机械厂供电系统设计方案.docx

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1、课程设计任务书2023 -2023学年第1学期自动化 系 电气工程及其自动化 专业 班级课程设计名称：供配电技术课程设计设计题目： 石河子机械厂供电系统设计完毕期限：自2023年1月12日至2023年1月16日共1周设计根据、规定及重要内容：一、设计题目石河子机械厂供电系统设计二、重要内容：1 .阅读有关科技文献，查找有关图纸资料。2 .熟悉工业与民用建筑电气设计的有关规范和原则。3 .熟悉建筑供配电系统设计的措施、环节和内容。4 .纯熟掌握整顿和总结设计文档汇报。5 .熟悉掌握怎样查找设备手册及有关参数并进行系统设计。三、设计规定第四章变电所主变压器及主接线方案的选择3.1 变电所主变压器的

2、选择根据工厂的负荷性质和电源状况以及对现实状况实日勺际考虑工厂变电所欧I 变压器做出如下选择：主备用变压器由于要符合二级符合规定，其负载端也许出 现二，三级负荷混联的I状况，因此根据容量（380V侧的总容量为5118.74KVA,10KV 侧总容量为522.07KVA。），以及后来厂区扩建和设备的增添。综合选择总容量为 8000KVA 的|变压器，型号为 S10-800 100005% 230/400.因此可以考虑选两台S10-/10型低损耗配电变压器。工厂二级负荷所需日勺备 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 Dynllo相比于Yyno来说，Dynll联结有下

3、列长处：（1）对于Dynll联结变压器来说，其3n次（n为正整数）谐波电流在其三 角形接线的一次绕组内形成环流，从而不致注入公共的高压电网中去，这较之一 次绕组接成星形接线日勺YynO联结变压器跟有助于克制高次谐波电流。(2) Dynll连结变压器的零序阻抗较之YynO连结变压器的零序阻抗小得多, 从而更有助于低压单相接地短路故障保护的动作和故障的切除。(3)当低压侧接用不平衡负荷时，由于YynO联结变压器规定低压中性线电 流不超过低压绕组额定电流的25%,因而严重限制了其借用单相负荷的容量，影 响了变压器设备能力日勺发挥。为此，GB50052-1995供配电系统设计规范规定， 低压为TN及T

4、T系统时，宜采用Dynll联结变压器。Dynll联结变压器的低压侧 中性线电流容许到达低压绕组额定电流的75%以上，其承受单相不平衡负荷的能 力远比YynO联结变压器大。这在现代供配电系统中单相负荷急剧增长的状况下, 推广应用Dynll联结变压器就显得更有必要。综合考虑以上原因，采用Dynll联结更有优势。3.2 变电所主接线方案的J选择按上面考虑的两种主变压器方案可设计主接线方案如下:第五章线型的选择为保证供电系统安全、可靠、优质、经济日勺运行，选择导线和电缆截面时必 须满足下列条件：发热条件。导线和电缆再通过正常最大负荷电流即计算电流时产生日勺发热温 度，不应超过其正常运行时日勺最高容许温

5、度。电压损耗条件。导线和电缆在通过正常最大负荷电流即计算电流时产生日勺电 压损耗，不应超过其正常运行时容许日勺电压损耗。对于工厂内较短日勺高压线路, 可不进行电压损耗校验。经济电流密度。35KV及以上日勺高电压线路及35KV如下日勺长距离，大电流线 路，其导线和电缆截面宜按经济电流密度选择，以使线路日勺年运行费用支出最小。机械强度 导线截面不应不不小于其最小容许截面，对于电缆，不必校验其机械强度，但需校验其短路热稳定度。母线则应校验其短路对口勺动稳定度和热稳定度。对于绝缘单线和电缆，还应满足工作电压口勺规定。由于当地气象地质条件：本厂所在地区的年最高气温为40七年平均气温为20工年最低 气温为

6、-8工年最热月平均最高气温为30。匚年最热月地下0.8m处平均温度为25 o年雷暴 日数为32天，土壤性质以砂质粘土为主。且根据规定，10KV及其如下的系统不需要进行经 济电流密度的计算。因此线路的敷设方式选择为埋地敷设。根据公式计算线路电流如下T IC2Ic KoKeKp由查表得出Ke = L05,&, = 0.96, & = 0.85。各车间线路电缆埋地后实际电流需求表铸造 车间 及备 用铸造 车间 及备 用伽焊 车间 及备 用机工 车间 及备 用试验 车间 及备 用压气 车间 及备 用装配车间办公 负荷生活负荷1391A1404A1046A1165A970A671A908A864A710

7、A线型选择如下表:各车间线型及数量选择表铜芯型号根数铝芯型号根数站用线路（1, 2）WL1BX-380-3*161备用线路（1,2）BX-380-3*161WL2铸造车间及备用WL3BX-380-3*1852BLX-380-3*1851铸造车间及备用WL4BX-380-3*1852BLX-380-3*1851卸焊车间及备用WL5BX-380-3*1852机工车间及备用WL6BX-380-3*1852BLX-380-3*1851试验车间及备用WL7BX-380-3*1852压气车间及备用WL8BLX-380-3*1852装配车间WL9BX-380-3*1851BLX-380-3*1851办公负荷

8、WL10BX-380-3*18511生活负荷WL11BLX-380-3*1852第六章短路电流日勺计算根据电路的进线可得短路电流计算线路图如下:确定短路计算基准值如下;设原则容量& = 100MVA,基准电压a = = 105/，为短路计算电压，即高压侧i = 10.5KV,低压侧2 = 0.4KV,则：Id = - = 55KA y3Ucc/2 = 一 = 144.34 必图5T 短路计算电路5. 2确定短路计算基准值设基准容量S“nOOMVA,基准电压u广“二1.05。心 q为短路计算电压,即高压侧U*nO.5kV,低压侧U,/2=04kV,则5“loo Am石 X10.5ZV= 5.50

9、L4(5-1)二 Sd2闻2100 M y4V3xO.4V= 144.34 4(5-2)5. 3计算供电系统中各重要元件的电抗标幺值5. 3.1电力系统由电力系统出口断路器日勺断流容量=500MVA可知X；=100MVA/500MVA=0.2(5-3)查表得LGJ-150日勺线路电抗与 =0.35。/上加，而线路长8km,故X； = x0昌=(0.35 x 8)Q x 00 M= 2.54(5-4)2 U：(10.5V)25. 3.3电力变压器查表得变压器日勺短路电压百分值%=4. 5,故v*uk%Sd4.5 mMVA A匚X,=-=X=4. 53100SN100 1000144式中，Sn为变

10、压器日勺额定容量因此绘制短路计算等效电路如图5-2所示。图5-2短路计算等效电路5.4 k-1点（10.5kV侧）的计算5.4.1 总电抗标幺值X)= X； + X；=0. 2+2. 54=2. 74乙(KT)1Z(5-5)(5-6)= = = 2.0MAXs 2.74(5-7)5. 4.2三相短路电流周期分量有效值5. 4.3其他短路电流/”=/* = 2.01 M(5-8)婢=2.55，=2.55x2.01ZA=5.12L4(5-9)=1.51/”=L51x2.0MA=3.03L4(5-10)5. 4. 4三相短路容量毗=卢=誓= 36.5。/人(攵-1)乙/r5.5 k-2点（0.4kV

11、侧）的有关计算5. 5.1总电抗标幺值(5-12)X：k1)= x；+ X； + X；=0. 2+2. 54+4. 5=7. 245. 5. 2三相短路电流周期分量有效值匚二卜=智箸=9.94公(5-13)5. 5.3其他短路电流/”=/，= /)19.94L4(5-14)婢=1.8=1.84xl9.94L4=36.68L4(575)/；)=1.09/”=L09xl994M =21.73 女 A(5-16)5. 5. 4三相短路容量sk-2Sd*2)100MVA7.24= 13.81MU4(5-17)将计算成果绘成表格可得表5-1表57短路计算成果短路计算点三相短路电流(KA)三相短路容量/M

12、VA71 k/“/L 00琮k-12.012.012.015. 123.0336. 50k-219.9419.9419.9436. 6821.7313.811、制定设计方案，确定电源电压、负荷等级及供配电方式。2、确定方案后，绘制各用电设备等布置平面图，绘制高、低压系统图。3、进行设计计算，选择设备容量、整定值、型号、台数等。4、编写设计计算书。5、编制设计阐明书。四、已知参数1,负荷附表负荷序号负荷名称负荷等级有功负荷无功负荷1锻压车间28002002铸造车间27601803钾焊车间25901904机工车间26502305试验车间25601706压气车间23801207装配车间3420330

13、8办公负荷34502409生活负荷3440180同期系数0.950.972.工厂负荷状况：本厂工作制为三班制，年最大负荷运用小时5600小时，日最大负荷持续时间为24小时，本厂低压动力设备均为三相，额定电压为380V。照明用电器均为单相,额定电压为220V。3 .供电电源状况：按照工厂与当地供电部门签订日勺供电协议规定，本厂可由附近两条 10KV公共用电源干线供电。4 .系统短路数据：干线首端所装设高压断路器断流容量为400MVA。此断路器配置有定 期限过电流保护和电流速断保护，定期限过电流保护正定的动作时间为3So为满足工厂二 级负荷规定，可采用高压联络线由邻近的单位获得备用电源。5 .电业

14、部门对功率因数规定值：工厂最大负荷时H勺功率因数不低于0.90.6 .当地气象地质条件：本厂所在地区的年最高气温为40七年平均气温为20工年最低气 温为-8。匚年最热月平均最高气温为30。年最热月地下0.8m处平均温度为25 o年雷暴日 数为32天，土壤性质以砂质粘土为主。5.本厂与供电部门到达协议，在工厂变电所高压侧计量电能，设专用计量柜，按两部 电费只缴纳电费。五、重要参照资料1 .供配电工程设计指导，机械工业出版社，翁双安，20232 .现代建筑电气供配电设计技术，中国电力出版社，李英姿等，20233 .供配电系统设计规范，GB50054-20234 .民用建筑电气设计规范，GBJGJ_

15、T16-20235 .工业与民用配电设计手册 中国电力出版社中国航空工业给画设计院主编20236 .工厂供电刘介才7 .供配电技术唐治平指导教师（签字）：系主任（签字）：同意日期：2023年1月16日第一章负荷计算及其无功赔偿计算措施首先计算出各车间单组用电设备的计算负荷，再通过取同步系数，运用多组 用电设备计算负荷的计算公式计算出整个车间的计算负荷。低压侧负荷计算（1）有功计算负荷（单位为KW）Pc2 = Kf / Pcii=即:Pc2 = (800+760+590+650+560+380+420+450+440)*0.95 = 4797.5(2)无功计算负荷(单位为kvar)nQc2 =

16、K1E422 Qci1=1即：Qc2 = (200+180+190+230+170+120+330+240+180)*0.97 = 1784.8(3)视在计算负荷(单位为kvA)Sc2 =5118.74(4)计算电流(单位为A) Sc / _ / /Ic = -= 6766高压侧功率因数计算（1）有功计算负荷（单位为KW）Pca= Pc2 + 4P2 =4797.5 + 4797.5 * 0.015 = 4869.46（2）无功计算负荷（单位为kvar）Qca = Qc2 + AQc2 = 1784.8 +1784.8 * 0.060 = 1891.888（3）视在计算负荷（单位为kvA）5c

17、i = JQcJ+rj= 5224.07（4）功率因数的计算coscp = 0.932满足规定最大负荷时功率因数不小于0.90因此不需要无功赔偿。(5)电流计算(单位A)Id = 301.61Un满足规定最大负荷时功率因数不小于0.90因此不需要无功赔偿。第二章供配电方案选择由负荷计算可以看出，低压侧(即380V侧)电流为6766A,电流过大，而 高压侧(即10KV侧)，电流为301.61A,通过对应导线和负荷的考虑给出如下两 种供配电选择：(1) 10KV电压直接引入各个车间，再通过变压和分派直接提供应车间。(2) 10KV进线通过桥试连接的变压器2台，输出端为380V电压，但由于 车间需求

18、的电流很大，因此需要引入多组三相电缆。选择方案一，可以尽量防止高电流不好找到对应线缆的问题，但从实际状况 来看，这样的方式需要诸多变压器及变配电室。还需要诸多的工作人员，不符合 实际操作需求。选择方案二，重要的问题在于怎样选用电缆的强度，并且需要诸多车间电缆 进线。但长处在于人员投入少，变压器用量少，易于检修和维护，前期投入较少。综合以上状况，本次设计选择方案二如下为方案二中各个车间所需负荷及需求电流日勺状况:2锻压车间铸造车间钾焊车间机工车间试验车间压气车间装配车间办公负荷生活负荷负荷(KVA)784743590657556379512487453电流(A)11921203896998831

19、575778740668第三章变压所位位置的选择变压所所址的选择原则变压所所址的选择，应根据如下规定并经技术经济分析比较后确定：(1)尽量靠近负荷中心，以减少配电系统的I电能损耗，电压损耗和有色金属 消耗量。(2)进出线以便，尤其是要便于架空进出线。(3)靠近电源侧，尤其是工厂日勺总降压变电所和高压配电所。(4)设备运送以便，尤其是要考虑电力变压器和高下压成套配电装辂欧|运送。(5)不应设在有剧烈运动或高温的场所，无法避开时，应有防振和隔热的措施。(6)不适宜设在多尘或有腐蚀性气体的场所，无法远离时，不应设在污染源 时下风侧。(7)不应设在厕所、浴室和其他常常积水场所的正下方，且不适宜与上述场 所相贴邻。(8)不应设在有爆炸危险环境时正上方或正下方，且不适宜设在有火灾环境 时正上方或正下方。当有爆炸或火灾危险环境的建筑物毗连时，应符合现行国标 GB50058-1992爆炸和火灾环境电力装谿设计规范的规定。(9)不应设在地势低洼和有也许积水的J场所。