供配电课程设计-广东技术师范学院

目录前言................................................................................................................一、负荷计算和无功功率计算及补偿.......................................................二、变电所所址、变压器和主接线方案的选择.......................................三、短路电流的计算...................................................................................四、变电所电气设备的选择.......................................................................五、变电所高、低压线路的选择...............................................................六、变电所继电保护的整定.......................................................................七、设计总结................................................................................................前言电能在现代工业生产及整个国民经济生活中应用极为广泛。做好工厂供配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。工厂供电工作要很好的为工业生产服务，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配电可靠性的要求。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，并尽可能的节约电.能和减少有色金属的消耗量。此外，在供电工作中，应合理的处理局部和全局、当前和长远等关系，既要照顾当前利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应发展。本次课程设计为工厂的供配电系统设计，主要内容包括：负荷计算、无功功率补偿、变压器的选择、短路电流的计算、各类导线以及各设备的选择和继电保护等。通过本次课程设计，希望可以对供配电的理论知识有进一步的理解，并且学会把理论运用到现实生活中去。一、负荷计算、无功补偿及变压器的选择（一）负荷计算和无功功率计算求计算负荷时，采用需要系数法对各车间及生活区进行负荷计算。具体计算如下：1、计算各用电设备组的计算负荷（1）1#车间总计算负荷（取）1冷加工机床kwkvar2通风机kwQc1.2=Pc1.2=4.8x0.75=3.6kvarkwQc1=(Qc1.1+Qc1.2)x0.97=41.46kvarSc1==48.96k.VA（2）2#车间计算负荷：A（3）3#车间计算负荷：（4）4#车间计算负荷：（5）5#车间计算负荷：（6）生活区的计算负荷：（7）1-5#车间的总计算负荷即主变压器A低压侧的计算负荷为：（取同时系数）（二）无功功率补偿由以上计算可得主变压器A低压侧的视在计算负荷为：，此时低压侧的功率因数为：为使高压侧的功率因数，则低压侧补偿后的功率因数应高于0.90，所以取：。要使低压侧的功率因数由0.61提高到0.95，则低压侧需装设并联电容器，需装设的电容器容量为：取计算电流：变压器A的功率损耗为：主变压器A高压侧的计算负荷为：补偿后的功率因数为：由前面生活区的计算负荷可得主变压器B低压侧的视在计算负荷为：，此时主变压器B低压测的功率因数为：为使高压侧的功率因数0.90，则低压侧补偿后的功率因数应高于0.90，所以取：。要使低压侧的功率因数由0.8提高到0.95，则低压侧需装设并联电容器，需装设的电容器容量为：取计算电流：变压器B的功率损耗为：主变压器A高压侧的计算负荷为：补偿后的功率因数为：高压负荷C的计算负荷及无功功率补偿：由于功率因数小于0.90，对该高压负荷进行补偿，取补偿后的功率因数为则需装设的电容器的容量为：取补偿后的功率因数为：高压负荷D的计算负荷及无功功率补偿：由于功率因数小于0.90，对该高压负荷进行补偿，取补偿后的功率因数为则需装设的电容器的容量为：取补偿后的功率因数为：。有以上数据可求得全厂总的计算负荷：（取同时系数）全厂负荷统计如下表：计算内容设备名称设备容量（KW）KdcostanPc(kw)Qc(kvar)Sc(kVA)Ic(A)各设备组计算负荷冷加工机床通风机1#车间1#车间总计负荷KK2#车间计算负荷3#车间计算负荷计算负荷计算负荷计算负荷4#车间5#车间生活区主变压器A低压测计算负荷K主变压器A损耗主变压器A高压测计算负荷主变压器B低压测计算负荷K主变压器B损耗主变压器B高压测计算负荷高压负荷1计算负荷高压负荷2计算负荷全厂总计算负荷K90.50.250.51.7322.62539.1460.80.80.754.83.626.0541.4648.9674.39650.30.61.3319.52632.549.38560.40.61.3322.429.8737.3456.73400.40.71.021616.3222.8634.73720.30.71.0221.622.0430.8646.883000.50.80.75150112.5187.5284.88100.2731.62105.14159.741.586.31101.8537.93108.686.2715047.5157.34239.062.369.44152.3656.94162.659.392000.60.61.3312039.44126.3211.551800.50.61.33903094.875.48441155.07467.4726.99（三）年耗电量的估算年有功电能消耗量及年无功电能耗电量可由下式计算得出：年有功电能消耗量：年无功电能消耗量：结合本厂的实际，年负荷利用小时数，取年平均有功负荷系数，年平均无功负荷系数，于是有：本厂年有功耗电量：（四）变压器的选择及主接线方案的选择（1）变压器的选择该工厂变电所虽然是三级负荷，但是考虑到现实当中的实际情况，结合实际的用电情况，仍然采用两台变压器，一台负责第一到第五车间供电，另一台变压器负责生活区的供电。这样，即使其中一台变压器出现了故障，因有另一台变压器正常工作，可为另一负荷提供电源。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）×467.47=（280.48~327.42）kVA。故选择两台S11-M400变压器，主要指标如下：（2）主接线方案的选择因为工厂是三级负荷且考虑到经济因素，选择一次侧单母线不分段、二次侧单母线分段接线方式。单母线接线方式的优点：简单、清晰、设备少、运行操作方便且有利于扩建。系统图如下：变压器型号额定容量/kVA额定电压/kV联结组型号损耗/kW空载电流0I%短路阻抗KU%高压低压空载负载S11-M40040010.50.4Dyn110.574.3/4.520.74二、短路电流的计算短路电流计算的目的是为了正确选择和校验电气设备，以及进行继电保护装置的整定计算。短路计算点要选择得使需要进行短路校验的电气元件有最大可能的短路电流通过。对于工厂供电系统来说，常LZZBJ9-1250/5ZN28-12/630S11-M40010.5/0.4KVUk%=4%S11-M40010.5/0.4KVUk%=4%LZZBJ9-1250/5ZN28-12/630RT14-63/40GN19-12/400HY5W17/45BH-0.381000/5同左同左同左同左CM2-630L同左同左同左同左LZZBJ9-1250/5YJV22-10-3*16LJ-35ZN28-12/630GN19-12/40010KVLMY-3*(50*5)3*LMY-3*（63*10）+1*(50*5)3*LMY-3*（63*10）+1*(50*5)0.38KVYJV22-10-3*16YJV22-10-3*16GN19-12/400BH-0.381000/5BH-0.381000/5BH-0.381000/5CM2-630LZN28-12/630LZZBJ9-1250/5同右同右VLV22-3*703*LMY-3*（63*10）+1*(50*5)BCMJ3-0.415-30.3XD1-30SC-E3PN5-CBH-0.381000/5CM2-630LHD13BX-1000同左同左同左同左同左同左同左HD13BX-1000同右将电力系统当作无限大容量电源。常用的计算方法有欧姆法（有称有名单位值法）和标幺值法（又称相对单位值法）。本厂的供电系统图如图1所示，采用一路电源供线，经6km的LJ-35架空线，1km的VLV22-10-3*4电缆，下面计算本厂变电所高压10kV母线上K1点短路和低压380V母线上K2点短路的三相短路电流和短路容量。图1下面采用标么制法进行短路电流计算。（一）确定基准值：取100dSMVA，110.5cUkV，20.4cUkV（二）计算短路电路中各主要元件的电抗标么值：（忽略架空线至变电所的电缆电抗）系统S：1100100*1MVAMVAX线路1WL：07.2100*6*38.0*5.1022110*2USlXXdd线路2WL：073.0100*1*08.0*5.1022120*3USlXXdd变压器1T和2T：104.0100*1004*100%*5*4SSUXXNdk可绘得短路等效电路图如图2所示。图2（三）计算K1点的三相短路时三相短路电流和短路容量（1）计算短路回路总阻抗标幺值143.3073.007.21*3*2*1*1XXXXk（2）计算K1点所在电压级的基准电流111005.5003310.5ddcSMVAIkAUkV（3）计算K1点短路电流各量318.0143.311*1*1XIkkkAIIIIIkdk75.1318.0*5.5*11)3()3('')3(1kAIikksh46.475.1*55.255.21)3(1.MVAXSSkdk8.31318.0*100*11（四）计算k2点的三相短路时三相短路电流和短路容量（4）计算短路回路总阻抗标幺值314.810//10143.3//*5*4*1*2XXXXkk（5）计算K2点所在电压级的基准电流22100144.000330.4ddcSMVAIkAUkV（6）计算K1点短路电流各量123.0314.811*2*2XIkkkAIIIIIkdk68.17123.0*144*22)3()3('')3(2kAIikksh53.3268.17*84.155.22)3(2.MVAXSSkdk3.12123.0*100*21三、变电所一次设备的选择与校验（一）高压母线的选择初选LMY型母线，轴线间距a为0.25m，档距l为0.9m由AIIcal99.26mmjISeccec246.2315.199.26选用LMY-3*（50*5）高压母线的动稳定校验校验条件：cal，LMY母线材料的最大允许应力为70MPa,10KV母线的最大冲击电流为KAiksh462.41.，三相短路时所受的最大点动力为NaliFksh41.127^10*25.09.0**37^10*3)3^10*462.4(221.)3(弯曲