电力工程课程设计

-1-新能源与动力工程学院课程设计报告电力工程课程设计专业电力工程与管理班级电力1201姓名朱斌学号201211354指导教师杜露露2015年7月-2-兰州交通大学新能源与动力工程学院课程设计任务书课程名称：电力工程课程设计指导教师（签名）：杜露露班级：电力1201班姓名：朱斌学号：201211354一、课程设计题目某大学机械厂降压变电所的电气设计二、课程设计使用的原始资料（数据）及设计技术要求：1.教材2.课程设计说明书二、课程设计的目的通过课程设计，主要达到以下目的：1．使学生获得综合运用学过的知识进行变电所主接线设计和电气设备选型的基本能力；2．巩固与扩大学生的电气综合设计知识，为毕业设计做准备；3．为后续课程的学习及今后从事科学研究、工程技术工作打下较坚实的基础。三、课程设计的主要内容和要求（包括原始数据、技术参数、设计要求、工作量要求等）设计内容：1.负荷计算和无功功率补偿；2.变电所主变压器台数和容量、类型的选择；3.变电所主结线方案的设计；4.短路电流的计算；5.变电所一次设备的选择与校验。四、工作进度安排日期地点设计内容7月6日明德楼411由课程设计负责人讲解本课程设计任务及相关内容，下达设计任务书。7月7日明德楼411同学熟悉设计内容和要求，收集相关设计资料及参考书。讲解设计及报告的具体要求，指导学生开展设计。7月8日明德楼411检查学生的进度及完成情况，并就相关问题进行答疑和提问，并对撰写报告进行指导。7月9日明德楼411检查学生的进度及完成情况，并对撰写报告进行指导，于17：30收齐报告。7月10日明德楼411评阅报告，根据成绩评定条件进行成绩评定，并对本组学生进行成绩排序，写出指导评语。五、主要参考文献[1]《电力工程》鞠平主编机械工业出版社[2]《工厂供电设计指导》刘介才主编机械工业出版社[3]《电力系统工程》C.L.Wadhwa科学出版社[4]《电力工程基础》孙丽华机械工业出版社-3-审核批准意见系主任（签字）年月日指导教师评语及成绩评定表指导教师评语成绩设计过程（40）设计报告（50）小组答辩（10）总成绩（100）指导教师签字：年月日-4-引言工厂供电，就是指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂配电。电能是现代工业生产的主要能源和动力。电能既易于由其它形式的能量转换而来，又易于转换为其它形式的能量以供应用；电能的输送的分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。因此，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。电能在工业生产中的重要性，并不在于它在产品成本中或投资总额中所占的比重多少，而在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产成本，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。从另一方面来说，如果工厂的电能供应突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果。做好工厂供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地为工业生产服务，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，并尽可能地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。-5-目录引言1设计任务.................................................-1-1.1工厂供电设计的一般原则.............................-6-1.2工厂总平面图.......................................-6-2负荷计算和无功功率补偿...................................-6-2.1负荷计算...........................................-7-2.2无功功率补偿.......................................-7-3变电所位置和型式的选择...................................-9-4变电所主变压器的选择和主结线方案的选择..................-10-4.1变电所主变压器的选择..............................-10-4.2变压器主接线方案的选择............................-11-5短路电流的计算..........................................-11-5.1绘制计算电路......................................-11-5.2确定短路计算基准值................................-12-5.3计算短路电路中各元件的电抗标幺值..................-12-5.410KV侧三相短路电流和短路容量.....................-13-5.5380KV侧三相短路电流和短路容量....................-13-6变电所一次设备的选择校验................................-14-6.110kV侧一次设备的选择校验.........................-14-6.2380V侧一次设备的选择校验.........................-15-6.3高低压母线的选择..................................-15-7电气主接线图............................................-16-7.1二次回路方案选择.................................-16-8变压所的防雷保护........................................-16-8.1防雷装置意义.....................................-16-8.2直击雷的防治.....................................-16-8.3雷电侵入波保护...................................-17-8.4变电所公共接地装置的设计..........................-17-总结......................................................-17-参考文献..................................................-19-附录..................................................-20--6-1设计任务1.1工厂供电设计的一般原则按照国家标准GB50052-95《供配电系统设计规范》、GB50053-94《10kv及以下设计规范》、GB50054-95《低压配电设计规范》等的规定，进行工厂供电设计必须遵循以下原则：（1）遵守规程、执行政策；（2）安全可靠、先进合理；（3）近期为主、考虑发展；（4）全局出发、统筹兼顾。1.2工厂总平面图表1.1工厂总平面图(4)(5)(6)(7)(10)(9)(8)(1)(2)(3)2负荷计算和无功功率补偿2.1负荷计算表2.1工厂负荷情况表1--1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需要系数功率因数1铸造车动力3800.320.68-7-间照明60.851.07锻压车间动力3200.250.63照明80.781.02金工车间动力3600.260.62照明50.881.06工具车间动力3300.320.62照明90.881.04电镀车间动力2500.580.72照明50.871.09热处理车间动力1800.60.73照明60.881.03装配车间动力1200.370.65照明50.871.010机修车间动力1300.260.61照明20.91.08锅炉房动力900.80.74照明10.91.05仓库动力150.30.82照明20.881.0生活区照明4500.720.922.2无功功率补偿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10kV的公用电源干线取得工作电源。该干线的走向参看工厂总平面图。该干线的导线牌号为LGJ-150，导线为等边三角形排列，线距为1.5m；干线首端距离本厂约8km。干线首端所装设的高压断路器断流容量为300MVA。此断路器配备有定时限过流保护和电流速断保护，定时限过流保护整定的动作时间为1.6s。为满足工厂二级负荷要求，可采用高压联络线由邻近的-8-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70km，电缆线路总长度为35km。表2.2各厂房和生活区的负荷计算表编号名称类别设备容量eP/kW需要系数dKcostan计算负荷30P/kW30Q/kvar30S/kVA30I/A1铸造车间动力3800.320.681.08121.6131.3——照明60.85105.10——小计386—126.7131.3182.5277.37锻压车间动力3200.250.631.238098.4——照明80.78106.20——小计328—86.298.4130.8198.72金工车间动力3600.260.621.2793.6118.9——照明50.88104.40——小计365—98118.91542346工具车间动力3300.320.621.27105.6134.1——照明90.88107.90——小计339—113.5134.1175.72674电镀车间动力2500.580.720.96145139.2——照明50.87104.40——小计255—149.4139.2204.2310.29热处理车间动力1800.60.730.94108110.5——照明60.88105.30——小计186—113.3110.5158.3240.53装配车间动力1200.370.651.1744.452——-9-照明50.87104.40——小计125—48.85271.3108.310机修车间动力1300.260.611.333.844——照明20.9101.80——小计132—35.64456.6868锅炉房动力900.80.740.917265.5——照明10.9100.90——小计91—72.965.598148.95仓库动力150.30.820.74.53.2——照明20.88101.80——小计17—6.33.220.230.7生活区照明4500.720.920.43324139.3352.7535.9总计（380V侧）动力21751174.71036.4——照明499计入pK=0.8,qK=0.850.73939.8880.9128819603变电所位置和型式的选择变电所的位置应尽量接近工厂的负荷中心.工厂的负荷中心按负荷功率矩法来确定.即在工厂平面图的下边和左侧,任作一直角坐标的X轴和Y轴,测出各车间和宿舍区负荷点的坐标位置,例如P1(x1,y1)、P2(x2,y2)、P3(x3,y3)等.而工厂的负荷中心设在P(x,y),P为P1+P2+P3+…=∑Pi.iii321332211P)xP(PPPxPxPxPx(3.1)iii321332211P)yP(PPPyPyPyPy(3.2)-10-图3.1按负荷功率矩法确定负荷中心按负荷功率矩法确定负荷中心如表3.1所示。表3.1各车间和宿舍区负荷点的坐标位置坐标