供用电工程最终版.doc
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《供用电工程》课程设计说明书
__________________________
机械厂供配电设计
院、部：
电气工程及其自动化
学生姓名：
蒋佳
指导教师：
桂友超职称讲师
专业：
电气工程及其自动化
班级：
电气本1001班
完成时间：
2013.12.10
供用电系统课程设计
一．设计任务书
（一）设计题目
机械厂降压变电所的电气设计。
（二）设计要求
要求根据本厂所能取得的电源及本厂用电负荷的实际情况，并适当考虑到工厂生产的发展，按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求，确定变电所的位置与型式，确定变电所主变压器的台属与容量、类型，选择变电所主结线方案及高低压设备和进出线，确定二次回路方案，选择整定继电保护装置，确定防雷和接地装置，最后按要求写出设计说明书，绘出设计图样。
（三）设计依据
1、工厂总平面图
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2500h，日最大负荷持续时间为5h。
该厂除铸造车间、电镀车间和锅炉房属二级负荷外，其余均属三级负荷。
低压动力设备均为三相，额定电压为380V。
电气照明及家用电器均为单相，额定电压为220V。
本厂的符合统计资料如表1所示。
表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
2
铸造车间
动力
380
0.3~0.4
0.65~0.70
照明
8
0.7~0.9
1.0
1
锻压车间
动力
350
0.2~0.3
0.60~0.65
照明
10
0.7~0.9
1.0
4
金工车间
动力
370
0.2~0.3
0.60~0.65
照明
8
0.7~0.9
1.0
3
工具车间
动力
360
0.25~0.35
0.60~0.65
照明
9
0.7~0.9
1.0
6
电镀车间
动力
250
0.4~0.6
0.70~0.80
照明
10
0.7~0.9
1.0
5
热处理车间
动力
160
0.4~0.6
0.70~0.80
照明
6
0.7~0.9
1.0
8
装配车间
动力
170
0.3~0.4
0.65~0.75
照明
7
0.7~0.9
1.0
7
机修车间
动力
150
0.2~0.3
0.60~0.70
照明
5
0.7~0.9
1.0
10
锅炉房
动力
65
0.6~0.8
0.70~0.80
照明
1
0.7~0.9
1.0
9
仓库
动力
12
0.3~0.4
0.80~0.90
照明
21
0.7~0.9
1.0
生活区
照明
230
0.7~0.8
0.9~1.0
备
注
表中生活区的照明负荷中含家用电器。
3、供电电源情况按照工厂与当地供电部门签订的供电协议规定，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-150，导线为等边三角形排列，线距为1.5m；干线首端（即电力系统的馈电变电站）距离本厂约7km。
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硫保护和电流速断保护，定时限过电流保护整定的动作时间为1.7s。
为满足工厂二级负荷的要求，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50km，电缆线路总长度为20km。
4、气象资料本厂所在地区的年最高气温为350C，年平均气温为230C，年最低气温为-80C，年最热月平均最高气温为330C，年最热月平均气温为260C，年最热月地下0.8m处平均温度为250C。
当地主导风向为东北风，年雷暴日数为20。
5、地质水文资料本厂所在地区平均海拔500m，地层以沙粘土为主；地下水位为1m。
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计为15元/kVA，动力电费为0.2元/kW.h，照明（含家电）电费为0.5元/kW.h。
工厂最大负荷时的功率因数不得低于0.9。
此外，电力用户需按新装变压器容量计算，一次性地向供电部门交纳供电贴费：
6~10kV为800元/kVA。
（四）设计任务
要求在规定时间内独立完成下列工作量：
1、设计说明书需包括：
1）前言。
2）目录。
3）负荷计算和无功功率补偿。
4）变电所位置和型式的选择。
5）变电所主变压器台数和容量、类型的选择。
6）变电所主结线方案的设计。
7）短路电流的计算。
8）变电所一次设备的选择与校验。
9）变电所进出线的选择和校验。
10）变电所继电保护的方案选择。
11）附录——参考文献。
2、设计图样需包括：
1）变电所主结线图1张（A4图样）。
2）变电所平、剖面图1张（A4图样）。
（五）设计时间
目录
前言 1
一负荷计算和无功功率补偿 2
1．负荷计算 2
2.无功功率补偿 3
二变电所位置和形式的选择 3
三变电所主变压器及主接线方案的选择 4
1．变电所主变压器的选择 4
2.变电所主接线方案的选择 4
3.两种主接线方案的技术经济比较 4
四短路电流的计算 5
1.绘制计算电路图 5
2.确定短路计算基准值 6
3.计算短路电路中各元件的电抗标幺值 6
4.计算k-1点（10.5kv侧）的短路电流及三相短路电流和短路容量 7
5.计算k-2点（0.4kv侧）的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量 7
五变电所一次设备的选择校验 8
1．10kV侧一次设备的选择校验 8
2.380V侧一次设备的选择校验 9
3.高低压母线的选择 10
六变电所进出线及与邻近单位联络线的选择 10
1.10KV高压进线和引入电缆的选择 10
2.380V低压出线的选择 11
3.作为备用电源的高压联络线的选择校验 13
七变电所二次回路方案的选择与继电保护的整定 14
1.高压短路器的操作机构控制与信号回路 14
2.变电所的电能计量回路 14
3.变电所的测量和绝缘监察回路 14
4.变电所的保护装置 14
八结束语 16
九附录------主要参考文献 17
前言
本次课程设计的题目是XX机械厂降压变电所的电气设计。
通过具体的工厂供电课程设计，初步掌握民用建筑供配电系统设计的基本方法，更好的将上个学期所学的供配电系统的理论知识和实践相结合，并进一步提高供配电系统的运行、管理和工程设计能力以及分析和解决问题的能力。
本次供用电系统课程设计的任务是某机械厂降压变电所的电气设计。
模拟的中小型工厂6~10/0.4kv,容量为800~2000kVA的降压变电所。
要求根据厂子所能取得的电源及厂子用电负荷的实际情况，并适当考虑到工厂生产的发展，按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求，进行工厂的电气设计。
本次设计是由以下几个步骤完成的。
先计算各厂房的负荷确定无功功率补偿，根据负荷确定变电所的位置与型式，再确定变电所主变压器的台属与容量、类型，选择变电所主结线方案及高低压设备和进出线，确定二次回路方案，选择整定继电保护装置，确定防雷和接地装置，最后按要求写出设计说明书，绘出设计图样。
在绘图中要标明设备型号和材质，使图纸可以清晰的表现出本次设计的要求。
本设计最重要的原则和方法是在设计中一定要遵守国家的现行技术标准和设计规范，所以其中的供电设计有关的材料选择都是按照这个标准所进行的。
（一）负荷计算和无功功率补偿
1．负荷计算
各厂房和生活区的负荷计算如表2所示。
表2XX机械厂负荷计算表
编号
名称
类别
设备容量
Pe/kW
需要系数
Kd
计算负荷
P30/kw
Q30/kvar
S30/kVA
I30/A
1
锻压车间
动力
350
0.3
0.65
1.17
105
123
--
--
照明
10
0.8
1.0
0
8
0
--
--
小计
360
--
113
123
167
254
2
铸造车间
动力
380
0.3
0.7
1.02
114
116.3
照明
8
0.7
1.0
0
5.6
0
小计
388
--
119.6
116.3
167
254
3
工具车间
动力
360
0.3
0.6
1.33
108
144
--
--
照明
9
0.9
1.0
0
8.1
0
--
--
小计
369
--
116.1
144
185
281
4
金工车间
动力
370
0.2
0.65
1.17
74
86.6
--
--
照明
8
0.8
1.0
0
6.4
0
--
--
小计
378
--
80.4
86.6
118
179
5
热处理车间
动力
160
0.6
0.80
0.75
96
72
--
--
照明
6
0.8
1.0
0
4.8
0
--
--
小计
166
--
100.8
72
124
188
6
电镀车间
动力
250
0.5
0.80
0.75
125
93.8
--
--
照明
10
0.8
1.0
0
8
0
--
--
小计
260
--
133
93.8
163
248
7
机修车间
动力
150
0.2
0.65
1.17
30
35.1
--
--
照明
5
0.8
1.0
0
4
0
--
--
小计
155
--
34
35.1
49
74
8
装配车间
动力
170
0.3
0.70
1.02
51
52
--
--
照明
7
0.8
1.0
0
5.6
0
--
--
小计
177
--
56.6
52
77
117
9
仓库
动力
12
0.3
0.80
0.75
3.6
2.7
--
--
照明
21
0.7
1.0
0
14.7
0
--
--
小计
33
--
18.3
2.7
18
27
10
锅炉房
动力
65
0.7
0.7
1.02
45.5
46.4
--
--
照明
1
0.8
1.0
0
0.8
0
--
--
小计
66
--
46.3
46.4
66
100
生活区
照明
230
0.7
0.9
0.48
161
77.3
179
272
总计（380V侧）
动力
2267
979.1
849.2
--
--
照明
315
计入K=0.8
K=0.85
0.74
783.3
721.8
1065
1618
2.无功功率补偿
由表2可知,该厂380V侧最大负荷时的功率因数只有0.74.而供电部门要求该厂10kv进线侧最大负荷时功率因数应稍大于0.90,暂取0.92来计算380V侧所需
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