某厂10KV变电所设计

吉林建筑大学城建学院课程设计报告题目名称光明机械制造厂10KV变电所设计院（系）电气信息工程系课程名称供配电课程设计班级学号学生姓名指导教师起止日期2016.12.10---12.16成绩目录摘要............................................IABSTRACT............................................II第1章绪论...................................................11.1设计目的....................................................11.2设计任务...................................................11.3设计要求..................................................2第2章负荷计算和无功功率补偿..............................42.1负荷计算和无功补偿计算的目的.................................42.2负荷计算的方法的选择...............................42.3负荷计算...............................42.4无功补偿计算..........................................7第3章工厂变电所的设备选择及主接线设计...........................93.1总降压变电所位置的选择.....................................93.2变压器台数及容量的选择....................................93.3变电所主接线的选择原则....................................103.4变电所主接线方案的选择................................11第4章工厂供配电系统的短路电流计算................................134.1短路电流计算的目的及方法..................................134.2短路电流计算...............................................134.3计算短路电路中各元件的电阻抗标幺值.........................144.2故障点的短路电流计算.......................................15第5章短路电流计算........................................17第6章变电所一次设备的选择与校检..................................206.1变电所高压一次设备的选择及校检.............................206.2变电所低压一次设备的选择及校检.............................22第7章变电所防雷与接地装置的设计..................................247.1变电所的防雷保护.............................247.2变电所公共接地装置的设计.............................24结论......................................................26致谢.......................................................27参考文献............................................28摘要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。设计可分为几部分：负荷计算和无功功率计算及补偿；变电所位置和形式的选择；变电所主变压器台数和容量及主接线方案的选择；短路电流的计算；变电所一次设备的选择与校验；变电所高、低压线路的选择；变电所二次回路方案选择及继电保护的整定；防雷和接地装置的确定。关键词：负荷计算,无功功率,主接线ABSTRACTToprotectthesafetyofindustrialproduction,toensurereasonabledistributionofelectricenergy,transmission,flexibleoperationmodechanges.Specialforthisdesign.Elaboratedonthedesignofthemainmechanicalplantatotalstep-downsubstationelectricaldesign.Carriedoutinthedesignofthestatisticalcalculationoftheloadontheplant;substationlocationandtypeofchoice;substationmaintransformerandmainlineschemeofchoice;short-circuitcurrentcalculation;substationequipmentselectionofacheck;substationintotheoutletandadjacentunitsofthecontactlineofchoice;step-downsubstationlightningprotectionandgroundingequipmentdesign.Keywords：Reactivepowercompensation;Substation;transformer第1章绪论1.1设计目的通过课程设计巩固本课程理论知识，掌握供配电设计的基本方法，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政策、方针、技术规程有一定的了解，在计算、绘图、设计说明书等方面得到训练，为今后的工作奠定基础。1.2设计任务1.根据光明机械厂用电负荷，并适当考虑生产的发展，按安全可靠、技术先进、经济和的要求，确定工厂变电所的位置与型式；通过计算负荷，确定主变压器台数及容量；进行短路电流的计算，选择变电所的主线及高、低电气设备；选择整定继电保护装置；最后按要求写出设计计算说明书，绘出设计图纸。2.课题设计资料（1）工程总平面图如图1-1：铸造(2)XX机械厂总平面图比例1：2000邻厂大街厂门后厂门宿舍区的负荷中心工厂宿舍区桥河流北大街仓库(1)锻压(3)金工(4)工具(5)电镀(6)热处理(7)装配(8)机修(9)锅炉房(10)图1-1（2）工厂负荷数据：机械厂多数车间为3班制，年最大负荷利用小时数为6400小时。机械厂负荷统计资料见表1-1：（3）供电电源情况：按照供电局协议，机械厂可由10kV公共市电架空进线（中间有电缆接入变电所）；也可引自邻厂高压联络线。（4）电源短路容量：10kV公共市电架空进线首段所装高压断路器的断流容量为500MVA。（5）供电局要求的功率因数：要求工厂变电所高压侧cosφ≥0.9。表1-11.3设计要求1.要求每个学生独立完成设计任务。2.要正确运用设计资料。3.给出变配电所的主接线图。4.完成课程设计任务书规定内容。5.要求提交成果。（1）完成课程设计报告书一份；（2）A3变配电所的主接线图纸一张。厂房编号用电单位名称负荷性质设备容量/kw需要系数功率因数1仓库动力880.251.170.65照明20.801.02铸造车间动力2380.351.020.70照明100.801.03锻压车间动力2380.251.170.65照明100.801.04金工车间动力4380.251.330.60照明100.801.05工具车间动力5380.251.170.65照明100.801.06电镀车间动力2380.500.880.75照明100.801.07热处理车间动力1380.501.330.60照明100.801.08装配车间动力1380.351.020.70照明100.801.09机修车间动力1380.251.170.65照明50.801.010锅炉房动力1380.501.170.65照明20.801.0宿舍区照明4000.701.0tancos第2章负荷计算和无功功率的补偿2.1负荷计算和无功补偿计算的目的1.求计算负荷，是选择确定建筑物报装容量、变压器容量的依据；2.求计算电流，是选择缆线和开关设备的依据；3.求有功计算负荷和无功补偿计算负荷，是确定静电电容器容量的依据。2.2负荷计算的方法的选择若某供电范围内所有电气设备的容量为∑P,当这些设备正常使用时，由于各种原因，该供电范围负荷曲线上的计算负荷cP总会比电气设备的总容量∑P小，即nicPKP1（2-1）其中，K为小于1的数。确定这个K值常数的方法有需要系数法、二项式法和利用系数法等。以下为两种常用的确定K值的方法：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。适用范围：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.利用系数法：采用利用系数求出最大负荷区间内的平均负荷，再考虑设备台数和功率差异的影响，乘以与有效台数有关的最大系数，得出计算负荷。2.3负荷计算1.单组用电设备计算负荷的计算公式当分组后同一组中设备台数n大于3台时，计算负荷应考虑其需要系数，即：有功计算负荷（单位为kW）：NdcPKP（2-2）dK为需要系数，NP为设备的额定功率；无功计算负荷（单位为vark）：tanccPQ（2-3）视在计算负荷（单位为KVA）：22cccQPS（2-4）计算电流（单位为A）:cI=NcUS3（2-5）其中，NU为用电设备的额定电压（单位为kV）。2.多组用电设备计算负荷的计算公式当供电范围内有m个性质不同的电气设备组时，先将每一组的单组计算负荷计算出来后，考虑各种设备组的计算负荷Pc·j、Qc·j在各自负荷曲线上不可能同时出现，以一个同时系数来表达这种不同时率，因此其计算负荷时要确定一个同时系数参与运算,公式如下：有功计算负荷（单位为kW）：mjjcPcPKP1（2-6）式中，K∑P为有功功率同时系数。对于配电干线的计算负荷，K∑P的取值范围一般取值为[0.8,0.9]；对于变电站总计算负荷，K∑P取值范围为[0.85,1]。无功计算负荷（单位为vark）：mjjcQcQKQ1（2-7）式中，K∑Q为无功功率同时系数。对于配电干线的计算负荷，K∑Q的取值范围为[0.93,0.97]；对于变电站总计算负荷，K∑Q取值范围一般在[0.95,1]之间。视在计算负荷（单位为KVA）：22cccQPS（2-8）计算电流（单位为A）:cI=NcUS3（2-9）将任务书中该机械厂各车间各负荷参数代入到以上单组用电设备计算负荷的计算公式中，其中包括个车间参数动力部分和照明部分小计，将结果记录表2-1中。表2-1机械厂各车间单组负荷计算表编号名称类别设备容量kWPc/需要系数dK计算负荷kWPc/var/kQcAIc/1仓库动力880.250.681.172225.7433.8651.45照明20.8101.601.62.43costanVAkSc/2铸造车间动力2380.350.71.0283.384.966118.98180.77照明100.81080812.163锻压车间动力2380.250.651.1759.569.61591.58139.15照明100.8