某機(jī)械廠變電所及配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要1</b></p><p><b>　　關(guān)鍵詞1</b></p><p><b>　　1 設(shè)計(jì)任務(wù)2</b></p><p><b>　　1.1設(shè)計(jì)要求

2、2</b></p><p><b>　　1.2設(shè)計(jì)依據(jù)2</b></p><p>　　1.3 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求4</p><p>　　1.4 設(shè)計(jì)成果4</p><p><b>　　2 負(fù)荷計(jì)算4</b></p><p>　　2.1 車間各負(fù)荷4&l

3、t;/p><p>　　2.2 全廠負(fù)荷6</p><p>　　3 短路電路的計(jì)算6</p><p>　　3.1 繪制計(jì)算電路6</p><p>　　3.2 確定短路計(jì)算基準(zhǔn)值7</p><p>　　3.3 計(jì)算短路電路中個(gè)元件的電抗標(biāo)幺值7</p><p>　　3.4 k-1點(diǎn)（

4、10.5kV側(cè)）的相關(guān)計(jì)算8</p><p>　　3.5 k-2點(diǎn)（0.4kV側(cè)）的相關(guān)計(jì)算8</p><p>　　4 變電所變壓器和主接線方案的選擇9</p><p>　　4.1 主變壓器的選擇9</p><p>　　4.2 變電所主接線方案的選擇9</p><p>　　4.3 裝設(shè)一臺主變壓器的主接線方

5、案10</p><p>　　4.4 裝設(shè)兩臺主變壓器的主接線方案11</p><p><b>　　總結(jié)13</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)14</b></p><p>　　Abstract15</p><p>　　某機(jī)械廠變電所及配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)</

6、p><p>　　摘 要：眾所周知，電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動(dòng)力。電能既易于由其他形式的能量轉(zhuǎn)換而來，又易于轉(zhuǎn)換為其他形式的能量，它的輸送和分配既簡單經(jīng)濟(jì)，又便于控制、調(diào)節(jié)和測量，又利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化，因此，電能在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)及整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)生活中應(yīng)用極為廣泛。從而搞好工業(yè)企業(yè)供電工作對于整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化具有十分重要的意義。工廠供電設(shè)計(jì)是整個(gè)工廠設(shè)計(jì)的重要組成部分，工廠供電設(shè)計(jì)的質(zhì)量影響到工廠

7、的和生產(chǎn)及其發(fā)展，作為從事工廠供電工作的人員，有必要了解和掌握工廠供電設(shè)計(jì)的有關(guān)知識，以便適應(yīng)設(shè)計(jì)工作的需要。</p><p>　　做好工廠供電工作對于發(fā)展工業(yè)生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化，具有十分重要的意義。由于能源節(jié)約是工廠供電工作的一個(gè)重要方面，而能源節(jié)約對于國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有十分重要的戰(zhàn)略意義，因此做好工廠供電工作，對于節(jié)約能源、支援國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)，也具有重大的作用。工廠供電工作要很好地為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)，切實(shí)保證工廠生

8、產(chǎn)和生活用電的需要，并做好節(jié)能工作。</p><p>　　關(guān)鍵詞：負(fù)荷；短路電流；變壓器；電路主接線</p><p><b>　　1 設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p><b>　　1.1設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　要求根據(jù)本廠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

9、發(fā)展，按照安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的要求，確定變電所的位置和型式，確定變電所主變壓器的臺數(shù)、容量與類型，選擇變電所主接線方案及高低壓設(shè)備和進(jìn)出線，確定二次回路方案，選擇整定繼電保護(hù)，確定防雷和接地裝置。最后按要求寫出設(shè)計(jì)說明書，繪出設(shè)計(jì)圖紙。</p><p><b>　　1.2設(shè)計(jì)依據(jù)</b></p><p>　　1.2.1工廠總平面圖</p>&l

10、t;p>　　1.2.2 工廠負(fù)荷情況</p><p>　　本廠多數(shù)車間為兩班制，年最大負(fù)荷利用小時(shí)為4600h，日最大負(fù)荷持續(xù)時(shí)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(jì)資料如表1.1所示。</p><p>　　表1 工廠負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料</p><p>　　1.2.3 供電電源情況</p><

11、p>　　供電電源情況 按照工廠與當(dāng)?shù)毓╇姴块T簽定的供用電協(xié)議規(guī)定，本廠可由附近一條10kV的公用電源干線取得工作電源。該干線的走向參看工廠總平面圖。該干線的導(dǎo)線牌號為LGJ-150，導(dǎo)線為等邊三角形排列，線距為2m；干線首端距離本廠約8km。干線首端所裝設(shè)的高壓斷路器斷流容量為500MVA。此斷路器配備有定時(shí)限過流保護(hù)和電流速斷保護(hù)，定時(shí)限過流保護(hù)整定的動(dòng)作時(shí)間為1.7s。為滿足工廠二級負(fù)荷要求，可采用高壓聯(lián)絡(luò)線由鄰近的單位取得

12、備用電源。已知與本廠高壓側(cè)有電氣聯(lián)系的架空線路總長度為80km，電纜線路總長度為25km。</p><p>　　1.2.4 氣象資料</p><p>　　本廠所在地區(qū)的年最高氣溫為38℃，年平均氣溫為23℃，年最低氣溫為-9℃，年最熱月平均最高氣溫為33℃，年最熱月平均氣溫為26℃，年最熱月地下0.8米處平均氣溫為25℃。當(dāng)?shù)刂鲗?dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|北風(fēng)，年雷暴日數(shù)為20。</p>&l

13、t;p>　　1.2.5 地質(zhì)水文資料</p><p>　　本廠所在地區(qū)平均海拔500m，地層以砂粘土為主，地下水位為2m。</p><p>　　1.2.6 電費(fèi)制度</p><p>　　本廠與當(dāng)?shù)毓╇姴块T達(dá)成協(xié)議，在工廠變電所高壓側(cè)計(jì)量電能，設(shè)專用計(jì)量柜，按兩部電費(fèi)制交納電費(fèi)。每月基本電費(fèi)按主變壓器容量為18元/kVA，動(dòng)力電費(fèi)為0.9元/Kw.h，照明電費(fèi)為

14、0.5元/Kw.h。工廠最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)不得低于0.9，此外，電力用戶需按新裝變壓器容量計(jì)算，一次性向供電部門交納供電貼費(fèi)：6~10VA為800/kVA。</p><p>　　1.3 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求</p><p>　　1. 確定車間變電所變壓器的臺數(shù)和容量；</p><p>　　2.電氣主接線圖設(shè)計(jì)；</p><p>　　3. 輸電導(dǎo)線

15、截面選擇（選擇一條線路計(jì)算）；</p><p>　　4.確定短路計(jì)算點(diǎn)，計(jì)算三相短路電流；</p><p>　　5. 主要電氣設(shè)備選擇與校驗(yàn)；</p><p><b>　　1.4 設(shè)計(jì)成果</b></p><p>　　1. 設(shè)計(jì)說明書一份（約8000字）：包括設(shè)計(jì)任務(wù)所要求的各項(xiàng)設(shè)計(jì)計(jì)算過程、結(jié)果和表格，要求內(nèi)容完整，

16、條理清晰，書面清潔，字跡工整。</p><p>　　2. 設(shè)計(jì)圖紙：電氣主接線圖一張。</p><p><b>　　2 負(fù)荷計(jì)算</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)采用需要系數(shù)法計(jì)算。</p><p>　　2.1 車間各負(fù)荷</p><p>　　表2　各車間負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料</p>

17、<p><b>　　2.2 全廠負(fù)荷</b></p><p>　　取=0.9；=0.95</p><p>　　根據(jù)上表可算出：=854.3Kw；=829.66kvar； </p><p>　　=1214.17kv·A</p><p>　　則==0.9×854.3Kw =768.87Kw&l

18、t;/p><p>　　==0.95×829.66kvar=788.177kvar</p><p>　　= kv·A=1214.17kv·A</p><p>　　==1616.86A</p><p>　　==854.3/1214.17=0.704</p><p>　　3 短路電路的計(jì)算<

19、/p><p>　　3.1 繪制計(jì)算電路</p><p>　　圖3-1 短路計(jì)算電路</p><p>　　3.2 確定短路計(jì)算基準(zhǔn)值</p><p>　　取基準(zhǔn)容量=100MVA，基準(zhǔn)電壓==1.05，為短路計(jì)算電壓，即高壓側(cè)=10.5kV，低壓側(cè)=0.4kV，則</p><p>　　===5.50kA

20、 </p><p>　　===144kA</p><p>　　3.3 計(jì)算短路電路中個(gè)元件的電抗標(biāo)幺值</p><p>　　3.3.1電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值</p><p>　　已知電力系統(tǒng)出口斷路器的斷流容量=500MV·A，故=100M·VA/500MV·A=0.2

21、 </p><p>　　3.3.2架空線路的電抗標(biāo)幺值</p><p>　　查表得LGJ-150的線路電抗=0.35，而線路長8km，故</p><p>　　=0.35()× 8×=2.54 </p><p>　　3.3.3電力變壓器的電抗標(biāo)幺值</p

22、><p>　　查表得變壓器的短路電壓百分值=4.5，故</p><p>　　===3.6 </p><p>　　式中，為變壓器的額定容量</p><p>　　因此繪制短路計(jì)算等效電路如圖5-2所示,圖上標(biāo)出各元件的序號和電抗標(biāo)幺值,并標(biāo)明短路計(jì)算點(diǎn)。</p><p>　　圖3-2 短路計(jì)算等效電路<

23、/p><p>　　3.4 k-1點(diǎn)（10.5kV側(cè)）的相關(guān)計(jì)算</p><p>　　3.4.1總電抗標(biāo)幺值</p><p>　　=0.2+2.54=2.74 </p><p>　　3.4.2 三相短路電流周期分量有效值</p><p>　　=5.50kA/2.74=2.01kA

24、 </p><p>　　3.4.3 其他三相短路電流</p><p>　　=2.01kA </p><p>　　=2.55×2.01=5.13kA </p><p>　　=1.51×2.01=3.04kA </p&g

25、t;<p>　　3.4.4 三相短路容量</p><p>　　=100MV·A/2.74=36.50MV·A</p><p>　　3.5 k-2點(diǎn)（0.4kV側(cè)）的相關(guān)計(jì)算</p><p>　　3.5.1總電抗標(biāo)幺值</p><p>　　=0.2+2.54+3.6=6.34 </

26、p><p>　　3.5.2三相短路電流周期分量有效值</p><p>　　=144kA/6.34=22.71kA </p><p>　　3.5.3 其他短路電流</p><p>　　=22.71kA </p><p>　　=1.84×22

27、.71kA =41.79kA </p><p>　　==1.09×22.71kA=24.75kA </p><p>　　3.5.4三相短路容量</p><p>　　=100MV·A/6.34=15.77 MV·A </p><p>　　4 變電所變壓器

28、和主接線方案的選擇</p><p>　　4.1 主變壓器的選擇</p><p>　　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兩種可供選擇的方案：</p><p>　　a)裝設(shè)一臺變壓器 型號為S11型，而容量根據(jù)式，為主變壓器容量，為總的計(jì)算負(fù)荷。選=1250kv·A>=1114.17kv·A，即選一臺S11-1250

29、/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)。</p><p>　　b)裝設(shè)兩臺變壓器 型號為S11型，而每臺變壓器容量根據(jù)式（3-1）、（3-2）選擇，即</p><p>　　≥（0.6～0.7）×1063.89kv·A =（638.334～744.723）kv·A（3-1）</p>&l

30、t;p>　　≥（Ⅰ+Ⅱ）=(101.4+254.5+105.68) KVA=461.55 KVA（3-2）</p><p>　　因此選兩臺S11-630/10型低損耗配電變壓器。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Dyn11。</p><p>　　4.2 變電所主接線方案的選擇</p><p>　　一般大中

31、型企業(yè)采用35～110KV電源進(jìn)線時(shí)都設(shè)置總降壓變電所，將電壓降至6～10KV后分配給各車間變電所?？偨祲鹤冸娝鹘泳€一般有線路—變壓器組、單母線、內(nèi)橋式、外橋式等幾種接線方式。</p><p>　　按上面考慮的兩種主變壓器方案可設(shè)計(jì)下列兩種主接線方案：</p><p>　　4.3 裝設(shè)一臺主變壓器的主接線方案</p><p>　　這種主接線由于采用了高壓斷路器，

32、因此變電所的停、送電操作十分方便，而且在發(fā)生短路故障時(shí)，過電流保護(hù)裝置動(dòng)作，斷路器會自動(dòng)跳閘，如果短路故障已經(jīng)消除，則可立即合閘恢復(fù)供電。如果配備自動(dòng)重合閘裝置，則供電可靠性更高。但是如果變電所只此一路電源進(jìn)線時(shí)，一般也只用于三級負(fù)荷；但如果變電所低壓側(cè)有聯(lián)絡(luò)線與其他變電所相連時(shí)，或另有備用電源時(shí)，則可用二級負(fù)荷。如果變電所有兩路電源進(jìn)線，如圖4-1所示，則供電可靠性相應(yīng)提高，可供二級負(fù)荷或少量一級負(fù)荷。</p><

33、p>　　4-1 裝設(shè)一臺主變壓器的主接線方案</p><p>　　4.4 裝設(shè)兩臺主變壓器的主接線方案</p><p>　　一次側(cè)采用內(nèi)橋式結(jié)線，二次側(cè)采用單母線分段的總降壓變電所主電路圖如4-2所示，其一次側(cè)的QF10跨接在兩路電源線之間，猶如一座橋梁，而處在線路斷路器QF11和QF12的內(nèi)側(cè)，靠近變壓器，因此稱為內(nèi)橋式結(jié)線。這種主結(jié)線的運(yùn)行靈活性較好，供電可靠性較高，適用于一、

34、二級負(fù)荷工廠。如果某路電源例如WL1線路停電檢修或發(fā)生故障時(shí)，則斷開QF11 ，投入QF10 （其兩側(cè)QS先合），即可由WL2恢復(fù)對變壓器T1的供電，這種內(nèi)橋式結(jié)線多用于電源線路較長因而發(fā)生故障和停電檢修的機(jī)會較多、并且變電所的變壓器不需要經(jīng)常切換的總降壓變電所。</p><p>　　4-2 裝設(shè)兩臺主變壓器的主接線方案</p><p><b>　　總結(jié)</b>&l

35、t;/p><p>　　課程設(shè)計(jì)是檢驗(yàn)本學(xué)期學(xué)習(xí)的情況的一項(xiàng)綜合測試，它要求我把所學(xué)的知識全部適用，融會貫通的一項(xiàng)訓(xùn)練，是對能力的一項(xiàng)綜合評定，它要求充分發(fā)掘自身的潛力，開拓思路設(shè)計(jì)出合理適用的工廠供電系統(tǒng)。</p><p>　　通過這次課程設(shè)計(jì)，使我得到了很多的經(jīng)驗(yàn)，并且鞏固和加深以及擴(kuò)大了專業(yè)知識面，鍛煉綜合及靈活運(yùn)用所學(xué)知識的能力，正確使用技術(shù)資料的能力。知識系統(tǒng)化能力得到提高,設(shè)計(jì)過程中

36、運(yùn)用了很多的知識，因此如何將知識系統(tǒng)化就成了關(guān)鍵。如本設(shè)計(jì)中用到了工廠供電的絕大多數(shù)的基礎(chǔ)理論和設(shè)計(jì)方案，因此在設(shè)計(jì)過程中側(cè)重了知識系統(tǒng)化能力的培養(yǎng)，為今后的工作和學(xué)習(xí)打下了很好的理論基礎(chǔ)。動(dòng)得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。</p><p>　　這次課程設(shè)計(jì)，我做了大量

37、的參數(shù)計(jì)算，鍛煉從事工程技術(shù)的綜合運(yùn)算能力，參數(shù)計(jì)算盡可能采用先進(jìn)的計(jì)算方法。使我了解工廠供電設(shè)計(jì)的基本方法，了解工廠供電電能分配等各種實(shí)際問題，培養(yǎng)獨(dú)立分析和解決實(shí)際工程技術(shù)問題的能力，同時(shí)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。</p><p>　　本次課設(shè)應(yīng)該感謝學(xué)校和系里的安排，讓我在學(xué)習(xí)課本知識的同時(shí)，能夠有這樣良好的機(jī)會實(shí)踐,加深對所學(xué)理論知識的理解,掌握工程設(shè)計(jì)的方法。更應(yīng)該感謝導(dǎo)老師的細(xì)

38、心指導(dǎo)，要不然靠我自己不可能那么順利完成。通過這次課程設(shè)計(jì),我深深懂得要不斷的把所學(xué)知識學(xué)以致用,還需通過自身不斷的努力,不斷提高自己分析問題、解決問題的能力。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 蘇文成.工廠供電[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.</p><p>　　[2] 唐志平.供配電技術(shù)[M]

39、.北京：電子工業(yè)出版社，2005.</p><p>　　[3] 劉寶林.電氣設(shè)備選擇·施工安裝·設(shè)計(jì)應(yīng)用手冊[M].北京：中國水利水電出版社，1998.</p><p>　　[4] 劉介才.工廠供電設(shè)計(jì)指導(dǎo)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998.</p><p>　　[5] 翁雙安.供電工程[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.</p&g

40、t;<p>　　[6] 熊信銀.發(fā)電廠電氣部分[M].北京：中國電力出版社，2004.</p><p>　　Design of substation and power distribution system of a mechanical factory</p><p>　　Abstract:As we all know, power is the main energy

41、and power of modern industrial production. Electrical energy is both easy to by other forms of energy conversion, and easy conversion to other forms of energy, its transmission and distribution is simple and economic, an

42、d easy to control, regulation and measurement, but also conducive to the realization of the production process automation. Therefore, the electrical energy is widely used in modern industrial production and life in the n

43、ational ec</p><p>　　It is very important for the development of industrial production and industrial modernization. Due to the energy conservation is an important aspect of the factory power supply, and ener

44、gy saving is a very important strategic significance for the national economic construction, so do a good job in the factory power supply, for saving energy, support national economic construction, also has important rol