电力工程课程设计--住宅小区电力工程设计.docx

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1、电力工程课程设计任务书设计题目：住宅小区电力工程设计专业班级：电气工程及其自动化2班一、设计目的1）使学生初步掌握企业供配电系统和变电所设计的基本思路、方法和步骤；2）使学生学会查阅工程手册，借助资料进行简单设计；3）通过设计将所学理论知识系统化、工程化，从而培养学生分析问题，解决问题的能力二、设计要求要求根据本厂或小区所能取得的电源及本厂用电负荷情况，并适当考虑到工厂生产的发展，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，选择变电所主接线方案及高低压设备与进出线，确定二次回路方案，选择整定继电保护装置，确定防雷和接地装置，最后按要求提交设计

2、计算书及说明书，绘出设计图纸。三、设计任务1、高压供电系统设计根据供电部门提供的资料，选择本厂最优供电电压等级。2、总降压变电站设计主接线设计：根据设计任务书，分析原始资料与数据，列出技术上可能实现的多个方案，经过概略分析比较，留下2-3个较优方案，对较优方案进行详细数据计算分析比较（经济计算分析时，设备价格，使用综合投资指标），确定最优方案短路电流计算，根据电气设备选择继电保护需要，确定短路计算点，计算三相短路电流，计算结果列出汇总表主要电器设备选择：主要电气设备选择，包括断路器，隔离开关，导电截面和型号，绝缘子等设备的选择和校验。选用设备型号、数量、汇成设备一览表。主要设备继电保护设计，包

3、括主变压器，线路等元件的保护方案、保护方式的选择和整定计算。配电装置设计：包括配电装置布置型式的选择、设备布置图。防雷、接地设计：包括直击雷保护，进行波保护和接地网设计。3、车间变电所设计根据车间负荷情况，选择车间变压器的台数，容量，以及变电所位置的原则考虑。4、厂区IOKV配电系统设计根据所给资料，列出配电系统接线方案，经过详细的设计和分析比较，确定最优方案。（二）要求在规定时间内独立完成以下工作量：1、设计说明书、计算书须包括：（I）目录、前言。（2）负荷计算和无功功率计算及补偿；（3）变电所位置和型式的选择；（4）变电所主变压器台数和容量及主接线方案的选择;（5）短路电流的计算；（6）变

4、电所一次设备的选择与校验；（7）变电所高、低压线路的选择；（8）变电所二次回路方案选择及继电保护的整定；（9）防雷和接地装置的确定（针对变电所）；（10）附录参考文献。2、设计图纸3、提交成果（1）设计计算书一份（设计报告）。（2）设计图纸4张（A3图纸）。高压电气主接线1张；低压电气主接线1张；变电所平面布置图1张。四、主要参考文献1电力工程基础2工厂供电3继电保护.4电力系统分析5电气工程设计手册等五、题目选择：任务下达日期一年月日完成日期年月日指导老师越法起（签名）学生（签名）电气主接线设计（一）装机容量：供热式机组3X50MW,Un=10.5kV凝汽式机组3X300MW,Un=17.7

5、5kVocos-0.8o（二）机组每年利用小时为：Tmax=6500hao（三）气象条件为年最高温度38度，平均气温25度，条件一般，无特殊要求。（四）厂用电率占6%o电力负荷及与电力系统连接情况：（第一组）（一）10.5kV电压等级：电缆馈线10回，IokV最大负荷20MW,最小负荷15MW,cos=0.8,Tmax=4500ha,为II类、Ill类负荷。（第二组）（二）22OkV电压等级：架空线5回，最大负荷250MW,最小负荷200MW,cos=0.85,Tmax=4500ha,为I类、Il类负荷。（第三组）（三）50OkV电压等级：架空线4回，备用线1回，500kV与电力系统连接,接受

6、该发电厂的剩余功率。电力系统容量为3500MW,当取基准容量为10OMVA时，系统归算到50OkV侧的X为4600h,日最大负荷持续时间为6h。该厂除铸造车间、电镀车间属二级负荷外，其余均属三级负荷。低压动力设备均为三相，额定电压380V。电气照明及家用电器均为单相，额定电压220V。本厂的负荷统计资料如表1所示。表1.全厂各车间负荷统计表厂房编号厂房名称负荷类型设备容量kW需要系数功率因数1铸造车间动力3000.30.7照明60.81.02锻压车间动力3500.30.65照明80.71.03金工车间动力4000.20.65照明100.81.04工具车间动力3600.30.6照明70.91.0

7、5电镀车间动力2500.50.8照明50.81.0照明10.81.0生活区照明3500.70.93,供电电源情况：按照工厂与当地供电部门签订的协议规定，本厂可由附近一条IOkV的公用电源干线取得工作电源。该干线的走向参看工厂总平面图。该干线的导线型号为LGJ-150,导线为等边三角形排列，线距为2m；干线首端距离本厂约8kmo干线首端所装设的高压断路器断流容量为500MVAo此断路器配备有定时限过电流保护和电流速断保护，定时限过电流保护整定的动作时间为1.7s。为满足工厂二级负荷的要求，可采用高压联络线由临近的单位取得备用电源。4 .气象资料：本厂所在地区的年最高气温为38。年平均气温为23,

8、年最低气温为一8。年最热月平均最高气温为33OC,年最热月平均气温为26,年最热月地下0.8m处平均温度为25Co当地主导风向为东北风，年雷暴日数为20。5 .地质水文资料：本厂所在地区平均海拔500加，地层以砂粘土为主,地下水为2m。6 .电费制度：本厂与当地供电部门达成协议，在工厂变电所高压侧计量电能，设专用计量柜，按两部电费制交纳电费Q每月基本电费按主变压器容量计为18元ZkVA,电费为0.55元kW.h工厂最大负荷时的功率因数不得低于0.9o此外，电力用户需按新装变压器容量计算，一次性地向供电部门交纳供电贴费：6IOkV等级时为800元/kVA。负荷计算和无功功率补偿一、负荷计算的内容

9、和目的(I)求计算负荷，是选择确定建筑物报装容量、变压器容量的依据;(2)求计算电流，是选择缆线和开关设备的依据；(3)求有功计算负荷和无功计算负荷，是确定静电电容器容量的依据。二、负荷计算的方法二.需要系数法一一用设备功率乘以需要系数和同时系数，直接求出计算负荷。用于设备数量多，容量差别不大的工程计算，尤其适用于配、变电所和干的负荷计算。负容需功功率因数有功无功计视在房房荷量要率角的正切计算算负荷计算编名类Pe系因tan负荷Qc负荷号称型/k数数PckvarScWKdCoskw/kVA(2)利用系数法一一采用利用系数求出最大负荷区间内的平均负荷,再考虑设备台数和功率差异的影响，乘以与有效台数

10、有关的最大系数，得出计算负荷。适用于各种范围的负荷计算，但计算过程稍繁。全厂负荷计算的过程本设计各车间计算负荷采用需要系数法确定。主要计算公式有：有功计算负荷(kW)PC=PeKd无功计算负荷(kvar)：Qc=Pctan视在计算负荷(kVA)：Sc=yPc2+Qc2计算电流（八）：Ic=SC电UN具体车间计算负荷如下表:1铸动300.0.71.029091.82128.57造力03车照60.1.004.804.8间明82锻动350.0.651.17105122.85161.54压力03车昭)80.1.005.605.6间明73金动400.0.651.1780123.0893.53工力02车昭

11、）、100.1.00808间明84工动360.0.61.33108144180具力03车照70.1.006.306.3间明95电动250.0.80.7512593.75156.25镀力05车昭八、50.1.00404间明8照10.1.000.800.8明8生活区昭八、明3500.70.90.48245118.66272.22有功计算负荷Pc/kw无功计算负荷Qc/kw视在计算负荷(Sckw)总计782.5694.161046.02同时系数KE=0.95743.38659.45993.72功率因素(COSe)0.748表3各车间负荷计算表从表中可知：有功计算负荷兄=4=782.5KW无功计算负荷

12、Qc=0=694.16KVar视在计算负荷SC=yPj+Qc2=1046.02KVA再乘以同时系数KW=0.95此时Pf=PcxKgp=743.38KWQc，=QcXKWq=659.45kvarSc,=yPc2+Qc2=993.72KVA功率因素cos9=3=0.748o.9,所以要进行无功功率补偿dC无功功率补偿(1)由于本设计中COSe=0.748C0.9,因此需要进行功率补偿。由公式可知：Qnc=(tan-tan2)补偿前的自然平均功率因数对应的正切值补偿后的功率因数对应的正切值式中tan tan采用低压侧集中补偿的方法，为使高压侧功率因数达到09,则补偿后的低压功率因数应达到0.92校正前CoSGl=O.748,tan初=0.887校正后cosg2=0.92,tan2=0.425Qnc=743.38X(0.887-0.425)=342.92/Cvar(2)查课本附录表A-5,选BWO.4-12-1型电容器，则所需电容器个数为n=c12=342.9312=29.57;取n=30,则实际补偿容量为Qc=1230Kvar=360Kvar(3)补偿后的变压器的容量和功率因素无功补偿后变电所低压侧的视在计算负荷为S=743.382+(659.45-360)2=801.426AVA因此，无关补偿后变压器的容量改选为100okV。查附录表A-I知，S9-1000/