《供配电技术》课程设计报告.pdf

该【《供配电技术》课程设计报告 】是由【青山代下】上传分享，文档一共【13】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【《供配电技术》课程设计报告 】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。:..题目:某机械厂变电所电气一次部分设计姓名:*****学号:*****班级:*****专业:**************指导教师:*****起止日期:电气与自动化工程学院《供配电技术》课程设计评分表设计题目:某机械厂变电所电气一次部分设计班级:******学号:*********姓名:********项目评分比例得分平时表现30%答辩20%设计报告50%总成绩指导老师:年月日《供配电技术》课程设计任务书专业电气工程及其自动化班级(电气技术方向)一、目的和要求供配电技术课程设计是该课程理论教学之后的一个集中性实践教学环节,要求学生在学****供配电技术基本知识的基础上,通过综合应用所学知识设计一个具体任务的供配电一次系统。通过设计进一步巩固所学过的理论知识,熟悉供配电系统的基本构成和任务,了解常用电气设备的结构、原理、性能、用途,掌握中小型变电所电气一次部分设计的步骤和要求。了解变电所电气设计相关的国家标准、规程、规范以及电气主接线的绘制方法,学会查阅供配电设计手册、设备手册的方法,树立工程观念,培养分析和解决一般工程实际问题的能力。二、设计内容根据给定的设计任务完成供配电系统电气一次部分的设计(设计任务附后)。三、基本要求:(1)掌握供配电系统设计的方法、内容和步骤。(2)根据所给定设计任务,按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求,完成变配电系统电气一次部分的设计任务,写出设计说明书。(3)具备计算机绘图能力,绘出供配电系统一次系统设计图样。(4)提交的设计报告内容充实、方案合理、图纸齐全。撰写格式符合相关要求。四、进度安排序号时间(天)课程设计内容1第1天熟悉课题、收集资料、讨论2第2天主接线设计,负荷计算、短路电流计算3第3~4天主:..4第5~6天提交报告五、课程设计报告课程设计报告用纸一律采用A4纸。,(留装订线),。设计报告封面必须统一。内容包括评分表、封面、目录、正文、收获、参考文献等(并按此顺序装订)。六、设计参考资料[1][M].北京:***出版社,2016.[2][M].:中国电力出版社,2005.[3][M].:科学出版社,2008.[4]许继继电保护装置说明书许继集团技术资料[5][M].北京:中国电力出版社,2002.[6][M].北京:中国计划出版社,1991.[7]余建明,同向前,[M].:***出版社,2008.[8]:***出版社,2012.[9]中国***[S]北京:中国计划出版社,2010.[10]:***出版社,1998[11]..北京:中国水利水电出版社,2002[12]:***出版社,2001七、成绩评定课程设计成绩由平时表现、报告及设计答辩三个方面成绩组成,各部分所占比例分别为30%、50%、20%。按照学****与设计态度的认真性,知识理解掌握的深入程度,设计方案的正确性或合理性,图文的质量效果,是否独立完成,是否具有独立分析解决问题的能力和创新精神等综合考虑。设计题目1:某机械厂变电所电气一次部分设计一、,主要负荷是铸造车间、锻压车间、金工车间、工具车间、电镀车间、热处理车间等十个车间的用电设备。用电设备的电压均为380V。本厂多数车间为三班制,年最大负荷利用小时为4600h,日最大负荷持续时间为6h。该厂除铸造车间、电镀车间和锅炉房属二级负荷外,其余均属三级负荷。其负荷统计资料见表1。表1全厂负荷统计资料厂房编号厂房名称负荷类别设备容量/kW需要系数Kd功率因数cosφ计算负荷P30/kWQ30/kvarS30/kVAI30/A1铸:..,架空线路选用LGJ-150,几何均距2m。区域变电站10kV出口短路容量为500MVA。供电部门对本厂的功率因数要求为cos=。二、设计任务及要求(1)主接线设计:根据设计任务书,分析原始资料与数据,列出技术上可能实现的2个方案,经过概略分析比较,确定一个较优方案。并进行详细的负荷计算。(2)短路电流计算:根据电气设备选择和继电保护的需要,确定短路计算点,计算三相短路电流,计算结果列出汇总表。(3)主要电气设备选择:主要电气设备的选择包括断路器、隔离开关、互感器、导线截面和型号等等设备的选择及校验;选用设备型号、数量,汇成设备一览表。三、:变电所电气主接线图;:..,是联系电厂和负荷用户的中间环节,是电网中线路的枢纽。如果工厂电能供应突然中断,就会对工业生产造成严重的不良后果。甚至可能发生重大的设备损坏或人员伤亡事故。因此,变电所保证工厂正常有序地供电,具有十分重要的意义。本文以电力系统相关理论知识为基础,以工厂供电为指导,根据所给某机械制造厂的原始资料对其变电站的电气部分进行设计。本文共分为六大内容:,是根据所提供的负荷情况进行的,本文列出了负荷计算表,得出总负荷。,通过查表或计算求出达到供电部门要求数值所需补偿的无功率。由手册或产品样本选用所需无功功率补偿柜的规格和数量。,综合考虑设置总降压变电所的有关因素,结合全厂计算负荷以及扩建和备用的需要,确定变压器型号。,通常为国家电网的末端负荷,其容量运行小于电网容量,皆可按无限大容量系统供电进行短路计算。求出各短路点的三相短路电流及相应有关参数。、低压设备选择及校验参照短路电流计算数据和各回路计算负荷以及对应的额定值,选择高、低压配电设备,如隔离开关、断路器、母线、电缆、绝缘子、避雷器、互感器、开关柜等设备。并根据需要进行热稳定和力稳定检验,并列表表示。、可靠、优质、经济地运行,进行电缆截面选择时必须满足发热条件:电缆(包括母线)在通过正常最大负荷电流即线:..+6+350+8+764+17+360+7+250+5+150+5+180+6+160+4+50+1+20+1+350=2994Kw(2-1)=(*300+6*)=(2-2)=(90*+*0)kvar=(2-3)=(2-4)(2-5)其余车间负荷计算过程与此相同,计算结果见表2-12确定变电所变压器低压侧的计算负荷考虑到全厂负荷的同时系数(取)后,工厂变电所变压器低压侧的计算负荷为(2-6)(2-7)(2-8)(2-9)(2-10)变压器低压侧的功率因数较低,,因此要进行无功功率补偿。补偿电容器集中装设在变压器低压母线上。考虑到变压器的损耗,。所需补偿电容器的容量为(2-11)取补偿后变压器低压侧不变(2-12)(2-13)3确定变压所变压器高压侧的计算负荷变压器的损耗(2-14)(2-15)变压器高压侧的计算负荷(2-16)(2-17)(2-18)(2-19)4高压电源进线端的计算负荷变电所高压进线端采用LGJ-150,其线距为2m,长度为8km。由手册可查出该导线的,则高压架空进线端的有功功率损耗为(2-20)高压架空进线端的无功功率损耗为(2-21)高压电源进线端的计算负荷为(2-22)(2-23)(2-24)(2-25)(2-26)满足要求高压电源进线端的计算负荷可以作为工厂向电力部门申请用电容量的依据。表2-1全厂负荷统计资料厂房编号厂房名称负荷类别设备容量/kW需要系数Kd功率因数cosφ计算负荷P30/kWQ30/kvarS30/kVAI30/:..(取)(取):。对供有大量一、二级负荷的变电所,应采用两台变压器,以便当一台变压器发生故障或检修时,另一台变压器能对一、二级负荷继续供电。对只有二级而无一级负荷的变电所,也可以只采用一台变压器,但必须有备用电源。,适于采用经济运行方式的变电所,可采用两台变压器。,虽为三级负荷,也可以采用两台或多台变压器。,应适当考虑负荷的发展,留有一定的余地。,即(3-1):(1)任一台变压器单独运行时,应满足总计算负荷S3的大约60%70%的需要,即(3-2)(2)任一台变压器单独运行时,应满足全部一、二级负荷的需要,即(3-3)根据工厂的负荷性质和电源情况,工厂变电所的主变压器可有下列两种方案:方案1装设一台主变压:..根据式,主变选用一台接线方式为S11-1250/10型变压器,根据民用建筑规范要求变压器的负载率不宜大于85%,而显然满足要求。至于机械厂的二级负荷的备用电源,由与邻近单位相联的低压联络线来承担。因此装设一台主变压器时选一台接线方式为S11-16000/10型低损耗配电变压器。方案2装设两台主变压器(3-4)(3-5)因此选两台接线方式为Dyn11的S11-1000/10型低损耗配电变压器。两台变压器并列运行,互为备用。,应根据变电所在供电系统中的地位、进出线回路数、设备特点及负荷性质等条件确定,并应满足安全、可靠、灵活和经济等要求。(1)安全应符合有关国家标准和技术规范的要求,能充分保证人身和设备的安全。(2)可靠应满足电力负荷特别是其中一、二级负荷对供电可靠性的要求。(3)灵活应能必要的各种运行方式,便于切换操作和检修,且适应负荷的发展。(4)经济在满足上述要求的前提下,尽量使主接线简单,投资少,运行费用低,并节约电能和有色金属消耗量。,其高压侧一般采用无母线的接线,根据高压侧采用的开关电器不同,有三种比较典型的主接线方案:(1)高压侧采用隔离开关-熔断器或户外跌开式熔断器的主接线方案;(2)高压侧采用负荷开关-熔断器或负荷型跌开式熔断器的主接线方案;(3)高压侧采用隔离开关-断路器的主接线方案。:(1)高压无母线、低压单母线分段的主接线方案;(2)高压采用单母线、低压单母线分段的主接线方案;(3)高低压侧均为单母线分段的主接线方案。,高压:..10kV的公用电源干线,为满足工厂二级负荷的要求,又采用与附近单位连接高压联络线的方式取得备用电源,因此,变电所高压侧有两条电源进线,一条工作,一条备用,同时为保证供电的可靠性和对扩建的适应性所以10kV侧可采用单母线或单母线分段的方案。,工厂用电部门较多,为保证供电的可靠性和灵活性可采用单母线或单母线分段接线的方案,对电能进行汇集,使每一个用电部门都可以方便地获得电能。,若主变采用一台S11型变压器时,总进线为一路路。为提高供电系统的可靠性,低压一侧需加入备用电源。若主变采用两台S11型变压器时,总进线为两路,但若电源出现故障,两台主变均无法使用,可靠性较低。表3-1两种主接线方案的比较比较项目装设一台主变加备用电源的方案装设两台主变的方案技术指标供电安全性满足要求满足要求供电可靠性基本满足要求单电源供电,可靠性差供电质量由于一台主变,电压损耗略大由于两台主变并列,电压损耗略小灵活方便性接有备用电源,灵活性好由于有两台主变,,综合投资为2×=,综合投资为4×=,贴费为1250×=100万元贴费为2×800×=128万元从上表可以看出,按技术指标,装设两台主变的主接线方案优于装设一台主变的方案。从经济指标来看,装设一台主变的方案优于装设两台主变的方案。由于二级负荷较小,从技术指标考虑,采用于装设一台主变加备用电源的方案。,将短路计算中需计入的各元件的额定参数都表示出来,并将各个元件依次编:..4-1所示。图4-,短路计算点应选择在可能产生最大短路电流的地方。一般来说。高压侧选择在高压母线位置;低压侧选择在母线位置;系统中装有限流电抗器时,应选择在电抗器之后,如图4-1中的k-1及k-2点。(1)设定基准容量和基准电压,计算短路点基准电流。设=100MVA,=,即高压侧=,低压侧=,则(4-1)(4-2)(2)计算短路电路中各元件的电抗标幺值1)电力系统的电抗标幺值(4-3)式中——电力系统出口断路器的断流容量2)架空线路的电抗标幺值,查得LGJ-150的单位电抗,而线路长8km,故(4-4)3)电力变压器的电抗标幺值,查得S11-1000的短路电压=,故(4-5)(4-6)绘制等效电路图,如图4-2所示:图4-(1)求k-1点的短路回路总阻抗标幺值及三相短路电流和短路容量1)总阻抗标幺值(4-7)2)三相短路电流周期分量有效值(4-8)3)其他三相短路电流===(4-9)==×=(4-10)==×=(4-11)4)三相短路容量(4-12)5)两相短路电流====(4-13)==(4-14)==(4-15)(2)求k-2点的短路回路总阻抗标幺值及三相短路电流和短路容量1)总阻抗标幺值(4-16)2)三相短路电流周期分量有效值(4-17)3)其他三相短路电流===(4-18)==×=(4-19)==×=(4-20)4)三相短路容量(4-21)5)两相短路电流====(4-22)==(4-23)==(4-24)-1;表4-1并列运行时短路电流计算结果短路计算点三相短路电流/KA两相短路电流/KA三相短路容量/K--、经济的重要条件。在进行设备选择时,应:..注意节约投资,选择合适的电气设备。电气设备的选择同时必须执行国家的有关技术经济政策,并应做到技术先进、经济合理、安全可靠、运行方便和适当的留有发展余地,以满足电力系统安全经济运行的需要。,必须按下列条件选择和校验:(1)按正常工作条件,包括电压、电流、频率、开断电流等选择。(2)按短路条件,包括动稳定和热稳定来校验。(3)考虑电气设备运行的环境条件和温度、湿度、海拔以及有无防尘、防腐、防火、防爆等要求。,即(5-1),即(5-2),即(5-3)或(5-4),就是校验电器和导体在短路时的动稳定和热稳定。、负荷开关和断路器的短路稳定度校验(1)动稳定校验条件(5-5)或(5-6)式中、——开关的极限通过电流(动稳定电流)峰值和有效值(单位为KA);、——开关所在处的三相短路冲击电流瞬时值和有效值(单位为KA)。(2)热稳定校验条件(5-7)式中——开关的热稳定电流有效值(单位为KA);——开关的热稳定试验时间(单位为s);——开关所在处的三相短路稳态电流(单位为KA);——短路发热假想时间(单位为s)。(1)动稳定校验条件(5-8)或(5-9)式中——电流互感器的动稳定电流(单位为KA);——电流互感器的动稳定倍数(对);——电流互感器的额定一次电流(单位为A)。:..(5-10)或(5-11)式中——电流互感器的热稳定电流(单位为KA);——电流互感器的热稳定试验时间,一般取1s;——电流互感器的热稳定倍数(对)。--10/63010kV630A16kA40kA高压熔断器XRNP3-12/125-——电压互感器JDZX12-10KV————电流互感器LZZBJ12-10A10kV100/-12/630A12KV630A———开关柜KYN28A-24—————--2500400V2500A60kA——塑料外壳式断路器CM2-630L400V630A———塑料外壳式断路器CM2-400L400V315A———塑料外壳式断路器CM2-225L400V140A200A225A———塑料外壳式断路器CM2-125L400V20A80A100A———电流互感器LZZBJ12-10A—3000/5A800/5A,500/5A300/5A,200/5A150/5A,100/5A75/5A,20/5A———电容器(共14组,共补8组,分补6组)-40-3—————《GB50053-9410kV及以下变电所设计规范》中的规定,10kV母线选择TMY-3(100×10)+1×(60×6)型母线,即相母线尺寸均为40mm×4mm,中性母线尺寸为60mm×6mm;380V母线选择LMY-3(80×10)+80×8型母线,即相母线尺寸为80mm×10mm,中性母线尺寸为80mm×8mm。(1)如为专用线路,应选专用线路的全长。(2)如从公共干线引至变电站,则仅选从公共干线到变电站的一段引出线。(3)对于靠墙安装的高压开关柜,柜下进线时一般须经电缆引入,因此架空:..(1)对于全线一致的架空出线或电缆出线,应选线路的全长。(2)如经一段电缆从高压开关柜引出再架空配电的线路,则变电站高压出线的选择只选这一段引出电缆,而架空配电线路在厂区配电线路的设计中考虑。(1)如采用电缆配电,应选线路的全长。(2)如经一段穿管绝缘导线引出,再架空配电线路,则变电站低压出线的选择只选这一段引出的穿管绝缘导线,而架空配电线路则在厂区配电线路或车间配电线路的设计中考虑。。在供电可靠性要求不很高或投资较少的中小型工厂供电设计中优先选用。。在供电可靠性要求较高或投资较高的各类工厂供电设计中优先选用。,接往10kV公用电源干线。(1)按发热条件选择。由线路最大负荷时的计算电流及室外环境温度25℃,选择LGJ-150,其25℃时的允许持续载流量=135A>,满足发热条件。(2)校验机械强度。因为钢芯铝绞线架空裸导线在6~10kV的允许最小截面为25,所以LGJ-150满足机械强度要求。由于此线路很短,不需检验电压损耗。--3×35型电缆直接埋地敷设。(1)按发热条件选择。由线路最大负荷时的计算电流及土壤温度25℃,选择3芯交联聚乙烯绝缘铝芯电缆,其型号为YJV--3×35-25,其=124A>,满足发热条件。(2)校验短路热稳定。查得短路热稳定系数C=77<A=35(6-1)所以YJV--3×35-25电缆满足要求。:..低压出线的选择馈电给各车间的线路采用TMY-3(3×100×8)型电缆直接铺设。。课程设计能够综合运用所学知识去解决生活实际问题,是对课本知识的巩固和计算能力的检验,且具有一定的自主性和独立性。本次课程设计有助于我们对所学知识的理解,从而达到学以致用的目的。本次设计同学之间相互积极配合,竭诚合作。通过各自的努力完成了课程设计。在设计过程中我们也遇到了一些问题,比如数据计算结果不一致、主接线方案的选择想法有异议、校验和选择时查表的问题等,但最终得到了相应的解决。此次设计我也明白了一个深刻的道理:团队合作精神和个人努力都尤为重要。当看到任务完成的那一时的高兴与喜悦是无与伦比的。在此感谢同学之间的积极配合,更感谢老师的辛勤指导和帮助。8参考文献[1][M].北京:***出版社,2016.[2]:***出版社,1998[3]..北京:中国水利水电出版社,2002[4]:***出版社,(CAD大图,微博@又醉空城留言)