1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上課程設計任務書2014 2015 學年第 1 學期 自動化 系 電氣工程及其自動化 專業(yè) 2 班級課程設計名稱： 供配電技術課程設計 設計題目： 石河子機械廠供電系統(tǒng)設計 完成期限：自 2015 年 1 月 12 日至 2015 年 1 月 16 日共 1 周設計依據(jù)、要求及主要內(nèi)容：一、設計題目石河子機械廠供電系統(tǒng)設計二、主要內(nèi)容：1閱讀相關科技文獻，查找相關圖紙資料。2. 熟悉工業(yè)與民用建筑電氣設計的相關規(guī)范和標準。3. 熟悉建筑供配電系統(tǒng)設計的方法、步驟和內(nèi)容。4熟練掌握整理和總結(jié)設計文檔報告。5熟悉掌握如何查找設備手冊及相關參數(shù)并進行系統(tǒng)設計。三、設計要求1、

2、制定設計方案，確定電源電壓、負荷等級及供配電方式。2、確定方案后，繪制各用電設備等布置平面圖，繪制高、低壓系統(tǒng)圖。3、 進行設計計算，選擇設備容量、整定值、型號、臺數(shù)等。4、編寫設計計算書。5、編制設計說明書。四、已知參數(shù)1.負荷附表負荷序號負荷名稱負荷等級有功負荷無功負荷1鍛壓車間28002002鑄造車間27601803鉚焊車間25901904機工車間26502305試驗車間25601706壓氣車間23801207裝配車間34203308辦公負荷34502409生活負荷3440180同期系數(shù)0.950.972.工廠負荷情況：本廠工作制為三班制，年最大負荷利用小時5600小時，日最大負荷持續(xù)時

3、間為24小時，本廠低壓動力設備均為三相，額定電壓為380V。照明用電器均為單相，額定電壓為220V。3.供電電源情況：按照工廠與當?shù)毓╇姴块T簽訂的供電協(xié)議規(guī)定，本廠可由附近兩條10KV公共用電源干線供電。4.系統(tǒng)短路數(shù)據(jù)：干線首端所裝設高壓斷路器斷流容量為400MVA。此斷路器配備有定時限過電流保護和電流速斷保護，定時限過電流保護正定的動作時間為3S。為滿足工廠二級負荷要求，可采用高壓聯(lián)絡線由鄰近的單位取得備用電源。5.電業(yè)部門對功率因數(shù)要求值：工廠最大負荷時的功率因數(shù)不低于0.90.6.當?shù)貧庀蟮刭|(zhì)條件：本廠所在地區(qū)的年最高氣溫為40oC,年平均氣溫為20oC,年最低氣溫為-8 oC,年最熱

4、月平均最高氣溫為30 oC,年最熱月地下0.8m處平均溫度為25 oC。年雷暴日數(shù)為32天，土壤性質(zhì)以砂質(zhì)粘土為主。5.本廠與供電部門達成協(xié)議，在工廠變電所高壓側(cè)計量電能，設專用計量柜，按兩部電費只繳納電費。五、主要參考資料1. 供配電工程設計指導，機械工業(yè)出版社，翁雙安，20042.現(xiàn)代建筑電氣供配電設計技術，中國電力出版社，李英姿等，20083.供配電系統(tǒng)設計規(guī)范，GB50054-20094.民用建筑電氣設計規(guī)范，GBJGJ_T16-20085.工業(yè)與民用配電設計手冊 中國電力出版社 中國航空工業(yè)給畫設計院主編 2005 6. 工廠供電劉介才 7.供配電技術唐治平指導教師（簽字）： 系 主

5、 任（簽字）： 批準日期： 2015年 1月 16 日第1章 負荷計算及其無功補償2.1.1計算方法首先計算出各車間單組用電設備的計算負荷，再通過取同時系數(shù)，利用多組用電設備計算負荷的計算公式計算出整個車間的計算負荷。低壓側(cè)負荷計算 （1）有功計算負荷（單位為KW） 即：（2） 無功計算負荷（單位為kvar）即：（3） 視在計算負荷（單位為kvA）（4） 計算電流（單位為A） 高壓側(cè)功率因數(shù)計算（1） 有功計算負荷（單位為KW）（2） 無功計算負荷（單位為kvar）（3） 視在計算負荷（單位為kvA）（4） 功率因數(shù)的計算滿足要求最大負荷時功率因數(shù)大于0.90所以不需要無功補償。 (5) 電流

6、計算 （單位A）滿足要求最大負荷時功率因數(shù)大于0.90所以不需要無功補償。第2章 供配電方案選擇由負荷計算可以看出，低壓側(cè)（即380V側(cè)） 電流為6766A，電流過大，而高壓側(cè)（即10KV側(cè)），電流為301.61A，通過相應導線和負荷的考慮給出以下兩種供配電選擇：（1）10KV電壓直接引入各個車間，再通過變壓和分配直接提供給車間。（2）10KV進線通過橋試連接的變壓器2臺，輸出端為380V電壓，但由于車間需求的電流很大，所以需要引入多組三相電纜。選擇方案一，可以盡量避免高電流不好找到相應線纜的問題，但從實際情況來看，這樣的方式需要很多變壓器及變配電室。還需要很多的工作人員，不符合實際操作需求。

7、選擇方案二，主要的問題在于如何選取電纜的強度，并且需要很多車間電纜進線。但優(yōu)點在于人員投入少，變壓器用量少，易于檢修和維護，前期投入較少。綜合以上情況，本次設計選擇方案二以下為方案二中各個車間所需負荷及需求電流的情況：2鍛壓車 間鑄造車 間鉚焊車 間機工車 間試驗車 間壓氣車 間裝配車 間辦公負 荷生活負 荷負荷（KVA） 784 743 590 657 556 379 512 487 453電 流 (A) 1192 1203 896 998 831 575 778 740 668第三章 變壓所位位置的選擇變壓所所址的選擇原則 變壓所所址的選擇，應根據(jù)以下要求并經(jīng)技術經(jīng)濟分析比較后確定： （1

8、）盡量接近負荷中心，以降低配電系統(tǒng)的電能損耗，電壓損耗和有色金屬消耗量。 （2）進出線方便，特別是要便于架空進出線。 （3）接近電源側(cè)，特別是工廠的總降壓變電所和高壓配電所。 （4）設備運輸方便，特別是要考慮電力變壓器和高低壓成套配電裝臵的運輸。 （5）不應設在有劇烈運動或高溫的場所，無法避開時，應有防振和隔熱的措施。 （6）不宜設在多塵或有腐蝕性氣體的場所，無法遠離時，不應設在污染源的下風側(cè)。 （7）不應設在廁所、浴室和其他經(jīng)常積水場所的正下方，且不宜與上述場所相貼鄰。 （8）不應設在有爆炸危險環(huán)境的正上方或正下方，且不宜設在有火災環(huán)境的正上方或正下方。當有爆炸或火災危險環(huán)境的建筑物毗連時，

9、應符合現(xiàn)行國家標準GB50058-1992爆炸和火災環(huán)境電力裝臵設計規(guī)范的規(guī)定。 （9）不應設在地勢低洼和有可能積水的場所。 第四章 變電所主變壓器及主接線方案的選擇3.1變電所主變壓器的選擇 根據(jù)工廠的負荷性質(zhì)和電源情況以及對現(xiàn)實狀況實的際考慮工廠變電所的變壓器做出以下選擇：主備用變壓器由于要符合二級符合要求，其負載端可能出現(xiàn)二，三級負荷混聯(lián)的狀況，所以根據(jù)容量（380V側(cè)的總?cè)萘繛?118.74KVA,10KV側(cè)總?cè)萘繛?22.07KVA。），以及日后廠區(qū)擴建和設備的增添。綜合選擇總?cè)萘繛?000KVA的變壓器，型號為S10-800 10000±5% 230/400. 因此可以考

10、慮選兩臺S10-/10型低損耗配電變壓器。工廠二級負荷所需的備用電源，考慮由鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡線來承擔。主變壓器的聯(lián)結(jié)組均為Dyn11。相比于Yyno來說，Dyn11聯(lián)結(jié)有下列優(yōu)點： （1）對于Dyn11聯(lián)結(jié)變壓器來說，其3n次（n為正整數(shù)）諧波電流在其三角形接線的一次繞組內(nèi)形成環(huán)流，從而不致注入公共的高壓電網(wǎng)中去，這較之一次繞組接成星形接線的Yyn0聯(lián)結(jié)變壓器跟有利于抑制高次諧波電流。 （2） Dyn11連結(jié)變壓器的零序阻抗較之Yyn0連結(jié)變壓器的零序阻抗小得多，從而更有利于低壓單相接地短路故障保護的動作和故障的切除。 （3）當?shù)蛪簜?cè)接用不平衡負荷時，由于Yyn0聯(lián)結(jié)變壓器要求低壓中性線

11、電流不超過低壓繞組額定電流的25%，因而嚴重限制了其借用單相負荷的容量，影響了變壓器設備能力的發(fā)揮。為此，GB50052-1995供配電系統(tǒng)設計規(guī)范規(guī)定，低壓為TN及TT系統(tǒng)時，宜采用Dyn11聯(lián)結(jié)變壓器。Dyn11聯(lián)結(jié)變壓器的低壓側(cè)中性線電流允許達到低壓繞組額定電流的75%以上，其承受單相不平衡負荷的能力遠比Yyn0聯(lián)結(jié)變壓器大。這在現(xiàn)代供配電系統(tǒng)中單相負荷急劇增長的情況下，推廣應用Dyn11聯(lián)結(jié)變壓器就顯得更有必要。綜合考慮以上因素，采用Dyn11聯(lián)結(jié)更有優(yōu)勢。3.2變電所主接線方案的選擇 按上面考慮的兩種主變壓器方案可設計主接線方案如下： 第5章 線型的選擇 為保證供電系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)

12、質(zhì)、經(jīng)濟的運行，選擇導線和電纜截面時必須滿足下列條件：發(fā)熱條件。導線和電纜再通過正常最大負荷電流即計算電流時產(chǎn)生的發(fā)熱溫度，不應超過其正常運行時的最高允許溫度。電壓損耗條件。導線和電纜在通過正常最大負荷電流即計算電流時產(chǎn)生的電壓損耗，不應超過其正常運行時允許的電壓損耗。對于工廠內(nèi)較短的高壓線路，可不進行電壓損耗校驗。經(jīng)濟電流密度。35KV及以上的高電壓線路及35KV以下的長距離，大電流線路，其導線和電纜截面宜按經(jīng)濟電流密度選擇，以使線路的年運行費用支出最小。機械強度 導線截面不應小于其最小允許截面，對于電纜，不必校驗其機械強度，但需校驗其短路熱穩(wěn)定度。母線則應校驗其短路對的動穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度。

13、對于絕緣單線和電纜，還應滿足工作電壓的要求。由于當?shù)貧庀蟮刭|(zhì)條件：本廠所在地區(qū)的年最高氣溫為40oC,年平均氣溫為20oC,年最低氣溫為-8 oC,年最熱月平均最高氣溫為30 oC,年最熱月地下0.8m處平均溫度為25 oC。年雷暴日數(shù)為32天，土壤性質(zhì)以砂質(zhì)粘土為主。且根據(jù)規(guī)定，10KV及其以下的系統(tǒng)不需要進行經(jīng)濟電流密度的計算。所以線路的敷設方式選擇為埋地敷設。根據(jù)公式計算線路電流如下由查表得出,，。 各車間線路電纜埋地后實際電流需求表鍛造車間及備用鑄造車間及備用鉚焊車間及備用機工車間及備用試驗車間及備用壓氣車間及備用裝配車間辦公負荷生活負荷1391A1404A1046A1165A970A

14、671A908A864A710A線型選擇如下表： 各車間線型及數(shù)量選擇表 銅芯型號 根數(shù) 鋁芯型號 根數(shù)站用線路（1，2）WL1BX-380-3*16 1備用線路（1,2）WL2BX-380-3*16 1鍛造車間及備用WL3BX-380-3*185 2BLX-380-3*185 1鑄造車間及備用WL4BX-380-3*185 2BLX-380-3*185 1鉚焊車間及備用WL5BX-380-3*185 2機工車間及備用WL6BX-380-3*185 2BLX-380-3*185 1試驗車間及備用WL7BX-380-3*185 2壓氣車間及備用WL8BLX-380-3*185 2裝配車間WL9B

15、X-380-3*185 1BLX-380-3*185 1辦公負荷WL10BX-380-3*185 1 1生活負荷WL11BLX-380-3*185 2第6章 短路電流的計算 根據(jù)電路的進線可得短路電流計算線路圖如下：由上圖課畫出等效電路圖如下：確定短路計算基準值如下； 設標準容量,基準電壓，為短路計算電壓，即高壓側(cè)，低壓側(cè)，則：圖5-1 短路計算電路5.2確定短路計算基準值設基準容量=100MVA，基準電壓=1.05，為短路計算電壓，即高壓側(cè)=10.5kV，低壓側(cè)=0.4kV，則（5-1）（5-2）5.3計算供電系統(tǒng)中各主要元件的電抗標幺值5.3.1電力系統(tǒng)由電力系統(tǒng)出口斷路器的斷流容量=500MVA可知=100MVA/500MVA=0.2 （5-3）5.3.2架空線路查表得LGJ-150的線路電抗，而線路長8km，故 （5-4）5.3.3電力變壓器查表得變壓器的短路電壓百分值=4.5，故=4.5 （5-5）式中，為變壓器的額定容量因此繪制短路計算等效電路如圖5-2所示。圖5-2 短路計算等效電路5.4 k-1點（10.5kV側(cè)）的計算5.4.1總電抗標幺值=0.2+2.54=2.74 （5-6）5.4.2 三相短路電流周期分量有效值 （5-7）5.4.3 其他短路電流（5-8）（5-9）（5-10）5.4.4 三相短路容量 （5-1