工廠供電課程設計陽光機械廠配電室氣與信息工程學院學生姓名：指導教師：職稱講師專業：電氣工程及其自動化班級：完成時間：2013年12月18本工程分為以下幾部分：第一部分為車間負荷計算，通過對負流計算，計算短路電流對車間變電所一次設備和進出線選擇至關重要。第三部分為二次回路設計，二次回路對一次回路的運行進行控制、路，電氣測量回路與絕緣監視回路。第四部分為車間配電線路設計。第五部分為車間照明系統設計，充足的照明時保障車間正常安全生產的前提。關鍵詞：負荷計算一次系統二次回路變壓器Theprojectisdividedshort-circuitcurrentcalculation,short-circuitcurrentisverytheoperation,monitoring,instructionandprotpowerlinesisaprerequisiThroughthedevicecurrentratedcapacityhasbeencacross-sectionmodels.Thefifthpartisthedesignoflightingprotectionofthelightingworkshopanormalproductionsa2.2無功功率的補償及變壓器得選擇63變電所位置和型式的選擇83.2變電所的型式83.3高低壓選擇84變電所主變壓器臺數和容量及主接線方案的選擇94.1變電所主變壓器臺數和容量的選擇94.1.1變壓器的選擇95短路電流的計算126變電所一次設備的選擇與校驗147變電所高低壓線路的選擇168變電所二次回路方案選擇及繼電保護的整定189降壓變電所防雷與接地裝置的設計209.1變電所的防雷保護201.概述眾所周知，電能是現代工業生產的主要能源和動力。電能既易于由其它形式的能量轉換而來，又易于轉換為其它形式的能量以利于實現生產過程自動化。因此，電能在現代工業生產及整個國民經濟生活中應用極為廣泛。在工廠里，電能雖然是工業生產的主要能源和動力，但是它在產品成本中所占的比重一般很小(除電化工業外)。電能在工業生產中的重要性，并不在于它在產品成本中或投資總額中所占的比重多少，而在于工業生產實現電氣化以后可以大大增加產量，改善工人的勞動條件，有利于實現生產過程自動化。從另一方面來說，如果工廠的電能供應突然中斷，則對工業生產可能造成嚴重的后果。分重要的意義。由于能源節約是工廠供電工作的一個重要方面，而能源節約對于國家經濟建設具有十分重要的戰略意義，因此做好工廠供供電工作要很好地為工業生產務，切實保證工廠生產和生活用電的需要，并做好節能工作，就必須達到以下基本要求：(1)安全在電能戶對電壓和頻率等質量的要求(4)經濟供電系統的投資要少，運行費用要低，并盡可能地節約電能和減少有色金屬的消耗量。此外，顧局部的當前的利益，又要有全局觀點，能顧全大局，適應發展。2.負荷計算和無功功率計算及補償2.1負荷計算負荷計算的方法有需要系數法、二項式等幾種，本設計采用需要系數法確定。主要計算公式有：有功功率：無功功率：視在功率：計算電注：由車間干線計算負荷直接相加來計算時，總的有功計算負荷為：總的無功計算負荷為：總的視在計算負荷為：總的計算電流為：根據要求及負荷計算公式，分別計算各車間的，,,,然后列出表格。1.金工車間1動力：查表1得，2照明：查表1得，2.工具車間(1)動力：查表1得，2照明：查表1得，3.電鍍車間：(1)動力：查表得，2照明：查表1得，4.熱處理車間：(1)動力：查表1得，(2)照明：查表1得，5.裝配車間：(1)動力：查表1得，(2)照明：查表1得，6.機修車間：(1)動力：查表1得，(2)照明：查表1得，7.鍋爐房：(1)動力：查表1得，(2)照明：查表1得，8.倉庫：(1)動力：查表1得，(2)照明：查表1得，9.鑄造車間：(1)動力：查表1得，(2)照明：查表1得，10.鍛壓車間：(1)動力：查表1得，(2)照明：查表1得，宿舍住宅區：照明：查表1得，所有廠房總的計算負荷：取表2:1金工車間動力360108126.36108.580.16照明109090.042工具車間動力3603電鍍車間動力310186139.5232.500.35照明109090.045裝配車間動力260鑄造車間動力360鍛壓車間動力36010812總結取1476.401046.631809.752.75表3:車間總體負荷的計算工具車間117126.36172.210.26電鍍車間195139.5239.760.36熱處理車間165117202.270.31裝配車間11391.52145.410.22機修車間58.555.0880.350.12鍋爐房109.80110.16155.540.24倉庫40.839.7856.980.09鑄造車間153146.88212.090.32鍛壓車間117126.36172.210.26宿舍住宅區36803680.562.2無功功率的補償及變壓器得選擇有功損耗：無功損耗：注意：以上二式中S30為變壓器二次側的視在計算負荷。并聯電容器得容量：并聯電容器的個數：變壓器的選擇因工廠得總計算視在功率KVA,查《工廠供電》附錄表5,選用型空載損耗為3000KW,負載損耗為18000KW,空載電流(%)為3000KW,阻抗電壓(%)為6.2.無功補償計算按規定，變壓器高壓側的，考慮到變壓器本身得無功功率損耗遠大于其有功功率損耗，因此在變壓器低壓側進行無功功率補償時，低壓側補償后的功率因數應略高與0.90,取。又要使低壓側功率因數又0.74提高到0.92,需裝設的并聯電容器得容量查《工廠供電》附錄表4,選用BKMJ0.4-25-3的電容器，其參數為額定容量為25Kvar,額定電容為500uF.電容個數故取3.補償后的變壓器容量及功率因數補償后的低壓側的視在計算負荷為考慮無功補償后最終確定變壓器：查《工廠供電》附錄表5,選用型號為S9-1600/10的變壓器，其4.變壓器的校驗變壓器高壓側得計算負荷為：這一功率因數滿足要求。3變電所位置和型式的選擇3.1變配電所位置原則1.盡量靠近負荷中心；2.進出線方便；4設備運輸方便；5.不應設在有劇烈震動或高溫的場所；6.不宜設在多塵或有腐蝕性氣體的場所；.7.不宜設在廁所、浴室或其他經常積水場所的正下方，且不8.不應設在有爆炸危險環境的正上方或正下方，且不宜設在有火災危險環境的正上方或正下方；9.不應設在地勢較洼和可能積水的場所。內一側，有高、低壓配電室、值班室及變壓器室。值班室有分別通往高壓配電室設不能開啟的自然采光窗，窗臺距室外地坪1.8,低壓配電室設能開啟地自然采光窗。3.2變電所的型式3.3高低壓選擇其余均屬三級負荷，綜合考慮變配電所位置的選擇原則，該廠采用一個高壓配電所，變電所方案如下方案一：全廠只用一個變電所，方案變電所編號車間號一號變電所3,6,7,8,9,10二號變電所1,2,4,5及宿舍區4變電所主變壓器臺數和容量及主接線方案的選擇4.1變電所主變壓器臺數和容量的選擇4.1.1變壓器的選擇1.變壓器臺數應根據負荷特點和經濟運行進行選擇。當符合下列條件之一時，宜裝設兩臺及以上變壓器：(1)、裝有兩臺及以上變壓器的變電所，當其中任一臺變壓器斷開時，其余變壓器的容量應滿足一級負荷及二級負荷的用電。變電所中單臺變壓器(低壓為0.4kV)的容量不宜大于1250kVA。當用電設備容量較大、負荷集中且運行合理時，可選用較大容量的變在一般情況下，動力和照明宜共用變壓器。當屬下列情況之一時，可設專用變壓器：(1)、當照明負荷較大或動力和照明采用共用變壓器嚴重影響照明質量及燈泡壽命時，可設照明專用變壓器；(2)、單臺單質量時，可設沖擊負荷專用變壓器。(40、在電源系統不接地或經阻抗接地，電氣裝置外露導電體就地接地系統(IT系統)的低壓電網中，照明負荷應設專用變壓器。多層或高層主體建筑內變電所，宜選用不燃或難燃型變壓器。在多塵或有腐蝕性氣體嚴重影響變壓器安全運行的場所，應選用防塵型或防腐型變壓器。4.1.2變電所的容量方案一：因變電所中有二級負荷，所以變電所中選用2臺變壓器，未補償前每臺變壓器的容量為：并且故初步確定每臺變壓器的容量為1250KVA。補償后每臺變壓器的容量為：并且故確定每臺變壓器的容量為1000KVA,查查《工廠供電》附錄表5,選用型號為S9-1000/10的變壓器，具體參數見表4方案二：一號車間變電所1變壓器的選擇2.進行功率補償：按規定，變壓器高壓側的，考慮到變壓器本身得無功功率損耗遠大于其有功功率損耗，因此在變壓器低壓側進行無功功率補償時，低壓側補償后的功率又要使低壓側功率因數又0.73提高到0.92,需裝設的并聯電容器得容量查《工廠供電》附錄表4,選用BKMJ0.4-25-3的電容器，其參數為額定容量為25Kvar,額定電容為500uF.電容個數故取3.補償后的低壓側的視在計算負荷為4.變壓器的校驗.因數應略高與0.90,取應該車間3,7,9為二級負荷，故該變電所應裝2臺變壓器，未補償前每臺變壓器的容量為：并且并且因此最終確定每臺主變壓器的容量為630KVA,查查《工廠供電》附錄表5,選用型號為S9-630/10的變壓器，具體參數見表4.二號車間變電所計算同上得：變壓器高壓側得計算負荷為：補償后的功率因數為：這一功率因數滿足要求。因該車間都為三級負荷，故該變電所應裝1臺變壓器，為補償前每臺變壓器的容量為：故初步確定變壓器的容量為1000KVA.因此最終確定每臺主變壓器的容量為1000KVA,查查《工廠供電》附錄表5,選用型號為S9-1000/10的變壓器，具體參數見表4.表4:電壓綜合比較方案一與方案二，最后選用方案一，即全廠選用一個高壓配電所一個變電所。5短路電流的計算由原始材料知除鑄造車間，電鍍車間和鍋爐房屬于二級負荷外，其余的均屬二級負荷，故選用2臺變壓器，其型號為S9-800.導線型號為LGJ-185,取線距為1.5Km,每相阻抗為0.33歐/千米。1因斷路器的斷流容量為500MVA,查《工廠供電》附錄表8,選用型號為SN10-10。2.確定基準值：=100,==10.5=0.4,而==5.53.短路電路中各主要元件的電抗標幺值因斷路器得斷流容量=500,故二2架空線路電抗的標幺值：查表得=0.33/,則二3電力變壓器的電抗標要幺值，有《工廠供電》附表5查得5二4.求K-1點的短路電路總電抗標幺值及三相短路電流和短路容量1總電路標幺值：2三相短路電流周期分量有效值：二3其他三相短路電流：4三相短路容量：5.短路計算結果如表5表5:短路計算點三相短路電流/KA三相短路容量/MVA6.110KV側一次設備的選擇校驗如表6表6選擇校驗項目電壓電流斷流能力動穩定度熱穩定度其他裝置地點條件參數數據10KV89.61A2.75KA7.01KA9.83一次設備型號規格額定參數UN高壓少油斷路器SN10-10I/630--電壓互感器JDJ-1010/0.1KV----電壓互感器JDZJ-10/KV--電流互感器LQJ-1010KV100/5A-二次負荷0.6Ω6.2380側一次設備的選擇校驗如(表7)表7選擇校驗項目電壓電流斷流能力動穩定度熱穩定度其他裝置地點條件參數UNI30數據380KV2.75KA一次設備型號規格額定參數UN低壓斷路器DW15-1500/3電動380V1500A40KA低壓刀開關HD13-1500/30380V1500A-電流互感器LMZJ1-0.5500V1500/5A-電流互感器LMZ1-0.5表6,表7所選設備均滿足要求.6.3高低壓母線的選擇10KV母線選LMY?3(40×4),即母線尺寸為×4mm:;380V母線選LMY?3(120×10)+80×6,即相母線尺寸為7變電所高低壓線路的選擇7.110KV高壓進線和引入電纜的選擇1按發熱條件選擇。由及室外環境溫度38℃,查表8-36,初選2校驗機械強度。查《工廠供電》附錄表6,最小允許截面，因(2)由高壓配電室至主變的一段引入電纜的選擇校驗采用YJL22-10000型交聯聚乙烯絕緣的銅芯電纜直接埋地敷設。1)按發熱條件選擇。由及土壤溫度25℃,查《工廠供電》附7.2380V低壓出線選擇1饋電給4號廠房熱處理車間的線路采用VV22-1000型聚氯乙1按發熱條件選擇。由I30310A及地下0.8m土壤溫度為25℃,度不為25℃,則其應乘以表的修正系數。)2校驗電壓損耗。由平面圖量得變電所至4號廠房距離約50m,而由表8-41查得240mm2的銅芯電纜的R00.10/km按纜芯工作溫度75℃計，X00.07Ω/km,又4號廠房的P30165kw,Q30117kvar,因此按式8-13得；滿足允許電壓損耗5%的要求。3短路熱穩定度校驗。求滿足短路熱穩定度的最小截面式中??變電所高壓側過電流保護動作時間按0.5秒整定終端變電所，再加上斷路器斷路時間0.1秒，再加0.05秒。由于前面所選120mm2的纜芯截面小于，不滿足短路熱穩定度300+1×120的四芯電纜中性線芯按不小于相線芯一半選擇，下同。2饋電給1~7,910號廠房的線路亦采用VV22-1000聚氯乙烯絕緣銅芯電纜直埋敷設。方法同上，從略纜芯截面選300mm2,即VV22-1000-3×300+1×120的四芯電纜。3饋電給8號廠房倉庫的線路由于就在變電所旁邊，而且共一建筑物，因此采用聚氯乙烯絕緣銅芯導線BLV-1000型5根3根相線、一根中性線、一根保護線穿硬塑料管埋地敷設。4饋電給宿舍住宅區的線路采用LJ型銅絞線架空敷設，中性線采用LJ-240銅絞線。3.作為備用電源的高壓聯絡線的選擇校驗采用YJL22-10000型交聯聚乙烯絕緣的鋁芯電纜，直接埋地敷設，與相距約2km鄰近單位變配電所的10kv母線相聯。綜合以上所選變電所進去線和聯絡線的導線和電纜型號規格如10kv電源進線LJ-35銅絞線三相三線架空380v低壓出線至1號廠房VV22-1000-3×300+1×120四芯塑料直埋至2號廠房VV22-1000-3×300+1×120至3號廠房VV22-1000-3×300+1×120至4號廠房VV22-1000-3×300+1×120至5號廠房BV-1000-1×4銅芯線5根穿內徑25mm硬塑管至6號廠房VV22-1000-3×300+1×120四芯塑料直埋至7號廠房VV22-1000-3×300+1×120四芯塑料直埋至8號廠房BLV-1000-1×120mm2至9號廠房VV22-1000-3×300+1×120四芯塑料直埋至10號廠房VV22-1000-3×300+1×120四芯塑料直埋至生活區四回路3×LJ-120+1×LJ-70三相四線架空與鄰近單位10kv聯絡線YJL22-10000-3×25交聯電纜直埋號回路斷路器采用手動操動機構。b變電所的電能計量回路變電所高壓側裝設專用計量柜，裝設三相有功電度表和無功電度表，分別計量全廠消耗的有功電能表和無功電能，并以計算每月工廠的平均功率因數。計量柜由上級供電部門加封和管理。c變電所的測量和絕緣監察回路變電所高壓側裝有電壓互感器??避雷器柜。其中電壓互感器為3個JDZJ??10型，組成YO/YO/的接線，用以實現電壓側量和絕緣監察。作為備用電源的高壓聯路線上，裝有三相有功電度表和三相無功電度表、電流表。高壓進線上，也裝上電流表。低壓側的動力出線上，均裝有有功電度表和無功電度表，低壓照明線路上裝上三相四線有功電度。低壓并聯電容器組線路儀表的準確度等級按符合要求。8.2變電所幾點保護裝置1.主變壓器的繼電保護裝置a)裝設瓦斯保護。當變壓器油箱內故障產生輕微瓦斯或油面下降時，瞬時動作于信號；當產生大量的瓦型感應式過電流繼電器，兩相兩繼電器式結線，去分流跳閘的操作方2.保護動作電流整定因此過電流保護動作電流整定為10A。3.過電流保護動作時間的整定因本變電所為電力系統的終端變電所，故其過電流保護的動作時間(10倍的動作電流動作時間)可整定為最短的0.5s。4.過電流保護靈敏度系數的檢驗滿足靈敏度系數的1.5的要求。5.裝設電流速斷保護利用GL15的速斷裝置。(2)電流速斷保護靈敏度系數的檢驗利用式，因此其保護靈敏度系數為1.5按GB50062?92規定，電流保護的最小靈敏度系數為1.5,因此這里裝設的電流速斷保護的靈敏度系數是達到要求的。但按JBJ6?96和JGJ/T16?92