1、 科信學院課程設計說明書（2013 /2014學年第 一 學期） 課程名稱 企業供電系統課程設計 題 目 ：某化工廠總降壓變電所電氣部分設計專業班級 ： 學生姓名 ： 學 號： 指導教師 ： 設計周數 ： 1周 設計成績 ： 2014年 1月9日 目錄 一、原始數據及主要任務3 1、工廠負荷情況3 2、供電電源情況43、根據課題的原始資料4二、技術要求4三、負荷統計計算表5四、無功功率補償7五、高低壓配電系統8六、變壓器臺數、容量、型號選擇9七、變電所主接線圖 108、 短路電流計算119、 高壓設備器件的選擇及校驗13十、心得14一、原始數據及主要任務1、 工廠負荷情況：2、 全廠負荷情況&

2、#160;3、 該廠主要車間及輔助設施均為類負荷，3班工作制，最大負荷利用小時數Tmax=5800h。全廠各車間負荷情況見表1和表2（注：同期系數為0.9）。 4、 表1 各車間380V負荷 車變代號車間名稱設備容量KW需要系數Kd功率因數cosB1鍛壓車間10000.30.6工具車間2000.30.65B2加工車間18000.70.75供應車間2000.20.6B3焊接車間12000.30.45修理車間1000.250.65B4機加車間4000.850.75裝配車間3000.350.6倉庫1000.30.65B5鍋爐房3200.70.85水泵房800.750.8

3、序號車間名稱設備容量KW需要系數Kd功率因數cos1空壓車間5000.70.82模具車間5600.850.83溶質車間6000.80.94磨拋車間4000.870.825鍋爐房20000.750.85、 供電電源情況（1） 工作電源：工廠電源從距該廠10km的某220/35KV區域變電所取得，以一回架空線向工廠供電。 （2） 備用電源：由正北方向其他工廠引入10kV電纜作為備用電源，平時不準投入，僅在該廠的主電源發生故障或檢修時才允許備用電源供電。 （3） 功率因素值應在0.9以上。 （4） 區變35KV母線短路容量：Sma

4、x（3）=400MVA，Smin（3）=345MVA （5） 電能計量在變電所35kV側進行； （6） 區域變電所出線定時限過電流保護動作時限t=2s。 根據課題的原始資料 確定主接線：根據設計任務書，分析原始資料與數據，列出技術上可能實現的2-3個方案， 經過技術經濟比較，確定最優方案。 選擇主變壓器：選擇變壓器的容量、臺數、型號等。 短路電流計算：根據電氣設備選擇和繼電保護整定的需要，選擇短路計算點，繪制等值網 絡圖，計算短路電流，并列表匯總 電氣設備選擇與校驗 主變壓器繼電保護方案配置 2、 技術要求 （1）保證供電安全，可靠，經濟； （

5、2）功率因數達到0.9及以上三、負荷統計計算表表1車變代號車間名稱設備容量KW需要系數Kd功率因數costg計算負荷Pjs/KWQjs/KVARSjs/KVAB1鍛壓車間10000.30.61.33300399500工具車間2000.30.651.776070.292.3補償容量 360k·var小計1200360469.2592.3B2加工車間18000.70.750.8812601108.81680供應車間2000.20.61.334053.266.67補償容量 752.6k·var小計2000130011621746.47B3焊接車間12000.30.451.9836

6、0712.8800修理車間1000.250.651.172529.25800補償容量 616k·var小計1300385742.05834.47B4機加車間4000.850.750.88340299.2453.3裝配車間3000.350.61.33105139.65175倉庫1000.30.651.173035.146.15補償容量 372.8k·var小計800475473.95674.45B5鍋爐房3200.70.850.62224138.88263.53水泵房800.750.80.75604575補償容量 89.7k·var小計400284183.88338

7、.53表2序號車間名稱設備容量KW需要系數Kd功率因數costg計算負荷Pjs/KWQjs/KVARSjs/KVA1空壓車間5000.70.80.75350262.5437.52模具車間5600.850.80.754763575953溶質車間6000.80.90.48480357533.34磨拋車間4000.870.820.7384243.6424.45鍋爐房20000.750.80.75150011251875補償容量 1160.7k·var小計406031542218.53865.2全廠的同期系數為：K=0.9，則全廠的計算負荷為P30=0.9×P30=0.9×

8、;5958kw=5362.2kwQ30=0.9×Q30=0.9×5249.58kw=4724.622k·var=7146.69kv·A=10.86KA四、無功功率補償 由以上計算可得變壓器低壓側的視在計算負荷為：S30=7146.69kv·A這時低壓側的功率因數為：cos=0.75，為使高壓側的功率因數0.90，則低壓側補償后的功率因數應高于0.90，取 。要使低壓側的功率因數由0.75提高到0.92，則低壓側需裝設的并聯電容器容量為：=Q30(tan- tan)=4724.622×tan(arccos0.75) - tan(arcc

9、os0.95) =2613.8k·var取:=3000則補償后變電所低壓側的視在計算負荷為：=5632.7kv·A計算電流=8558.3A變壓器的功率損耗為： Pt0.02=112.65kw Qt0.06=337.9變電所高壓側的計算負荷為：P30=5362.2kw+112.65kw=5474.85kwQ30=（4724.622-3000）+337.9=2062.5=5850.47kv·A =5132.3A補償后的功率因數為：cos=0.936滿足（大于0.90）的要求。五、高低壓供配電系統為了保證供電的安全、可靠、優質、經濟，選擇導線和電纜時應滿足下列條件：發熱

10、條件；電壓損耗條件；經濟電流密度；機械強度。根據設計經驗：一般10KV及以下的高壓線路和低壓動力線路，通常先按發熱條件選擇導線和電纜截面，再校驗其電壓損耗和機械強度。對于低壓照明線路，因對電壓水平要求較高，通常先按允許電壓損耗進行選擇，再校驗其發熱條件和機械強度。（一）高壓線路導線的選擇架空進線后接銅芯交聯聚氯乙烯絕緣鋼鎧護套電力電纜BLV-95。（二）低壓線路導線的選擇由于沒有設單獨的車間變電所，進入各個車間的導線接線采用TN-C-S系統；從變電所到各個車間及宿舍區用埋地電纜供電，電纜采用LGJ-185型鋼芯鋁線電纜，根據不同的車間負荷采用不同的截面。其中導線和電纜的截面選擇滿足條件：1)

11、相線截面的選擇以滿足發熱條件即，；2) 中性線（N線）截面選擇，這里采用的為一般三相四線，滿足；3) 保護線（PE線）的截面選擇一、 時，；二、 時，三、 時，4) 保護中性線（PEN）的選擇，取（N線）與（PE）的最大截面。另外，送至各車間的照明線路采用：銅芯聚氯乙烯絕緣導線BV型號。六、變壓器臺數、容量、型號選擇（一）主變壓器臺數的選擇 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：有大量一級或二級負荷；季節性負荷變化較大；集中負荷較大。結合本廠的情況，考慮到二級重要負荷的供電安全可靠，故選擇兩臺主變壓器。（二）變電所主變壓器容量的選擇每臺變壓器

12、的容量應同時滿足以下兩個條件：1、暗備用條件：任一臺變壓器單獨運行時，宜滿足：2、明備用條件：任一臺變壓器單獨運行時，應滿足：，即滿足全部一、二級負荷需求。代入數據可得：=（0.60.7）×5850.47=（3510.2824095.329）。考慮到未來510年的負荷發展，初步取=5000 。考慮到安全性和可靠性的問題，確定變壓器為S9系列10kv配電變壓器。（3） 型號的選擇S9-5/10 ，其主要技術指標如下表所示：型號額定容量(kVA) 電 壓 組 合聯結組標號空載損耗(kW)負載損耗(kW)空載電流(%)阻抗電壓(%) 重量（kg） 外形尺寸（mm）軌距（mm） 高壓(kV)

13、高壓分接范圍(%)低壓(kV) 油重 器身重 總重 長 寬 高S9-5/10566.310±50.4Yyno0.040.182.8544350125780450850400×400七、 變電所主接線圖裝設兩臺主變壓器的主接線方案，如下圖所示：8、 短路電流的計算 本廠的供電系統簡圖如下圖所示。采用兩路電源供線，一路為距本廠8km的饋電變電站經LGJ-150架空線（系統按電源計），該干線首段所裝高壓斷路器的斷流容量為；一路為鄰廠高壓聯絡線。下面計算本廠變電所高壓10kV母線上k-1點短路和低壓380V母線上k-2點短路的三相短路電流和短路容量。圖（一）下面采用標么制法進行短路

14、電流計算。（一）確定基準值：取，則： （二）計算短路電路中各主要元件的電抗標么值： 1) 電力系統的電抗標么值： 2) 架空線路的電抗標么值：3）電力變壓器的電抗標么值：由所選的變壓器的技術參數得，因此： 短路等效電路圖如圖（二）所示:圖（二）Ø 計算k-1點的短路電路總電抗標么值及三相短路電流和短路容量1) 總電抗標么值：2) 三相短路電流周期分量有效值： 3) 其他三相短路電流： 4) 三相短路容量：Ø 計算k-2點短路電路總電抗標么值及三相短路電流和短路容量1) 總電抗標么值：2) 三相短路電流周期分量有效值：3) 其他三相短路電流： 4) 三相短路容量：九、 主要高

15、壓設備器件的選擇與校驗（一）變電所高壓側一次設備的選擇 根據機械廠所在地區的外界環境，高壓側采用JYN2-10（Z）型戶內移開式交流金屬封閉開關設備。此高壓開關柜的型號：JYN2-10/4ZTTA（說明：4：一次方案號；Z：真空斷路器；T：彈簧操動；TA ：干熱帶）。其內部高壓一次設備根據本廠需求選取：高壓斷路器： ZN2-10/600 高壓熔斷器：RN1-10/150電流互感器：LQJ-10/5 電壓互感器：JDZJ-10 高壓隔離開關：GN6-10/200（二）變電所高壓側一次設備的校驗校驗項目電壓kV電流A動穩定電流熱穩定電流斷流能力kA4skA裝設點條件參數數據0.38115.29 一

16、次設備型號規格額定參數高壓斷路器ZN2-10/600106003011.6高壓熔斷器RN1-10/150 1015012電流互感器LQJ-10-200/510200/5電壓互感器JDZJ-10 高壓隔離開關GN6-10/2001020025.5由上表知高壓側所選一次設備的額定電壓、額定電流、動穩定、熱穩定均滿足要求。十、 心得通過本次課程設計，把所學理論知識和生產實際很好的聯系起來,真正做到了學以致用，方才覺著自己幾年畢竟沒白學，能切切實實的解決一些實際問題了。從設計之初的模糊、困惑到設計完成之后的豁然開朗，真正地可謂是脫胎換骨。之前對供電設計系統的認識是如何設計使系統能正常工作，通過設計才認識到之前的觀念是片面的，因為系統所處的環境是不斷變化的，某一正常工作的系統在特定情況下是不穩定的甚至是不正常的，那么對供電系統的設計就不僅僅是使其能正常工作，恰恰相反設計的核心卻是系統在環境不正常的情況下如何工作以避免、減小事故。不同的企業對供電系統的設計要求不同，但不同的供電系統的設計流程卻基本一致，即有一套成熟的設計理論。當然設計過程中可以創新，但是對于工程設計，如果新方案沒有得到充分地論證、實踐，最好還是選擇成熟的設計的方案，不要一味地追求標新立異，增加設計風險，甚至釀出事故