课程设计之10kV变电所

目录前言.................................................1第一章课程设任务书...................................21.1设计目的..........................................21.2设计内容..........................................21.3设计任务书........................................2第二章设计说明书......................................52.1车间变电所电压等级确定和主接线方案确定.......52.2电力负荷计算...........62.3车间变电所变压器台数确定及额定容量的选择....82.4短路电流计算..........1前言10kV变配电所是电力系统的一个重要组成部分，由电气设备及配电网络按一定的接线方式构成，他从电力系统取得电能，通过其变换、分配、输送与保护等功能，将电能安全、可靠、经济的输送到每一个用电设备。变配电所涉及面很多，需要考虑的问题多，需要分析变配电所担负的任务及用户负荷等情况，利用计算负荷确定无功功率补偿装置及补偿容量的大小。同时进行各种变压器的选择，从而确定变配电所的接线方式，再进行短路电流的计算，选择变配电所高低压电气设备及保护的配置。本车间变配电所的初步设计包括：1、无功功率的补偿2、主变压器的选择3、系统接线方式的选择4、短路电流的计算5、继电保护的选择与整定6、防雷与接地保护等内容2第一章课程设计任务书1.1设计目的工厂供电课程设计是按教学计划安排在相关课程结束后进行的教学实践环节，以加强学生所学电气课程理论的运用，培养学生综合运用所学知识，解决问题及分析问题的能力。培养学生初步的工程设计能力。通过课程设计使学生初步掌握电气工程设计的步骤及方法，学会编写设计说明书，并按国家标准绘制工程图样。工厂供电课程设计的任务是将电力系统输送来的电能，经过合理输送变配电方式，输送给每一个用电设备上。以保证电气设备可以获得安全、可靠、高质量的电能，在设计中要遵循国家有关规程和规定。1.2设计内容（1）确定车间变电所的电压级别；（2）采用需要系数法，计算单台设备支线、用电设备组干线和车间变电所低压母线和进线的计算负荷；（3）计算补偿容量，选择电容器柜个数和电容器个数；（4）确定车间变电所电气主接线；（5）确定变电器的容量和台数；（6）短路电流计算，计算出各短路点最大和最小短路电流值及短路容量；（7）选择低压母线并进行动、热稳定校验；（8）绘制车间变电所的电气主接线图、车间配电系统图和配电平面图。1.3设计任务书1、设计题目某机械制造厂车间变电所及其低压配电系统设计。2、设计基础资料（1）车间负荷全部为三级负荷，对供电可靠性要求不高。（2）车间平面布置图如图1-1所示，车间用电设备明细表如表1-1所示，车间变电所低压转供负荷如表1-2所示。3图1-1车间平面布置图表1-1车间用电设备明细表设备序号设备名称台数单台容量效率功率因数启动倍数1普通车床C630110.1250.880.8162平面磨床M713017.60.880.8263~12普通车床C6C1104.60.90.81613，20砂轮机S3SL-30021.50.920.826.514，15普通机床C61623.30.90.81616摇臂钻Z3518.50.870.825.517，18圆柱立式钻床23.1250.890.83619吊车5t110.20.820.654.521，22牛头刨床B6050240.870.82623，24立式铣床X53T213.80.880.81425，26液压牛头刨床B6902110.890.805.527立式钻床Z51210.60.910.826.528，33立式钻床Z53524.6250.900.80629，30箱式加热电阻炉RJX-452450.971.032，35普通车床CW61100223.70.880.82434龙门刨床B2016166.80.860.812.54表1-2车间变电所低压转供负荷序号转供负荷名称计算负荷转供距离/kmPc/kWQc/kvarSc/kV·AI30/Acosφ1WL4机械加工二车间回路1322037.7457.340.850.2回路2503058.3188.590.86回路3401542.7264.910.94照明41201218.231.0合计13465148.93226.280.902WL5备件库回路1341637.5857.100.900.1回路2221526.6240.440.83合计563164.0197.250.873WL6空压站回路1752077.62117.930.970.15回路2543664.9098.610.83回路3632266.73101.390.94合计19278207.24314.870.934WL7锻压车间回路116817.8927.180.890.2回路2332541.4062.900.80回路3141117.8027.040.79照明42002030.391.0合计834493.94142.730.88（3）二次母线短路容量:=200MV·A，=150MV·A；保护动作时限=1.2s；电源进线l=0.4km(电缆)；电压:/=10/0.4kV；最热日平均气温：地上30，地下28；车间最大负荷利用小时数=4500h；土壤电阻率p=100Ω·m；自然接地电阻=20Ω；车间最大负荷时功率因数不得低于0.9，供电贴费为700元/(kV·A)。5第二章设计说明书2.1车间变电所电压等级确定和主接线方案确定（一）车间变电所主接线方案确定（1）根据已知机械加工车间负荷均为三级负荷，对供电可靠性要求不高，因此可采用线路---变压器组接线方式。它优点是接线简单、使用设备少和建设投资省；其缺点是供电可靠性差。当供电线路，变压器及其低压母线上发生短路或任何高压设备检修时，全部负荷均要停止供电。这种接线适用于三级负荷的变电所。为保证对少量二级负荷供电，可在变压器低压侧引入其它变电所联络线作为备用电源。选择主接线方案如图2-1所示。图2-1车间变电所主接线（2）车间变电所高压侧根据电源条件选定为10kV，低压侧额定电压为380V，因此选择降压变压器额定电压为10/0.4kV。（3）机加车间低压配电网络接线方式的选择，低压配电网络接线方式有放射式、树干式、环式和链式。低压配电网络接线设计应满足用电设备对供电可靠性和电能质量的要求，同时应注意接线简单，操作安全方便，具有一定的灵活性，适应性广和使用上变化及设备检修的需要，配电系统层次一般不超过三级。（4）根据GB50052-1995《供配电系统设计规范》的规定，由于机加车间的电动机容量不大又集中，对供电可靠性要求不高，因此低压配电网接线可采用树干式和链式接线。车间低压配电网络接线图如图2-2所示。6图2-2车间低压配电网络接线图各配电箱所接电气设备如表2-1所示。表2-1配电箱及配电箱所接电气设备序号配电箱编号电气设备序号配电箱编号所接电气设备序号AL114,15,16,17,18AL55,7,8,9,10,11,12AL220,21,22AL613,27,28AL323,24,34,35AL725,26AL41,2,3,4,6AL829,302.2电力负荷计算1、采用需用系数法对车间用电设备进行负荷计算（1）各支线负荷计算及熔断器和导线截面积选择查表1-1，知序号1设备单位容量10.125kW，效率88.0，功率因数81.0cos，启动倍数6stK，则计算电流：=，启动电流：==621.58=129.48(A)1）选择支线熔断器。，=0.4×129.48=51.79(A),式中，FENI为熔体额定电流，K为选择熔体的计算系数，轻载启动取0.25~0.4。选FENI=60A，100A，查表5-10（工厂供电设计指导P80），选择RT0-100/60。2）选支线截面积。按允许载流量选择，根据301IIa，查表8-32（工厂供电设计7指导P155），根据实际环境温度θ=30，选3根单芯塑料导线穿钢管mmSc15埋地敷设。当截面积A=4,=30时，=22A=21.58A，选择结果为BLV-34-22A—15mm（钢管直径）。同理选择出所有电动机支线的熔断器和导线截面积如表2-2所示。表2-2各支线负荷、熔断器、导线截面积选择结果设备序号设备名称单台容量/kW计算电流/kA启动电流/kA熔断器选择//A导线截面积A/mm2允许截流量/A钢管直径/mm1普通车床C63010.12521.5851.79100/60422152平面磨床M71307.61638.450/402.516153普通车床C6C14.69.5923.0250/302.516154砂轮机S3SL-3001.53.027.8550/102.516155普通机床C6163.36.8816.5150/202.516156摇臂钻Z358.518.1039.8250/402.516157圆柱立式钻床3.1256.4315.4350/202.516158吊车5t10.229.0839.2650/40629159牛头刨床B605048.5220.4550/302.5161510立式铣床X53T13.829.4147.06100/506291511液压牛头刨床B6901123.4751.64100/604221512立式钻床Z5120.61.223.1750/52.5161513立式钻床Z5354.6259.7623.4250/302.5161514箱式加热电阻炉RJX-454570.4877.53100/8025651515普通车床CW6110023.749.9079.84100/8016521516龙门刨床B201666.8145.70109.28200/1209514715（2）干线负荷计算及截面积选择。1）回路WL1的负荷为=3.3×2+8.5+3.125×2+1.5+4×2+23.7+4.625+13.8×2+66.8+23.7=177.28(kW)回路WL2的负荷为=10.125+7.6+4.6×10+1.5+0.8+4.625=70.45(kW)回路WL3的负荷为=11×2+45×2=112(kW)机加车间用电设备从低压配电屏引出三个回路WL1、WL2、WL3，各回路所接配电箱及用电设备如表2-3和表2-4所示。表2-3机加车间三个回路负荷计算结果车间回路号配电箱序号设备序号额定容量（kW）需用系数8WL1AL11415161718177.280.30.621.265AL22021223233AL323243435WL2AL41234670.450.20.611.299AL55789101112AL6132728WL3AL725261120.30.621.265AL82930表2-4机加车间三个回路负荷计算结果车间回路号计算负荷（kW）（kvar）(kV·A)(A)WL153.1867.2785.75130.28WL221.1427.4634.6552.65WL333.642.554.1882.32车间转供负荷计算结果如表1-2所示。2）交联聚乙烯绝缘电缆具有优良的性能，优先选用。故采用YJLV型交联聚乙烯绝缘铝芯电缆直接埋地敷设，由于地下温度28电缆载流量按0.9校正。查表8-37（工厂供电设计指导P159），选择结果如表2-5所示。保护线（PE）截面积的选择：①当16时，；②当1616；③当。表2-5车间干线计算电流及导线截面积选择结果（YJLV铝芯电缆）回路编号干线计算电流（A）导线允许载流量(A)导线截面积A（）WL1130.28164.73×50+1×25WL252.65115.23×25+1×25WL382.32115.23×25+1×25WL4226.28274.53×120+1×