某机械厂降压变电所的电气设计

12011年度本科生供配电课程（设计）供配电（设计）题目院－系：专业：电气工程及其自动化年级：学生姓名：学号：导师及职称：2012年2月22011AnnualGraduationThesis(Project)oftheCollegeUndergraduateTitleoftheGraduationThesis(Project)Department：Major:电气工程及其自动化Grade:Student’sName:StudentNo.:Tutor:June,20123课程设计（论文）题目：某机械厂降压变电所的电气设计一、课程设计（论文）要求及原始数据（资料）：1）课程设计（论文）要求要求根据本厂所能取得的电源6KV，绘出设计图纸。2）课程设计（论文）原始数据（资料）①工厂总平面图仓库铸造车间锻压车间热处理车间电镀车间工具车间机修车间装配车间金工车间锅炉房北厂区厂门后厂门大街公共电源线工厂生活区生活区的负荷中心邻厂大街大街×机械厂总平面图比例：1：2000九钢机械厂总平面图②工厂负荷情况本厂多数车间为两班制，年最大利用负荷小时为50000h，日最大负荷持续时间为5h。该厂除铸造车间、电镀车间和锅炉房属二级负荷外，其余均属三级负荷。低压动力设备均为三相，额定电压为380V。电气照明及家用电器均为单相，额定电压为220V。本厂的负荷统计资料如下表所示。工厂负荷统计资料4厂房编号厂房名称负荷类别设备容量/kW需要系数功率因数1铸造车间动力3000.30.60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4000.20.65照明100.81.04工具车间动力2000.20.60照明50.71.05电镀车间动力1500.40.70照明50.71.06热处理车间动力1000.40.70照明50.71.07装配车间动力1000.30.70照明50.71.08机修车间动力1000.20.60照明50.71.09锅炉房动力1000.40.60照明20.71.010仓库动力100.20.60照明10.71.0生活区照明2000.61.0③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-120，导线为等边三角形排列，线距为2m；干线首端距离本厂约5km。干线首端所装设的高压断路器断流容量为300MVA。此断路器配备有定时限过电流保护和电流速断保护，定时限过电流保护的动作时间为1.2s。为满足贯彻二级负荷的要求，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100km，电缆线路总长度为30km。④气象资料本厂所在地区的年最高气温为35℃，年平均气温为25℃，年最低气温为-10℃，年最热月平均最高气温为30℃，年最热月平均气温为25℃，年最热月地下0.8m处平均温度为20℃。当地主导风向为西风，年雷暴日数为20。⑤地质水文资料本厂所在地区平均海拔700m，地层以砂粘黄土为主，地下水位为10m。⑥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计为10元/kVA，动力电费为0.40元/kW·h，照明电费为0.80元/kW·h。工厂最大负荷时的功率因数不得低于0.9，此外，5前言（一）工厂供电的意义众所周知，电能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；电能的输送和分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。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。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必重多少，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。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，具有十分重电力用户需要按新装变压器容量计算，一次性的向供电部门交纳供电贴费：6~10kV为800元kVA。6要的意义。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，因此做好工厂供电工作，对于节约能源、支援国家经济建设，也具有重大的作用。（二）工厂供电的原则按照国家标准GB50052-95《供配电系统设计规范》、GB50053-94《10kv及以下设计规范》、GB50054-95《低压配电设计规范》等的规定，进行工厂供电设计必须遵循以下原则：1、遵守规程、执行政策必须遵守国家的有关规定及标准，执行国家的有关方针政策，包括节约能源，节约有色金属等技术经济政策。2、安全可靠、先进合理应做到保障人身和设备的安全，供电可靠，电能质量合格，技术先进和经济合理采用效率高、能耗低和性能先进的电气产品。3、近期为主、考虑发展应根据工作特点、规模和发展规划，正确处理近期建设与远期发展的关系，做到远近结合，适当考虑扩建的可能性。4、全局出发、统筹兼顾按负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件等，合理确定设计方案。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。作为从事工厂供电工作的人员，有必要了解和掌握工厂供电设计的有关知识，以便适应设计工作的需要。i目录一、绪论........................................错误!未定义书签。（一）设计内容及步骤............................................1二、负荷计算和无功功率补偿..........................................2（一）负荷计算的方法............................................2（二）负荷计算结果..............................................5（三）无功补偿容量..............................................7三、变电所位置和型式的选择..........................................8（一）配电所所址选择的一般原则..................................8（二）变电所位置和形式的选择....................................8四、变电所主变压器台数和容量、类型的选择............................9（一）方案选择原则..............................................9（二）变电所主变压器台数的选择..................................9（三）变电所主变压器容量选择....................................9五、变电所主结线方案的设计.........................................10（一）变配电所主结线的选择原则.................................10（二）主结线方案选择...........................................10六、短路电流的计算.................................................12（一）采用标幺制法进行短路计算.................................12（二）下面采用标么制法进行短路电流计算。.......................13七、变电所一次设备的选择与校验.....................................14（一）、10KV侧一次设备的选择校验如表7.1.....................14（二）、380V侧一次设备的选择校验如表7.2.....................15八、变电所进出线的选择与校验.......................................16（一）、高压线路导线的选择.....................................16（二）、低压线路导线的选择.....................................16九、变电所二次回路方案的选择及继电保护的整定.......................17（一）二次回路方案选择.........................................17(二)变配电站的保护装置........................................18十、防雷保护和接地装置的设计.......................................19（一）防雷设备和措施..........................................19（二）接地与接地装置...........................................20十一、总结.........................................................211一、绪论（一）设计内容及步骤全厂总配电所及配电系统设计，是根据各个车间的负荷数量和性质，生产工艺对负荷的要求，以及负荷布局，结合国家供电情况。解决对各部门的安全可靠，经济的分配电能问题。其基本内容有以下几方面。1、负荷计算和电容补偿全厂总配电所的负荷计算，是在车间负荷计算的基础上进行的。求出全厂高压总配电所计算负荷及总功率因数。列出负荷计算表、显示计算结果。按负荷计算求出总配电所的功率因数，通过查表或计算求出达到供电部门要求数值所需补偿的无功率。由手册或产品样本选用所需无功功率补偿柜的规格和数量。2、确定配电所的所址和形式根据电源进线方向，综合考虑设置高压总配电所的有关因素，结合全厂计算负荷以及扩建和备用的需要，确定高压总配电所的所址和型式。3、配电所的主接线方案根据负荷类别及对供电可靠性的要求进行负荷计算，选择主接线方案，确定配电所主接线方式。对它的基本要求，即要安全可靠又要灵活经济，安装容易维修方便。4、短路电流的计算，并选择配电所的一次设备及其校验工厂用电，通常为国家电网的末端负荷，其容量运行小于电网容量，皆可按无限大容量系统供电进行短路计算。求出各短路点的三相短路电流及相应有关参数。参照短路电流计算数据和各回路计算负荷以及对应的额定值，选择高压配电设备，如断路器、母线、电缆、绝缘子、避雷器、互感器、开关柜等设备。并根据需要进行热稳定和力稳定检验，并列表表示。5、选择电源进线及工厂高压配电线路为了保证供电系统安全、可靠、优质、经济地运行，进行导线和电缆截面选2择时必须满足发热条件：导线和电缆(包括母线)在通过正常最大负荷电流即线路计算电流时产生的发热温度，不应超过其正常运行时的最高允许温度。6、整定继电及并选择二次回路保护为了监视、控制和保证安全可靠运行，各用电设备，皆需设置相应的控制、信号、检测和继电器保护装置。并对保护装置做出整定计算。7、总配电所防雷保护和接地装置的设计参考本地区气象及地质资料，设计防雷接地装置和接地装置。8、车间自然条件⑴气象资料①车间内最热月的平均温度30℃。②地中最热月的平均温度为25℃。③车间环境属于正常干燥环境。⑵地质水文资料车间原址为耕地，地势平坦，地层以黄土为主，地下水位为10m，本厂所在地区平均海拔700m。二、负荷计算和无功功率补偿（一）负荷计算的方法负荷计算的