1、大 學電力工程基礎課程設計題 目： 學 號： 姓 名： 學 院： 專 業： 日 期： 第一部分 設計任務書一、設計題目某啤酒廠供配電設計二、設計要求以某啤酒廠全廠的總配電及部分車間配電系統的設計為背景，對該工廠供電系統進行合理的設計，重點設計釀造車間的配電系統。包括主接線，變壓器、斷路器等設備選擇，電力負荷計算，短路電流計算，線路和變壓器的繼電保護設計等。啤酒廠的供電系統可分為幾大模塊區域。例如釀造車間、包裝車間、實驗室及一些辦公樓用電等。其中發酵車間要求在生產過程中不能停電。三、設計資料電壓等級：10/0.4kv氣象條件：最高氣溫40, 最低氣溫-20，年平均氣溫25。土壤電阻率：p400/

2、m當地雷暴日：40日/年三班倒企業。 廠區平面圖表1：2#變電所的技術參數用電設備組名稱容量pe/kw需要系數kdcostg2#變電所麥芽儲存輸送2.20.80.80.75糖化 糊化煮沸鍋7.50.80.80.75壓濾機5.00.80.80.75cip4.00.80.80.75過濾5.00.80.80.75制冷3000.80.80.75空壓3000.80.80.75水泵86.30.80.80.75鍋爐房700.80.80.75照明60.81.00小計表2：其他的車間變電所的技術參數用電設備組或車間名稱容量pe/kw需要系數kdcostg1#變電所罐裝線2850.80.80.75倉庫150.30

3、.51.73試驗室1250.250.51.73小計3#變電所行政樓150.80.80.75水處理房200.80.80.75其他500.80.80.75小計考慮全廠同時系數 kp=0.9 kq=0.95四、設計任務（一）設計計算說明書 一、各車間用電設備計算負荷和無功補償二、各車間變電所的設計選擇三、主接線的設計四、短路電流計算五、變電所高低壓電氣設備的選擇六、繼電保護的配置七、收獲和體會八、參考文獻（二）設計圖紙1.工廠變電所設計計算用電氣主接線簡圖。2.變電所供電平面布置圖。第二部分 設計計劃書1、 各車間計算負荷和無償功率(一)變電所2#：1.計算：(1)麥芽存儲輸送：已知：pe=2.2k

4、 w，kd=0.8，cos=0.8，tg=0.75故： p=pekd=2.20.8=1.76(kw) q=ptg=1.760.75=1.32(kvar) s=2.2(kva)(2) 糖化 糊化煮沸鍋：已知：pe=7.5k w，kd=0.8，cos=0.8，tg=0.75故： p=pekd=7.50.8=6.0(kw) q=ptg=6.00.75=4.5(kvar) s=7.5(kva)(3)壓濾機：已知：pe=5.0k w，kd=0.8，cos=0.8，tg=0.75故： p=pekd=5.00.8=4.0(kw) q=ptg=4.00.75=3.0(kvar) s=5(kva)(4)cip：

5、已知：pe=4.0k w，kd=0.8，cos=0.8，tg=0.75故： p=pekd=4.00.8=3.2(kw) q=ptg=3.20.75=2.4(kvar) s=4(kva)(5)過濾：已知：pe=5.0k w，kd=0.8，cos=0.8，tg=0.75故： p=pekd=5.00.8=4.0(kw) q=ptg=4.00.75=3.0(kvar) s=5(kva)(6)制冷：已知：pe=300k w，kd=0.8，cos=0.8，tg=0.75故： p=pekd=3000.8=240(kw) q=ptg=2400.75=180(kvar) s=300(kva)(7)空壓：已知：p

6、e=300k w，kd=0.8，cos=0.8，tg=0.75故： p=pekd=3000.8=240(kw) q=ptg=2400.75=180(kvar) s=300(kva)(8)水泵：已知：pe=86.3k w，kd=0.8，cos=0.8，tg=0.75故： p=pekd=86.30.8=69.04(kw) q=ptg=69.040.75=51.78(kvar) s=86.3(kva)(9)鍋爐房：已知：pe=70k w，kd=0.8，cos=0.8，tg=0.75故： p=pekd=700.8=56(kw) q=ptg=560.75=42(kvar) s=70(kva)(10)照明

7、：已知：pe=6k w，kd=0.8，cos=0.8，tg=0.75故： p=pekd=60.8=4.8(kw) q=ptg=4.80=0(kvar) s=4.8(kva)變電所2#負荷統計列表 （2） 變壓器1#：1.計算：(1)罐裝線：已知：pe=285k w，kd=0.8，cos=0.8，tg=0.75故： p=pekd=2850.8=228(kw) q=ptg=2280.75=171(kvar) s=285(kva)(2)倉庫：已知：pe=15k w，kd=0.3，cos=0.5，tg=1.73故： p=pekd=150.3=4.5(kw) q=ptg=4.51.73=7.785(kv

8、ar) s=9(kva)(3)試驗室：已知：pe=125k w，kd=0.25，cos=0.5，tg=1.73故： p=pekd=1250.25=31.25(kw) q=ptg=31.251.73=54.06(kvar) s=62.44(kva)計算負荷統計列表（3） 變壓器3#：1. 計算：(1)行政樓：已知：pe=15k w，kd=0.8，cos=0.8，tg=0.75故： p=pekd=150.8=12(kw) q=ptg=120.75=9(kvar) s=15(kva)(2)水處理房：已知：pe=20k w，kd=0.8，cos=0.8，tg=0.75故： p=pekd=200.8=1

9、6(kw) q=ptg=160.75=12(kvar) s=20(kva)(3)其他：已知：pe=50k w，kd=0.8，cos=0.8，tg=0.75故： p=pekd=500.8=40(kw) q=ptg=400.75=30(kvar) s=50(kva) 2、 變電所的設計選擇：（一）全廠供電平面圖：1#變電所：生產車間、實驗室、倉庫2#變電所：發酵車間、釀造車間、原料倉庫3#變電所：行政樓、水處理房、其它（2） 變壓器選擇：（一）、變壓器1#：(1) 同時系數：=0.9 =0.95p=263.75=237.375(kw)q=232.85=221.208(kvar)s=324.47 (

10、kva)(2)變電所的無功補償(提高功率因數到0.9以上)則：補償前的功率因數：cos=p%s=0.730.9(3) 變電所變壓器選擇。為保證供電的可靠性，選用兩臺變壓器（每臺可供車間總負荷的70%）snt1=0.7s2 =0.7616.52=431.56kva選擇變壓器型號為s9系列，額定容量為500 kva，兩臺。查表得各參數：空載損耗 ：p0=1kw負載損耗 ：pk=5.0kw阻抗電壓 ：uz%=4空載電流 ：ik%=1.4(4) 計算每臺變壓器的功率損耗：（n=1）s=s2/2 =616.52/2=308.26 kvapt=np0+(1/n)*pk*(s/sn)2=4.6kwqt=n(

11、ik%/100)*sn+(1/n)*(uz%/100)*sn*(s/sn)2=18.5kvar(三)、變壓器3#：（1）同時系數：=0.9 =0.95p=68=61.2(kw)q=51=48.45(kavr)s=78(kva)(2) 變電所的無功補償(提高功率因數到0.9以上)補償前的功率因數：cos=p%s=61.278=0.780.9計算公式為：q=p（tg1tg2） 因此，所需要的補償容量為：q=p（tg1tg2） =19.46(kvar) 即：選取qc=25kvar10kv側補償后：補償后：q= 48.45-25=23.45kvars3 = =65.53 kva cos=p%s1 =6

12、1.2/65.53=0.93(3) 變電所變壓器選擇。為保證供電的可靠性，選用兩臺變壓器（每臺可供車間總負荷的70%）snt1=0.7*s3 =0.765.53=45.87kva選擇變壓器型號為s9系列，額定容量為50 kva，兩臺。查表得各參數：空載損耗 ：p0=0.17kw負載損耗 ：pk=0.87kw阻抗電壓 ：uz%=4空載電流 ：ik%=2.6(4) 計算每臺變壓器的功率損耗：（n=1）s=s3/2=65.53/2=32.76 kvapt=np0+(1/n)*pk*(s/sn)2=0.87kwqt=n(ik%/100)*sn+(1/n)*(uz%/100)*sn*(s/sn)2=2.

13、16kvar（四）、廠內10kv線路計算電流（1）、供給變電所1的10kv線路為保證供電可靠性，采用雙回路供電線路，每回供電線路計算負荷：p=237.38/2 =118.69kwq=221.2 /2=110.6kvarp= p + pt =118.69+1.84=120.53 kwq=q + qt =110.6 + 7.35 =117.95 kvars=168.64kvai = s /u = 168.64%(10)=9,74a（2）、供給變電所2的10kv線路p=565.92/2 =282.96kwq=244.6/2=122.3kvarp= p + pt = 282.96+4.62=287.5

14、8kwq=q + qt =122.3+18.49=140.79 kvars=320.19kvai = s /u = 320.19%(10)=18.48a (3)、供給變電所3的10kv線路p=61.2/2 =30.6kwq=23.45/2=11.73kvarp= p + pt = 30.6+0.75=31.35kwq=q + qt =11.73+1.96=13.69 kvars=34.32kvai = s /u = 34.32%(10)=1.98a3、 工廠主接線設計 下圖為工廠主接線圖：四、短路電流計算 按無窮大系統供電計算短路電流，短路計算電路圖如圖所示，本計算法采用歐姆法。電力系統出口處

15、采用sn10-10型斷路器，其斷流容量為500mva。用電纜線路敷設故其電抗值取為0.08 /km，假設10kv電纜長度為5km，當10kv母線和0.4kv母線分別發生短路時其等效圖如下所示1.計算短路電流中各元件的電抗及總電抗1)電力系統的電抗:2）架空線路的電抗：3)繪k-1點短路的等效電路，計算其總抗為2.計算三相短路電流和短路容量三相短路電流周期分量有效值三相短路次暫態電流和穩態電流三相短路沖擊電流及第一個周期短路全電流有效值ka4)三相短路容量2.求k2點的短路電流和短路容量計算短路電路中各元件的電抗及總電抗電力系統的電抗2)架空線路的電抗3)電力變壓器的電抗4）k-2點的總電抗為(

16、2)計算三相短路電流和短路容量1）三相短路電流周期分量有效值三相短路次暫態電流和穩定電流三相短路沖擊電流及第一個周期短路全電流有效值4)三相短路容量所得結果如圖表五、變電所高低壓電氣設備選擇 六、繼電保護 供電系統及電氣設備在運行中，往往會因電氣設備的絕緣損壞、操作失誤等種種原因，造成短路事故或進入異常運行狀態。尤其是短路事故，會給供電系統及電氣設備帶來嚴重的危害。這些危害主要有：短路電流通過電氣設備，使電氣設備直接受到損害并造成停電事故；由于短路使電力系統的電壓和頻率下降，影響用戶的正常生產；如果系統發生震蕩，同步遭到破壞時，將引起系統解列，造成大面積停電。 因此，為了迅速而有效地排除供電系統及電氣設備發生的事故，防止造成嚴重的后果，需采用繼電保護裝置加以保護。繼電保護裝置是指供電系統或電氣設備出現異常運行或故障時，能夠及時發出預告信號或作用于開關跳閘并發出報警信號，以達到縮小故障范圍，保證系統安全運行的自動裝置。對于中性點不接地或經消弧線圈接地的系統的單相接地及電氣設備過負荷等現象，繼電保護裝置能及時發出預告信號。通知運行值班人員進行處理，而當供電系統及電氣設備發生事故時，它能夠自動地將事故切除。這樣，通過預防事故或縮小事故范圍來提高系統運行的可靠性和保護電氣設備的安全。七、