三色鸽食品厂降压变电所的电气设计课程设计.docx
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三色鸽食品厂降压变电所的电气设计课程设计
《三色鸽食品厂降压变电所的电气设计》
课程设计
学院：
工学院
专业：
电气工程及其自动化
班级：
电气1301
姓名：
学号：
指导教师：
2016年7月15日
工学院课程设计评审表
学生姓名专业电气工程及其自动化年级13级学号
设计题目三色鸽食品厂降压变电所的电气设计
评分评定
评价内容评价指标
权值成绩
设计目的有扎实的基础理论知识和专业知识；能正确设计实验方案；独立进行实
及设计方验工作；能对课题进行理论分析，得出有价值的结论。
选题合理、目的20
案明确。
设计方案正确，具有可行性、创新性。
课程设计
结果
论文结果有应用价值；图纸绘制符合国家标准，质量符合要求；工作中有创新意识；对前人工作有改进或突破，或有独特见解。
计算企业所需最大用电容量和年电能需要量，即负荷计算；确定供电电压等级及
50
进线方案；确定企业总体供电方案（即确定供电系统一次方案---主电路）；选择主要电气设备；绘制设计图纸（包括供电系统总体布置，主电路图）；绘制各种表格和设备材料清单。
课程设计
按期完成规定的任务，工作量饱满，难度较大；工作努力，遵守纪律；
态度
5
工作作风严谨务实。
态度认真、学习刻苦。
实验正确，分析处理科学；文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号
课程设计
齐全，书写工整规范，图表完备、整洁、正确；设计报说明书的规范化、5
说明书
参考文献充分（不少于3篇）。
能运用所学知识和技能去发现与解决实际问题；综述简练完整，有见解；
答辩20
立论正确，论述充分，结论严谨合理；
合计
100
指导
教师
评语
《工厂供电课程设计》课程设计任务书
设计题目：
三色鸽食品厂降压变电所的电气设计指导老师参加学生
代天元，丛日龙，李珂，王洋，张标伟
（1）掌握组合逻辑电路的设计方法。
设计目的
（2）学习使用设计、安装、调试、分析电路的一般步骤。
（1）复习组合逻辑电路的设计方法。
（2）仔细阅读附录程序介绍。
设计依据（3）设计一个逻辑控制电路实现以下作用：
四人表决电路由A、B、C、D四人
组成，其中A为权威人士，其一票意见视为两票，当总票达到三票或三票以上时，结果为通过，否则为未通过。
（1）除了已给参数，电路结构，其他参数自己选定。
（2）报告包括：
设计要求；设计过程、原理说明；仿真电路、元器件清单；仿
设计要求
真波形、数据等结果分析，对波形、数据进行必要的文字说明。
（1）选题合理、目的明确（10分）
（2）设计方案正确，具有可行性、创新性（10分）
（3）设计结果--计算企业所需最大用电容量和年电能需要量，即负荷计算；确定供电电压等级及进线方案；确定企业总体供电方案（即确定供电系统一次方
评分标准
案---主电路）；选择主要电气设备；绘制设计图纸（包括供电系统总体布置，
主电路图）；绘制各种表格和设备材料清单。
（50分）
（4）态度认真、学习刻苦、遵守纪律（5分）
（5）设计说明书的规范化、参考文献充分（不少于3篇）（5分）
（6）答辩（20分）
摘
要......................................................................
1
前
言......................................................................
2
1概述.........................................................................
3
1.1
设计基础资料...........................................................
3
1.2
设计目的...............................................................
4
1.3
设计内容及其设计具体步骤...............................................
4
1.3.1
设计内容..........................................................
4
1.3.2
设计具体步骤......................................................
5
2负荷计算与负荷等级确定.......................................................
5
2.1
负荷计算和无功补偿.....................................................
5
2.1.1
负荷计算..........................................................
5
2.1.2
无功功率补偿......................................................
7
2.2
负荷等级确定..........................................................
10
3主变压器选择及主接线设计....................................................
10
3.1
主变压器选择..........................................................
10
3.1.1
变电所的位置与型式选择...........................................
10
3.1.2
按负荷功率矩法确定负荷中心.......................................
10
3.1.3
变电所主变压器的选择.............................................
12
3.2
变电所主接线图设计....................................................
15
3.2.1
主变压器选择设计两种接线设计.....................................
15
4短路电流计算................................................................
17
4.1
确定基准值
............................................................
18
4.2
计算短路电路中各主要元件的电抗标么值：
................................
18
4.3
计算k-1点的短路电路总电抗标么值及三相短路电流和短路容量..............
19
4.3
计算k-2点短路电路总电抗标么值及三相短路电流和短路容量................
19
5电气设备及其电力线路的选择..................................................
20
5.1
高低压一次设备的选择与校验............................................
20
5.1.1
10kV
侧一次设备的选择校验........................................
20
5.1.2
380V
侧一次设备的选择及其校验....................................
22
5.2
变电所二次回路方案的选择与继电保护的整定..............................
23
5.3
变电所高低压侧电力线路（母线、进出线和电缆）的选择及其校验............
23
5.3.1
10kV
高压进线和引入电缆的选择....................................
23
5.3.2
380k
低压出线的选择..............................................
24
5.3.3
作为备用电源的高压联络线的选择校验...............................
27
5.3.4
高低压母线选择...................................................
27
课程设计体会与总结
...........................................................
28
参考文献..................................................................
29
附录.........................................................................
30
摘要
三色鸽食品厂降压变电所的电气设计是对工厂供电的设计。
本次设计对工厂供电方式、主要设备的原则、保护装置的配置及防雷接地系统进行了相应的叙述，其中还包括全厂的负荷计算、高压侧和低压侧的短路计算、设备选择及校验、主要设备继电保护设计、配电装置设计、防雷和接地设计等。
本设计主要通过计算出的有功、无功和视在功率选择变压器的大小和相应主要设备的参数，再根据用户对电压的要求，计算补偿功率，从而得到所需电容补偿的大小和个数。
本次设计的课题是三色鸽食品厂降压变电所的电气设计，通过10KV进线对食品厂各个建
筑分配电能。
这一设计需要根据配电设计标准，变电站的设计标准，建筑电气设计标准等，对该电源
系统进行初步确定。
通过这一设计，可以使我们系统的掌握所学的供电知识，培养我们分析
和解决实际问题的能力。
关键词：
变压器；电气主接线；电气设备；
1
前言
众所周知，电能是现代工业生产的主要能源和动力。
电能既易于与其它形式的能源转换而来，又易于转换为其它形式的能量以供应用；电能的输送的分配既简单经济，又便于控制，调节和测量，有利于实现生产过程自动化。
因此，电能在现代工业生产及整个国民经济生活中应用极其广泛。
因此，做好工厂供电工作对于发展工业生产，实现工业现代化，具有十分重要的意义。
由于能源节约是工厂供电工作的一个重要方面，而能源节约对于国家经济建设具有十分重要的战略意义，因此做好工厂供电工作，对于节约能源、支援国家经济建设也具有重要的意义。
此次课程设计是三色鸽食品厂降压变电所的电气设计，是一个实际的设计课题，能更好的让我们体会到实际的供配电系统是怎么回事。
它涵盖了本书几乎所有的内容，包括全厂负荷统计，变压器的选择，短路电流的计算，供电线路的选择，供电设备的选择，无功补偿等等，并要求画变电所主接线图。
同时课程设计也是教学过程中的一个重要环节，通过设计可以巩固各课程理论知识，了解工厂供电设计的基本方法，了解工厂供电电能分配等各种实际问题，培养独立分析和解决实际工程技术问题的能力，同时对电力工业的有关政策、方针、技术规程有一定的了解，在计算绘图、编号、设计说明书等方面得到训练，为以后工作奠定基础。
本设计可分为七部分：
负荷计算和无功功率计算及补偿；变电所位置和形式的选择；变电所主变压器台数和容量及主接线方案的选择；短路电流的计算；变电所一次设备的选择与校验；变电所高、低压线路的选择；附参考文献。
由于设计者知识掌握的深度和广度有限，本设计尚有不完善的地方，敬请老师、同学批评指正！
2
1概述
1.1设计基础资料
（一）设计题目
三色鸽食品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，确定变电所的位置型式，确定变电所主变压器的台数与容量、类型，选择变电所主结线方案及高低压设备和进出线，确定一次回路方案，最后定出设计说明书。
（三）设计依据
1．工厂总平面图，如图一所示。
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3500h，日最大负荷
持续时间为10h。
该厂车间均属三级负荷。
低压动力设备均为三相，额定电压为280V。
照明
及家用电器均为单相，额定电压为220V。
本厂的负荷统计资料如表一所示。
3．供电电源情况：
按照工厂与当地供电部门签订的供用协议规定，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—95导线为等边三角形排列，线距为1m；干线首端（即电力系统的馈电变电电站）距离本厂约8km，该干线首端所装高压断路器500MVA，此断路器配备有定时限过电流保护和电流
速断保护，其定时限过电流保护整定的动作时间为1.5s。
为满足工厂二级负荷的要求，可采用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达100km，电缆线路总长度达50km。
4.气象资料本厂所在地区的年最高气温为38℃，年平均气温为23℃，年最低气温为
-8℃，年最热月平均最高气温为33℃，年最热月平均气温为26℃，年最热月地下0.8处平均温度为25℃。
当地主导风向为东北风，年雷暴是数为20。
5.工厂最大负荷时的功率因数不得低于0.92。
表1.1工厂负荷统计资料
厂房编号
用电单位名称
负荷性质
设备容量
需要系数
功率因数
kW
1
第一车间
动力
500
0.4
0.7
照明
6
0.7
1.0
2
第二车间
动力
400
0.3
0.65
照明
8
0.7
1.0
3
第三车间
动力
500
0.3
0.65
照明
9
0.7
1.0
4
第四车间
动力
200
0.3
0.6
照明
7
0.7
1.0
5
包装车间1
动力
300
0.6
0.8
照明
7
0.7
1.0
3
6
包装车间
动力
200
0.6
0.8
2
8
0.7
1.0
照明
7
仓库1
动力
200
0.4
0.7
照明
7
0.7
1.0
8
仓库2
动力
200
0.3
0.65
照明
4
0.7
1.0
生活区
照明
200
0.7
1.0
图1.1
工厂总平面图
1.2设计目的
1.复习和巩固《工厂供电》、《电气工程基础》等课程所学知识
2.培养分析问题和解决问题的能力
3.学习和掌握变电所电气部分设计的基本原理和设计方法
1.3设计内容及其设计具体步骤
1.3.1设计内容
1.设计基础资料参见《三色鸽食品厂降压变电所电气部分设计任务书》
2.负荷分类与计算，负荷等级及无功补偿
3.主变压器选择：
根据负荷的大小、类型，选择主变压器的容量、台数、型式、电压等级、调压方式等。
4.电气主接线设计：
可靠性、经济性和灵活性
5.短路电流计算：
不同运行方式（大、小）、短路点与短路类型
6.主要电气设备的选择：
断路器、隔离开关、熔断器、母线、导线等
7.编写“三色鸽食品厂降压变电所电气部分设计”说明书，绘制电气主接线图（A4
4
图纸，包括主要设备型号，如变压器、母线、断路器等）
1.3.2设计具体步骤
1.制定课程设计任务书
2.确定变压站各电压等级的合计负荷及负荷类型
3.选择主变压器，确定型号、相数、容量比等
确定电压等级；各侧总负荷；选择台数、容量；校验近、远期变压器的负荷率，若不满足规程规定，应采取的措施；校验事故情况下变压器的过载能力；接地方式。
最终必须确定主变压器的：
型号、相数、容量比、电压比、接线组别、短路阻抗等
4.电气主接线设计
对每一个电压等级，拟定2～3各主接线方案，先进行技术比较，初步确定2-3个
较好的方案，再进行经济比较，选出一个最终方案。
5.短路电流计算
电力系统侧按无限大容量系统供电处理；用于设备选择时，按变电所最终规模考虑；用于保护整定计算时，按本期工程考虑；举例列出某点短路电流的详细计算过程，
列表给出各点的短路电流计算结果Sk、I”、I∞、Ish、Teq（其余点的详细计算过程在附录中列出）。
6.电气设备选择
每类设备举例列出一种设备的详细选择过程，列表对比给出选出的所有设备的参数及使用条件。
2负荷计算与负荷等级确定
2.1负荷计算和无功补偿
2.1.1负荷计算
负荷计算的方法有需要系数法、利用系数法及二项式等几种。
本设计采用需要系数法确
定。
主要计算公式有：
1.单台用电设备：
有功功率：
视在功率:
P30Kd
Pe
无功功率：
Q30
P30tan
S30
或S30
（P
2
Q
）
计算电流：
I30
S30
P30
2
cos
30
30
3
UN
2.多组用电设备
总的有功计算负荷：
总的视在计算负荷：
P30
Kp
P30.i
总的无功计算负荷:
Q30KqQ30.i
S30
2
Q
2
S30
P30
30
总的计算电流：
I30
3UN
所有厂房的的计算负荷计算过程见附表一所示：
5
由计算结果可以列出厂房的电力负荷计算表如表二所示
表2.1
厂房的电力负荷计算（按需要系数法）
厂
负
计
算
负
荷
房
用电单
荷
设备容
需要
cos
tan
编
位名称
性
量/KW
系数
P30/kW
Q30/kvar
S30/kVA
I30/A
号
质
动
500
0.4
0.7
1.02
200
204
—
—
力
1
第一车
照
6
0.7
1.0
0
4.2
0
—
—
间
明
小
506
—
204.2
204
289.9
445.1
计
动
400
0.3
0.65
1.17
120
140.3
—
—
力
2
第二车
照
8
0.7
1.0
0
5.60
0
—
—
间
明
小
408
—
125.6
140.3
190.2
295.2
计
动
500
0.3
0.65
1.17
150
175.5
—
—
力
3
第三车
照
9
0.7
1.0
0
6.3
0
—
—
间
明
小
509
—
156.3
175.5
237.1
367.2
计
动
200
0.3
0.6
1.33
60
80
—
—
力
4
第四车
照
7
0.7
1.0
0
4.9
0
—
—
间
明
小
207
—
64.9
80
104.9
164.8
计
动
300
0.6
0.8
0.75
180
135
—
—
力
5
包装车
照
7
0.7
1.0
0
4.9
0
—
—
间1
明
小
307
—
184.9
135
229.9
354.7
计
6
动
0.6
0.8
0.75
120
90
200
—
—
力
6
包装车
照
0.7
1.0
0
5.6
0
间2
8
—
—
明
小
升级会员 