某机械厂总降压变电所工厂供电课程设计

1第1章任务书1.1设计题目某机械厂总降压变电所的电气设计1.2设计目的（1）通过该厂变电所的设计培养学生综合运用所学的基础理论知识、基本技能和专业知识进行分析和解决实际问题的能力。（2）掌握中小型工厂供电系统设计计算和运行维护所必须的基本理论和基本技能。（3）掌握供配电设计的基本原则和方法，深刻理解“安全、可靠、优质、经济”的设计要求，为今后从事工厂供配电技术奠定一定的基础。1.3设计要求（1）选择变电所主接线方案。（2）确定变电所主变压器的台数和设备容量、类型。（3）选择高低压设备和进出线。（4）选择整定继电保护装置。1.4设计依据（1）工厂负荷情况。该厂铸造车间、电镀车间和锅炉属于二级负荷，其余为三级负荷。低压动力负荷为三相，额定电压为380V；电气照明为单相，额定电压为220V.表格1工厂负荷情况厂房编号厂房名称负荷类别设备容量/kW需用系数功率因数1铸造车间动力3000.30.7照明60.81.02电镀车间动力2500.50.8照明50.81.03锅炉房动力500.70.8照明10.81.04金工车间动力4000.20.65照明100.81.05机修车间动力1600.20.65照明40.81.06仓库动力200.40.8照明10.81.02(2)供电电源情况。1）由附近一条35KV的公用电源干线取得工作电源，干线导线型号LGJ-185,等边三角形排列，线距1。5m，干线长度10km。干线首端断路器容量为200MVA。此断路器配备有定时限过流保护和点流速断保护，定时限过电流保护动作时间为1.7s。为了满足工厂二级负荷要求，采用长度为20km的35kV架空线路取得备用电源。2）变电所最大负荷时功率因数不低于0.9；3）其他资料（平面图、气象、地质水文等）略。1.5设计任务（1）负荷计算和无功功率补偿。（列出负荷计算表）（2）主变压器台数、容量和类型的选择。（3）变电所主接线方案的设计（绘图—3号图纸）。（4）短路计算。（5）变电所一次设备的选择与校验。（6）选择整定继电保护装置。1.6设计时间安排（1）进行负荷计算，无功补偿计算，收集相关资料----1天（2）电气系统接线设计，变压器的选择--------------1天（3）短路计算等相关计算--------------------------1天（4）电气设备选择与校验--------------------------2天（5）继电保护选择、整定计算----------------------1天（6）绘制图表，完成设计报告----------------------1天1.7设计报告格式要求（1）课程设计报告封面有学院统一印制，文档用B5纸。（2）课程设计报告编排结构：1）封面。2）前言。3）目录。4）任务书。5）负荷计算和无功功率补偿。6）主变压器台数、容量和类型的选择。7）变电所主接线方案的设计。8）短路计算。9）变电所一次设备的选择与校验。10）选择整定继电保护装置。11）防雷保护和接地装置设计。12）结束语。13）参考文献（书写格式）；【1】作者1作者2.书名。（版次）。出版地：出版社，出版年份14）附录（如元器件明细表等）。15）附图。画图用3号图纸。（3）书写要求工整，图表要求规范。3第2章负荷计算和无功功率补偿.2.1负荷计算铸造车间动力:30P=PeKd=3000.3=90kW30Q=30PtanΦ=91.8kvar照明:30P=PeKd=60.8=4.8kW30Q=30PtanΦ=0总计30P=94.8,30Q=91.8,30S==132.0kVA,30I==200.5A电镀车间动力：30P=PeKd=2500.5=125kW30Q=30PtanΦ=93.8kvar照明：30P=PeKd=50.8=4.0kW30Q=30PtanΦ=0总计30P=129.0,30Q=91.8,30S==132.0kVA,30I==200.5A编号名称类别设备容量Pe/kW需要系数KdCosΦtanΦ计算负荷Pc/kWQc/kvarSc/kVAIc/A1铸造车间动力3000.30.71.0290.091.8————照明60.81.004.80————小计306——94.891.8132.0200.52电镀动力2500.50.80.75125.093.8————4车间照明50.81.004.00————小计255——129.093.8159.5242.33锅炉房动力500.70.80.7535.026,3————照明10.8100.80————小计51——35.826.344.467.44金工车间动力4000.20.651.1780.093.6——照明100.81.008.00————小计410——88.093.6128.5195．25机修车间动力1600.20.651.1732.037.4————照明40.81.003.20————小计164——35.237.451.478.16仓库动力200.40.80.7586.0————照明10.81.000.80————小计21——8.86.010.616.2总计动力1180391.6348.9________照明25计入K∑p=0.9K∑q=0.90.747352.44314.01472.05717.212.2无功功率补偿(1)由表可知，补偿前变压器低压侧的视在计算负荷为：5kVA95.569)26.48801.294(222C12C1C1QPS472.05KVA则,变电所低压侧的功率因数为：52.095.56901.294cos)1(0.747(2)确定补偿容量现要求在高压侧不低于0.9，而补偿在低压侧进行，所以我们考虑到变压器的损耗，可设低压侧补偿后的功率因数为0.95来计算需要补偿的容量。kvar21.358kvar)]92.0tan(arccos)52.0s[tan(arcco01.294)tan(tan21C1C.CPQ200.89kvar(3)补偿后的计算负荷和功率因数低压侧的计算负荷为：=370.15KVA此时变压器的损耗为：kW76.465.317015.0015.0CTSP’5.55KWkvar06.1965.31706.006.0CTSQ‘22.20kvar变电所10kv侧的计算负荷为：kW77.29801.29476.4C1TC2‘’‘PPP357.99KWkvar32.13906.19368-26.488TCC2）（’‘’QQQ135.32KVAR=382.71KVA=0.015Sc=5.74KW=0.06Sc=22.96kvar变电所高压侧的功率因数为：916.068.369/73.363cos'C'C'SP符合任务书要求项目CosΦ计算负荷Pc/kWQc/kvarSc/kVAIc/A380V侧补偿前负荷0.747352.44314.01472.05717.21380V侧无功补偿容量-200.89380V补偿后负荷0.95352.44113.12370.15562.38610KV变压器功率损耗5.7422.9610KV侧负荷计算0.93357.99135.32382.7122.1035KV变压器功率损耗5.7422.9635KV侧负荷计算0.92363.73158.28396.686.54第3章主变压器台数、容量和类型的选择3.1变电所主变压器的选择根据工厂的负荷性质和电源情况，工厂变电所的主变压器可以有下列两种方案：（1）装设一台主变压器,型式采用S9，而容量根据选择，即=456.55~557.17KVA,选一台S9-630/35型低损耗配电变压器。至于工厂二级负荷的备用电源，由与邻近单位相联的高压联络线来承担。（2）装设两台主变压器型式也采用S9，每台容量按式SN·T≈（0.6～0.7）S30选择，即SN·T≈（0.6～0.7）×398kVA=(238.8~278.6)kVA因此选两台S9-315/35型低损耗配电变压器。主变压器的联结组别均采用Yyn0。两种主结线方案的比较(1)比较项目装设一台主变的方案装设两台主变的方案技术指标供电安全性满足要求满足要求供电可靠性基本满足要求满足要求供电质量由于一台主变，电压损耗略大由于两台主变并列，电压损耗略小灵活方便性只一台主变，灵活性稍差由于有两台主变，灵活性较好扩建适应性稍差一些更好一些经电力变压器的查得S9-630的单价为7.47万查得S9-315的单价为5.31万7济指标综合投资额元，而变压器综合投资约为其单价的2倍，因此其综合投资为2×7.47万元＝14.94万元元，因此两台综合投资为4×5.31万元＝21.24万元，比一台主变方案多投资6.3万元高压开关柜（含计量柜）的综合投资额查得GG-1A(F)型柜按每台3.5万元计，查表得其综合投资按设备价1.5倍计，因此其综合投资约为4×1.5×3.5万元＝21万元本方案采用6台GG-1A(F)柜，其综合投资约为6×1.5×3.5万元＝31.5万元，比一台主变方案多投资10.5万元电力变压器和高压开关柜的年运行费参照计算，主变和高压开关柜的折旧和维修管理费每年为3.706万元（其余略）主变和高压开关柜的折旧和维修管理费每年为6.752万元，比一台主变方案多耗3.046万元交供电部门的一次性供电贴费按800元/kVA计，贴费为630×0.08万元＝50.4万元贴费为2×400×0.08万元＝64万元，比一台主变方案多交13.6万元考虑到设计预算的需要，本设计采用方案（1）按照上述原则，10kv变压器选择S9-630/10型低损耗配电变压器8第4章主结线方案的选择4.1变配电所主结线的选择原则(1)当满足运行要求时，应尽量少用或不用断路器，以节省投资。(2)当变电所有两台变压器同时运行时，二次侧应采用断路器分段的单母线接线。(3)当供电电源只有一回线路，变电所装设单台变压器时，宜采用线路变压器组结线。(4)为了限制配出线短路电流，具有多台主变压器同时运行的变电所，应采用变压器分列运行。(5)接在线路上的避雷器，不宜装设隔离开关；但接在母线上的避雷器，可与电压互感器合用一组隔离开关。(6)6～10KV固定式配电装置的出线侧，在架空线路或有反馈可能的电缆出线回路中，应装设线路隔离开关。(7)采用6～10KV熔断器负荷开关固定式配电装置时，应在电源侧装设隔离开关。(8)由地区电网供电的变配电所电源出线处，宜装设供计费用的专用电压、电流互感器（一般都安装计量柜）。(9)变压器低压侧为0.4KV的总开关宜采用低压断路器或隔离开关。当有继电保护或自动切换电源要求时，低压侧总开关和母线分段开关均应采用低压断路器。(10)当低压母线为双电源，变压器低压侧总开关和母线分段开关采用低压断路器时，在总开关的出线侧及母线分段开关的两侧，宜装设刀开关或隔离触头。4.2主结线方案选择对于电源进线电压为35KV及以上的大中型工厂，通常是先经工厂总降压变电所降为10KV的高压配电电压，然后经车间变电所，降为一般低压设备所需的电压。总降压变电所主结线图表示工厂接受和分配电能的路径，由各种电力设备（变压器、避雷器、断路器、互感器、隔离开关等）及其连接线组成，通常用单线表示。主结线对变电所设备选择和布置，运行的可靠性和经济性，继电保护和控制方式都有密切关系，是供电设计中的重要环节。经过设计选择我设计的方案如下：9主接线线路图Y0Y0S9-630/GG-1A(F)-0735/10联络线（备用电源）GG-1A(F)-54GW口-1035kVFS4-10GG-1A(J)-03GG-1A(J)-03GG-1A(F)-07GG-1A(F)-54GG-1A(F)-07GG-1A(F)-07主变联络（备用）10kV高压柜列10第5章短路计算短路计算的方法有很多，常用的有欧姆法和标幺制法，本设计采用的是标幺制法。5.1基准值的选取采用标幺制法进行三相短路计算时，选取的基准值为：Sd=100MV·A,UC1=35kV,UC2=10kV①由公式ddd3