44某机械厂降压变电所电气设计

目录：前言.......................................................................................................................1第一章负荷计算和无功功率补偿.....................................................................1第一节负荷计算的目的和方法.................................................................1第二节全厂负荷计算的过程.....................................................................2第三节无功功率补偿.................................................................................3第二章变电所的位置及型式的选择.................................................................5第一节变电所的位置选择.........................................................................5第二节变电所形式的选择...........................................................................5第三章变电所主变压器台数、容量、类型的选择.........................................7第一节变电所主变压器台数的选择.........................................................7第二节变电所主变压器容量类型的选择.................................................7第四章变电所主接线方案的设计.....................................................................8第一节变配电所主结线的选择原则.........................................................8第二节主结线方案选择.............................................................................8第五章短路电流的计算.....................................................................................9第一节短路的原因及计算方法选择.........................................................9第二节计算过程.......................................................................................10第六章变电所一次设备的选择与校验...........................................................12第一节10kV侧一次设备的选择校验.....................................................12第二节380V侧一次设备的选择校验.....................................................15第七章变电所进出线的选择和校验...............................................................16第一节10kV高压进线和引入电缆的选择..............................................16第二节380低压出线的选择...................................................................17第三节作为备用电源的高压联络线的选择校验.................................19第八章防雷保护和接地装置的设计...............................................................22附录.....................................................................................................................23参考文献.............................................................................................................251前言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；电能的输送的分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。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。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。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。工厂供电工作要很好地为工业生产服务，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并做好节能工作，就必须达到以下基本要求：（1）安全在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。（2）可靠应满足电能用户对供电可靠性的要求。（3）优质应满足电能用户对电压和频率等质量的要求（4）经济供电系统的投资要少，运行费用要低，并尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗量，具体过程和步骤:根据工厂总平面图,工厂负荷情况,供电电源情况,气象资料,地区水文资料和电费制度等,先计算电力负荷,判断是否要进行无功功率补偿,接着进行变电所位置和型式选择,并确定变电所变压器台数和容量,主接线方案选择,最后进行短路电流的计算,并对变电所一次设备选择和校验和高低压线路的选择。2设计任务及要求一、设计题目：某机械厂降压变电所的电气设计。二、设计任务（1）负荷计算和无功功率补偿。（2）变电所位置和型号的选择。（3）变电所主变压器台数和容量、类型的选择。（4）变电所主结线方案的设计。（5）短路电流的计算。（6）变电所一次设备的选择与校验。（7）变电所进出线的选择和校验。（8）防雷保护和接地装置的设计。（9）设计图样（需包括）：1）变电所主接线图、系统图。2）变电所平面图。3）变电所防雷、接地平面图三、工厂负荷情况本厂多数车间为两班制，年最大负荷利用小时为3500h，日最大负荷持续时间为7h。该厂除铸造车间和电镀车间属二级负荷外，其余均属三级负荷。本厂的负荷统计资料如表1所示。表1工厂负荷统计资料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6100.30.70照明510.81.02锻压车间动力2400.30.70照明90.81.07金工车间动力1400.30.70照明560.81.036工具车间动力5100.30.70照明60.81.04电镀车间动力3400.30.7照明90.81.03热处理车间动力1400.30.70照明510.81.09装配具车间动力7600.30.70照明140.81.010机修车间动力6100.30.70照明510.81.08锅炉房动力1400.30.70照明50.81.05仓库动力1400.30.70照明400.81.0生活区照明5000.81.0四、供电电源情况按照工厂与当地供电部门签订的供用电协议规定，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-150，导线为等边三角形排列，线距为2m；干线首端距离本厂约9Km。干线首端所装设的高压断路器断流容量450MVA。此断路器配备有定时限过电流保护和电流速断保护，定时限过电流保护整定的动作时间为1.7s。为满足工厂二级负荷的要求，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50Km。1.气象资料本厂所在地区的年最高气温为32oC，年平均气温为20oC，年最低气温为-15oC，年最热月平均最高气温为27oC，年最热月平均气温为25oC，年最热月地下0.8m处平均温度为25oC。当地主导风向为东北风，年雷暴日数为30.72.地质水文资料4本厂所在地区平均海拔1000m，地层以黑土为主，地下水位4m。3.工厂功率因数本厂与当地供电部门达成协议，在本厂变电所高压侧计量电能，设专用计量柜，工厂最大负荷时的功率因数不低于0.90。1第一章负荷计算和无功功率补偿第一节负荷计算的目的和方法一、负荷计算的目的、意义及原则（1）供电系统要能安全可靠地正常运行，其中各个元件（包括电力变压器、开关设备及导线、电缆等）都必须选择得当，除了应满足工作电压和频率的要求外，最重要的就是要满足负荷电流的要求。因此有必要对供电系统中各个环节的店里负荷进行统计计算。（2）工厂计算负荷是选择工厂电源进线及主要电气设备包括主变压器的基本依据，也是计算工厂功率因素及无功补偿容量的基本依据。计算负荷确定得是否合理，直接导致电器和导线电缆的选择是否经济合理。如果计算负荷确定得过大，将使电器和导线电缆的选择过大，造成投资和有色金属的浪费。如果计算负荷确定得过小，又将使电器和导线电缆处于过负荷下运行，增加电能损耗，产生过热，导致绝缘过早老化甚至燃烧引起火灾，同样会造成更大的损失。有此可见，正确确定计算负荷意义重大。（3）计算负荷又成为需要负荷或者最大负荷。计算负荷是一个假象的持续性负荷，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。（4）平均负荷为一端时间内用电设备所消耗的电能与该段时间之比。常选用最大负荷班（即有代表性的一昼夜内电能消耗量最多的一班）的平均负荷，有时也计算年平均负荷。平均负荷用来计算最大负荷和电能消耗量。二、负荷计算的方法（1）需要系数法——用设备功率乘以需要系数和同时系数，直接求出计算负荷。用于设备数量多，容量差别不大的工程计算，尤其适用于配、变电所和干线的负荷计算。（2）二项式法——考虑了用电设备组最大负荷时的平均负荷，而且考虑了其中少数容量最大的设备投入运行时对总计算负荷的额外影响，所以二项式更适于确定设备台数较少而容量差别较大的低压分支干线的计算负荷。2第二节全厂负荷计算的过程本设计各车间计算负荷采用需要系数法确定。所用公式有：有功功率P30=KdPe其中，机修车间组要求容量统一换算到ε=25%，换算后的设备容量NNNNPPP2e25无功功率Q30=P30tan视在功