某10KV变电站电气部分设计

课程设计课程名称：建筑供配电与照明技术课程技术设计名称：某10KV变电站电气部分的设计院（系）：信息与控制工程学院专业班级：建筑电气及智能化姓名：学号：指导教师：2013年06月22日西安建筑科技大学课程设计（论文）第II页/共22页西安建筑科技大学课程设计（论文）任务书专业班级：学生姓名：指导教师（签名）：一、课程设计（论文）题目某10KV变电站电气部分的设计二、本次课程设计（论文）应达到的目的工厂供电课程设计是在《工厂供电》课程学完结束后的一次教学实践环节。课程设计是实践教学环节的重要组成部分，其目的是通过课程设计加深学生对课程基本知识的理解，提高综合运用知识的能力，掌握本课程的主要内容、工程设计或撰写论文的步骤和方法。围绕课本内容培养学生独立进行工业供电系统和建筑供电系统电气部分设计计算能力，包括供电系统设计计算能力和电力设备选择能力。培养学生理论联系实际的能力，加强供电专业知识的认识水平。锻炼和培养学生分析和解决电力供电专业技术问题的能力和方法。三、本次课程设计（论文）任务的主要内容和要求（包括原始数据、技术参数、设计要求等）1、设计依据1）电源和环境条件：由西王集团热电厂10KV双回路供电，正常情况下，一路工作，一路备用。西王热电厂10kv出线母线短路容量为200MVA，该路线路长为：架空线采用高压架空绝缘线LYJ—3ⅹ150mm2，长度1.2KM，引至厂区北边，然后换用YJLV22型高压交联聚乙烯电缆直埋至高压配电室内。为满足部分二级负荷的要求，厂内设柴油发电机组一台型号为6170—300GS。（设计时应预留一路出线与柴油发电机组相连）。西王集团热电厂10KV母线的定时限过电流保护装置整定为1.2秒。酵母生产厂变电所内设有两台变压器，容量待选。2）其它条件济南供电局要求在10KV电源进线处装设计量电费的专用仪表，要求厂总负荷的月平均功率因数不低于0.92。当地最热月平均最高气温为35℃`。总配电所周围无严重粉尘和腐蚀性气体。西安建筑科技大学课程设计（论文）第III页/共22页3）负荷资料2、设计内容1）、负荷计算2）、无功功率补偿3）、主变压器台数和容量、类型的选择4）、变电所主接线方案的设计5）、短路电流的计算6）、变电所一次设备的选择与校验7）、变电所进出线的选择与校验序号用电单位名称设备容量需要系数KX功率因数cosφ计算系数tgφ工作（KW）备用（KW）1制冷站13320.80.80.752空压站3800.80.80.753干燥550.80.80.754压榨成型150.750.750.885真空包装400.750.750.886搅拌14.50.750.750.887水泵房及水处理900.750.750.888真空过滤300.70.750.889酵母离心900.650.750.8810试验室200.60.750.8811照明500.850.61.3312办公楼400.60.61.3313宿舍楼1000.60.61.33西安建筑科技大学课程设计（论文）第IV页/共22页3、书面报告格式及内容要求：1）、说明书的格式要符合《西安建筑科技大学本科课程设计（论文)管理规定（试行）》的规定。2）、说明书的内容应包括设计内容的七部分要点，说明书正文要求在20页左右。四、应收集的资料及主要参考文献：1、《工厂供电》机械工业出版社刘介才编著2、《工厂供电设计指导》机械工业出版社刘介才主编3、《供配电技术》电子工业出版社唐志平主编4、《工业企业供电课程设计及实验指导书》冶金工业出版社王建南主编五、审核批准意见教研室主任（签字）西安建筑科技大学课程设计（论文）第V页/共22页摘要工厂供电系统一般中型工厂的电源进线电压是6-10kV。电能先经高压配电所集中，再由高压配电线路将电能分送到各车间变电所，或由高压配电线路直接供给高压用电设备。车间变电所内装有电力变压器，将6-10kV的高压电降为一般低压用电设备所需的电压，然后由低压配电线路将电能分送给各用电设备使用。工厂供电工作要很好地为工业生产务，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：安全、可靠、优质、经济此外，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。本文是对10千伏变电站电气部分的设计。在设计中，我们从安全、可靠、灵活、经济这四个方面考虑，来确定变电所的主接线方式，运用短路电流标幺值计算方法来进行短路电流的计算，通过查阅设计手册和技术规程对主要设备和导体以及高压配电装置进行了设计和选择。该变电所设有2台主变压器（一备一用），采用桥式接线。进行了负荷、无功补偿、短路电流的计算，主要电气设备选择及校验（包括断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器）。关键词：主接线，短路电流，电气设备，配电装置西安建筑科技大学课程设计（论文）第6页/共22页目录摘要................................................................V第一章变电站总体分析..............................................71.1变电站的定义及分类...........................................71.1.1变电站的定义...........................................71.1.2变电站的分类...........................................71.2负荷计算目的、方法...........................................71.2.1负荷计算的目的.........................................71.2.2负荷计算的方法.........................................71.3无功功率补偿.................................................81.3.1无功功率补偿的方法.....................................81.3.2无功功率补偿的分析.....................................91.4主变压器台数和容量、类型的选择...............................91.4.1主变压器台数的确定.....................................91.4.2主变压器容量的确定.....................................91.4.3主变压器型式的选择.....................................91.5变电所主接线方案的设计......................................101.6短路电流的计算..............................................11第二章计算书.....................................................122.1负荷计算....................................................122.2无功功率补偿计算............................................152.3主变压器台数和容量、类型的选择..............................162.4短路电流的计算..............................................162.5变电所一次设备的选择与校验..................................182.5.1高压母线的选择与校验..................................182.5.2电流互感器的选择与校验................................192.5.3电压互感器的选择与校验................................192.5.4高压断路器选择与校验..................................192.5.5高压隔离开关的选择与校验..............................202.6变电所进出线的选择与校验....................................20结束语.............................................................21参考文献...........................................................22西安建筑科技大学课程设计（论文）第7页/共22页第一章变电站总体分析1.1变电站的定义及分类1.1.1变电站的定义变电站是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用，是进行电压变换以及电能接受和分配的场所。1.1.2变电站的分类1）根据变电站的性质分为：升压、降压变电站。2）根据变电站在系统中的地位：枢纽变电站、区域变电站和用户变电站。1.2负荷计算目的、方法1.2.1负荷计算的目的负荷计算主要是确定“计算负荷”。“计算负荷”是按发热条件选择电气设备的一个假想的持续负荷，“计算负荷”产生的热效应和实际变动负荷产生的最大热效应相等。所以根据“计算负荷”选择导体及电器时，在实际运行中导体及电器的最高温升不会超过容许值。计算负荷是确定供电系统、选择变压器容量、电气设备、导线截面和仪表量程的依据，也是整定继电保护的重要数据。计算负荷确定得是否正确合理，直接影响到电器和导线电缆的选择是否经济合理。如计算负荷确定过大，将使电器和导线选得过大，造成投资和有色金属的消耗浪费，如计算负荷确定过小又将使电器和导线电缆处子过早老化甚至烧毁，造成重大损失。1.2.2负荷计算的方法若已知一个供电范围的电气设备数量和容量时，负荷计算的方法有：需要系数法、利用系数法和二项式法；当在电气设备数量和容量都不清楚的情况下，可采用各种用电指标进行负荷计算，其方法有：负荷密度法、单位指标法、住宅用电指标法等。1.需要系数法计算简单，是最为常用的一种计算方法，适合用电设备数量较多，且容量相差不大的情况。2.二项式法其考虑问题的出发点就是大容量设备的作用，因此，当用电设备西安建筑科技大学课程设计（论文）第8页/共22页组中设备容量相差悬殊时，使用二项式法可以得到较为准确的结果。3.利用系数法是通过平均负荷来求计算负荷，这种方法的理论依据是概率论与数理统计，因此是一种较为准确的计算方法，但其计算过程相对繁琐。因本设计的电气设备数量和容量都是确定的，且容量相差不大，所以本次负荷计算方法选择需要系数法。主要计算公式如下：1）有功功率：（单位为KW）nIpCPciKP1（1-1）式中是所有设备组有功计算负荷之和，pK是有功负荷同时系数，可取0.85~0.952）无功功率:（单位为kvar）（1.2）式中是所有设备无功之和；qK是无功负荷同时系数，可取0.9~0.973）视在功率:（单位为kvA）22CCCQPS（1-3）4）计算电流:（单位为A）USICC3(1-4)低耗损变压器的功率损耗也可按下式计算：(1-5)注：负荷计算过程见计算书1.3无功功率补偿1.3.1无功功率补偿的方法要使供配电系统的功率因数提高，一般从两个方面采取措施：一是提高用电设备的自然功率因数，自然功率因数是指不采用任何补偿装置式的功率因数。这种方法只能通过选择功率因数高的电气设备来做到，但不能达到完全补偿。二是采取人工补偿的方法使总功率因数得以提高，有两种方法，一是采用同步电动机替代异步电动机工作，由于投资和