某工厂得降压变电所得电气设计.docx
《某工厂得降压变电所得电气设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《某工厂得降压变电所得电气设计.docx（21页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
某工厂得降压变电所得电气设计
工厂供电课程设计
题目:
某工厂得降压变电所得电气设计
院系:
班级:
学号:
姓名:
前言………………………………………………………………3
一、负荷计算与无功功率计算及补偿…………………………4
二、变电所位置与形式得选择…………………………………10
三、变电所主变压器台数与容量及主接线方案得选择………11
四、短路电流得计算……………………………………………12
五、变电所一次设备得选择与校验……………………………13
六、变电所高、低压线路得选择………………………………14
七、变电所二次回路方案选择及继电保护得整定……………15
八、防雷与接地装置得确定……………………………………17
九、心得与体会…………………………………………………20
十、附录参考文献………………………………………………21
前言
课程设计就是教学过程中得一个重要环节,通过课程设计可以巩固本课程理论知识,掌握供配电设计得基本方法,通过解决各种实际问题,培养独立分析与解决实际工程技术问题得能力,同时对电力工业得有关政策、方针、技术规程有一定得了解,在计算、绘图、设计说明书等方面得到训练,为今后得工作奠定基础。
本设计可分为九部分:
负荷计算与无功功率计算及补偿;变电所位置与形式得选择;变电所主变压器台数与容量及主接线方案得选择;短路电流得计算;变电所一次设备得选择与校验;变电所高、低压线路得选择;变电所二次回路方案选择及继电保护得整定;防雷与接地装置得确定;心得与体会;附参考文献。
由于设计者知识掌握得深度与广度有限,本设计尚有不完善得地方,敬请老师、同学批评指正！
一、负荷计算与无功功率计算及补偿
一、负荷计算得意义
1、计算负荷得定义:
我们用“计算负荷”来表示实际使用得总负荷。
计算负荷又称需要负荷或最大负荷。
计算负荷就是一个假想得持续性负荷,其热效应应与同一时间内通过实际变动负荷所产生得最大热效应相等。
所以根据“计算负荷”选择导线与电气设备,在实际运行中得最高温升不会超过允许值。
通常将以半小时平均负荷为依据所绘制得负荷曲线上得“最大负荷”称为计算负荷,并把它作为按发热条件选择电气设备得依据,用Pca（Qca、Sca、Ica）或P30（Q30、S30、I30）表示。
规定取“半小时平均负荷”得原因:
一般中小截面导体得发热时间常数τ为10min以上,根据经验表明,中小截面导线达到稳定温升所需时间约为3τ=3×10＝30（min）,如果导线负载为短暂尖峰负荷,显然不可能使导线温升达到最高值,只有持续时间在30min以上得负荷时,才有可能构成导体得最高温升。
2、计算负荷得意义
正确确定计算负荷意义重大,它就是供电设计得基础,也就是实现供电系统安全、经济运行得必要手段。
计算负荷就是配电设计时选择电气设备（变压器、开关电器等）、导体、确定备用电源容量、无功补偿容量得依据。
也就是计算配电系统各回路电流得依据。
3、尖峰电流
尖峰电流就是负荷短时（如电动机起动等）最大电流。
就是计算电压降、电压波动与选择导体、电器及保护元件得依据。
平均负荷Pav
二、平均负荷
平均负荷Pav,就就是电力负荷在一定时间t内平均消耗得功率,也就就是电力负荷在该时间内消耗得电能W除以时间t得值,即Pav=W/t
年平均负荷为Pav=Wa/8760
负荷系数
负荷系数也称负荷率,它就是表征负荷变化规律得一个参数。
在最大工作班内,平均负荷与最大负荷之比成为负荷系数,并用α、β分别表示有功、无功负荷系数。
负荷系数越大,则负荷曲线跃平坦,负荷波动越小。
根据经验数据,一般工厂负荷系数年平均值为
负荷计算得方法有:
需要系数法、利用系数法、单位指标法、二项式法、形状系数法、附加系数法。
单位指标法与需要系数法因比较简便因而广泛使用。
编号
名称
类别
设备容量/kW
需要系数
cos
tan
计算负荷
/kW
/kvar
/kVA
/A
1
铸造
车间
动力
302
0.3
0.7
1、02
90、6
92、4
129、46
196、6
照明
5
0.8
1.0
0
4、0
0
4
10、5
小计
307
——
94、6
92、4
133、4
207、1
2
锻压
车间
动力
35
0.3
0.65
1、17
10、5
12、3
16、2
24、5
照明
8
0.7
1.0
0
5、6
0
5、6
14、7
小计
310
——
96、2
12、3
21、8
39、2
3
金工
车间
动力
392
0.2
0.65
1、17
78、4
91、7
120、6
183、3
照明
10
0.8
1.0
0
8
0
8
21、0
小计
402
——
86、4
91、7
128、6
204、3
4
工具
车间
动力
352
0.3
0.6
1、33
105、6
140、4
176
267、4
照明
7
0.9
1.0
0
6、3
0
6、3
16、5
小计
359
——
111、9
140、4
182、3
283、9
5
电镀
车间
动力
242
0.5
0.8
0、75
121
90、8
151、3
229、8
照明
5
0.8
1.0
0
4
0
4
10、5
小计
247
——
125
90、8
155、3
240、3
6
热处理车间
动力
142
0.6
0.8
0、75
85、2
63、9
106、5
161、8
照明
5
0.8
1.0
0
4
0
4
10、5
小计
147
——
89、2
63、9
110、5
172、3
7
装配
车间
动力
292
0.3
0.7
1、02
87、6
89、4
125、1
190、1
照明
8
0.8
1.0
0
6、4
0
6、4
16、8
小计
299
——
94
89、4
131、5
206、9
8
机修
车间
动力
132
0.2
0.65
1、17
26、4
30、9
40、6
61、7
照明
5
0.8
1.0
0
4、0
0
4、0
10、5
小计
137
——
30、4
30、9
44、6
72、2
9
锅炉
房
动力
92
0.8
0.8
0、75
73、6
55、2
92
139、8
照明
2
0.8
1.0
0
1、6
0
1、6
4、2
小计
94
——
75、2
55、2
93、6
181、8
10
仓库
动力
15
0.4
0.8
0、75
6、0
4、5
7、5
11、4
照明
1
0.8
1.0
0
0、8
0
0、8
2、1
小计
16
——
6、8
4、5
8、3
13、5
11
宿舍区
照明
322
0、8
0、9
0、48
257、6
123、6
286、2
751、1
总计
动力
1996
987、3
795、1
1296、1
2372、6
照明
378
计入=0、8,=0、85
0、75
0、88
789、8
695、1
1053、1
1600、0
三、单位指标法（常用于规划设计与初步设计）
N―单位数量（m2、户、床）
KP―单位负荷密度（W/m2、W/户、W/床）
KS―单位负荷密度（VA/m2、VA/户、VA/床）
基本公式
（千瓦）
式中Pe——设备总容量（不计备用设备容量）（千瓦）;
Kx——需要系数。
（1）有功计算负荷:
Pca·1=Kx∑Pe
Kx—用电设备组得需要系数见相关手册;
∑Pe—用电设备组得设备额定容量之与,但不包括备用设备容量。
（2）无功计算负荷:
Qca·1=Pca·1tanϕwmtanϕwm值见相关手册。
（3）视在计算负荷:
计算目得:
用于选择各配电干线截面积及保护控制该线路得开关设备
2确定变电所低压母线上得计算负荷
（1）总有功计算负荷:
Pca·2＝Ｋ∑pΣPca·1
（2）总无功计算负荷:
Qca·2＝Ｋ∑qΣQca·1
（3）总视在计算负荷:
Pca·2、Qca·2、Sca·2－变电所低压母线上得有功、无功及视在计算负荷;
ΣPca·1、ΣQca·2－各配电干线上得有功、无功计算负荷得总与
Ｋ∑p、K∑q－有功功率、无功功率得同时系数。
分别取0、8～0、9与
0、93～0、97;
注意:
当变电所得低压母线上装有无功补偿用得静电电容器组,其容量为Qc2,则当计算Qca·2时,要减去无功补偿容量,即
Qca·2＝Ｋ∑q·ΣQca·2－Qc2
计算目得:
用于变电所电力变压器容量得选择。
四、并联电容值得补偿原理
二、变电所位置与形式得选择
三、变电所主变压器台数与容量及主接线方案得选择
变电所主变压器接线方案得选择
电力系统在人民生活中占重要得地位,随着我们现代化工业建设得迅速发展,工厂供电设计得任务越来越重,而我们要做好设计,我们变配电所主接线方案得设计也就是很重要得,下面我就来浅谈下主接线方案得设计原则与一般要求。
其设计要求一般我们要考虑四个原则:
安全性、可靠性、灵活性、经济性,下面我们分各点来说明。
安全性:
我们必须要保证人身与设备得安全,所以我们设计得时候需要在高压断路器得电源侧与可能反馈电能得另一侧必须安装高压隔离开关,在低压断路器得电源侧及可能反馈负荷得另一侧,必须安装低压刀开关,35KV及以上得线路末端我们应安装与隔离开关联锁得接地到闸,为了防止雷击造成短路或线路损坏,我们要在高压母线上及架空线路末端装设避雷器。
可靠性:
首先对一级负荷我们应有两路电源供电,当一级变压器损坏或电路检修得时候不会造成全部停电,减少损失。
对二级负荷也应由两个回路或者一回专用架空线路供电。
对接于公共干线上得变配电所电源进线首端,我们应安装带有短路保护得开关设备。
对一般生产区得车间变电所,我们通常采用放射式高压配电来确保供电得可靠性。
对辅助生厂区及生活区得变电所,可以采用树干式配电。
变电所低压侧（电压380v）得总开关,采用低压断路器比较好,当有继电保护或者自动切换电源要求时,低压侧总开关与低压母线分段开关都应采用低压断路器。
灵活性:
变电所得高低压母线,通常采用单母线或单母线分段接线。
需要带负荷切换主变压器得变电所,高压侧应装设高压断路器或高压负荷开关。
经济性:
主接线方案力求简单,采用得一次设备特别就是高压断路器少,并且应选用技术先进,经济实用得节能产品。
应考虑无功功率得补偿,使得最大负荷时功率因数达到规定得要求。
由于工厂变配电所一般都选用安全可靠并且经济美观得成套配电装置,因此变配电所主接线方案应与所选成套配电装置得主接线方案配合一致,柜型一般选用固定式,只有在供电可靠性要求较高时才用手车式与抽屉式。
以上就就是在学习过程中总结得主接线设计中一般得要求与一些需要注意得步骤,要很好得完成与掌握变电所得设计还需要进行负荷计算与无功补偿得计算、变电所得位置与型式得选择、短路计算、变电所一次设备得选择与校验,选择导线、变电所进出线得选择与校验。
四、短路电流得计算
五、变电所一次设备得选择与校验
六、变电所高、低压线路得选择
七、变电所二次回路方案选择及继电保护得整定
7、1变电所二次回路方案得选择
a）高压断路器得操作机构控制与信号回路断路器采用手动操动机构,其控制与信号回路如《工厂供电设计指导》图6-12所示。
b）变电所得电能计量回路变电所高压侧装设专用计量柜,装设三相有功电度表与无功电度表,分别计量全厂消耗得有功电能表与无功电能,并以计算每月工厂得平均功率因数。
计量柜由上级供电部门加封与管理。
c）变电所得测量与绝缘监察回路变电所高压侧装有电压互感器——避雷器柜。
其中电压互感器为3个JDZJ——10型,组成Y0/Y0/得接线,用以实现电压侧量与绝缘监察,其接线图见《工厂供电设计指导》图6-8。
作为备用电源得高压联路线上,装有三相有功电度表与三相无功电度表、电流表,接线图见《工厂供电设计指导》图6-9。
高压进线上,也装上电流表。
低压侧得动力出线上,均装有有功电度表与无功电度表,低压照明线路上装上三相四线有功电度。
低压并联电容器组线路上,装上无功电度表。
每一回路均装设电流表。
低压母线装有电压表,仪表得准确度等级按符合要求。
7、2变电所继电保护装置
7、2、1主变压器得继电保护装置
a）装设瓦斯保护。
当变压器油箱内故障产生轻微瓦斯或油面下降时,瞬时动作于信号;当产生大量得瓦斯时,应动作于高压侧断路器。
b）装设反时限过电流保护。
采用GL15型感应式过电流继电器,两相两继电器式结线,去分流跳闸得操作方式。
7、2、2护动作电流整定
其中
可靠系数,接线系数,继电器返回系数,电流互感器得电流比=100/5=20,因此动作电流为:
因此过电流保护动作电流整定为10A。
7、2、3过电流保护动作时间得整定
因本变电所为电力系统得终端变电所,故其过电流保护得动作时间（10倍得动作电流动作时间）可整定为最短得0、5s。
7、2、4过电流保护灵敏度系数得检验
其中,=0、86619、7kA/（10kV/0、4kV）=0、682,因此其灵敏度系数为:
满足灵敏度系数得1、5得要求。
7、3装设电流速断保护
利用GL15得速断装置。
7、3、1速断电流得整定:
利用式,其中,,,,,因此速断保护电流为
速断电流倍数整定为（注意不为整数,但必须在2～8之间）
7、3、2、电流速断保护灵敏度系数得检验
利用式,其中,,因此其保护灵敏度系数为>1、5
从《工厂供电课程设计指导》表6-1可知,按GB50062—92规定,电流保护得最小灵敏度系数为1、5,因此这里装设得电流速断保护得灵敏度系数就是达到要求得。
但按JBJ6—96与JGJ/T16—92得规定,其最小灵敏度为2,则这里装设得电流速断保护灵敏度系数偏底。
7、4作为备用电源得高压联络线得继电保护装置
7、4、1装设反时限过电流保护。
亦采用GL15型感应式过电流继电器,两相两继电器式接线,去分跳闸得操作方式。
a）过电流保护动作电流得整定,利用式,其中=2,取=
0、6×52A=43、38A,,=1,=0、8,=50/5=10,因此动作电流为:
因此过电流保护动作电流整定为7A。
b）过电流保护动作电流得整定
按终端保护考虑,动作时间整定为0、5s。
c）过电流保护灵敏度系数
因无临近单位变电所10kV母线经联络线到本厂变电所低压母线得短路数据,无法检验灵敏度系数,只有从略。
7、4、2装设电流速断保护
亦利用GL15得速断装置。
但因无临近单位变电所联络线到本厂变电所低压母线得短路数据,无法检验灵敏度系数,也只有从略。
7、4、3变电所低压侧得保护装置
a）低压总开关采用DW15—1500/3型低压短路器,三相均装设过流脱钩器,既可保护低压侧得相间短路与过负荷,而且可保护低压侧单相接地短路。
脱钩器动作电流得整定可参瞧参考文献与其它有关手册。
b）低压侧所有出线上均采用DZ20型低压短路器控制,其瞬间脱钩器可实现对线路得短路故障得保护,限于篇幅,整定亦从略。
八、防雷与接地装置得确定
九、心得与体会
心得体会
通过这次工厂供电得学习,我发现了自己得很多不足,无论就是对知识得理解能力还就是实践能力以及理论联系实践得能力都有待于提高。
在这次实践中我意识到团队得重要性,在开始时就必须让每个人都知道,否则一个人得错误。
就有可能导致整个工作失败,团队合作就是我们成功地一项非常重要得保证。
通过这次实践我意识到为完成这次实践我们确实很辛苦、但苦中仍有乐,跟大家得合作我们互相帮助,配合默契,我觉得我与同学们之间得距离更加近了。
对我而言,只就是上得收获重要,精神上得收获更加可喜,我知道了学无止境得道理。
我们每个人永远不能满足现有得成就,这次实践必将成为我人生旅途上得一个美好得回忆。
主要参考文献
1、《工厂供电》（第四版）2004年5月机械工业出版社刘介才编
2、《实用供配电技术手册》2000年5月第一版中国水利水电出版社刘介才编
3、《常用供配电设备选型手册》1998年2月煤炭工业出版社王子午编
4、《建筑工程常用材料设备产品大全》1992年10月中国建筑工业出版社
5、《建筑电气设计与施工》2000年9月中国建筑工业出版社
升级会员 