电力工程课程设计(共20页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上 新能源与动力工程学院课程设计报告电力工程课程设计 专业电力工程与管理 班级电力1201 姓名朱 斌 学号 指导教师杜露露2015年 7 月 兰州交通大学新能源与动力工程学院课程设计任务书课程名称： 电力工程课程设计 指导教师（签名）： 杜露露 班级： 电力1201班 姓名： 朱 斌 学号： 一、课程设计题目某大学机械厂降压变电所的电气设计二、课程设计使用的原始资料（数据）及设计技术要求：1.教材2.课程设计说明书二、课程设计的目的通过课程设计，主要达到以下目的：1使学生获得综合运用学过的知识进行变电所主接线设计和电气设备选型的基本能力；2巩固与扩大学生的电气综合设计

2、知识，为毕业设计做准备；3为后续课程的学习及今后从事科学研究、工程技术工作打下较坚实的基础。三、课程设计的主要内容和要求（包括原始数据、技术参数、设计要求、工作量要求等） 设计内容：1.负荷计算和无功功率补偿；2.变电所主变压器台数和容量、类型的选择；3.变电所主结线方案的设计；4.短路电流的计算；5.变电所一次设备的选择与校验。四、工作进度安排日期地点设计内容7月6日明德楼411由课程设计负责人讲解本课程设计任务及相关内容，下达设计任务书。7月7日明德楼411同学熟悉设计内容和要求，收集相关设计资料及参考书。讲解设计及报告的具体要求，指导学生开展设计。7月8日明德楼411检查学生的进度及完成

3、情况，并就相关问题进行答疑和提问，并对撰写报告进行指导。7月9日明德楼411检查学生的进度及完成情况，并对撰写报告进行指导，于17：30收齐报告。7月10日明德楼411评阅报告，根据成绩评定条件进行成绩评定，并对本组学生进行成绩排序，写出指导评语。五、主要参考文献1 电力工程鞠平主编机械工业出版社2 工厂供电设计指导刘介才主编机械工业出版社3 电力系统工程 C.L. Wadhwa 科学出版社4 电力工程基础 孙丽华 机械工业出版社审核批准意见系主任（签字） 年月日指导教师评语及成绩评定表指导教师评语成绩设计过程（40）设计报告（50）小组答辩（10）总成绩（100）指导教师签字： 年 月 日引

4、言工厂供电，就是指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂配电。电能是现代工业生产的主要能源和动力。电能既易于由其它形式的能量转换而来，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为广泛。电能在工业生产中的重要性，并不在于它在产品成本中或投资总额中所占的比重多少，而在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产成本，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。从另一方面来说，如果工厂的电能供应突然中断，则对工业生产可能造成严

5、重的后果。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。工厂供电工作要很好地为工业生产服务，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并做好节能工作，就必须达到以下基本要求：（1）安全: 在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。（2）可靠: 应满足电能用户对供电可靠性的要求。（3）优质: 应满足电能用户对电压和频率等质量的要求。（4）经济: 供电系统的投资要少，运行费用要低，并尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗量。此外，在供电工作中，应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，既要照顾局部的当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局。目录1.2工厂总平面图- 1 -

6、2.1 负荷计算- 1 -1设计任务1.1工厂供电设计的一般原则按照国家标准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；（2） 安全可靠、先进合理；（3） 近期为主、考虑发展；（4） 全局出发、统筹兼顾。1.2工厂总平面图 表1.1 工厂总平面图2 负荷计算和无功功率补偿2.1 负荷计算 表2.1 工厂负荷情况表1-1 工厂负荷统计资料厂房编号厂房名称负荷类别设备容量/kW需要系数功率因数1铸造车间动力3800.320.68照明60.851.

7、07锻压车间动力3200.250.63照明80.781.02金工车间动力3600.260.62照明50.881.06工具车间动力3300.320.62照明90.881.04电镀车间动力2500.580.72照明50.871.09热处理车间动力1800.60.73照明60.881.03装配车间动力1200.370.65照明50.871.010机修车间动力1300.260.61照明20.91.08锅炉房动力900.80.74照明10.91.05仓库动力150.30.82照明20.881.0生活区照明4500.720.922.2 无功功率补偿 按照工厂与当地供电部门签定的供用电协议规定，本厂可由附近

8、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-150，导线为等边三角形排列，线距为1.5m；干线首端距离本厂约8km。干线首端所装设的高压断路器断流容量为300MVA。此断路器配备有定时限过流保护和电流速断保护，定时限过流保护整定的动作时间为1.6s。为满足工厂二级负荷要求，可采用高压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为70km，电缆线路总长度为35km。表2.2各厂房和生活区的负荷计算表编号名称类别设备容量/kW需要系数costan计算负荷/kW/kvar/kVA/A1铸造车间动力3800.320.68

9、1.08121.6131.3照明60.85105.10小计386126.7131.3182.5277.37锻压车间动力3200.250.631.238098.4照明80.78106.20小计32886.298.4130.8198.72金工车间动力3600.260.621.2793.6118.9照明50.88104.40小计36598118.91542346工具车间动力3300.320.621.27105.6134.1照明90.88107.90小计339113.5134.1175.72674电镀车间动力2500.580.720.96145139.2照明50.87104.40小计255149.41

10、39.2204.2310.29热处理车间动力1800.60.730.94108110.5照明60.88105.30小计186113.3110.5158.3240.53装配车间动力1200.370.651.1744.452照明50.87104.40小计12548.85271.3108.310机修车间动力1300.260.611.333.844照明20.9101.80小计13235.64456.6868锅炉房动力900.80.740.917265.5照明10.9100.90小计9172.965.598148.95仓库动力150.30.820.74.53.2照明20.88101.80小计176.33

11、.220.230.7生活区照明4500.720.920.43324139.3352.7535.9总计（380V侧）动力21751174.71036.4照明499计入=0.8, =0.850.73939.8880.9128819603 变电所位置和型式的选择变电所的位置应尽量接近工厂的负荷中心.工厂的负荷中心按负荷功率矩法来确定.即在工厂平面图的下边和左侧,任作一直角坐标的X轴和Y轴,测出各车间和宿舍区负荷点的坐标位置,例如P1(x1,y1) 、P2(x2,y2) 、P3(x3,y3)等.而工厂的负荷中心设在P(x,y),P为P1+P2+P3+=Pi. (3.1) (3.2)图3.1 按负荷功率

12、矩法确定负荷中心按负荷功率矩法确定负荷中心如表3.1所示。表3.1各车间和宿舍区负荷点的坐标位置坐标轴12345678910生活区X()2.32.32.34.74.74.74.79.28.427.210.45Y()5.53.82.17.235.53.82.155.14.12.57.8 由计算结果可知，工厂的负荷中心在6号厂房（工具车间）的西北角。考虑到周围环境及进出线方便，决定在6号厂房的西侧紧靠厂房建造工厂变电所，器型式为附设式。4 变电所主变压器的选择和主结线方案的选择4.1 变电所主变压器的选择 根据工厂的负荷性质和电源情况，工厂变电所的主变压器考虑有下列两种可供选择的方案：（1）装设一

13、台主变压器型式采用S9型，而容量根据式，选，即选一台S9-1000/10型低损耗配电变压器。至于工厂二级负荷所需的备用电源，考虑由与邻近单位相联的高压联络线来承担。（2）装设两台主变压器型号亦采用S9，而每台变压器容量按式和式选择，即 且 因此选两台S9-800/10型低损耗配电变压器。工厂二级负荷所需的备用电源亦由与邻近单位相联的高压联络线来承担。主变压器的联结组均采用Yyn0。4.2 变压器主接线方案的选择 根据工厂的负荷性质和电源情况，工厂变电所的主变压器考虑有下列两种可供选择的方案：a)装设一台变压器型号为S9型，而容量根据式 =1600， 为主变压器容量， 为总的计算负荷。选 =12

14、50 KVA，即选一台S9-1000/10型低损耗配电变压器。至于工厂二级负荷所需的备用电源，考虑由邻近单位相联的高压联络线来承担。b)装设两台变压器型号为S9型，即： 1049.4 KVA=（630735）KVA因此选两台S9-800/10型低损耗配电变压器。工厂二级负荷所需的备用电源，考虑由邻近单位相联的高压联络线来承担。主变压器的联结组均为Yyn0。5 短路电流的计算5.1 绘制计算电路 如图5-1本厂的供电系统采用两路电源供线，一路为距本厂12km的变电站经LJ-120架空线，该干线首段高压断路器的断流容量；一路为邻厂高压联络线。下面计算本厂变电所高压10kV母线上k-1点短路和低压3

15、80V母线上k-2点短路的三相短路电流和短路容量。图5.1 短路计算电路5.2 确定短路计算基准值设，即高压侧，低压侧，则 5.3 计算短路电路中各元件的电抗标幺值（1）电力系统 已知，故（2）架空线路 查表8-37，得LJ-150的，而线路长12km，故（3）电力变压器 查表2-8，得，故因此绘短路计算等效电路如图5.2所示。 图5.2 等效电路5.4 10KV侧三相短路电流和短路容量（1） 总电抗标幺值（2）三相短路电流周期分量有效值（3）其他短路电流（4）三相短路容量5.5 380KV侧三相短路电流和短路容量（1）总电抗标幺值（2）三相短路电流周期分量有效值（3）其他短路电流（4）三相短

16、路容量以上计算结果综合如表5.1表5.1 短路的计算结果短路计算点三相短路电流/kA三相短路容量/MVAk-11.431.431.433.652.225.9k-221.421.421.439.3723.32156 变电所一次设备的选择校验6.1 10kV侧一次设备的选择校验 表6.1 10kV侧一次设备的选择校验选择校验项目电 压电 流断 流能 力动 稳定 度热 稳定 度其 他装置地点条件参数数据10KV57.7A1.43A3.65KA3.88一次设备型号规格额定参数高压少油断路器SN10-10I/63010kV630A16kA40kA512高压隔离开关GN-10/20010kV200A25.

17、5KA500高压熔断器RN2-1010kV0.5A50kA电压互感器JDJ-1010/0.1kV电压互感器JDZJ-10电流互感器LQJ-1010Kv100/5A31.8KA81二次负荷0.6避雷器FS4-1010kV户 外 式 高 压隔离开关GW4-15G/20012kV400A25KA500表6.1所选一次设备均满足要求。6.2 380V侧一次设备的选择校验 表6.2 380V侧一次设备的选择校验选择校验项目电 压电 流断 流能 力动 稳定 度热 稳定 度其 他装置地点条件参数数据3801350.521.439.93321一次设备型号规格额定参数低压断路器DW15-1500/3D380V1

18、500A40kV低压断路器DZ20-630380V630A30kA低压断路器DZ20-200380V200A25kA低压刀开关HD13-1500/30380V1500A电流互感器LMZJ1-0.5500V1500/5A电流互感器LMZ1-0.5500V100/5160/5表6.2所选一次设备均满足要求。6.3 高低压母线的选择 参照表528，10kV母线选LMY-3（），即母线尺寸为；380V母线选LMY-3,即母线尺寸为，而中性线母线尺寸为。7 电气主接线图见附图7.1 二次回路方案选择二次回路操作电源有直流电源，交流电源之分。考虑到交流操作电源可使二次回路大大简化，投资大大减少，且工作可靠

19、，维护方便。这里采用交流操作电源。高压断路器的控制和信号回路高压断路器的控制回路取决于操作机构的形式和操作电源的类别。结合上面设备的选择和电源选择，采用弹簧操作机构的断路器控制和信号回路。这里根据GBJ63-1990的规范要求选用合适的电测量仪表并配用相应绝缘监视装置。10KV电源进线上：电能计量柜装设有功电能表和无功电能表；为了解负荷电流，装设电流表一只。变电所每段母线上：装设电压表测量电压并装设绝缘检测装置。电力变压器高压侧：装设电流表和有功电能表各一只。380V的电源进线和变压器低压侧：各装一只电流表。低压动力线路：装设电流表一只。8 变压所的防雷保护8.1 防雷装置意义雷电引起的大气过

20、电压会对电器设备和变电所的建筑物产生严重的危害，因此，在变电所必须采取有效的防雷措施，以保证电器设备的安全。下面分情况对防雷装置进行选择。8.2 直击雷的防治根据变电所雷击目的物的分类，在变电所的中的建筑物应装设直击雷保护装置。在进线段的1km长度内进行直击雷保护。防直击雷的常用设备为避雷针。8.3 雷电侵入波保护由于雷电侵入波比较常见，且危害性较强，对其保护非常重要。对变电所来说，雷电侵入波保护利用阀式避雷器以及与阀式避雷器相配合的进线保护段；为了其内部的变压器和电器设备得以保护，在配电装置内安放阀式避雷器。8.4 变电所公共接地装置的设计（1）接地电阻的要求 按表9-23，本变电所的公共接

21、地装置的接地电阻应满足以下条件： 且式中因此公共接地装置接地电阻应满足（2）接地装置的设计采用长2.5m、50mm的镀锌钢管数，按式（9.24）计算初选16根，沿变电所三面均匀布置（变电所前面布置两排），管距5m，垂直打入地下，管顶离地面0.6m。管间用的镀锌扁钢焊接相连。变压器室有两条接地干线、高低压配电室各有一条接地线与室外公共接地装置焊接相连。接地干线均采用采用的镀锌扁钢。变电所接地装置平面布置图如附录1所示。接地电阻的演算： 满足的要求。总结课程设计是检验我们本学期学习的情况的一项综合测试，它要求我们把所学的知识全部适用，融会贯通的一项训练，是对我们能力的一项综合评定，它要求我们充分发

22、掘自身的潜力，开拓思路设计出合理适用的自动控制系统。通过这次课程设计，使我得到了很多的经验，并且巩固和加深以及扩大了专业知识面，锻炼综合及灵活运用所学知识的能力，正确使用技术资料的能力。知识系统化能力得到提高,设计过程中运用了很多的知识，因此如何将知识系统化就成了关键。如本设计中用到了工厂供电的绝大多数的基础理论和设计方案，因此在设计过程中侧重了知识系统化能力的培养，为今后的工作和学习打下了很好的理论基础。动得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。这次课程设

23、计，我做了大量的参数计算，锻炼从事工程技术的综合运算能力，参数计算尽可能采用先进的计算方法。使我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。在此我感谢学校给了我们的这次实践机会，以及指导我们完成此次课程设计的杜露露老师。参考文献1 工厂供电 刘介才主编 机械工业出版社2 电力工程 鞠平主编 机械工业出版社3 工厂供电设计指导 刘介才主编 机械工业出版社4 工厂供电设计指导 刘学军,周振雄，刘畅等主编 中国电力出版社 5 电力系统工程 C.L. Wadhwa 科学出版社6 电力工程基础 孙丽华 机械工业出版社附录专心-专注-专业