供配电技术课程设计

四十五页论文图纸供配电技术课程设计题目班级姓名学号指导教师设计时间目录第一章绪论 21.1工厂供电的意义 21.2设计概述 2第二章负荷计算及功率补偿 42.1负荷计算的内容和目的 42.2负荷计算的方法 42.3无功功率补偿 12第三章变电所一次系统设计 133.1变电所的配置 133.2变压器的选择 153.2.1变压器型号选择 153.2.2变压器的台数和容量的确定 153.3全厂变电所主接线设计 163.3.1对变电所主接线的要求 163.3.2变电所主接线方案 173.3.3变电所主接线设计 173.4变电所的布置和结构设计 173.4.1变电所的布置设计 173.4.2变电所的结构设计 18第四章电气设备的选择 194.1短路电流计算 194.2电气设备选择 23第五章电力变压器继电保护设计 285.1电力变压器继电保护配置 285.2电力变压器继电保护原理展开图设计 285.3电力变压器继电保护整定计算 30第六章厂区线路设计 316.1电力线路的接线方式 316.2电力线路的结构 316.3．导线和电缆的选择 316.3.1导线和电缆型号的选择原则 316.3.2导线和电缆截面的选择原则 316.3.3导线截面的选择 326.4厂区照明设计 33第七章小结 34参考文献 36附录1：设备材料表 37第一章绪论1.1工厂供电的意义以第二次工业革命的爆发，从此人类社会进入电气时代，电能的发展是现代工业生产的主要能源和动力。电能既易于由其它形式的能量转换而来，又易于转换为其它形式的能量以供应用；电能的输送的分配既简单经济，又便于控制、调节和计量，有利于实现生产过程自动化。因此，电能在现代工业生产及整个国民经济生活中应用极为广泛。在工厂里，电能虽然是工业生产的主要能源和动力，但是它在产品成本中所占的比重一般很小（除电化工业外）。电能在工业生产中的重要性，并不在于它在产品成本中或投资总额中所占的比重多少，而在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产成本，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。从另一方面来说，如果工厂的电能供应突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果。由于能源节约是工厂供电工作的一个重要方面，而能源节约对于国家经济建设具有十分重要的战略意义，因此做好工厂供配电的工作，对于节约能源、减少能源的浪费，也具有重大的作用。1.2设计概述SSKMAX=300MVASKMIN=200MVAt=1.5sLJ-705kM图1-11、工厂总平面图（参见附图-5）2、使用的各设备型号（参见附表1）3、电源情况电源电压等级10KV电源线路，用一回架空非专用线向本厂供电，导线型号为LJ—70，线路长度为5公里；电源变电所10KV母线短路容量最大运行方式时为300MVA，最小运行方向时为200MVA，单相接地电流为10A；电源变电所10KV引出线继电保护的整定时限为1.5秒。4、全厂功率因数要求不低于0.9《供用电规程》5、计量要求高供高量6、二部电价制收费：（1）电度电价为0.058元/度（2）设备容量电价5元/KVA月（或最高量电价6元/KW月）7、工厂为二班制生产，全年工作时数4500小时，最大负荷利用小时3500小时（均为统计参考值）8、厂区内低压配电线路允许电压损失3.5~5%9、本地气象、地壤等资料：（1）海拔高度9.2米（2）最热月平均温度28.4℃（3）最热月平均最高温度32.2℃（4）极端最高温度38.5℃（5）极端最低温度-15.5℃（6）雷暴日数35.6日/年（7）最热月地下0.8米的平均温度28.2度1.3设计任务及设计方案1、设计任务（1）设计说明书一份其内容包括以下主要部分：1）各车间与全厂的负荷计算，功率因数的补偿（放电电阻值）2）变（配）电所位置的确定，变压器数量、容量的决定3）全厂供电系统的接线方式与变电所主接线的确定4）高气压电气设备与导线电缆的选择5）短路电流的计算与电气设备的校验6）继电保护整定电流（2）设计图纸：1）变(配)电所主接线图一张(或将高、低压分开画两张)2）工厂变配电所和电力线路平面布置图一张3）继电保护原理展开图一张4）变配电所平剖面布置图一张（两张）（3）主要设备材料表一份2、设计方案我们依据工厂各车间的实际情况，利用需要系数法计算出各组设备容量、功率因数不满足供电规程，则进行无功补偿。然后按功率距法确定负荷中心，根据变电所位置选择的原则确定了变电所的位置，如果车间的视在功率大于320KVA，则需设一个车间变电所，再确定变压器的台数和容量，同时也选择了变压器的型号。第二章负荷计算及功率补偿2.1负荷计算的内容和目的一、负荷计算的内容负荷计算又称需要负荷或最大负荷。计算负荷时一个假想的持续性负荷，其热效应与同一时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。在配电设计中，通常采用30分钟的最大平均负荷作为按发热条件选择电器或导体的依据。负荷计算要将各车间设备分组，求出各用电设备的设备容量，然后用需要系数法逐个算出分组的计算负荷，车间计算负荷以及全厂计算负荷。按照要求高压侧的功率因数应该大于0.9，若不满足要求，需要对高压侧进行无功功率补偿。同时，无功功率补偿要考虑设备安装地点和控制方式，根据补偿要求选择相应的成套补偿装置。二、负荷计算的目的工厂企业电力负荷计算的主要目的是：（1）全厂在工程设计的可行性研究阶段要对全厂用电量做出估算以便确定整个工程的方案；（2）在设计工厂供电系统时，为了正确选择变压器的容量，正确选择各种电气设备和配电网络，以及正确选择无功补偿设备等，需要对电力负荷进行计算。2.2负荷计算的方法工程上根据不同的计算目的，针对不同类型的用户和不同类型的负荷，负荷计算的方法有很多种，包括估算法、需要系数法、二项式法和单相负荷计算法，我们采用需要系数法。一、在进行负荷计算时，首先要将不同工作制下的用电设备的额定容量转换算成统一的设备容量。1、长期工作制和短时工作制的用电设备Pe=PN2、反复短时工作制的用电设备电焊机和电焊机组换算到=100%时的功率Pe=PN式中QUOTEPNPN—电焊机额定有功功率QUOTEεN—额定负荷持续率QUOTEε100%—其值为100%的负荷持续率起重机换算到=25%时的额定功率Pe=PNQUOTEεNε25%式中PN—起重机额定有功功率QUOTEεN—额定负荷持续率QUOTEε25%—其值为25%的负荷持续率照明设备的额定容量可按建筑物的单位面积容量法估算Pe=QUOTEω∙S1000式中—建筑物单位面积照明容量W/m2S—建筑物面积m2二、用电设备的计算负荷1、单台用电设备的计算负荷就是其设备容量QUOTEPC=Pe2、单组用电设备的计算负荷有功功率：无功功率：视在功率：QUOTESC=PC2计算电流：QUOTEIC=SC3U式中Kd—tanφ—3、多组用电设备的计算负荷有功功率：QUOTEKP∙i=1nP无功功率：QUOTEQC=Kq∙视在功率：QUOTESC=PC2计算电流：QUOTEIC=SC3式中K∑—三、全厂的负荷计算全厂计算负荷用需要系数法逐级从负荷端计算到变电所电源进线处。表2-1第二车间（中、小件加工）序号用电设备型号名称台数每台设备额定容量（千瓦）备注1M2110内圆磨床34.72M2120内圆磨床67.13M7120A平面磨床84.24M7130K平面磨床47.65M131W外圆磨床76.86M8621A花键轴磨床84.57MQ1350A外圆磨床317.6-8HO57外圆磨床417.6-9Y2235弧齿轮滚齿轮66.510Y4245剃齿机83.911Y4632珩齿轮64.812YB31125滚齿轮323.613Y38A滚齿轮93.914Y38滚齿轮103.915Y3150滚齿轮13.116C630—1M车床310.117C620—1车床57.618L612020T卧式拉床322.119YB6016花键轴铣床86.820Y5120A插齿机102.421Y54插齿机93.622Y236锥齿轮刨齿机122.923B6050牛头刨床13424B69牛头刨床41125B665牛头刨床1326B5020插床1327B5030插床1428X62W万能铣床49.729X502立式铣床104.930X63万能铣床813.231X53T立式铣床713.332Z535立式铣床54.633Z3040摇臂钻床45.234C6150车床37.635C620—3车床48.336CW6140A车床4837C620—1车床10438C6150车床57.639卧式珩磨机41040C620—1车床87.641C616A车床103.342C868丝杠车床113.143Y7132锥形砂轮倒角机143.444MG1432齿轮倒角机137.545YJ9332齿轮倒角机41.146M3030砂轮机31.547Z521台式铣床60.648Q11—3×1200剪边机7349W67—40板料折边压力机63.850AX—320直流弧焊机11451BS—330—1焊接变压器121KVA单相380VQUOTEcosφ=40%525吨电动桥式吊车224.2表2-1为第二车间的用电设备。下面是第二车间的负荷计算：各用电设备组的计算负荷为①冷加工机床：Kd1PC1=KQC1=P②剪床压床：Kd2PC2=Kd2Pe2=0.25QC2=P③电焊机：Kd3将电焊机的设备容量转换到=100%时的功率，且该组只有1台设备，故PC3=Pe3=PNQC3=P④焊接变压器：Kd4=0.15，tanφ4SN=21KVA；cosφ=40%，51号归于这组。将弧焊变压器的设备容量转换到=100%时的功率，且该组仅有1台设备，故PN=SNcosφ=Peφ=PNεNεPC4=PQC4=P⑤5吨电动式吊车：Kd5将吊车的设备容量转换到=25%时的功率，且该组仅有1台设备，故PC5=Pe5=PNQC5=P⑥车间照明：S=0.01×2000×0.027×2000=1080m2，ω=9W/PC6=Pe6=第二车间的计算负荷：K=QUOTEKP∙i=16Pci=0.9QUOTEQC=Kq∙i=16Q==QUOTE128.422+208.242622.97KVAQUOTEIC=SC3UNQUOTE244.653×生活：QUOTEKdKd=1.0，tanφ=0①办公室（4层）照明：S=2352m2，ω=12W/m2PC1=Pe1QC1②职工学校（3层）照明：S=2016m2，ω=13W/m2PC2=Pe2QC2③仓库照明：S=780m2，ω=5W/m2PC3=Pe3QC3④食堂照明：S=780m2，ω=12W/m2PC4=Pe4QC4⑤车库照明：S=312m2，ω=7W/m2PC5=Pe5QC5⑥门卫照明：S=180m2，ω=8W/m2PC6=Pe6QC6则照明的总计算负荷为（KpQUOTEKP∙i=16PciQUOTEQC=Kq∙i=1QUOTESC=PC2+QUOTEIC=SC220加上已算出的其他车间计算负荷得出全厂的计算负荷（）QUOTEKP∙i=16Pci==0.9×（280.22+532.37+347.30+209.14+59.89+0）=1286.03KVar==1988.28KVA==2869.5AΔPT′=0.015SC=0.015×1988.28=29.8KwΔQT′=0.06SC=0.06×1988.28=119.3KvarΔPT′=1516.38+29.8=1546.18KwΔQT′=1286.03+119.3=1405.3Kvar=2089.40KVA==120.6A（功率因素过低所以需要无功补偿）其他车间的计算负荷见表2-2表2-2全厂的负荷计算表序号车间及用电设备组Kd计算负荷Ic（A）PcKWQckvarSckVANO.1第一车间冷加工机床0.331.17249.82292.29384.34起重机0.131.7311.0219.0638.12照明9.72K∑=0.9243.50280.22371.24564.05NO.2第二车间冷加工机床0.161.73285.2493.40剪床0.251.3310.9514.56弧焊机1.3311.2915.02焊接变压器2.2911.7315.6吊车1.7330.652.94照明9.72K∑=0.9323.54532.37622.97946.54NO.3第三车间电阻炉0.70.2262.8552.57起重机0.21.3327.3736.41通风机0.750.75208.88156.66锻工机械0.141.7310.1217.51干燥箱与照明170.78K∑=0.9709.11347.30789.5891199.7NO.4第四车间小批生产的热加工机床0.750.7547.2562.84砂轮机0.80.754836起重机组0.151.7325.6844.42电焊机0.351.3314.6819.52电阻炉10900锅炉房，吊车0.151.735.068.75照明16.16K∑=0.9292.11209.14359.25545.84NO.5第五车间筛选机，碾砂机组0.80.7518.0813.56鼓风机组0.850.7549.1336.8热加工组0.251.330.4250.57运输机0.650.8811.059.72起重机0.251.731.132.25电阻炉0.714.715.2照明1.98K∑=0.990.4559.89108.5164.85NO.6生活照明26.1426.14路灯6.76.7K∑=0.9NO.7全厂低压侧总计1516.381286.031988.282869.5高压侧总计1546.181405.32089.4无功功率补偿756全厂低压侧总计1540.48626.411662.97全厂高压侧总计1564．41617.231659.12.3无功功率补偿一、功率因数对供配电系统的影响及提高功率因数的方法1、功率因数产生的原因及对供配电系统的影响功率因数是衡量供配电系统是否经济运行的一个重要指标。用户中绝大多数用电设备，如感应电动机、电力变压器、电焊机及交流接触器等，它们都要从电网吸收大量无功电流来产生交变磁场，其功率因数均小于0.9，需要进行无功功率补偿，提高功率因数。2、提高功率因数的方法（1）提高自然功率因①合理选择电动机的规格、型号；②防止电动机长时间空载运行；③保证电动机的检修质量；④合理选择变压器的容量；⑤交流接触器的节电运行。（2）人工补偿功率因数①并联电容器人工补偿；②同步电动机补偿；③动态无功功率补偿；④调相机补偿。3、并联电容器补偿容量的确定根据设计的机械厂的实际情况和要求，我们采用并联电容器进行人工补偿，采用并联电容器补偿，此方法是目前应用最广泛的一种方法，优点：有功损耗小，为0.25%-0.5%。无旋转部分，运行维护方便。可按系统需要，增加或减少补偿容量。个别电容器损坏不影响整个装置的运行。当然也有缺点，并联电容器进行人工补偿只能有级补偿，不能随无功变化进行平滑的自动调节，当通风不良及运行温度过高时易发生漏油，爆炸等故障。所以我们可以在变电所0.38KV低压母线上进行人工补偿，本次设计根据设计的思路和综合条件在低压侧进行自动补偿，因为自动补偿一般用于低压侧0.4KV或0.38KV，而且要选用成套的电容器补偿屏。其补偿容量按下式计算全厂高压侧的功率因素：cosφ≈0.74要使高压侧的功率因素在0.9以上，设低压侧的功率因素为0.94所以tanφ1=tan(arcos0.76)=0.85tanφ2=tan(arcos0.94)=0.363QUOTEQC.C=Pav（tanφav1式中QC.C—补偿容量，Pavtanφav1tanφav2查表选取电容器柜型号为PGJ1-3,因为在实际的工程中，要使三相均衡分配，需要选用成套的电容器补偿屏，即本次设计需要9只PGJ1-3电容器QUOTEQC.C=84×9=756Kvar即得到补偿后的低压侧计算负荷：PC′=1516.38KWQC′=1286.03-765=521.03KvarSC′=1603.03KVA变压器的损耗：ΔPT′=0.015SC′=0.015×1603.03=24.1kwΔQT′=0.06SC′=0.06×1603.03=96.2Kvar所以变电所的高压侧的总的计算负荷：PC2′=pc1+ΔPT′=1516.38+24.1=1540.48kwQC2′=Qc1+ΔQT′=1286.03-765+96.2=617.23varSC2′=1659.1KVAΔS=2069.7－1659.1=410.6KVA所以高压侧的功率因素：cosφ2=PC2/SC2=1540.48/1659.1≈0.93计算得出的功率因素满足要求。通过上述计算可得，需补偿的容量为756Kvar，补偿后全厂的高压侧功率因数达到0.93，高压侧的总视在功率减少了410.6KVA。第三章变电所一次系统设计3.1变电所的配置根据实际机械厂的每个车间的计算负荷，将容量超过500KVA的车间设置车间变电所。所以将机械厂设置3个变电所，1个全厂变和2个车间变电所（分别是第二，三车间）一、变电所位置选择1、配变电所位置选择，应根据下列要求综合考虑确定：(1)接近负荷中心。(2)进出线方便。(3)接近电源侧。(4)设备吊装、运输方便。(5)不应设在有剧烈振动的场所。(6)不宜设在多尘、水雾(如大型冷却塔)或有腐蚀性气体的场所。(7)不应设在厕所、浴室或其他经常积水场所的正下方或贴邻。(8)应符合现行的《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》的规定。(9)配变电所为独立建筑物时，不宜设在地势低洼和可能积水的场所。2、负荷中心的确定负荷中心可以用负荷指示图、负荷功率矩法或负荷电能矩法近似来确定。我们的设计均采用功率矩法。下面详细介绍功率矩法计算负荷中心：yyyy1y2y3xxx1x2x3PP1P5P4图3-1如图3-1所示，全厂变主要有三个车间的负荷分别为P1P4P5，建立一个直角坐标系，以机械厂总平面图的左下角的交点为原点O(0，0）P1（x1,y1），P4QUOTEx2，y2（x3,y3），P5（x2,y2），则负荷中心P（xX=QUOTE（Pixi）Pi，y=QUOTE（PiyP1（25，80）P4（82，45）P5（112，75）计算得到：P（64.1，62.95）按负荷功率矩法确定负荷中心，只考虑了各负荷的功率和位置，而未考虑各负荷的工作时间，因而负荷中心被认为是固定不变的，将所得的结果坐标P（64.1，62.95）标定为全厂变的变电所所在的位置坐标。另外还有2个车间变电所（第二车间和第三车间），位置设置在车间内部靠近进线处即可。3.2变压器的选择3.2.1变压器型号选择电力变压器是用于电力系统中的一种静止的电气设备，它依靠电磁感应作用，将一种电压、电流的交流电能转换成同频率的另一种电压、电流的电能。文字符号为T，是变电所中最主要的一次设备，其主要功能是升高或降低电压，以利于电能的合理输送、分配和使用。变压器的分类按照冷却方式分为油浸自冷式、风冷式、水冷式和干式变压器；按功能分：升压变压器和降压变压器；按用途分：普通变压器和特殊变压器；按调压方式分：无载调压变压器和有载调压变压器;型号的选择在国家大力倡导节能减排的背景下，为了响应国家节能的号召，现在工厂供电一般都选择节能型变压器S9、S10系列。根据机械厂的实际情况，本课程设计我们选用了性价比较高的S9系列的节能电力变压器。3.2.2变压器的台数和容量的确定全厂变的变压器的台数和容量的确定：（1）变压器台数的确定①应该满足用电负荷对可靠性的要求。在有一、二级负荷的变电所中，选择两台主变压器，当在技术、经济上比较合理时，主变压器选择也可多于两台；②对季节性负荷或昼夜负荷变化较大的宜用经济运行方式的变电所，技术经济合理时刻选择两台主变压器；③三级负荷一般选择一台主变压器，负荷较大时，也可选择两台主变压器。（2）变压器容量的确定选单台变压器时，其额定容量SN应能满足全部用电设备的计算负荷SC，考虑负荷发展应留有一定的容量裕度，并考虑变压器的经济运行，即S≥（1.15~1.4）SC选用两台主变压器时，其中任意一台主变压器容量S应同时满足下列两个条件。①任一台主变压器单独运行时，应满足总计算负荷的60%-70%的要求，即S=（0.6~0.7）SC②任一台主变压器单独运行时，应满足全部一、二级负荷S（Ⅰ+Ⅱ）的需要，即S≥S（Ⅰ+Ⅱ）根据前面计算出来的负荷SC=895.34KVA选择两台变压器，单台变压器的容量不要超过1000KVA的原则进行选择。S=（0.6~0.7）S=（0.6~0.7）×895.34=（537.2~626.73）KVAS≥S（Ⅰ+Ⅱ）即可以满足一二级负荷S（Ⅰ+Ⅱ）的需要所以我们可以选择S9-630/10变压器两台，单台额定容量为630KVA。另外根据机械加工厂的负荷条件在第二，第三车间分别设有车间变电所，第二车间：S≥（1.15~1.4）SC=（1.15~1.4）×622.97=（716.4~872.2）KVA第三车间：S≥（1.15~1.4）SC=（1.15~1.4）×789.59=（908.0~1105.5）KVA经过上述计算可以得出变压器的具体型号分别选取为S9-800/10，S9-1000/10节能型变压器。3.3全厂变电所主接线设计3.3.1对变电所主接线的要求变配电所由一次回路和二次回路构成。变配电所的主接线两种表现形式：系统式主接线、配置式主接线。基本要求：安全、可靠、灵活、经济。3.3.2变电所主接线方案供配电系统变电所常用的主接线基本形式有线路—变压器组接线、单母线接线和桥式接线3种类型。单母线接线又分为单母线不分段和单母线分段。桥式接线分内桥和外桥。在本次课程设计我们选用的是单母线接线方式，一次侧用单母线不分段，二次侧变压器采用单母线分段接线。如图所示：3.3.3变电所主接线设计高压侧选择KGN型高压开关柜，电流互感器采用两相式接线，电压互感器采用V-V型和Y0/Y0/Y0型，右侧架空线引入，左侧电缆引出。分别有进线柜、计量柜、互感器柜和4个出线柜。低压侧选择GGD型成套开关柜，两台无功电容补偿柜，由两台PGJ-2型无功功率自动补偿屏组成。3.4变电所的布置和结构设计3.4.1变电所的布置设计变电所的布置主要由变压器室、高压配电室、低压配电室和值班室等组成。参见附图-5布置要求：（1）室内布置应紧凑合理，便于值班人员操作、检修、试验、巡视和搬运，配电装置安放位置应保证所要求的最小允许通道宽度，考虑今后发展和扩建的可能。（2）合理布置变电所各室的位置。（3）变压器室应避免西晒，值班室应尽量朝南，尽可能利用自然采光和通风。（4）配电室的设置应符合安全和防火要求，对电气设备载流部分应采用金属网板隔离。（5）高低压配电室、变压器室的门应向外开，相邻的配电室的门应双向开启。（6）变电所内不允许采用可燃性材料装修，不允许热力管道、可燃气管等各种管道从变电所内经过。全厂变电所的布置设计如图所示：3.4.2变电所的结构设计1、变压器室长宽高（9000，4000，4300）2、高压配电室长宽高（9000，4200，3700）配电柜均采用（1470×800）其他具体尺寸详见图纸43、低压配电室长宽高（9000，5500，3700）其他具体尺寸详见图纸4第四章电气设备的选择4.1短路电流计算三相交流系统的短路种类主要有三相短路、两相短路、单相短路和两相接短路。短路发生的主要原因是电力系统中电气设备载流导体的绝缘损坏，运行人员不遵守操作规程发生的误操作以及鸟兽跨越在裸露导体上等。为减轻短路的严重后果需要计算出短路电流，以便正确地选择和校验各种电气设备、计算和整定保护短路的继电保护装置及选择限制短路电流的电气设备（如电抗器）等。供电系统的总图短路电流计算的方法采用我们上课所学的是利用标幺值来计算短路电流，这样可以简化计算，思路清晰明了，便于比较分析。短路电流计算最小运行方式是在两台变压器并联时。图4-1最小模式短路电流计算图SOCmax=300MVA取基本容量Sd=100MVA，基准电压等级分别为=10.5kV,=0.4kV,=0.4kV,=0.4kV系统SX1*==100/300=0.33线路1wLX2*==0.46×5×=2.08变压器3X3*==×=5.6变压器4X4*==×=4.5变压器5，6X5*=X6*==×=7.1K1点的短路电流计算和容量的计算：XK1*=0.33+2.08=2.41Id1==5.5KAIK1*===0.415IK1=Id1XK1*=0.415×5.5=2.3KAish.k1=2.55×2.3=5.8KAK2点的短路电流计算和容量的计算：XK2*=0.33+2.08+5.6=8.01Id2==144.3KAIK2*==0.12IK2=Id2XK2*=144.3×0.12=18KAish.k2=1.84×18=33.12KASK2==144.3×0.12=12MVA图4-2最大模式短路电流计算图最大运行方式是单台变压器运行时。SOCmax=200MVA取基本容量Sd=100MVA，基准电压等级分别为=10.5kV,=0.4kV,=0.4kV,=0.4kV系统SX1*==100/200=0.5线路1wLX2*==0.46×5×=2.08变压器3X3*==×=5.6变压器4X4*==×=4.5变压器5，6X5*=X6*=×=7.1K1点的短路电流计算和容量的计算：XK1*=0.33+2.08=2.41Id1==5.5KAIK1*===0.415IK1=Id1XK1*=0.415×5.5=2.3KAish.k1=2.55×2.3=5.8KAK2点的短路电流计算和容量的计算：XK2*=0.33+2.08+5.6=8.01Id2==144.3KAIK2*==0.12IK2=Id2XK2*=144.3×0.12=18KAish.k2=1.84×18=33.12KASK2==144.3×0.12=12MVA穿越电流：IK2′144.3×0.12=17.32KA全厂各车间的节点的短路电流，冲击电流汇总表：运行方式项目K1K2K3K4最大模式三相短路电流（KA）2.31820.915.2冲击短路电流（KA）5.833.1253.2538.7三相短路容量（MVA）41.5121411最小模式三相短路电流（KA）2.11820.923.5冲击短路电流（KA）5.433.1253.2560.03三相短路容量（MVA）39121416根据计算得出的短路电流和冲击电流，归纳到一个表中，为下面电气设备的选择提供了数据。4.2电气设备选择一、电气设备的选择是供配电系统设计的重要内容，其选择的恰当与否将影响到整个系统能否安全可靠地运行，故必须遵循一定的选择原则：按工作要求和环境条件选择电气设备的型号按正常工作条件选择电气设备的额定电压和额定电流按工作电压选择电气设备的额定电压。电气设备的额定电压U应不低于其所在线路的额定电压UW.N，即U≥U按最大负荷电流选择电气设备的额定电流。电气设备的额定电流应不小于实际通过它的最大负荷电流I（或计算电流I），即I≥I或I≥I（3）按短路电流条件校验电气设备的动稳定性和热稳定性（4）开关电器断流能力校验二、高压电气设备的选择高压开关电器主要指高压断路器、高压熔断器、高压隔离开关和高压负荷开关。高压断路器、高压隔离开关和高压负荷开关的具体选择原则如下：根据使用环境和安装条件来选择设备的型号；在正常条件下，选择设备的额定电压和额定电流；短路校验：动稳定校验热稳定校验；开关电器断流能力校验。1、高压断路器选择I==119.5A选择SN10-10I/630型少油断路器，其有关技术参数及装设地点的电气条件和计算结果列于表4-2中，从中可以看出断路器的参数均大于装设地点的电气条件，故所选断路器合格。表4-2高压断路器校验表序号SN10-10I/630选择要求装设地点电气条件结论项目数据项目数据1U10KV≥U10KV合格2I630A≥I119.5A合格3I16KA≥I2.3KA合格4I40KA≥i5.8KA合格5I16=1024KAs≥I6.4KS合格2、高压隔离开关选择选择GN-10T/200型高压隔离开关。校验结果列于表4-3中表4-3高压隔离开关校验表序号GN-6T/200选择要求装设地点电气条件结论项目数据项目数据1U10KV≥U10KV合格2I200A≥I119.5A合格4I25.5KA≥i5.8KA合格5I10=500KAs≥I6.4KS合格电流互感器的选择高压电流互感器二次侧线圈一般有一至数个不等，其中一个二次线圈用于测量，其余二次线圈用于保护。根据选择LQJ-10-400/5A型电流互感器，校验过程如下：根据变压器一次侧额定电压为10KV，额定电流为119.5A①动稳定校验：KesKes×2I1N=225××0.05=15.9KA>QUOTEish②热稳定校验：（KtIw）2所以选择LQJ-10-400/5A型电流互感器满足要求。三、低压电气设备的选择1.低压断路器的选择和刀开关的选择下面以第二车间为例选择：二车间(拥有车间变电所)根据其负荷分布，为了方便管理和控制，可分为3条路线为二车间设备供电。电缆线路的敷设采用电缆沟敷设，所以属于25℃空气中敷设，二车间低压侧一致采用BV导线-铜芯聚氯乙烯绝缘导线。（1）2车间第一条线路（冷加工类1-15），,QUOTEIK2.max（3）=17.89KA，选取导线型号为BV-500-3×120，则允许载流量Ial①瞬时脱扣器QUOTEIN.OR≥IC=235.7A，故选QUOTEIN.OR=300A脱扣器QUOTEIop（0）≥选则3倍整定倍数的瞬时脱扣器，动作电流整定值3×300=900〉810AIop（0）=900A≤4.5②长延时过电流脱扣器QUOTEIop（1）≥K选取192~240~300中整定电流为300A的脱扣器与保护线路的配合Iop（1③断路器IN.QF④断流能力Ioc=50KAQUOTE≥IK(3)=17.89KA经过计算和整定我们可以选DW15-400A断路器，脱扣器额定电流为300A此条线路的刀开关的选择刀开关只需要校验额定电流和额定电流即可，因为它主要是用来切断电路保证电路正确的切断。查表3-33（供电技术参考资料书）刀开关校验表序号HD12-300选择装设地点的条件结论项目数据要求项目数据1380V≥380V合格2300A≥263.3A合格所以这条线路采用DW15-400A断路器，HD12-300的刀开关。（2）同理，第二条线路（冷加工类16-39）,QUOTEIK2.max（3）=17.89KA，，选取导线型号为BV-500-3×185，则允许载流量Ial①瞬时脱扣器QUOTEIN.OR≥IC=159.8A，故选QUOTEIN.OR=200A脱扣器QUOTEIop（0）≥选则3倍整定倍数的瞬时脱扣器，动作电流整定值3×300=900〉810AIop（0）=900A≤4.5②长延时过电流脱扣器QUOTEIop（1）≥K选取中整定电流256~320~400为400A的脱扣器与保护线路的配合Iop（1）=460.9A≤③断路器QUOTEIN.QF≥IN.OR=200A④断流能力Ioc=50KAQUOTE≥IK(3)=17.89KA因此选DW15-600A断路器，脱扣器额定电流为400A此条线路的刀开关的选择刀开关只需要校验额定电流和额定电流即可，因为它主要是用来切断电路保证电路正确的切断。查表3-33（供电技术参考资料书）刀开关校验表序号HD12-300选择装设地点的条件结论项目数据要求项目数据1380V≥380V合格2500A≥419A合格所以这条线路采用DW15-600A的断路器，HD12-500的刀开关。（3）同理，第三条线路（其余设备40-52）,QUOTEIK2.max（3）=17.89KA，，选取导线型号为BV-500-3×95，则允许载流量Ial①瞬时脱扣器QUOTEIN.OR≥IC=159.8A，故选QUOTEIN.OR=200A脱扣器QUOTEIop（0）≥选则3倍整定倍数的瞬时脱扣器，动作电流整定值3×300=900〉810AIop（0）=900A≤4.5②长延时过电流脱扣器QUOTEIop（1）≥K选取192~240~300中整定电流为300A的脱扣器与保护线路的配合Iop（1③断路器IN.QF④断流能力Ioc=50KAQUOTE≥IK(3)=17.89KA经过计算和整定我们可以选DW15-400A断路器，脱扣器额定电流为300A此条线路的刀开关的选择刀开关只需要校验额定电流和额定电流即可，因为它主要是用来切断电路保证电路正确的切断。查表3-33（供电技术参考资料书）刀开关校验表序号HD12-300选择装设地点的条件结论项目数据要求项目数据1380V≥380V合格2300A≥264.5A合格所以这条线路采用DW15-400A的断路器，HD12-300的刀开关。第五章电力变压器继电保护设计5.1电力变压器继电保护配置电力变压器继电保护配置的一般原则：（1）装设过电流保护和电流速断保护保护装置用于保护相间短路；（2）800KVA以上油浸式变压器和400KVA及以上车间内油浸式变压器应装设气体保护装置用于保护变压器的内部故障和油面降低；（3）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及以上或电流速断保护的灵敏度不满足要求时应装设差动保护装置用于保护内部故障和引出线相间短路；（4）装设过负荷保护和温度保护装置分别用于保护变压器的过负荷和温度升高。由于我们变压器的视在功率为800KVA，所以我们不需要采用温度保护。5.2电力变压器继电保护原理展开图设计KK1（3）K2（3）继电保护原理图的展开图参见图机变电-4继电保护配置的原理如下：1．电流速断保护由继电器KA1、KA2和信号继电器KS1等组成，保护动作后，由出口中间继电器KM瞬时断开QF1、QF1’，并由连接片XB4~XB5确定要断开的断路器。电流速断保护的过程：+WC→FU1→1KA(2KA)→1KS线圈→1XB→KM线圈→—WC2．定时限过电流保护由电流继电器KA3、KA4、KA5、时间继电器KT1与信号继电器KS2等组成，保护范围内故障时，KA3、KA4、KA5启动KT1，经整定时限作用于跳闸。定时限过电流保护的过程：+WC→FU1→3KA(4KA,5KA)→1KT线圈→—WC1KT线圈得电+WC→FU1→1KT→2KS线圈→2XB→KM线圈—WC3．气体保护气体保护（瓦斯保护）由气体继电器（瓦斯继电器）KG、信号继电器KS3、XB、R2等组成。轻瓦斯触点KG1仅作用于信号，重瓦斯触点KG2则瞬时断开变压器两侧的断路器。变压器换油或试验时，为了防止气体保护误动作，可将切换片XB投至位置2，作用于信号。气体继电器是靠油气流冲击而动作的，为了使重瓦斯保护可靠动作，保护出口回路选择具有自保持线圈的中间继电器KM。气体保护的过程：+WC→FU1→KG2→3KS线圈→XB→KM线圈(R1)→—WC（此重瓦斯保护过程，轻瓦斯发出预告信号）4．过负荷保护过负荷保护由电流继电器KA6与时间继电器KT2等组成，保护延时作用于信号。过负荷保护的过程：+WC→FU1→6KA→2KT线圈→—WC2KT线圈得电+WS→FU2→2KT→发出过负荷预告信号5．温度保护温度保护由温度继电器Kθ与信号继电器KS4等组成，保护作用于信号。温度保护的过程：+WC→FU1→K→4KS线圈→3XB→—WC4KS线圈得电+WS→FU2→4KS→发出高温度预告信号5.3电力变压器继电保护整定计算1．定时限过电流保护①动作电流整定选DL-11/20电流继电器，线圈并联，QUOTEIOP.KA(OC)=17A。保护一次侧动作电流为QUOTEKiKWIOP.KA(OC)②动作时间整定QUOTEt2=t1-∆t③灵敏度校验KS=IK2.min2‘2．电流速断保护①动作电流整定IOP.KAOC选DL-11/100电流互感器，线圈并联，IOP.KA(OC)保护一次侧动作电流为IOP1=KiK②灵敏度校验KS=IK1.min2IOP1变压器电流保护灵敏度满足要求。第六章厂区线路设计6.1电力线路的接线方式电力接线方式是指由电源端（变、配电站）向负荷端（电能用户或用电设备）输送电能时采用的网络形式。高压电力线路的接线方式和低压电力线路的接线方式都是一样的，常用的接线方式有：放射式、树干式和环式三种。在本次的设计中，所有车间采用的接线方式是放射式，该接线方式接线清晰简单，操作维护方便，引出线发生故障时互不影响，供电可靠性高。其余的生活部分采用放射式接线方式，该接线方式接线简单方便，与放射式接线方式相比，引出线和有色金属消耗量少，节约成本。6.2电力线路的结构1．架空线路架空线路时指室外架设在电线杆上用于输送电能的线路。由于要经常承受自身重量和各种外力的作用，且需承受大气中有害物质的侵蚀，所以导线材质必须具有良好的导电性、耐腐蚀性和机械强度。2．电缆线路的结构电缆线路有电路电缆和电缆头组成。由于其故障大部分情况发生在接头处，故对电缆头的安装质量尤其要重视，要求密封性好，有足够的机械强度，耐压强度不低于电缆本身的耐压强度。6.3．导线和电缆的选择6.3.1导线和电缆型号的选择原则裸导线常用的型号及适用范围为：（1）铝绞线（LJ）；（2）钢芯铝绞线（LGJ）；（3）铜绞线（TJ）；（4）防腐钢芯铝绞线6.3.2导线和电缆截面的选择原则1、原则：（1）按允许载流量选择导线和电缆截面（2）按允许电压损失选择导线和电缆截面（3）按经济电流密度选择导线和电缆截面（4）按机械强度选择导线和电缆截面（5）满足短路稳定的条件2、方法：按上述5个原则中任选某一个原则，本次设计我们小组所有的母线都是按经济电流密度选择；而导线和电缆截面按允许载流量来选择。6.3.3导线截面的选择.变电所（全厂变）高压侧母线选择：选择硬铝母线，按经济电流密度选择，计算过程如下：年最大负荷利用小时数3500h，查表得：jec=1.15（A/mm2）Ic==（A）Sec=（mm2）查表A-11-2选择LMY-30型号的导线发热条件校验：Ial=365（A）>Ic=114.8（A）故高压侧母线满足条件。2).车间变电所（第二车间）高压侧母线选择选择硬铝母线，按经济电流密度选择，计算过程如下：年最大负荷利用小时数3500h，查表得：jec=1.15（A/mm2）Ic==（A）Sec=（mm2）查表A-11-2选择LMY-15型号的导线发热条件校验：Ial=210（A）>Ic=36（A）故高压侧母线满足条件。3).车间变电所（第二车间）低压侧母线选择：选择硬铜母线，按经济电流密度选择，计算过程(同高压侧计算过程)：年最大负荷利用小时数3500h，查表得：jec=2.25（A/mm2）Ic=946.5A，Sec=选择TMY-3(80×6)发热条件校验：Ial=1480(A)>946.5(A)中性线选择：So，选择So=220.1mm2中性线选择TMY-(50×5)低压侧母线选：TMY-3()+()低压侧母线满足条件。2.低压电缆线的选择以第二车间第一条线路为例计算选择导线截面，=263.3A因为是三相四线制线路，所以查表A-12-1得，明敷设的BV型铜芯线截面为95的BV型导线，在环境温度为30时的允许载流量为303A，其正常最高允许温度为65，即Ial=303A。温度校正系数为导线的实际允许载流量为′=0.97×303=293.91A=263.3A所选相截面Sφ=95满足允许载流量的要求中性线选择：So，选择So=47.5mm2即BV-(3×16)所以选择BV-3(3×35)+(3×16)并且符合低压断电器的校验。6.4厂区照明设计一、工厂常用光源的类型：分为热辐射光源和气体放电光源两种。热辐射光源是利用物体加热到白炽灯状态时辐射发光的原理制成的光源，如白炽灯，卤钨灯；电气放电光源是利用气体放电时发光的原理所制成的光源，如荧光灯、高压汞灯、高压钠灯、金属卤化物灯等。二、照明的分类：照明按其用途可分为工作照明、事故照明、值班照明、警卫照明和障碍照明等；照明按照明方式分为一半照明，局部照明和混合照明方式；三、选择照明器时主要考虑以下几点：1)光的亮度能否满足厂房性质、生产条件的要求。2)照明器的效率与寿命如何，效率太低的照明器不宜选用。3)照明器的种类与使用环境是否想相匹配。4)性价比怎么样。5)更换和维修是否方便四、照明设计部分：根据课程设计机械厂的实际面积和实际布局，我们在车间外道路的一侧安装了路灯，每相邻两杆的距离大约25~30米左右。本次设计选择的照明器是高压钠灯。因为高压钠灯使用时发出黄色光，它具有发光效率高、耗电少、寿命长、照明范围广、透雾能力强和不诱飞虫等优点。所以高压钠灯常用于道路照明和工厂的照明。第七章课设小结在这次的课程设计中，我们先是去参观了学校的小型变电所，在陈老师细致清晰的讲解下，我对变电所的布局和组成有了基本的认识。为我在下面的图纸设计工作奠定了一个扎实的基础。工厂供电设计是整个工厂设计中的重要组成部分。工厂供电设计的质量直接影响到工厂的生产及发展通过解决各种实际问题，培养独立分析和解决实际工程技术问题的能力，同时对电力工业的有关手册、技术要求、行业规则有一定的了解，在计算、绘图、设计说明书等方面得到训练，为今后从事电力行业工作奠定扎实的基础。因此，做好工厂供电工作对于发展工业生产，实现工业现代化，具有十分重要的意义。作为一名学生应该对工程有基本的认识和基础的设计能力。在学习供配电技术这门的过程中，课程设计是教学过程中的一个重要环节，通过课程设计可以巩固本课程理论知识，掌握供配电设计的基本方法，对电力系统和供配电系统的概念、电能的质量指标和电力负荷等基本知识有了基本的了解，也能根据负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件等条件给出合理的设计方案。通过本次课程设计，我们将所学的所有理论知识都很好的运用到了实际的工程设计当中，在具体的设计过程中，遇到了很多问题，通过查资料问老师，都一一得到解答，通过本次锻炼主要体现在以下几个方面：提高了对知识系统化能力设计过程中运用了很多的知识，因此如何将知识系统化就成了关键。如本设计中用到了工厂供电的绝大多数的基础理论和设计方案，因此在设计过程中侧重了知识系统化能力的培养，为今后的工作和学习打下了很好的理论基础。提高了计算和微机应用能力得到提高使自己计算准确度有了明显的进步，没有以前那么马虎大意了。软件方面，熟练了对AUTOCAD、WORD、天正电气等软件的掌握。自我学习的能力提高此次设计过程中遇到了很多的困难，为了解决问题，激发了对获取知识的追求，使自学能力得到了提高。致谢：在我的课程设计过程中,天气很炎热，任课老师陈老师总是很有耐心地回答我们在课设过程中碰到的一些小问题，在此我对陈老师表示最真诚的感谢。陈老师严谨的治学态度和的温文尔雅为师风格，让我们看到了谦和无私温文尔雅的风范。再者感谢所有的帮助过我的人和批评过我的人.特别是黄晓强同学,当我遇到一些困惑的数据时，他不厌其烦地帮我一起寻找错误的原因，才让自己在困顿中不言放弃。最后，再次对关心、帮助我的老师和同学表示衷心地感谢！祝暑假快乐！参考文献《供配版）》唐志平主编电子工业出版社2008年《供电技术课电子工业出版社2008年《供电技术设计参考资料》唐志平主编电子工业出版社2008年《电力继电保护与供电技术实验指导》陈宗涛陈伦琼主编东南大学出版社2009年《10kV及以下供配电设计与煤炭工业出版社2002年附录1：设备材料表序号名称型号及规格单位数量备注1电力变压器2电力变压器S9-800/10台110/0.43电力变压器10/0.44高压开关柜5高压开关柜6低压配电屏7低压配电屏8低压配电屏9无功补偿屏10母线高压11母线高压12母线高压(车间)13电缆低压14电缆低压15电缆低压16电缆BV-500-3×120+1×35米实际量取低压17电缆低压19路灯高压钠灯套32低压毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（