精品文檔精品文檔精品文檔精品文檔精品文檔精品文檔河南工業職業技術學院HenanPolytechnicInstitute現代供配電技術題目：防爆廠機械加工一車間變電所設計課程設計姓名：班級：學號：指導老師：

目錄TOC\o"1-2"\h\z\u前言 2前言 21、現代供配電技術課程設計任務書1.1設計任務書 31.2、設計依據： 41.3本車間負荷性質 52、負荷計算以及變壓器、補償裝置的選擇 52.1機加工車間一的負荷計算 52.2車間總體負荷的計算 52.3無功補償的計算和變壓器的選擇 53、供電系統短路圖 74、各短路計算 84.1各短路點的平均電壓 84.2各元件電抗計算 84.3各短路點總阻抗 85、變電所位置與型式的選擇 105.1變配電所的任務 105.2、變配電所的類型 106、高、低壓一次設備選擇 106.1．選母線： 106.2選低壓側QF： 106.3高壓側選QF： 116.4高壓側隔離開關： 116.5電流互感器： 117.高壓側繼電保護選擇及整定 137.1差動保護 137.2變壓器的瓦斯保護 138、確定供電系統 149、心得體會 15主要參考文獻 16INDEX\o"S"\c"2"\z"2052"

前言為使工廠供電工作很好地為工業生產服務，切實保證工廠生產和生活用電的需要，并做好節能工作，本設計在大量收集資料，并對原始資料進行分析后，做出35kV變電所及變電系統電氣部分的選擇和設計，使其達到以下基本要求：1、安全在電能的供應、分配和使用中，不發生人身事故和設備事故。2、可靠滿足電能用戶對供電可靠性的要求。3、優質滿足電能用戶對電壓和頻率等質量的要求。4、經濟供電系統的投資少，運行費用低，并盡可能地節約電能和減少有色金屬的消耗量。此外，在供電工作中，又合理地處理局部和全局、當前和長遠等關系，既照顧局部的當前的利益，又要有全局觀點，顧全大局，適應發展。按照國家標準GB50052-95《供配電系統設計規范》、GB50059-92《35~110kV變電所設計規范》、GB50054-95《低壓配電設計規范》等的規定，工廠供電設計遵循以下原則：1、遵守規程、執行政策；遵守國家的有關規定及標準，執行國家的有關方針政策，包括節約能源，節約有色金屬等技術經濟政策。2、安全可靠、先進合理；做到保障人身和設備的安全，供電可靠，電能質量合格，技術先進和經濟合理，采用效率高、能耗低和性能先進電氣產品。3、近期為主、考慮發展；根據工作特點、規模和發展規劃，正確處理近期建設與遠期發展的關系，做到遠近結合，適當考慮擴建的可能性。4、全局出發、統籌兼顧。按負荷性質、用電容量、工程特點和地區供電條件等，合理確定設計方案。工廠供電設計是整個工廠設計中的重要組成部分。工廠供電設計的質量直接影響到工廠的生產及發展。

1、現代供配電技術課程設計任務書1.1設計任務書設計題目防爆廠機械加工一車間變電所設計設計要求要求根據本廠所能取得的電源及本廠用電負荷的實際情況，并適當考慮到工廠生產的發展，按照安全可靠、技術先進、經濟合理要求，確定變電所的位置與型式，確定變電所主變壓器臺數與容量、類型，選擇變電所主結線方案及高低壓設備和進出線，確定二次回路方案，選擇整定繼電保護裝置，最后定出設計說明書。設計依據1．車間生產任務：本車間承擔機修廠機械修理的配件生產。2．車間設備明細表如表1所示。3．車間變電所的供電范圍本車間變電所設在機加工一車間的東南角，除為機加工一車間供電外，尚需為機加工二車間和鑄造、鉚焊、電修等車間供電。4．車間負荷性質車間為三班工作制，年最大有功負荷利用小時數為3500h，屬于三級負荷。5．供電電源條件1)本車間變電所從本廠35／10kV總降壓變電所用架空線路引進10kV電源，如下圖所示。架空線路長300m。2)工廠總降壓變電所10kV母線上的短路容量按200MVA計。3)工廠總降壓變電所10kV配電出線定時限過流保護裝置的整定時間top=1．7s。4)要求車間變電所最大負荷時功率因數不得低于0．9。5)要求在車間變電所10kV側計量。1.2、設計依據：表1機加工一車間設備明細表設備代號設備名稱型號臺數單臺容量（kW）總容量（kW）1車床C630M110．12510．1252萬能工具磨床M5M12．0752．0753普通車床C620-117．6257．6254普通車床C620-117．6257．6255普通車床C620-117．6257．6256普通車床C620-315．6255．6257普通車床C62014．6254．6258普通車床C62014．6254．6259普通車床C62014．6254．62510普通車床C62014．6254．625

1.3本車間負荷性質車間為三班工作制年最大負荷利用小時為3500小時。屬于三級負荷。供電電源條件： =1\*GB3①電源從35/10千伏廠總降壓變電所采用架空線路受電，線路長度為300米。 =2\*GB3②供電系統短路數據見下圖所示。=3\*GB3③工廠總降壓變電所10kV配電出線定時限過流保護裝置的整定時間top=1．7s。=4\*GB3④要求車間變電所最大負荷時功率因數不得低于0．9。2、負荷計算以及變壓器、補償裝置的選擇2.1機加工車間一的負荷計算根據機加工車間一的負荷性質，將一車間分為一路： 通過分析機加工車間一的第一路屬于小批生產的金屬冷加工，查表2-1得它的需用系數為：Kd=0.3Cosφ=0.65tanφ=1.17Pca1=KdPn=0.16*Pn=55.883（KW）Qca1=Pca1*tanφ=65.383（Kvar）其中：Pn=10.125+2.075+7.625*3+5.625+4.625*4=123.505（KW）==86(KVA)=/130.67(A)2.2車間總體負荷的計算由車間的同時系數Ksi=0.9，則Pca=（Pn1+…Pn4）*Ksi=570.473*0.9=513.426KWIca=741.088AQca=(Qn1+…+Qn4)*Ksi=578.764*0.9=520.888KVASca=731.389KVarCOSφ=Pca/Qca=0.702tanφ=1.0142.3無功補償的計算和變壓器的選擇變壓器的預選變壓器低壓側：Pca=513.426KWQca=520.888KVASca=731.389KVar相關參數全部列舉如下：額定容量：800KVA高壓：10KV高壓分接范圍（％）：±4*2.5低壓：4KV連接組標號：Yyn0空載損耗：1.36KW負載損耗：9.4KW空載電流（％）：1.2阻抗電壓（％）：4.5重量：器身—2050Kg油重-805Kg總重：3245Kg外形尺寸（mm）長*高*寬：2445*800*2420無功補償計算△Pt=△P0+△Pk（Sca/Sn）=1.36+9.4*（731.389/800）=9.2KWQt=△Ｑ0+△Qk（Sca/Sn）==39.66KW高壓側：P高=Pca+△Pt=513.426+9.21=522.636KWQ高=Qca+△Qt=520.888+39.66=560.548KVA實際需要變壓器容量：St==766.4KVA此時功率因數：COS φ=P高/St=522.636/766.4=0.682φ=47.005取補償后要求達到的功率因數為COSφ=0.92φ=23.074補償無功：Qc=P高（tan47.005-tan23.074）=337.914KVar所以Qc=25*10=250KVar考慮無功補償后應選的變壓器無功補償后應選的變壓器容量為S=533.750考慮無功補償后最終確定變壓器：根據《簡明電工手冊》應選sz9型，額定容量為：630kvA（4）變壓器的校驗：△PT==6.647kw△QT=27.41kvar考慮損耗后實際需要變壓器容量：S實＝548.186<630kvAcos＝0.9493.供電系統的選擇 從原始資料我們知道車間為三級負荷，供電的可靠性要求并不是很高，且通過負荷計算我們知道車間的總消耗功率并不是很高，初步估計了后決定使用一臺變壓器來為車間供電，同時為了節省變電所建造的成本和簡化總體的布線，所以在設計中我們首先考慮了線路—變壓器組結線方式。 線路—變壓器組結線方式的優點是結線簡單，使用設備少，基建投資省。缺點是供電可靠性低，當主結線中任一設備（包括供電線路）發生故障或檢修時，全部負荷都將停電。但對于本設計來說線路—變壓器組結線方式已經可以達到設計的要求。 線路—變壓器組結線方式也按元件的不同組合分為：a進線為隔離開關；b進線為跌落式保險；c進線為斷路器。因為設計為車間為變電所，所以采用c方式。

3、供電系統短路圖 （a）（b）（c） 圖1.1線路—變壓器組結線 a—進線為隔離開關；b—進線為跌落式保險；c—進線為斷路器4.短路電流電流計算

4、各短路計算4.1各短路點的平均電壓 線路的平均電壓Uav1=10.5KvUav2=0.4Kv4.2各元件電抗計算電源的電抗：Xs=Uav1/Sk=0.551?線路L的電抗：Xl=0.2×0.4=0.08?變壓器的電抗;Xt=Uk%×=4.5%×=7.875?4.3各短路點總阻抗K1點短路：Xk1=Xs+XL=0.551+0.08=0.631?K2點短路Xk2=(0.631+7.875)()=0.01234?4.4根據電抗值計算短路電流K1點短路Ｉk＝＝＝9.61ＫＡish１＝2.55Ik1=2.55*9.61=24.51KAIsh1=1.52IK1=1.52*9.61=14.61KAIca1===30.139AK2點短路時Ik2===18.715KAish2=1.84Ik2=1.84*18.715=34.43565KAIsh2=1.09Ik2=1.09*18.715=20.3994KAIca2===770.42A

5、變電所位置與型式的選擇5.1變配電所的任務變電所擔負著從電力系統受電，經過變壓，然后配電的任務。配電所擔負著從電力系統受電，然后直接配電的任務。變電所的位置應盡量接近工廠的負荷中心，工廠的負荷中心按負荷功率矩法來確定。5.2、變配電所的類型車間附設變電所、車間內變電所、露天（半露天）變電所、獨立變電所、桿上變電所、地下變電所、樓上變電所、成套變電所、移動式變電所。變電所的位置應盡量接近工廠的負荷中心，根據本廠的負荷統計數據、計算，并考慮到周邊環境及進出線方便。防暴車間必須安裝自動拋卸頂在室內高壓下輕易拋卸以防承重結構遭到損壞，可以時薄混凝土5厘米厚，或其他輕型板材，玻璃等！6、高、低壓一次設備選擇6.1．選母線：導體尺寸：63×8單條，平放：995矩形鋁導線長期允許載流量和肌膚效應系數Kf導線尺寸單條雙條三條平放豎放Kf平放豎放Kf平放豎放Kf63×899510821.03151116441.1190820751.26.2選低壓側QF：選Dk2—1000型，見《低壓電器》P440表2.41.1DK2系列低壓真空智能型斷路器主要技術特征型號額定工作電壓（Kv）額定工作電流（A）額定極限分斷能力（VA）額定短路運行分斷能力（KA）1s短時耐受點（KA）380V660V380V660VDK2-1000380、660100040304030406.3高壓側選QF：選SN10—10I，見《供電技術》P125型號額定電壓kv額定電流A額定開斷電流KA斷流容量MVA動穩定電流KA熱穩定電流(4S)KASW2-3535150024.8150063.424.8SN10-101010002950074296.4高壓側隔離開關：選GN6—10/600—52，見《發電廠電氣部分》P346附表7隔離開關技術數據型號額定電壓（KV）額定電流（KA）極限通過電流峰值（KA）熱穩定電流（KA）4s5sGN6-10/1000-521060052206.5電流互感器：根據上述情況初步選用LFZJ1-3型電流互感器.具體參數如下:型號額定電流比(A)級次組合準確級次二次負荷準確級次(0.5)?LFZJ1-320~200/50.50.50.8電壓互感器選擇:型號:JDJ-10具體參數如下:型號額定電壓(Kv)一次繞組1額定容量(VA)最大容量(VA)一次繞組二次繞組0.5JDJ-10100.180640

7.高壓側繼電保護選擇及整定7.1差動保護變壓器差動保護動作電流應滿足以下三個條件應躲過變壓器差動保護區外出現的最大短路不平衡電流應躲過變壓器的勵磁涌流在電流互感器二次回路端線且變壓器處于最大符合時，差動保護不應動作由于車間變電所是三級負荷，變壓器容量為500MVA在選用保護時選電流限時電流速斷保護，而不采用差動保護。1速斷整定：Idz=Kk×Imax=1.3×16.4844=21.429Ks=不能滿足靈敏度要求，可使用低壓閉鎖保護。過電流保護的整定：Idz==2.18KA近后備保護的靈敏系數=6.548〉2動作時限：△t=0.5s7.2變壓器的瓦斯保護瓦斯保護，又稱氣體繼電保護，是保護油浸式電力變壓器內部故障的一種基本的保護裝置。按GB50062—92規定，800KV?A及以上的一般油浸式變壓器和400KV?A及以上的車間內油浸式變壓器，均應裝設瓦斯保護。瓦斯保護的主要元件是氣體繼電器。它裝設在變壓器的油箱與油枕之間的聯通管上。為了使油箱內產生的氣體能夠順暢地通過氣體繼電器排往油枕，變壓器安裝應取1%～1.5%的傾斜度；而變壓器在制造時，聯通管對油箱頂蓋也有2%～4%的傾斜度。當變壓器油箱內部發生輕微故障時，由故障產生的少量氣體慢慢升起，進入氣體繼電器的容器，并由上而下地排除其中的油，使油面下降，上油杯因其中盛有殘余的油而使其力矩大于另一端平衡錘的力矩而降落。這時上觸點接通而接通信號回路，發出音響和燈光信號，這稱之為“輕瓦斯動作”。當變壓器油箱內部發生嚴重故障時，由故障產生的氣體很多，帶動油流迅猛地由變壓器油箱通過聯通管進入油枕。這大量的油氣混合體在經過氣體繼電器時，沖擊擋板，使下油杯下降。這時