1、安安徽工业职业技术学院安安徽工业职业技术学院工工厂供电课程设计任务书电气系09电气2班姓名：张柳、宋昊燃、尹学斌课程设计题目：斌斌机械加工厂课程设计起止日期：2011.3.72011.3.18指导老师：王玉婷老师一：任务设计书（一） 设计题目斌斌机械加工厂（二） 设计要求1. 必须阐明设计主题和依据，包括设计原始资料的摘要。2. 应突出阐述设计方案。3. 文字要精练，计算要简明。4. 条理要清晰，层次要分明。（三） 设计依据1.工厂总平面图 如图12.工厂负荷情况 本厂多数车间为两班制，年最大负荷利用小时为4600H，日最大负荷持续时间为6H，该厂除热处理车间、锅炉房、实验室属二级负荷外、其余
2、均属三级负荷。本厂的负荷表如下所示厂房编号车间名称负荷类别设备容量/KW需要系数功率因数1冷加工车间动力6200.20.5照明1811.02热处理车间动力3150.30.6照明1211.03装载车间动力2800.150.5照明1311.04成品、半成品试验站动力2120.71.0照明611.05机修车间动力6150.60.75照明411.06锅炉房动力1500.150.5照明1211.07办公楼动力850.80.8照明2011.08食堂动力800.80.8照明411.09仓库动力600.40.8照明30.71.010居民生活区照明4000.81.03.供电电源情况按照工厂与当地供电部门签订的供
3、电协议规定，本厂可由附近一条10/KV的公共电源干线取得工作电源。该干线的走向参看工厂总平面图。该干线的导线型号为LJ35，导线为等边三角形排列，线距为2M；干线首段距本厂约6。干线首端高压断路器容量为300mVA。已知与本厂高压侧有电联系的架空线路总长度为80，电缆线路总长度为50。4气象资料本厂所在地区的平均最高气温为38 ，年平均气温为25，年最低气温为-6，年最热月平均最高气温为35，年最热月平均气温为26，年最热月地下0.8m处平均气温为25，当地主导风向为西北风，年雷暴日数为21.5.地址水文资料本厂所在地平均海拔500m，地层以砂粘土为主，地下水位2m。6电费制度本厂与当地供电部
4、门达成协议，在工厂变电所高压侧计量电能，设专用计量柜，按两部电费制交纳电费。每月基本电费按主变压器容量计为18元/KA，动力电费为0.2元/KWh，照明电费为0.5/KWh。工厂最大负荷时的功率因数不得低于0.92.此外，电力用户需按新装变压器容量计算，一次性向供电部门交纳供电补贴费：610KV为800元/KVA.(四) 设计任务1.设计说明书2.设计图纸(五) 设计时间 2011年3月7日至2011年3月18日目录前言一负责计算和无功功率补偿1负荷计算2. 号车间无功功率补偿3. 号车间无功功率补偿二短路电流的计算1.工厂区短路电流计算2.设备的选择校验3.生活区短路电流计算4.设备的选择校
5、验三高压母线的选择四变电所进出线及邻厂单位联络线的选择五380V低压出线的选择六变电所的保护装置七心得附表 图1 斌斌机械加工厂加工平面图 图2 斌斌机械加工厂变电所主接线图 图3 斌斌机械加工厂变压器剖面图 图4 斌斌机械加工厂生活区户外变电所 图5 变压器过电流，过负荷，瓦斯保护接线图前言箱式变电站又称户外成套变电站，也有称作组合式变电站，他是发展于20时间60年代至70年代欧美等发达国家推出的一种户外成套变电所的新型变电设备，由于它具有组合灵活，便于运输、迁移，安装方便，施工周期短、运行费用低、无污染等优点，受到世界各国电力工作者的重视，进入20世纪90年代中期，国内开始出现异箱式变电站
6、，并得到迅速发展。本课题内容主要包括箱式变压站的结构分类，以及箱式变压站一次系统设计及其设备选择，二次系统的设计。10KV箱式变电站设计高压侧额定电压10KV,二次侧0.4KV，主变压器容量800KVA。生活区变压器容量500KVA。随着市场经济的发展，国家在城乡电网建设和改造中，要求高压直接进入负荷中心，形成高压受电变压器降压低压配电的供电格局，所以供配电要向节地、节电、紧凑型、小型化、安全、无人值守的方向发展，箱变正是具有这些特点的最佳产品，因此在城乡电网中得到广泛应用。 与此同时，由于信息化、网络化、智能化住宅小区发展，因此不仅要求箱变安全可靠，同时要具有“四遥”（遥测、遥控、遥讯、遥调
7、）的智能化功能。这种智能箱式变电站环网供电时，在特定自主软件配合下，能完成故障区段自动定位、故障切除、负荷转贷、网络重构等功能，从而保证一分钟内供电。（一） 负荷计算和无功功率补偿1、 负荷计算 各厂房和生活区的负荷计算如下表编号名称类别设备 容量Pe/kw需要系数kdcostan计算负荷P30/kwQ30/kvarS30/kVAI30/A1冷加工车间动力6200.20.51.73124214.5248376照明1811.001801827.3小计638142214.5257.2389.82热处理车间动力3150.30.61.3394.5125.7157.5238.6照明1211.001201
8、218.2小计327106.51261652503装载车间动力2800.150.51.73427284127.3照明1311.001501522.7小计293577291.81394成品，半成品试验站动力2120.71.00148.40148.4224.8照明611.006069小计218154.40154.42345机修车间动力6150.60.750.88369324.72492745.5照明411.006069.1小计619375324.72495.67516锅炉房动力1500.10.10.515263045.5照明211.001201218.2小计162272637.556.87办公室动
9、力850.80.80.75685185129照明2011.002102132小计10589511031558食堂动力800.80.80.75644880121.2照明411.006069.1小计84704884.9128.69仓库动力600.40.80.7524183045.5照明30.71.003034.5小计63271832.449.210生活区照明4000.70.80.75280210350530总计（380V侧）动力24171047.9898.2_照明92计入Kp=0.9 Kq=0.90.75943.11808.41259.31908.12.无功功率补偿（1）号车间使用一台变压器，而供
10、电部门要求该厂10KV进线侧最大负荷时功率因数 不应低于0.92，暂时0.94来计算380V侧所需无功功率补偿容量。 号车间使用一台变压器，同样低压侧取0.94。附表：各厂房和生活区的负荷计算表1有功计算负荷（单位为）的计算公式P30=PeKdPe车间或工厂用电设备总容量Kd车间或工厂的需要系数2.无功计算负荷（单位为KVar）的计算公式Q30= P30 tan3.视在功率计算负荷（单位为KVA）的计算公式S30= P30/ cos4.计算电流（单位为A）的计算公式I30=S30/3UN 注：小计中S30=（P30+Q30）I30=S30/3UN P30=P30.1+P30.2Q30=Q30.
11、1+Q30.2Pe=Pe.1+Pe.2照明中，用三相功率平均分配给3个灯泡，如不均匀，则尽量均匀后，取分配后三组中容量最大的3例如：车间3中照明13W，分配为5,4,4 则P30=15KW再总计（380V侧）Q30=KqQ30i P30= KqP30i cos=P30/Q30（二）车间无功补偿的计算名称类别设备容量Pe/kwcosP30Q30S30I30总计（380V侧）照明46332.5430.5动力1275计入KP=0.9Kq=0.90.61299.3387.5490742.5Qc= P30（tan1tan2）=299.3 tan（arccos0.61）tan（arccos0.94）kva
12、r=281.3 kvar选PGJ1型低压自动补偿屏，并联电容为BKMJ0.4-10-3型。总容量605=300 kvar无功补偿后的工厂计算负荷项目cos计算负荷P30/kwQ30/kvarS30/kVAI30/A380V侧补偿前负荷0.61299.3387.5490742.5380V侧无功补偿容量-300380V侧补偿后负荷0.96299.387.5312472主变压器功率损耗0.015 S30=4.70.06 S30=18.710KV侧负荷总计0.94304106.2322488注：补偿后的变压器容量和功率因素S30（2）=（299.3+(387.5-300) ）=312KVA变压器的功率
13、损耗为PT=0.015S30（2）=0.015312=4.7KW QT=0.06S30（2）=0.06312=18.7KvarP30（1）=299.3+4.7=304KWQ30（1）=87.5+18.7=106.2KvarS30（1）=（P30（1）+ Q30（1）=304+106.2=322KVA补偿后工厂的功率因数为Cos= P30（1） S30（1）=340322=0.94满足0.92的要求（三）车间无功补偿的计算名称类别设备容量P30/kwcosP30Q30S30I30总计（380V侧）动力1142715.4467.7照明46计入KP=0.9Kq=0.90.84643.9421769.
14、31165.6P30（2）=KPP30（1）=0.9715.4=643.9KWQ30（2）=KqQ30（1）=0.9466.7=421KvarS30=（P30（2）+ Q30（2）=769.3KVAI30= S303UN=1165.6ACos= P30Q30=0.84Qc= P30（tan1tan2）=207.4Kvar选PGJ1型低压自动补偿屏，并联电容为BKMJ0.4-10-3型，补偿容量为605=300 Kvar无功补偿后工厂的计算负荷项目Cos计算负荷P30KWQ30KvaS30KVAI30A380V侧补偿前负荷0.84643.9421769.31165.6380V侧无功补偿容量-30
15、0380V侧补偿后容量0.98643.9121655993变压器功率损耗9.839.310KV侧负荷总计0.97653.7160.36731019注：补偿后的变压器容量和功率因素S30（2）=（643.9+121 ）=655KVA变压器的功率损耗为PT=0.015S30（2）=0.015655=9.8KW QT=0.06S30（2）=0.06655=39.3KvarP30（1）=643.9+9.8=653.7KWQ30（1）=121+39.3=160.3KvarS30（1）=（P30（1）+ Q30（1）=653.7+160.3=673KVA满足0.92的要求选两台变压器并联运行，型号为S9-
16、800/10(6)生活区单独一台变压器供电，型号为S9-500/10(6)3短路电流的计算解：Uc=10.5KV电力系统电抗X1=UcSOC=10.5300=0.37电缆线路电抗X2=XoL=40.08=0.32变压器电抗X3=（Uk100）（UcSN）=（10.5300）4.5=6.2IK1（3） = Uc30.69=8.82KAIK1（3） =I=I=8.82KAish=2.55Ik=2.558.82=22.5KAIsh=1.51 Ik=1.518.82=3.3KAS=3 Uc Ik=310.58.82=160.4MVAXS=UcSOC=0.4300=0.00053XWL= XWL(Uc2
17、Uc1)=0.00046XT=（Uk100）（UcSN）=(4.5100)(0.40.8)=0.009X=0.00053+0.00046+0.0045=0.00549IK2= Uc2 3 X=42KAish=1.84 IK2=1.8442=77.3KAIsh=1.09 IK2=1.0942=45.78KAS=3 Uc2IK2=30.442=29MVA短路计算结果短路计算点三相短路电流KA三相短路容量MVAIK（3）I（3）I（3）ish（3）Ish（3）SK（3）K18.828.828.8222.53.3160.4K142424277.345.782910KV侧一次设备的选择校验选择校验项目电
18、压电流断流能力动稳定度热稳定度装置地点条件参数UNIN（SN3 UN）IK（3）ish（3）I（3）tima数据10KV56.2A8.82KA22.5KA8.821=77.8一 次 设 备 型 号 规 格额定参数UneIneIimaxItt高压少油断路器SN10-10I10KV630A16KA40KA162=512高压隔离开关GN-1020010KV200KA25.5KA105=500户外高压隔离开关GW4-1240012KV400KA25KA105=500高压熔断器RN2-1010KV0.5KA50KA电压互感器JPJ-10100.1KV电压互感器JPJ-10103 KV电流互感器LAJ-1
19、010100325.5(1000.1) =100避雷器FS4-1010KV以上所选一次设备均满足要求。（2）380V侧一次设备的选择校验，如下表。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装置地点条件参数UNIN（SN3 UN）IK（3）ish（3）I（3）tima数据380V1465A42KA77.3KA420.7=1234.8一 次设 备型号规格 额定参数UneIneIimaxItt低压断路器DW15-2500380V2500A60KA低压断路器DW15-4000380V4000A 80KA低压刀开关HD13-150030380V1500A电流互感器LMZJ
20、1-0.5500V15005A电流互感器LMZJ 1-0.5500V100/5A160/5A以上所选一次设备均满足要求。4.生活区的短路点计算及一次设备的选择校验1生活区短路电流的计算 K1点的短路电流和短路容量1电力系统的电抗X1=UcSOC=10.5300=0.372电缆线路电抗X2=XoL=40.35=1.43三相短路电流和短路容量IK1（3）= Uc1 3 X=3.43KAI（3）=I（3）=IK1（3）=3.43KAish（3）=2.55I（3）=2.553.43=8.75 KAIsh（3）=1.51I（3）=1.513.43=5.18 KA4三相短路容量S=3 Uc1I K1（3）
21、=310.53.43=62.3MVAK2点的短路电流和短路容量1电力系统的电抗X1=UcSOC=0.4300=0.000532架空线路电抗X2=Xo（Uc2Uc1）L=40.35（0.410.5）=0.0023变压器电抗X3=（Uk100）（Uc2SN）=（0.40.5）4=0.0124K2点的短路的等效XK2=0.00053+0.002+0.012=0.01453三相短路电流和短路容量1IK2（3）= Uc2 3 XK2=15KA2I（3）=I（3）=IK2（3）=15KA3ish=1.84I（3）=1.8415=27.6KAIsh=1.09 I（3）=1.0915=16.4KAS K2（3
22、）=3 Uc2IK2（3）=30.415=10.4MVA短路计算结果短路计算点三相短路电流KA三相短路容量MAVIK（3）I（3）I（3）ish（3）Ish（3）SK（3）K13.433.433.438.755.1862.3K215151527.616.410.4生活区IN（A）= SN/3UNI（3）tima=3.431.9=22.4I30= 530A其各项值都小于工厂区中选择的校验项目，所以生活区设备的选择同工厂区，且都满足要求5. 变电所进出线及邻厂单位联络线的选择1高压母线的选择参照工厂供电设计指导书中照表5-28，10KV母线选LMY-3（404），即母线尺寸为404mm；380V母
23、线选LMY-3（1008）+606，即相母线尺寸为1008mm，而中性母线的尺寸为606mm。2工厂区电缆的选择校验 采用YJL22-10000型交联聚乙烯绝缘的铝芯电缆直接埋地敷设。1按发热条件I30=I1NT=56.2A及土壤25查表8-44，截面为25mm的交联电缆，Ial=90AI30，满足发热条件。2校验短路热稳定Amin= I（3）timaC=99.2 mmA=120 mmTima终端变电所保护动作时间0.5s，加断路器断路时间0.2s，再加0.05s，故tima=0.75s。YJL22-10000-3120电缆满足短路热稳定条件3生活区10KV高压进线及邻厂联络线的选择1按发热条
24、件I30=I1NT=28.9A，室外温度35初选LJ-16，其35时Ial=90AI30，满足发热条件。2校验短路热稳定Amin=35mm改选LJ-35（2）电缆的选择校验采用YJL22-10000型交联聚乙烯绝缘的铝芯电缆直接埋地敷设。1按发热条件I30=I1NT=28.9A及土壤25查表8-44，截面为25mm的交联电缆，Ial=90AI30，满足发热条件。2校验短路热稳定Amin= I（3）timaC=38.6 mmA=70 mm6.380V低压出线的选择（1）馈电给1号厂房（冷加工车间）的线路，采用VLV22-1000聚乙烯绝缘铝芯电缆直接埋地敷设。1按发热条件I30=I1NT=389.8A及土壤25，查表8-34，截面为,120mm的交联电缆2根，Ial=424AI30，满足发热条件。2校验电压损耗P30=142KW，Q30= 214.5KvarU=7.77VU=7.77380100=2Ual=5Amin= I（3）timaC=239.3mm改选2VLV22-1000-3240+1120（3）装载车间2VLV22-1000-3240+1120（4）成品，半成品试验站2VLV22-1000-3240+112
