某机修厂变电所供配电设计Word下载.docx
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本题目主要目的是掌握某机修厂的变电所总降压变电站设计和车间变压器的选择以及配电线路的设计。
与原来的课程设计比较，本题不仅设计量大了许多，而且在更个方面的要求也有所加强。
虽然变电所的设计在现在已经不是高新的技术，但是作为自动化专业的学生，本题目还是很全面的包含了一大部分专业课程学习的内容，而且各个方面都有所深入。
尤其是继电保护的问题，有了更加深入的学习。
虽然本题没有对变电站综合自动化有所研究，但是对日后向这个方面的学习和发展打下了坚实的基础。
通过这次设计不仅进一步加强专业知识的学习，拓宽知识面，提高理论知识水平。
而且扩宽了就业面，提高就业能力，提高了独立思考和分析问题的能力。
1.2设计的主要内容、设计图样
1.2.1设计的主要包括
（1）设计的基本依据和资料。
（2）区域变电所和车间变电所负荷计算。
（3）无功功率补偿计算及补偿电容器选择。
（4）短路电流的计算和动稳定度，热稳定度的计算机。
（5）变压器容量及台数的选择。
（6）变电所进出线的选择。
（7）变电所的电缆，电线，高压开关柜，低压配电电屏，动力配电箱，电流互感器，避雷器，母线等主要设备的选择。
（8）区域变电所进线侧线路的继电保护，（采用定时限过电流保护）。
主变压器的差动保护，瓦斯继电器保护，工厂变电所进线侧单相接地保护。
（9）防雷装置与保护接地装置的设计。
（10）、域变电所的主接线图、工厂变电所主接线图、各种保护装置接线原理图。
（11）画出工厂变电所的平面图。
1.2.2设计图样
（1）变电所主结线电路图
电机修造厂总降压变电所主结线电路图
（3）各种保护装置接线原理图
变电所进线侧线路的继电保护原理电路图，（采用定时限过电流保护）。
主变压器的差动保护原理电路图，瓦斯继电器保护原理电路图，工厂变电所进线侧单相接地保护原理电路图
（4）变电所平、剖面图
电机修造厂总降压变电所平、剖面图
第二章设计依据
一.原始资料
（1）工厂的总平面布置图
图1工厂总平面布置图
（2）工厂各车间的负荷情况及变电所的容量：
如表1和表2.
表2-1工厂各车间负荷计算表
配电计点名称
设备容量/kW
需要系数
一车间、锻工车间
1400
0.33
0.4
二车间
2200
0.3
0.68
三车间
1755
0.52
工具,机修车间
1280
0.38
0.26
空气站、煤气站、锅炉房
1266
0.67
0.2
仓库
550
0.7
（3）供用电协议
①工厂东北方向6公里处有新建地区降压变电所，110/35/10kV，25MVA变压器一台作为工厂的主电源，允许用35kV或10kV中的一种电压，以一回架空线向工厂供电。
此外，由正北方向其他工厂引入10kV电缆作为备用电源，平时不准投入，只在该工厂主电源发生故障或检修时提供照明及部分重要负荷用电，输送容量不得超过全厂计算负荷的20%。
②电力系统短路数据，如表2-2所示。
其供电系统图，如图2-2所示。
表2-2区域变电站60kV母线短路数据
系统运行方式
系统短路数据
系统最大运行方式
＝1000MVA
系统最小运行方式
＝500MVA
图2-2供电系统图
③功率因数：
要求cos
≥0.85。
（4）工厂负荷性质
负荷电压等级为380V。
除空压站，煤气站部分设备为二级负荷，其余均为三级负荷。
（5）工厂的自然条件：
本厂所在地区年最高气温为38℃，年平均温度为23℃，年最低气温为-8℃，年最热月最高气温为33℃，年最热月平均气温为36℃，年最热月地下0.8m处平均温度为35℃。
当地主导风向为东北风，年雷暴日数为20。
本厂所在地区平均海拔高度为500m，地层以砂粘土为主，地下水位为2m。
第三章设计说明
3.1负荷计算及功率补偿
3.1.1负荷计算的内容和目的
（1）计算负荷是根据已知的工厂的用电设备安装容量求取确定的、预期不变的最大假想负荷。
也就是通过负荷的统计计算求出的、用来按发热条件选择供电系统中各元件的负荷值。
在配电设计中，通常采用半小时的最大平均负荷作为按发热条件选择电器或导体的依据。
（2）计算负荷是用户供电系统结构设计、供电线路截面选择、变压器数量和容量选择、电气设备额定参数选择等的依据，合理地确定用户各级用电系统的计算负荷非常重要。
3.1.2负荷计算的方法
有功计算负荷为
（3-1）
式中，
为设备容量。
无功计算负荷为
（3-2）
为对应于用电设备组
的正切值。
视在计算负荷为
（3-3）
总的计算电流为
（3-4）
为额定电压380V。
一车间锻工车间的负荷计算：
cosΦ=0.93tantΦ=0.4
P30=1400*0.33=462kWQ30=462*0.4=184.8kVar
S30=462/0.93=496.77kVA
由一车间锻工车间的视在计算负荷可知，应该选用S9—630/10型、电压为10/0.4kV、Yyn0联结的变压器，△P0=1.2kW,△Pk=6.2kW,I0％=0.9,Uk％=4.5,负荷率β=496.77/630=0.789
△PT=△P0+β2△Pk=1.2+0.7892*6.2=5.06kW
△QT=SN/100*（I0％+β2Uk％）=630/100*（0.9+0.7892*4.5）=23.32kVar
10kV侧计算负荷
P30=462+△PT=462+5.06=467.06kW
Q30=184.4+△QT=184.4+23.32=208.12kVar
S30=511.33kVA
以上为一车间锻工车间的负荷计算，同理可得到二车间、三车间、工具机修车间、空气站、仓库的负荷计算结果。
3.1.3各用电车间负荷情况及各车间变电所容量。
表3-1
车间名称
380V侧计算负荷
变压器容量/kVA
变压器功率损耗
110kV侧计算负荷
有功负荷/kW
无功负荷/kVar
视在负荷/kVA
有功损耗/kW
无功损耗/kVar
一车间
462
184.8
496.77
630
5.06
23.32
467.06
208.12
511.93
660
448.8
795.18
1000
8.21
35.44
668.31
484.24
825.22
912.6
273.78
950.63
1250
8.9
40.08
921.5
313.86
973.48
工具机修车间
486.4
126.46
501.44
5.13
23.63
491.53
150.09
513.93
空、煤、锅
848.22
169.64
865.53
9.42
40.75
857.64
210.39
883.07
165
115.5
201.22
250
2.54
9.48
167.54
124.98
209.02
总计
3573.48
1491.68
3872.32
3.1.4全厂负荷计算。
取K∑p=0.95;
K∑q=0.95
根据上表可算出：
∑P30i=3573.48kW;
∑Q30i=1491.68kvar
则P30=K∑P∑P30i=0.95×
3573.48kW=3394.8kW
Q30=K∑q∑Q30i=0.95×
1491.68kvar=1417.1kvar
=3678.7kV·
A
下面选择总降压变压器的容量：
由于工厂厂区的范围不大，高压配电线路上的功率损耗可忽略不计，因此表3-1所示车间变压器高压侧的计算负荷可认为就是总降压变电所出现上的计算负荷。
计算负荷上面已得到。
因为大多数负荷为三级负荷，只有少数为二级负荷，故总降压变压器选择S9—4000/35型，电压为35/10.5kV的变压器。
由其参数可得变压器损耗，进而得到总降压变压器高压侧的计算负荷：
P30
（1）=3423.7kW,
Q30
（1）=1682.1kVar,
S30
（1）=3814.6kVA。
3.1.5功率补偿
本设计要求功率因数cos
总降压变压器低压侧的功率因数为cos
（2）=3394.8/3678.7=0.92>
0.85；
工厂进线处的功率因数为cos
（1）=3423.7/3814.6=0.90>
0.85。
可见功率因数满足要求，不需要进行功率补偿。
3.2变电所、配电所位置和型式的选择
（1）变电所和配电所的位置选择应根据下列要求综合考虑确定：
靠近工厂的负荷中心；
接近电源侧；
进出线方便；
运输设备方便；
不应设在有剧烈振动或高温的场所；
不宜设在多尘或有腐蚀性气体的场所，如无法远离，不应设在污染源的主导风向的下风侧；
不应设在地势低洼和可能积水的场所；
不应设在有爆炸危险的区域内；
不宜设在有火灾危险区域的正上方或正下方；
（2）变电所和配电所型式选择
①35/10.5kV变电所分屋内式和屋外式，屋内式运行维护方便，占地面积少。
60kV变电所宜用屋内式。
②配电所一般为独立式建筑物，也可与所带10kV变电所一起附设于负荷较大的厂房或建筑物。
3.2.1机修厂总变电所位置和型式的选择
1.总降压变电所位置选择
根据供电源的情况，尽量考虑将总降压变压器设置在靠近负荷中心且远离人员集中区，结合厂区供电平面图，拟将总降压变电所设置在厂区东北部，如图3-1所示。
2.车间
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