某厂变配电站主结线设计.doc

课程设计说明书 NO.某厂变配电站主结线设计一课程设计目的1. 学习电力工业有关的技术规程，学习设计过程中的各项基本原则和工具书的使用。2. 通过课程设计，巩固工厂供电课程所学的基础知识和基本设计方法。3. 通过设计，了解变配电所的工作原理及基本特征。4. 充分利用所学课程内容，掌握工厂总配电所、车间变电所设计的整个过程。5. 在计算、绘图、设计说明书等方面得到训练，培养独立分析和解决实际工程技术问题的能力为今后工作奠定基础。二课程设计思路1. 负荷计算及无功功率补偿：采用需要系数法逐点计算111个车间、1#5#10/0.4KV车间变电所、厂10KV配电所的负荷计算，并在厂配电所10KV母线处安装静电电容器进行无功功率补偿，满足电业部门对10KV进线处功率因数达到0.9以上的要求。2. 确定车间变电所的变压器型号规格：1号变电所给铸造车间、电镀车间、锅炉房进行供电，选择2台S7-500/10电力变压器；2号变电所给锻压车间、金工车间、装配车间进行供电，选择1台S7-160/10电力变压器；3号变电所给工具车间、热处理车间、机修车间、仓库进行供电，选择1台S7-200/10电力变压器；4号变电所选择1台S7-50/10电力变压器为厂区照明供电；5号变电所选择1台S7-200/10电力变压器为工厂生活区照明供电；3. 主结线的设计：分析原始资料及负荷计算结果，经过分析比较确定最优方案6。10KV配电所采用单母线结线；1号变电所采用单母线结线，两台变压器明备用，并引入一10kv备用电源；其它变电所均采用线路-变压器组单元接线。4. 短路电流设计：满足电气设备的选择和继电保护的需要，计算三相短路电流并列出汇总表。5. .主要电气设备选择：包括断路器，隔离开关，互感器，导线截面和型号，绝缘子等设备的选择和校验。 沈 阳 大 学课程设计说明书 NO.目 录1. 基础资料.12. 负荷计算.13. 变压器的设置. .1 4. 主结线的确定.45. 短路电流计算.56. 电气设备的选择.97. 设计心得体会.16参考文献.17 沈 阳 大 学课程设计说明书 NO.11. 基础资料机械厂平面图供电电源 厂东北方向6km处有一地区降压变电所，允许以一回架空线向工厂供电，电源电压为10KV。10KV侧系统在地区降压变电所引出线的最大三相短路容量为1000MVA， 最小三相短路容量为500MVA。 厂东方向其他工厂引入10KV电缆作为备用电源，平时不准投入，只有在该厂的主供电源发生故障或检修时提供照明及部分重要负荷用电，输送容量不得超过400KVA。供电部门对功率因数的要求当35KV供电时，cos =0.9；当10KV供电时，cos =0.95。 沈 阳 大 学课程设计说明书 NO.2全厂各车间负荷统计表表1全厂各车间负荷统计表厂房编号用电单位名称负荷性质设备容量需要系数功率因数1铸造车间（二级负荷）动力2100.80.65照明50.71.02锻压车间动力2000.20.60照明50.71.03金工车间动力2000.20.60照明50.71.04工具车间动力2000.20.60照明50.71.05电镀车间（二级负荷）动力1500.40.7照明50.71.06热处理车间动力1000.40.7照明50.71.07装配车间动力50.30.65照明50.71.08机修车间动力1000.20.6照明20.71.09锅炉房（二级负荷）动力500.40.6照明10.71.010仓库动力100.20.6照明10.71.011生活区照明2000.61.0 沈 阳 大 学课程设计说明书 NO.32. 负荷计算各车间动力计算负荷基本计算公式： 式中： 计算车间照明总负荷 厂区照明采用专用照明变压器。因各车间的均为0.7，cos=1.0 计算生活区负荷 生活区照明采用专用照明变压器。为0.6，cos=1.0 列出车间与照明负荷计算表（表2）编号单位名称负荷性质设备容量/KW需要系数Kd功率因数costan负 荷 计 算1铸造车间 动力2100.80.651.16168194.88258.46392.8照明50.71.003.503.55.322锻压车间 动力2000.20.601.334053.266.67101.3照明50.71.003.503.55.323金工车间 动力2000.20.601.334053.266.67101.3照明50.71.003.503.55.32 沈 阳 大 学课程设计说明书 NO.4表2续表 编号单位名称负荷性质设备容量/KW需要系数Kd功率因数costan负 荷 计 算4工具车间 动力2000.20.601.334053.266.67101.3照明50.71.003.503.55.325电镀车间（二级负荷） 动力1500.40.71.026061.285.71130.2照明50.71.003.503.55.326热处理车间 动力1000.40.71.024040.857.1486.84照明50.71.003.503.55.327装配车间 动力50.30.651.161.51.742.313.51照明50.71.003.503.55.328机修车间 动力1000.20.61.332026.633.3350.65照明20.71.001.401.42.129锅炉房（二级负荷） 动力500.40.61.332026.633.3350.65照明10.71.001.401.42.1210仓库 动力100.20.61.3322.663.335.07照明10.71.000.700.71.0611生活区照明2000.61.001200120182.4例举铸造车间计算过程，其它车间计算方法相同。 沈 阳 大 学课程设计说明书 NO.53. 变压器的设置确定设置原则v 当动力影响照明时需设专用照明变压器v 应尽力保证二级负荷的供电v 尽量使用型号相同的变压器确定设置方法v 厂区设专用照明变压器v 最大车间设转用变电所，5与9车间用同一变压器供电v 生活区设专用变压器v 几个车间可共用一台变压器，并要兼顾功率和位置的搭配车间变电所负荷计算一号变电所380V母线计算公式： 计算结果： 变电所10KV母线的计算负荷（线路损耗忽略不计）=277.2+0.012X415.5=277.2+4.986=282.2KW=309.5+0.06X415.5=309.5+24.93=334.43KVAR二五号变电所算法类似。 沈 阳 大 学课程设计说明书 NO.6列出车间变压器设置及全厂负荷的结果 表3设备或车间名称设备功率/KW需要系数Kd功率因数cos计算负荷变压器容量/KVA有功功率/KW无功功率/Kvar视在功率/KVA计算电流/A一号变电所1. 铸造车间5.电镀车间9.锅炉房 合计同时系数取0.9变压器损耗损耗后合计21015050410410 4100.80.40.40.650.700.6016812020308277.24.986282.2194.9122.426.6343.9309.524.93334.43258.5171.433.3415.5437.58392.76260.4250.60631.2825.26500x2二号变电所2. 锻压车间6.金工车间8.装配车间 合计同时系数取0.9变压器损耗损耗后合计20020054050.20.20.30.60.60.650.640401.581.573.351.46474.8153.353.31.74108.3497.57.32104.8266.6766.672.31122.01128.27101.32101.323.51185.367.40160x1 沈 阳 大 学课程设计说明书 NO.7表3续表 设备或车间名称设备功率/KW需要系数Kd功率因数cos计算负荷变压器容量/KVA有功功率/KW无功功率/Kvar视在功率/KVA计算电流/A三号变电所3. 工具车间6.热处理车间8.机修车间 10.仓库合计同时系数取0.9变压器损耗损耗后合计200100100104100.20.40.20.20.60.70.60.60.635404020210291.81.73293.5353.240.826.62.66123.81111.438.66120.0966.6757.1433.333.33144.37152.22101.3286.1450.655.07219.358.79200x1四号变电所厂区照明390.71.027.3027.350x1五号变电所生活区2000.61.01200120200x1计入同时系数0.9后合计0.73537.96503.4736.76全厂高压无功补偿总容量243.28全厂补偿后合计14640.37537.96259.12597.1134.47 沈 阳 大 学课程设计说明书 NO.8供电电压和电源线路的选择 再按线路允许电压损失不超过5%，确定。电源线路的供电电压采用10kv供电，导线型号选择LGJ-25，电源线路距离为6km。由公式计算电压损失查参考文献【1】附表9 R0=0.95/km X0=0.374/km 无功功率补偿计算公式：补偿容量 （kvar） 0.9362 补偿后计算负荷 沈 阳 大 学课程设计说明书 NO.94.主结线的确定 全厂设置一座10KV配电所，由工作电源为之供电，主结线采用单母线分段结线方式。一号车间变电所10kv和0.4kv侧均采用单母线结线方式，两台变压器明备用，并引入一10kv备用电源；其它变电所均采用线路-变压器组单元接线。 沈 阳 大 学课程设计说明书 NO.10（2） 主结线 沈 阳 大 学课程设计说明书 NO.115.短路电流计算 为了选择高压电气设备，整定继电保护，需要计算厂配电所的10kV母线以及厂区高压配电线路末端（即车间变电所10KV高压侧）的短路电流，但因工厂厂区不大，距离很短，因此10kV母线与10kV馈电线末端处得短路电流差别极小，故只计算厂配电所的10kV母线和车间变压器0.4KV低压侧母线两点短路电流4。并以一号变电所为例。 短路回路中各元件阻抗的计算 设基准容量 ； 计算系统电抗标幺值 10kV供电线路的电抗标幺值 2.04 1号车间变压器电抗标幺值 短路电流计算K1短路点基准电流 ;K2短路点基准电流 ;系统最大运行方式下，短路回路总的综合电抗 沈 阳 大 学课程设计说明书 NO.12K1点短路电流K2点短路电流系统最小运行方式下，短路回路总的综合电抗 K1点短路电流K2点短路电流表4 K1点三相短路电流计算结果项目（kA）（kA）（kA）（MVA）计算公式=系统最大运行方式2.572.576.5546.73系统最小运行方式2.452.456.2444.64表5 K2点三相短路电流计算结果项目（kA）（kA）（kA）（MVA）计算公式=系统最大运行方式14.2314.2336.289.86系统最小运行方式14.0914.0935.939.76 沈 阳 大 学课程设计说明书 NO.136. 电气设备的选择 变配电所高压电气设备，主要指6-10KV以上的断路器、隔离开关、负荷开关、熔断器、互感器、电抗器、母线、电缆、支持绝缘子及穿墙套管等，这些电气各自的功能和特点不同，要求的运行条件和装置的环境也各不相同，但是也具有共同遵守的原则。电气设备要能可靠的工作，必须按正常条件进行选择，并且按短路情况进行稳定校验14。对于供电系统高压电气设备的选择，除了根据正常运行条件下的额定电压，额定电流等选择条件外，还应该按短路电流所产生的电动力效应及热效应进行校验。 在选择供电系统的高压电气设备时，应进行点的选择及校验项目见表4所示。表6 选择电气设备时应校验的项目校验项目设备名称电压（kV）电流（A）遮断容量（MVA）短路电流校验动稳定热稳定断路器XXXXX负荷开关XXXXX隔离开关XXXX熔断器XXX电流互感器XXXX电压互感器X支柱绝缘子XX套管绝缘子XX母线XXX电缆XXX限流电抗器XXXX注：表中“X”表选择及校验项目 沈 阳 大 学课程设计说明书 NO.14热稳定性校验高压电器： 或电流互感器： 或母线及电缆：力稳定性校验高压电器（断路器、隔离开关、电抗器等）：； 电流互感器：母线： M =（两个跨距以上）； M =; 短路能力的校验包括短路器、负荷开关、熔断器等 ； 依据以上公式和短路电流计算结果选择高电气设备设备见表7。低压电气设备选择略。表7设备名称及型号计算数据高压断路器隔离开关电流互感器SN10-10I/600GN6(8)-10/400LA-10 75/5U = 10 kV10 kV10 kV10 kVI = 46A600A400A75/5Aish=6.55 kA52 kA30kA1200.075 kA2.5720.220.2241425SK=46.73MVA350MVA 沈 阳 大 学课程设计说明书 NO.157.设计心得体会课程设计是一个学习的过程，充分利用所学课程内容，掌握工厂总配电所、车间变电所设计的整个过程。在计算、绘图、设计说明书等方面得到训练，培养独立分析和解决实际工程技术问题的能力为今后工作奠定基础。分析原始资料及负荷计算结果，经过分析比较确定最优方案。10KV配电所采用单母线结线；1号变电所采用单母线结线，两台变压器明备用，并引入一10kv备用电源；其它变电所均采用线路-变压器组单元接线并发现、提出、分析和解决实际问题。锻炼实践能力的重要环节培养学生综合运用所学知识，此次课程设计我发现了自己的很多不足，比如变配电所高压电气设备，主要指6-10KV以上的断路器、隔离开关、负荷开关、熔断器、互感器、电抗器、母线、电缆、支持绝缘子及穿墙套管等，电气设备要能可靠的工作，必须按正常条件进行选择，并且按短路情况进行稳定校验。这次设计让我发现知识的很多漏洞，让我知道了学无止境的道理。我国的电能十分紧张，我们要节约用电，