供配电技术课程设计

永州职业技术学院课程名称:供配电技术课程设计题目:工厂供配电系统设计系、专业:电气自动化、电子系年级、班级:08电子大专班学生姓名：胡佳兵指导老师：欧阳华明、钟老师时间：2010年12月目录摘要··················································第一章绪论设计选题背景·································第二章系统总体方案设计·································2-1-1设计要求简介·······································第三章负荷计算········································3-1-1三相用电设备组负荷计算的方法·······················3-1-2计算负荷及无功功率补偿·····························3-1-3车间变电所的所址和型式·····························第四章短路电流计算·····································4-1-1短路电流的计算方法································4-1-2计算短路电路中各元件的电抗标幺值··················4-1-3短路的形式········································4-1-4短路原因··········································4-1-5短路的后果········································第五章导线和电缆的选择·································5-1-1选择校验项目及条件································5-1-2按发热条件选择导线和电缆面积······················第六章电力变压器的继电保护·····························6-1-1电力变压器的常见故障······························6-1-2电力变压器的保护··································6-1-3该工厂变压器继电保护的计算·······················第七章变电所的一次设备的选择校验·······················7-1-1高压设备器件的校验································7-1-2主要设备的选择校验································第八章主接线方案的选择··································8-1-1主接线方案的技术指标······························8-1-2主接线方案的经济指标······························8-1-3主接线方案的经济指标比较··························第九章心得体会及参考文献································9-1-1心得体会··········································9-1-2参考文献··········································附件：课程设计成绩评定意见表·····························摘要工厂供电，就是指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂配电。众所周知，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。此外，在供电工作中，应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，既要照顾局部的当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应发展。课程设计是学习中的一个重要环节，通过课程设计可以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。关键词：供配电系统；供电容量；企业第一章绪论设计选题背景随着我国经济的快速增长，用电已成为制约我国经济发展的重要因素。为保证正常的供配电要求，各地都在兴建一系列的供配电装置。工厂的飞速发展给国家带来了具大的收益同时用电负荷也越来越大,特点是负荷容量大、用电设备多，在这选用10kV。所以本文针对变电所的特点，阐述了10kV变电所的设计思路、设计步骤，并进行了相关设备的计算和校验。并关键介绍了主接线是变电所的最重要组成部分。它决定着变电所的功能、建设投资、运行质量、维护条件和供电可靠性。所以在此熟悉变电所的设计要求和设计过程，对从事电力工程设计，故障分析和判断是非常有益的。设计选题意义：将在学校所学各部分专业课程理论知识有机的组合起来，形成一个完整的体系，并应用到实践环节，是为进一步增强对电力专业课程知识综合运用能力，真正地实现学以致用，实现应用型人才培养的要求。第二章系统总体方案设计2-1-1设计要求简介1、生产区：各车间、各用电设备均自行拟定，属二级负荷。2、生活区：空调、供水和照明用电等情况均自行拟定。3、就近电网：110kV；35kV；10kV；可任选其一。4、确定各级的“计算负荷”，和各级“短路电流”、“冲击电流”。5、选好主接线（一次回路）的各级电气设备、装置。6、绘制主接线图（包括原理图、平面图）。7、有选择地设计（二次回路）-----此项为突破性要求。1）继电保护。2）自动重合闸。3）备用电源的自动投入。第三章负荷计算3-1-1三相用电设备组负荷计算的方法有功计算负荷（kW）edcPKP无功计算负荷（kvar）tanccPQ视在负荷计算（kV·A）cosccPS计算电流（A）NccUSI33-1-2计算负荷及无功功率补偿(1)负荷计算各厂房及生活区的负荷计算如表2-1表2-1电力负荷计算表编号厂房名称设备容量/kW需要系数功率因数有功功率/kW无功功率/kvar视在功率/kV·A计算电流/A1模型车间2000.350.67093.1116.7177.32砂库1200.700.684111.7140212.73锻造车间3200.350.55112170.2203.6309.34电镀车间2200.500.8011082.5137.5208.95金工车间9500.200.65190222.3292.3441.16机修车间1800.200.653642.155.4847污水处理140.600.808.46.310.5168热处理车间1900.600.60114151.6190288.79食堂、锅楼房300.600.601823.93045.610仓库150.300.854.52.85.38.111料场400.300.6012162030.412办公区200.800.8016122030.4(2)无功功率补偿由表2-1可知该厂380V一侧最大功率∑Pc=774.9kW，最大无功功率∑Qc=934.5kvar，最大视在功率Sc=1213.98kV·A，考虑到车间有12个，所以采用3个变电所，变电所1给1、2、3、11号厂房供电，变电所2给4、5、10号厂房供电，变电所3给6、7、8、9、12号厂房供电每个变电所选用的自愈式低压并联电力电容器，以下分别计算3个变电所的无功补偿方案。如表2-2所示:车间分配图表2-2变电所1（电力负荷计算表）编号厂房名称设备容量/kW需要系数功率因数有功功率/kW无功功率/kvar视在功率/kV·A计算电流/A1模型车间2000.350.67093.1116.7177.32砂库1200.700.684111.7140212.73锻造车间3200.350.55112170.2203.6309.311料场400.300.6012162030.4故∑Pc1=278kW,∑Qc1=391kvar,最大视在功率Sc1=497.8kV·A,最大功率因数Cosφ=Pc1/Sc1=0.558功率补偿容量：Qc=Pc1(tanφ1-tanφ2)=278[tan(arccos0.558)-tan(arccos0.92)]kvar=295.1kvar。故选择GCS-34型低压无功补偿柜（BCMJ-0.4-30-3A），所需安装的组数n=Qc/qc=295.1/30=9.8≈10。所需10组电容器柜数1台。视在2222(')278(3911030)292.5ScPcQcQckW功率因素Cosφ=Pc1/Sc=278/292.5=0.95满足要求，所以选SC(B)-10-400KV·A电力变压器同理，可以求出：变电所2功率补偿容量：Qc=176.8kvar。选择GCS-34型低压无功补偿柜（BCMJ-0.4-30-3A），所需6组电容器柜数1台，选SC(B)-10-400KV·A电力变压器。变电所3功率补偿容量：Qc=176.8kvar。选择GCS-34型低压无功补偿柜（BCMJ-0.4-20-3A），所需8组电容器柜数1台，选SC(B)-10-250KV·A电力变压器。表2-3变电所1，变电所2，变电所3的补偿方案变电所无功补偿功率因数Pc/kWQc/kvarSc/kV·ASTS1补偿前0.558278391497.8无功补偿容量//300/补偿后0.9527891292.5STS2补偿前0.704304.5307.6432.8无功补偿容量//180/补偿后0.92304.5127.6330.2STS3补偿前0.63192.4235.9304.4无功补偿容量//160/补偿后0.93192.475.9203.8（3）全厂负荷计算STS1变压器的有功、无功功率损耗：PT1≈0.01Sc=0.01292.5kV·A=2.925kV·AQT1≈0.05Sc=0.05292.5kvar=14.625kvarSTS2变压器的有功、无功功率损耗：PT2≈0.01Sc=0.01330.2kV·A=3.302kV·AQT2≈0.05Sc=0.05330.2kvar=16.51kvaSTS3变压器的有功、无功功率损耗：PT3≈0.01Sc=0.01203.8kV·A=2.038kV·AQT3≈0.05Sc=0.05203.8kvar=10.19kva总负荷：P