10KV工厂配电系统设计资料.doc
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工厂供电技术课程设计说明书
工厂供电技术课程设计说明书
题目：
10KV高压变配电系统设计
学院：
信息与控制工程学院
专业：
自动化
班级：
四班
学生姓名:
张泽妮学号:
指导教师:
王公仆
2016年11月30日
目录
目录 1
1绪论 1
1.1工厂供电的意义和要求 1
1.2设计依据 1
1.3电力系统资料 2
2全厂负荷计算和无功补偿计算 3
2.1变电所1的负荷计算和无功补偿计算 3
2.2变电所2的负荷计算和无功补偿计算 7
2.3变电所3的负荷计算和无功补偿计算 9
3系统主接线方案 13
3.1主接线的基本要求 13
3.2方案1：
双回路高压单母线主接线 13
3.3方案2：
双回路高压单母线低压单母线分段主接线 13
3.4方案的比较与选择 14
4.变电所位置及变压器选择 15
4.1变压器选择 15
4.2变压器重新选择 15
4.3变电所位置 15
5短路电流计算 17
5.1确定计算电路及计算电抗 17
5.2短路电流计算 18
6变电所一次设备的选择高压断路器的选择 19
6.1高压断路器的选择 19
6.2高压隔离开关的选择 19
7结论 21
参考文献 1
1绪论
1.1工厂供电的意义和要求
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：
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。
可靠应满足电能用户对供电可靠性的要求。
优质应满足电能用户对电压和频率等质量的要求
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设计依据
1.生产规模和产品规格：
本厂规模5万锭毛纺织厂，年生产能力230万米。
2.车间组成和布置：
工厂有一个主厂房，包括制条车间，纺纱车间，织造车间、染整车间等四个车间，还有辅助车间和及其它设施。
3、全厂各车间电气设备及车间变电所负荷计算表。
变电所1
用电设备
Pe/kW
Kd
cosφ
tanφ
计算机负荷
Pj/kW
Qj/kvar
Sj/kVA
Ij/A
制条车间
340
0.8
0.8
0.75
纺纱车间
340
0.8
0.8
0.75
软水站
86.1
0.65
0.8
0.75
锻工车间
36.9
0.3
0.65
1.17
机修车间
296.2
0.3
0.5
1.73
托幼所
12.8
0.6
0.6
1.33
仓库
37.96
0.3
0.5
1.17
表1
变电所2
用电设备
Pe/KW
Kd
cosφ
tanφ
计算机负荷
Pj/kW
Qj/kvar
Sj/kVA
Ij/A
织造车间
525
0.8
0.8
染整车间
490
0.8
0.8
理发浴室
1.88
0.8
1
食堂
20.63
0.75
0.8
0.75
独身宿舍
20
0.8
1
表2
变电所3
用电设备
Pe/KW
Kd
cosφ
tanφ
计算机负荷
Pj/kW
Qj/kvar
Sj/kVA
Ij/A
锅炉房
151
0.75
0.8
0.75
水泵房
118
0.75
0.8
0.75
化验室
50
0.75
0.8
0.75
卸油泵房
28
0.75
0.8
0.75
表3
1.3电力系统资料
1、从本厂南部0.5公里的某35/10千伏变电所，用10千伏双回架空线路向本厂供电;
2、该变电所10千伏出线定时限过流保护的整定时间为1.5秒，要求配电所不大于1.0秒；
3、在总配变电所10千伏侧计量；
4、功率因数值应在0.9以上；
5、配电系统技术数据。
（1）变电所10千伏母线短路数据为：
变电所10千伏母线短路数据
运行方式
电源10千伏母线路短容量
说明
系统最大运行方式时
S（3）=187兆伏安
系统为无限
大容量
系统最小运行方式时
S（3）=187兆伏安
表4
（2）配电系统
10KV母线
10KV母线
架空线
本厂总配变电
图1
6、工厂负荷性质
多数车间为三班制，少数为一班或两班制。
全年为306个工作日，年最大负荷利用小时数为6000小时。
属于二级负荷。
2全厂负荷计算和无功补偿计算
2.1变电所1的负荷计算和无功补偿计算
1、用电设备的负荷计算
根据设计任务书的要求，按照需要系数法计算各组负荷
有功功率
无功功率
视在功率
总的计算电流
上述四个公式中：
Pe：
每组设备容量之和，单位为kW；Kd：
需要用系数；cos:
功率因数。
制条车间的计算电荷；
有功功率
无功功率
3、纺纱车间的计算电荷；
有功功率
无功功率
4、软水站的计算电荷；
有功功率
无功功率
5、锻工车间的计算电荷；
有功功率
无功功率
机修车间的计算电荷；
有功功率
无功功率
托幼所的计算电荷；
有功功率
无功功率
仓库的计算电荷；
有功功率
无功功率
总负荷的计算：
有功功率
无功功率
视在功率
总的计算电流
式中：
对于干线，可取K∑ p =0.85-0.95，K∑q =0.90-0.97。
对于低压母线，由用电设备计算负荷直接相加来计算时，可取K∑ p =0.8-0.9，K∑q =0.85-0.95。
考虑各用电设备的最大负
荷不同时出现的因素,取KΣp=0.95,KΣp=0.97
计算负荷表
用电设备
Pe/kw
Kd
cosφ
tanφ
计算机负荷
Pe/kw
Qj/kvar
Sj/kVA
Ij/A
制条车间
340
0.8
0.8
0.75
272
204
纺纱车间
340
0.8
0.8
0.75
272
204
软水站
86.1
0.65
0.8
0.75
55.97
41.97
锻工车间
36.9
0.3
0.65
1.17
11.07
12.95
机修车间
296.2
0.3
0.5
1.73
88.86
153.73
托幼所
12.8
0.6
0.6
1.33
7.68
10.21
仓库
37.96
0.3
0.5
1.17
11.39
13.32
合计
1149.96
0.2
718.96
640.19
考虑各用电设备的最大负
荷不同时出现的因素,取
KΣp=0.95,KΣp=0.97
683
（718.96*0.95）
621
（640.19*0.97）
923
（）
1402
1402/1.73*0.38
表5
2、变压器损耗估算
ΔPb=0.01Sj=0.01×923=9.2kw
ΔQb=0.05Sj=0.05×923=46.4kvar
3、无功功率补偿计算
从设计任务书的要求可知，工厂10KV高压侧进线在最大负荷时，其功率因素不应小于0.9，考虑到变压器的无功功率损耗ΔQb，远远大于有功功率损耗ΔQb，因此，在变压器的低压侧进行无功功率补偿时，其补偿后的功率因素应稍大于0.9，现设cosφ=0.96，则
有功功率负荷系数α=Tmax/Tn=6000/（24×306）=0.82
无功功率负荷系数=（1+10%）α=1.1×0.82=0.9
低压侧在补偿前的功率因素为:
因此，所需要的补偿容量为：
选取
高压侧在补偿后的负荷及功率因素计算：
满足了设计任务书的要求，其计算数据如下：
项目
cos
计算机负荷
Pj/kW
Qj/kvar
Sj/kVA
Ij/A
低压侧补偿前
0．708
683
621
923
1402
需要补偿容量
-420
变压器损耗
18．5
92．3
高压侧补偿后
0．909
701．5
293．3
760．3
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