某厂降压变电所电气部分设计

电力工程课程设计说明书某机械厂降压变电所的电气设计学生姓名：学号：学院：计算机与控制工程学院专业：电气工程及其自动化指导教师：2015年7月电力工程基础课程设计任务书2014~2015学年第2学期学院：计算机与控制工程学院专业：电气工程及其自动化学生姓名：学号：课程设计题目：××厂降压变电所电气部分设计起迄日期:2015.6月28日~7月11日课程设计地点:07803指导教师:秦鹏学科部副主任：下达任务书日期:2013年6月3日课程设计任务书1．设计目的：通过本课程设计，巩固和加深在《电力系统分析》和《电力工程基础原理》课程中所学的理论知识，基本掌握变电所电气部分设计的一般方法，提高电气设计的设计能力，为今后从事生产和科研工作打下一定的基础。2．设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）：要求根据本厂所能取得的电源及本厂用电负荷的实际情况，并适当考虑到工厂生产的发展，按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求、确定变电所的位置与型式，确定变电所主变压器的台数与容量、类型，选择变电所主接线方案及高低压设备和进出线，确定二次回路方案，选择整定继电保护装置，确定防雷和接地装置，最后按要求写出设计说明书，绘出设计图样。设计依据：1、工厂总平面布置图参考文献1的图11-4。2、工厂负荷情况本厂多数车间为两班制，年最大负荷利用小时数为3400h，日最大负荷持续时间为8h。该厂除铸造车间、电镀车间和锅炉房属于二级负荷外，其余均属于三级负荷。低压动力设备均为三相，额定电压为380V。电气照明及家用电器均为单相，额定电压为220V。本厂的负荷统计资料见附表所示。3、供电电源情况按照工厂与当地供电部门签定的供用电协议规定，本厂可由附近一条6KV的干线取得工作电源。该干线的走向参看工厂总平面图。该干线的导线牌号为LJ-150，导线为等边三角形排列，线距1.0m,干线首端距离本厂约8km。干线首端所装设的高压短路器断流容量为480MVA，此断路器配备有定时限过电流保护和电流速断保护，定时限过电流保护整定的动作时间为1.3s，为满足工厂二级负荷的要求，可采用高压联络线由邻近的单位取得备用电源。已知与本厂高压侧有电气联系的架空线路总长度为50km，电缆线路总长度为15km。4、气象资料：本厂所在地年最高温度30℃，年平均气温为10℃，年最低温度为-15℃，年最热月平均最高温度25℃，年最热月平均气温为28℃，年最热月地下0.8M处平均温度25℃，常年主导风向为北风，覆冰厚度是3CM，年雷暴日数25天。5、地质水文资料：平均海拔900M，地层以沙粘土为主，地下水位2M。6、电费制度供电贴费800元/KVA。每月电费按两部电费制：基本电费为按主变压器容量计为18元/KVA，动力电费为0.2元/KW.H，照明电费为0.5元/KW.H。工厂最大负荷时功率因数不得小于0.90。3．设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、实物样品等〕：提交课程设计说明书一份。4．主要参考文献：[1]刘介才.工厂供电设计指导．北京：机械工业出版社[2]刘笙．电气工程基础．北京：科学出版社[3]贺家李，宋从矩．电力工程基础原理．第三版．北京：中国电力出版社[4]苏文成．工厂供电．第二版．北京：机械工业出版社[5]李宗纲，刘玉林等．工厂供电设计．长春：吉林科学技术出版社[6]刘介才.工厂供电简明设计手册．北京：机械工业出版社[7]李辛，薛钦林.电气设计500例.北京：机械工业出版社5．设计成果形式及要求：提交课程设计说明书一份。6．工作计划及进度：6月28日－6月30日：负荷计算，确定变电所的位置与型式，确定变电所主变压器的台数与容量、类型。7月1日－7月3日：选择变电所主接线方案及高低压设备和进出线。7月4日－7月5日：确定二次回路方案，选择整定继电保护装置。7月6日－7月7日：确定防雷和接地装置。7月8日-7月10：课程设计说明书写作。7月11日：答辩即成绩考核。学科部副主任审查意见：签字：年月日附表：工厂负荷统计资料厂房编号厂房名称负荷类别设备容量/KW需要系数Kd功率因数cos1铸造车间动力3400.40.69照明80.81.02锻压车间动力2400.30.65照明90.71.03金工车间动力3600.20.65照明50.81.04工具车间动力2800.20.63照明80.81.05电镀车间动力2500.40.60照明50.71.06热处理车间动力1000.50.75照明60.71.07装配车间动力1400.380.68照明60.771.08机修车间动力1900.370.69照明2.80.81.09锅炉房动力800.630.78照明10.771.010仓库动力300.380.82照明20.781.0生活区照明2800.770.97电力工程基础课程设计说明书第I页共II页目录1前言.............................................................11.1工厂供电设计的一般原则.....................................11.2工厂供电设计内容及步骤.....................................11.3工厂供电的意义和要求.......................................22负荷计算和无功功率补偿...........................................42.1负荷计算...................................................42.2无功功率补偿...............................................53变电所位置和型号的选择...........................................64变电所主变压器的选择和主结线方案的选择...........................74.1变电所变压器的选择.........................................74.2变压器主接线方案的选择.....................................85短路电流的计算..................................................105.1绘制计算电路..............................................105.2确定基准值................................................105.3计算短路电路中各元件的电抗标幺值..........................105.4计算K-1点(10.5KV侧)的短路电路总电抗及三相短路电流和短路电流.................................................115.5计算K-2点(0.4KV侧)的短路电路总电抗及三相短路电流和短路电流.................................................116变电所一次设备的选择校验........................................136.16kV侧一次设备的选择校验...................................136.2380V侧一次设备的选择校验..................................136.3高低压母线的选择..........................................147变电所进出线以及邻近单位联络线的选择............................157.16kV高压进线和引入电缆的选择...............................157.2380V低压出线的选择........................................157.3作为备用电源的高压联络线的选择校验........................18电力工程基础课程设计说明书第II页共II页8变电所二次回路方案的选择与继电保护的整定......................198.1变电所二次回路方案的选择................................198.2变电所继电保护装置......................................199变压所的防雷保护与接地装置的设计................................219.1直击雷防护................................................219.2雷电侵入波的防护..........................................219.3变电所公共接地装置的设计..................................2110结论............................................................23参考文献...........................................................24电力工程基础课程设计说明书第1页共24页1前言1.1工厂供电设计的一般原则工厂供电设计必须遵循以下原则：（1）工厂供电设计必须遵守国家的有关法令、标准和设计规范，执行国家的有关方针政策，包括节约能源，节约有色金属和保护环境等技术经济政策。（2）工厂供电设计应做到保障人身和设备的安全，供电可靠，电能质量合格，技术先进和经济合理，设计中应采用符合国家标准的效率高、能耗低和性能先进及与用户投资能力相适应的经济合理的电气产品。（3）工厂供电设计应根据工作特点、规模和发展规划，正确处理近期建设与远期发展的关系，做到远近结合，以近期为主，适当考虑扩建的可能性。（4）工厂供电设计必须从全局出发，统筹兼顾，按负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件等，合理确定设计方案。工厂供电设计是整个工厂设计中的重要组成部分。工厂供电设计的质量直接影响到工厂的生产及发展。作为从事工厂供电工作的人员，有必要了解和掌握工厂供电设计的有关知识，以便适应设计工作的需要。1.2工厂供电设计内容及步骤全厂总降压变电所及配电系统设计，是根据各个车间的负荷数量和性质，生产工艺对负荷的要求，以及负荷布局，结合国家供电情况。解决对各部门的安全可靠，经济的分配电能问题。其基本内容有以下几方面：（1）负荷计算全厂总降压变电所的负荷计算，是在车间负荷计算的基础上进行的。考虑车间变电所变压器的功率损耗，从而求出全厂总降压变电所高压侧计算负荷及总功率因数。列出负荷计算表、表达计算成果。（2）工厂总降压变电所的位置和主变压器的台数及容量选择参考电源进线方向，综合考虑设置总降压变电所的有关因素，结合全厂计算负荷以及扩建和备用的需要，确定变压器的台数和容量。（3）工厂总降压变电所主结线设计根据变电所配电回路数，负荷要求的可靠性级别和计算负荷数综合主变压器台数，确定变电所高、低接线方式。对它的基本要求，即要安全可靠有要灵活经电力工程基础课程设计说明书第2页共24页济，安装容易维修方便。（4）厂区高压配电系统设计根据厂内负荷情况，从技术和经济合理性确定厂区配电电压。参考负荷布局及总降压变电所位置，比较几种可行的高压配电网布置放案，计算出导线截面及电压损失，由不同放案的可靠性，电压损失，基建投资，年运行费用，有色金属消耗量等综合技术经济条件列表比值，择优选用。按选定配电系统作线路结构与敷设方式设计。用厂区高压线路平面布置图，敷设要求和架空线路杆位明细表以及工程预算书表达设计成果。（5）厂供、配电系统短路电流计算工厂用电，通常为国家