工厂供电课程平设计完整版16058.docx

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1、前言电能是社会会主义建建设和人人民生活活不可缺缺少的重重要资源源，电力力工业在在国民经经济中占占有十分分重要的的地位，电电能时有有发电厂厂供给，因因为考虑虑经济原原因，发发电厂大大多建在在动力资资源比较较丰富的的地方，而而这些地地方又远远离大中中型城市市和工厂厂企业，这这样需要要远距离离输送，经经过升降降压变电电所进行行转接，在在进一步步的将电电能分配配给用户户和生产产企业。由于电力电电能的重重要特点点是不能能储存，因因此电力力电能的的生产、输输送、分分配和使使用是同同时进行行的，于于是电力力电能从从生产到到使用构构成一个个整体，称称为电力力系统。对电力系统统运行的的基本要要求：1. 保证供电

2、的的可靠性性电力系统的的中断将将使生产产停顿，生生活混乱乱，甚至至危机人人身和设设备的安安全运行行，造成成十分严严重的后后果，给给国民经经济带来来严重的的损失，因因此，对对电力系系统的运运行首先先要保证证供电的的可靠性性。2. 保证良好的的电能质质量3. 提高系统运运行的经经济性4. 保证电力系系统安全全运行课程设计：一、设计题题目某机械厂降降压变电电所的电电气设计计二、设计要要求 要要求根据据本厂所所能取得得的电源源及本厂厂用电负负荷的实实际情况况，并适适当考虑虑到工厂厂生产的的发展，按按照安全全可靠、技技术先进进、经济济合理的的要求，确确定变电电所的位位置与型型式，确确定变电电所主变变压器

3、的的台数与与容量、类类型，选选择变电电所主接接线方案案及高低低压设备备和进出出线，确确定二次次回路方方案，选选择整定定继电保保护装置置，确定定防雷和和接地装装置，最最后按要要求写出出设计说说明书，绘绘出设计计图纸。三、设计依依据1. 工厂厂总平面面图图1 工厂厂总平面面图2. 工厂厂负荷情情况工厂多数车车间为两两班制，年年最大负负荷利用用小时为为68000小时时，日最最大负荷荷持续时时间为88小时。该该厂除特特种电机机分厂、实实验站为为一级负负荷，铸铸造分厂厂、锅炉炉房属二二级负荷荷外，其其余均属属三级负负荷。低低压动力力设备均均为三相相，额定定电压为为3800V。电电气照明明及家用用电器均均

4、为单相相，额定定电压为为2200V。本本厂的负负荷统计计资料如如表1所所示。3. 供电电电源情情况按照工厂与与当地供供电部门门签订的的供用电电协议规规定，本本厂可由由离厂55km和和8kmm（0.4欧姆姆/kmm）两处处的355kV的的公用电电源干线线取得工工作电源源。干线线首端所所装设的的断路器器断流容容量为8800MMVA，该该电源的的走向参参看工厂厂总平面面图。表1 工厂厂负荷统统计资料料厂房编号厂房名称负荷类型设备容量/kW额定电压/kV功率因数需要系数1成品试验站站动力1 5500002 2200001 1102 0.380.82-0.8871.370.5-00.6照明6-120.3

5、81.00 0.5-00.62电机制造分分厂动力7200.380.6-00.6881.170.18-0.225照明6-121.00 0.7-00.93新品制造分分厂动力8800.380.6-00.71.160.2-00.3照明5-101.00 0.7-00.94特种电机分分厂动力5800.380.65-0.7721.230.65-照明5-101.00 0.65-0.775铸造分厂动力2900.380.6-00.71.020.5-00.6照明6-121.00 0.7-00.96锻造分厂动力5000.380.62-0.6681.170.3-00.355照明5-11.00 0.7-00.97原材料分

6、厂厂动力2700.380.63-0.7721.170.3-00.366照明4-81.00 0.7-00.98机加工分厂厂动力3800.380.6-00.6551.120.22-0.332照明5-101.00 0.7-00.99线圈制造厂厂动力4200.380.6-00.71.170.2-00.3照明6-121.00 0.7-00.910锅炉房动力600.380.8-00.91.050.6-00.8照明3-51.00 0.7-00.911生活区照明6000.380.9-11.00.50.7-00.84. 气象象条件本厂所在地地区，年年最热月月平均最最高气温温为355C，最最热月平平均气温温为18

7、8C，最最热月地地下0.8m处处平均气气温为330C。5. 地质质水文资资料本厂所在地地区平均均海拔5500mm，地层层以砂粘粘土为主主，地下下水位为为2m。6. 电费费制度 本本厂与当当地部门门达成协协议，在在工厂变变电所高高压侧计计量电能能，设专专用计量量柜，按按两部电电费制缴缴纳电费费。每月月基本电电费按主主变压器器容量为为18元元/KVVA，动动力电费费为0.9元/kWhh，照明明电费为为0.552元/ kWWh。工工厂最大大负荷时时的功率率因数不不得低于于0.99，此外外，电力力用户需需按新装装变压器器容量计计算，一一次性向向供电部部门缴纳纳供电贴贴费610kkV为8800元元/KV

8、VA。目录1. 负荷计算和和无功功功率补偿偿41.1 负负荷计算算41.2 无无功功率率补偿62. 变电所位置置和型式式选择83. 变电所主变变压器台台数和容容量、类类型的选选择884. 变电所主接接线方案案的设计计94.1 装装设一台台主变压压器的主主接线方方案94.2 装装设两台台主变压压器的主主接线方方案105. 短路电流的的计算1115.1 计计算电路路1115.2 短短路计算算基准值值1115.3 确确定元件件电抗标标幺值1115.4 短短路点相相关计算算1226. 变电所一次次设备的的选择和和校验1336.1 10kv侧侧一次设设备的选选择校验验136.2 380vv侧一次次设备的

9、的选择和和校验1146.3 高低压母母线的选选择157. 变电所进出出线的选选择和校校验1157.1 10kv高高压进线线的选择择157.2 380vv低压出出线的选选择167.3 作为备用用电源的的高压联联络线的的选择校校验188. 变电所二次次回路方方案的选选择及继继电保护护的整定定208.1 变电所二次次回路方方案的选选择2208.2 变电所继继电保护护装置2208.3 装设电流流速断保保护218.4 作为备用用电源的的高压联联络线的的继电保保护装置置2119. 防雷保护与与接地装装置的设设计2229.1 变电所的防防雷保护护229.2 接地装置的的设计23310.附附录一 参考文文献2

10、4411. 变变压器主主接线图图2251负荷计计算和无无功功率率补偿1.1负荷荷计算1.1.11单组用用电设备备计算负负荷的计计算公式式a)有功计计算负荷荷（单位位为KWW） = ， 为为系数b)无功计计算负荷荷（单位位为kvvar）= tannc)视在计计算负荷荷（单位位为kvvA）=d)计算电电流（单单位为AA） =, 为用用电设备备的额定定电压（单单位为KKV）1.1.22多组用用电设备备计算负负荷的计计算公式式a)有功计计算负荷荷（单位位为KWW）=式中是所有有设备组组有功计计算负荷荷之和，是是有功负负荷同时时系数，可可取0.850.995b)无功计计算负荷荷（单位位为kvvar）=，

11、是所有有设备无无功之和和；是无无功负荷荷同时系系数，可可取0.900.977c)视在计计算负荷荷（单位位为kvvA） =d)计算电电流（单单位为AA） =经过计算，得得到各厂厂房和生生活区的的负荷计计算表，如如表1.1所示示表1.1厂方编号厂方名称负荷类别计算负荷 功率因素cosstan需要系数KKd(KW)(kva)S30(kva)(A)1成品试验站站动力30001200411016445088203529330910.820.8871.370.500.6照明10.8010.8281.000.700.92电机制造分分厂动力180210.662777280.600.6881.170.180.2

12、25照明10.8010.8281.000.700.93新品制造分分厂动力26430644111600.600.71.160.200.3照明909231.000.700.94特种电机分分厂动力40649964316920.650.7721.230.650.77照明909231.00070.95铸造分厂动力1741772481430.600.71.020.500.6照明10.8010.8281.000.700.96锻造分厂动力1752042681540.620.6681.170.300.355照明909231.000.700.97原材料分厂动力971131483890.630.7721.170.3

13、00.366照明7.207.2181.000.700.98机加工分厂动力121.661361821050.600.6551.120.220.332照明909231.000.700.99线圈制造分厂动力1261471931110.600.71.170.200.3照明10.8010.8281.000.700.910锅炉房动力4850.469400.800.91.050.600.8照明4.504.5111.000.700.911生活区照明480048012630.911.00.50.700.8表1.2(KW)(kva)S30(kkvA)(A)一次侧30004110508850.888二次侧3351.

14、7348748367348.7表1.3(KW)(kva)S30(kkvA)(A)功率因数一次侧5166.96855.58584858.440.922二次侧26812963399560690.6711(00.866)1.2无功功功率补补偿无功功率率的人工工补偿装装置主要要有同步步补偿器器和并联联电抗器器两种。由由于并联联电抗器器具有安安装简单单、运行行维护方方便、有有功损耗耗小以及及组装灵灵活、扩扩容方便便等优点点，因并并联电抗抗器在供供电系统统中应用用最为普普遍。由负荷计计算表11.1知知，该厂厂3800V侧最最大负荷荷时功率率因数只只有0.6711。而供供电部门门要求该该厂100KV进进侧最

15、大大负荷时时功率因因数不小小于0.92，二二次侧大大于0.86明明显不符符合要求求。考虑虑主变压压器无功功损耗远远大于有有功损耗耗，因此此0.338KVV侧最大大负荷时时功率因因数因稍稍大于00.866。可以以取0.95来来计算补补偿容量量： =Pc(2)tann(arrccoos0.6711)-tan(arcccoss0.886)=13722 (kkva)S30=31177 =0.86考虑到各种种损耗，取取Qb=15000(kkva)为为无功功功率补偿偿系数，单单位为kkvarr/kWW参照图11.1，选选PGJJ1型低低压自动动补偿评评屏，并并联电容容器为BBW0.4-114-33型，采采

16、用其方方案1（主主屏）11台和方方案3（辅辅屏）44台相结结合，总总共容量量为844kvaar5=4200kvaar。补补偿前后后，变压压器的低低压侧的的有功计计算负荷荷基本不不变，而而无功计计算负荷荷减小。视视在功率率变31117kkVA，计计算电流流=47736AA，功率率因数提提高。在无功补补偿前，该该变电所所主变压压器容量量应选为为40000kVVA才能能满足负负荷用电电的要求求，而采采取无功功补偿后后，选用用32000kVVA的就就可以满满足要求求了。同同时计算算电流也也减小了了，则供供电系统统中各元元件的功功率损耗耗也相应应减小，因因此无功功补偿的的经济效效益十分分可观。因因此无功

17、功补偿后后，工厂厂0.338KVV侧和110KVV侧的计计算负荷荷如表11.2所所示。图1.1 PGJJ型无功功功率自自然补偿偿屏接线线方案一次侧计算算在二次侧补补偿后一一次侧的的功率因因数：=0.668=27781 kVAA，及选选一台SSL-330000/100型配电电变压器器。至于于工厂二二级负荷荷的备用用电源，考考虑由邻邻近单位位相邻的的高压联联络线来来承担。2.两台变变压器容量根根据以下下两式来来确定：因此选两台台SL-15000/110型配配电变压压器。工工厂二级级负荷的的备用电电源考虑虑由邻近近单位相相邻的高高压联络络线来承承担。主主变压器器的联结结组均为为Yynn0。4变压器主

18、主接线方方案的设设计4.1装设设一台主主变压器器的主接接线方案案如图4-11所示图4-1 装设设一台主主变压器器的主接接线方案案4.2装设设两台主主变压器器的主接接线方案案 如图4-2所示示35kw Y0Y0220/380VS9-630GG-1A(F)GG-1A(F)-0710/0.4kVS9-63010/0.4kV联络线（备用电源）GG-1A(F)-54GG-1A(F)-113、11GW口-1010kVFS4-10GG-1A(J)-01GG-1A(F)-113GG-1A(F)-11GG-1A(J)-01GG-1A(F)-96GG-1A(F)-07GG-1A(F)-54主变主变联络（备用）高压

19、柜列-96图4-2 装设设两台主主变压器器的主接接线方案案5 短路电电流的计计算5.1 计计算电路路5.2 短短路计算算基准值值设基准容量量为=1100MMVA，基基准电压压。即高高压侧为为=100.5KKV，低低压侧为为=0.4KVV。则：5.3 确确定元件件电抗标标么值电力系统：断路器短路路容量为为8000MVAA，则：=100MMVA/8000MVAA=0.1255架空线路：查表，LGGJ-1185的的线路阻阻抗为00.333，则 电力变压器器：变压器短路路电压百百分值，则则：则等效电路路如下：5.4 短短路点相相关计算算总电抗标标么值：三相短路路电流周周期分量量有效值值：其他短路路电流

20、：三相短路路容量：0.38KKV侧点点相关计计算总电抗标么么值：三相短路电电流周期期分量有有效值：其他短路电电流：三相短路容容量：综合以上计计算结果果得到表表5.11短路点三相短路电电流/KKA三相短路容容量/KKVA2.842.842.847.844.2950.120.76620.76620.76637.26622.62210.06.变电所所一次设设备的选选择和校校验6.1 110kVV侧一次次设备的的选择校校验6.1.11按工作作电压选选则 设备的额定定电压一一般不应应小于所所在系统统的额定定电压，即即，高压压设备的的额定电电压应不不小于其其所在系系统的最最高电压压，即。=100kV， =

21、111.5kkV，高高压开关关设备、互互感器及及支柱绝绝缘额定定电压=12kkV，穿穿墙套管管额定电电压=111.55kV，熔熔断器额额定电压压=122kV。6.1.22按工作作电流选选择设备的额定定电流不不应小于于所在电电路的计计算电流流，即6.1.33按断流流能力选选择设备的额定定开断电电流或断断流容量量，对分分断短路路电流的的设备来来说，不不应小于于它可能能分断的的最大短短路有效效值或短短路容量量，即或对于分断负负荷设备备电流的的设备来来说，则则为，为最大大负荷电电流。6.1.44 隔离离开关、负负荷开关关和断路路器的短短路稳定定度校验验a)动稳定定校验条条件或、分别为开开关的极极限通过

22、过电流峰峰值和有有效值，、分别为开关所处的三相短路冲击电流瞬时值和有效值b)热稳定定校验条条件 对于上面的的分析，如如表6-1所示示，由它它可知所所选一次次设备均均满足要要求。表6-1 100 kVV一次侧侧设备的的选择校校验选择校验项项目电压电流断流能力动态定度热稳定度其它装置地点条条件参数数据10kV57.7AA()1.96kkA5.0kAA一次设备型型号规格格额定参数高压少油断断路器SSN100-100I/663010kV630kAA16kA40 kAA高压隔离开开关-110/220010kV200A-25.5 kA二次负荷00.6高压熔断器器RN22-10010kV0.5A50 kAA

23、-电压互感器器JDJJ-10010/0.1kVV-电压互感器器JDZZJ-110-电流互感器器LQJJ-10010kV100/55A-=31.88 kAA=81避雷针FSS4-11010kV-户外隔离开开关GWW4-112/440012kV400A-25kA6.2 3380VV侧一次次设备的的选择校校验同样，做出出3800V侧一一次设备备的选择择校验，如如表6-2所示示，所选选数据均均满足要要求。 表6-22 3380VV一次侧侧设备的的选择校校验选择校验项项目电压电流断流能力动态定度热稳定度其它装置地点条条件参数-数据380V总13177.6AA19.7kkA36.2kkA-一次设备型型号规

24、格格额定参数-低压断路器器DW115-115000/3DD380V1500AA40kA-低压断路器器DW220-6630380V630A（大于）30Ka(一般)-低压断路器器DW220-2200380V200A（大于）25 kAA-低压断路HHD133-15500/30380V1500AA-电流互感器器LMZZJ1-0.55500V1500/5A-电流互感器器LMZZ1-00.5500V100/55A160/55A-6.3 高低压压母线的的选择查表得到，110kVV母线选选LMYY-3(4044mm),即母母线尺寸寸为400mm44mm;3800V母线线选LMMY-33（1220100）+88

25、06，即即相母线线尺寸为为1200mm110mmm，而中中性线母母线尺寸寸为800mm66mm。7.变压所所进出线线的选择择和校验验7.1 110kVV高压进进线的选选择7.1.11 100kV高高压进线线的选择择校验采用LGJJ型钢芯芯铝绞线线架空敷敷设，接接往100kV公公用干线线。a).按发发热条件件选择由=577.7AA及室外外环境温温度333，查表表得，初初选LGGJ-335,其其35C时的的=1449A,满足足发热条条件。b).校验验机械强强度查表得得，最小小允许截截面积=25，而而LGJJ-355满足要要求，故故选它。由于此线路路很短，故故不需要要校验电电压损耗耗。7.1.22

26、由高高压配电电室至主主变的一一段引入入电缆的的选择校校验 采用YJLL22-100000型型交联聚聚乙烯绝绝缘的铝铝芯电缆缆之间埋埋地敷设设。a)按发热热条件选选择由=577.7AA及土壤壤环境225，查表表得，初初选缆线线芯截面面为255的交联联电缆，其其=1449A,满足足发热条条件。b)校验热热路稳定定按式，AA为母线线截面积积，单位位为；为满足足热路稳稳定条件件的最大大截面积积，单位位为；CC为材料料热稳定定系数；为母线线通过的的三相短短路稳态态电流，单单位为AA；短路路发热假假想时间间，单位位为s。本本电缆线线中=119600，=00.5+0.22+0.05=0.775s，终终端变电

27、电所保护护动作时时间为00.5ss，断路路器断路路时间为为0.22s，CC=777，把这这些数据据代入公公式中得得，满足足发热条条件。 b）校验电电压损耗耗由图11.1所所示的工工厂平面面图量得得变电所所至1号号厂房距距离约为为2888m，而而查表得得到1220的铝铝芯电缆缆的=00.311 （按按缆芯工工作温度度75计），=0.007，又又1号厂厂房的=94kkW, =911.8 kvaar，故故线路电电压损耗耗为=5%。c）断路热热稳定度度校验不满足短热热稳定要要求，故故改选缆缆芯截面面为2440的电电缆，即即选VLLV222-10000-32440+111200的四芯芯聚氯乙乙烯绝缘缘的

28、铝芯芯电缆，中中性线芯芯按不小小于相线线芯一半半选择，下下同。7.2.22 电电机制造造分厂馈电给2号号厂房（锻锻压车间间）的线线路，亦亦采用VVLV222-110000-32240+11220的四四芯聚氯氯乙烯绝绝缘的铝铝芯电缆缆直埋敷敷设（方方法同上上，从略略）。7.2.33 芯芯片制造造分厂馈电给3号号厂房（热热处理车车间）的的线路，亦亦采用VVLV222-110000-32240+11220的四四芯聚氯氯乙烯绝绝缘的铝铝芯电缆缆直埋敷敷设（方方法同上上，从略略）。7.2.44 特特种电机机分厂馈电给4号号厂房（电电镀车间间）的线线路，亦亦采用VVLV222-110000-32240+1

29、1220的四四芯聚氯氯乙烯绝绝缘的铝铝芯电缆缆直埋敷敷设（方方法同上上，从略略）。7.2.55 铸铸造分厂厂馈电给5号号厂房（仓仓库）的的线路，由由于仓库库就在变变电所旁旁边，而而且共一一建筑物物，因此此采用聚聚氯乙烯烯绝缘铝铝芯导线线BLVV-10000型型5根（包包括3根根相线、11根N线线、1根根PE线线）穿硬硬塑料管管埋地敷敷设。a）按发发热条件件需选择择由=16.2A及及环境温温度266，初选选截面积积4，其其=199A，满满足发热热条件。 b）校验机机械强度度查表得得，=22.5，因因此上面面所选的的4的导导线满足足机械强强度要求求。c) 所选选穿管线线估计长长50mm，而查查表得

30、=0.885，=0.1199，又仓仓库的=8.88kW, =66 kvvar，因因此=5% 故满足允许许电压损损耗的要要求。7.2.66 锻造造分厂馈电给6号号厂房（工工具车间间）的线线路 亦采用用VLVV22-10000-332400+11120的的四芯聚聚氯乙烯烯绝缘的的铝芯电电缆直埋埋敷设（方方法同上上，从略略）。7.2.77原材料料分厂馈电给7号号厂房（金金工车间间）的线线路 亦采用用VLVV22-10000-332400+11120的的四芯聚聚氯乙烯烯绝缘的的铝芯电电缆直埋埋敷设（方方法同上上，从略略）。7.2.88机加工工分厂馈电给8号号厂房（锅锅炉房）的的线路 亦采采用VLLV2

31、22-10000-32440+111200的四芯芯聚氯乙乙烯绝缘缘的铝芯芯电缆直直埋敷设设（方法法同上，从从略）。7.2.99线圈制制造厂馈电给9号号厂房（装装配车间间）的线线路 亦采用用VLVV22-10000-332400+11120的的四芯聚聚氯乙烯烯绝缘的的铝芯电电缆直埋埋敷设（方方法同上上，从略略）。7.2.110锅炉炉房馈电给100号厂房房（机修修车间）的的线路 亦采采用VLLV222-10000-32440+111200的四芯芯聚氯乙乙烯绝缘缘的铝芯芯电缆直直埋敷设设（方法法同上，从从略）。7.2.111 生生活区馈电给生活活区的线线路 采用用BLXX-10000型型铝芯橡橡皮绝缘缘线架空空敷设。1）按发热热条件选选择 由I30=4413AA及室外外环境温温度（年年最热月月平均气气温）333，初选选BLXX