冶金机械厂供配电系统设计

1、目录1 设计任务设计要求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，确定变电所的位置和型式，确定变电所主变压器的台数、容量与类型， 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， 确定防雷和接地装置。最后按要求写出设计说明书，绘出设计图纸。设计依据生活区的工厂负荷情况负荷中心(4)后厂门公共电源干线大本厂多数车间为两班制，年最大负荷利用小时为4600h，日最大负荷持续时街(5)(8)(1)间为 6h。该厂除铸造车间、电镀车间和锅炉房属二级负荷外，其余均属三级负厂区荷。本厂的负荷统计资

2、料如表所示。(9)邻厂(2)(6)表 1工厂负荷统计资料厂房编号1276439108生活区厂房名称(3)铸造车间锻压车间金工车间工具车间电镀车间热处理车间装配车间机修车间锅炉车间仓库负荷类别设备容量 /kW需要系数功率因数动力 (7)(10)3000307厂门照明50810350某机械厂总平面图065动力03大街比例 ：1： 200080710照明图 1动力40002065某机械厂总平面图照明100810动力3600306照明70910动力2500508照明50810动力1500608照明50810动力1800307照明60810动力16002065照明40810动力500708照明10810

3、动力200. 40. 8照明10. 81. 0照明3500709供电电源情况供电电源情况 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 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 2m；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 500MVA。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。 为满足工厂二级负荷要求， 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 80km，电缆线路总长度为

4、 25km。气象资料本厂所在地区的年最高气温为38，年平均气温为23，年最低气温为-9 ，年最热月平均最高气温为33，年最热月平均气温为26，年最热月地下米处平均气温为25。当地主导风向为东北风，年雷暴日数为20。地质水文资料本厂所在地区平均海拔500m，地层以砂粘土为主，地下水位为2m。电费制度本厂与当地供电部门达成协议，在工厂变电所高压侧计量电能，设专用计量柜，按两部电费制交纳电费。每月基本电费按主变压器容量为 18 元/kVA，动力电费为元 / ，照明电费为元 / 。工厂最大负荷时的功率因数不得低于，此外，电力用户需按新装变压器容量计算，一次性向供电部门交纳供电贴费：610VA为800/

5、kVA。设计内容及要求1. 确定车间变电所变压器的台数和容量；2.电气主接线图设计；3. 输电导线截面选择（选择一条线路计算）；4.确定短路计算点，计算三相短路电流；5. 主要电气设备选择与校验；设计成果1. 设计说明书一份 （约 4000 字）：包括设计任务所要求的各项设计计算过程、结果和表格，要求内容完整，条理清晰，书面清洁，字迹工整。2. 设计图纸：电气主接线图一张。2 负荷计算本设计采用需要系数法计算。车间各负荷表 2各车间负荷统计资料设备需要计算负荷容量编号名称/kW系数 Pc/kWQc/kvar Sc/kVA I c/Acostan铸造车间动力3551照明10180锻压车间动力32

6、52照明10180金工车间动力405817照明10180工具车间动力3801336照明10180电镀车间动力2554照明710热处理车间动力180108813照明810装配车间动力190579照明5140机修车间动力16510照明410锅炉房动力658照明110仓库动力55225照明110总计全厂负荷取 K p =； Kq =根据上表可算出：P30 i =；Q30i =；S30i = · A则 P30 = K pP30 i =× =Q30 = K qQ30 i =×=S = P302Q302kv · A=· A30S30I30=3U N =co

7、s=P30i =S30i3 短路电路的计算绘制计算电路(1)K-1(3)K-2500MVA(2)LGJ-150,8km系统10kVS11-1250/10380V图 3-1短路计算电路确定短路计算基准值取基准容量 Sd =100MVA，基准电压 U d =U c =U N ， U c 为短路计算电压，即高压侧 U c1 =，低压侧 U c2 =，则I d1 =Sd=100MV ? A=3U c13 10.5kVI d 2 =Sd=100MV ? A = 144kA3U c23 0.4kV计算短路电路中个元件的电抗标幺值已知电力系统出口断路器的断流容量Soc =500MV· A，故X 1

8、 =100M·VA/500MV·A=查表得 LGJ-150 的线路电抗 X0 =/ km ，而线路长 8km，故X 2=(/ km ) × 8 × 100MV ?2A =10.5kv查表得变压器的短路电压百分值U k % =，故X 3= 4.5100MV ? A = 4.5 100 103 kV ? A =1001250kV ? A100 1250kV ? A式中， SN 为变压器的额定容量因此绘制短路计算等效电路如图5-2 所示 , 图上标出各元件的序号和电抗标幺值 , 并标明短路计算点。k-1k-2图 3-2短路计算等效电路k-1 点（侧）的相关计算

9、X ( k 1)X 1*X 2* =+=三相短路电流周期分量有效值3=I d1I k-1=Xk-1其他三相短路电流I ''3I 3I k-31 =ish32.55I'' 3= ×=I sh31.51I'' 3= ×=三相短路容量Sk-31Sd= 100MV· A/= · AXk-1k-2 点（侧）的相关计算Xk-2 =X1X 2X3 =+=3=I d2I k-2144kA/=X=k-2其他短路电流I ''3I 3I k-32 =ish31.84I '' 3=× =I

10、 sh3 = 1.09I '' 3 = × =Sk-32=Sd= 100MV· A/ = MV· AXk-24 变电所变压器和主接线方案的选择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两种可供选择的方案：a)装设一台变压器型号为 S11 型，而容量根据式SN TS30 ， SN T 为主变压器容量， S30 为总的计算负荷。选 SN T =1250kv ·A> S30 =·A，即选一台 S11-1250/10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

11、线来承担。b)装设两台变压器型号为 S11 型，而每台变压器容量根据式 （3-1 ）（、3-2 ）选择，即SN .T（）× · A = （） kv ·A（3-1 ）SN .T S30 （ +） =+ KVA= KVA（3-2 ）因此选两台 S11-630/10 型低损耗配电变压器。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Dyn11。变电所主接线方案的选择一般大中型企业采用35 110KV电源进线时都设置总降压变电所， 将电压降至 610KV后分配给各车间变电所。总降压变电所主接线一般有线路变压器组、单母线、内桥式、外桥

12、式等几种接线方式。按上面考虑的两种主变压器方案可设计下列两种主接线方案：装设一台主变压器的主接线方案这种主接线由于采用了高压断路器，因此变电所的停、送电操作十分方便，而且在发生短路故障时， 过电流保护装置动作， 断路器会自动跳闸， 如果短路故障已经消除， 则可立即合闸恢复供电。 如果配备自动重合闸装置，则供电可靠性更高。但是如果变电所只此一路电源进线时，一般也只用于三级负荷； 但如果变电所低压侧有联络线与其他变电所相连时，或另有备用电源时，则可用二级负荷。如果变电所有两路电源进线，如图 4-1 所示，则供电可靠性相应提高， 可供二级负荷或少量一级负荷。4-1装设一台主变压器的主接线方案装设两台主变压器的主接线方案一次侧采用内桥式结线， 二次侧采用单母线分段的总降压变电所主电路图如4-2 所示，其一次侧的 QF10跨接在两路电源线之间，犹如一座桥梁，而处在线路断路器 QF11和QF12的内侧，靠近变压