课程设计报告某化纤厂降压变电所电气设计(共26页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上实训题目： 某化纤厂降压变电所电气设计 院 系： 信息工程与自动化学院 自动化系 专业班级： 测控101班 姓 名： 学 号： 指导教师： 第一部分 设计任务书一、设计题目某化纤厂降压变电所电气设计二、 设计摘要电力行业的发展直接关系到国家经济建设的兴衰成败，它为现代工业、农业、科学技术和国防提供必不可少的动力。以发电厂电气部分、高电压技术、继电保护等专业知识为理论依据，主要对该厂变电站高压部分进行毕业设计训练。设计步骤主要包括：符合统计、负荷计算、方案比较、供电方式确定、短路电流计算、电气设备选择与继电保护整定以及防雷接地等内容。三、设计要求根据本厂用电负荷，并适当

2、考虑生产的发展，按安全可靠，技术先进，经济合理的要求，确定工厂变电所的位置与型式，通过负荷计算，确定主变压器台数以容量，进行短路电流计算，选择变电所的主接线及高、低压电气设备，选择整定继电保护装置，最后按要求写出设计计算说明书，绘出设计图纸。四、设计资料设计工程项目情况如下（1） 工厂总平面图见图1图1 某化学纤维厂总平面图（2） 工厂负荷数据：本工厂多数车间为3班制，年最大负荷利用小时数6400小时，本厂负荷统计资料见表1，组合方案见表2 表1 某化学纤维厂负荷情况表序号车间设备名称安装容量（KW）Kd tanCos 计算负荷P(Kw)Q(Kvar)1纺练车间纺丝机2200.800.78筒搅

3、机560.750.75烘干机700.751.02脱水机180.600.80通风机2400.700.75淋洗机220.750.78变频机9500.800.70传送机300.800.70小计2原液车间照明11600.750.70小计3酸站照明3100.650.70小计4锅炉房照明2700.750.75小计5排毒车间照明1400.700.60小计6其他车间照明2400.700.75小计78910全厂计算负荷总计1112表2 组合方案序号纺练车间原液车间酸站锅炉房排毒车间其他附属车间1ABCDEF2ABDEFC3ABEFCD4ABFCDE5BACDEF6BADEFC7BAEFCD8BAFCDE（3）

4、供电电源情况：按与供电局协议，本厂可由东南方19公里处的城北变电所110/38.5/11kV，50MVA变压器供电，供电电压可任选。另外，与本厂相距5公里处的其他工厂可以引入10kV线路做备用电源，弹容量只能满足本厂负荷的30%重要负荷，平时不准投入，只在本厂主要电源故障或检修时投入。（4） 电源的短路容量（城北变电所）：35kV母线的出线断路器断流容量为1500MVA，10kV母线的出线断路器断流容量为350MVA。（5） 供电局要求的功率因数：当35kV供电时，要求工厂变电所高压侧Cos0.9；当10kV供电时，要求工厂变电所高压侧Cos0.95。（6） 电费制度：按两部制电费计算。变压器

5、安装容量每1kVA为15元/月，动力电费为0.3元/kWh，照明电费为0.55/（kWh）。（7） 气象资料：本厂地区最高温度为38，最热月平均最高气温29,最热月地下0.8m处平均温度为22，年主导风向为东风，年雷暴雨日数为20天。（8） 地质水文资料：本厂地区海拔60m，底层以砂黏土为主，地下水位为2m。四、设计任务书（一）设计任务书说明设计计算的内容，按下列标题及顺序，逐项计算并加以说明。一、各车间计算负荷和无功补偿二、各车间变电所的设计选择三、工厂总降压变电所及接入系统设计四、短路电流计算五、变电所高低压电气设备的选择六、继电保护的配置七、收获和体会八、参考文献（二）设计图纸1. 工厂

6、变电所设计计算用电气主接线简图2. 变电所供电平面布置图 第二部分 设计计算书一、各车间计算负荷和无功补偿（需要系数法）（一）纺练车间1. 单台机械负荷计算（1） 纺丝机已知：故： （2） 筒绞机已知：故： （3） 烘干机已知：故： （4） 脱水机已知：故： （5） 通风机已知：故： （6） 淋洗机已知：故： （7） 变频机已知：故： （8） 传送机已知：故： 纺练车间单台机械负荷计算统计见表3表3 纺练车间单台机械负荷计算统计表序号车间设备名称安装容量（KW）Kd tan计算负荷P(Kw)Q(Kvar)1纺丝机2200.800.78176137.282筒搅机560.750.754231.53

7、烘干机700.751.0252.553.554脱水机180.600.8010.88.645通风机2400.700.751681266淋洗机220.750.7816.512.877变频机9500.800.707605328传送机300.800.702416.8小计16061249.8918.642. 车间计算负荷统计（计及同时系数）取同时系数： （二）其余车间照明负荷计算1. 原液车间已知：故： 2. 酸站照明已知：故： 3. 锅炉房照明已知：故： 4. 排毒车间已知：故： 5. 其他车间已知：故： 各车间计算负荷统计见表4 表4 各车间计算统计列表序号车间设备名称安装容量（KW）(Kw)(Kv

8、ar)（kVA）1纺练车间16061124.82872.711423.672原液车间照明11608706091061.973酸站照明310201.5141.05245.964锅炉房照明270202.5151.875253.135排毒车间照明1409858.8114.296其他车间照明240168126210二、各车间变电所的设计选择（一）各车间变电所位置及全场供电平面草图根据地理位置及各车间计算负荷大小，决定设立3个车间变电所，各自供电范围如下：变压所I：纺练车间、锅炉房。变压所II：原液车间、办公及生活区。变压所III：排毒车间、其他车间、酸站。全厂供电平面图见图2图2 全厂供电平面图（二）

9、各车间变压器台数及容量选择1. 变压所I变压器台数及容量选择。（1） 变压所I的供电负荷统计。同时系数取： （2） 变压所I的无功补偿（提高功率因数到0.9以上）。无功补偿试取： 补偿以后： （3） 变压所I的变压器选择。为保证供电的可靠性，选用两台变压器（每台可供车间总负荷的70%）： 选择变压器型号为SL7系列，额定容量为1000kVA，两台。查表得出变压器的各项参数：空载损耗 负载损耗 阻抗电压 空载电流 （4） 计算每台变压器的功率损耗(n=1). 也可用简化公式： 2. 变压所II变压器台数及容量选择（1） 变压所II的供电负荷统计 （2） 变压所II的无功补偿（提高功率因数到0.9

10、以上）无功补偿试取： 补偿以后： （3）变压所II的变压器选择。为保证供电的可靠性，选用两台变压器（每台可供车间总负荷的70%）： 选择变压器型号为SL7系列，额定容量为630kVA（附带供电给办公及生活区）。查表得出变压器的各项参数：空载损耗 负载损耗 阻抗电压 空载电流 （4）计算每台变压器的功率损耗 也可用简化公式： 3. 变压所III变压器台数及容量选择（1）变压所III的供电负荷统计 同时系数取： （2）变压所III的无功补偿（提高功率因数到0.9以上）无功补偿试取： 补偿以后： （3）变压所III的变压器选择。为保证供电的可靠性，选用两台变压器（每台可供车间总负荷的70%）： 选择

11、变压器型号为SL7系列，额定容量为315kVA，两台。查表得出变压器的各项参数：空载损耗 负载损耗 阻抗电压 空载电流 （4）计算每台变压器的功率损耗 也可用简化公式： （三）厂内10kV线路截面选择1. 供电给变电所I的10kV线路 为保证供电的可靠性选用双回供电线路，每回供电线路计算负荷： 计及变压器的损耗： 先按经济电流密度选择导线经济截面：由于任务书中给出的年最大负荷利用小时数为6400h，查表可得：架空线的经济电流密度。所以可得经济截面： 可选导线型号为LJ-35，其允许载流量为相应参数为，。再按发热条件检验：已知 =29，温度修正系数为： 由上式可知，所选导线符合长期发热条件。由于

12、变电所I紧邻35/11kV主变压器，10kV线路很短，其功率损耗可忽略不计。线路首端功率： 2. 供电给变电所II的10kV线路为保证供电的可靠性选用双回供电线路，每回供电线路计算负荷： 计及变压器的损耗： 先选经济截面： 可选导线型号为LJ-25，其允许载流量为相应参数为，。再按长期发热条件检验： 由上式可知所选导线符合发热条件。根据地理位置图及比例尺，得到此线路长度为 10kV线路功率损耗： 线路首端功率： 3. 供电给变电所III的10kV线路为保证供电的可靠性选用双回供电线路，每回供电线路计算负荷： 计及变压器的功率损耗： 电流很小，按长期发热条件可选择导线为LJ-16，但根据最小导线

13、截面的规定，应选择导线为LJ-25，其允许载流量为。相应参数：，。线路长度为：线路功率损耗： 线路首端功率： 线路电压降计算（仅计算最长的厂内10kV线路电压降）： 合格（其余线路也合格）4.10kV联络线（与相邻其他工厂）的选择已知全厂总负荷：，。10kV联络线容量满足全厂总负荷30%： 因运用时间很少，可按长期发热条件选择和校验。选导线LJ-25，其允许载流量为： 相应参数： ，。已知线路长度：线路电压降计算： 合格三、工厂总降压变电所及接入系统设计1、工厂总降压变电所主变压器台数及容量的选择 总降变10kV侧无功补偿试取： 合格 为保证供电的可靠性，选用两台主变压器（每台可供总负荷的70

14、%）： 所以选择变压器型号为，两台。查表得：空载损耗负载损耗阻抗电阻空载电流2、35kV供电线路截面选择为保证供电的可靠性，选用两回35kV供电线路。 用简化公式求变压器损耗： 每回35kV供电线路的计算负荷： 按经济电流密度选择导线的截面： 可选LGJ-25，其允许载流量为：再按长期发热条件检验： 所选导线符合发热条件。但根据机械强度和安全性要求，35kV供电线路截面不应小于，因此，改选为LGJ-35. 相应参数： ，。3. 35kV线路功率损耗和电压降计算 （1）35kV线路功率损耗计算。已知 LGJ-35 参数：，。线路功率损耗： 线路首端功率： （2）35kV线路电压降计算： 合格四、

15、短路电流计算按无穷大系统供电计算短路电流。短路计算电路图见图3。为简单起见，标幺值符号*全去掉。图3 短路计算电路图1、工厂总降压变压器35kV母线短路电流（短路点） （1）确定标幺值基准： ， （2）计算各主要元件的电抗标幺值： 系统电抗（取断路器） 35kV线路电抗（LGJ-35） （3） 求三相短路电流和短路容量： 1）总电抗标幺值： 2）三相短路电流周期分量有效值： 3) 其他三相短路电流周期分量有效值： 、 4）三相短路容量： 2. 10kV母线短路电流（短路点） （1）确定标幺值基准： ， （2）计算短路电流中各元件的电抗标幺值： 1）系统电抗： 2）35kV线路电抗： 3）35/

16、11kV电力变压器电抗（） （3）求三相短路电流和短路容量： 1）总电抗标幺值： 2）三相短路电流周期分量有效值： 3）其他三相短路电流： 4）三相短路电流： 3. 0.4kV车间低压母线短路电流（短路点） （1）确定标幺值基准： ， （2）计算各元件的电抗标幺值： 1）系统电抗： 2）35kV 线路电抗： 3）35/11kV电力变压器电抗（） 4）10kV厂内架空线路电抗（给变电所I供电）： 因这段10kV架空线路很短，电抗可不计。 5）10/0.4kV电力变压器（1000kVA变压器）： （3） 计算三相短路电流和短路容量： 1）总电抗标幺值： 2）三相短路电流周期分量有效值： 3）其他三

17、相短路电流： 4）三相短路容量： 三相短路电流和短路容量计算结果列表汇总如表5所示。 表5 三相短路电流计算列表短路点计算三相短路电流（kA）三相短路容量 (MVA)35kV点4.254.254.2510.86.427210kV点2.32.32.35.83.541.70.4kV点3131315733.821.5五、变电所高低压电气设备的选择根据上述短路电流的计算结果，按正常工作条件选择和按短路情况检验，总降压变电所主要高低压电器设备确定如下。 1.高压35kV侧设备 35kV侧设备的选择如表6所示。 2.中压10kV侧设备 10kV侧设备的选择如表7所示。表6 35kV侧设备的选择计算数据高压

18、断路器SW2-35/600隔离开关GW2-35G电压互感器JDJJ2-35电流互感器LB-35避雷器FZ-35备注U=35kV35kV35kV35kV35kV35kVI=22.72A600A600A2X20/56.6kA400MVA17kA42kA3.3X202表7 10kV侧设备的选择计算数据高压断路器SN10-101隔离开关GN6-10T/200电流互感器 LA-10备注U=10kV10kV10kV10kV采用GG-21高低开关柜I=39.40A630A200A40/516kA300MVA40kA25.5kA160X402 3.高压0.4kV侧设备 0.4kV侧设备的选择如表8所示。计算数

19、据低压断路器DZ20Y-1250隔离开关HD11-1000电流互感器 LM-0.5备注U=0.4kV0.4kV0.4kV0.4kV采用BFC-0.5G-08低压开关柜I=839A1250A1250A1000/550kA六、继电保护装置总降压变压器所需配置以下继电保护装置：主变压器保护，35kV进线保护，10kV线路保护；此外还需配置以下装置：备用电源自动投入装置和绝缘检查装置。（一）主变压器保护根据规程规定1600kVA变压器应设下列保护：1. 瓦斯保护防御变压器内部短路和油面降低，轻瓦斯动作于信号，重瓦斯动作于跳闸。2. 电流速断保护防御变压器线圈和引出线的多相短路，动作于跳闸。3. 过电流

20、保护防御外部相间短路并作为瓦斯保护及电流速断保护的后备保护，动作于跳闸。4. 过负荷保护防御变压器本身的对称过负荷及外部短路引起的过载。（二）35kV进线线路保护1. 电流速断保护在电流速断的保护区内，速断保护为主保护，动作于跳闸。但电流速断保护存在着一定的“死区”，约占线全长的20%。2. 过电流保护由于电流速断保护存在着约占全长20%的“死区”，因此由过电流保护作为其后备保护，同时，防御速断保护区外部的相间短路，保护动作于跳闸。3. 过负载保护（三）10kV线路保护1. 过电流保护防止电路中短路电流过大，保护动作于跳闸。2. 过负载保护防止配电变压器的对称过载及各种电器设备的超负荷运行。七

21、、 心得体会在老师的耐心指导下，我们顺利完成了本次课程设计，通过这次设计让我讲所学到的理论知识应用于实践中，是巩固和深化课程所学知识并使之与实践相结合的重要环节，更是培养动手能力和训练我们严谨认真的科学态度的基本工作素质。通过本次设计，我学到了很多知识，巩固了我们所学的专业知识，了解并掌握了供配电的一般计算方法，具备了初步的独立设计能力，更好的将理论与实际相结合，为我们今后的发展打下了良好的基础。这次工厂供电课程设计总算圆满完成了。通过对其中总降压变电所的电气部分设计包括负荷计算、电气主结线选择、短路电路、电气设备选择、继电保护及防雷装置设计以及厂区高压配电系统设计等的深入研究，进一步巩固了自己的工厂供电的基础知识，并学会了如何将这些课本知识运用到实际。在此过程中遇到了许多的难题及很多的疑惑，但最后都通过各种手段得以解决，特别是在查阅相关资料这一方面。达到了由学生将向工程技术人员的过渡，为进一步成为技术人员奠定基础。课程设计的圆满结束得益于悉心指导的杨老师，在此，衷心向老师说声谢谢，感谢老师的耐心指导和帮助。专心-专注-专业