；当变压器油箱内部发生稍微故障时，由故障产生的少量气体渐渐升起，进入气体继电器的容器，并由上而下地排除其中的油，使油面下降，上油杯因其中盛有残余的油而使其力矩大于另一端平稳锤的力矩而降落；这时上触点接通而接通信号回路，发出音响和灯光信号，这称之为 “轻瓦斯动作 ”；当变压器油箱内部发生严峻故障时，由故障产生的气体许多，带动油流迅猛地由变压器油箱通过联通管进入油枕；这大量的油气混合体在经过气体继电器时，冲击挡板，使下油杯下降；这时下触点接通跳闸回路通过中间继电器），同时发出音响和灯

27、光信号通过信号继电器），这称之为“重瓦斯动作 ”；假如变压器油箱漏油，使得气体继电器内的油也渐渐流尽；先是继电器的上油杯下降，发出报警信号，接着继电器内的下油杯下降，使断路器跳闸，同时发出跳闸信号；7. 防雷设计防雷措施1. 架空线路的防雷措施1）架设避雷线这是防雷的有效措施，但造价高，因此只在66KV 及以上的架空线路上才沿全线装设；35KV 的架空线路上，一般只在进出变配电所的一段线路上装设；而10KV 及以下的线路上一般不装设避雷线；2）提高线路本身的绝缘水平在架空线路上，可采纳木横担、瓷横担或高一级的绝缘子，以提高线路的防雷水平，这是1欢迎下载精品学习资源0KV 及以下架空线路防雷的基

28、本措施；3 ）利用三角形排列的顶线兼作防雷爱护线由于 3 10KV 的线路是中性点不接地系统，因此可在三角形排列的顶线绝缘子装以爱护间隙；在显现雷电过电压时，顶线绝缘子上的爱护间隙被击穿，通过其接地引下线对地泄放雷电流，从而爱护了下面两根导线，也不会引起线路断路器跳闸；4）装设自动重合闸装置线路上因雷击放电而产生的短路是由电弧引起的；在断路器跳闸后，电弧即自行熄灭；如 果采纳一次 ARD ，使断路器经 0.5s或稍长一点时间后自动重合闸，电弧通常不会复燃，从而能复原供电，这对一般用户不会有什么影响；变配电所的防雷措施1）装设避雷针室外配电装置应装设避雷针来防护直接雷击；假如变配电所处在邻近高建

29、构）筑物上防雷设施爱护范畴之内或变配电所本身为室内型时，不必再考虑直击雷的爱护；2）高压侧装设避雷器这主要用来爱护主变压器，以免雷电冲击波沿高压线路侵入变电所，损坏了变电所的这一最关键的设备；为此要求避雷器应尽量靠近主变压器安装；避雷器的接地端应与变压器低压侧中性点及金属外壳等连接在一起；在每路进线终端和每段母线上，均装有阀式避雷器；假如进线是具有一段引入电缆的架空线路，就在架空线路终端的电缆头处装设阀式避雷器或排气式避雷器，其接地端与电缆头外壳相联后接地；3）低压侧装设避雷器这主要用在多雷区用来防止雷电波沿低压线路侵入而击穿电力变压器的绝缘；当变压器低压侧中性点不接地时 如IT 系统），其中

30、性点可装设阀式避雷器或金属氧化物避雷器或爱护间隙；在本设计中，配电所屋顶及边缘敷设避雷带，其直径为8mm的镀锌圆钢，主筋直径应大于或等于 10mm的镀锌圆钢；接地欢迎下载精品学习资源1. 接地与接地装置电气设备的某部分与大地之间做良好的电气连接，称为接地；埋入地中并直接与大地接触的金属导体，称为接地体，或称接地极；特地为接地而人为装设的接地体，称为人工接地体；兼作接地体用的直接与大地接触的各种金属构件、金属管道及建筑物的钢筋混凝土基础等，称为自然接地体；连接接地体与设备、装置接地部分的金属导体，称为接地线；接地线在设备、装置正常运行情形下是不载流的，但在故障情形下要通过接地故障电流；接地线与接

31、地体合称为接地装置；由如干接地体在大地中相互用接地线连接起来的一个整体，称为接地网；其中接地线又分为接地干线和接地支线；接地干线一般应采纳不少于两根导体在不同地点与接地网连接；2. 确定此配电所公共接地装置的垂直接地钢管和连接扁钢A/350 = 34.3A故 RE 350V/34.3A = 10.2综上可知，此配电所总的接地电阻应为RE102）接地装置初步方案现初步考虑环绕变电所建筑四周，距变电所2 3m，打入一圈直径 50mm、长 2.5m的钢管接地体，每隔 5m打入一根，管间用 404mm2的扁钢焊接； 100 .m/2.5m = 40 /RE=40/4=10；但考虑到管间的屏蔽效应，初选

32、15根直径 50mm、长 2.5m 的钢管作接地体；以 n=15和 a/l = 2再查有关资料可得 E 0；.66因此可得n = RE1/ ERE = 40 /0.66 4 15考虑到接地体的匀称对称布置，选16mm根直径 50mm、长 2.5m的钢管作欢迎下载精品学习资源地体，用 404mm2的扁钢连接，环形布置；挑选双针等高避雷对于由于雷电导致的过电压，一般分为感应过电压和传导过电压；对于车间变电所感应过电压是不太可能的，所以传导过电压就成了主要的防雷对象；对于防护由于传导过电压导致的雷电入侵波对设备产生的危害一般采纳避雷器；避雷器是专设的放电电压低于全部被爱护设备正常耐压值的爱护设备；由

33、于它具有良好的接地，故雷电波到来时，避雷器第一被激穿并对地放电，从而使其他电气设备受到爱护；当过电压消逝后，避雷器又能自动复原到起始状态；依据放电后在复原原态过程中熄弧方式的不同，避雷器分为管型避雷器和阀型避雷器两类；管型避雷器采纳的是自吹弧原理，其熄弧才能又切断电流大小打算；管型避雷器的突出优点是残压小，简洁经济，但动作时有气体吹出，放电伏秒特性较陡，因此只用于室外线路；阀型避雷器由火花间隙和非线性电阻两种基本元件串联组成，全部组成均密封在瓷套内，套管上端有引进线，通过它和网络导线连接，下端引出线为接地线；变配电所一般采纳阀型避雷器；通过上面的分析我们知道对于这个设计来说，它属于变配电所，所以应挑选阀型避雷器做为高压侧的防雷器件；8. 终止语及参考文献8.1 终止语这次供电技术课程设计终止了，总的来说我们学到了不少的东西，知道了理论联系的重要性，懂得了设计过程只的详细细节和步骤；我信任这过程对我