电气工程课程设计报告

电气工程课程设计报告（某塑料制品厂总配变电所及配电系统设计）专业：电气工程及其自动化班级：一班姓名：学号：小组成员：目录：1.设计依据与负荷计算...........................................................31.1设计依据...................................................................31.2电力负荷计算.............................................................42．变电所高压电器设备选型..................................................62.1补偿电容器选择.........................................................62.2主变压器的选择.........................................................72.3补偿后高压侧负荷计算...............................................93．短路电流计算................................................................103.1三相短路电流的计算公式（标幺值计算方法）：...........103.2短路计算等效电路....................................................113.3短路电流计算..........................................................114.设备选择.......................................................................154.1高压设备选择..........................................................154.2高压设备选择列表....................................................174.3线路选择................................................................215.继电保护.......................................................................235.1高压进线的继电保护.................................................235.2各变电所进线保护....................................................245.3变压器继电保护.......................................................25设计题目3某塑料制品厂总配变电所及配电系统设计1.设计依据与负荷计算1.1设计依据一．此厂生产任务及车间组成1．本厂生产规模及产品规格年产量为万吨聚乙烯及烃塑料制品。产品品种有薄膜、单丝、管材和注射等制品。其原料来源于某石油化纤总厂。2．车间组成及布置本厂设有薄膜、单丝、管材和注射等四个车间，设备选型全部采用我国最新定型设备，此外还有辅助车间及其它设备。二．设计依据1.供用电协议。工厂与电业部门所签定的供用电协议主要内容如下：1）工厂电源从电业部门某110/10千伏变电所，用10千伏架空线引入本厂，该变电所在厂南侧1公里；2）电业部门对本厂提出的技术要求：①区域变电所10千伏配出线路定时限过流保护装置的整定时间为2.5秒，工厂“总降”不应大于2秒；②在总配电所35千伏侧进行计量；③本厂的功率因数值应在0.9以上。3）配电系统技术数据：电业部门变电所10千伏母线其短路容量为200MVA。2.多数车间为三班制，少数车间为一班或两班制。年最大负荷利用小时数为5000小时。属于三级负荷。3．气象条件1）最热月平均最高温度为35℃。2）土壤中0.7～1米深处一年中最热月平均温度为20℃。3）年雷暴日为30天。4）土壤冻结深度为1.10米。5）夏季主导风向为南风。4．地质及水文条件。根据工程地质勘探资料获悉，本厂地质构造为：1）地表面比较平坦，土壤主要成分为积土及砂质粘土，层厚为1.6~7米不等。2）地下水位一般为0.7米。3）地耐压力为20吨/平方米。1.2电力负荷计算依据相关公式exjsPKP*tan*jsjsPQcos/jsjsPS现以NO.2变电所车间负荷计算为例，计算过程如下：（在计算各车间变电所负荷合计时，同时系数分别取值：pK=0.9；qK=0.95）NO.2变电所单丝车间：有功功率：)1(jsP=dKeP=1385.00×0.6=831KW无功功率：)1(jsQ=)1(jsPtan=831×1.30=1080.3Kvar视在功率：)1(jsS=cos)1(jsP=831÷0.6=1385KV·A水泵房及其附属设备：有功功率：)2(jsP=dKeP=20.00×0.65=13KW无功功率：)2(jsQ=)2(jsPtan=13×0.75=9.75Kvar视在功率：)2(jsS=cos)2(jsP=13÷0.8=16.25KV·A对NO.2变电所总计可得：jsP=844KW，jsQ=1090.05KWjsS=22jsjsQP=2205.1090844=1378.60KV·A有pK=0.9；qK=0.95改善后的总计可得：jsP=844×0.9=759.60KWjsQ=1090.05×0.95=1035.55KWjsS=22jsjsQP=2255.103560.759=1284.27KV·A以此得出相关量填入下表：表格1全厂各车间电气设备及车间变电所负荷计算表（380V侧）序号车间或用电设备组名称设备容量（千瓦）需用系数Kx功率因数cos¢功率因数脚正切tan¢有功计算负荷(千瓦)无功计算负荷(千乏)视在计算负荷(千伏安)1）N1变电所1.00薄膜车间1400.000.600.601.33840.001117.202.00原料库30.000.250.501.737.5012.983.00生活间10.000.801.000.008.000.004.00成品库（一）25.000.300.501.737.5012.985.00成品库（二）24.000.300.501.737.2012.466.00包装材料库20.000.300.501.736.0010.387.00小计1509.00876.201165.991458.518.00乘以参差系数（即同时系数）788.581107.691359.722）N2变电所1.00单丝车间1385.000.600.601.30831.001080.302.00水泵房及其附属设备20.000.650.800.7513.009.753.00小计1405.00844.001090.051378.604.00乘以参差系数（即同时系数）759.601035.551284.273）N3变电所1.00油塑车间189.000.600.601.33113.40150.822.00管材车间880.000.350.601.33308.00409.643.00小计1069.00421.40560.46701.214.00乘以参差系数（即同时系数）379.26532.44653.704）N4变电所1.00备料复制车间138.000.600.501.7382.80143.242.00生活间10.000.801.000.008.000.003.00锻工车间3.000.801.000.002.400.004.00术型车间30.000.300.651.179.0010.535.00原料、生活间15.000.801.000.0012.000.006.00仓库15.000.300.501.174.505.277.00机修模具车间100.000.250.651.7325.0043.258.00热处理车间150.000.600.701.0290.0091.809.00铆焊车间180.000.300.501.7354.0093.4210.00小计641.00287.70387.51482.6311.00乘以参差系数（即同时系数）258.93368.13450.085）N5变电所1.00锅炉房200.000.750.750.88150.00132.002.00试验室125.000.250.501.7331.2554.063.00辅助材料库110.000.200.501.7322.0038.064.00油泵房15.000.650.800.759.757.315.00加油站10.000.650.800.756.504.886.00办公楼、招待所、食堂15.000.600.601.339.0011.977.00小计475.00228.50248.28337.428.00乘以参差系数（即同时系数）205.65235.87312.93全厂合计2657.803452.29乘以参差系数（即同时系数）全厂合计0.592392.023279.684059.422．变电所高压电器设备选型2.1补偿电容器选择依据设计要求可知，本厂功率因数应在0.9以上，而本厂的无功功率明显大于有功功率：cos=2392.02/4059.42=0.59远远小于要求的功率因数，所以需要进行无功补偿，综合考虑，设计为在低压侧进行补偿，这里选择功率因数为0.93.以对NO.1变电所进行无功补偿计算为例：Qc=21tantanjsjsPP=788.58tan(arccos0.59)-788.58tan(arccos0.93)=771.76.Kvar由计算数据可以得到要补偿的功率，实际需总补偿800kvar，故选用8个1-100-BWF6.3并联电容器进行补偿。补偿前后数值填入下表：表格2个变电所无功补偿表变电所补偿前计算需要补偿的无功（kvar）补偿方式实际补偿的无功（kvar）补偿后变压器台数及容量功率因数cosφ计算有功功率Pj（kW）计算无功功率Qj（kvar）计算视在功率Sj（kVA）计算电流Ijs（KA）功率因数cosφ计算有功功率Pj（kW）计算无功功率Q机（kvar）计算视在功率Sj（kVA）计算电流Ijs（KA）N010.58788.581107.691359.722.07771.768个BWF6.3-100-1并联电容器8000.93788.58307.69846.481.29两台S9-630/10N020.59759.601035.551284.271.95711.968个BWF6.3-100-1并联电容器8000.96759.60235.55795.281.21两台S9-630/10N030.58379.26532.44653.700.99370.874个BWF6.3-100-1并联电容器4000.94379.26132.44401.720.61一台S9-500/10N040.58258.93368.13450.080.68257.833个BWF6.3-100-1并联电容器3000.97258.9368.13267.740.41一台S9-315/10N050.66205.65235.87312.930.48148.262个BWF6.3-100-1并联电容器2000.99205.6535.87208.750.32两台S9-250/10总计0.952.2主变压器的选择由于该厂的负荷属于三级负荷，对电源的供电可靠性要求一般，同时经题目要求，以所带负荷功率为依据。(1)只装一台变压器的变电所