供电课程设计10KV供配电系统设计Word文件下载.docx
《供电课程设计10KV供配电系统设计Word文件下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《供电课程设计10KV供配电系统设计Word文件下载.docx（16页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
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。
1.2设计内容及步骤
全厂总降压变电所及配电系统设计，是根据各个车间的负荷数量和性质，生产工艺对负荷的要求，以及负荷布局，接合国家供电情况，解决对各部门的安全可靠，经济的分配电能问题，以电子厂为例，其基本内容有以下几方面。
1.2.1负荷计算
全厂总降压变电所的负荷计算，是在车间负荷计算的基础上进行的。
考虑车间变电所变压器的功率损耗，从而求出全厂总降压变电所高压侧计算负荷及总功率因数。
列出负荷计算表、表达计算成果。
1.2.2工厂总降压变电所的位置和主变压器的台数及容量选择
参考电源进线方向，综合考虑设置总降压变电所的有关因素，接合全厂计算负荷以及扩建和备用的需要，确定变压器的台数和容量。
1.2.3工厂总降压变电所主接线设计
根据变电所配电回路数，负荷要求的可靠性级别和计算负荷综合主变压器台数，确定变电所高、低接线方式。
对它的基本要求，即要安全可靠又要灵活经济、安装容易、维修方便。
1.2.4厂区高压配电系统设计
根据厂内负荷情况，从技术和经济合理性确定厂区配电电压。
参考负荷布局及总降压变电所位置，比较几种可行的高压配电网布置方案，由不同方案的可靠性、电压损失、基建投资、年运行费用，有色金属消耗量等综合技术经济条件列表比值，择优选用。
按选定配电系统作线路接构与敷设方式设计。
用厂区高压线路平面布置图，敷设要求和架空线路杆位。
1.2.5工厂供、配电系统短路电流计算
工厂用电，通常为国家电网的末端负荷，其容量运行小于电网容量，皆可按无限容量系统供电进行短路计算。
由系统不同运行方式下的短路参数，求出不同运行方式下各点的三相及两相短路电流。
1.2.6改善功率因数装置设计
按负荷计算求出总降压变电所的功率因数，通过查表或计算求出达到供电部门要求数值所需补偿的无功率。
由手册或产品样本选用所需移相电容器的规格和数量，并选用合适的电容器柜或放电装置。
1.2.7变电所高、低压侧设备选择
参照短路电流计算数据和各回路计算负荷以及对应的额定值，选择变电所高、低压侧电器设备，如隔离开关、断路器、母线、电缆、绝缘子、避雷器、开关柜等设备。
1.2.8变电所防雷装置设计
参考本地区气象地质材料，设计防雷接地装置。
进行防直击的避雷针保护范围计算，避免产生反击现象的空间距离计算，按避雷器的基本参数选择防雷电冲击波的避雷器的规格型号，并确定其接线部位。
对接地和接地体做具体的理解。
2负荷计算及功率补偿
2.1负荷计算的内容
2.1.1计算负荷
计算负荷又称需要负荷或最大负荷。
计算负荷是一个假想的持续性的负荷，其热效应与同一时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。
在配电设计中，通常采用30分钟的最大平均负荷作为按发热条件选择电器或导体的依据。
2.1.2平均负荷
平均负荷指一段时间内用电设备所消耗的电能与该段时间之比。
常选用最大负荷班（即有代表性的一昼夜内电能消耗量最多的一个班）的平均负荷，有时也计算年平均负荷。
平均负荷用来计算最大负荷和电能消耗量。
2.2负荷计算的方法
负荷计算的方法有需要系数法、二项式等几种。
本设计由于设备台数比较多，而单台设备容量相差不大所以采用需要系数法确定。
主要计算公式有：
有功功率：
P30=Pe·
Kd
无功功率:
Q30=P30·
tgφ
视在功率:
S30=P30/Cosφ
计算电流:
I30=S30/3UN
下表是该电子厂的各个车间负荷的情况：
序号
车间名称
设备用量（KW）
计算负荷
变压器容量
P30（KW）
Q30（Kvar）
S30（KV.A）
1
空调机房
（一）
246.5
172.6
129.4
215.8
1*400
2
厂务公用站房
338.2
236.8
177.6
296
3
TG车间
3704.6
2963.7
1837.5
3486.7
4
锅炉房
142.6
107
80.2
133.8
5
水泵房
320.9
208.6
156.5
278.1
6
污水处理厂
67
53.6
47.2
68.7
7
TA车间
2377.4
951
190.2
970
8
空压站
607
534.2
470.1
712.3
9
空调机房
（二）
368
257.6
193.2
322
10
冷冻机
（1）
561
392.7
345.6
523.6
11
冷冻机（2，3）
1122
785.4
691.1
1047.2
12
制冷站
450
315
236.2
393.8
13
照明用电
634.4
507.5
243.6
2.2.1全厂负荷计算
取K∑p=0.95;
K∑q=0.97
根据上表可算出：
∑P30i=7485.7kW;
∑Q30i=4798kvar
则P30=K∑P∑P30i=0.95×
7485.7kW=7111kW
Q30=K∑q∑Q30i=0.97×
4798.4kvar=4654kvar
S30=223030pQ+≈8499KV·
A
I30=S30/3UN≈140A
Cosφ=P30/S30=7111/8499≈0.84
2.3功率补偿功率补偿功率补偿功率补偿
工厂中由于有大量的感应电动机、电焊机、电弧炉及气体放电灯等感性负荷，还有感性的电力变压器，从而使功率因数降低。
如在充分发挥设备潜力、改善设备运行性能、提高其自然功率因数的情况下，尚达不到规定的工厂功率因数要求时，则需考虑增设无功功率补偿装置。
上图表示功率因数提高与无功功率和视在功率变化的关系。
假设功率因数有φcos提高到φcos′，这时在用户需用的有功功率30P不变的条件下，无功功率将由30Q减小到30Q′，视在功率将由30S减小到30S′。
相应地负荷电流30I也得以减小，这将使系统的电能损耗和电压损耗相应降低，既节约了电能，又提高了电压质量，而且可选较小容量的供电设备和导线电缆，因此提高功率因数对供电系统大有好处。
由上图可知，要使功率因数由φcos提高到φcos′，必须装设无功补偿装置（并联电容器），其容量为：
在确定了总的补偿容量后，即可根据所选并联电容器的单个容量qc来确定电容器的个数，即：
由于本设计中要求Cosφ≥0.9,而由上面计算可知Cosφ=0.84<
0.9，因此需要进行无功补偿。
综合考虑在这里采用并联电容器进行高压集中补偿。
Qc=7111×
（tanarcCos0.84－tanarcCos0.95）Kvar=2275Kvar
取Qc=2300Kvar
因此，其电容器的个数为：
n=Qc/qC=2300/150=15
而由于电容器是单相的，所以应为3的倍数，取15个正好。
无功补偿后，变电所低压侧的计算负荷为：
S30
（2）′=227111（47982300）+−=7538KV·
A
变压器的功率损耗为：
△QT=0.06S30′=0.06*7538=452Kvar
△PT=0.015S30′=0.015*7538=113Kw
变电所高压侧计算负荷为：
P30′=7111+113=7224Kw
Q30′=（4798-2300）+452=2950Kvar
S30′=2272242950+=7803KV·
无功率补偿后，工厂的功率因数为：
Cosφ′=P30′/S30′=7224/7803=0.9
则工厂的功率因数为：
cosφ′=P30′/S30′=0.9≥0.9因此，符合本设计的要求。
3变配电所选型及总体布置
3.1变配电所位置的选择
变配电所所址选择的一般原则:
尽量靠近负荷中心；
尽量靠近电源侧；
进出线方便；
尽量避开污染源，或者在污染源上方口；
尽量避开振动、潮湿、高温及有易燃易爆物品的场所；
设备运输方便；
有扩建和发展的余地；
高压配电所与邻近车间的变电所合建。
3.2变电所总体布置要求
3.2.1便于运行维护和检修
有人值班的的变配电所，一般应设置值班室。
值班室应靠近高低压配电室，而且有门直通。
如值班室靠近高压配电室有困难时，则值班室可经走廊与高压配电室相通。
值班室也可以与低压配电室合并，但在放置值班工作桌的一面或一端，低压配电装置到墙的距离不应小于3m。
主变压器应靠近交通运输方便的马路侧。
条件许可的，可单设工具材料室或维修间。
昼夜值班室的变配电所应设休息室。
有人值班的独立变配电所，宜设有厕所和给排水设施。
3.2.2保证运行安全
值班室内不得有高压设备，值班室的门应朝外开。
高压低压配电室的电容室的门应朝值班室开或朝外开。
变压器室的大门应朝马路开，但应
升级会员 