工厂供电课程设计指导书.doc

供配电技术课程设计指导书XX机械厂10KV降压变电所电气设计一、熟悉和掌握设计所必须的资料1. 工厂概况包括工厂的建筑规模、结构，总平面图；工厂的负荷、电源情况；当地的气象、地质、水文资料；当地的电费制度等。2. 了解相关的设计规范，学会检索资料，收集信息，树立工程与经济观念。工厂供电设计依据的主要技术标准规范代号 规范名称GB50052-95 供配电系统设计规范GB50053-94 10KV及以下变电所设计规范GB50054-95 低压配电设计规范GB50055-93 通用用电设备配电设计规范GB50057-94建筑物防雷设计规范GB50062-92电力装置的继电保护和自动装置设计规范GBJ6390 电力装置的电测量仪表装置设计规范GB50064XX 电力装置过电压保护设计规范GB5021794 电力工程电缆设计规范GB5022795 并联电容器装置设计规范GB5003492 工业企业照明设计标准JBJ696 机械工厂电力设计规范JGJ/T1692 民用建筑电气设计规范工厂供电设计依据的主要制图标准标准代号 标准名称GB472884、85电气图用图形符号GB698886电气制图GB715987电气技术中的文字符号制定通则GBJ10487建筑制图标准88D263变配电所常用设备构件安装88D264电力变压器室布置86D265杆上变压器台86D266落地式变压器台86D170380/220V架空线路安装86D171610KV瓷横担线路安装86D172610KV铁横担线路安装86D463钢管配线安装86D467硬塑料管配线安装88D563接地装置安装二、负荷计算和无功功率补偿1. 用Excel，按需要系数法计算，完成XX机械厂负荷计算 表1。2. 在车间变电所低压母线集中并联电容器进行无功功率补偿，无功功率补偿容量计算。选择低压无功补偿屏。完成无功功率补偿后工厂的计算负荷 表2低压无功补偿屏选择应考虑：补偿总容量、投切级数、一般选一个主屏，多个辅屏，辅屏所配容量与主屏相同。还要考虑技术先进性（如智能型、无触点开关式）和经济性及与变电所其他开关柜匹配问题。三、变电所位置和型式的选择1.用功率矩法确定工厂的负荷中心，变电所的位置应接近负荷中心。2.确定变电所的位置。四、变电所主变压器的选择1. 变电所主变压器台数、型号、容量、联结组别的选择根据工厂的负荷情况和电源情况，工厂变电所的主变压器可有下列两种方案：1） 装设一台主变压器工厂二级负荷的备用电源，由与邻近单位相联的高压联络线来承担。注意：由于二级负荷已达300多KVA，380V侧电流达500多A，距离又长，因此不能采用低压联络线作备用电源。选择主变压器的型号、容量、联结组别。2） 装设二台主变压器选择主变压器的型号、容量、联结组别。工厂二级负荷的备用电源亦由与邻近单位相联的高压联络线来承担。五、主接线方案的选择1. 变配电所主接线方案的设计原则和要求1） 变配电所的主接线方案，必须与其负荷级别相适应。对二级负荷，应由两回路或一回路6KV及以上专用架空线或电缆供电。其中采用两根电缆组成的线路，且每根电缆应能承受100%的二级负荷。2） 主接线方案在满足运行要求的前提下，应力求简单，变电所高压侧宜采用断路器较少或不用断路器的接线。3）在高压断路器的电源侧及可能反馈电能的另一侧，必须装设高压隔离开关。4）在低压断路器的电源侧及可能反馈电能的另一侧，必须装设低压刀开关。(如果是单台变压器供电，其变压器二次侧出线只需设置一个低压断路器。即靠近电源侧的低压刀开关可省去。5）在装设高压熔断器负荷开关的出线柜母线侧，必须装设高压隔离开关。6）变配电所高压母线上和架空线末端必须装设避雷器。装于母线上的避雷器宜与电压互感器共用一组隔离开关。接于变压器引出线上的避雷器，不宜装设隔离开关。7）中小型工厂变电所一般采用高压少油断路器；在需频繁操作的场合，则应采用真空断路器或SF6断路器。8）工厂的电源进线上应装设专用的计量柜，其中的电流、电压互感器只供计费的电度表用。9） 应考虑无功功率的人工补偿，使最大负荷时功率因数达到规定的要求。10）变配电所的高低压母线一般宜采用单母线或单母线分段结线。11）需带负荷切换主变压器的变电所，高压侧应装设高压断路器或高压负荷开关。12）变电所低压侧的总开关，宜采用低压断路器。当有继电保护或自动切换电源要求时，低压侧的总开关和低压母线分段开关，均应采用低压断路器。13）对一般生产区的车间变电所，宜由工厂总变配电所采用放射式高压配电，以确保供电可靠性，但对辅助生产区及生活区的变电所，可采用树干式配电。14）低压刀开关和低压断路器接法适用于低压配电出线；低压断路器、交流接触器和热继电器接法，低压断路器用作短路保护，接触器用作电路控制器，供电动机频繁起动用。热继电器用作过负荷保护。低压断路器与熔断器的配合 方式适用于开关断流能力不足的情况，此时熔断器进行短路保护，低压断路器只在过负荷和失压时才断开电路。15） 主接线方案应与主变压器经济运行的要求相适应。16） 主接线方案应考虑今后可能的扩展。17） 变配电所的电气设备应选用技术先进，经济适用的节能产品，不得选用国家明令淘汰的产品。当双电源供多个变电所时，宜采用环网供电方式。1. 当出线回路数大于4回路，电源进线侧应装断路器。2. 装有继电保护或自动装置时，如有备用电源自动投入装置或环形供电许及时切换时，电源进线侧应装断路器。2.装设一台主变压器的主接线方案（图1）3.装设二台主变压器的主接线方案（图2）4.两种主接线方案的技术经济比较 表3设计变配电所主接线应按所选主变压器的台数和容量以及负荷对供电可靠性的要求，初步确定23个比较合理的主接线技术和经济比较，择其优者作为选定的变配电所主接线方案。主接线方案的技术指标：供电安全性；供电可靠性；供电的电能质量（电压质量包括电压偏差、电压剥夺、高次谐波）；运行和维护的方便和灵活程度；扩建适应性等。供电系统的经济指标：1） 线路和设备的综合投资额包括线路和设备本身的价格、运输费、管理费、基建安装费等。通常采用线路和设备本身的价格乘以一个大于1的系数作为线路和设备的综合投资额。变配电所变压器和高压设备综合投资额估算序号设备名称型号规格单位数量设备价格设备综合投资单价总金额设备价倍数总投资1电力变压器台约2倍2高压开关柜固定式台约1.5倍手车式台约1.3倍3高压计量柜台约1.5倍4高压电容器柜台约1.4倍备注本表所示设备综合投资中设备价倍数,系粗略值,仅供方案比较参考2） 变配电系统的年运行费包括线路和设备的折旧费、维护管理费和电能损耗费等。线路和设备的折旧费和维护管理费通常取为线路和设备综合投资的一个百分数。变配电所变压器和高压设备及线路年运行费估算序号项目计算标准金额(元)备注1变配电设备折旧费主变压器设备综合投资(元)占综合投资百分数约5%配电设备设备综合投资(元)指高压开关柜计量柜占综合投资百分数约6%2线路折旧费设备综合投资(元)指高压架空线路和电缆线路占综合投资百分数约4%3变配电设备维修管理费设备综合投资(元)占综合投资百分数约6%4线路维修管理费设备综合投资(元)占综合投资百分数约5%5主变压器能耗费年电能损耗(KW.h)电价(元/KW.h)6线路能耗费年电能损耗(KW.h)电价(元/KW.h)年运行费总计电能损耗费根据线路和变压器的年电能损耗计算。线路的年电能损耗 Wa（WL）=3I302RWL*10-3I30 线路的计算电流 RWL 线路每相的电阻 年最大负荷损耗时间（小时），用年最大有功负荷利用小时TMAX查-TMAX曲线图。变压器的年电能损耗 Wa（T）=P0*8760+PK2P0 变压器的空载损耗（KW） PK 变压器的短路损耗（KW） 变压器的负荷率 S30/SN 3）供电贴费（系统增容费）10KV用户 XX元/KVA 800低压用户 XX元/KVA 900变配电所主接线方案进行技术经济比较时，如方案1和方案2 在综合投资额上，Z1Z2，而在年运行费上，F15年，宜选方案2。但在主接线方案的最终确定，还应考虑技术指标，并结合工程实际六、短路计算 表4绘制短路计算电路，用标幺值法。七、变电所一次设备的选择效验以开关柜为单位对变电所一次设备选择效验1.10KV侧一次设备的选择效验 表52.380V侧一次设备的选择效验 表63.高低压母线（建议选TMY）选择。P88八、变电所进出线和邻近单位联络线的选择 表71.10KV高压进线和引入电缆（YJV）的选择1）10KV高压进线采用架空线，接往10KV公用干线。按发热条件选择，效验机械强度，由于此线路很短，不需效验电压损耗。2）由高压配电室至主变的一段线路采用电缆直接埋地敷设。按发热条件选择，效验短路热稳定。由于此线路很短，不需效验电压损耗。2.380V低压出线的选择1）馈电给1、2、3、4、（5）、6、7、8、9、10号厂房的线路建议选择电缆直接埋地敷设。按发热条件选择，效验电压损耗和短路热稳定。5号厂房的线路也可选择BV穿管埋地敷设。2）11号线路建议采用架空线，按发热条件选择，效验电压损耗和机械强度。3.作为备用电源的高压联络线的选择效验建议选择电缆直接埋地敷设。按发热条件选择，效验电压损耗（L=2Km）和短路热稳定。九、变电所二次回路方案的选择和继电保护的整定1.高压断路器的操动机构控制与信号回路断路器的操动机构建议采用手动操动机构。P103，6-11（图2）2.变电所的电能计量回路。1）变电所高压侧装设专用计量柜，装设三相有功电度表、无功电度表和电流表，分别计量全厂的有功电能和无功电能，并据以计算每月工厂的平均功率因数，计量柜由上级供电部门加封和管理。（图2）P102，6-92）作为备用电源的高压联络线上，应装设三相有功电度表、无功电度表和电流表。（图2）P102，6-93）低压侧的动力出线上，均应装设有功电度表、无功电度表。低压照明线路上装设三相四线有功电度表。低压并联电容器组线路上，装设无功电度表。P102，6-10加上无功电度表。4）每一回路均装电流表。低压母线装电压表。5）正确选择仪表的准确度等级。3. 变电所的测量和绝缘监察回路变电所高压侧应装设电压互感器-避雷器柜。画10KV母线的电压测量和绝缘监察原理接线图。P101，6-8（图2）交流回路仪表的精确度等级不应低于2.5级。1.5及2.54.变电所的保护装置1）主变压器保护P96，6-1（图2）（1）瓦斯保护800KVA及以上的油浸式变压器和400KVA及以上的车间内油浸式变压器，均应装设瓦斯保护。当油箱内故障产生轻微瓦斯或油面下降时，应瞬时动作于信号；当产生大量瓦斯时，应动作于断开变压器各侧断路器。（2）反时限过电流保护过电流保护动作电流整定；过电流保护动作时间整定；过电流保护灵敏系数效验。选择反时限过电流保护的继电器型号。（3） 电流速断保护速断电流的整定；电流速断保护灵敏系数效验。（4）画10KV电力变压器继电保护原理图。2）作为备用电源的高压联络线的继电保护装置P96，6-3（1）装设反时限过电流保护过电流保护动作电流整定；过电流保护动作时间整定；过电流保护灵敏系数效验（略）。（2）电流速断保护（略）速断电流的整定；电流速断保护灵敏系数效验。3）变电所低压侧的保护装置（1）低压总开关选择建议选择三相均装过流脱扣器的DW系列低压断路器，既可保护低压侧的相间短路和过负荷（利用长延时脱扣器），而且可保护低压侧单相接地短路。整定脱扣器动作电流，选择低压断路器型号。（2）低压侧出线开关选择。建议低压侧所有出线开关均选用DZ系列低压断路器控制，其瞬时脱扣器可对线路短路故障保护。整定脱扣器动作电流，选择低压断路器型号。十、变电所的防雷保护与接地装置的设计1、变电所的防雷保护1）直击雷防护避雷针、避雷带2）雷电侵入波的防护（1）10KV电源进线 （2）10KV高压配电室保护主变压器 （3）380V低压架空线2、变电所公共接地装置的设计1）接地电阻要求不大于4欧。2）接地装置的设计十一、设计说明书的编写初步设计文件一般有图纸目录、设计说明书、设计图纸、主要设备表和概算(概算一般由建筑经济专业编制)。(1)图纸目录 列出现制图的名称、图别、图号、规格和数量。设计说明书包括前言、目录、中间主题部分和结语。设计说明书要统一编写页码，前面要编写“目录”。目录中的章节序号、标题及页码，均应与正文一致目录一、 原始数据 1.1 设计任务1.2 设计依据二、 负荷计算2.1 XX机械厂降压变电所的负荷计算2.2 无功补偿的计算和变压器选择三、 变电所位置和型式的选择四、 供电系统选择五、 短路电流计算六、 高、低压一次设备选择七、 变电所进出线和邻近单位联络线的选择八、 高压侧继电保护选择及整定九、 防雷设计十、 结束语及参考文献 (2)设计说明书包括： 设计依据。摘录设计总说明中所列的批准文件和依据性资料中与本专业设计有关的内容(包括当地供电部门的技术规定等)，以及本工程其它专业提供的设计资料等电缆或架空线，供电可靠性程度，供电系统短路数据和远期发展情况；用电负荷的性质、负荷等级、供电措施、总电力供应主要指标(总设备容量、总计算容量、需要系数、选用变压器容量及台数等)。2.设计范围。根据设计认为要求和有关设计资料、设计规范、说明本专业设计内容和分工（当有其它单位共同设计时）。3.供电设计：a.供电电源及电压：供电来源，与设计工程的关系（方位、距离），专用线或非专用线，电缆或架空线，供电可靠性程度，供电系统短路数据和远期发展情况；用电负荷的性质、负荷等级、供电措施、总电力供应主要指标（总设备容量、总计算容量、需要系数、选用变压器容量及台数等）。 b.供电系统：叙述供电系统的形式，正常电源与备用电源之间的切换，变压器低压侧之间的联络方式及容量，对供电安全所采取的措施。 c变配电所：叙述总