工厂供电课程设计2.docx

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工厂供电课程设计2

前言

对于本次工厂供配电的课程设计，通过对负荷计算，无功功率补偿计算，短路计算与电气设备的选择，变压器的选择以及整定继电保护等等。

使我们能更好的掌握我们所学的知识，更加完善我们对于简单电力系统设计的掌握。

对于未来工作有一个较为直观的认识。

一设计目的

二设计要求

三设计依据

四设计任务

五设计时间进度安排

六负荷计算和无功功率补偿

七主变压器台数、容量和类型的选择

八变电所主接线方案的设计

九短路计算

十变电所一次设备的选择与校验

十一选择整定继电保护装置

十二防雷保护和接地装置设计

十三结束语

十四参考文献

十五附录

十六附图

设计题目

某学校生活区配电系统设计

一设计目的

（1）通过学校生活区配电系统设计培养学生综合运用所学的基础理论知识、基本技能和专业知识进行分析和解决实际问题的能力。

（2）掌握供电系统设计计算和运行维护所必须的基本理论和技能。

（3）掌握供配电设计的基本原则和方法，深刻理解“安全、可靠、优质、经济”的设计要求，为今后从事工厂供配电技术奠定一定的基础。

二设计要求

（1）选择变电所主接线方案。

（2）确定变电所主变压器的台数和容量、类型。

（3）选择高低压设备和进出线。

（4）选择整定继电保护装置。

三设计依据

（1）学校生活区负荷情况。

编号

名称

Pc/kW

Qc/kvar

1

食堂

380

210

2

教学楼

270

120

3

锅炉

100

100

4

校医院

130

98

5

本所用电

10

1

6

户外照明

25

20

（2）供电电源情况。

1）由附近一条10kV的公用电源干线取得工作电源，干线单位长度电抗为0.08/km，干线长度为10km。

干线首端断路器断开容量为200MVA。

此断路器配备有定时限过电流保护和电流速断保护，定时限过电流保护动作时间为1.3s。

为满足学校二级负荷的要求，可采用长度为20km架空线路取得备用电源。

2）变电所最大负荷时功率因数不低于0.9；

（3）其它资料（平面图、气象、地质水文等）略。

四设计任务

（1）负荷计算和无功功率补偿。

（列出负荷计算表）

（2）主变压器台数、容量和类型的选择。

（3）变电所主接线方案的设计（绘图——3号图纸）。

（4）短路计算。

（5）变电所一次设备的选择与校验。

（6）选择整定继电保护装置。

（7）防雷保护和接地装置设计。

五设计时间进度安排

（1）进行负荷计算，无功补偿计算，收集设计相关资料——1天

（2）电气系统接线设计，变压器的选择——1天

（3）短路计算等相关计算——1天

（4）电气设备选择与校验——2天

（5）继电保护选择、整定计算——1天

（6）绘制图表，完成设计报告——1天

总设计时间一周。

六负荷计算和无功功率补偿

负荷计算表

编号

名称

Pc/kW

Qc/kW

Sc/kV.A

Ic/A

1

食堂

380

210

434.2

659.7

2

教学楼

270

120

295.5

449.0

3

锅炉

100

100

141.4

214.8

4

校医院

130

98

162.8

247.3

5

本所用电

10

1

10.0

15.2

6

户外照明

25

20

32.0

48.6

总计

——

915

549

——

——

计入K∑=0.9

823.5

494.1

960.4

1459.2

低压侧：

高压侧：

设

=823.5*（tanarccos0.86-tanarccos0.92）

=137.8kvar

取n=12个

则Qcc=12*14=168kvar

高压侧：

无功补偿后总的计算负荷

项目

COSφ

计算负荷

Pc/kW

Qc/kW

Sc/kV.A

Ic/A

380V侧补偿前负荷

0.857

823.5

494.1

960.4

1459.2

380侧无功补偿分量

-169.7

380侧补偿后负荷

0.920

823.5

326.1

885.7

1345.7

主变压器功率损耗

13.3

53.1

10kV侧负荷计算

0.913

842.3

377.5

923.0

53.3

七主变压器台数、容量和类型的选择

由于学校都是二级负荷我选用变压器1台，根据：

SN>=（1.15～1.4）Sc

计算出SN>=（1018.56～1239.98）

我选用：

S9—1250/10Yyn0型变压器

八变电所主接线方案的设计

本设计采用单母线分段接线

九短路计算

解：

令Sd=100MV.A,Uc=Ud

Id1=Sd/√3Ud1=100MV.A/√3*10.5kV=5.50kA

Id2=Sd/√3Ud2=100MV.A/√3*0.4kV=144kA

电力系统的标幺值：

X1*=Sd/Sk=100MV.A/200MV.A=0.5

架空线路的标幺值:

X2*=X0*l*Sd/Ud12=0.08（Ω/km）*10km*100MV.A/（10.5kV）2=0.73

电力变压器的电抗标幺值：

X3*=UK%/100*Sd/SN=4.5*100MV.A/100*1250kV.A=3.6

计算K1点短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量

总电抗标幺值：

X*∑K1=X1*+X2*=0.5+0.73=1.23

三相短路电流周期分量有效值：

Ik1=Id1/X*∑K1=5.50kA/1.23=4.47kA

其他三相短路电流：

I”=I∞=Ik1=4.47kA

ish=2.55Ik1=2.55*4.47kA=11.4kA

Ish=1.51Ik1=1.51*4.47kA=6.75kA

三相短路容量：

Sk1=Sd/X*∑K1=100MV.A/1.23=81.3MV.A

计算K2点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量

总电抗标幺值：

X*∑K2=X1*+X2*+X3*=0.5+0.73+3.6=4.83

三相短路电流周期分量有效值：

Ik2=Id2/X*∑K2=144kA/4.83=29.8kA

其他三相短路电流：

I”=I∞=Ik2=29.8kA

ish=1.84Ik1=1.84*29.8kA=54.832kA

Ish=1.09Ik1=1.09*29.8kA=32.482kA

三相短路容量：

Sk2=Sd/X*∑K2=100MV.A/4.83=20.7MV.A

十变电所一次设备的选择与校验

高压断路器选择校验表

序号

SN10-10Ⅰ型断路器技术参数

选择要求

装设地点电气条件

结论

项目

数据

项目

数据

1

UN

10kV

≥

UNs

10kV

合格

2

IN

630A

≥

Ic

53.5A

合格

3

IOC

16A

≥

Ik（3）max

6.75A

合格

4

imax

40A

≥

ish（3）

2.55*4.47=11.4A

合格

5

I2t*t

162*4=1024kA2.s

≥

I∞2*tima

4.472*1.4=27.97kA2.s

合格

高压隔离开关选择校验表

序号

GN86-10T/200型隔离开关技术参数

选择要求

装设地点电气条件

结论

项目

数据

项目

数据

1

UN

10kV

≥

UNs

10kV

合格

2

IN

200A

≥

Ic

53.5A

合格

3

IP

25.5A

≥

Ik（3）max

6.75A

合格

4

Imax

14.7A

≥

ish（3）

2.55*4.47=11.4A

合格

5

I2t*t

25.52*5=3251.25kA2.s

≥

I∞2*tima

4.472*1.4=27.97kA2.s

合格

高压熔断器选择校验表

序号

RN1型熔断器技术参数

选择要求

装设地点电气条件

结论

项目

数据

项目

数据

1

UN

10kV

≥

UNs

10kV

合格

2

IN

100A

≥

Ic

53.5A

合格

3

Ioc

12kA

≥

Ik（3）max

6.75A

合格

十一选择整定继电保护装置

1）选择定时限过电流保护保护电力线路故障

整定公式为：

Iop=KrelKwIL.max/KreKi

动作时限整定：

t1=t2+△t

灵敏度校验：

Ks=I

（2）K.min/Iop1≥1.5

2）电流速断保护

动作电流整定：

Iop=KrelKwIK.max/Ki

灵敏度校验：

Ks=I

（2）K.min/Iop1≥1.5

3）单相接地保护

动作电流整定：

Iop=KrelIC/Ki

灵敏度校验：

Ks=（IC∑-IC）/Iop1

4）电力变压器的继电保护

瓦斯保护：

用于保护油浸式电力变压器内部故障。

变压器的差动保护

动作电流整定：

Iop1=KrelIub.max

Iop1=KrelITN1

Iop1=KrelIl.max

灵敏度校验：

Ks≥2

十二防雷保护和接地装置设计

防雷保护可以接避雷针，避雷线，以及避雷器。

接地保护：

十三结束语

通过本次课程“某学校生活区配电系统设计”使我理论联系实际，更加深入的理解所学知识在实际生活中的应用。

虽然在设计过程中遇到了一些问题，但是通过认真研究和虚心请教，最终很好的完成了任务。

这次试验也让我深刻体会到了在以后的工作中我们要时刻保持一颗进取和谨慎的心，只有这样我们才能在未来中做的更好。

十四参考文献

[1]刘介才.工厂供电[M].北京：

机械工业出版社，2010

[2]刘介才.工厂供电设计指导[M].北京：

机械工业出版社，2008

[3]耿毅.工业企业供配[M].北京：

冶金工业出版社，2006

[4]王玉华，赵志英.工厂供配电[M].北京：

中国林业出版社，2006

[5]余建明.供电技术[M].北京：

机械工业出版社，2008

[6]唐志平.供配电技术[M].北京：

电子工业出版社，2005

[7]付周兴.供电技术[M].大连：

大连理工大学出版社，2011

[8]翁双安.供配电工程设计指导[M].北京：

机械工业出版社，2010

[9]陈天翔，王寅仲，海世杰.电气试验[M].北京：

中国电力出版社，2008

[10]李光琦.电力系统暂态分析[M].北京：

中国电力出版社，1995

[11]肖湘宁.电能质量分析与控制[M].北京：

中国电力出版社，2004

[12]张炜.供用电设备[M].北京：

中国电力出版社，2006

[13]应敏华，程乃蕾.供用电工程[M].北京：

中国电力出版社，2006

[14]陈化钢.电力设备检修使用技术问答[M].北京：

中国水利电力出版社，2010

[15]沈英林，夏克明.电气设备运行与维护技术问答[M].北京：

化学工业出版社，2006

[16]张方庆，李敏，刘琦.工厂常用电气设备运行于维护[M].北京：

中国电力出版社，2008