某学院供配电课程设计论文.docx

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1、新开源2#车间专用变电所10KV电气一次设计摘要本设计的题目为“某工厂IOkV车间变电所电气部分设计”。设计的主要相关内容包括：变电所的位置与形式：主变台数、容量、型号；电气主接线相关方案设计；短路电流计算；负荷计算；无功功率补偿；电气设备选择及校验（母线、高压断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、避雷器和补偿电容器）；低压配电网络设计、连接方式；导线截面选择及线损计算等。选择继电保护装置，防雷保护和接地装置相关方案及设计，1004kV变电所主变压器选择；配电装置设计；继电保护规划设计：防雷保护设计等。其中还对变电所的主接线通过CAD制图直观的展现出来。本次设计的相关内容紧密结合实际，通过

2、查找大量相关资料，设计出符合当前要求的变电所。本变电所对低压侧负荷的统计计算采用需要系数法：为减少无功损耗,提高电能的利用率,本设计进行了无功功率补偿设计，使功率因数从0.74提高到0.96；短路电流的计算包括短路点的选择及其具体数值计算；而电气设备选择采用了按额定电流选择，按短路电流计算的结果进行校验的方法：继电保护设计主要是对变压器进行电流速断保护和过电流保护的设计计算；配电装置采用成套配电装置；本变电所采用避雷针防直击雷保护。关键词：负荷计算，短路电流计算，继电保护，接地装置，变压器目录前言错误!未定义书签。第I章任务说明61.1 设计要求61.2 车间概况及设备平面布置图71.3 负荷

3、情况71.4 供电电源情况81.5 电价计算91.6 建设期用电91.7 气象、地质水文资料9第2章机加工车间的负荷计算92.1 负荷计算92.2 无功功率补偿Il第3章工厂变电所的设备选择及主接线设计133.【总降压变电所位置的确定133.2 变压罂数量及容量的选择133.3 变电所的电气主接线的选择143.3.1 变电所主接线的选择143.3.2 变电所主接线相关方案的绘制15第4章变电所的短路电流计算164.1 短路电流计算的目的及方法164.2 短路电流计算164.2.1 绘制计算电路图174.2.2 确定基准值174.2.3 计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值174.2.4 k-1

4、故障点的短路电流计算184.2.5 k-2故障点的短路电流计算19第5章变电所一次设备的选择校验195.1 变电所高压一次设备的介绍195.2 一次设备的选择与校验的条件和相关项目205.3 变电所IOkV一次设备的选择与校验225.5 高压母线的选择25第6章变电所进出线与邻近单位联络线的选择266.1 导线和电缆截面选择时满足的条件266.2 IOkV高压进线的选择校验266.2.1 IOkV高压进线与邻近单位联络线的选择266.2.2 由高压配电室至主变的一段引入电缆的选择27第7章变电所队继电保护装置的选择317.1 继电保护的概念317.1.1 继电保护的定义及组成317.1.2 维

5、电保护装置装置的基本要求317.2 电力变压的继电保护装置317.2.1 变压器的瓦斯保护337.2.2 变压器的电流保护错误!未定义书签。7.2.3 变压器的差动保护错误!未定义书签。第8章变电所的防雷保护与接地装置的设计338.1 变电所的防雷保护348.1.1 直击雷防护348.1.2 雷电侵入波的防护348.2 变电所保护接地的设计348.2.1 接地与接地装置348.2.2 保护接地的分类及应用35变电所(SUbStation)是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行，是联系发电厂和用户的中间环节，是电力系统中对电能的电压和电流进行变换、集中和分配的场所。变电

6、所(SUbStation)就是电力系统中对电能的电压和电流进行变换、集中和分配的场所。为保证电能的质量以及设备的安全，在变电所中还需进行电压调整、以及输配电线路和主要电气设备的保护。无论国内国外，还是从管理方、运行方及设计单位对于变电站实现综合自动化均取得了共识。变电站综合自动化也采用了新的技术全分散式变电站自动化系统和先进的网络技术。本课题设计了一个某工厂的供电系统，再满足工厂供电设计中安全、可靠、灵活、经济的基本要求的前提下，首先根据全厂和车间的用电设备情况和生产工艺要求，进行了负荷计算，通过功率因数的计算，进行无功补偿设计(包括无功补偿容量计算和补偿设备选择、校验)，确定了工厂的供电相关

7、方案，通过技术经济比较，确定了供电系统的主接线形式，选择了主变压器的台数和容量。其次，本文设计了厂区供电和配电网络，进行了车间变电所以及车间配电系统和车间电气照明设计，按照经济电流密度法，选择了合适的导线和电缆，通过合理设置短路点，进行正确的短路电流计算，进行了主要电气设备的选型和校验。最后，本文还进行了电力变电压器和主要电力线路的继电保护设计。通过上述设计，基本确定了某机加工厂内部的供配电系统，并且在本设计中，尽可能选择低损耗电气设备，以节约电能，体现了节能环保的设计思想。工厂供电设计必须遵循的一般原则：(1)工厂供电设计必须遵守国家的有关法令、标准和规范，执行国家的有关方针、政策，包括节约

8、能源、节约有色金属等经济技术政策。(2)工厂供电设计应做到保障人身和设备的安全、供电可靠。电能质量合格。技术先进和经济合理，设计中应采用符合国家现行有关标准的效率高、能耗低、性能先进的电气产品。(3)工厂供电设计必须从全局出发，统筹兼顾，按照负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件，合理确定设计相关方案。(4)工厂供电设计应根据工程特点、规模和发展规划，正确处理近期建设与远期发展的关系，做到远、近期结合，以近期为主，适当考虑扩建的可能性IL表51示出了工厂供电设计依据的主要设计规范。表07工厂供电设计依据的主要设计规范序号规范代号规范名称1GB50052-2009供配电系统设计2GB5005

9、3-94IOkV及以下变电所设计3GB50054-2011低压配电设计4GB50055-93通用用电设备配电设计5GB50057-94建筑物防雷设计6GB50059-9235IlOkV变电所设计7GB50060-923-110kV高压配电装置8GB50061-9766kV及以下架空电力线路设计第1章任务说明1.1 相关方案论证1 .根据设计题目的要求，适当考虑工厂生产、发展的实际情况，按照安全、可靠、经济、灵活的原则，确定设计相关方案并进行了相关方案论证.2 .选择继电保护装置，防雷和接地装置相关方案及设计；3 .参考工程设计手册和其他参考书，按规范要求作出设计说明，绘出设计图样并进行设备选型

10、。1.2 车间军况及设备平面布面布新开源2#车间为全框架钢结构车间，长150米、宽68米、高14米，车间内共四跨，每跨宽米全通透，每跨配有行车四台，2台16T,2台5T。共16台.车间内用电设备主要为中频电加热设备、电辅助加热气体加热炉以及冲压、锻压设备，其余设备为一般机加工及焊接设备。设备按照生产工艺要求摆放，同类设备多在同一区域，车间分区比较明确。如图1T，图1-1车网平面简图1.3 负荷情况低压动力设备均为三相，额定电压为380V。电气照明设备为单相，额定电压为220V。本厂的负荷统计参见下表1-1。供电部门对功率因数的要求值：IOkV供电时，COS90.9o车间的用电设备（所在位置见附

11、1）情况如下：序号名称规格型号台数单台容量总容量1推弯机21912402402推弯机D42612002003液压机B315122224液压机X500164645液压机B315122226热处理炉160607加热炉RX12018天然气加热炉RX12011501509天然气加热炉RX120110挤压三通液压机4000T113213211挤压三通液压机114T152.552.512照明组13电动坡口机Q1260-13144214电动坡口机STPG-8001181815电动坡口机D4261151516电动坡口机D2701101017车床C630-137.522.518车床C620-1B1101019车

12、床6181101020牛头刨床B65017.57.521钻床ZX50C-II14422天车5T81518023天车16T82510024电焊机ZX7-50084032025空气压缩机V0.6/12.51404026等离子切割机120020027焊条烘干机1303028电焊机BX1-400A1303029整口机219-27317.57.530整口机325-37717.57.531整口机406-42617.57.532整口机480-6301101033自动抛光机Q3761282834自动抛光机Q37B112121.4 供电电源情况工厂东北方向3公里处有新建IlOKV老井变电站，1103510kV,

13、1X40MVA变压器一台作为工厂的主电源，允许用35kV或IOkV中的一种电压向工厂供电。35kV侧系统的最大三相短路容量为1500MV,最小三相短路容量为IoooMv+A。IOkV侧系统的最大三相短路容量为450MVA,最小三相短路容量为200MVA.1.5电价计算供电部门实行两部电价制。1：基本电价：按变压器安装容量每IkV-A,20元/月计费；2:电度电价：供电电压为35kV时，B=0.62元/(kWh)；供电电压为IOkV时，=0.65元(kWh)o1.6 建设期用电：建设初期用电取自红山乡坡地村0.4kv低压配电线路，建设后期及生产调试用电取自2#车间变电所，变压器容量统筹考虑。1.

14、7 气象、地质水文资料本厂所在地区的年最高气温为38,年平均气温为17C,年最低气温为-8。年雷暴天数约为20天。本厂所在地区，地层以砂质粘土为主。1.1 机加工车间的负荷计算1.2 负荷计算我国目前普遍采用的确定设备计算负荷的方法有需要系数法和二项式法两种，而前者应用最为普遍。需要系数法I用设备功率乘以需要系数和同时系数，直接求出计算计算负荷。当用电设备台数较多、各台设备容量相差不甚悬殊时，通常都采用需要系数法计算；二次项系数法I将符合分为基本负荷和附加负荷，后者考虑一定数量大容量设备影响.当用电设备台数少而容量相差悬殊，用二项式法计算31。本设计结合实际情况，采用需要系数法确定。主要计算公式有：有功计算负载：7o=KIeV无功计算负载：0N=PNtana视在计算负载：S30=%