目錄TOC\o"1-2"\h\u22036摘要 1896關(guān)鍵詞 1274001設(shè)計(jì)任務(wù) 2287951.1設(shè)計(jì)要求 2188641.2設(shè)計(jì)依據(jù) 2267141.3設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求 463211.4設(shè)計(jì)成果 42852負(fù)荷計(jì)算 4164352.1車間各負(fù)荷 4112142.2全廠負(fù)荷 6308723短路電路的計(jì)算 612453.1繪制計(jì)算電路 6255563.2確定短路計(jì)算基準(zhǔn)值 7267623.3計(jì)算短路電路中個(gè)元件的電抗標(biāo)幺值 7119723.4k-1點(diǎn)〔10.5kV側(cè)〕的相關(guān)計(jì)算 8295573.5k-2點(diǎn)〔0.4kV側(cè)〕的相關(guān)計(jì)算 8250724變電所變壓器和主接線方案的選擇 963454.1主變壓器的選擇 914294.2變電所主接線方案的選擇 96664.3裝設(shè)一臺(tái)主變壓器的主接線方案 1069084.4裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器的主接線方案 1122135總結(jié) 1315702參考文獻(xiàn) 141849Abstract 15某機(jī)械廠變電所及配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)作者廖本行指導(dǎo)教師莫瑜章摘要：眾所周知，電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動(dòng)力。電能既易于由其他形式的能量轉(zhuǎn)換而來，又易于轉(zhuǎn)換為其他形式的能量，它的輸送和分配既簡單經(jīng)濟(jì)，又便于控制、調(diào)節(jié)和測量，又利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化，因此，電能在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)及整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)生活中應(yīng)用極為廣泛。從而搞好工業(yè)企業(yè)供電工作對(duì)于整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)開展，實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化具有十分重要的意義。工廠供電設(shè)計(jì)是整個(gè)工廠設(shè)計(jì)的重要組成局部，工廠供電設(shè)計(jì)的質(zhì)量影響到工廠的和生產(chǎn)及其開展，作為從事工廠供電工作的人員，有必要了解和掌握工廠供電設(shè)計(jì)的有關(guān)知識(shí)，以便適應(yīng)設(shè)計(jì)工作的需要。做好工廠供電工作對(duì)于開展工業(yè)生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化，具有十分重要的意義。由于能源節(jié)約是工廠供電工作的一個(gè)重要方面，而能源節(jié)約對(duì)于國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有十分重要的戰(zhàn)略意義，因此做好工廠供電工作，對(duì)于節(jié)約能源、支援國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)，也具有重大的作用。工廠供電工作要很好地為工業(yè)生產(chǎn)效勞，切實(shí)保證工廠生產(chǎn)和生活用電的需要，并做好節(jié)能工作。關(guān)鍵詞：負(fù)荷；短路電流；變壓器；電路主接線1設(shè)計(jì)任務(wù)1.1設(shè)計(jì)要求要求根據(jù)本廠所能取得的電源及本廠用電負(fù)荷的實(shí)際情況，并適當(dāng)考慮到工廠生產(chǎn)的開展，按照平安可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的要求，確定變電所的位置和型式，確定變電所主變壓器的臺(tái)數(shù)、容量與類型，選擇變電所主接線方案及上下壓設(shè)備和進(jìn)出線，確定二次回路方案，選擇整定繼電保護(hù)，確定防雷和接地裝置。最后按要求寫出設(shè)計(jì)說明書，繪出設(shè)計(jì)圖紙。1.2設(shè)計(jì)依據(jù)1.2.1工廠總平面圖生活區(qū)的生活區(qū)的負(fù)荷中心(8)(9)(10)(4)(7)(6)(5)(3)(2)(1)大街公共電源干線廠區(qū)大街廠門后廠門鄰廠某機(jī)械廠總平面圖比例：1：2000圖1某機(jī)械廠總平面圖1.2.2工廠負(fù)荷情況本廠多數(shù)車間為兩班制，年最大負(fù)荷利用小時(shí)為4600h，日最大負(fù)荷持續(xù)時(shí)間為6h。該廠除鑄造車間、電鍍車間和鍋爐房屬二級(jí)負(fù)荷外，其余均屬三級(jí)負(fù)荷。本廠的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料如表1.1所示。表1工廠負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料廠房編號(hào)廠房名稱負(fù)荷類別設(shè)備容量/kW需要系數(shù)功率因數(shù)1鑄造車間動(dòng)力3000．30．7照明50．81．02鍛壓車間動(dòng)力3500．30．65照明80．71．07金工車間動(dòng)力4000．20．65照明100．81．06工具車間動(dòng)力3600．30．6照明70．91．04電鍍車間動(dòng)力2500．50．8照明50．81．03熱處理車間動(dòng)力1500．60．8照明50．81．09裝配車間動(dòng)力1800．30．7照明60．81．010機(jī)修車間動(dòng)力1600．20．65照明40．81．08鍋爐車間動(dòng)力500．70．8照明10．81．0倉庫動(dòng)力200.40.8照明10.81.0生活區(qū)照明3500．70．91.2.3供電電源情況供電電源情況按照工廠與當(dāng)?shù)毓╇姴块T簽定的供用電協(xié)議規(guī)定，本廠可由附近一條10kV的公用電源干線取得工作電源。該干線的走向參看工廠總平面圖。該干線的導(dǎo)線牌號(hào)為LGJ-150，導(dǎo)線為等邊三角形排列，線距為2m；干線首端距離本廠約8km。干線首端所裝設(shè)的高壓斷路器斷流容量為500MVA。此斷路器配備有定時(shí)限過流保護(hù)和電流速斷保護(hù)，定時(shí)限過流保護(hù)整定的動(dòng)作時(shí)間為1.7s。為滿足工廠二級(jí)負(fù)荷要求，可采用高壓聯(lián)絡(luò)線由鄰近的單位取得備用電源。與本廠高壓側(cè)有電氣聯(lián)系的架空線路總長度為80km，電纜線路總長度為25km。1.2.4氣象資料本廠所在地區(qū)的年最高氣溫為38℃，年平均氣溫為23℃，年最低氣溫為-9℃，年最熱月平均最高氣溫為33℃，年最熱月平均氣溫為26℃，年最熱月地下0.8米處平均氣溫為25℃。當(dāng)?shù)刂鲗?dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|北風(fēng)，年雷暴日數(shù)為20。1.2.5地質(zhì)水文資料本廠所在地區(qū)平均海拔500m，地層以砂粘土為主，地下水位為2m。1.2.6電費(fèi)制度本廠與當(dāng)?shù)毓╇姴块T達(dá)成協(xié)議，在工廠變電所高壓側(cè)計(jì)量電能，設(shè)專用計(jì)量柜，按兩部電費(fèi)制交納電費(fèi)。每月根本電費(fèi)按主變壓器容量為18元/kVA，動(dòng)力電費(fèi)為0.9元/Kw.h，照明電費(fèi)為0.5元/Kw.h。工廠最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)不得低于0.9，此外，電力用戶需按新裝變壓器容量計(jì)算，一次性向供電部門交納供電貼費(fèi)：6~10VA為800/kVA。1.3設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求1.確定車間變電所變壓器的臺(tái)數(shù)和容量；2.電氣主接線圖設(shè)計(jì)；3.輸電導(dǎo)線截面選擇〔選擇一條線路計(jì)算〕；4.確定短路計(jì)算點(diǎn)，計(jì)算三相短路電流；5.主要電氣設(shè)備選擇與校驗(yàn)；1.4設(shè)計(jì)成果1.設(shè)計(jì)說明書一份〔約8000字〕：包括設(shè)計(jì)任務(wù)所要求的各項(xiàng)設(shè)計(jì)計(jì)算過程、結(jié)果和表格，要求內(nèi)容完整，條理清晰，書面清潔，字跡工整。2.設(shè)計(jì)圖紙：電氣主接線圖一張。2負(fù)荷計(jì)算本設(shè)計(jì)采用需要系數(shù)法計(jì)算。2.1車間各負(fù)荷表2各車間負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料編號(hào)名稱設(shè)備容量/kW需要cosΦtanΦ計(jì)算負(fù)荷系數(shù)Pc/kWQc/kvarSc/kVAIc/A1鑄造車間動(dòng)力3550.250.750.8888.7578.1118.33180.00照明100.81808.0020.732鍛壓車間動(dòng)力3250.30.61.3397.5129.675162.50247.19照明100.81808.0020.737金工車間動(dòng)力4050.20.651.178194.77124.62189.56照明100.81808.0020.736工具車間動(dòng)力3800.350.61.33133176.89221.67337.19照明100.81808.0020.734電鍍車間動(dòng)力2550.50.750.88127.5112.2170.00258.59照明70.815.605.6014.513熱處理車間動(dòng)力1800.60.80.7510881135.00205.35照明80.816.406.4016.589裝配車間動(dòng)力1900.30.71.025758.1481.43123.86照明50.81404.0010.3610機(jī)修車間動(dòng)力1650.250.651.1741.2548.262563.4696.53照明40.813.203.208.298鍋爐房動(dòng)力650.70.80.7545.534.12556.8886.52照明10.810.800.802.075倉庫動(dòng)力550.40.80.752216.527.5041.83照明10.810.800.802.07總計(jì)—854.3829.661214.172.2全廠負(fù)荷取=0.9；=0.95根據(jù)上表可算出：=854.3Kw；=829.66kvar；=1214.17kv·A那么==0.9×854.3Kw=768.87Kw==0.95×829.66kvar=788.177kvar=kv·A=1214.17kv·A==1616.86A==854.3/1214.17=0.7043短路電路的計(jì)算3.1繪制計(jì)算電路500500MVAK-1K-2LGJ-150,8km10kVS11-1250/10380V(2)(3)(1)～∞系統(tǒng)圖3-1短路計(jì)算電路3.2確定短路計(jì)算基準(zhǔn)值取基準(zhǔn)容量=100MVA，基準(zhǔn)電壓==1.05，為短路計(jì)算電壓，即高壓側(cè)=10.5kV，低壓側(cè)=0.4kV，那么===5.50kA= ==144kA3.3計(jì)算短路電路中個(gè)元件的電抗標(biāo)幺值3.3.1電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值電力系統(tǒng)出口斷路器的斷流容量=500MV·A，故=100M·VA/500MV·A=0.2 3.3.2架空線路的電抗標(biāo)幺值查表得LGJ-150的線路電抗=0.35，而線路長8km，故=0.35()×8×=2.543.3.3電力變壓器的電抗標(biāo)幺值查表得變壓器的短路電壓百分值=4.5，故===3.6式中，為變壓器的額定容量因此繪制短路計(jì)算等效電路如圖5-2所示,圖上標(biāo)出各元件的序號(hào)和電抗標(biāo)幺值,并標(biāo)明短路計(jì)算點(diǎn)。k-1k-1k-2圖3-2短路計(jì)算等效電路3.4k-1點(diǎn)〔10.5kV側(cè)〕的相關(guān)計(jì)算3.4.1總電抗標(biāo)幺值=0.2+2.54=2.74 3.4.2三相短路電流周期分量有效值=5.50kA/2.74=2.01kA3.4.3其他三相短路電流=2.01kA=2.55×2.01=5.13kA=1.51×2.01=3.04kA3.4.4三相短路容量=100MV·A/2.74=36.50MV·A3.5k-2點(diǎn)〔0.4kV側(cè)〕的相關(guān)計(jì)算3.5.1總電抗標(biāo)幺值=0.2+2.54+3.6=6.343.5.2三相短路電流周期分量有效值=144kA/6.34=22.71kA 3.5.3其他短路電流=22.71kA =1.84×22.71kA=41.79kA ==1.09×22.71kA=24.75kA 3.5.4三相短路容量=100MV·A/6.34=15.77MV·A4變電所變壓器和主接線方案的選擇4.1主變壓器的選擇根據(jù)工廠的負(fù)荷性質(zhì)和電源情況，工廠變電所的主變壓器考慮有以下兩種可供選擇的方案：a)裝設(shè)一臺(tái)變壓器 型號(hào)為S11型，而容量根據(jù)式，為主變壓器容量，為總的計(jì)算負(fù)荷。選=1250kv·A>=1114.17kv·A，即選一臺(tái)S11-1250/10型低損耗配電變壓器。至于工廠二級(jí)負(fù)荷所需的備用電源，考慮由鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來承當(dāng)。b)裝設(shè)兩臺(tái)變壓器型號(hào)為S11型，而每臺(tái)變壓器容量根據(jù)式〔3-1〕、〔3-2〕選擇，即≥〔0.6～0.7〕×1063.89kv·A=〔638.334～744.723〕kv·A 〔3-1〕≥〔Ⅰ+Ⅱ〕=(101.4+254.5+105.68)KVA=461.55KVA 〔3-2〕因此選兩臺(tái)S11-630/10型低損耗配電變壓器。工廠二級(jí)負(fù)荷所需的備用電源，考慮由鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來承當(dāng)。主變壓器的聯(lián)結(jié)組均為Dyn11。4.2變電所主接線方案的選擇一般大中型企業(yè)采用35～110KV電源進(jìn)線時(shí)都設(shè)置總降壓變電所，將電壓降至6～10KV后分配給各車間變電所。總降壓變電所主接線一般有線路—變壓器組、單母線、內(nèi)橋式、外橋式等幾種接線方式。按上面考慮的兩種主變壓器方案可設(shè)計(jì)以下兩種主接線方案：4.3裝設(shè)一臺(tái)主變壓器的主接線方案這種主接線由于采用了高壓斷路器，因此變電所的停、送電操作十分方便，而且在發(fā)生短路故障時(shí)，過電流保護(hù)裝置動(dòng)作，斷路器會(huì)自動(dòng)跳閘，如果短路故障已經(jīng)消除，那么可立即合閘恢復(fù)供電。如果配備自動(dòng)重合閘裝置，那么供電可靠性更高。但是如果變電所只此一路電源進(jìn)線時(shí)，一般也只用于三級(jí)負(fù)荷；但如果變電所低壓側(cè)有聯(lián)絡(luò)線與其他變電所相連時(shí)，或另有備用電源時(shí)，那么可用二級(jí)負(fù)荷。如果變電所有兩路電源進(jìn)線，如圖4-1所示，那么供電可靠性相應(yīng)提高，可供二級(jí)負(fù)荷或少量一級(jí)負(fù)荷。4-1裝設(shè)一臺(tái)主變壓器的主接線方案4.4裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器的主接線方案一次側(cè)采用內(nèi)橋式結(jié)線，二次側(cè)采用單母線分段的總降壓變電所主電路圖如4-2所示，其一次側(cè)的QF10跨接在兩路電源線之間，猶如一座橋梁，而處在線路斷路器QF11和QF12的內(nèi)側(cè)，靠近變壓器，因此稱為內(nèi)橋式結(jié)線。這種主結(jié)線的運(yùn)行靈活性較好，供電可靠性較高，適用于一、二級(jí)負(fù)荷工廠。如果某路電源例如WL1線路停電檢修或發(fā)生故障時(shí)，那么斷開QF11，投入QF10〔其兩側(cè)QS先合〕，即可由WL2恢復(fù)對(duì)變壓器T1的供電，這種內(nèi)橋式結(jié)線多用于電源線路較長因而發(fā)生故障和停電檢修的時(shí)機(jī)較多、并且變電所的變壓器不需要經(jīng)常切換的總降壓變電所。4-2裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器的主接線方案總結(jié)課程設(shè)計(jì)是檢驗(yàn)本學(xué)期學(xué)習(xí)的情況的一項(xiàng)綜合測試，它要求我把所學(xué)的知識(shí)全部適用，融會(huì)貫穿的一項(xiàng)訓(xùn)練，是對(duì)能力的一項(xiàng)綜合評(píng)定，它要求充分開掘自身的潛力，開拓思路設(shè)計(jì)出合理適用的工廠供電系統(tǒng)。通過這次課程設(shè)計(jì)，使我得到了很多的經(jīng)驗(yàn)，并且穩(wěn)固和加深以及擴(kuò)大了專業(yè)知識(shí)面，鍛煉綜合及靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力，正確使用技術(shù)資料的能力。知識(shí)系統(tǒng)化能力得到提高,設(shè)計(jì)過程中運(yùn)用了很多的知識(shí)，因此如何將知識(shí)系統(tǒng)化就成了關(guān)鍵。如本設(shè)計(jì)中用到了工廠供電的絕大多數(shù)的根底理論和設(shè)計(jì)方案，因此在設(shè)計(jì)過程中側(cè)重了知識(shí)系統(tǒng)化能力的培養(yǎng)，為今后的工作和學(xué)習(xí)打下了很好的理論根底。動(dòng)得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)效勞，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。這次課程設(shè)計(jì)，我做了大量的參數(shù)計(jì)算，鍛煉從事工程技術(shù)的綜合運(yùn)算能力，參數(shù)計(jì)算盡可能采用先進(jìn)的計(jì)算方法。使我了解工廠供電設(shè)計(jì)的根本方法，了解工廠供電電能分配等各種實(shí)際問題，培養(yǎng)獨(dú)立分析和解決實(shí)際工程技術(shù)問題的能力，同時(shí)對(duì)電力工業(yè)的有關(guān)政策、方針、技術(shù)規(guī)程有一定的了解。本次課設(shè)應(yīng)該感謝學(xué)校和系里的安排，讓我在學(xué)習(xí)課本知識(shí)的同時(shí)，能夠有這樣良好的時(shí)機(jī)實(shí)踐,加深對(duì)所學(xué)理論知識(shí)的理解,掌握工程設(shè)計(jì)的方法。更應(yīng)該感謝導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)，要不然靠我自己不可能那么順利完成。通過這次課程設(shè)計(jì),我深深懂得要不斷的把所學(xué)知識(shí)學(xué)以致用,還需通過自身不斷的努力,不斷提高自己分析問題、解決問題的能力。參考文獻(xiàn)[1]蘇文成.工廠供電[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.[2]唐志平.供配電技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2005.[3]劉寶林.電氣設(shè)備選擇·施工安裝·設(shè)計(jì)應(yīng)用手冊(cè)[M].北京：中國水利水電出版社，1998.[4]劉介才.工廠供電設(shè)計(jì)指導(dǎo)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998.[5]翁雙安.供電工程[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.[6]熊信銀.發(fā)電廠電氣局部[M].北京：中國電力出版社，2004.DesignofsubstationandpowerdistributionsystemofamechanicalfactoryAbstract:Asweallknow,poweristhemainenergyandpowerofmodernindustrialproduction.Electricalenergyisbotheasytobyotherformsofenergyconversion,andeasyconversiontootherformsofenergy,itstransmissionanddistributionissimpleandeconomic,andeasytocontrol,regulationandmeasurement,butalsoconducivetotherealizationoftheproductionprocessautomation.Therefore,theelectricalenergyiswidelyusedinmodernindustrialproductionandlifeinthenationaleconomyasawhole.Therefore,itisveryimportantfortheindustrialenterprisestoimprovethepowersupplyforthewholeindustrialproductionandrealizetheindustrialmodernization.Powerplantdesignisanimportantpartofthewholedesignofafactory,thefactorypowersupplydesignqualityaffectstheplantproductionanddevelopment,asastaffworkinginthefactorypowersupply,it