课程设计某工厂降压变电所电气设计.docx
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课程设计某工厂降压变电所电气设计
长春工程学院
课程名称：
任课教师：
题目：
学号:
姓名:
年级：
专业：
电气工程及其自动化
第1章设计任务书
1.1设计题目
1.2
某工厂降压变电所电气设计
1.2设计要求
根据本厂用电负荷，并适当考虑生产的发展，按安全可靠，技术先进，经济合理的要求，确定工厂变电所的位置与型式，通过负荷计算，确定主变压器台数及容量，进行短路电流计算，选择变电所的主接线及高、低压电气设备，选择整定继电保护装置，最后按要求写出设计计算说明书，绘出设计图纸。
1.3设计资料
设计工程项目情况如下。
1.工厂总平面图见图1。
图1某工厂总平面图（1cm=200m）
2.工厂负荷数据：
本工厂多数车间为3班制，年最大负荷利用小时数6400小时。
本厂负荷统计资料见表1。
表1某工厂负荷情况表
序号
车间
设备名称
位置
安装容量
（kW）
Kd
tanΦ
1
纺炼车间
纺丝机
B
150
0.8
0.78
筒绞机
40
0.75
0.75
烘干机
80
0.75
1.02
脱水机
15
0.6
0.8
通风机
220
0.7
0.75
淋洗机
5
0.75
0.78
变频机
800
0.8
0.7
传送机
38
0.8
0.7
2
原液车间
照明
A
1040
0.75
0.7
3
酸站
照明
E
260
0.65
0.7
4
锅炉房
照明
F
320
0.75
0.75
5
排毒车间
照明
C
160
0.7
0.6
6
其他车间
照明
D
240
0.7
0.75
3.供电电源情况：
按与供电局协议，本厂可由东南方19公里处的城北变电所110/38.5/11kV,50MVA变压器供电，供电电压可任选。
另外，与本厂相距5公里处的其他工厂可以引人10kV线路做备用电源，但容量只能满足本厂负荷的30%重要负荷，平时不准投入，只在本厂主要电源故障或检修时投入。
4.电源的短路容量（城北变电所）：
35kV母线的出线断路器断流容量为1500MVA；10kV母线的出线断路器断流容量为350MVA。
5.供电局要求的功率因数：
当35kV供电时，要求工厂变电所高压侧cosΦ≥0.9；当以10kV供电时，要求工厂变电所高压侧osΦ≥0.95。
6.电费制度：
按两部制电费计算。
变压器安装容量每1kVA为15元/月，动力电费为0.3元/kWh，照明电费为0.55元/kWh。
7.气象资料：
本厂地区最高温度为38℃，最热月平均最高气温29℃，最热月地下0.8m处平均温度为22℃，年主导风向为东风，年雷暴雨日数为20天。
8.地质水文资料：
本厂地区海拔60m，地层以砂黏土为主，地下水位为2m。
1.4设计任务书
1.设计计算说明书
设计计算的内容，可在下列建议的标题及其顺序，逐项计算并加以说明。
在各一级标题之下，根据内容层次再拟定小标题，组成一个合理的文本框架，例如：
一、各车间计算负荷和无功补偿
二、各车间变电所的设计选择
三、工厂总降压变电所必接人系统设计
四、短路电流计算
五、变电所高低压电气设备的选择
六、继电保护的配置
七、收获和体会
八、参考文献
第2章设计计算书
2.1各车间计算负荷和无功补偿（需要系数法）
2.1.1纺炼车间（数据为乙组）
1.单台机械负荷计算
（1）纺丝机
已知：
。
故：
（2）筒绞机
已知：
。
故：
（3）烘干机
已知：
。
故：
（4）脱水机
已知：
。
故：
（5）通风机
已知：
。
故：
（6）淋洗机
已知：
。
故：
（7）变频机
已知：
。
故：
（8）传送机
已知：
。
故：
纺练车间单台机械负荷计算统计见表2-1
表2-1纺炼车间负荷统计列表
序号
车间设备名称
安装容量/kW
Kd
tanφ
cosφ
计算负荷
P/kW
Q/kvar
S/kVA
1
纺炼车间
纺丝机
150
0.8
0.78
0.79
120
93.6
152.19
筒绞机
40
0.75
0.75
0.8
30
22.5
37.5
烘干机
80
0.75
1.02
0.7
60
61.2
85.7
脱水机
15
0.6
0.8
0.79
9
7.2
11.39
通风机
220
0.7
0.75
0.8
154
115.5
192.5
淋洗机
5
0.75
0.78
0.79
3.75
2.925
4.75
变频机
800
0.8
0.7
0.82
640
448
781.22
传送机
38
0.8
0.7
0.82
30.4
21.28
37.07
小计
1348
1047.15
772.205
1301.09
2．车间计算负荷统计（计及同时系数）
取同时系数：
2.1.2其余车间负荷计算
1.原液车间
已知：
。
故：
2.酸站照明
已知：
。
故：
3.锅炉房照明
已知：
。
故：
4.排毒车间
已知：
。
故：
5.其他车间
已知：
。
故：
各车间计算负荷统计见表2-2
表2-2各车间计算负荷统计列表
序号
车间设备名称
安装容量（甲）（kW）
1
纺炼车间
1348
942.435
733.59
1194.29
2
原液车间
1040
780
507
930.30
3
酸站
260
169
109.85
201.56
4
锅炉房
320
240
180
300
5
排毒车间
160
112
78.4
136.71
6
其他车间
240
168
117.6
205.07
2.2各车间变电所的设计选择
2.2.1各车间变电所位置及全厂供电平面草图
根据地理位置及个车间计算负荷大小，决定设立3个变电所，各自供电范围如下。
变压所Ⅰ：
纺炼车间、锅炉房。
变压所Ⅱ：
原液车间、办公及生活区。
变压所Ⅲ：
排毒车间、其他车间、酸站。
图2-1全厂供电平面图（1cm=0.2km）
2.2.2各车间变压器台数及容量选择
1.变压所Ⅰ变压器台数及容量选择
（1）变压所Ⅰ的供电负荷统计：
同时系数取
（2）变压所Ⅰ的无功补偿（提高功率因数到0.9以上）
无功补偿试取：
补偿以后：
（3）变压所Ⅰ的变压器选择。
为保证供电的可靠性，选用两台变压器（每台可供车间总负荷的70%）：
选择变压器型号为SC系列，额定容量为1000kVA，两台。
查表得出变压器的各项参数：
（4）计算每台变压器的功率损耗（n=1）
也可用化简经验公式：
2．变压所Ⅱ变压器台数及容量选择
（1）变压所Ⅱ的供电负荷统计：
（2）变压所Ⅱ的无功补偿（提高功率因数到0.9以上）
无功补偿：
补偿以后：
（3）变压所Ⅱ的变压器选择。
为保证供电的可靠性，选用一台变压器。
选择变压器型号为SC系列，额定容量为1000kVA（附带供电给办公室及生活区）。
查表得出变压器的各项参数：
（4）计算变压器的功率损耗
也可用化简经验公式：
3.变压所Ⅲ变压器台数及容量选择
（1）变压所Ⅲ的供电负荷统计：
同时系数取
（2）变压所Ⅲ的无功补偿（提高功率因数到0.9以上）
无功补偿：
补偿以后：
（3）变压所Ⅲ的变压器选择。
为保证供电的可靠性，选用两台变压器（每台可供车间总负荷的70%）：
选择变压器型号为SC系列，额定容量为400kVA，两台。
查表得出变压器的各项参数：
（4）计算每台变压器的功率损耗
也可用化简经验公式：
2.2.3厂内10kV线路截面的选择
1.供电给变电所Ⅰ的10kV线路
为保证供电的可靠性选用双回供电线路，每回供电线路计算负荷：
变压器高压测的容量：
先按经济电流密度选择导线经济截面：
由于任务书中给出的年最大负荷利用小时数为6400h，查表可得，架空线的经济电流密度
。
所以可得经济截面：
1
可选导线型号为LGJ-35，其允许屋外载流流量为
。
相应参数为
再按发热条件检验：
已知
，温度修正系数为：
由式上可知，所选导线符号长期发热条件。
由于变电所Ⅰ紧邻35/11kV主变压器，10kV线路很短，其功率损耗可忽略不计。
线路首段功率：
2.供电给变电所Ⅱ的10kV线路
为保证供电的可靠性选用双回供电线路，每回供电线路计算负荷：
变压器高压侧的容量：
先按经济电流密度选择导线经济截面：
由于任务书中给出的年最大负荷利用小时数为6400h，查表可得，架空线的经济电流密度
。
所以可得经济截面：
可选导线型号为LGJ-25，其允许屋外载流流量为
。
相应参数为
再按发热条件检验：
已知
，温度修正系数为：
由式上可知，所选导线符号长期发热条件。
根据地理位置图及比例尺，得到此线路长度为l=0.32km。
10kV线路功率损耗：
线路首端功率：
3.供电给变电所Ⅲ的10kV线路
为保证供电的可靠性选用双回供电线路，每回供电线路计算负荷：
变压器高压侧的容量：
先按经济电流密度选择导线经济截面：
由于任务书中给出的年最大负荷利用小时数为6400h，查表可得，架空线的经济电流密度
。
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