某化纤毛纺织厂全厂总配电所及配电系统设计

电气与信息工程课程设计说明书某化纤毛纺织厂全厂总配电所及配电系统设计学院（部）：电气工程及其自动化专业班级：电气09-7组别：第五组成员：李明明刘楠钟志祥吴波胡松贵许超指导教师：杨岸2012年7月4日摘要电能是现代工业生产的主要能源和动力，其应用极为广泛。

本课程设计是有关化纤毛纺织厂全厂总配变电所及配电系统。根据该厂负荷统计资料，并适当考虑相关要求，完成工厂供电系统的设计。设计将分六章，第一章讲了设计任务的要求和原始材料的分析。。第二章讲述了变电所一次侧电气设备选型。其中包括无功补偿电容器选择、各车间变压器选择及架空线的选择。第三章讲的短路电流计算。第四章讲的是电气设备的选择与校验。然后第五章是基于自然风向和气候条件以及地址条件选择配电所位置和机构。第六章考虑防雷的相关设计。最后总结在此次工厂供电设计重点一些收获和体会。关键词：电能，配电所，配电系统，工厂供电目录摘要 总计注：由于各组设备的功率因数不一定相同，因此总的视在计算负荷和计算电流一般不能用各组的视在计算负荷或计算电流之和来计算。在计算多组设备总的计算负荷时，为了简化和统一，各组的设备台数不论多少，各组的计算负荷均按表2.1所列的计算系数计算，而不必考虑设备台数少而适当增大和cosθ。根据供电协议的功率因数要求，取补偿后的高压侧功率因数，集中补偿的容量计算如下：总视在功率S=2358.007kva，总有功功率P=1824.574。未补偿前的功率因数<0.9，所以需要进行无功补偿。因为，故取来计算低压侧所需无功功率补偿容量。补偿无功功率=Kvar采用9个BWF6.3-100-1并联电容器进行补偿，总共补偿容量安装一台变压器，其容量按因此选择型变压器，其连接组别采用Y,yn0.安装一台变压器，其容量按因此选择型变压器，其连接组别为Y,d11.按要求安装两台变压器，且明备用，其容量按因此选择两台型变压器，其连接组别均为Y,yn0.表2-1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（%）高压低压空载负载选一台10Yyn0180011600选一台10Yyn0220013800两台明备用10Yyn092058004因为本厂由电业部门某一35/10千伏变电所供电，选择两条架空线互为暗备用：,因为互为暗备用，故每条架空线额定电流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6000小时，属于二级负荷。其钢芯铝线的电流密度J=0.9所以导线的经济截面面积：截面选得越大，电能损耗就越小，但线路投资及维修管理费用就越高；截面选得小，线路投资及维修管理费用虽然低，但电能损耗则增加。考虑到线路投入使用的长期发展远景，选用截面积为70mm2的导线，所以10KV架空线为LGJ-70的导线。（2）.按允许载流量选择导线、电缆截面查表得LGJ-50型裸导线的长时允许电流当环境温度为30度时，导线最高工作温度为70度。其长时允许电流为：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：由于,所以符合要求。（3）.按电压损耗选择导线和电缆截面查表得LGJ-70导线的单位长度电阻和电抗为：电压损失百分比为：（注：为线路额定电压的5%）所以导线符合要求。（4）.按机械强度校验导线截面钢芯铝线非居民区10KV最小允许截面为10mm2所以符合要求。短路电流计算是供配电系统设计与运行的基础，主要用于解决以下问题。选择和校验各种电气设备，例如断路器、互感器、电抗器、母线等。合理配置继电保护和自动装置。作为选择和评价电气主接线方案的依据。3.2短路电流的计算公式（标幺值计算方法）：基准容量QUOTE，高压侧基准电压QUOTE，低压侧基准电压QUOTE基准电流QUOTE,电力变压器的电抗标幺值：QUOTE三相短路电流周期分量有效值：在无限大容量系统中，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)三相短路容量：QUOTE，，3.3各母线电流列表取基准容量QUOTE，高压侧基准电压QUOTE，低压侧基准电压QUOTE高压侧基准电流低压侧基准电流系统最小阻抗标幺值系统最大标幺值变压器阻抗标幺值：所以QUOTEQUOTE总配进线：QUOTE最大运行方式下：绘制等效电路图图3-1最大运行方式下等效电路图对于点发生三相短路:QUOTEQUOTEQUOTE对于QUOTE点发生三相短路:QUOTEQUOTEQUOTE对于QUOTE点发生三相短路:QUOTEQUOTEQUOTEQUOTEQUOTE对于K4点发生三相短路:QUOTEQUOTEQUOTEQUOTEQUOTE最小运行方式下：绘制等效电路图图3-2最小运行方式下等效电路图对于QUOTE点发生三相短路:QUOTEQUOTEQUOTEQUOTEQUOTE对于QUOTE点发生三相短路:QUOTEQUOTEQUOTEQUOTEQUOTE对于QUOTE点发生三相短路:QUOTEQUOTEQUOTEQUOTEQUOTE对于QUOTE点发生三相短路:QUOTEQUOTEQUOTEQUOTEQUOTE将以上数据列成短路计算表，如表3.1和表3.2所示：表3-1最大运行方式短路点（kA）（kA）（kA）三相短路容量（MVA）533315表3-2最小运行方式短路点（kA）（kA）（kA）三相短路容量（MVA）1464.10kv高压开关电柜选型故三个开关柜选型如下：参数名称单位参数额定电流A63010001250-3150主母线额定电流A630-3150额定电压kV3.67.212额定频率HZ50额定动稳电流kA4080100额定热稳电流kA1640额定热稳时间S4/1min额定开断电流kA1640额定短路持续时间S4防护等级IP4X额定绝缘水平1min工频电压kV42冲击电压kV75动稳定校验热稳定校验符合要求.项目单位数据额定电压kV10最高工作电压kV121min工频耐压kV42雷电冲击电压kV75辅助回路1min工频耐压kV2额定频率Hz50额定电流kA1250-40004s热稳电流kA31.54050额定动稳电流6380100125配用断路器真空断路器防护等级外壳IP4X,各隔离室隔板IP2X动稳定校验热稳定校验符合要求项目单位数据额定电压kV3.67.212额定电流A10001250-3000额定开断电流kA12.5202531.540额定关合电流kA31.5506380100额定动稳电流kA31.5506380100额定热稳电流kA12.5202531.540热稳时间s4防护等级IP2X母线系统单母线带架空操作方式电磁式外形尺寸（宽*高*宽）mm1100*1520*2650动稳定校验热稳定校验符合要求.5变电所继电保护装置配置继电保护装置应该满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性。电力设备和线路短路故障的保护应设有主保护和后备保护，必要时再增加辅助保护。选变压器NO.1进行保护。（1）线路过电流保护线路过电流保护接线原理图和展开图 图5-1线路过电流保护接线原理图和展开图各参数整定计算如下：，取整数6A保护时限<1s灵敏系数校验：合格电流速断保护电流速断保护原理图和展开图接线图如下：图5-2电流速断保护原理图和展开图各参数整定计算如下：=继电保护动作电流==动作时间t=0s保护范围校验==-59.6%其中所以无保护范围对于高压侧为6~10kV的车间变电所主变压器来说，通常装设有带时限的过电流保护；如果电流保护的动作时间大于0.5~0.7秒时，还应装设电流速断保护。容量在800kVA及以上的油侵式变压器和400kVA及以上的车间内油侵式变压器，按规定应专设瓦斯保护。瓦斯保护在变压器轻微故障时，动作于信号，而其他保护包括瓦斯保护在变压器发生严重故障时，一般均动作于跳闸。但是，如果单台运行的变压器容量在10000kVA及以上和并列运行的变压器每台容量在6300KVA及以上时，则要求装设纵连差动保护来取代电流速断保护。经分析整定计算后本方案确定采用过电流保护，单相接地短路保护过负荷保护和瓦斯保护。a.变压器过电流保护动作跳闸，应作如下检查和处理：（1）检查母线及母线上的设备是否有短路；（2）检查变压器及各侧设备是否短路；（3）检查低压侧保护是否动作，各条线路的保护有无动作；（4）确认母线无电时，应拉开该母线所带的线路；（5）如是母线故障，应视该站母线设置情况，用倒母线或转带负荷的方法处理；（6）经检查确认是否越级跳闸，如是，应试送变压器；（7）试送良好，应逐路检查故障线路。变压器过电流保护保护装置一次侧动作电流为电流继电器动作电流为灵敏系数校验保护时限因为变压器过电流保护时限大于0.5s所以变压器应设电流速断保护。11600/=696A696在变压器高压侧设置过负荷保护，因为负荷多数情况下是三相对称的，因此过负荷只用一个电流继电器接于一相电流，经延时9~10s作用于预告信号。保护装置一次侧动作电流和电流继电器的动作电流为==d.变压器低压侧单相接地短路保护，利用高压侧三相过电流保护兼做单相接地短路保护。图5-3瓦斯保护设计心得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，大家积极查询相关资料，并且经常聚在一起讨论