湖北理工學(xué)院 課程設(shè)計(jì)報(bào)告湖北理工學(xué)院 課程設(shè)計(jì)報(bào)告湖北理工學(xué)院電氣與電子信息工程學(xué)院供配電工程課程設(shè)計(jì)報(bào)告設(shè)計(jì)題目：某橡膠廠供配電系統(tǒng)電氣部分初步設(shè)計(jì)姓名:專業(yè):班級:學(xué)號:起止時(shí)間：地占：八、、?指導(dǎo)教師：完成時(shí)間:供配電工程課程設(shè)計(jì)任務(wù)書（17）一、 設(shè)計(jì)題目某橡膠廠供配電系統(tǒng)電氣部分初步設(shè)計(jì)二、 設(shè)計(jì)目的及要求通過本課程設(shè)計(jì)：熟悉供配電系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)必須遵循的原則、基本內(nèi)容、設(shè)計(jì)程序、設(shè)計(jì)規(guī)范等，鍛煉工程設(shè)計(jì)、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析比較、工程計(jì)算、工具書使用等能力，并了解供電配電系統(tǒng)前沿技術(shù)及先進(jìn)設(shè)備。要求根據(jù)用戶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)的發(fā)展，按照安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的要求，選擇配變電所主接線方案、高壓配電線路接線方式、高低壓設(shè)備和進(jìn)出線，確定車間變電所主變壓器的臺數(shù)與容量、類型。最后按要求寫出設(shè)計(jì)說明書，繪出設(shè)計(jì)圖樣。三、 設(shè)計(jì)依據(jù)1、負(fù)荷情況該廠是道路橋梁工程配套產(chǎn)品的專業(yè)生產(chǎn)廠家。 公司占地面積36000平方米，建筑面積16000平方米。生產(chǎn)車間由機(jī)加工車間、組裝車間、伸縮裝置車間、橡膠制品車間、煉膠車間五個(gè)生產(chǎn)車間組成。主要產(chǎn)品有：板式橡膠支座、盆式橡膠支座、球型支座、橋梁伸縮裝置、橡膠止水帶等五大系列。該公司大部分車間為三班制， 年最大有功負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為 5100h。車間負(fù)荷情況見下表。按二級負(fù)荷設(shè)計(jì)。2、供電電源情況按照工廠與當(dāng)?shù)仉姌I(yè)部門簽訂的供用電協(xié)議規(guī)定， 本廠可從某35/10kV地區(qū)變電站10kV分段單母線取得工作電源。該 35/10kV地區(qū)變距離本廠約為 6km,10kV母線短路數(shù)據(jù)：Sk3maxR50MVA、Sk3min=130MVA。要求該廠：①過電流保護(hù)整定時(shí)間不大于 1.0s:②在工廠10kV電源側(cè)進(jìn)行電能計(jì)量；③功率因數(shù)應(yīng)不低于 0.92。3?工廠自然條件年最高氣溫39C,年平均氣溫23C,年最低氣溫-5C,年最熱月平均最高氣溫 33C,年最熱月平均氣溫 26C,年最熱月地下 0.8m處平均溫度25C.主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槟巷L(fēng)，年雷暴日數(shù)52。平均海拔22m,地層以砂粘土為主。4.電費(fèi)制度按兩部電價(jià)制交納電費(fèi)，基本電價(jià)20元/千伏?安/月，電度電價(jià)0.5元/度。四、 設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：選擇高壓配電所位置、配變電所的負(fù)荷計(jì)算及無功功率的補(bǔ)償計(jì)算，車間變壓器臺數(shù)和容量、型式的確定，變配電所主接線方案的選擇，高壓配電線路接線方式的選

擇，高低壓配電線路及導(dǎo)線截面選擇，短路計(jì)算和開關(guān)設(shè)備的選擇，繼電保護(hù)的整定計(jì)算防雷保護(hù)與接地裝置設(shè)計(jì)*等。編號廠房名稱設(shè)備容量/kW需要系數(shù)功率因數(shù)1機(jī)加工車間5400.200.652伸縮裝置車間3500.500.703組裝車間1800.400.754橡膠制品車間6700.450.805煉膠車間4900.800.806倉庫400.300.507食堂400.750.808鍋爐房1100.750.809水泵房600.750.8010綜合辦公樓550.700.9011生活區(qū)2800.70.90摘要電能在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)及國民經(jīng)濟(jì)生活中是不可或缺的， 因此，供配電技術(shù)顯得尤為重要。通過對供配電系統(tǒng)中變電所的設(shè)計(jì)，可以加深變電所在電力系統(tǒng)中的作用及電力系統(tǒng)設(shè)備功能及選擇原則等方面的了解和認(rèn)識。本設(shè)計(jì)根據(jù)廠內(nèi)各車間負(fù)荷表進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算，然后選取車間變壓器及主變壓器型號、計(jì)算輸電線截面并選擇廠內(nèi)架空線路型號。確定系統(tǒng)主接線，通過等效圖進(jìn)行短路計(jì)算，根據(jù)短路計(jì)算的結(jié)果選擇斷路器、互感器等高低壓電氣設(shè)備并進(jìn)行校驗(yàn)。最后設(shè)置繼電保護(hù)裝置并進(jìn)行整定計(jì)算。本設(shè)計(jì)主要依據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)手冊的規(guī)定，通過計(jì)算分析，合理的選擇各種設(shè)備。關(guān)鍵詞負(fù)荷計(jì)算短路計(jì)算電氣設(shè)備選擇繼電保護(hù)AbstractPowerinthemodernindustrialproductionandnationaleconomiclifeisindispensable,therefore,distributiontechnologyisparticularlyimportant.Throughtothesubstationdesigninpowersupplysystem,itcandeepenunderstandingofthesubstationinpowersystemandtheroleofthepowersystemequipmentfunctionandselectionprinciples.Thisdesigngivenbythefactoryworkshopsubstationloadtablesforloadcalculation,andthenfollowthecomputationalloadoftransformersubstationmaintransformerandtheworkshopareselectedmodels.Accordingtocalculationoftransmissionlinecross-sectionalareaselectsmodelsofoverheadlines.Drawthewiringdiagramofthepowersupplysystem.Andthentheshort-circuitpointsetforthecalculationofshort-circuitcurrent,andselectdifferentvariablepressuresideoftheelectricalequipmentandcheck.Thelast,setrelayprotectiondeviceandsettingcalculation.Thisdesignisthemainbasisoftheprovisionsoftherelevantdesignmanual,throughcalculationandanalysis,reasonableselectionofallkindsofequipment.Keywordsloadcalculationshort-circuitcalculation electricalequipmentchoicerelayprotection目錄TOC\o"1-5"\h\z1前言 1\o"CurrentDocument"2.負(fù)荷計(jì)算、無功補(bǔ)償計(jì)算、變壓器選擇及初步方案的確定 …… 2\o"CurrentDocument"2.1車間計(jì)算負(fù)荷確定 22.2車間變電所計(jì)算負(fù)荷確定 2\o"CurrentDocument"2.3無功功率補(bǔ)償計(jì)算 3\o"CurrentDocument"2.4車間變電所變壓器選 6\o"CurrentDocument"2.5全廠負(fù)荷計(jì)算 63主接線方案的選擇 8\o"CurrentDocument"3.1變配電所主接線方案的設(shè)計(jì)原則與要求 8\o"CurrentDocument"3.2高壓側(cè)主接線方案 8\o"CurrentDocument"4短路電流計(jì)算 10\o"CurrentDocument"4.1短路電流的計(jì)算方法 10\o"CurrentDocument"4.2計(jì)算短路電路中各元件的電抗標(biāo)幺值 10\o"CurrentDocument"4.3計(jì)算k-1點(diǎn)（10kV側(cè)）的短路電路總電抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量 124.4計(jì)算k-2點(diǎn)（0.4kV側(cè)）的短路電路總電抗及三相短路電流和\o"CurrentDocument"短路容量 13\o"CurrentDocument"5電氣設(shè)備選擇與校驗(yàn) 14\o"CurrentDocument"5.1高壓側(cè)導(dǎo)線選擇 14\o"CurrentDocument"5.2高壓側(cè)設(shè)備校驗(yàn) 15\o"CurrentDocument"5.3低壓導(dǎo)線的選擇 16\o"CurrentDocument"5.4低壓側(cè)設(shè)備校驗(yàn) 16\o"CurrentDocument"6繼電保護(hù) 16\o"CurrentDocument"7防雷與接地 18\o"CurrentDocument"8課程設(shè)計(jì)心得 18\o"CurrentDocument"參考資料 19湖北理工學(xué)院 課程設(shè)計(jì)報(bào)告湖北理工學(xué)院 課程設(shè)計(jì)報(bào)告i(3)1minsh-2.26I"(3)min(k_2)I(3)maxsh=1.311"(3)ma*k_2)I(3)1minsh=1.31"(3)min(k_2)2.26 11.4=25.76kA1.31 11.74二15.38kA1.31 11,40二12.88kA三相短路容量Sm?x(2)= Sd / X： min(2)=100MVA/12.669二7.89MV Asm；n(k2 = Sd / x： max(2 二100MVA/12.3二8.13MVA5電氣設(shè)備選擇與校驗(yàn)5.1高壓側(cè)導(dǎo)線選擇10kV導(dǎo)線選擇O5km10kV1816.5kW+j8i6-iskvar圖5-1高壓側(cè)線路長度和負(fù)荷情況1）先按電壓損失條件選擇導(dǎo)線截面10kV導(dǎo)線選擇O5km10kV1816.5kW+j8i6-iskvar圖5-1高壓側(cè)線路長度和負(fù)荷情況1）先按電壓損失條件選擇導(dǎo)線截面初選YJV型銅電纜，對10kV架空線取x^0.35'/km，則有:1210uN(r°Pc1LX0Q1L)二r°1816.560.35816.156210102=10.899r°1.7139_5于是可得 r0乞0.3015」/kmPA=

ro18.8 2mm0.30152=62.35mm選取YJV22-8.7/10-370導(dǎo)線，查表知 r0=O.3T」/km,x^0.101km代入?yún)?shù)計(jì)算可得："10uN(r"10uN(r°Pc1Lx°QdL)二10"02=3.8733乞5可見YJV22-8.7/10-370滿足電壓損失要求。2）按發(fā)熱條件選擇電纜截面查附表，知70mm2截面的YJV型電纜在35C的載流量為245A，大于Ic=115.0A。綜上高壓側(cè)導(dǎo)線選用YJV22-8.7/10-370型電纜。5.2高壓側(cè)設(shè)備校驗(yàn)根據(jù)此次設(shè)計(jì)分組要求，本小組選用HXGN系列高壓開關(guān)柜，內(nèi)部主要有以下高壓電器設(shè)備：GN30-10/400-12.5型隔離開關(guān)、ZN63-12型真空斷路器、LZZJ-10型電流互感器、JDZX10-10E型電壓互感器、XRNP-12型高壓熔斷器、HY5W-17/45型避雷器等。表5-110kV電源進(jìn)線側(cè)一次設(shè)備選擇與校驗(yàn)選擇校驗(yàn)項(xiàng)目電壓電流斷流能力動(dòng)穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度1oCrima結(jié)論安裝地點(diǎn)的電氣條件參數(shù)UnIcIk3）i（3）ish數(shù)據(jù)10kV115.0A2.06kA5.25kA6.3654kA2s設(shè)備型號規(guī)格參數(shù)UnIcIk3）i（3）ishI2t真空斷路器ZN63-1212kV630A20kA50kA1600kA2s合格隔離開關(guān)GN30-10/400-12.512kV400A-31.5kA625kA2s合格咼壓熔斷器XRNT1-1212kV125A31.5kA--合格電流互感器LZZJ-1010kV300A45kA110kA405kA2s合格電壓互感器JDZX10-10E12kV合格由上表可得，高壓側(cè)設(shè)備校驗(yàn)結(jié)果全部合格5.3低壓導(dǎo)線的選擇因工廠內(nèi)部具體車間位置不明確，無法分配低壓線路。只能根據(jù)表 1-4，補(bǔ)償后低壓側(cè)計(jì)算電流大致選擇低壓配電室配電導(dǎo)線。5.4低壓側(cè)設(shè)備校驗(yàn)根據(jù)此次設(shè)計(jì)分組要求，本小組選用GCL系列低壓開關(guān)柜，對GCL整套設(shè)備校驗(yàn)如表5-2所示（以計(jì)算負(fù)荷最大的變電所3為例）表5-2GCL低壓開關(guān)柜校驗(yàn)（取高壓側(cè)據(jù)點(diǎn)保護(hù)時(shí)間為 1.0S）序號低壓側(cè)側(cè)的電氣條件GCL低壓開關(guān)柜項(xiàng)目數(shù)據(jù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)結(jié)論1Un380VUn.QF380V合格2Ic765.75AIn.qf1200A合格3If)16.70kAIoc50kA合格4i(3)ish37.74kAimax105kA合格51Gfjima278.89kA2sIt2t2900kAs合格6繼電保護(hù)對于該工廠采用帶時(shí)限過電流保護(hù)。進(jìn)出線示意圖如圖 6-1:TA1QR1圖6-1 工廠進(jìn)出線示意圖

QF1處的動(dòng)作時(shí)間為1.5S,QF2處的動(dòng)作時(shí)間為1.0S,QF3處的動(dòng)作時(shí)間為0.5S以1號變電所即金工車間為例，進(jìn)行繼電保護(hù)的計(jì)算1）整定k-1處的定時(shí)限過電流保護(hù)動(dòng)作電流取iL.max=2lc2=2115.0=230.0A，Krei=1.3，Kr^0.85，Ki=300/5=601op(k-1)=KrelK1op(k-1)=KrelKwKiKreLL.max1.310.8560230.0=5.86A查附表，選用DL-31/10型電磁式電流繼電器，動(dòng)作電流整定為 9A。2）整定k-2的定時(shí)限過電流保護(hù)動(dòng)作電流取IL.max=2lc2=2x664.38=1328.76A,Krel=1.3，Kre=0.85，?=630/5=126Iop(k-2)relKiKIop(k-2)relKiKLL.maxre1328.76=16.13A0.85126查附表，選用DL-31/15型電流型繼電器，動(dòng)作電流整定為 15A。3）整定k-3處定時(shí)限過電流保護(hù)動(dòng)作電流根據(jù)具體的用電設(shè)備計(jì)算整定電流。4）定時(shí)限過電流靈敏度校驗(yàn)①對k-1處Ik.min=0.866if.=0.866X2.39=2.07KA所以k-1處的定時(shí)限過電流保護(hù)靈敏度為SpKI⑵wIk.minSpKI⑵wIk.minIopKi120701560=2.3 1.5可見其整定動(dòng)作電流滿足保護(hù)靈敏度要求。②對k-2處Ik.min=0.8661鹽=0.866^11.74=10.17kA所以k-2處的定時(shí)限過電流保護(hù)靈敏度為spKwI⑵spKwI⑵k.minIopKi1101704126=20.18 1.5可見其整定動(dòng)作電流滿足保護(hù)靈敏度要求7防雷與接地7.1防雷設(shè)備防雷的設(shè)備主要有接閃器和避雷器。其中，接閃器就是專門用來接受直接雷擊（雷閃）的金屬物體。接閃的金屬稱為避雷針。接閃的金屬線稱為避雷線，或稱架空地線。接閃的金屬帶稱為避雷帶。接閃的金屬網(wǎng)稱為避雷網(wǎng)。避雷器是用來防止雷電產(chǎn)生的過電壓波沿線路侵入變配電所或其它建筑物內(nèi)， 以免危及被保護(hù)設(shè)備的絕緣。避雷器應(yīng)與被保護(hù)設(shè)備并聯(lián)，裝在被保護(hù)設(shè)備的電源側(cè)。當(dāng)線路上出現(xiàn)危及設(shè)備絕緣的雷電過電壓時(shí)，避雷器的火花間隙就被擊穿，或由高阻變?yōu)榈妥?，使過電壓對大地放電，從而保護(hù)了設(shè)備的絕緣。避雷器的型式，主要有閥式和排氣式等。7.2接地裝置電氣設(shè)備的某部分與大地之間做良好的電氣連接，稱為接地。埋入地中并直接與大地接觸的金屬導(dǎo)體，稱為接地體，或稱接地極。專門為接地而人為裝設(shè)的接地體，稱為人工接地體。兼作接地體用的直接與大地接觸的各種金屬構(gòu)件、金屬管道及建筑物的鋼筋混凝土基礎(chǔ)等，稱為自然接地體。連接接地體與設(shè)備、裝置