供电课程设计完整稿某工厂降压变电所一次部分电气设计

供用电工程课程设计说明书某工厂降压变电所一次部分电气设计院、部电气与信息工程学院学生姓名谢兵指导教师桂友超职称讲师专业电气工程及其自动化班级电气本1002班完成时间2013年12月供用电工程课程设计任务书1意义课程设计是教学过程中的一个重要环节，通过课程设计可以巩固本课程理论知识，了解变电所设计的基本方法，了解变电所电能分配等各种实际问题，培养独立分析和解决实际工程技术问题的能力，同时对电力工业的有关政策、方针、技术规程有一定的了解，在计算绘图、编号、设计说明书等方面得到训练，为今后的学习工作奠定基础2课题名称某工厂降压变电所一次部分电气设计3本厂负荷性质本厂多数车间为两班制，年最大负荷利用小时为4600H，日最大负荷持续时间为6H。该厂除铸造车间、电镀车间和锅炉房属二级负荷外，其余均属三级负荷。本厂的负荷统计资料如表1所示。4设计任务1负荷计算2无功功率补偿及电容器的选择3变压器的选择4主接线方案的确定5短路电流计算6一次设备的选择及校验7母线及高低压开关的选择8绘制一次主接线图5参考文献1余健明等供电技术第4版北京机械工业出版社,20082翁双安供电工程第1版北京机械工业出版社,20043刘介才工厂供电第4版北京机械工业出版社,20044唐定曾等建筑电气技术第2版北京机械工业出版社,2003表1全厂各车间符合统计表（380伏侧）计算负荷序号车间或用电设备组名称设备容量KW需用系数KD功率因数COS力率TANPCAKWQCAKVARSCAKVAICAA1薄膜车间120006061332单丝车间108506061333管材车间680035061334注塑车品库（一）2503051736成品库（二）2403051737原料库30025051738包装材料库2003051739水泵房200650807510生活间10080613311锅炉房2000707808812全厂合计目录1负荷计算111单组用电设备计算负荷的计算公式112多组用电设备计算负荷的计算公式12无功功率补偿及电容器的选择33变电所主变压器的选择44变电所主接线方案的选择45短路电流的计算551绘制计算电路552确定短路计算基准值553计算短路电路中个元件的电抗标幺值554K1点（105KV侧）的相关计算655K2点（04KV侧）的相关计算66变电所一次设备的选择校验76110KV侧一次设备的选择校验762380V侧一次设备的选择校验87高低压母线及开关柜的选择98一次部分电气设计主接线电路图109设计总结101负荷计算11单组用电设备计算负荷的计算公式A有功计算负荷（单位为KW），为系数30PDKEDB无功计算负荷（单位为KVAR）TAN30QC视在计算负荷（单位为KVA）30SCOSD计算电流（单位为A）,为用电设备的额定电压（单位为KV）30INU12多组用电设备计算负荷的计算公式A有功计算负荷（单位为KW）30P式中是所有设备组有功计算负荷之和，是有功负荷同时系数，IP30PK可取085095B无功计算负荷（单位为KVAR），是所有设备无功之和；是无功负荷同时系数，30QIQK30IQ3030QQ可取09097C视在计算负荷（单位为KVA）30SD计算电流（单位为A）I具体步骤如下1、薄膜车间KW720160NDCAPKKVAR6953TN1CAQKVA18720212CCCASA839311NCUII30NU230PS30由于各个负荷的计算方法、步骤相同且数据都已给出，因此经过计算，得到各厂房和生活区的负荷计算表，如表2所示（额定电压取380V）表2各厂房和生活区的负荷计算计算负荷序号车间或用电设备组名称设备容量KW需用系数KD功率因数COS力率TANPCAKWQCAKVARSCAKVAICAA1薄膜车间1200060613372009576119818202单丝车间1085060613365108658108316463管材车间6800350613323803165396060174注塑车间189040613375601005125819115成品库（一）25030517375001298149922776成品库（二）24030517372001246143921867原料库300250517375001298149922778包装材料库20030517360001038119918229水泵房2006508075130097501625246910生活间100806133800010641331202211锅炉房20007078088140012321865283312全厂合计346318742433307546732无功功率补偿及电容器的选择由表2可知，该厂380V侧最大负荷时的功率因数只有075。而供电部门要求该厂10KV进线侧最大负荷时功率因数不低于09。考虑到主变压器的无功损耗元大于有功损耗，因此380V侧最大负荷时功率因数应稍大于09，暂取092来计算380V侧所需无功功率补偿容量TANTAN8108TANARCCOS075TANARCCOS09236966KVARCQ30P12参照图1，选PGJ1型低压自动补偿评屏，并联电容器为BW04143型，采用其方案1（主屏）1台与方案3（辅屏）4台相结合，总共容量为84KVAR5420KVAR。补偿前后，变压器低压侧的有功计算负荷基本不变，而无功计算负荷（7276420）KVAR3076KVAR，视在功率30Q8672KVA，计算电流230PS13176A,功率因数提高为COS0935。在无功补偿前，该变电所主变压器T的容量为应选为1250KVA,才能满足负荷用电的需要；而采取无功补偿后，主变压器T的容量选为1000KVA的就足够了。同时由于计算电流的减少，使补偿点在供电系统中各元件上的功率损耗也相应减小，因此无功补偿的经济效益十分可观。主屏辅屏1方案6支路3方案6支路2方案8支路4方案8支路CCNUI3030SP图1PGJ1型低压无功功率自动补偿屏的接线方案3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考虑有下列方案装设一台变压器型号为S9型，而容量根据式，为主变30STNTN压器容量，为总的计算负荷。选1000KVA8989KVA，即选一30STNS台S91000/10型低损耗配电变压器。至于工厂二级负荷所需的备用电源，考虑由邻近单位相联的高压联络线来承担。主变压器的联结组均为YYN0。4变电所主接线方案的选择装设一台主变压器的主接线方案如图2所示。Y0Y0S91000GG1AF0710/04KV联络线（备用电源）GG1AF54GW口1010KVFS410GG1AJ03GG1AJ03GG1AF07GG1AF54GG1AF07GG1AF07主变联络（备用）220/380V高压柜列图2装设一台主变压器的主接线方案5短路电流的计算51绘制计算电路图3短路计算电路52确定短路计算基准值设基准容量100MVA，基准电压105，为短路计算电压，DSDUCNCU即高压侧105KV，低压侧04KV，则1U2D53计算短路电路中个元件的电抗标幺值1电力系统已知电力系统出口断路器的断流容量500MVA，故OCS100MVA/500MVA021X2架空线路查表得LGJ150的线路电抗，而线路长8KM，故KMX/360500MVAK1K2LGJ150,8KM105KVS9100004KV231系统625108360202KVMAUSLXCDKAVMSIDD510311D4223电力变压器查表得变压器的短路电压百分值45，故KU45式中，为变压器的额定容量NS因此绘制短路计算等效电路如图4所示。201K1K2621541图4短路计算等效电路54K1点（105KV侧）的相关计算1541总电抗标幺值02262821XK2542三相短路电流周期分量有效值3543其他短路电流KAIIK96133KISH05522334544三相短路容量55K2点（04KV侧）的相关计算1总电抗标幺值02264573321XXK2三相短路电流周期分量有效值KVAMSUNDK105403MVSKDK7580131KAXIKDK96182511KAXIKDK71934223其他短路电流KAIIK71933KISH236841510334三相短路容量以上短路计算结果综合图表3所示。表3短路计算结果三相短路电流三相短路容量/MVA短路计算点3KI3I3I3SHI3SHI3KSK119619619650296357K21971971973622151376变电所一次设备的选择校验6110KV侧一次设备的选择校验1按工作电压选则设备的额定电压一般不应小于所在系统的额定电压，即，ENUNUEN高压设备的额定电压应不小于其所在系统的最高电压，即。MAXMAX10KV，115KV，高压开关设备、互感器及支柱绝缘额定电压NUMAX12KV，穿墙套管额定电压115KV，熔断器额定电压12KV。EENEN2按工作电流选择设备的额定电流不应小于所在电路的计算电流，即ENI30IE30I3按断流能力选择设备的额定开断电流或断流容量，对分断短路电流的设备来说，不应OCOCS小于它可能分断的最大短路有效值或短路容量，即3KI3K或OCI3KOCS3K对于分断负荷设备电流的设备来说，则为，为最大负荷电流。OCIMAXOLAXLIMVAXD710224隔离开关、负荷开关和断路器的短路稳定度校验A动稳定校验条件或MAXI3SH3MAXSHI、分别为开关的极限通过电流峰值和有效值，、分别为开关所处I3SHISI的三相短路冲击电流瞬时值和有效值B热稳定校验条件IMATTI23对于上面的分析，如表4所示，由它可知所选一次设备均满足要求。表410KV一次侧设备的选择校验选择校验项目电压电流断流能力动态定度热稳定度其它参数NUNI3KI3SHIIMATI23装置地点条件数据10KV577A1T196KA50KA7916额定参数ENENOCIMAXITI2高压少油断路器SN1010I/63010KV630KA16KA40KA5高压隔离开关10/20068GN10KV200A255KA5012二次负荷06高压熔断器RN21010KV05A50KA电压互感器JDJ1010/01KV电压互感器JDZJ10KV310/电流互感器LQJ1010KV100/5AKA1025318KA109281避雷针FS41010KV一次设备型号规格户外隔离开关12KV400A25KA52GW412/40062380V侧一次设备的选择校验同样，做出380V侧一次设备的选择校验，如表5所示，所选数据均满足要求。表5380V一次侧设备的选择校验选择校验项目电压电流断流能力动态定度热稳定度其它参数NUNI3KI3SHIIMATI23装置地点条件数据380V总13176A197KA362KA7019额定参数ENENOCIMAXITI2低压断路器DW151500/3D380V1500A40KA低压断路器DW20630380V630A（大于）30I30KA一般低压断路器DW20200380V200A（大于）3025KA低压断路HD131500/30380V1500A电流互感器LMZJ105500V1500/5A一次设备型号规格电流互感器LMZ105500V100/5A160/5A7高低压母线及开关柜的选择查表得到，10KV母线选LMY3404MM,即母线尺寸为40MM4MM380V母线选LMY3（12010）806，即相母线尺寸为120MM10MM，而中性线母线尺寸为80MM6MM。根据此厂的情况，选择GG1A型高压开关柜，方案号分别为03、07、54、11、95、25、101等。所以各个电器的型号如下03方案GN810型隔离开关，CS61型操动机构，SN1010型油断路器，CS2或CD10操作机构，LDC10型电流互感器；07方案GN810型隔离开关，GN610型隔离开关，CS61型操动机构，SN1010型油断路器，CS2或CD10操动机构，LDC10电流互感器；11方案GN810型隔离开关，CS61型操动机构，SN1010型油断路器，LDC10电流互感器，CS2或CD10操动机构；25方案GN210型隔离开关，CS7型操动机构，SN310型油断路器，CD3型操动机构，LMC10型电流互感器；54方案GN810型隔离开关，CS61型操动机构，RN2DSH10型熔断器，JSJB型电压互感器，FS避雷器；95方案GN610型隔离开关，CS61型操动机构；101方案GN810型隔离开关，C