供用電工程課程設(shè)計說明書某工廠降壓變電所一次部分電氣設(shè)計院、部電氣與信息工程學(xué)院學(xué)生姓名謝兵指導(dǎo)教師桂友超職稱講師專業(yè)電氣工程及其自動化班級電氣本1002班完成時間2013年12月供用電工程課程設(shè)計任務(wù)書1意義課程設(shè)計是教學(xué)過程中的一個重要環(huán)節(jié)，通過課程設(shè)計可以鞏固本課程理論知識，了解變電所設(shè)計的基本方法，了解變電所電能分配等各種實際問題，培養(yǎng)獨立分析和解決實際工程技術(shù)問題的能力，同時對電力工業(yè)的有關(guān)政策、方針、技術(shù)規(guī)程有一定的了解，在計算繪圖、編號、設(shè)計說明書等方面得到訓(xùn)練，為今后的學(xué)習(xí)工作奠定基礎(chǔ)2課題名稱某工廠降壓變電所一次部分電氣設(shè)計3本廠負(fù)荷性質(zhì)本廠多數(shù)車間為兩班制，年最大負(fù)荷利用小時為4600H，日最大負(fù)荷持續(xù)時間為6H。該廠除鑄造車間、電鍍車間和鍋爐房屬二級負(fù)荷外，其余均屬三級負(fù)荷。本廠的負(fù)荷統(tǒng)計資料如表1所示。4設(shè)計任務(wù)1負(fù)荷計算2無功功率補償及電容器的選擇3變壓器的選擇4主接線方案的確定5短路電流計算6一次設(shè)備的選擇及校驗7母線及高低壓開關(guān)的選擇8繪制一次主接線圖5參考文獻(xiàn)1余健明等供電技術(shù)第4版北京機械工業(yè)出版社,20082翁雙安供電工程第1版北京機械工業(yè)出版社,20043劉介才工廠供電第4版北京機械工業(yè)出版社,20044唐定曾等建筑電氣技術(shù)第2版北京機械工業(yè)出版社,2003表1全廠各車間符合統(tǒng)計表（380伏側(cè)）計算負(fù)荷序號車間或用電設(shè)備組名稱設(shè)備容量KW需用系數(shù)KD功率因數(shù)COS力率TANPCAKWQCAKVARSCAKVAICAA1薄膜車間120006061332單絲車間108506061333管材車間680035061334注塑車品庫（一）2503051736成品庫（二）2403051737原料庫30025051738包裝材料庫2003051739水泵房200650807510生活間10080613311鍋爐房2000707808812全廠合計目錄1負(fù)荷計算111單組用電設(shè)備計算負(fù)荷的計算公式112多組用電設(shè)備計算負(fù)荷的計算公式12無功功率補償及電容器的選擇33變電所主變壓器的選擇44變電所主接線方案的選擇45短路電流的計算551繪制計算電路552確定短路計算基準(zhǔn)值553計算短路電路中個元件的電抗標(biāo)幺值554K1點（105KV側(cè)）的相關(guān)計算655K2點（04KV側(cè)）的相關(guān)計算66變電所一次設(shè)備的選擇校驗76110KV側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗762380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗87高低壓母線及開關(guān)柜的選擇98一次部分電氣設(shè)計主接線電路圖109設(shè)計總結(jié)101負(fù)荷計算11單組用電設(shè)備計算負(fù)荷的計算公式A有功計算負(fù)荷（單位為KW），為系數(shù)30PDKEDB無功計算負(fù)荷（單位為KVAR）TAN30QC視在計算負(fù)荷（單位為KVA）30SCOSD計算電流（單位為A）,為用電設(shè)備的額定電壓（單位為KV）30INU12多組用電設(shè)備計算負(fù)荷的計算公式A有功計算負(fù)荷（單位為KW）30P式中是所有設(shè)備組有功計算負(fù)荷之和，是有功負(fù)荷同時系數(shù)，IP30PK可取085095B無功計算負(fù)荷（單位為KVAR），是所有設(shè)備無功之和；是無功負(fù)荷同時系數(shù)，30QIQK30IQ3030QQ可取09097C視在計算負(fù)荷（單位為KVA）30SD計算電流（單位為A）I具體步驟如下1、薄膜車間KW720160NDCAPKKVAR6953TN1CAQKVA18720212CCCASA839311NCUII30NU230PS30由于各個負(fù)荷的計算方法、步驟相同且數(shù)據(jù)都已給出，因此經(jīng)過計算，得到各廠房和生活區(qū)的負(fù)荷計算表，如表2所示（額定電壓取380V）表2各廠房和生活區(qū)的負(fù)荷計算計算負(fù)荷序號車間或用電設(shè)備組名稱設(shè)備容量KW需用系數(shù)KD功率因數(shù)COS力率TANPCAKWQCAKVARSCAKVAICAA1薄膜車間1200060613372009576119818202單絲車間1085060613365108658108316463管材車間6800350613323803165396060174注塑車間189040613375601005125819115成品庫（一）25030517375001298149922776成品庫（二）24030517372001246143921867原料庫300250517375001298149922778包裝材料庫20030517360001038119918229水泵房2006508075130097501625246910生活間100806133800010641331202211鍋爐房20007078088140012321865283312全廠合計346318742433307546732無功功率補償及電容器的選擇由表2可知，該廠380V側(cè)最大負(fù)荷時的功率因數(shù)只有075。而供電部門要求該廠10KV進(jìn)線側(cè)最大負(fù)荷時功率因數(shù)不低于09?？紤]到主變壓器的無功損耗元大于有功損耗，因此380V側(cè)最大負(fù)荷時功率因數(shù)應(yīng)稍大于09，暫取092來計算380V側(cè)所需無功功率補償容量TANTAN8108TANARCCOS075TANARCCOS09236966KVARCQ30P12參照圖1，選PGJ1型低壓自動補償評屏，并聯(lián)電容器為BW04143型，采用其方案1（主屏）1臺與方案3（輔屏）4臺相結(jié)合，總共容量為84KVAR5420KVAR。補償前后，變壓器低壓側(cè)的有功計算負(fù)荷基本不變，而無功計算負(fù)荷（7276420）KVAR3076KVAR，視在功率30Q8672KVA，計算電流230PS13176A,功率因數(shù)提高為COS0935。在無功補償前，該變電所主變壓器T的容量為應(yīng)選為1250KVA,才能滿足負(fù)荷用電的需要；而采取無功補償后，主變壓器T的容量選為1000KVA的就足夠了。同時由于計算電流的減少，使補償點在供電系統(tǒng)中各元件上的功率損耗也相應(yīng)減小，因此無功補償?shù)慕?jīng)濟效益十分可觀。主屏輔屏1方案6支路3方案6支路2方案8支路4方案8支路CCNUI3030SP圖1PGJ1型低壓無功功率自動補償屏的接線方案3變電所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下列方案裝設(shè)一臺變壓器型號為S9型，而容量根據(jù)式，為主變30STNTN壓器容量，為總的計算負(fù)荷。選1000KVA8989KVA，即選一30STNS臺S91000/10型低損耗配電變壓器。至于工廠二級負(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)線來承擔(dān)。主變壓器的聯(lián)結(jié)組均為YYN0。4變電所主接線方案的選擇裝設(shè)一臺主變壓器的主接線方案如圖2所示。Y0Y0S91000GG1AF0710/04KV聯(lián)絡(luò)線（備用電源）GG1AF54GW口1010KVFS410GG1AJ03GG1AJ03GG1AF07GG1AF54GG1AF07GG1AF07主變聯(lián)絡(luò)（備用）220/380V高壓柜列圖2裝設(shè)一臺主變壓器的主接線方案5短路電流的計算51繪制計算電路圖3短路計算電路52確定短路計算基準(zhǔn)值設(shè)基準(zhǔn)容量100MVA，基準(zhǔn)電壓105，為短路計算電壓，DSDUCNCU即高壓側(cè)105KV，低壓側(cè)04KV，則1U2D53計算短路電路中個元件的電抗標(biāo)幺值1電力系統(tǒng)已知電力系統(tǒng)出口斷路器的斷流容量500MVA，故OCS100MVA/500MVA021X2架空線路查表得LGJ150的線路電抗，而線路長8KM，故KMX/360500MVAK1K2LGJ150,8KM105KVS9100004KV231系統(tǒng)625108360202KVMAUSLXCDKAVMSIDD510311D4223電力變壓器查表得變壓器的短路電壓百分值45，故KU45式中，為變壓器的額定容量NS因此繪制短路計算等效電路如圖4所示。201K1K2621541圖4短路計算等效電路54K1點（105KV側(cè)）的相關(guān)計算1541總電抗標(biāo)幺值02262821XK2542三相短路電流周期分量有效值3543其他短路電流KAIIK96133KISH05522334544三相短路容量55K2點（04KV側(cè)）的相關(guān)計算1總電抗標(biāo)幺值02264573321XXK2三相短路電流周期分量有效值KVAMSUNDK105403MVSKDK7580131KAXIKDK96182511KAXIKDK71934223其他短路電流KAIIK71933KISH236841510334三相短路容量以上短路計算結(jié)果綜合圖表3所示。表3短路計算結(jié)果三相短路電流三相短路容量/MVA短路計算點3KI3I3I3SHI3SHI3KSK119619619650296357K21971971973622151376變電所一次設(shè)備的選擇校驗6110KV側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗1按工作電壓選則設(shè)備的額定電壓一般不應(yīng)小于所在系統(tǒng)的額定電壓，即，ENUNUEN高壓設(shè)備的額定電壓應(yīng)不小于其所在系統(tǒng)的最高電壓，即。MAXMAX10KV，115KV，高壓開關(guān)設(shè)備、互感器及支柱絕緣額定電壓NUMAX12KV，穿墻套管額定電壓115KV，熔斷器額定電壓12KV。EENEN2按工作電流選擇設(shè)備的額定電流不應(yīng)小于所在電路的計算電流，即ENI30IE30I3按斷流能力選擇設(shè)備的額定開斷電流或斷流容量，對分?jǐn)喽搪冯娏鞯脑O(shè)備來說，不應(yīng)OCOCS小于它可能分?jǐn)嗟淖畲蠖搪酚行е祷蚨搪啡萘?，?KI3K或OCI3KOCS3K對于分?jǐn)嘭?fù)荷設(shè)備電流的設(shè)備來說，則為，為最大負(fù)荷電流。OCIMAXOLAXLIMVAXD710224隔離開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)和斷路器的短路穩(wěn)定度校驗A動穩(wěn)定校驗條件或MAXI3SH3MAXSHI、分別為開關(guān)的極限通過電流峰值和有效值，、分別為開關(guān)所處I3SHISI的三相短路沖擊電流瞬時值和有效值B熱穩(wěn)定校驗條件IMATTI23對于上面的分析，如表4所示，由它可知所選一次設(shè)備均滿足要求。表410KV一次側(cè)設(shè)備的選擇校驗選擇校驗項目電壓電流斷流能力動態(tài)定度熱穩(wěn)定度其它參數(shù)NUNI3KI3SHIIMATI23裝置地點條件數(shù)據(jù)10KV577A1T196KA50KA7916額定參數(shù)ENENOCIMAXITI2高壓少油斷路器SN1010I/63010KV630KA16KA40KA5高壓隔離開關(guān)10/20068GN10KV200A255KA5012二次負(fù)荷06高壓熔斷器RN21010KV05A50KA電壓互感器JDJ1010/01KV電壓互感器JDZJ10KV310/電流互感器LQJ1010KV100/5AKA1025318KA109281避雷針FS41010KV一次設(shè)備型號規(guī)格戶外隔離開關(guān)12KV400A25KA52GW412/40062380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗同樣，做出380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗，如表5所示，所選數(shù)據(jù)均滿足要求。表5380V一次側(cè)設(shè)備的選擇校驗選擇校驗項目電壓電流斷流能力動態(tài)定度熱穩(wěn)定度其它參數(shù)NUNI3KI3SHIIMATI23裝置地點條件數(shù)據(jù)380V總13176A197KA362KA7019額定參數(shù)ENENOCIMAXITI2低壓斷路器DW151500/3D380V1500A40KA低壓斷路器DW20630380V630A（大于）30I30KA一般低壓斷路器DW20200380V200A（大于）3025KA低壓斷路HD131500/30380V1500A電流互感器LMZJ105500V1500/5A一次設(shè)備型號規(guī)格電流互感器LMZ105500V100/5A160/5A7高低壓母線及開關(guān)柜的選擇查表得到，10KV母線選LMY3404MM,即母線尺寸為40MM4MM380V母線選LMY3（12010）806，即相母線尺寸為120MM10MM，而中性線母線尺寸為80MM6MM。根據(jù)此廠的情況，選擇GG1A型高壓開關(guān)柜，方案號分別為03、07、54、11、95、25、101等。所以各個電器的型號如下03方案GN810型隔離開關(guān)，CS61型操動機構(gòu)，SN1010型油斷路器，CS2或CD10操作機構(gòu)，LDC10型電流互感器；07方案GN810型隔離開關(guān)，GN610型隔離開關(guān)，CS61型操動機構(gòu)，SN1010型油斷路器，CS2或CD10操動機構(gòu)，LDC10電流互感器；11方案GN810型隔離開關(guān)，CS61型操動機構(gòu)，SN1010型油斷路器，LDC10電流互感器，CS2或CD10操動機構(gòu)；25方案GN210型隔離開關(guān)，CS7型操動機構(gòu)，SN310型油斷路器，CD3型操動機構(gòu)，LMC10型電流互感器；54方案GN810型隔離開關(guān)，CS61型操動機構(gòu)，RN2DSH10型熔斷器，JSJB型電壓互感器，F(xiàn)S避雷器；95方案GN610型隔離開關(guān)，CS61型操動機構(gòu)；101方案GN810型隔離開關(guān)，C