冶金厂变电所供配电设计.doc
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农业工程学院课程设计说明书
河南科技大学
课程设计说明书
课程名称专业课程设计
题目冶金厂变电所供配电设计
学院农业工程学院
班级农电
学生姓名
指导教师高春艳
日期
冶金厂变电所供配电设计
摘要
本文主要以电力工程基础、工厂供电、电力系统分析和继电保护等专业知识为理论依据，对冶金配件生产厂总降压变电站、车间变电所和厂区配电系统进行设计。
根据原始资料进行负荷计算、短路电流计算和主要电气设备的选择。
另外，对总降压变电站设计需要进行主要设备继电保护设计、配电装置设计和防雷、接地设计，并绘制电气主接线图；对车间变电所根据车间负荷情况，选择车间变压器的台数、容量，以及变电所位置的原则考虑；对厂区配电系统的设计根据所给资料，列出配电系统结线方案，经过详细计算和分析比较，确定最优方案电能是现代工业生产的主要能源和动力。
本设计通过对计算负荷，选出变压器；通过计算三相短路电流，选出其他保护器件；通过三相短路电流，选择过电流保护设备；然后选择二次回路的设备，对一次侧设备进行控制、检测；最后注意安全、接地和防雷的设置。
关键字：
变电所供配电负荷计算无功补偿
电力工程课程设计任务书
班级：
姓名：
学号：
设计题目：
冶金厂变电所供配电设计
一、设计目的
熟悉电力设计的相关规程、规定，树立可靠供电的观点，了解电力系统，电网设计的基本方法和基本内容，熟悉相关电力计算的内容，巩固已学习的课程内容，学习撰写工程设计说明书，对变电所区域设计有初步的认识。
二、设计要求
（1）通过对相应文献的收集、分析以及总结，给出相应项目分析，需求预测说明。
（2）通过课题设计，掌握电力系统设计的方法和设计步骤。
（3）学习按要求编写课程设计报告书，能正确阐述设计方法和计算结果。
三、设计任务
（一）设计内容
1．总降压变电站设计
（1）负荷计算
（2）主结线设计：
选主变压器及高压开关等设备，确定最优方案。
（3）短路电流计算：
计算三相短路电流，计算结果列出汇总表。
（4）防雷、接地设计：
包括直击雷保护、进行波保护和接地网设计。
2．车间变电所设计
根据车间负荷情况，选择车间变压器的台数、容量，以及变电所位置的原则考虑。
3．厂区配电系统设计
根据所给资料，列出配电系统结线方案，经过详细计算和分析比较，确定最优方案。
（二）设计任务
1．设计说明书，包括全部设计内容，负荷计算，短路计算及设备选择（要求列表）；
2．电气主接线图。
四、设计时间安排
查找相关资料（1天）、总降压变电站设计（3天）、车间变电所设计（2天）、
厂区配电系统设计（1天）、撰写设计报告（2天）和答辩（1天）。
五、主要参考文献
[1]电力工程基础
[2]工厂供电
[3]继电保护.
[4]电力系统分析
[5]电气工程设计手册等资料
指导教师签字：
原始资料
1．工厂的总平面布置图
图1工厂总平面布置图
2.工厂的生产任务、规模及产品规格：
本厂主要承担全国冶金工业系统矿山、冶炼和轧钢设备的配件生产，即以生产铸造、锻压、铆焊、毛坯件为主体。
年生产规模为铸钢件10000t，铸铁件3000t，锻件1000t，铆焊件2500t。
3.工厂各车间的负荷情况及变电所的容量：
如表1和表2.
表1各车间380V负荷计算表
序号
车间（单位）
名称
设备
容量
/kW
Kd
计算负荷
车间
变电所
代号
变压器台数及容量/kVA
P30
/kW
Q30
/kvar
S30
/kVA
I30
/A
1
铸钢车间
2000
0.4
0.65
No.1车变
2×
2
铸铁车间
1000
0.4
0.70
No.2车变
2×
砂库
110
0.7
0.60
小计（KΣ=0.9）
3
铆焊车间
1200
0.3
0.45
No.3车变
1×
1号水泵房
28
0.75
0.8
小计（KΣ=0.9）
4
空压站
390
0.85
0.75
No.4车变
1×
机修车间
150
0.25
0.65
锻造车间
220
0.3
0.55
木型车间
186
0.35
0.60
制材场
20
0.28
0.60
综合楼
20
0.9
1
小计（KΣ=0.9）
5
锅炉房
300
0.75
0.80
No.5车变
1×
2号水泵房
28
0.75
0.80
仓库（1、2）
88
0.3
0.65
污水提升站
14
0.65
0.80
小计（KΣ=0.9）
表2各车间6KV高压负荷计算表
序号
车间（单位）名称
高压设备名称
设备容量/KW
Kd
计算负荷
P30/kW
Q30/kvar
S30/kVA
I30/A
1
铸钢车间
电弧炉
2×1250
0.9
0.87
2
铸铁车间
工频炉
2×200
0.8
0.9
3
空压站
空压机
2×250
0.85
0.85
小计
4.供用电协议：
（1）工厂电源从电力系统的某220/35KV变电站以35KV双回路架空线引入工厂，其中一路作为工作电源，另一路作为备用电源，两个电源不并列运行。
系统变电站距工厂东侧8km。
（2）系统的短路数据，如表3所示。
其供电系统图，如图2所示。
表3区域变电站35KV母线短路数据
系统运行方式
系统短路容量
系统运行方式
系统短路容量
最大运行方式
Soc.max=200MVA
最小运行方式
Soc.min=175MVA
图2供电系统图
（3）供电部门对工厂提出的技术要求：
系统变电站35KV馈电线路定时限过电流保护的整定时间top=2s，工厂总降压变电所保护的动作时间不得大于1.5s；工厂在总降压变电所35KV电源侧进行电能计量；工厂最大负荷时功率因数不得低于0.9.
（4）供电贴费和每月电费制：
每月基本电费按主变压器容量计为18元/kVA，电费为0.5元/kW·h。
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。
5．工厂负荷性质：
本厂为三班工作制，年最大负荷利用小时数为6000h，属二级负荷。
6．工厂自然条件：
（1）气象资料：
本厂所在地区的年最高气温为38oC，年平均气温为23oC，年最低气温为－8oC，年最热月平均最高气温为33oC，年最热月平均气温为26oC，年最热月地下0.8m处平均温度为25oC。
当地主导风向为东北风，年雷暴日数为20。
（2）地质水文资料：
本厂地区海拔60m，底层以砂粘土为主，地下水位为2m。
目录
第一章绪论 1
第二章电力负荷及其计算 3
§2.1工厂的负荷计算 3
§2.1.1计算负荷概念 3
§2.1.2动力支路负荷计算 3
§2.1.3全厂用电设备情况 4
§2.1.4各个车间负荷计算 5
§2.2无功功率补偿 5
第三章 工厂总降压变电所的选择 7
§3.1车间变电所所址的选择 7
§3.2工厂总降压变电所主变压器的型式、容量和数量的选择 8
§3.2.1供电变压器的选择 8
§3.2.2车间变电器的选择 9
第四章短路电流的计算 11
§4.1计算方法 11
§4.2计算过程 11
第五章工厂总降压变电所主接线方案的设计 14
§5.1总降压变电所主接线选择 14
§5.2内桥和外桥式区别 14
§5.3接线方式设计 15
第六章 总降压变电所进线与一次设备的选择与校验 16
§6.1高压电气设备的选择 16
§6.2高压电气设备校验 16
§6.3高压进线引入线的选择 18
§6.4工厂高压配电线路的确定 19
§6.5变电所二次回路方案的选择及继电保护的整定 20
§6.5.1二次回路方案选择 20
§6.5.2继电器保护的整定 21
第七章总降压变电所防雷保护和接地装置的设计 21
§7.1变电所的防雷保护 22
§7.2变电所采用单支避雷针保护 22
§7.3雷电侵入波的防护 23
结论 24
参考文献 25
第一章绪论
一般中小型工厂的电压进线电压为6-10kV。
电能先经高压配电所集中，在由高压配电线路将电能分送到各车间变电所，或者高压配电线路供给给高压用电设备。
车间变电所内装设有电力变压器，将6-10kV的高压降为一般低压用电设备所需的电压（220/380V），然后由低压配电线路将电能分送给各用电设备。
对于大型工厂及其某些电源进线电压为35kV及以上的中型工厂，一般经过两次降压，也就是电源进厂后，先经总降压变电所，有大容量的电力变压器将35kV及以上的电源电压降为6-10kV的配电电压，再通过高压配电线路或高压配电所将电能送到各个车间变电所，最后经变压器降为一般低压用电设备所需的电压。
有的35kV进线的工厂，只经一次降压，及35kV线路直接引入靠近负荷中心的车间变电所，经车间变电所的配电变压器直接降为低压用电设备所需电压。
这种配电方式称为高压深入负荷中心的直配方式。
这样可以省去一级中间变压，从而简化了供电系统，节约有色金属，降低电能损耗和电压损耗，提高供电质量。
然而这要根据厂区环境条件是否满足35kV架空线路深入负荷中心的“安全走廊”要求而定，否则不宜采用，以确保供电安全。
对于总供电容量不超过1000kV的小型工厂，通常只设一个降压变电所，将6-10kV电压降为低压用电设备所需的电压（220/380V）。
如果工厂所需容量不大于160kVA时，一般采用低压电源进线，工厂只需设一个低压配电间。
按照国家标准GB50052-95 《供配电系统设计规范》、GB50053-94 《10kv及以下设计规范》、GB50054-95 《低压配电设计规范》等的规定，进行工厂供电设计必须遵循以下原则：
（1）遵守规程、执行政策；
必须遵守国家的有关规定及标准，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）安全可靠、先进合理；
应做到保障人身和设备的安全，供电可靠，电能质量合格，技术先进和经济合理，采用效率高、能耗低和性能先进的电气产品。
（3）近期为主、考虑发展；
应根据工作特点、规模
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