10KV降压变电所毕业设计.docx
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10KV降压变电所毕业设计
10KV降压变电所毕业设计
绪论
工厂供电，就是指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂供电。
众所周知，电能是现代工业生产的主要能源和动力。
电能既易于其他形式的能量转换而来，又易于转换为其他形式的能量用以应用；电能的输送和分配既简单经济，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，但它在产品成本中所占的比重一般很小，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。
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。
工厂供电工作要很好的为工业生产服务，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，运费要低，并尽可能的节约电能和减少有色金属的消耗量。
此外，在供电工作中，应合理的处理局部和全局，当前和长远等关系，既要照顾局部的当前利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应发展。
本设计的任务，主要是对某机械制造厂降压变电所的电气设计，其中包括工厂负荷的统计计算，确定变电所的位置和型式，确定变电所主变压器的台数、容量与类型，进行短路计算，选择变电所主接线方案，一次设备的选择，变电所高、低压线路的选择，变电所二次回路方案选择及继电保护的整定，确定防雷和接地装置。
并通过设计对中小型工厂的供配电系统和电气照明运行维护和设计计算对工厂供电理论知识有了更加深刻的巩固和复习，为今后从事工厂供电技术工作奠定一定的基础。
第一章设计任务
1.1、设计要求
要求根据本厂所能取得的电源及本厂用电负荷情况，并适当考虑工厂生产的发展，按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求，确定变电所的位置和型式，确定变电所主变压器的台数、容量与类型，选择变电所主接线方案、一次设备的选择、高低压设备和进出线，变电所二次回路方案选择及继电保护的整定，确定防雷和接地装置。
最后按要求写出设计说明书，绘出设计图纸。
1.2、设计依据
1.2.1、工厂总平面图
1.2.2、工厂负荷情况
本厂多数车间为两班制，年最大负荷利用小时为4000h，日最大负荷持续时间为7h。
低压动力设备均为三相，额定电压为380V，照明及家用电器均为单相，额定电压为220V。
该厂除铸造车间、电镀车间和锅炉车间属二级负荷外，其余均属三级负荷。
本厂的负荷统计资料如表1-1所示。
表1-1工厂负荷统计资料
厂房编号
厂房名称
负荷类别
设备容量/kW
需要系数
功率因数
1
金工车间
动力
340
0.2~0.3
0.60~0.65
照明
10
0.7~0.9
1.0
2
机修车间
动力
160
0.2~0.3
0.60~0.70
照明
5
0.7~0.9
1.0
3
锅炉车间
动力
140
0.4~0.6
0.60~0.70
照明
3
0.7~0.9
1.0
4
仓库
动力
110
0.2~0.3
0.60~0.70
照明
2
0.7~0.9
1.0
5
装配车间
动力
220
0.3~0.4
0.65~0.75
照明
10
0.7~0.9
1.0
6
工具车间
动力
340
0.2~0.3
0.60~0.65
照明
10
0.7~0.9
1.0
7
热处理车间
动力
240
0.4~0.6
0.70~0.80
照明
10
0.7~0.9
1.0
8
电镀车间
动力
300
0.4~0.6
0.70~0.80
照明
10
0.7~0.9
1.0
9
铸造车间
动力
340
0.3~0.4
0.65~0.70
照明
10
0.7~0.9
1.0
10
锻压车间
动力
340
0.2~0.3
0.60~0.65
照明
10
0.7~0.9
1.0
生活区
照明
420
0.6~0.8
1.0
合计
动力
2530
——
——
照明
500
——
——
1.2.3、供电电源情况
按照工厂与当地供电部门签订的供用电协议规定，本厂可由附近一条10kV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。
该干线的导线牌号为LGJ-185，导线为等边三角形排列，线距为1.5m；干线首端距离本厂约8km。
干线首端所装设的高压断路器断流容量为500MVA。
此断路器配备有定时限过流保护和电流速断保护，定时限过流保护整定的动作时间为2.0s。
为满足工厂二级负荷要求，可采用高压联络线由邻近的单位取得备用电源。
已知与本厂高压侧有电气联系的架空线路总长度为80km，电缆线路总长度为20km。
1.2.4、气象资料
本厂所在地区的年最高气温为40.3℃，年平均气温为30℃，年最低气温为-5℃，年最热月平均最高气温为35℃，年最热月平均气温为30℃，年最热月地下0.8米处平均气温为30℃。
当地主导风向为东北风，年雷暴日数为30。
1.2.5、地质水文资料
本厂所在地区平均海拔60m，地层以砂粘土为主，地下水位为10m。
1.2.6、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。
每月基本电费按主变压器容量为18元/kVA，动力电费为0.9元/Kw.h，照明电费为0.5元/Kw.h。
工厂最大负荷时的功率因数不得低于0.95，此外，电力用户需按新装变压器容量计算，一次性向供电部门交纳供电贴费：
6~10VA为800/kVA。
第二章负荷计算和无功功率补偿
2.1、负荷计算
在工厂里，除了广泛应用的三相设备外，还有部分单相设备，单相设备接在三相线路中，应尽可能均衡分配。
使三相负荷尽可能均衡。
如果三相线路中单相设备的总容量不超过三相设备总容量的15%，则不论单相设备如何分配，单相可与三相设备综合按三相负荷平衡计算。
如果单相设备容量超过三相设备的15%时，则应将单相设备容量换算为等效三相设备容量，再与三相设备容量相加。
综上所述，由于本厂各车间单相设备容量均不超过三相设备容量的15%，所以可以按三相负荷平衡计算。
即：
（式2-1）
2.1.1、单组用电设备计算负荷的计算公式
a）有功计算负荷（单位为KW）=，为系数（式2-2）
b）无功计算负荷（单位为kvar）=（式2-3）
c）视在计算负荷（单位为kvA）=（式2-4）
d）计算电流（单位为A）=，为用电设备的额定电压（KV）（式2-5）
2.1.2、多组用电设备计算负荷的计算公式
a）有功计算负荷（单位为KW）：
=（式2-6）
式中是所有设备组有功计算负荷之和，是有功负荷同时系数，可取0.8~0.95。
b）无功计算负荷（kvar）：
=（式2-7）
式中是所有设备无功计算负荷之和；是无功负荷同时系数，可取0.85~0.97。
c）视在计算负荷（kvA）=（式2-8）
d）计算电流（单A）=（式2-9）
2.1.3、各车间负荷统计计算
1）、金工车间
计算负荷：
无功计算负荷：
视在计算负荷：
计算电流：
2）、机修车间
计算负荷：
无功计算负荷：
视在计算负荷：
计算电流：
3）、锅炉车间
计算负荷：
无功计算负荷：
视在计算负荷：
计算电流：
4）、仓库
计算负荷：
无功计算负荷：
视在计算负荷：
计算电流：
5）、装配车间
计算负荷：
无功计算负荷：
视在计算负荷：
计算电流：
6）、工具车间
计算负荷：
无功计算负荷：
视在计算负荷：
计算电流：
7）、热处理车间
计算负荷：
无功计算负荷：
视在计算负荷：
计算电流：
8）、电镀车间
计算负荷：
无功计算负荷：
视在计算负荷：
计算电流：
9）、铸造车间
计算负荷：
无功计算负荷：
视在计算负荷：
计算电流：
10）、锻压车间
计算负荷：
无功计算负荷：
视在计算负荷：
计算电流：
11）、生活区
计算负荷：
无功计算负荷：
视在计算负荷：
计算电流：
2.1.4、总的计算负荷计算
a）、总的计算负荷
=
b）、总的无功计算负荷
=
c）、总的视在计算负荷
=
d）、总的计算电流
=
经过计算，得到各厂房和生活区的负荷统计表，如表2-1所示（额定电压取380V）
表2-1各厂房和生活区的负荷统计表
编号
名称
类别
设备容量/kW
需要
系数
计算负荷
/kW
/kvar
/
kVA
/A
1
金工
车间
动力
340
0.3
0.65
1.17
102.0
119.3
——
——
照明
10
0.9
1.0
0
9.0
0
——
——
小计
350
——
——
——
111.0
119.3
165.9
225.06
2
机修
车间
动力
160
0.3
0.70
1.02
48.0
48.9
——
——
照明
5
0.9
1.0
0
4.5
0
——
——
小计
165
——
——
——
52.5
48.9
73.1
111.06
3
锅炉
车间
动力
140
0.6
0.70
1.02
84.0
85.7
——
——
照明
3
0.9
1.0
0
2.7
0
——
——
小计
143
——
——
——
86.7
85.7
122.7
.42
4
仓库
动力
110
0.3
0.70
1.02
33.0
33.7
——
——
照明
2
0.9
1.0
0
1.8
0
——
——
小计
112
——
——
——
34.8
33.7
48.9
74.29
续表2-1
编号
名称
类别
设备容量/kW
需要
系数
计算负荷
/kW
/kvar
/
kVA
/A
5
装配
车间
动力
220
0.4
0.75
0.88
88.0
77.4
——
——
照明
10
0.9
1.0
0
9.0
0
——
——
小计
230
——
——
——
97
77.4
.3
191.89
6
工具
车间
动力
340
0.3
0.65
1.17
102.0
119.3
——
——
照明
10
0.9
1.0
0
9.0
0
——
——
小计
350
——
——
——
111.0
119.3
165.9
225.06
7
热处理车间
动力
240
0.6
0.8
0.75
144.0
108.0
——
——
照明
10
升级会员 