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工厂供配电课程设计某塑料制品工厂工厂供配电课程设计某塑料制品工厂工厂供配电课程设计某塑料制品工厂工厂供配电课程设计某塑料制品工厂编制仅供参考审核批准生效日期地址：电话：传真:邮编:湖南理工职业技术学院工厂供配电技术课程设计题目：湖南理工职院实习工厂供配电系统的电气设计年级专业：资源工程系机电1095班-28学生姓名：XXX指导老师：周迎春20摘要本说明书叙述了对一个年产量为万吨聚乙烯塑料制品工厂全厂总配变电所及配电系统的设计。本设计首先根据厂方给定的全厂各车间电气设备及车间变电所负荷计算表进行电力负荷计算，然后根据对计算负荷的分析选定主变压器和各车间变电所的变压器型号及其联接组别，在设计中根据本厂供电电源和厂供电要求进行架空线路的选择，根据电力部门对工厂功率因数的要求计算出需要补偿的无功功率并以此选择相应的补偿电容器。然后对线路设定短路点进行短路电流的计算作为各设备的选型依据。考虑到对变压器的保护在设计中对主变压器设置了以下继电保护：瓦斯保护、过电流保护和电流速断保护。关键词：电力负荷计算、无功补偿、短路电流计算、继电保护。目录1.设计任务及原始资料······································································1设计任务···············································································1原始资料···············································································1电力负荷计算········································································12.变电所高压电气设备选型······························································3补偿电容器选择···································································3主变压器的选择···································································3各变电所变压器选择···························································3架空线的选择······································································43.短路电流的计算·············································································5三相短路电流计算目的························································5短路电流计算公式·······························································5各母线短路电流列表···························································64.主变压器继电保护·········································································7保护要求··············································································7保护装置及整定计算···························································75.变电所设计说明············································································8主接线图··························································································9设计体会及今后的改进意································································10参考文献··························································································111．设计任务及原始资料设计任务为某塑料制品厂设计全厂总配变电所及配电系统。1.变电所电气主接线设计。2.短路电流计算。3.主要电气设备选择。原始资料（1）本厂设有薄膜、单丝、管材、注射等四个车间，设备选型全部采用我国新定型设备其外还有辅助车间及其它设施。（2）全厂各车间电气设备及车间变电所负荷计算表（380伏侧）。（3）该厂由处于厂南侧一公里的110/35千伏变电所用35千伏架空线路向其供电，电业部门变电所配出线路定时限过电流保护装置的整定时间为2秒，工厂配电所应不大于秒，工厂的功率因数值要求在以上。（4）生产车间为三班制，部分车间为单班或两班制，全年最大负荷利用时间为5000小时，属于三级负荷。（5）本地区最热月平均最高温度为35摄氏度，土壤中—1深处一年最热月平均温度为20摄氏度，年暴雷日为30天，土壤冻结深度为米，主导风向夏季为南风。（6）本厂地表面比较平坦，土壤主要成分为积土及砂质粘土，层厚为—7米不等，地下水位一般为米，地耐压力为20吨/平方米。电力负荷计算表全厂各车间电气设备及车间变电所负荷计算表（380伏侧）序号车间或用电设备组名称设备容量（千瓦）需要系数功率因数Cos功率因数脚正切tan计算负荷有功(千瓦)无功(千乏)视在(千伏安)（1）变电所1薄膜车间140084014002原料库30153生活间1010884成品库（一）25155成品库（二）246包装材料库206127小计1509（2）变电所1单丝车间138583113852水泵及设备20133小计1405844（3）变电所1注塑车间1891262管材车间8803083小计1069（4）变电所1复制车间1382生活室101883浴室314锻工车间3095原料生活间15112126仓库1597机修模具车间100258热处理车间150909铆焊车间1805410810小计641（5）变电所1锅炉房2001402实验室1253辅助材料库11022444油泵房155加油站106办公室159157小计4758全厂合计509926109乘以参差系数全厂合计（=，=）2349根据公式：=*=*tan=/Cos分别计算出各车间的有功和无功功率及视在功率的计算值填入表。2．变电所高压电器设备选型补偿电容器选择由于本设计中上级要求cosφ≥,而全厂自然功率因数：cos¢=Pjs/Qjs=2349/=<，因此需要进行无功补偿。考虑到主变压器的无功损耗远大于有功损耗，因此暂取cos¢=来计算380V侧所需无功功率补偿容量。故：补偿无功功率Qc=Pjs(tan¢1-tan¢2)=2349[tan-tan]=采用24个并联电容器进行补偿，总共补偿容量100Kvar*24=2400Kvar。主变压器的选择由于该厂的负荷属于二级负荷，对电源的供电可靠性要求较高，宜采用两台变压器，以便当一台变压器发生故障后检修时，另一台变压器能对一、二级负荷继续供电，故选两台变压器（暗备用），每台容量按≥×=因此选两台S9-2000/10型低损耗配电变压器，其联接组别采用Yyn0。因此无功补偿后工厂380V侧和35KV侧的负荷计算如表所示。表无功补偿后工厂的计算负荷项目cos¢计算负荷/kW/kvar/kVA380V侧补偿前负荷2349380V侧无功补偿容量-2400380V侧补偿后负荷2349主变压器功率损耗=37=15035KV侧负荷总计2386各变电所变压器选择安装两台变压器互相暗备用，其容量按≥×=×kVA=kVA因此选两台S9-1250/10型低损耗配电变压器，其联接组别采用Yyn0。安装两台变压器互相暗备用，其容量按≥×=×kVA=因此选两台S9-1000/10型低损耗配电变压器，其联接组别采用Yyn0。安装一台变压器，其容量按≥=kVA因此选一台S9-800/10型低损耗配电变压器，其联接组别采用Yyn0。安装一台变压器，其容量按≥=kVA因此选一台S9-500/10型低损耗配电变压器，其联接组别采用Yyn0。安装两台变压器互相暗备用，其容量按≥×=×kVA=因此选两台S9-250/10型低损耗配电变压器，其联接组别采用Yyn0。表各变压器型号及其参数型号额定电压/kV连接组别损耗/W空载电流（%）阻抗电压（%）高压低压空载负载主变压器两台暗备用S9-2000/3535Yyn0260019000两台暗备用S9-1250/10Yyn0195012000两台暗备用S9-1000/10Yyn0170010300选一台S9-800/10Yyn014007500选一台S9-500/10Yyn096051004两台暗备用S9-250/10Yyn056030504架空线的选择1.由于本厂由电业部门某一110/35千伏变电所供电且两台主变压器互相暗备用所以架空线选择两条互相明备用。2.架空线截面积的选择1).按经济电流密度选择导线截面积线路在工作时的最大工作电流：Ig=/（*）=（*35）=该生产车间为三班制，部分车间为单班或两班制，全年最大负荷利用时数为5000小时，属于三级负荷。其钢芯铝线的电流密度J=所以导线的经济截面面积：Sj=Ig/J==考虑到线路投入使用的长期发展远景，选用截面积为50mm2的导线，所以35KV架空线为LGJ-50的导线。2).按长时允许电流校验导线截面积。查表得LGJ-50型裸导线的长时允许电流Iy=220A(=25)当环境温度为35度时，导线最高工作温度为70度。其长时允许电流为：=Iy=当一台变压器满载，一条输电线检修时导线负荷最大，这时的负荷电流为：Ie=Se/（*Un）=33A由于Ie<,所以符合要求。3).按电压损失校验查表得LGJ-50导线的单位长度电阻和电流为：R0=X0=线路总的电压损失为：U=(P*R+Q*X)/Un=电压损失百分比为：U%=U/Un=<所以导线符合要求。4).按机械强度校验钢芯铝线非居民区35KV最小允许截面为10mm2所以符合要求。3．短路电流的计算三相短路电流的计算目的为了保证电力系统安全运行，择电气设备时，要用流过该设备的最大短路电流进行热稳定校验和动稳定校验，以保证设备在运行中能够经受住突发短路引起的发热和点动力的巨大冲击。同时，为了尽快切断电源对短路点的供电，继电保护装置将自动地使有关断路器跳闸。继电保护装置的整定和断路器的选择，也需要短路电流数据。短路电流的计算公式（标幺值计算方法）：基准容量Sd，基准电压Uav电力系统的电抗标幺值：=Sd/Soc电力线路的电抗标幺值：=LSd/电力变压器的电抗标幺值：=Uk%Sd/100SN三相短路电流周期分量有效值：=Id/短路点处的次暂态短路电流：==短路冲击电流：=（高压系统）=(低压系统)冲击电流有效值：=（高压系统）=(低压系统)三项短路容量：=Sd/=，=，=各母线短路电流列表根据下图和以上公式计算母线短路电流：图短路计算电路图短路计算电路图短路计算等效电路图短路计算等效电路表母线短路电流列表短路计算点三相短路电流/KA三相短路容量/MVAK-1K-24．主变压器继电保护保护要求对于本设计中高压侧为35KV的工厂总降压变电所主变压器来说，过电流保护和电流速断保护。保护装置及整定计算1.瓦斯保护采用FJ-80型开口杯挡板式气体继电器。2.装设反时限过电流保护采用GL15型感应式过电流继电器，两相两继电器式接线，去分流跳闸的操作方式。3.电流互感器的选择高压侧：I1N=2000/（35×）=电流互感器采用三角形接法，计算电流互感器变比Ki=（×）/5=5，选用电流互感器变比Ki=100/5=20（1）过电流动作电流的整定=×2000KVA/(×35kv)=取Krel=,Ki=100/5=20,KW=1,Kre=因此Iop=Krel×KW×(Kre×Ki)=×1××20)=故动作电流整定为7A。（2）过电流保护电流动作时间的整定过电流保护动作时间△t≥t1-t2==故其过电流保护的动作时间可整定为最短的。（3）过电流保护灵敏系数的校验=/KT=×(35Kv/==Iop×Ki/KW=7×20/1=140A所以Sp=660/140=>满足规定的灵敏系数的要求。3.装设电流速断保护采用GL15型继电器的电流速断装置来实现。（1）速断电流的整定==Iqb=Krel×KW×(Ki×KT)=×1×(20×=速断电流倍数整定为Kqb=7=满足规定的倍数。（2）电流速断保护灵敏度系数的整定==×=,=Iqb×Ki/KW=63×20/1=1260A所以Sp=2550/1260=>2满足规定的灵敏系数2的要求。5．变电所设计说明概述该设计为35KV地面变电所一次设计，该变电所是针对全场全年生产能力为万吨聚乙烯及烃塑料制品设计的，变电所内一次设备主要有：两台主要变压器（SJL1-2500/35）和多油断路器，隔离开关，电源变压器，所用变压器，避雷针，高压开关柜进线柜等。室内布置整个主控制室和高压配电室坐南朝北，这样便于主控制室采光，变电所房屋建筑布置见室内平面图。主控制室内装设有低位配电屏，主变保护屏，中央信号，中央信号继电器及电度表屏，主变保护控制屏，主变控制屏，中央信号布置在北侧，正对着值班人员。母线的配电装置分别设在两个单独的房间内，两个配电室之间通过两面双开钢门相连接，另外两个配电室来由一个外开式双开钢门。电容器应单独放置在一个房间内。室外布置35KV电源线由变电所东部引进，配电装置采用低式布置，避雷器，电源变压器及它的保护用的熔断器，低式布置在母线两端，避雷器，电源变压器布置在主控制器的东侧，6KV高压电缆从高压配电室引进来，低电压经穿墙套管进入主控制室，配电装置间隔为5米，进线相间距离为米，最大允许尺度为米。主接线图主接线图设计体会及今后的改进意见这次课程设计历时二个星期，通过这两个星期的学习，发现了自己的很多不足，无论是对知识的理解还是实践能力以及理论联系实际的能力还急需提高。这次的课程设计也让我看到了团队的力量，设计工作是一个团队的工作，团队需要个人，个人也离不开团队，必须发扬团结协作的精神。刚开始的时候，大家就分配好了各自的任务，组长负责继电保护部分，责补偿电器选择部分，责短路电流计算部分，负责变压器与架空线的选择部分，责电力负荷计算以及画图部分，大家积极查询相关资料，并且经常聚在一起讨论各个方案的可行性。在课程设计中只有一两个