2022年河南工院防爆厂供电系统设计方案 .docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 河南工业职业技术学院HenanPolytechnic Institute 现 代 供 配 电 技 术 题目：防爆厂机械加工一车间变电所设计课 程 设 计姓名：班级：学号：指导老师：0 / 17 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 目录前言 2 前言 2 1、现代供配电技术课程设计任务书 1.1设计任务书 3 1.2、设计依据： 4 1.3 本车间负荷性质5 5 5 2、负荷运算以及变压器、补偿装置的挑选2.1机加工车间一的负荷运算5 2.2 车间总体负荷的运算5 2.

2、3无功补偿的运算和变压器的挑选3、供电系统短路图7 4、各短路运算 8 4.1各短路点的平均电压 8 4.2各元件电抗运算 8 4.3各短路点总阻抗 8 5、变电所位置与型式的挑选 10 5.1变配电所的任务 10 5.2、变配电所的类型 10 6、高、低压一次设备挑选 106.1选母线： 10 6.2选低压侧 QF： 10 6.3高压侧选 QF： 11 6.4高压侧隔离开关：11 6.5电流互感器： 11 7.高压侧继电爱护挑选及整定 13 7.1差动爱护 13 7.2变压器的瓦斯爱护 13 8、确定供电系统 14 9、心得体会 15 主要参考文献 16 前 言为使工厂供电工作很好地为工业生

3、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,本设计在大量收集资料,并对原始资料进行分析后,做出1 / 17 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 35kV 变电 所及变电系统电气部分的挑选和设计,使其达到以下基本要求： 1、安全 在电能的供应、安排和使用中,不发生人身事故和设备事故； 2、牢靠 满意电能用户对供电牢靠性的要求；3、优质 满意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少,运行费用低,并尽可能地节约电能和削减有色金属的消耗量；此外,在供电工作中,又合理地处理局部和全局、当前和长远

4、等关系,既照料局部 的当前的利益,又要有全局观点,顾全大局,适应进展；依据国家标准GB50052-95 供配电系统设计规范、GB50059-92 35110kV 变电所设计规范、GB50054-95 低压配电设计规范等的规定,工厂供电设计遵循以 下原就： 1、遵守规程、执行政策；遵守国家的有关规定及标准,执行国家的有关方针政策,包括节约能源,节约有色金属 等技术经济政策；2、安全牢靠、先进合理；做到保证人身和设备的安全,供电牢靠,电能质量合格,技术先进和经济合理,采纳效 率高、能耗低和性能先进电气产品； 3、近期为主、考虑进展；依据工作特点、规模和进展规划,正确处理近期建设与远期进展的关系,适

5、当考虑扩建的可能性； 4、全局动身、统筹兼顾；做到远近结合,按负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件等,合理确定设计方案；工厂供电设 计是整个工厂设计中的重要组成部分；工厂供电设计的质量直接影响到工厂的生产及发 展；2 / 17 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1、现代供配电技术课程设计任务书设1.1 设计任务书计 题防爆厂机械加工一车间变电所设计目设 计 要 求要求依据本厂所能取得的电源及本厂用电负荷的实际情形,并适当考 虑到工厂生产的进展,依据安全牢靠、技术先进、经济合理要求,确 定变电所的位置与型式,确

6、定变电所主变压器台数与容量、类型,选 择变电所主结线方案及高低压设备和进出线,确定二次回路方案,选 择整定继电爱护装置,最终定出设计说明书；1车间生产任务：本车间承担机修厂机械修理的配件生产；2车间设备明细表如表 1所示；3车间变电所的供电范畴 本车间变电所设在机加工一车间的东南角,除为机加工一车间供电外,尚需为机加工二车间和铸造、铆焊、电修等车间供电；设计依4车间负荷性质车间为三班工作制,年最大有功负荷利用小时数为3500h,属于三级负荷； 5供电电源条件1本车间变电所从本厂 3510kV总降压变电所用架空线路引进10kV电源,如下图所示；架空线路长 300m；据 2工厂总降压变电所 10k

7、V母线上的短路容量按 200MVA计；top3工厂总降压变电所 10kV配电出线定时限过流爱护装置的整定时间=17s；4要求车间变电所最大负荷时功率因数不得低于 09；5要求在车间变电所 10kV侧计量；3 / 17 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1.2、设计依据：表1 机加工一车间设备明细表设备代设备名称型号台单台容量 kW）总容量 kW）号数1 车床 C630M 1 10125 10125 2 万能工具磨床M5M 1 2075 2075 3 一般车床 C620-1 1 7625 7625 4 一般车床 C6

8、20-1 1 7625 7625 5 一般车床 C620-1 1 7625 7625 6 一般车床 C620-3 1 5625 5625 7 一般车床 C620 1 4625 4625 8 一般车床 C620 1 4625 4625 9 一般车床 C620 1 4625 4625 10 一般车床 C620 1 4625 4625 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3500小时；属于三级负荷；供电电源条件：4 / 17 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 电源从 35/10千伏厂总降压变电所采纳

9、架空线路受电,线路长度为 供电系统短路数据见下图所示；300M；7s；工厂总降压变电所 10kV配电出线定时限过流爱护装置的整定时间top=1要求车间变电所最大负荷时功率因数不得低于09；2、负荷运算以及变压器、补偿装置的挑选2.1 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=0.3 Cos =0.65 tan =1.17Pca1=Kd Pn=0.16*Pn=55.883KW）Qca1=Pca1*tan =65.3 83Kvar）其中： Pn=10.125+2.075+7.625

10、*3+5.625+4.625*4=123.505 =130.67 A 2.2 车间总体负荷的运算 由车间的同时系数 Ksi=0.9,就 Pca=*Ksi=578.764*0.9=520.888 KV ASca=731.389 KVar COS =Pca/Qca=0.702 tan =1.0142.3 无功补偿的运算和变压器的挑选 变压器的预选 变压器低压侧： Pca=513.426 KW Qca=520.888 KVA Sca=731.389KVar 相关参数全部列举如下：额定容量：800KVA 高压： 10KV 连接组标号： Yyn0 空载电流 ）： 1.2 高压分接范畴 ）： 4*2.5

11、低压： 4KV 空载损耗： 1.36KW 负载损耗： 9.4KW 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 无功补偿运算Pt= P0+ PkSca/Sn） =1.36+9.4*731.389/800）=9.2KW 5 / 17 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - Qt= 0+ QkSca/Sn） =39.66 KW 高压侧： P高=Pca+ Pt=513.426+9.21=522.636 KW Q高=Qca

12、+ 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-tan23.074）=337.914KVar 所以 Qc =25*10=250KVar 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4）变压器的校验：应选 sz9型, 额定容量为： 630kvA PT=6.647kw

13、QT= 27.41kvar 考虑损耗后实际需要变压器容量： S实548.186630kvA cos0.9493.供电系统的挑选从原始资料我们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 线路 变压器组结线方式；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

14、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；6 / 17 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 3、供电系统短路图 a） b） =0.01234 .4.4依据电抗值运算短路电流K1点短路k9.61ish 2.55Ik1 =2.55*9.61=24.51KA Ish1=1.52IK1 =1.52*9.61=14.61KA Ica1= = =30.139A K2点短路时 Ik2 = = =18.715 KA ish2=1.84Ik2

15、 =1.84*18.715=34.43565 KA 8 / 17 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - Ish2=1.09Ik2 =1.09*18.715=20.3994 KA Ica2=770.42 A 5、变电所位置与型式的挑选5.1 变配电所的任务变电所担负着从电力系统受电,经过变压,然后配电的任务；配电所担负 着从电力系统受电,然后直接配电的任务；变电所的位置应尽量接近工厂的负 荷中心,工厂的负荷中心按负荷功率矩法来确定；5.2、变配电所的类型车间附设变电所、车间内变电所、露天半露天）变电所、独立变电所、杆上变

16、电所、地下变电所、楼上变电所、成套变电所、移动式变电所；变电所的位置应尽量接近工厂的负荷中心,依据本厂的负荷统计数据、运算,并考虑到周边环境及进出线便利；防暴车间必需安装自动抛卸顶在室内高压下轻易抛卸以防承重结构遭到损坏,可以时薄混凝土5 厘 M 厚,或其他轻型板材,玻璃等！6、高、低压一次设备挑选6.1 选母线：导体尺寸： 638 单条,平放： 995 矩形铝导线长期答应载流量和肌肤效应系数Kf Kf 三条竖放Kf 导线单条双条尺寸平放竖放Kf 平放竖放平放638 995 1082 1.03 1511 1644 1.1 1908 2075 1.2 9 / 17 名师归纳总结 - - - -

17、- - -第 10 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 6.2 选低压侧 QF：选Dk21000型,见低压电器 P440 表2.41.1 DK2 系列低压真空智能型断路器主要技术特点型号额定工作额定工额定极限分断额定短路运行1s短时耐 受点 KA电压 Kv）作才能VA）分断才能 KA电流 A）DK2-1000 380、660 ）380V 660V 380V 660V 40 1000 40 30 40 30 6.3 高压侧选 QF：型号额定电压选SN1010I,见供电技术P125 热稳固电流 4S额定电流 A 额定开断电流 KA 断流容量 MVA 动稳固电流 KA

18、kv SW2-35 35 1500 24.8 1500 63.4 24.8 SN10-10 10 1000 29 500 74 29 6.4 高压侧隔离开关：选GN610/60052,见发电厂电气部分 P346 附表 7 隔离开关技术数据型号额定电压额定电流极限通过 电流峰值 KA ）热稳固电流 KA ）KV ）级次组合精确级次二次负荷精确级次 0.5 .10 / 17 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - LFZJ1-320200/50.50.50.8型号电压互感器挑选:型号 :JDJ-10详细参数如下 : 最大容

19、量 VA额定电压 Kv一次绕组 1额定容量 VAJDJ-10一次绕组二次绕组6400.5100.1 807.高压侧继电爱护挑选及整定7.1 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 由于车间变电所是三级负荷,变压器容量为 500MVA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；1 速断整定： Idz =Kk Imax=1.3 16.4844=21.429 Ks=不能满意灵敏度要求,可使用低压闭锁爱护；过电流爱护的整定：Idz =2.1

20、8 KA =6.548 2 近后备爱护的灵敏系数动作时限：t=0.5s 7.2 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 GB5006292规定, 800KV.A 及以上的一般油浸式变压器和 式变压器,均应装设瓦斯爱护；11 / 17 400KV.A及以上的车间内油浸名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 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通过气体继电器排往油枕,变压 器安装应取 1%

21、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）,同时发出音响和灯光信号 通过信 号继电器）,这称之

22、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；8、确定供电系统12 / 17 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 9、心得体会通过这次的供配电课程设计,使我对供配电系统有了进一步的熟悉和明白,让我们把握了如何运算短路电流,如何挑选高,低压开关设备并对其进行校 验,系统的负荷运算以及导线进出线截面的挑选等方面的学问；通过这次的供 配电设计,也让我学习到了如何确定供电系统,如何设计供电系统以及如何

23、根 据原始资料设计一个车间变电所的系统接线图等；通过 Auto CAD 的绘图,让我提高自身的动手实践才能,也让我在绘图中加深了对所设计的系 统有了进一步的明白和熟悉；本次课设应当感谢学院的支配,让我们在学习课本学问的同时,能够有这样 的机会实践；更应当感谢导老师的细心指导,要不然靠我们自己不行能那么顺 利完成；由于仔细对待所以感觉学到了东西；得到了很大的提升、并在实践设 计中摸索许多；本次现代供配电课程设计能够有这样良好的机会实践, 加深对所学理论学问的懂得 , 把握工程设计的方法；通过这次课程设计 , 我深深懂得要不断的把所学 学问学以致用 , 仍需通过自身不断的努力 , 不断提高自己分析

24、问题 , 解决问题和编 程技术终结报告的才能 . 13 / 17 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 最终更应当感谢我的指导老师: 王臻卓老师的细心指导 . 正是由于老师的辛勤培育 , 谆谆教诲 , 才使此次课程设计得以圆满完成 .主要参考文献1 刘介才主编 .工厂供电简明设计手册北京：机械工业出版社2. 刘介才主编 .工厂供电设计指导 北京：机械工业出版社3. 张华主编 电类专业毕业设计指导 北京：机械工业出版社4 . 王荣藩编著 工厂供电设计与指导天津：天津高校出版社5. 孙过凯等编著电力系统继电爱护原理中国水利水电出版社14 / 17 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 指 导 教 师 评 语 及 成 绩 评 定课程设计成果 : 指导老师 签字） : 日年月15 / 17 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 16 / 17 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页,共 17 页