《2022年某厂降压变电所的电气设计方案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年某厂降压变电所的电气设计方案.docx（27页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、精品学习资源一、设计目的熟识电力设计的相关规程、规定，树立牢靠供电的观点，明白电力系统，电网设计的基本方法和基本内容，熟识相关电力运算的内容，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熟识；二、设计要求1）通过对相应文献的收集、分析以及总结，给出相应工程分析，需求猜测说明；2）通过课题设计，把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运算结果；4 ）同学应抱着严谨仔细的态度积极投入到课程设计过程中，仔细查阅相应文献以及实现，给出个人分析、设计以及实现；三、设计任务一）设计主体内容1）负荷运算及无功功率补偿2）变电站位置及形
2、式的挑选；3）变电所主变压器台数，容量及主接线方案的挑选；4）短路电流运算；5）变电所一次设备的挑选及校验；6）变电所高低压线路的挑选；7）变电所二次回路方案及继电爱护的整定；二）设计任务1. 设计说明书，包括全部运算过程，主要设备及材料表；2. 变电所主接线图；四、设计时间支配查找相关资料 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 继电爱护 .4 电力系统分析5 电气工程设计手册等资料指导老师签字：年月日一负荷情形某厂变电所担负三个车间、一个办公楼和一个食堂
3、的供电任务，负荷均为380/220V 负荷；各部门电气设备、负荷情形如下：一）一号车间编号1用 电 设 备名称冷 加 工 机床数量铭牌上额定功率需要系数功 率 因 数备注20合计 45KW0.140.160.51一号车间接有下表所列用电设备欢迎下载精品学习资源二）二号车间二号车间接有下表所列用电设备三）三号车间三号车间接有下表所列用电设备因数备注四）办公楼办公楼接有下表所列用电设备负荷因数备注五）食堂食堂接有下表所列用电设备负荷2吊车组110.5KW0.120.5FC=25%3电焊机122KV A0.50.6FC=60%4电焊机28.95KV A0.50.6FC=100%编号用 电 设 备 名
4、称数量铭 牌 上 额率定 功需要系数功 率因数备注1电加热设备24KW0.812吊车组110.5KW0.20.5FC=25%3电焊机122KV A0.50.6FC=60%4电焊机14.5KV A0.50.6FC=100%编号用电设备名称铭牌上额定功需要系数率功率1装在车间起重机7.5KW0.150.52各类装备用电器7.5KW0.80.83照明2.5KW0.80.8编号用电设备名称铭 牌 上 额功率定需要系数功率1照明20KW0.80.82空调及通风设备75KW0.80.83电梯10KW0.60.7编号用电设备名称铭牌上额定功率需要系数功率因数备注1风 机 、 空 调机 、 照8.8KW0.8
5、0.82明食品加工机械3.0KW0.70.83电 饭 锅 、 电烤 箱 、电炒锅9.0KW0.81.04电冰箱1.5KW0.70.7欢迎下载精品学习资源二、供用电协议1）从电力系统的某66/10KV变电站，用 10KV 架空线路向工厂馈电；该变电站在工厂南侧 1km ；2 ）系统变电站馈电线的定时限过电流爱护的整定时间，工厂总配变电所爱护整定时间不得大于 1.5s；3 ）在工厂总配电所的10KV进线侧进行电能计量；工厂最大负荷时功率因数不得低于0.9；4）系统变电站 10KV 母线出口断路器的断流容量为200MVA ；其配电系统图如图2；5）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
6、18 元/kV A ，电费为 0.5 元/kWh；此外，电力用户需按新装变压器容量运算，一次性地向供电部门交纳供电贴费： 6 10kV 为 800 元/kVA ；欢迎下载精品学习资源10KV母线S 3k200MVA欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源架空线路2sL=1km0.4 /km工厂总配变电所欢迎下载精品学习资源区域变电站图 1 配电系统图三工厂负荷性质生产车间大部分为一班制，少部分车间为两班制，年最大有功负荷利用小时数为4500h，工厂属三级负荷；四工厂自然条件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 23 oC，年最低气温为欢迎下载精品学习资源 8 oC，年
7、最热月平均最高气温为o33 C，年最热月平均气温为o26 C，年最热月地下欢迎下载精品学习资源0.8m 处平均温度为 25 oC；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；欢迎下载精品学习资源某厂降压变电所的电气设计摘 要本论文主要依照工厂供电设计必需遵循的一般原就、基本内容和设计流程，对某厂变电所进行了设计说明，本文依据设计要求，在查阅大量参考资 料、手册后，对负荷运算及无功功率补偿运算，变配电所所址和型式的挑选， 变电所主变压器台数、容量及类型的挑选，变配电所主结线方案的设计，短路电流的运算，变配电所一次设备的挑选，变配
8、电所二次回路方案的挑选及继电爱护装置的挑选与整定，变配电所防雷爱护与接地装置的设计等进行了具体的设计说明；并附有相应的图表、公式和运算结果；这次设计的变配电所完全满意设计要求；本设计通过对运算负荷，选出变压器；通过运算三相短路电流，选出其他爱护器件；通过三相短路电流，挑选过电流爱护设备；然后挑选二次回路的设备，对一次侧设备进行掌握、检测；关键词： 有功功率，电力变压器，三相短路电流，过电流目 录第一章负荷运算和无功补偿 71.1 负荷运算的目的和方法 71.2 全厂负荷运算的过程 71.3 无功功率补偿 10其次章变电所的挑选及主变压器的挑选112.1 变电所的位置及变压器容量挑选 112.2
9、 总降压变电所和车间变电所位置挑选 132.3 总降压变电所电气主接线设计 142.4 短路电流运算 15第三章高低压电气一次设备的挑选183.1 10KV 侧一次设备的挑选校验 183.2 0.38KV 低压电器设备挑选 19欢迎下载精品学习资源3.3高低压母线的挑选 203.4 10.5KV 高压出线的挑选 21第四章电力变压器继电爱护设计234.1电力变压器继电爱护配置234.2电力变压器继电爱护设计23第五章变电所二次回路方案的挑选与继电爱护的整定255.1变电所的电能计量回路255.2变电所的测量和绝缘监察回路 255.3变电所的爱护装置 25总结 28参考文献 29欢迎下载精品学习
10、资源第一章 负荷运算和无功补偿1.1负荷运算的目的和方法一、负荷运算的内容和目的1）求运算负荷，是挑选确定建筑物报装容量、变压器容量的依据；2）求运算电流，是挑选缆线和开关设备的依据；3）求有功运算负荷和无功运算负荷，是确定静电电容器容量的依据；二、负荷运算的方法1）需要系数法用设备功率乘以需要系数和同时系数，直接求出运算负荷；用于设备数量多，容量差别不大的工程运算，特别适用于配、变电所和干线的负荷运算；2）二项式系数法应用局限性较小大，主要适用于设备台数较少且容量差别较悬殊的的场合；3）利用系数法采纳利用系数求出最大负荷区间内的平均负荷，再考虑设备台数和功率差异的影响，乘以与有效台数有关的最
11、大系数，得出运算负荷；适用于各种范畴的负荷运算，但运算过程稍繁；1.2全厂负荷运算的过程本设计各车间运算负荷采纳需要系数法确定；主要运算公式有：有功运算负荷 kW）： 无功运算负荷 kvar ）： 视在运算负荷 kVA）： 运算电流 2.25欢迎下载精品学习资源同 时 系 数131.46120.25178.16=功0.9率5因素 ） 0.738从表中可知：有功运算负荷无功运算负荷视在运算负荷192.25再乘以同时系数=0.95,=0.97此时功率因素0.9，所以要进行无功功率补偿；欢迎下载精品学习资源1.3 无功功率补偿由于本设计中 cos=0.7380.90，满意要求；补偿后的负荷如下表 1
12、-2 所示：表 1-2 补偿后的运算负荷全厂负荷有功功率 Pc/kw无功功率 Qc/kvar视在运算负荷 Sc/kVA补偿前131.46120.25192.25无功补偿-64补偿后131.4656.25142.99补偿后功率因数 ）0.92欢迎下载精品学习资源其次章 变电所的挑选及主变压器的挑选2.1 变电所的位置及变压器容量挑选变电所位置的挑选，应依据以下要求经技术、经济比较确定： 一、接近负荷中心；二、进出线便利； 三、接近电源侧； 四、设备运输便利；五、不应设在有猛烈振动或高温的场所；六、不宜设在多尘或有腐蚀性气体的场所，当无法远离时，不应设在污染源盛行风向的下风侧；七、不应设在厕所、浴
13、室或其他常常积水场所的正下方，且不宜与上述场所相贴邻；八、不应设在有爆炸危急环境的正上方或正下方，且不宜设在有火灾危急环境的正上方或正下方，当与有爆炸或火灾危急环境的建筑物毗连时，应符合现行国家标准爆炸和火灾危急环境电力装置设计规范的规定；九、不应设在地势低洼和可能积水的场所；十、总降压变电所变压器容量挑选由于工厂厂区范畴不大，高压配电线路上的功率损耗可忽视不计，因此表2-1所示车间变压器高压侧的运算负荷可认为就是总降压变电所出线上的运算负荷；取，就总降压变电所低压母线上的运算负荷为：欢迎下载精品学习资源在挑选变压器方面应留意以下几点：1 ）应满意用电负荷对供电牢靠性的要求；对供有大量一、二级
14、负荷的变电所，应采纳两台变压器，当一台发生故 障或检修时，另一台可以对负荷连续供电；对只有二级负荷的变电所也可以只 采纳一台变压器，但必需有备用电源；2）对季节性负荷或昼夜负荷变动较大而采纳经济运行方式的变电所，也可考虑用两台变压器；3）除上述两种情形外，一般车间变电所宜采纳一台变压器；但负荷集中且容量相当大的变电所，虽为三级负荷，也可以采纳两台以上变压器；单母线接线母线是连接电源和引出线的中间环节，起聚集和安排电能的作用，只有一组母线的接线称为单母线 . 单母线接线简洁明白，操作便利，便于扩建，投资少；2双母线连线在单母线连线的基础上，设备备用母线，就成为双母线；它在供电牢靠性和运行敏捷性方
15、面是最好的一种主接线；可投资大，开关电器多，配电装置复杂，占地面积大，不适合一般配电所；欢迎下载精品学习资源3桥式接线当配电所只有两回路电源进线和两台主变压器时，采纳桥式接线用的断路器台数最少，投资低；线路一变压器组单元接线：当单回路单台变压器供电时，宜采纳此进线， 全部的电气设备少，配电装置简洁，节省建设投资；2.3 总降压变电所电气主接线设计对于电源进线电压为 10KV及以上的大中型工厂，通常是先经工厂总降压变电所降为 610KV 的高压配电电压，然后经车间变电所，降为一般低压设备所需的电压；总降压变电所主结线图表示工厂接受和安排电能的路径，由各种 电力设备 200MVA2K-13K-2欢
16、迎下载精品学习资源系统X0=0.4,1km10.5kV0.4kV欢迎下载精品学习资源图 2-3 办公楼欢迎下载精品学习资源1、求 K1 点的三相短路电流和短路容量 运算短路电路中各元件的电抗和总电抗：1） 电力系统的运算电抗：2） 架空线路的电抗 ： X=0.41km3） 经 K1 点短路的等效电路如下列图，图上标出各元件的序号分子）和电抗值运算三相短路电流和短路容量1） 三相短路次暂态电流和稳态电流： I=I= I=6.38KA2） 三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值i=2.55I=2.556.38=16.269KAI=1.51I=1.556.38=9.634KA3） 三相短路容量
17、2、求 K2 点的三相短路电流和短路容量 运算短路电路中各元件的电抗和总电抗1） 电力系统的电抗：2） 架空线路的电抗： X=0.4 1km欢迎下载精品学习资源3） 电力变压器的电抗电力电压器型号： S98010查附表得知： U%=4就： X =50经 K-2 点短路的等效电路如下列图：图 2-5 K-2 点短路等效电路运算电路总阻抗：= X+ X+ X=0.5+0.363+50=50.8632运算三相短路电流和短路容量1）三相短路次暂态电流和稳态电流I=I= I=2.84KA2）三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值i=2.55I=2.552.84=7.23KAI3）三相短路容量： S
18、=1.51I=1.552.84=4.4KA数据统计见下表 2-6 所示：表 2-6 短路电流运算欢迎下载精品学习资源短 路 运算点变 电 所号码三相短路电流 /KA三相短路容量/MV AS）欢迎下载精品学习资源IIIiIK-116.386.386.3816.279.63116K-222.842.842.847.234.41.966欢迎下载精品学习资源第三章 高低压电气一次设备的挑选3.1 10KV 侧一次设备的挑选校验表 2-7 10KV侧一次设备的挑选校验挑选校验工程电压电流断流能动稳固度热稳固度其它力装置地点条件参数数据10KV57.7A1.96KA5.0KA7.3额定参数高压少油短路器S
19、N-101/63010KV630A16KA40KA16 22=512高压隔离开关 GN-10/20010KV200A16KA25.5KA10 25=500高压熔断器 RN2-10一10KV0.5A次设电压互感器 JDJ-1010/0.1KV50KA备电压互感器 JDZJ-10型号电流互感器 LQJ-1010KV100/5A31.8KA81规格户外高压隔离开关 GW4-15G/20015KV200A3.2 0.38KV 低压电器设备挑选低压侧的电器挑选只是本车间的的出线柜里的电气设备即可；欢迎下载精品学习资源1）低压断路器挑选：其次车间的运算电流为低压断路器，其能承担瞬时冲击电流 40KA；所以
20、挑选 DW15 型断路器额定电流为1000A ，脱扣电流为 600A 及 DW15 1000 过流脱扣为 600A ；以母联柜的断路器运算为例，其他列表如下2-8 所示：表 2-8 母联柜的断路器型号台数DW15-100010DW15-150022）刀开关的挑选：挑选 HD13600 型的刀开关额定电流为 600A 运行稳固峰值电流 KA）杠杆式的为 50KA；以母联柜的刀开关运算为例，其他列表如下2-9 所示：型号台数HDB-15002HDB-6002HDB-4004HDB-2002HDB-10033）电压侧的电流互感器挑选：二次侧绕组用于测量，二次侧回路用BV-500-12.5的铜芯塑料导
21、线，Ic=428A 所以 LMZJ1-0.5-600/5型的电流互感器变比为 600A/5A ，t=1s 动稳固校验：动稳固满意要求；热稳固校验：满意热稳固要求欢迎下载精品学习资源4）低压熔断器挑选：其次车间的容量为 22.76 KVA 因此挑选 RT0-1000 型号的熔断器；-03 型高压开关柜，运算从略；采纳 LGJ型钢芯铝绞线架空铺设1）按经济电流密度挑选导线截面线路的运算电流为由资料可查的经济电流密度，因此导线的经济截面为，选用与接近的标准截面，即选 LGJ-16型钢芯铝绞线；2）校验发热条件 :查电力工程基础附录表A-8知， LGJ-16 型钢芯铝绞线的答应载流量 室外 25 度）
22、,因此发热条件满意要求；欢迎下载精品学习资源3）校验机械强度查电力工程基础表3-2知 10KV钢芯铝绞线的最小答应截面为，因此所选用的 LGJ-16 型钢芯铝绞线不满意机械强度要求；因此改选LGJ-25 型钢芯铝绞线 .3.4 10.5KV 高压出线的挑选1） 馈电给厂房的线路采纳 YJL22-10000 型交联聚乙烯绝缘的铝芯电缆直接埋地敷设； 按发热条件挑选由及土壤温度25 ，查表，初选缆芯为的交联电缆，其，满意发热条件； 校验电压损耗表查得的铝芯电缆的按缆芯工作温度80 计），又 3 号厂房的，因此按式2-）9满意答应电压损耗 5的要求； 短路热稳固校验运算满意短路热稳固的最小截面欢迎下
23、载精品学习资源由于前面所选的缆芯截面小于，不满意短路热稳固度要求，因此改选缆芯的交联聚乙烯绝缘的铝芯电缆，即YJL22-10000-3 351 25 的四芯电缆 中性线芯按不小于相线芯一半挑选）；第四章电力变压器继电爱护设计4.1电力变压器继电爱护配置电力变压器继电爱护配置的一般原就：1）装设过电流爱护和电流速断爱护爱护装置用于爱护相间短路；2） 800KVA 以上油浸式变压器和 400KVA及以上车间内油浸式变压器应装设气体爱护装置用于爱护变压器的内部故障和油面降低；3）单台运行的变压器容量在10000KVA 及以上和并列运行的变压器每台容量在 6300KVA及以上或电流速断爱护的灵敏度不满
24、意要求时应装设差动保 护装置用于爱护内部故障和引出线相间短路；本次为机械厂设计的变电所的主变压器设置如下的爱护：电流速断爱护， 定时限过电流爱护，气体爱护，过负荷爱护，温度爱护；4.2电力变压器继电爱护设计继电爱护配置的原理如下： 1电流速断爱护由继电器 KA1 、KA2 和信号继电器 KS1 等组成，爱护动作后，由出口中间继电器 KM 瞬时断开 QF1、QF1，并由连接片 XB4XB5 确定要断开的断路器；2. 定时限过电流爱护由电流继电器 KA3 、KA4 时间继电器 KT1 与信号继电器 KS2 等组成，爱护范畴内故障时， KA3、KA4 启动 KT1，经整定时限作用于跳闸；3. 气体爱
25、护欢迎下载精品学习资源气体爱护 瓦斯爱护）由气体继电器 瓦斯继电器） KG、信号继电器 KS3、XB、R2 等组成；轻瓦斯触点 KG1 仅作用于信号，重瓦斯触点 KG2 就瞬时断开变压器两侧的断路器；变压器换油或试验时，为了防止气体爱护误动作，可将切换片 XB 投至位置 2，作用于信号；气体继电器是靠油气流冲击而动作的，为了使重瓦斯爱护牢靠动作，爱护出口回路挑选具有自保持线圈的中间继电器KM；4. 过负荷爱护过负荷爱护由电流继电器KA5 与时间继电器 KT2等组成，爱护延时作用于信号；5. 温度爱护温度爱护由温度继电器 K与信号继电器 KS4 等组成，爱护作用于信号；第五章变电所二次回路方案的
26、挑选与继电爱护的整定5.1 变电所的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和无功电度表，分别计量全厂消耗的有功电能和无功电能，并据一计量每月工厂的平均的功率因数；计量柜由上级供电部门加封和治理；5.2 变电所的测量和绝缘监察回路变电所高压侧有电压互感器避雷器柜，其长电压互感器为3 个 JDZJ10型，组成 Y0/Y0/ 开口三角）的结线，用以实现电压侧量和绝缘监察；作为备用电源的高压联络线上，装有三相有功电度表，三相无功电度表和电流表，高压进线上，也装有电流表；低压侧的动力出线上，均有有功电度表和无功电度表，低压照明线上装有三相四线有懂电度表；低压并联电容组线路上，装有无功
27、电度表，每一回路都装有电流表；低压母线装有电压表；外表的预备度等级按规范要求；欢迎下载精品学习资源5.3 变电所的爱护装置1）住变压器的继电爱护装置1） 装设瓦斯爱护当变压器油箱内故障产生稍微瓦斯或油面下降时，瞬时动作于信号；当产生大量瓦斯时，应动作于高压侧断路器；2） 装设反时限过电流爱护采纳 GL15 型感应式电力继电器，两相两继电器式结线，去分流跳闸的操作方式；过电流爱护动作电流整定；其中，因此动作电流为：，整定为 10A ；多电流爱护动作时间的整定：因本变电所为电力系统的终端变电所，孤其过电流爱护的动作时间可整定为最短的0.5S过 电 流 保 护 灵 敏 系 数 的 检 验 ： 利 用
28、 公 式 ， 其，因此其爱护灵敏系数为：，满意灵敏系数 1.5 的要求；3）装设电流速断爱护 利用 GL15 的速断装置速断电流的整定：其中，因此速断电流为：中，欢迎下载精品学习资源速断电流倍数整定为：，留意：可不为整数，但必需在 2-8 之间） 电流速断爱护灵敏系数的检验：其中，因此起爱护灵敏系数为：按 GB50062-92 规定，电流爱护的最小灵敏系数为 1.5，因此这里装设的电流速断爱护的灵敏系数是达到要求的；但按 JBJ6-96 和 JGJ/T16-92 的规定， 起最小灵敏系数为 2，就这里装设的电流速断爱护灵敏系数偏低一些；2）作为备用电源的高压联络线的急电爱护装置1） 装设反时限
29、过电流爱护也采纳 GL15 型感应式过电流继电器，两厢两继电器式结线，去分流跳闸的操作方式；过 电 流 保 护 动 作 电 流 的 整 定 ， 其 中， 取，因此动作电流为：过电流爱护动作时间的整定；按中断爱护考虑，动作时间整定为0.5A；过电流爱护灵敏系数；因无邻近单位变电所10KV母线经联络先至本厂变电所低压母线的短路数据，无法整定运算和检验灵敏系数；2） 装设电流速断爱护亦利用 GL15 的速断装置；但因无经邻近单位变电欢迎下载精品学习资源所和联络线至本厂变电所高低压母线的短路数据，无法整定运算和校验灵敏系数；3）变电所低压侧的爱护装置1） 低压总开关才用 DW15-1500/3型低压断
30、路器，三相均过流脱扣器，既可爱护低压侧的相间短路和过负荷，而且可以爱护低压侧单相接地短路；2） 低压侧全部出线上均采纳 DZ20 型低压断路器掌握，其瞬时脱扣器可实现对线路短路故障的爱护；总 结这次工厂供配电设计终止了，总的来说我们学到了不少的东西，知道了理论联系的重要性，懂得了设计过程只的具体细节和步骤；我信任这过程对我们今后的学习和工作给与积极的影响，搭好了平台；在以后我肯定会学好专业学问，提自己在这方面的才能；从这次设计中我对电气工程有了一个基本的整体感觉，对生活中的电力供应有了更好的懂得；特别通过这次课程设计结合了这两年学的相关的专业学问，对各门课都有了一个较全面的懂得；这些必将对我以后的学习和工作有很好的帮忙；在整个设计中得到了老师、同学们的尽心指导，在此对大家的帮忙和耐心指导表示忠心的感谢；对那些在课设中，赐予我帮忙的同学表示感谢；参考文献1 苏文成 .工厂供电 .北京：中国水利水电出版社， 2004.6 陈跃.电气工程专业毕业设计指南 .电力系统分册 第 1 版 . 北京：中国欢迎下载精品学习资源水利水电出版， 2003.7 徐玉琦. 工厂高层建筑供电 第 1 版 .北京：机械工业出版社， 2004.欢迎下载