供电系统设计示例文档格式.docx
《供电系统设计示例文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《供电系统设计示例文档格式.docx（32页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
1～13，32～34为一路，14～31为一路，照明为一路（同二车间）。
（2）车间变电所除为机加工一车间供电外，还要为机加工二车，铸造，铆焊，电修等车间供电。
（3）其他各车间对参数和要求见表1-2。
表1－1机加工一车间用电设备明细表（380V）
设备代号
设备名称及型号
台数
单台容量（kW）
总容量（kW）
备注
1
马鞍车床C630M
10.125
2
万能工具磨床M5M
2.075
3
普通车床C620－1
7.625
4
5
6
普通车床C620－3
4.625
7
8
9
10
11
12
13
旋转套丝机S－8139
3.125
14
普通车床C620
15
螺旋纹车床Q119
16
摇臂钻床Z35
8.5
17
圆柱立式钻床Z5040
18
19
5T单梁吊车
10.2
20
立式砂轮S38l350
1.75
21
牛头刨床B665
22
23
万能升降台铣床X63WT
24
万能升降台铣床X－52K
9.125
25
滚齿机Y－36
4.1
26
插床B5032
27
弓锯机G72
1.7
28
立式钻床Z512
0.6
29
井式回火电阻炉
30
箱式电阻炉
45
31
普通车床CW6－1，100
31.9
32
单柱立式车床C512－1A
35.7
33
卧式镗床J68
34
单臂刨床B1010
70
35
小结
表1－2机加工二、铸造、铆焊、电修等车间计算负荷表（380V）
序号
车间名称
容量PN
（kW）
计算负荷
PC（kW）
QC（kVar）
SC（kVA）
机加工二车间
NO.1供电回路
NO.2供电回路
NO.3车间照明
155
120
46.5
36
54.4
42.12
铸造车间
NO.3供电回路
NO.4车间照明
160
140
180
64
56
72
65.3
57.12
73.44
铆焊车间
150
170
51
83.1
100.98
电修车间
146.2
43.85
77.85
20.1
车间为三班工作制年最大负荷利用小时为5500小时。
属于三级负荷。
1.3供电电源条件
1.电源从35/10kV厂总降压变电所采用架空线路受电，线路长度为300米。
2.供电系统短路数据见下图所示。
3.厂总降压变电所配出线路定时限过电流保护装置的整定时间为2秒。
4.要求车间变电所功率因数应在0.9以上。
5.当地最热月的平均温度为25℃。
第二章负荷计算以及变压器、补偿装置的选择
在进行负荷计算时选用需用系数法，具体计算公式如下：
（i=1,2,3…n）
2.1机加工车间一的负荷计算
根据机加工车间一的负荷性质，将一车间分为三路：
1~13，32~34为一路，14~31为一路，照明电路为一路。
1．第1路：
1~13，32~34
通过分析机加工车间一的第一路属于小批生产的金属冷加工，查附录表D-1得它的需要系数为：
Kd=0.12~0.16cosφ=0.5tanφ=1.73
Pca1=Kd·
PN=0.16×
PN=29.804（kW）
Qca1=Pca1×
tanφ=51.561（kVar）
其中：
PN=10.125+2.075+7.625×
3+4.625×
7+3.125+35.7+10+70=186.275（kW）
==59.555（kVA）
=/（×
0.4）=85.963（A）
2．第2路：
14~31
通过分析机加工车间一的第二路属于小批热加工，查表D-1得：
Kd=0.2~0.25cosφ=0.6tanφ=1.51
Pca2=Kd·
PN=0.25×
PN=45.969（kW）
tanφ=69.413（kVar）
其中PN=10.125+7.625+8.5+3.125×
2+10.2+1.75+3×
2+13+9.125+4.1+4+1.7+0.6+24+31.9=183.875（kW）
==83.255（kVA）
0.4）=120.172（A）
3．第3路：
照明，和二车间相同，为10kW，功率因数cosφ=1
=10kW=0
=10kVA
=10/（×
0.4）=14.434（A）
将加工一车间和其他车间汇总得到：
IC（A）
机加工一车间
186.275
183.875
29.804
45.969
51.561
69.413
59.555
83.255
85.963
120.172
14.434
71.565
55.408
103.296
79.975
91.434
79.992
102.847
131.973
115.458
148.446
11.547
94.502
113.128
136.402
163.286
10.104
89.92
48.237
129.788
69.624
2.2车间总体负荷的计算
有功功率PC（kW）
无功功率QC（kVar）
视在功率SC（kVA）
负荷电流IC（A）
一车间
77.196
108.877
133.466
192.642
二车间
83.25
86.868
120.319
173.665
176.274
251.938
363.641
92.7
165.672
189.78
273.925
88.965
88.155
125.244
180.774
（根据附表D-2查得车间的同时系数K∑=0.9）
该部分厂区的总负荷为：
Pc=（77.196+83.25+180+92.7+88.965）×
K∑=522.111×
0.9=470kW
Qc=（108.877+86.868+176.274+165.672+88.155）×
K∑=625.846×
0.9=563.261kVar
Sc=733.596kVAcosφ=Pc/Sc=0.641
第三章供电电压及主变压器选择
3.1供电电压等级的选择
该题目中供电的变电所电压等级包括35kV和10kV，距工作厂区仅300米，选择10kV供电电压。
（若题目中存在多种选择，且均较为合理，需要做经济和技术分析。
技术分析包括功率因数和线路上的电压损失，经济分析包括一次性投资和年运行费用比较）
3.2无功补偿的计算和变压器的选择
（1）变压器的预选
变压器低压侧：
Pc=470kW，Qc=563.261kVar，Sc=733.596kVA
根据《简明电工手册》P33页预选SZ9型10kV有载调压变压器，相关参数全部列举如下：
额定容量：
800kVA；
高压：
10kV，高压分接范围（％）：
±
4×
2.5；
低压：
0.4kV；
连接组标号：
Yyn0；
空载损耗：
1.36kW；
负载损耗：
9.4kW；
空载电流（％）：
1.2；
阻抗电压（％）：
4.5；
重量：
器身—2050kg，油重-805kg，总重：
3245kg；
外形尺寸（mm）：
长×
高×
宽：
2445×
800×
2420。
（2）变压器损耗计算
△PT=△P0+△Pk（Sc/SN）=1.36+9.4×
（733.596/800）=9.264kW
△QT=△Q0+△Qk（Sc/SN）=（I0％/100）×
SN+（）
=×
800+×
（）=39.872kVar
从而得到高压侧负荷：
（10kV侧）
P高=Pc+△PT=470+9.264=479.264kW
Q高=Qc+△QT=563.261+39.872=603.133kVar
S高=770.366kVA
I高=44.477A
（3）无功补偿
此时功率因数：
cosφ=P高/ST=479.264/770.366=0.622φ=51.529
取补偿后要求达到的功率因数为cosφ=0.92φ=23.074
补偿无功：
QB=P高（tan51.529-tan23.074）=398.978kVar
选16台，每四台一组，共分4组Qc=25×
16=400kVar
（4）考虑无功补偿后应选的变压器
无功补偿后应选的变压器容量为：
SC===497.548kVA
考虑无功补偿后最终确定变压器：
根据《简明电工手册》P33页，选SZ9型，额定容量为：
630kVA
630kVA；
1.12kW；
7.7kW；
1.12；
（5）变压器的校验：
△PT=△P0+△Pk（）=1.12+7.7×
（）=5.923kW
△QT=SN+SN（）=630×
+630×
×
（）=24.738kVar
此时高压侧负荷为
P高=Pc+△PT=470+5.923=475.923kW
Q高=Qc+△QT—QB=563.261+24.738—400=187.999kVar
S高=511.709kVA
I高=29.544A
此时功率因数cos=＝0.93>
0.92，则该方案合理。
第四章主接线设计
从原始资料我们知道车间为三级负荷，供电的可靠性要求并不是很高，且通过负荷计算我们知道车间的总消耗功率并不是很高，初步估计了后决定使用一台变压器来为车间供电，同时为了节省变电所建造的成本和简化总体的布线，所以在设计中我们首先考虑了线路—变压器组结线方式。
线路—变压器组结线方式的优点是结线简单，使用设备少，基建投资省。
缺点是供电可靠性低，当主结线中任一设备（包括供电线路）发生故障或检修时，全部负荷都将停电。
但对于本设计来说线路—变压器组结线方式已经可以达到设计的要求。
线路—变压器组结线方式也按元件的不同组合分为：
a进线为隔离开关；
b进线为跌落式保险；
c进线为断路器。
因为设计为车间为变电所，所以采用c方式。
低压侧选择单母线接线。
（如果有多种方案可选，需要作适当定性分析比较）
（a）（b）（c）
图4.1线路—变压器组结线
a—进线为隔离开关；
b—进线为跌落式保险；
c—进线为断路器
根据普通变电所的设计要求，结合工程实际车间变电所的电路总体如下：
第五章短路电流电流计算
5.1基准值选取
短路计算采用标么值法。
取基准容量：
Sj=100MVA
基准电压及其基准电流：
，
5.2各元件电抗计算
电源的电抗：
300m线路的电抗：
变压器的电抗：
5.3各短路点总阻抗
K1点短路：
K2点短路：
5.4根据电抗值计算短路电流
K1点短路：
K2点短路时：
第六章高、低压一次设备选择
为了保证供电系统安全、可靠、优质、经济地运行，对导线和电缆截面进行选择时必须满足下列条件:
1．发热条件
导线和电缆（包括母线）在通过正常最大负荷电流即线路计算电流时产生的发热温度，不应超过其正常运行时的最高允许温度。
2．电压损耗条件
导线和电缆在通过正常最大负荷电流即线路计算电流时产生的电压损耗，不应超过其正常运行时允许的电压损耗。
对于工厂内较短的高压线路，可不进行电压损耗校验。
3．经济电流密度
35KV及以上的高压线路及电压在35KV以下但距离长电流大的线路，其导线和电缆截面宜按经济电流密度选择，以使线路的年费用支出最小。
所选截面，称为“经济截面”。
此种选择原则，称为“年费用支出最小”原则。
工厂内的10KV及以下线路，通常不按此原则选择。
4．机械强度
导线（包括裸线和绝缘导线）截面不应小于其最小允许截面。
对于电缆，不必校验其机械强度，但需校验其短路热稳定度。
母线也应校验短路时的稳定度。
对于绝缘导线和电缆，还应满足工作电压的要求。
根据设计经验，一般对高压线路，常按经济电流密度选择，用其他三种方法校验。
对10KV及以下高压线路及低压动力线路，通常先按发热条件来选择截面，再由电压损耗和机械强度校验。
对低压架空线路，常按长时允许电流选择，其余校验。
对低压照明线路，因其对电压水平要求较高，因此通常先按允许电压损耗进行选择，再发热条件和机械强度进行校验。
对长距离大电流及35KV以上的高压线路，则可先按经济电流密度确定经济截面，再校验其它条件。
高低压一次设备选:
则：
根据以上负荷计算和短路电流计算选择高低压一次设备。
6.1高压侧断路器
根据额定电压10kV，额定电流大于负荷电流29.544A，由《工厂供电》教材320页，附录表29，选择断路器DW7-10，并校验其他性能参数，见下表。
DW7-10高压断路器数据参数
型号
额定
工作
电压
电流
分断能力
动稳定度
热稳定度
固有
分闸
时间
额定切断
断路
功率
DW7
-10
10kV
≥10kV
30~400A
>
29.544A
1.5kA
1.077kA
26MVA
19.57MVA
A（
1.626kA（
<
0.1s
其中短路假想时间
（分别为保护整定延时，见任务书，断路器分闸时间，见上表，非周期分量假想时间，取0.05s）
6.2低压侧断路器
根据额定电压0.38kV，及各车间负荷电流，由《工厂供电》教材324页，附录表36，自动开关数据，选取低压断路器（自动开关），详细情况见下表。
额定电流
最大分断电流
DW5-400
400A
20kA
DW10-600
600A
15kA
kA
6.3高压侧隔离开关
根据额定电压10kV和额定电流大于负荷电流29.544A，由《工厂供电》教材318页，附录表26，选择隔离开关GW1-10/200，并校验其他性能参数，见下表。
选GN6—10/600—52，见《发电厂电气部分》P346附表7
隔离开关技术数据
型号
额定电压
额定电流
极限通过电流峰值
5s热稳定电流
GW1-10/200
10kV
200A>
29.544A
15kA>
6.4互感器：
互感器是一次电路与二次电路间的联络元件，用以分别向量仪表和继电器的电压线圈和电流线圈供电。
互感器的主要作用：
1）隔离高压电路。
互感器圆边和副边没有电的联系，只有磁的联系，因而是测量仪表和保护电路与高压电路隔开，以保证二次设备和工作人员的安全。
2）扩大仪表和继电器的使用范围。
例如一只5A量程的电流表，通过电流互感器就可测量很大的电流。
3）是测量仪表及继电器小型化、标准化、并可简化结构，降低成本，有利于大规模生产。
在10kV配电所设计的过程中，10kV电流互感器变比的选择是很重要的，如果选择不当，就很有可能造成继电保护功能无法实现、动稳定校验不能通过等问题，应引起设计人员的足够重视。
10kV电流互感器按使用用途可分为两种，一为继电保护用，二为测量用，它们分别设在配电所的进线、计量、出线、联络等柜内。
根据负荷电流29.544A，由《工厂供电》322页附录表31，选择电流互感器如下表。
10kV侧电流互感器
额定电流比
动稳定电流倍数
一秒热稳定电流倍数
LFZ1-10
40A/5A
160×
40A>
90
根据电压等级10kV，由《工厂供电》323页附录表23选择电压互感器如下表。
10kV侧电压互感器
额定电压（Kv）
一次绕组1额定容量（VA）
最大容量（VA）
一次绕组
二次绕组
0.5
JDJ-10
0.1
80
640
6.5选母线：
380V母线选择，参见《工厂供电》313页，附录表11，矩形铝母线载流量表，母线上的总负荷电流为1114.58A，当地月平均温度为25℃，则选择母线截面积100×
6mm2，其允许载流量为1425A。
对母线进行热稳定性校验：
根据短路时的发热条件，确定短路情况下的母线最小截面积为
负荷热稳定要求
其中C（热稳定系数），由《工厂供电》111页表4-6铝母线热稳定系数查得C=87。
短路假想时间
见6.1节。
第七章高压侧继电保护选择及整定
按GB50062—92《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》规定：
对电力变压器的下列故障及异常运行方式，应装设相应的保护装置：
（1）绕组及其引出线的相间短路和在中性点直接接地侧的单相接地短路；
（2）绕组的匝间短路；
（3）外部相间短路引过的过电流；
（4）中性点直接接地电力网中外部接地短路引起的过电流及中性点过电压；
（5）过负荷；
（6）油面降低；
（7）变压器温度升高或油箱压力升高或冷却系统故障。
对于高压侧为6～10KV的车间变电所主变压器来说，通常装设有带时限的过电流保护；
如过电流保护动作时间大于0.5～0.7s时，还应装设电流速断保护。
容量在800KV•A及以上的油浸式变压器和400KV•A及以上的车间内油浸式变压器，按规定应装设瓦斯保护（又称气体继电保护）。
容量在400KV•A及以上的变压器，当数台并列运行或单台运行并作为其它负荷的备用电源时，应根据可能过负荷的情况装设过负荷保护。
过负荷保护及瓦斯保护在轻微故障时（通称“轻瓦斯”），动作于信号，而其它保护包括瓦斯保护在严重故障时（通称“重瓦斯”），一般均动作于跳闸。
对于高压侧为35KV及以上的工厂总降压变电所主变压器来说，也应装设过电流保护、电流速断保护和瓦斯保护；
在有可能过负荷时，也需装设过负荷保护。
但是如果单台运行的变压器容量在10000KV•A及以上和并列运行的变压器每台容量在6300KV•A及以上时，则要求装设纵联差动保护来取代电流速断保护。
在本设计中，根据要求需装设过电流保护、电流速断保护、和瓦斯保护。
对于由外部相间短路引起的过电流，保护应装于下
升级会员 