《工厂供电技术课程设计》.doc

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工厂供电技术课程设计

题目：

高压配电系统设计

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张学号:

指导教师:

工厂供电技术课程设计

目录

1设计任务与要求.......................................................1

1.1用户供电系统...................................................1

1.2工厂变配电所的设计原则.........................................1

1.3设计背景.......................................................2

2变电所负荷计算和无功补偿的计算.......................................3

2.1变电站的负荷计算...............................................3

2.1.1负荷统计全厂的用电设备统计...............................3

2.1.2负荷计算.................................................3

2.2无功补偿的目的和方案...........................................5

2.3无功补偿的计算及设备选择.......................................5

3短路电流计算........................................................8

3.1短路电流及其计算...............................................8

3.2三相短路电流计算...............................................8

4系统主接线方案......................................................11

4.1主接线的基本要求..............................................11

4.2主接线的方案与分析............................................11

4.3电气主接线的确定..............................................13

5变压器选择..........................................................14

5.1变压器的选择原则..............................................14

5.2变压器类型的选择..............................................14

5.3变压器台数的选择..............................................14

5.4变压器容量的选择..............................................15

6高压设备选择........................................................16

6.1用电单位总计算负荷............................................16

6.2高压进线的选择与校验..........................................16

6.2.1架空线的选择............................................16

6.2.2电缆进线的选择..........................................16

6.3变电所一次设备的选择..........................................17

6.3.1高压断路器的选择........................................17

6.3.2高压隔离开关的选择......................................18

6.3.3高压熔断器的选择........................................18

6.3.4电流互感器的选择........................................19

7结论...............................................................20

1设计任务与要求

1.1用户供电系统

电力用户供电系统由外部电源进线、用户变配电所、高低压配电线路和用电设备组成。

按供电容量的不同，电力用户可分为大型（10000kV·A以上）、中型（1000-10000kV·A）、小型（1000kV·A及以下）

变电所是电力系统的一个重要组成部分，由电器设备和线路按一定的接线方式所构成，他从电力系统取得电能，通过其变换、分配、输送与保护等功能，然后将电能安全、可靠、经济的输送到每一个用电设备的转设场所。

1.大型电力用户供电系统

大型电力用户的用户供电系统，采用的外部电源进线供电电压等级为35kV及以上，一般需要经用户总降压变电所和车间变电所两级变压。

总降压变电所将进线电压降为6-10kV的内部高压配电电压，然后经高压配电线路引至各个车间变电所，车间变电所再将电压变为220/380V的低电压供用电设备使用。

某些厂区环境和设备条件许可的大型电力用户也有采用所谓“高压深入负荷中心”的供电方式，即35kV的进线电压直接一次降为220/380V的低压配电电压。

2中型电力用户供电系统

一般采用10kV的外部电源进线供电电压，经高压配电所和10kV用户内部高压配电线路馈电给各车间变电所，车间变电所再将电压变换成220/380V的低电压供用电设备使用。

高压配电所通常与某个车间变电所合建。

3.小型电力用户供电系统

一般小型电力用户也用10kV外部电源进线电压，通常只设有一个相当于车间变电所的降压变电所，容量特别小的小型电力用户可不设变电所，采用低压220/380V直接进线。

1.2工厂变配电所的设计原则

1.必须遵守国家的有关规程和标准，执行国家的有关方针政策，包括节约能源、节约有色金属等技术经济政策。

2.应做到保障人身和设备安全、供电可靠、电能质量合格、技术先进和经济合理，应采用效率高、能耗低、性能较先进的电气产品。

3.应根据工程特点、规模和发展规划，正确处理近期建设与远期发展的关系，做到远、近期结合，以近期为主，适当考虑扩建的可能性。

4.必须从全局出发，统筹兼顾，按照负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件等，合理确定设计方案。

1.3设计背景

现要新建一个10/0.4kV的变配电所，向公司生产区、办公楼、职工住宅区及其生活水泵组供电。

原先变电所只能满足两个车间、办公楼和生活区的用电负荷。

随着近年来，联合能源公司的企业内部的调整，下属子公司之间的相互合并等原因，安装公司扩充了规模，兼并了原来其他单位的一些用电设备，因此，原先的变电所已经不能满足需要，要在原址旁边新建一座10/0.4kV变配电所，以满足单位改革后用电负荷的要求。

鉴于联合能源公司用电的特殊性，新建变电所的电源取自3km外联合能源公司一专用35kV变电站和3km外市供电公司另一相同容量的35kV变电站。

新变电所建成后，能满足现有的生产、生活用电，有效地提高负荷转移能力，进一步提高供电可靠性。

19

工厂供电技术课程设计

2变电所负荷计算和无功补偿的计算

2.1变电站的负荷计算

2.1.1负荷统计全厂的用电设备统计

表2-1用电负荷统计

用电设备

负荷统计（kW）

负荷类别

机床设备组

433.45

三级

电焊机设备组

129.35

三级

起重机组

113.2

三级

办公楼

30

三级

住宅区水泵组

176

二级

住宅用电

768

三级

厂区照明

29

三级

2.1.2负荷计算

按需要系数法计算各组负荷：

有功功率P=KdΣpei（2.1）

无功功率Q=P（2.2）

视在功率S=（2.3）

上述三个公式中：

ΣPei：

每组设备容量之和，单位为kW；Kd：

需要用系数；:

功率因数。

1小批量生产的金属冷加工机床电动机：

Kd=0.16-0.2（取0.2）=0.5=1.73

有功负荷PC1=KdPS1=0.2*433.45=86.69kW

无功负荷QC1=PC1=86.69*1.73=149.97kvar

视在功率SC1==174.74kV·A

2电焊机组的计算负荷：

Kd=0.35=0.35=2.68

有功负荷PC2=KdPS2=0.35*129.35=45.27kW

无功负荷QC2=PC2=45.27*2.68=121.33kvar

视在功率SC2==129.5kV·A

3起重机的计算负荷：

Kd=0.1-0.15（取0.15）=0.5=1.73

有功负荷PC3=KdPS3=0.15*113.2=16.98kW

无功负荷QC3=PC3=16.98*1.73=29.38kvar

视在功率SC3==33.93kV·A

4住宅区水泵组：

Kd=0.8=0.8=0.75

有功负荷PC4=KdPS4=0.8*176=140.8kW

无功负荷QC4=PC4=0.75*140.8=105.6kvar

视在功率SC4==176kV·A

5办公楼：

Kd=0.8=1=0

有功负荷PC5=KdPS5=0.8*30=24kW

无功负荷QC5=PC5=0kvar

视在功率SC5==24kV·A

6住宅区：

Kd=0.45=1=0

有功负荷PC6=KdPS6=0.45*768=345.6kW

无功负荷QC6=PC6=0kvar

视在功率SC6==345.6kV·A

7厂区照明：

Kd=1=1=0

有功负荷PC7=KdPS7=1*29=29kW

无功负荷QC7=PC7=0kvar

视在功率SC7==29kV·A

总负荷的计算：

有功功率Pc=K∑pΣPc.i（2.4）

无功功率Qc=K∑qΣQc.i