某機械廠變電所及配電系統(tǒng)設計課程設計

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要1</b></p><p><b>　　關鍵詞1</b></p><p><b>　　1 設計任務2</b></p><p><b>　　1.1設計要求

2、2</b></p><p><b>　　1.2設計依據(jù)2</b></p><p>　　1.3 設計內(nèi)容及要求4</p><p>　　1.4 設計成果4</p><p><b>　　2 負荷計算4</b></p><p>　　2.1 車間各負荷4&l

3、t;/p><p>　　2.2 全廠負荷6</p><p>　　3 短路電路的計算6</p><p>　　3.1 繪制計算電路6</p><p>　　3.2 確定短路計算基準值7</p><p>　　3.3 計算短路電路中個元件的電抗標幺值7</p><p>　　3.4 k-1點（

4、10.5kV側(cè)）的相關計算8</p><p>　　3.5 k-2點（0.4kV側(cè)）的相關計算8</p><p>　　4 變電所變壓器和主接線方案的選擇9</p><p>　　4.1 主變壓器的選擇9</p><p>　　4.2 變電所主接線方案的選擇9</p><p>　　4.3 裝設一臺主變壓器的主接線方

5、案10</p><p>　　4.4 裝設兩臺主變壓器的主接線方案11</p><p><b>　　總結13</b></p><p><b>　　參考文獻14</b></p><p>　　Abstract15</p><p>　　某機械廠變電所及配電系統(tǒng)設計</

6、p><p>　　摘 要：眾所周知，電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動力。電能既易于由其他形式的能量轉(zhuǎn)換而來，又易于轉(zhuǎn)換為其他形式的能量，它的輸送和分配既簡單經(jīng)濟，又便于控制、調(diào)節(jié)和測量，又利于實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化，因此，電能在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)及整個國民經(jīng)濟生活中應用極為廣泛。從而搞好工業(yè)企業(yè)供電工作對于整個工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展，實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化具有十分重要的意義。工廠供電設計是整個工廠設計的重要組成部分，工廠供電設計的質(zhì)量影響到工廠

7、的和生產(chǎn)及其發(fā)展，作為從事工廠供電工作的人員，有必要了解和掌握工廠供電設計的有關知識，以便適應設計工作的需要。</p><p>　　做好工廠供電工作對于發(fā)展工業(yè)生產(chǎn)，實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化，具有十分重要的意義。由于能源節(jié)約是工廠供電工作的一個重要方面，而能源節(jié)約對于國家經(jīng)濟建設具有十分重要的戰(zhàn)略意義，因此做好工廠供電工作，對于節(jié)約能源、支援國家經(jīng)濟建設，也具有重大的作用。工廠供電工作要很好地為工業(yè)生產(chǎn)服務，切實保證工廠生

8、產(chǎn)和生活用電的需要，并做好節(jié)能工作。</p><p>　　關鍵詞：負荷；短路電流；變壓器；電路主接線</p><p><b>　　1 設計任務</b></p><p><b>　　1.1設計要求</b></p><p>　　要求根據(jù)本廠所能取得的電源及本廠用電負荷的實際情況，并適當考慮到工廠生產(chǎn)的

9、發(fā)展，按照安全可靠、技術先進、經(jīng)濟合理的要求，確定變電所的位置和型式，確定變電所主變壓器的臺數(shù)、容量與類型，選擇變電所主接線方案及高低壓設備和進出線，確定二次回路方案，選擇整定繼電保護，確定防雷和接地裝置。最后按要求寫出設計說明書，繪出設計圖紙。</p><p><b>　　1.2設計依據(jù)</b></p><p>　　1.2.1工廠總平面圖</p>&l

10、t;p>　　1.2.2 工廠負荷情況</p><p>　　本廠多數(shù)車間為兩班制，年最大負荷利用小時為4600h，日最大負荷持續(xù)時間為6h。該廠除鑄造車間、電鍍車間和鍋爐房屬二級負荷外，其余均屬三級負荷。本廠的負荷統(tǒng)計資料如表1.1所示。</p><p>　　表1 工廠負荷統(tǒng)計資料</p><p>　　1.2.3 供電電源情況</p><

11、p>　　供電電源情況 按照工廠與當?shù)毓╇姴块T簽定的供用電協(xié)議規(guī)定，本廠可由附近一條10kV的公用電源干線取得工作電源。該干線的走向參看工廠總平面圖。該干線的導線牌號為LGJ-150，導線為等邊三角形排列，線距為2m；干線首端距離本廠約8km。干線首端所裝設的高壓斷路器斷流容量為500MVA。此斷路器配備有定時限過流保護和電流速斷保護，定時限過流保護整定的動作時間為1.7s。為滿足工廠二級負荷要求，可采用高壓聯(lián)絡線由鄰近的單位取得

12、備用電源。已知與本廠高壓側(cè)有電氣聯(lián)系的架空線路總長度為80km，電纜線路總長度為25km。</p><p>　　1.2.4 氣象資料</p><p>　　本廠所在地區(qū)的年最高氣溫為38℃，年平均氣溫為23℃，年最低氣溫為-9℃，年最熱月平均最高氣溫為33℃，年最熱月平均氣溫為26℃，年最熱月地下0.8米處平均氣溫為25℃。當?shù)刂鲗эL向為東北風，年雷暴日數(shù)為20。</p>&l

13、t;p>　　1.2.5 地質(zhì)水文資料</p><p>　　本廠所在地區(qū)平均海拔500m，地層以砂粘土為主，地下水位為2m。</p><p>　　1.2.6 電費制度</p><p>　　本廠與當?shù)毓╇姴块T達成協(xié)議，在工廠變電所高壓側(cè)計量電能，設專用計量柜，按兩部電費制交納電費。每月基本電費按主變壓器容量為18元/kVA，動力電費為0.9元/Kw.h，照明電費為

14、0.5元/Kw.h。工廠最大負荷時的功率因數(shù)不得低于0.9，此外，電力用戶需按新裝變壓器容量計算，一次性向供電部門交納供電貼費：6~10VA為800/kVA。</p><p>　　1.3 設計內(nèi)容及要求</p><p>　　1. 確定車間變電所變壓器的臺數(shù)和容量；</p><p>　　2.電氣主接線圖設計；</p><p>　　3. 輸電導線

15、截面選擇（選擇一條線路計算）；</p><p>　　4.確定短路計算點，計算三相短路電流；</p><p>　　5. 主要電氣設備選擇與校驗；</p><p><b>　　1.4 設計成果</b></p><p>　　1. 設計說明書一份（約8000字）：包括設計任務所要求的各項設計計算過程、結果和表格，要求內(nèi)容完整，

16、條理清晰，書面清潔，字跡工整。</p><p>　　2. 設計圖紙：電氣主接線圖一張。</p><p><b>　　2 負荷計算</b></p><p>　　本設計采用需要系數(shù)法計算。</p><p>　　2.1 車間各負荷</p><p>　　表2　各車間負荷統(tǒng)計資料</p>

17、<p><b>　　2.2 全廠負荷</b></p><p>　　取=0.9；=0.95</p><p>　　根據(jù)上表可算出：=854.3Kw；=829.66kvar； </p><p>　　=1214.17kv·A</p><p>　　則==0.9×854.3Kw =768.87Kw&l

18、t;/p><p>　　==0.95×829.66kvar=788.177kvar</p><p>　　= kv·A=1214.17kv·A</p><p>　　==1616.86A</p><p>　　==854.3/1214.17=0.704</p><p>　　3 短路電路的計算<

19、/p><p>　　3.1 繪制計算電路</p><p>　　圖3-1 短路計算電路</p><p>　　3.2 確定短路計算基準值</p><p>　　取基準容量=100MVA，基準電壓==1.05，為短路計算電壓，即高壓側(cè)=10.5kV，低壓側(cè)=0.4kV，則</p><p>　　===5.50kA

20、 </p><p>　　===144kA</p><p>　　3.3 計算短路電路中個元件的電抗標幺值</p><p>　　3.3.1電力系統(tǒng)的電抗標幺值</p><p>　　已知電力系統(tǒng)出口斷路器的斷流容量=500MV·A，故=100M·VA/500MV·A=0.2

21、 </p><p>　　3.3.2架空線路的電抗標幺值</p><p>　　查表得LGJ-150的線路電抗=0.35，而線路長8km，故</p><p>　　=0.35()× 8×=2.54 </p><p>　　3.3.3電力變壓器的電抗標幺值</p

22、><p>　　查表得變壓器的短路電壓百分值=4.5，故</p><p>　　===3.6 </p><p>　　式中，為變壓器的額定容量</p><p>　　因此繪制短路計算等效電路如圖5-2所示,圖上標出各元件的序號和電抗標幺值,并標明短路計算點。</p><p>　　圖3-2 短路計算等效電路<

23、/p><p>　　3.4 k-1點（10.5kV側(cè)）的相關計算</p><p>　　3.4.1總電抗標幺值</p><p>　　=0.2+2.54=2.74 </p><p>　　3.4.2 三相短路電流周期分量有效值</p><p>　　=5.50kA/2.74=2.01kA

24、 </p><p>　　3.4.3 其他三相短路電流</p><p>　　=2.01kA </p><p>　　=2.55×2.01=5.13kA </p><p>　　=1.51×2.01=3.04kA </p&g

25、t;<p>　　3.4.4 三相短路容量</p><p>　　=100MV·A/2.74=36.50MV·A</p><p>　　3.5 k-2點（0.4kV側(cè)）的相關計算</p><p>　　3.5.1總電抗標幺值</p><p>　　=0.2+2.54+3.6=6.34 </

26、p><p>　　3.5.2三相短路電流周期分量有效值</p><p>　　=144kA/6.34=22.71kA </p><p>　　3.5.3 其他短路電流</p><p>　　=22.71kA </p><p>　　=1.84×22

27、.71kA =41.79kA </p><p>　　==1.09×22.71kA=24.75kA </p><p>　　3.5.4三相短路容量</p><p>　　=100MV·A/6.34=15.77 MV·A </p><p>　　4 變電所變壓器

28、和主接線方案的選擇</p><p>　　4.1 主變壓器的選擇</p><p>　　根據(jù)工廠的負荷性質(zhì)和電源情況，工廠變電所的主變壓器考慮有下列兩種可供選擇的方案：</p><p>　　a)裝設一臺變壓器 型號為S11型，而容量根據(jù)式，為主變壓器容量，為總的計算負荷。選=1250kv·A>=1114.17kv·A，即選一臺S11-1250

29、/10型低損耗配電變壓器。至于工廠二級負荷所需的備用電源，考慮由鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡線來承擔。</p><p>　　b)裝設兩臺變壓器 型號為S11型，而每臺變壓器容量根據(jù)式（3-1）、（3-2）選擇，即</p><p>　　≥（0.6～0.7）×1063.89kv·A =（638.334～744.723）kv·A（3-1）</p>&l

30、t;p>　　≥（Ⅰ+Ⅱ）=(101.4+254.5+105.68) KVA=461.55 KVA（3-2）</p><p>　　因此選兩臺S11-630/10型低損耗配電變壓器。工廠二級負荷所需的備用電源，考慮由鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡線來承擔。主變壓器的聯(lián)結組均為Dyn11。</p><p>　　4.2 變電所主接線方案的選擇</p><p>　　一般大中

31、型企業(yè)采用35～110KV電源進線時都設置總降壓變電所，將電壓降至6～10KV后分配給各車間變電所。總降壓變電所主接線一般有線路—變壓器組、單母線、內(nèi)橋式、外橋式等幾種接線方式。</p><p>　　按上面考慮的兩種主變壓器方案可設計下列兩種主接線方案：</p><p>　　4.3 裝設一臺主變壓器的主接線方案</p><p>　　這種主接線由于采用了高壓斷路器，

32、因此變電所的停、送電操作十分方便，而且在發(fā)生短路故障時，過電流保護裝置動作，斷路器會自動跳閘，如果短路故障已經(jīng)消除，則可立即合閘恢復供電。如果配備自動重合閘裝置，則供電可靠性更高。但是如果變電所只此一路電源進線時，一般也只用于三級負荷；但如果變電所低壓側(cè)有聯(lián)絡線與其他變電所相連時，或另有備用電源時，則可用二級負荷。如果變電所有兩路電源進線，如圖4-1所示，則供電可靠性相應提高，可供二級負荷或少量一級負荷。</p><

33、p>　　4-1 裝設一臺主變壓器的主接線方案</p><p>　　4.4 裝設兩臺主變壓器的主接線方案</p><p>　　一次側(cè)采用內(nèi)橋式結線，二次側(cè)采用單母線分段的總降壓變電所主電路圖如4-2所示，其一次側(cè)的QF10跨接在兩路電源線之間，猶如一座橋梁，而處在線路斷路器QF11和QF12的內(nèi)側(cè)，靠近變壓器，因此稱為內(nèi)橋式結線。這種主結線的運行靈活性較好，供電可靠性較高，適用于一、

34、二級負荷工廠。如果某路電源例如WL1線路停電檢修或發(fā)生故障時，則斷開QF11 ，投入QF10 （其兩側(cè)QS先合），即可由WL2恢復對變壓器T1的供電，這種內(nèi)橋式結線多用于電源線路較長因而發(fā)生故障和停電檢修的機會較多、并且變電所的變壓器不需要經(jīng)常切換的總降壓變電所。</p><p>　　4-2 裝設兩臺主變壓器的主接線方案</p><p><b>　　總結</b>&l

35、t;/p><p>　　課程設計是檢驗本學期學習的情況的一項綜合測試，它要求我把所學的知識全部適用，融會貫通的一項訓練，是對能力的一項綜合評定，它要求充分發(fā)掘自身的潛力，開拓思路設計出合理適用的工廠供電系統(tǒng)。</p><p>　　通過這次課程設計，使我得到了很多的經(jīng)驗，并且鞏固和加深以及擴大了專業(yè)知識面，鍛煉綜合及靈活運用所學知識的能力，正確使用技術資料的能力。知識系統(tǒng)化能力得到提高,設計過程中

36、運用了很多的知識，因此如何將知識系統(tǒng)化就成了關鍵。如本設計中用到了工廠供電的絕大多數(shù)的基礎理論和設計方案，因此在設計過程中側(cè)重了知識系統(tǒng)化能力的培養(yǎng)，為今后的工作和學習打下了很好的理論基礎。動得了理論與實際相結合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，從理論中得出結論，才能真正為社會服務，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。</p><p>　　這次課程設計，我做了大量

37、的參數(shù)計算，鍛煉從事工程技術的綜合運算能力，參數(shù)計算盡可能采用先進的計算方法。使我了解工廠供電設計的基本方法，了解工廠供電電能分配等各種實際問題，培養(yǎng)獨立分析和解決實際工程技術問題的能力，同時對電力工業(yè)的有關政策、方針、技術規(guī)程有一定的了解。</p><p>　　本次課設應該感謝學校和系里的安排，讓我在學習課本知識的同時，能夠有這樣良好的機會實踐,加深對所學理論知識的理解,掌握工程設計的方法。更應該感謝導老師的細

38、心指導，要不然靠我自己不可能那么順利完成。通過這次課程設計,我深深懂得要不斷的把所學知識學以致用,還需通過自身不斷的努力,不斷提高自己分析問題、解決問題的能力。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 蘇文成.工廠供電[M].北京：機械工業(yè)出版社，2005.</p><p>　　[2] 唐志平.供配電技術[M]

39、.北京：電子工業(yè)出版社，2005.</p><p>　　[3] 劉寶林.電氣設備選擇·施工安裝·設計應用手冊[M].北京：中國水利水電出版社，1998.</p><p>　　[4] 劉介才.工廠供電設計指導[M].北京：機械工業(yè)出版社，1998.</p><p>　　[5] 翁雙安.供電工程[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004.</p&g

40、t;<p>　　[6] 熊信銀.發(fā)電廠電氣部分[M].北京：中國電力出版社，2004.</p><p>　　Design of substation and power distribution system of a mechanical factory</p><p>　　Abstract:As we all know, power is the main energy

41、and power of modern industrial production. Electrical energy is both easy to by other forms of energy conversion, and easy conversion to other forms of energy, its transmission and distribution is simple and economic, an

42、d easy to control, regulation and measurement, but also conducive to the realization of the production process automation. Therefore, the electrical energy is widely used in modern industrial production and life in the n

43、ational ec</p><p>　　It is very important for the development of industrial production and industrial modernization. Due to the energy conservation is an important aspect of the factory power supply, and ener

44、gy saving is a very important strategic significance for the national economic construction, so do a good job in the factory power supply, for saving energy, support national economic construction, also has important rol