18供配电课程设计

《工厂供电》课程设计题目：某机械厂供配电系统的设计学号：2008105444017姓名：吴肇泓成员：吴肇泓吕思铭李秀琴专业名称：电气工程及其自动化班级名称：08电师2班日期：2011-07-052目录前言.................................................................................................3一．低压部分......................................................................................4二．高压部分......................................................................................5三.短路计算........................................................................................7四．电源进线,架空线路选择方案：................................................8五.负荷馈线......................................................................................10六.变电所二次回路方案选择及继电保护的整定..........................12七．变电所高、低压电气图............................................................17八．实训心得....................................................................................18九．附录参考文献............................................................................183前言课程设计是教学过程中的一个重要环节，通过课程设计可以巩固本课程理论知识，掌握供配电设计的基本方法，通过解决各种实际问题，培养独立分析和解决实际工程技术问题的能力，同时对电力工业的有关政策、方针、技术规程有一定的了解，在计算、绘图、设计说明书等方面得到训练，为今后的工作奠定基础。本设计可分为九部分：负荷计算和无功功率计算及补偿；变电所位置和形式的选择；变电所主变压器台数和容量及主接线方案的选择；短路电流的计算；变电所一次设备的选择与校验；变电所高、低压线路的选择；变电所二次回路方案选择及继电保护的整定；心得和体会；附参考文献。另外有设计图纸4张（以附图的形式给出），分别是：附图一《厂区供电线缆规划图》；附图二《变电所平面布置图》；附图三《变电所高压电气主接线图》；附图四《变电所低压电气主接线图》。由于设计者知识掌握的深度和广度有限，本设计尚有不完善的地方，敬请老师、同学批评指正！统计负荷量某机械厂变电所负荷统计资料厂房编号用电单位名称负荷性质设备容量/kw需要系数tan功率因数cos一车间机修车间负荷金属切削机床组90.50.21.730.5通风机30.80.750.82车间计算负荷650.30.63车间计算负荷560.40.64车间计算负荷400.40.75车间计算负荷720.30.76生活区计算负荷3000.50.8高压负荷计算负荷2000.60.6计算负荷1800.50.6(一)负荷计算和无功功率计算在负荷计算时，采用需要系数法对各个车间进行计算，并将照明和动力部分分4开计算，照明部分最后和宿舍区照明一起计算。具体步骤如下。一．低压部分1.一车间机修车间负荷（1）.金属切削机床组P30(11)=90.5×0.2=18.1KW;Q30(11)=18.1×1.73=31.313KVar（2）.通风机组查附录表，去Kd=0.8,cosA=0.8,tanA=0.75P30(12)=0.8×2×3=4.8KW;Q30(12)=4.8×0.75=3.6Kvar;因此第一车间线路总计算负荷为P30=18.1+4.8=18.7KW;Q30=31.313+3.6=32.4Kvar;S30=(22.9²+34.913²)½=37.4kv.A;I30=41.75KV.A/(3½×0.38kv)=56.8A;2.二车间计算负荷P30(2)=0.3×65KW=19.5KW;Q30（2）=19.5×tan(arccos0.6)=19.5×1.33=25.9Kvar;S30(2)=19.5/0.6=32.5KV.A;I30(2)=32.5/(3½×0.38)=49.38A;3.三车间计算负荷P30（3）=0.4×56KW=22.4KW;Q30(3)=22.4×tan(arccos0.6)=22.4×1.33=29.87Kvar;S30(3)=22.4/0.6=37.33KV.A;I30（3）=37.33/(3½×0.38)=56.72A;4.四车间计算负荷P30(4)=0.4×40KW=16KW;Q30（4）=16×tan(arccos0.7)=16×1.02=16.32Kvar;S30(4)=16/0.7=22.86KV.A;I30(4)=22.86/(3½×0.38)=34.73A;5.五车间计算负荷P30(5)=0.3×72KW=21.6KW;Q30（5）=21.6×tan(arccos0.7)=21.6×1.02=22.03Kvar;S30(5)=21.6/0.7=30.86KV.A;5I30(5)=30.86/(3½×0.38)=46.89A;6.生活区计算负荷P30(6)=0.5×300KW=150KW;Q30（6）=150×tan(arccos0.8)=150×0.75=112.5Kvar;S30(6)=150/0.8=187.5KV.A;I30(6)=187.5/(3½×0.38)=284.9A;因此380V线路上的总计算负荷为（取KΣp=0.95,KΣq=0.97）;P30=0.95×（22.9+19.5+22.4+16+21.6+150）=239.78KW;Q30=0.97×（34.913+26+29.87+16.32+22.03+112.5）=234.38Kvar;S30=(239.78²+234.38²)½=335.3KV.A;I30=335.3/(0.38×3½)=509.44A;二．高压部分1.高压负荷计算1P30（7）=0.6×200=120KW;Q30（7）=120×tan(arccos0.6)=120×1.33=159.6Kvar;S30(7)=120/0.6=200KV.A;I30(7)=200/(10×3½)=11.55A;2.高压负荷计算2P30（8）=0.5×180=90KW;Q30（8）=90×tan(arccos0.6)=90×1.33=119.7Kvar;S30(8)=90/0.6=150KV.A;I30(8)=150/(10×3½)=8.7A;因此低压侧总计算负荷为（取KΣp=0.95,KΣq=0.97）;P30=0.95×（18.7+19.5+22.4+16+21.6+150）=235.8KW;Q30=0.97×（32.4+25.9+29.8+16.3+22+112.5）=231.7Kvar;S30=(235.8²+231.7²)½=330.6KV.A;I30=330.6/(0.4×3½)=502.3A;变压器损耗：△PT=0.015×330.6=5.01KW;△QT=0.06×330.6=19.8KVAR;高压侧总计算负荷为：6P30=235.8+5=240.8KW;Q30=231.7+19.8=251.5Kvar;即可得总的计算负荷为（取KΣp=0.95,KΣq=0.97）;P30=0.95×（120+90+240.8）=428.3KW;Q30=0.97×（159.6119.7251.5）=514.9Kvar;S30=(428.3²+514.9²)½=669.7KV.A;cosA428.3/669.7=0.64;进行无功补偿:(1).高压集中补偿要使cosA=0.9P30=428.3KW;Qc=428.3×［tan(arccos0.64)-tan(arccos0.9)］=306.8Kvar;取Qc=306.8Kvar;S30=［428.3²+208.1²］½=476.2KV.A;I30=476.2/(10×3½)=27.5A;3.变电所主变压器容量的选择每台变压器的容量NTS应同时满足以下两个条件：（1）任一台变压器单独运行时，宜满足：30(0.6~0.7)NTSS（2）任一台变压器单独运行时，应满足：30(111)NTSS，即满足全部一、二级负荷需求。代入数据可得：NTS=（0.6~0.7）×476.2=（285.7~333.3）kVA。而333.3*0.8=267kVA，故每台变压器的容量选为315kVA,。考虑到安全性和可靠性的问题，确定变压器为SC9系列树脂浇注干式铜线电力变压器。型号：SC9-315/10，其主要技术指标如下表所示：变压器型号额定容量/kVA额定电压/kV联结组型号损耗/W空载电流0I%短路阻抗KU%高压低压空载负载SC9-315/10315100.4Dyn1165032001.247这个单位变电所虽然是三级负荷但是考虑到现实生活中的实际情况，结合实际用电情况仍然采用两台变压器三.短路计算（图1）采用标幺值计算:SN10-10I1630选定其准容量Sd=100MVA其准电压Ud1=Uc1=10.5KV其准电压Ud2=Uc2=0.4KVId1=Sd/(3½Ud1)=5.5KAId2=100/(3½×0.4)=144.3KA查表Soc=300MVA电力系统电标标幺值：X*1=Sd/Soc=100/300=0.3架空线路电缆Xo1=0.35ΩkmXo2=0.08ΩkmX*2=Xo1×Sd/Soc=(0.35×6+0.08×1)×100/10.5²=2.0变压器电标标幺值：X*3=X*4=Uk%×Sd/100SN=12.7等效电路图k-1点三相短路和短路容量8X*(k-1)=X*1+X*2=0.3+2.0=2.3I(3)k-1=Id1/X*(k-1)=5.5/2.3=2.4KAI”(3)=I(3)∞=I(3)k-1=2.4KAi(3)sh=2.55I”(3)=2.55×2.4=6.1KAI(3)sh=1.51I”(3)=1.51×2.4=3.6KAI(3)k-1=Sd/X*(k-1)=100/2.3=43.5MVAk-2点三相短路和短路容量X(3)Σ(k-2)=X*1+X*2+X*3+X*4//X5=0.3+2.0+12.7/2=8.7(2)计算三相短路电流和短路容量1）三相短路电流周期分量有效值Ik-2(2)=Uc2/(3½XΣ(k-2))=40/(1.44.3×3½)=16.6KA2)三相短路次暂态电流和稳态电流有效值I”(3)=I(3)∞=I(3)k-2=16.6KA3)三相短路冲击电流及其有效值i(3)sh=1.84I”(3)=1.84×15.5A=30.5KAI(3)sh=1.09×15.5KA=18.1KA4)三相短路容量S(3)k-2=3½Uc2I(2)k-2=3½×0.4×15.5=11.5MV.A四．电源进线,架空线路选择方案1．选择线路截面GGD2型低压开关柜，所选择的主要低压一次设备参见附图四《变电所低压电气主接线图》。部分初选设备：低压断路器：DW16-200能万能断路器、DW16-400智能断路器低压熔断器：NT系列电压互感器：JDZ1系列电流互感器：LMZJ1、LMZ1系列母线型号：TMY-3（8010）+1（606）绝缘子型号：ZA-6Y抗弯强