中南大学电气工程基础课程设计

1电气工程基础课程设计某冶金机械修造厂供电系统设计姓名：班级：学号：2目录一概述...........................................................31.设计目的......................................................32.设计内容......................................................33.设计要求......................................................3二、设计基础资料..................................................41.生产任务及车间组成.............................................42.设计依据.......................................................43.供用电协议....................................................54.本厂负荷性质....................................................65.自然条件.......................................................6三、主变压器及主接线设计...........................................71.各电压等级的合计负载及类型.....................................72.改善功率因数装置设计..........................................103.工厂总降压变电所的位置........................................104.主变压器的选择................................................115.接地方式.......................................................126.型式的确定.....................................................127.主接线设计.....................................................12四、短路电流计算.................................................131.绘制计算电路..................................................132.确定短路计算基准值............................................143.用于设备选择的短路电流计算...................................15五、电气设备选择................................................171.电气设备选择的一般条件.......................................172.断路器和隔离开关选择.........................................183.导线的选择...................................................204.限流电抗器的选择.............................................225.电压互感器的选择.............................................226.电流互感器的选择.............................................227.高压熔断器的选择.............................................238.消弧线圈的选择...............................................23六、课程设计体会及建议..........................................23参考文献........................................................24附录............................................................24短路电流计算书..................................................24附图：某冶金机械修造厂供电系统电气主接线图（#2图纸）...........283某冶金机械修造厂供电系统设计说明书一、概述1.设计目的1)复习和巩固《电气工程基础》课程所学知识2)培养分析问题和解决问题的能力3)学习和掌握变电所电气部分设计的基本原理和设计方法2.设计内容1)主变压器选择：根据负荷的大小、类型，选择主变压器的容量、台数、型式、电压等级、调压方式等。2)电气主接线设计：可靠性、经济性和灵活性3)短路电流计算：不同运行方式（大、小、主）、短路点与短路类型4)主要电气设备的选择：断路器、隔离开关、母线及支撑绝缘子、限流电抗器、电流互感器、电压互感器、高压熔断器、消弧线圈…5)编写“××变电所电气部分设计”说明书，绘制电气主接线图（＃2图纸）6)参加课程设计答辩：课设的收获、体会，回答质疑3.设计要求1)负荷计算；2)工厂总降压变电所的位置和主变压器的台数及容量选择；3)工厂总降压变电所主结线设计；4)厂区高压配电系统设计；5)工厂供、配电系统短路电流计算；6)改善功率因数装置设计；7)变电所高、低压侧设备选择；8)继电保护装置及二次结线的设计；9)变电所防雷装置设计（选做）。4二、设计基础资料1.生产任务及车间组成1)本厂产品及生产规模本厂主要承担全国冶金工业系统矿山、冶炼和轧钢设备的配件生产，即以生产铸造、锻造、铆焊、毛坯件为主体，生产规模为：铸钢件1万吨、铸铁件3千吨、锻件1千吨、铆焊件2千5百吨。2)本厂车间组成（1）铸钢车间；（2）铸铁车间；（3）锻造车间；（4）铆焊车间；（5）木型车间及木型库；（6）机修车间；（7）砂库；（8）制材场；（9）空压站；（10）锅炉房；（11）综合楼；（12）水塔；（13）水泵房；（14）污水提升站等，各车间位置见全厂总车间布置图，如图1所示。2.设计依据1)设计总平面布置图如图1所示2)全厂各车间负荷计算表如下（表1、表2）（1）（2）（8）（5）（13）（4）（6）（9）（3）（7）（10）（12）（14）N图1全厂总平面图（11）5表1各车间380V负荷序号车间或用电单位名称设备容量（kW）XKcostan计算负荷变压器台数及容量备注KjsP（kW）jsQ（kVar）jsS（kVA）（1）No.1变电所1铸钢车间28000.40.651.1720.9（2）No.2变电所1铸铁车间9000.40.71.0220.92砂库1000.70.61.33（3）No.3变电所1铆焊车间13000.30.451.9810.921＃水泵房330.750.80.75（4）No.4变电所1空压站3700.850.750.8812机修车间1400.250.651.173锻造车间2200.30.551.524木型车间1800.350.61.335制材场250.280.61.336综合楼250.911（5）No.5变电所1锅炉房3200.750.80.75122＃水泵房300.750.80.753仓库（1、2）88.120.30.651.174污水提升站200.650.80.75表2各车间6kV负荷序号车间或用电单位名称设备容量（kW）XKcostan计算负荷说明jsP（kW）jsQ（kVar）jsS（kVA）1电弧炉212500.90.870.572工频炉22500.80.90.483空压机23200.850.850.623.供用电协议工厂与电业部门所签订的供用电协议主要内容如下：（1）工厂电源从电业部门某220/35kV变压所，用35kV双回架空线引入本厂，其中一个作为工作电源，一个作为备用电源，两个电源不并列运行，该厂变所距厂东侧9公里。6（2）供电系统短路技术数据表3区域变电所35kV母线短路数据系统运行方式短路容量说明最大运行方式MVASd200)3(max最小运行方式MVASd175)3(max供电系统如下图（图2）所示：（3）电业部门对本厂提出的技术要求区域变电所35kV配出线路定时限过流保护装置的整定时间为2秒，工厂“总降”不应大于1.5秒；在总降压变电所35kV侧进行计量；本厂的功率因数值应在0.9以上。4.本厂负荷性质本厂为三班工作制，最大有功负荷年利用小时数为6000小时，属于二级负荷。5.自然条件1)气象条件（1）最热月平均最高气温为30℃；（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31天；（4）土壤冻结深度为1.1米；（5）夏季主导风向为南风。2)地质及水文条件根据工程地质勘探资料获悉，厂区地址原为耕地，地势平坦，地层以砂质粘土为主，地质条件较好，地下水位为2.8～5.3米，地耐压力为20吨/平方米。区域降压变电所220/35kV本厂总降压变电所（待设计）d(3)d(3)l=9km0x=0.4Ω/km（同上）图2供电系统图7三、主变压器及主接线设计1.各电压等级的合计负载及类型(1)电压等级待建变电所的电压等级为220kV/35kV/6kV/380V。(2)合计负载及类型表1各车间380V负荷序号车间或用电单位名称设备容量（kW）XKcostan计算负荷变压器台数及容量备注KjsP（kW）jsQ（kVar）jsS（kVA）（1）No.1变电所1铸钢车间28000.40.651.1711201310.41723.120.9（2）No.2变电所1铸铁车间9000.40.71.02360514.3367.220.92砂库1000.70.61.3370116.793.1（3）No.3变电所1铆焊车间13000.30.451.98390772.2866.710.921＃水泵房330.750.80.7524.818.631（4）No.4变电所1空压站3700.850.750.88314.5276.8419.310.92机修车间1400.250.651.17354153.83锻造车间2200.30.551.5266100.31204木型车间1800.350.61.336383.81055制材场250.280.61.3379.311.76综合楼250.91122.522.522.5（5）No.5变电所1锅炉房3200.750.80.7524018030010.922＃水泵房300.750.80.7522.516.928.13仓库（1、2）88.120.30.651.1726.430.940.64污水提升站200.650.80.751317.316.3表2各车间6kV负荷序号车间或用电单位名称设备容量（kW）XKcostan计算负荷说明jsP（kW）jsQ（kVar）jsS（kVA）1电弧炉212500.90.870.5722501282.52586.22工频炉22500.80.90.48400192444.43空压机23200.850.850.62544337.36408本设计采用需要系数法确定。主要计算公式有：有功功率：Pe*KxPjs，Kx为需要系数无功功率：tan*PjsQjs视在