XX机械厂降压变电所的电气设计

XX机械厂降压变电所的电气设计中北大学电力系统课程设计任务书10/11学年第二学期学院：专业：电气工程及自动化学生姓名：学号：课程设计题目：XX机械厂降压变电所的电气设计起迄日期:指导教师:系主任：下达任务书日期:电力系统课程设计任务书1．设计目的：通过本课程设计，巩固和加深《电力系统基础》和《电力系统分析》课程中所用的理论知识，差不多把握变电所电气设计部分设计的一样方法，提升电气设计的设计能力，为今后从事生产和科研工作打下一定的基础。2．设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）：要求按照本厂所能取得的电源及本厂用电负荷的实际情形，并适当考虑到工厂生产的进展，按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求、确定变电所的位置与型式，确定变电所主变压器的台数与容量、类型，选择变电所主接线方案及高低压设备和进出线，确定二次回路方案，选择整定继电爱护装置，确定防雷和接地装置，最后按要求写出设计讲明书，绘出设计图样。设计依据：1、工厂总平面布置图图11-12、工厂负荷情形本厂多数车间为两班制，年最大负荷利用小时数为3000h，日最大负荷连续时刻为7h。该厂除铸造车间、电镀车间和锅炉房属于二级负荷外，其余均属于三级负荷。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附表所示：3、供电电源情形按照工厂与当地供电部门签定的供用电协议规定，本厂可由邻近一条10KV的干线取得工作电源。该干线的走向参看工厂总平面图。该干线的导线牌号为LJ-120，导线为等边三角形排列，线距1.3m,干线首端距离本厂约9km。干线首端所装设的高压短路器断流容量为300MVA，此断路器配备有定时限过电流爱护和电流速断爱护，定时限过电流爱护整定的动作时刻为1.7s，为满足工厂二级负荷的要求，可采纳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69km，电缆线路总长度为19km。4、气象资料：本厂所在地区的年最高温度38℃，年平均气温为16℃，年最低温度为-10℃，年最热月平均最高温度30℃，年最热月平均气温为25℃，年最热月地下0.8M处平均温度25℃，当地主导风向为南风，年雷暴日数35天。5、地质水文资料：平均海拔500M，地层以沙粘土为主，地下水位5m。6、电费制度3．设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计运算讲明书(论文)、图纸、实物样品等〕：提交课程设计讲明书一份。附表1-1工厂负荷统计资料厂房编号厂房名称负荷类不设备容量/KW需要系数Kd功率因数cos1铸造车间动力2600.360.69照明7.50.81.02锻压车间动力3200.250.64照明7.50.81.03金工车间动力3600.250.62照明60.851.04工具车间动力3100.280.63照明8.50.71.05电镀车间动力2000.450.754．要紧参考文献：1刘介才，工厂电气设计指导.北京：机械工业出版社5．工作打算及进度：2011年6月13日~6月15日负荷运算与无功补偿6月16~6月17日确定变电所的位置与型式，确定变电所主变压器的台数与容量、类型6月18日~6月21日确定变电所主接线方案及高低压电气设备和进出线，确定防雷和接地装置6月22日~6月24日编写课程设计报告，答辩或成绩考核系主任审查意见：签字：年月日照明6.50.831.06热处理车间动力1550.50.75照明70.81.07装配车间动力1200.350.68照明7.20.81.08机修车间动力1650.260.68照明4.50.81.09锅炉房动力750.650.75照明1.60.751.010仓库动力200.360.85照明1.80.781.0生活区照明2600.750.96目录1引言……………………………………………………………………………12负荷运算和无功功率补偿…………………………………………………22.1负荷运算的目的及意义……………………………………………………22.2负荷运算的方法……………………………………………………………22.3符合运算……………………………………………………………………32.4无功率补偿………………………………………………………43变电所位置和型式的选择………………………………………………63.1变电所位置的选择…………………………………………………74变电所主变压器和主结线方案的选择…………84.1变电所主变压器的选择……………………………………………………84.2变电所主结线方案的选择…………………………………………………84.3两种主接线方案经济技术比较……………………………………………105短路电路运算…………………………………………………………115.1绘制运算电路……………………………………………………………115.2确定短路电流基准值……………………………………………………115.3运算短路电路中各元件的电抗标幺值……………………………………115.4运算K-1点的短路电流总电抗及三相短路电流和短路容量……………125.5运算K-2点的短路电流总电抗及三相短路电流和短路容量……………126变电所一次设备的选择校验……………………………………………136.110KV侧一次设备的选择校验………………………………………………136.2380V侧一次设备的选择校验……………………………………………146.3高低压母线的选择…………………………………………………………147变电所进出线与邻近单位联络线的选择……………………………………157.1高压进线的选择校验……………………………………………157.2由高压配电室至主变的一段引入电缆的选择校验………………………157.3380V低压出线的选择……………………………………………………157.4作为备用电源的高压联络线的选择校验…………………………………178变电所二次回路方案的选择与继电爱护的整定………………………198.1高压断路器的操动机构操纵与信号回路…………………………………198.2变电所的电能计量回路…………………………………………………198.3变电所的测量和绝缘监察回路……………………………………………198.4变电所的爱护装置…………………………………………………………198.5作为备用电源的高压联络线的继电爱护装置……………………………209变电所防雷爱护………………………………………………………219.1直击雷爱护…………………………………………………………………219.2雷电侵入波的爱护…………………………………………………………2110变电所公共接地装置的设计………………………………………………2210.1接地电阻的要求……………………………………………………………2210.2接地装置设计………………………………………………………………2211总结……………………………………………………………………24附图……………………………………………………………………25参考文献……………………………………………………………………………26致谢………………………………………………………………………………271引言为使工厂供电工作专门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，本设计在大量收集资料，并对原始资料进行分析后，做出35kV变电所及变电系统电气部分的选择和设计，使其达到以下差不多要求：1、安全在电能的供应、分配和使用中，不发生人身事故和设备事故。2、可靠满足电能用户对供电可靠性的要求。3、优质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少，运行费用低，并尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗量。此外，在供电工作中，又合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，既照管局部的当前的利益，又要有全局观点，顾全大局，适应进展。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；应做到保证人身和设备的安全，供电可靠，电能质量合格，技术先进和经济合理，采纳效率高、能耗低和性能先进的电气产品。（3）近期为主、考虑进展；应按照工作特点、规模和进展规划，正确处理近期建设与远期进展的关系，做到远近结合，适当考虑扩建的可能性。（4）全局动身、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截了当阻碍到工厂的生产及进展。作为从事工厂供电工作的人员，有必要了解和把握工厂供电设计的有关知识，以便适应当设计工作的需要。2负荷运算和无功功率补偿2.1负荷运算的目的及意义进行电力设计的差不多原始资料是用电部门提供的用电设备的安装容量。这些用电设备品种多、数量大、工作情形复杂，因此，如何按照这些原始资料正确估算所需的电力和用电量是一个专门重要的咨询题。估算的准确程度，将直截了当阻碍到电力设计的质量。若运算过高，将使设备和导线选择偏大，造成投资和有色金属的白费；而估算过低，又将使设备和导线选择偏小，造成运行时过热，加快绝缘老化，降低使用寿命，增大电能损耗，阻碍系统的正常运行。可见，正确运算电力负荷具有重要意义。2.2负荷运算的方法用电设备运算负荷的确定，是工程中常用的有需要系数法和二项式法。需要系数法是世界各国普遍应用的确定运算负荷的差不多方法。有功运算负荷的运算公式P30＝KdPe无功运算负荷的运算公式Q30＝P30tan视在运算负荷的运算公式S30＝P30/cos运算电流的运算公式I30＝S30/3UN需要系数运算的公式3030cosPS2.3负荷运算2.4无功功率补偿编号名称类不设备容量KW需要系数costan有功运算负荷KW无功运算负荷Kvar视在运算负荷KVA运算电流A1铸造车间动力2600.360.691.0593.698.28135.65205.53照明7.50.81.006.006.0027.27小计267.599.698.28141.65232.92锻压车间动力3200.250.641.208096125189.39照明7.50.81.0.06627.27小计327.58696131216.663金工车间动力3600.250.621.2790114.3145.16219.94照明60.851.005.15.123.18小计36695.1114.3150.26243.124工具车间动力3100.280.631.2386.8106.76137.78208.75照明8.50.71.005.955.9527.05小计318.592.75106.76143.73235.85电镀车间动力2000.450.750.889079.2120181.2照明6.50.831.005.405.4024.55小计206.595.4079.2125.4205.756热处理车间动力1550.50.750.8877.568.2103.33156.57照明70.81.005.65.625.5小计16283.168.2108.93182.077装配车间动力1200.350.681.084245.3661.7693.59照明7.20.81.005.765.7626.18小计127.247.7645.3667.52119.778机修车间动力1650.260.681.0842.946.3363.0995.58照明4.50.81.003.63.616.36小计169.546.546.3366.69111.949锅炉房动力750.650.750.8848.7542.96598.48照明1.60.751.001.21.25.4