某机械制造厂车间变电所及其低压配电系统设计

前言电能是工业生产的主要动力能源，工厂供电设计的任务是从电力系统取得电源，经过合理的传输、变换、分配到工厂车间中每一个用电设备上，随着工业电气自动化技术的发展，工厂用电量快速增长，对电能质量、供电可靠性以及技术经济指标等的要求也日益提高，供电设计是否完善，不仅影响工厂的基本建设投资、运行费用和有色金属消耗量，而且也反映到工厂的可靠性和工厂的安全生产上，它与企业的经济效益、设备和人身安全等是密切相关的。现在除个别大型工业联合企业有自备电厂外，绝大多数工厂都是从国家电力系统取得电能的，因此，工厂工业负荷是电力系统的主要用户，工厂供电系统也是电力系统的一个组成部分，保证安全供电和经济运行，不仅关系到企业的利益，也关系到电力系统的安全和经济运行以及合理利用能源。工厂供电设计必须遵循国家的各项方针政策，设计方案必须符合国家标准中的有关规定，同时必须满足以下几项基本要求：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，运行费用低，并尽可能工节约电能和减少有色金属消耗量。此外，在供电工作中，应合理地处理局和全局、当前和长远等关系，既要照顾局部和当前和利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应发展。本说明书为某机械制造厂电修低配系统及车间变电所设计说明，该车间的主变压器容量为630kVA，各电压等级分别为10kV和0.4kV，车间的负荷均属三类负荷，根据设计任务书的要求，本设计的主要内容包括：车间的负荷计算及无功补偿，确定车间变电所的所址和型式，车间变电所的主接线方案，短路电流计算，主要用电设备选择和校验，车间变电所整定继电保护和防雷保护及接地装置的设计等。1目录第一章课程设计任务书......................................................................................................................21.1设计目的............................................................................................................................................21.2设计内容............................................................................................................................................21.3设计任务书........................................................................................................................................2第二章设计说明书..............................................................................................................................62.1车间变电所电压等级确定和主接线方案确定................................................................................62.2电力负荷计算....................................................................................................................................72.3无功补偿及补偿容量确定................................................................................................................92.4变电所主变压器及主接线方案的选择.........................................................................................102.5短路电流计算.................................................................................................................................112.6选择车间变电所高、低压电气设备.............................................................................................132.7变电所防雷保护及接地装置设计.................................................................................................15结论........................................................................................................................................................18附录........................................................................................................................................................19参考文献................................................................................................................................................192第一章课程设计任务书1.1设计目的工厂供电课程设计是按教学计划安排在供电课程结束后进行的教学实践环节，设计时间为一周。以加强学生所学供电理论的应用，培养学生综合运用所学知识，决解问题及分析问题的能力。培养学生初步的工程设计能力。通过课程设计是学生初步掌握电气工程设计的步骤及方法，学会编写设计说明书，并按国家标准绘制工程图样。1.2设计内容工厂供电课程设计的任务是将电力系统输送来的电能，经过合理输送变配电方式，输送给每一个用电设备上。以保证电气设备可以获得安全、可靠、高质量的电能。设计方案的完善与否直接影响到供电系统性能和经济性能的优劣。在设计中要遵循国家有关规程和规定。在保证供电可靠性和电能质量的前提下，尽可能做到节省投资，减少有色金属的消耗量，降低运行费用，尽量采用供电新技术和新产品。1.3设计任务书1、设计题目某机械制造产车间变电所及其低压配电系统设计2、设计时间2013年12月20日至2013年12月25日指导教师（签名）年月日3、设计基础资料（1）机加车间负荷全部为三级负荷，对供电可靠性要求不高。（2）车间平面布置图如图1-1所示，车间电气设备各细表如表1-1所示，另外车间低压母线转供负荷如表1-2所示。3图1-1机加车间平面布置图表1-1车间用电设备明细表设备代号设备名称台数单台容量效率功率因数启动倍数备注1~7普通车床C616A73．30．90．8168~10普通车床C620-137．60．890．81611~13普通车床CW61100323．70．880．82414,15立式车床C516A238．20．860．80316,17平面磨床M713027．60．880．82618,19普通车床C630210．1250．880．81620,21摇臂钻床Z3528．50．870．825．522,23插齿机Y5423．80．920．82624,25龙门刨床B2016266．80．860．812．526,27立式车床C512-1A235．70．860．80328~31牛头刨床M6050440．870．82632~34插床B5020330．880．82635~38立式钻床Z53544．6250．900．80639~40砂轮机S3SL-30021．50．920．826．541~43通风机330．880．815．544吊车5t128．20．820．654．5表1-2车间变电所低压转供负荷转供负荷名称额定容量（KW）计算负荷转供距离（KM）Pc（KW）Qc（Kvar）Sc（KVA）4机修车间回路142120．15回路22518回路33121加工车间回路1102300．1回路23416回路35020汽车库回路126100．15回路22010回路36118泵站回路140210．3回路24121回路36118照明回路（三相）回路1100．2回路215回路312车间变电所电源原始数据如表1-3所示表1-3车间变电所电源原始数据设计题目序号总降压变电所车间变电所地区环境最热平均气温（度）车间最大负荷利用小时数H土壤情况自然接地电阻二次母线短路容量（MVA）保护动作时限（s）电源进线电压（KV）电阻率长度KM导线类型U1NU2N地上地下S.maxS.min架空电缆42001501．20．4√100．43028450010030（3）车间采用三班制。年最大有功负荷利用小时数为5500h。（4）供电电源条件：1）从本厂35/10KV总降压变电所用架空线引进10kV电源，该变电所距本车间南0.3Km。2）电力系统短路数据见表1-3设计题目序号2。3）供电部门提出的要求如下。5a、工厂总降压变电所10kV配电出线定时限过电流保护装置的整定时间tP=1.3sb、车间最大负荷是功率因数不得低于0.9。c、在车间变电所10KV侧进行计量。d、供电贴费为700元/（KVA），每月电费按两部电价制：基本电费为18元/(kVA)，动力电费为0.4元/(kV/h)，照明电费为0.5元（KW/h）。（5）工厂自然条件：1）气象资料。年度最高气温38度，年平均气温35度，年度最低气温8度，年最热月平均最高气温30度，年最热月地下0.7~1m处平均温度20度，常年主导风向为东南风；年雷暴日10天；土壤冻结深度1.10m。2）地质水文资料。平均海拔200m，底层以沙质粘土为主，地下水位3~5m，地耐压力为20t/m2。图1-2所示为车间变电所电源供电系统图图1-2车间变电所电源供电系统图4、设计内容及要求（1）设计内容1）由总降压变电所的配出电压和用电设备的电压要求，参考国家规定的标准电压等级确定车间变电所的电压级别；2）计算负荷采用需用的系数法，计算出单台设备支线、用电设备组干线和车间变电所低压母线和进线的计算负荷；3）由计算负荷结果，确定补偿方式，计算出补偿容量，选择电容器个数电容器柜个数；4）按对负荷可靠性要求，确定车间变电所电气主接线；5）按车间变电所低压母线的计算负荷，确定变电器的容量和台数；6）导线截面积的选择，支线和干线按发热条件选择，进线电缆按经济电流密度选择，按允许发热，电压损失短路的热进行效验；7）短路电流的计算，绘制计算电路和等值电路图，确定短路点，计算出个短路点的最大和最小短路电流及短路容量；8）车间变电所低压母线按发热条件选择，按短路的热和力效验；9）按国家规定的标准符号和图幅，用铅笔画出车间变电所的电气