昌盛冶金机修厂供配电系统设计Word格式文档下载.doc
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3.1概述 8
3.2短路计算 8
第4章一次设备的选择与校验 13
4.135kV侧一次设备的选择校验 13
4.210kV侧一次设备的选择校验 14
第5章母线及厂区高低压供配电线路的选择校验 14
5.1导线和电缆选择的一般原则 14
5.235kV高压架空进线的选择校验 15
5.2.1选择经济截面 15
5.2.2校验发热条件 15
5.2.3校验机械强度 15
5.2.4校验电压损耗 15
5.310kV侧出线的选择校验 16
5.3.1按发热条件选择截面 16
5.3.210kV侧配电线路的选择校验 16
5.4母线的选择 17
第6章主接线方案 18
6.1总降压变电所主接线方案 18
6.2车间变电所主接线方案 18
第7章防雷与接地设计 18
7.1变电所的防雷保护 19
7.1.1直接防雷保护 19
7.1.2雷电侵入波的防护 19
7.2变电所公共接地装置的设计 19
第8章心得体会 20
参考文献 21
附录昌盛冶金机修厂供配电系统设计主接线图 22
石家庄铁道大学四方学院供电技术课程设计
第1章设计任务
1.1设计要求
根据已知的设计依据，合理设计光明冶金机修厂供配电系统，确定该厂变电所主变压器的台数与容量、类型，选择变电所主接线方案、高低压设备和进出线，确定防雷接地装置，最后按要求写出设计说明书，绘制该厂的主接线图，要求该厂功率因数不低于0.9。
1.2设计依据
1.2.1本厂负荷情况
本厂负荷属于二级负荷，厂内车间为三班制，最大负荷利用小时数为6000h。
本厂负荷统计情况如下表1-1所示：
表1-1各车间负荷情况表
车间名称
设备容量（kW）
铆焊车间
700
0.30
0.55
铸铁车间
300
0.35
0.7
1号水泵房
190
0.75
0.65
机修车间
600
0.85
锻造车间
320
0.3
2号水泵房
460
0.25
0.60
制材场
60
综合楼
30
0.6
3号水泵房
铸钢车间
0.90
仓库
220
0.8
4号水泵房
290
1.2.2电源情况
本厂供电电源来自本厂东南方向8公里外的220/35kV地区变电站，以35kV双回路架空线引入本厂，一路为主电源，另一路为备用电源，两个电源不能并联运行。
1.2.3设计资料
（1）气象及地质资料：
年最高平均气温为35℃；
年平均温度为24℃，年最高气温为39℃，年最低气温为-5℃，年雷暴雨日数为31天，厂区土壤为砂质粘土，，地下水位为2.8～5.3m。
（2）电力系统参数：
35kV侧系统最大运行方式时，其短路容量为320MV·
A；
35kV侧系统最小运行方式时，其短路容量为160MV·
A。
第2章负荷计算和变压器的选择
2.1概述
通过负荷的统计计算求出的、用以发热条件选择供电系统中各元件的负荷值，称为计算负荷。
计算负荷是供电设计的基本依据，计算负荷是供电设计的基本依据，计算负荷确定的是否合理，直接影响到电气设备和导线电缆的选择是否经济合理。
如果计算负荷确定过大，将使电气设备和导线电缆处于过负荷状态下运行，不止增加了电能损耗，更危险的是产生过热，导致绝缘过早老化甚至烧毁，引起火灾！
由此可见，正确的确定计算负荷意义重大。
2.2负荷的计算
本设计采用需要系数法确定。
主要计算公式有：
有功功率:
，其中
无功功率:
其中
视在功率:
计算电流:
各负荷计算结果如表2-1所示：
表2-1各负荷计算结果
车间
名称
设备
容量/kW
/kW
/kvar
1.52
210
319.20
1.02
105
107.10
1号水
泵房
1.17
142.50
166.73
510
596.70
96
112.32
2号水
1.33
115
152.95
45
45.90
22.50
29.93
3号水
195
228.15
0.48
192
92.16
187
140.25
4号水
246.50
288.41
2.3各车间变电所的负荷分配
假设该工厂的地理位置和厂区环境条件满足35kv架空线路深入负荷中心的“安全走廊”要求，所以采用35kv线路直接引入负荷中心的车间变电所，再经过车间变电所的变压器直接降为低压用电设备所需的电压。
根据工厂各车间的分布情况及负荷分布确定建立两个车间变电所。
各自供电范围如下：
车间变电所1：
铆焊车间、铸铁车间、1号水泵房、铸钢车间、仓库、4号水泵房；
车间变电所2：
机修车间、锻造车间、2号水泵房、制材场、综合楼、3号水泵房。
取，根据以上数据可以求得各车间的。
对于车间变电所1：
对于车间变电所2：
2.4车间变电所低压侧无功功率补偿
工厂中由于有大量的电动机、电焊机及气体放电灯等感性负荷，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、提供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，则需考虑人工补偿。
要求工厂最大负荷时的功率因数不得低于0.9，而由上面的计算可知车间变电所1低压侧功率因数为0.69，车间变电所2低压侧功率因数为0.64。
因此需要进行无功补偿，低压侧补偿后的功率因数应略高于0.9，这里取功率因数为0.92。
无功功率补偿容量：
由此可得，
综合考虑到这里采用并联电容器进行高压集中补偿，BGMJ0.4-10-3型的电容器，其额定电容为198uF。
因此，对于车间变电所1，其电容个数为：
，由于电容是单相的，所以应为3的倍数，取66正好；
车间变电所2，其电容个数为：
，取75为好。
无功补偿后，车间变电所1低压侧补偿后无功功率：
车间变电所2低压侧补偿后无功功率：
低压侧补偿后车间变电所1视在功率：
低压侧补偿后车间变电所2视在功率：
在负荷计算中各变压器损耗可按以下公式简化计算：
有功功率损耗：
对于车间变电所1计算可得：
，
对于车间变电所2计算可得：
，
变电所高压侧计算负荷为：
经计算可得对于车间变电所1：
车间变电所1补偿后的功率因数为0.904；
车间变电所2补偿后的功率因数为0.900。
2.5各车间变电所的变压器选择
因为该厂均为2级负荷，所以每个车间变电所应选择两台变压器，以便当一台变压器发生故障或检修时，另一台变压器能对负荷继续供电，保证工厂不断电。
考虑到年平均温度为24℃，又因为变压器在车间变电所的室内，因此户外电力变压器的实际容量：
对于二级负荷，各变电所变压器的容量，根据各变电所变压器容量可选择各变电所的变压器如表2-2。
表2-2车间变压器的技术参数
车间变电所
变压器
型号
额定
容量
额定电压/KV
连接
组别
损耗/W
空载电流（%）
阻抗电压（%）
一次
二次
空载
负载
1
S9-1600/10
1600
10
0.4
Dyn11
2400
14000
2.5
6
2
S9-1250/10
1250
2000
11000
5
2.6总降压变电所低压侧无功补偿
根据以上数据可得：
车间变电所1高压侧：
车间变电所2高压侧：
此时可得，总降压变电所低压侧：
取，代入数据得：
由于要求高压侧功率因数不小于0.9，因此应在低压侧进行无功功率的补偿，考虑到变压器本身的无功功率损耗远大于有功功率损耗，所以需要低压侧补偿多一些，取。
要使变压器低压侧功率因数由0.89提高到0.92，低压侧许装设并联电容器容量：
考虑到这里采用并联电容器进行高压集中补偿，BGMJ0.4-10-3型的电容器，其额定电容为198uF。
因此，对于总降压变电所，其电容个数为：
，由于电容是单相的，所以应为3的倍数，取12正好。
补偿后总降压变电所低压侧实在计算负荷为：
变压器的功率损耗为：
变压器高压侧的计算负荷：
，，
补偿后工厂的功率因数为：
满足要求。
在此基础上,考虑到当地环境温度，选择总降压变电所的型号如表2-3
表2-3总降压变电所变压器
连接组别
电流
（%）
阻抗
电压
高压
低压
S9-2500/35
2500
35
10.5
Yd11
3100
2100
6.5
第3章短路计算
3.1概述
发生短路时，因短路回路的总阻抗非常小，故短路电流可能达到很大的值。
欠打的短路电流所产生的热和点动力效应会使电器设备遭受破坏，短路点的电弧可能烧毁电器设备，短路点附近的电压显著降低，使供电受到严重的影响或中断。
若在发电厂附近发生短路，将引起严重后果。
因此为了限制短路的危害和缩小故障影响的范围，在供电系统的设计和运行中，必须进行短路电流计算。
短路电流的计算方法有欧姆法和标幺值法两种。
本设计采用标幺值法。
3.2短路计算
由已知可得35kV侧系统最大运行方式时，其短路容量为320MV·
A，而在这种情况下短路电流及冲击电流最大，所以这种情况是必须考虑的一种情况。
根据，取可得：
根据以上计算结果，初步选择断路器型号为SN10-35I。
初步选择架空进线为LGJ型线，由，可得，该变电所高压侧，导线
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