XX机械厂降压变电所的电气设计6-副本

江西理工大学第1页共31页目录前言........................................................................2第一章设计任务书...........................................................31.1设计题目..............................................................31.2设计要求...............................................................31.3设计依据...............................................................3第二章负荷计算和无功功率补偿...............................................62.1计算负荷的方法.........................................................62.1.3各车间负荷统计计算............................................62.1.4总的计算负荷计算..............................................92.2无功功率补偿.........................................................11第三章变电所位置和型式的选择..............................................143.1变电所位置的选择...................................................14第四章变电所主要变压器的台数与容量、类型的选择...........................15第六章短路电流的计算.....................................................186.1绘制计算电路...........................................................196.2确定短路计算基准值.....................................................196.3计算短路电路中各元件的电抗标幺值.......................................196.4计算k-1点（10.5kV侧）的短路电路总电抗及三相短路电流的短路容量.........20第七章变电所一次设备的选择校验............................................217.1.10kV侧一次设备的选择校验.............................................227.2380V侧一次设备的选择校验..............................................227.3高低压母线的选择.......................................................22第八章变电所进出线的选择与校验............................................238.2380V低压出线的选择....................................................248.3作为备用电源的高压联络线的选择校验.....................................268.3.1按发热条件选择...............................................26第九章变电所的防雷保护与接地装置的设计....................................289.1变电所的防雷保护.......................................................299.2变电所公共接地装置的设计...............................................30第十章设计总结............................................................30参考文献江西理工大学第2页共31页前言在国民经济高速发展的今天，电能的应用越来越广泛，生产、科学、研究、日常生活都对电能的供应提出更高的要求，因此确保良好的供电质量十分必要。本课程设计注重理论联系实际，理论知识力求全面、深入浅出和通俗易懂，实践技能注重实用性，可操作性和有针对性，同时注重介绍和反映现代供配电技术的新技术。电能是现代工业生产的主要能源和动力。电能既易于由其他形式的能量转换而来，又易于转换为其他形式的能量以供应用。电能的输送和分配既简单经济，又便于控制、调节、测量。有利于实现生产过程自动化。而工厂供电就是指工厂所需要电能的供应和分配。工厂供电设计要达到为工业生产服务，保障工厂生产和生活用电的需要，并做好节能工作，就必须做到：安全、可靠、优负、经济。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。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。江西理工大学第3页共31页第一章设计任务书1.1设计题目皮鞋厂降压变电所的电气设计1.2设计要求设计要要求根据本厂所能取得的电源及本厂用电负荷的实际情况，并适当考虑到工厂生产的发展，按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求、确定变电所的位置与型式，确定变电所主变压器的台数与容量、类型，选择变电所主接线方案及高低压设备和进出线，确定防雷和接地装置，最后按要求写出设计说明书，绘出设计图样。1.3设计依据1）工厂总平面图如图1.1所示江西理工大学第4页共31页图1.1XX机械工厂总平面图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2500h，日最大负荷持续时间为5h。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。电气照明及家用电器均为单相，额定电压为220V。本厂的负荷统计资料如表1.1所示。厂房编号厂房名称负荷类别设备容量／kW需要系数功率因数1铸造车间动力200O．3O．65照明5O．71．O2锻压车间动力200O．2O．60照明5O．71．O3金工车间动力2000.2O．60照明5O．71．O4工具车间动力200O．25O．60照明5O．71．O5电镀车间动力1500.4O．70照明5O．71．O6热处理车间动力100O．4O．70照明50.71．O7装配车间动力100O．3O．65江西理工大学第5页共31页照明50.71．O8机修车间动力100O．2O．60照明2O．71．O9锅炉房动力50O．6O．70照明1O．71．O10仓库动力100.3O．80照明1O．71．O生活区照明（含家电）200O．7O．9表1.1工厂负荷统计资料3）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-70，导线为等边三角形排列，线距为0.8m；干线首端(即电力系统的馈电变电站)距离本厂约5km。干线首端所装设的高压断路器断流容量为300MVA。此断路器配备有定时限过电流保护种电流速断保护，定时限过电流保护整定的动作时间为1s。为满足工厂二级负荷的要求，可采用高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为50km，电缆线路总长度为10km。4）气象资料本厂所在地区的年最高气温为40℃，年平均气温为20℃，年最低气温为-50C，年最热月平均最高气温为38℃，年最热月平均气温为30℃，年最热月地下0.8m处平均温度为25℃。当地主导风向为东南风，年雷暴日数为15。5）地质水文资料本厂所在地区平均海拔200m。地层以砂石(土质)为主；地下水位为2m。6）电费制度本厂与当地供电部门达成协议，在工厂变电所高压侧计量电能，设专用计量柜，按两部电费制交纳电费。每月基本电费按主变压器容量计为20元／kVA，动力电费为1元／kw·h，照明(含家电)电费为0.6元／kw·h。工厂最大负荷时的功率因数不得低于0.9。此外，电力用户需按新装变压器容量计算，一次性地向供电部门交纳供电贴费：6～lOkV为800元／kVA。江西理工大学第6页共31页第二章负荷计算和无功功率补偿2.1计算负荷的方法1．有功计算负荷(单位为kW)有功计算负荷的计算公式P30=KdPe式中Pe───车间或工厂用电设备总容量;Kd───车间或工厂的需要系数。2．无功计算负荷（单位为kvar）无功计算负荷的计算公式Q30=P30tanφ式中tanφ───对应于车间或工厂平均功率因数的正切值3．视在计算负荷（单位为kVA）视在计算负荷的计算公式Q30=302302QP4．计算电流（单位为A)计算电流的计算公司I30=S30/3UN式中UN───车间或工厂的用电设备配电电压（单位为kV）在工厂里，除了广泛应用的三相设备外，还有部分单相设备，单相设备接在三相线路中，应尽可能均衡分配。使三相负荷尽可能均衡。如果三相线路中单相设备的总容量不超过三相设备总容量的15%，则不论单相设备如何分配，单相可与三相设备综合按三相负荷平衡计算。如果单相设备容量超过三相设备的15%时，则应将单相设备容量换算为等效三相设备容量，再与三相设备容量相加。综上所述，由于本厂各车间单相设备容量均不超过三相设备容量的15%，所以可以按三相负荷平衡计算。即：单相单相三相三相单相三相ededPKPKPPP3030302.1.3、各车间负荷统计计算1）、铸造车间计算负荷：kWkWPP5.6050.7200.30P3030130单相三相无功计算负荷：var2.10067.160tan30130kPQ三相三相江西理工大学第7页共31页视在计算负荷：KVAPP8.950.15.365.060coscosS3030130单相单相三相三相计算电流：AUSIN55.14538.038.9531301302)、锻压车间计算负荷：kWkWPP5.430.750.2200P3030230单相三相无功计算负荷：var2.5333.140tan30230kPQ三相三相视在计算负荷：KVAPP2.700.15.360.040co