某化纤毛纺厂总配电系统设计说明书

某化纤毛纺厂总配电系统设计说明1.1设计概括在国民经济高速发展的今天，电能的应用越来越广泛，生产、科学、研究、日常生活都对电能的供应提出更高的要求，因此确保良好的供电质量十分必要。本设计书注重理论联系实际，理论知识力求全面、深入浅出和通俗易懂，实践技能注重实用性，可操作性和有针对性。本课程设计选择进行了一个模拟的中小型工厂10/0.4kV、容量为2149.01KVA的降压变电所.区域变电站经10KV双回进线对该厂供电。该厂多数车间为三班制。本厂绝大部分用电设备属长期连续负荷，要求不间断供电。全年为306个工作日，年最大负荷利用小时为6000小时。属于二级负荷。本设计书论述了供配系统的整体功能和相关的技术知识，重点介绍了工厂供配电系统的组成和部分。系统的设计和计算相关系统的运行，并根据工厂所能取得的电源及工厂用电负荷的实际情况，并适当考虑到工厂的发展，按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求，确定了变电所的位置与形式及变电所至变压的台数与容量、类型及选择变电所主接线方案及高低设备与进出线。工厂供电系统的设计是根据电力用户所处地理环境、生产工艺对负荷的要求、各个车间的负荷数量和性质、负荷布局以及地区供电条件进行的。要求设计成果能应用于生产实际，能够让该供电系统安全、可靠、经济的分配电能，满足工业生产的需要。我们这次的课程设计目是：某化纤毛纺厂总配电系统设计，设计的具体容及步骤如下：1）.按照厂区用电设备的资料和其他具体情况，求计算负荷。2）.根据负荷等级和计算负荷，选定供电电源、电压等级和供电方式。3）.根据环境和计算负荷，选择变电所的位置、变压器数量和容量。4）.为变配电所选择安全、可靠、灵活、经济的主接线，选择合理的户外高压配电方案。5）.用标幺值法进行短路电流的计算。6）.根据短路电流的计算结果，按照正常工作条件、短路时的工作条件、电气设备自身特点进行电气设备的选择和校验，用主接线图表达设计成果。2负荷计算2.1负荷计算的意义计算负荷计算负荷是供电系统设计计算的基础。工厂供电系统设计的原始资料是工艺部门提供的用电设备安装容量。这些设备品种多，数量大，工作情况复杂，因此如何根据这些资料正确估计工厂所需的电力和电量非常重要。估计的准确程度，直接影响到工程的质量。如果估算过高，会增加供电设备的容量，使工厂电网复杂，浪费有色金属，增加初投资和运行管理工作量，浪费大量的人力财力；相反，如果估算过低，工厂投产后，供电系统的线路及电气设备由于承担不了实际负荷电流而过热，加速其老化绝缘速度，降低使用寿命，增大电能损耗，影响供电系统的正常可靠运行。由此可见，进行负荷计算是供电系统设计的基础，能否准确的估算计算负荷决定了设计的系统能否安全、经济、可靠的供电。计算负荷是根据已知的工厂的用电设备安装容量确定的、预期不变的最大假想负荷，负荷计算的目的就是求出这个假想负荷。计算负荷是设计时作为选择工厂电力系统的导线截面、变压器容量、开关电器及互感器等的额定参数的依据。供电系统设计的第一步，就是通过负荷计算，将复杂、凌乱的负荷数据整理成设计所需要的资料。2.2负荷计算的方法：我国目前普通采用的确定计算负荷的方法有需要系数法和二项式法。需要系数法的优点是简便，适用于全厂和车间变电所的负荷的计算，二项式法则适用于机加工车间，有较大容量设备影响的干线和分支干线的负荷计算。但在确定设备台数较少而设备容量差别较大的分支干线的计算负荷时，次啊用二项式法较之需要系数法来的简单，计算也方便。负荷计算的方法有需要系数法、利用系数法及二项式等几种，本设计将采用需要系数法予以确定。需要系数法是用设备功率乘以需要系数和同时系数,直接求出计算负荷。2.3车间变电所的负荷计算根据我们这次供配电课程设计任务条件，我设计两个车间变电所来给各个用电用户供电1#变电所负荷： 变电所 用电单位 设备容量Pe(KW) 需要系数Kd Pc1(KW) Qc1（kvar） Sc1（KVA） Ic1(KA) 1#变电所 制条车间 340 0.8 0.8 0.75 272 204 340 0.51 纺纱车间 320 0.8 0.8 0.75 256 192 320 0.49 锅炉房 150 0.75 0.8 0,75 112.5 84.4 140.70 0.21 办公楼、幼儿园 108 0.75 0.8 0.75 81 60.75 101.25 0,15 小计 918 649.35 487.035 811.70 1.23主要计算公式为：Pc1(i)=Pe×KdQc1(i)=Pc1(i)×TanΦPc1=∑Pc1(i)Qc1=∑Qc1(i)Sc1=Ic1=Sc1/(√3×Un)其中Un的值为380伏。无功、有功、视在功率的单位分别为kW，kvar,kVA,计算电流I30的单位为KA。计算如下：制条车间：Pc1=Pe×Kd=340*0.8=272Qc1=Pc1×=272×0.75=204纺纱车间：Pc1=Pe×Kd=320×0.8=256Qc1=Pc1×=256×0.75=192锅炉房：Pc1=Pe×Kd=150×0.75=112.5Qc1=Pc1×=112.5×0.75=84.4办公楼幼儿园：Pc1=Pe×Kd=108×0.75=81Qc1=Pc1×=81×0.75=60.75小计：Pc1=∑Pc1(i)×K∑=712.5×0.9=649.35Qc1=∑Qc1(i)×K∑=541.15×0.9=487.035Sc1==811.70Ic1=Sc1/(√3×Un)=1.232#变电所 变电所 用电单位 设备容量Pe(KW) 需要系数Kd CosΦ TanΦ Pc2(KW) Qc2（kvar） Sc2（KVA） Ic2(KA) 2#变电所 织造车间 525 0.8 0.8 0.75 420 315 525 0.80 染整车间 490 0.8 0.8 0.75 392 294 490 0.74 机修车间 300 0.3 0.5 1.5 90 135 162.25 0.25 化验房 78 0.75 0.8 0.75 58.5 43.9 73.14 0.11 食堂宿舍 50 0.75 0.8 0.75 37,5 28.1 46,86 0.07 小计 1443 898.2 734.4 1160.22 1.76织造车间：Pc2=Pe×Kd=525×0。8=420Qc2=Pc2×=420×0.75=315染整车间：Pc2=Pe×Kd=490×0。8=392Qc2=Pc2×=392×0.75=294机修车间：Pc2=Pe×Kd=300×0.3=90Qc2=Pc2×=90×1.5=135化验房:Pc2=Pe×Kd=78×0.75=58.5Qc2=Pc2×=58.5×0.75=43.9食堂宿舍:Pc2=Pe×Kd=50×0.75=37.5Qc2=Pc2×=50×0.75=28.1小计：Pc2=∑Pc2(i)×K∑=998×0.9=898.2Qc2=∑Qc2(i)×K∑=816×0.9=734.4Sc2=√(P2+Q2)=1160.22Ic2=Sc2/(√3×Un)=1.76由于无功和有功的K∑值均为0.9，故在小计时P30，Q30的值应该乘以0.9，相应的S30的值也应该乘以0.9，结果表达如上表。2.4所用变压器负荷计算Pc3=Pe×Kd=80×0.8=64Qc3=Pc3×TanΦ=64×0.75=48Sc3==802.5全厂负荷计算上面三个表格表达了车间变电所低压母线上的计算负荷，其计算结果可用来选择车间变电所变压器的容量，然后选择车间变压器，查表算出变压器上的功率损耗。为了简化计算，可以采用公式△PT≈(0.015～0.02)SN.T△QT≈(0.08～0.1)SN.T估算。当采用低损耗变压器时，也可以用公式△PT≈0.015S30△QT≈0.06S30估算出车间变压器上的功率损耗。1＃变电所：△PT≈0.015Sc1＝0.015×811.70＝12.76△QT≈0.06Sc1＝0.06×811.70=48.72＃变电所:△PT≈0.015Sc2＝0.015×1160.22=17.40△QT≈0.06Sc2＝0.06×1160.22=69.61所用变压器：△PT≈0.015Pc3＝0.015×80=1.2△QT≈0.06Qc3＝0.06×80=4.8由于厂区高压配电网距离较短，故在确定计算负荷时，厂区高压输电线路上的功率损耗可以忽略不计，因此高压配电所引出线上的计算负荷可以认为是变电所低压母线上的计算负荷加上变压器的功率损耗。高压引出线上的计算负荷分别为：P1=P+△PT=650.55P2=P+△PT=899.4Q1=Q+△QT=491.84Q2=Q+△QT=739.2P0=P+△PT=81.2Q0=P+△PT=84.8根据计算负荷的等级查表可知高压配电母线的同期系数为0.9～1.0，取K∑＝0.92。本厂没有高压用电负荷，故配电所进线上的的计算负荷为：P=(P1﹢P2+P0)×0.92=1500.66Q=(Q1﹢Q2+Q0)×0.92=1210.573功率因数和无功补偿3.1补偿方法S==1928.07功率因数为=1500.66/1928.07=0.77设计要求达到的功率因数为0.93，显然不符合要求，需要进行无功补偿。工厂企业广泛采用的补偿装置是静电电容器，其补偿方式有个别补偿、分组补偿和集中补偿。由于集中补偿具有电容器利用率高，易于管理的特点，故采用集中补偿方式。高压补偿的电容器比较便宜，电容器利用率高，但是投切电容器的开关设备及保护装置价格都比较高；低压补偿的补偿效果好，开关及保护设备价格低且易于实现自动投切，但是电容器利用不充分。考虑到低压静电电容器与高压静电电容器价格差别不大，而高压断路器等开关设备价格高昂、维护费用高，从节约建设和运行成本的角度考虑，在设计中采用低压补偿的方式。为了提高车间变电所变压器的负荷能力，在车间变电所的低压侧进行集中补偿。3.2补偿计算补偿容量计算：1＃变电所：变电所低压侧视在计算负荷：Sc1=811.70低压侧功率因数：=649.35/811.70=0.79在低压侧装设补偿电容器，考虑到变压器的无功损耗，低压侧补偿后的功率因数应为0.94低压侧无功补偿容量：Qc=649.35×(tancos-10.79-tancos-10.94)=262.23PGJl型低压无功功率自动补偿屏PGJl型低压无功功率自动补偿屏有1、2、3、4等4种方案。其中1、2屏为主屏，3、4屏为辅屏。1、3屏各有6支路，电容器为BW0．4—14—3型，每屏共84kvar，采用6步控制，每步投)~14kvar。2、4屏各有8支路，电容器亦为BW0．4—14—3型，每屏共112kvar，采用8步控制，每步亦投入14kvar。我们选择1号主屏一个，3个三号辅屏。补偿336kvar变电所低压侧视在计算负荷：Sc1=√（649.35*649.35)+（487.035-336）*（487.035-336）=811.70变压器的功率损耗：△PT≈0.015Sc1＝0.015×690.58＝10.36△QT≈0.06Sc1＝0.06×690.58=41.43变电所高压侧的计算负荷：P=649.35+10.36=659.71Q=（487.035-336）+105.67=256.71S=√(P2+Q2)=707.89变电所高压侧的功率因数：=659.71/707.89=0.9322＃变电所：变电所低压侧视在计算负荷：Sc2=1160.22KVA低压侧功率因数：=898.2/1160.22=0.774在低压侧装设补偿电容器，低压侧补偿后的功率因数应为0.93。低压侧无功补偿容量：Qc=898.2×(tancos-10.774-tancos-10.93)=379.80,选择PGJl型低压无功功率自动补偿屏，选择1台2号主屏和3台4号辅屏，电容器都为BW0．4—14—3型，每屏共112kvar，则补偿容量整合为112+3×112=448kvar补偿后的数据：变电所低压侧视在计算负荷：S30=√898.2*898.2+（734.4-448）*（734.4-448）=942.76KVA变压器的功率损耗：△PT≈0.015Sc2＝0.015×942.76＝14.14△QT≈0.06Sc2＝0.06×942.76=26.88变电所高压侧的计算负荷：P=898.2+14.14=912.34Q=（734.4-448）+26.88=340.16S=√(P2+Q2)=973.69变电所高压侧的功率因数：=912.34/973.69=0.937变压器高压侧计算负荷及功率因数：P=65.025Q=28.101S==70.84=0.918全厂的功率因数计算：∑P=1608.05∑Q=596.87∑S=1715.25P=K∑*∑P=0.92*1608.05=1479.41Q=K∑*∑Q=0.92*596.87=549.12S=√(P2+Q2)=1578.03CosΦ=P/S=0.937经过无功补偿以后，全厂功率因数为0.937﹥0.93，满足设计要求。在装设无功补偿装置以后，减少了无功损耗，因此总的视在计算负荷也随之减小，有可能使进线选用更细的导线，车间变压器容量可能选小1级，节约了有色金属和变电投资。这不仅可以降低初投资，而且可以减少企业的电费支出，对提高电能质量和系统调压能力也有好处。计算负荷以补偿后的为准。4总配电所位置及车间变压器台数和容量选择4.1总配电所及车间变电所位置的选择4.1.1总配电所位置及车间变电所位置选择的原则总配电所的位置选择应遵循以下几个原则：1)应该接近负荷中心，以降低配电系统的电能损耗有色金属损耗；2)进线方便：考虑电源的进线方向，偏向电源测，以节省导线的费用和减小线路的电能损耗。3)不应妨碍企业的发展，要考虑扩建的可能性；4)运输方便；5)尽量避开有腐蚀性气体和污秽的地段；6)配电装置与其他建筑物之间的防火间距要符合规定；7)与附近冷却塔或喷水池之间的距离要符合规定。4.1.2总配电所及车间变电所位置选择的方法负荷中心的确定有两种方法：1）负荷指示图法2）负荷功率矩法在这次设计中我们选用负荷功率矩法，根据公式：==我们建立了坐标系得到各个用电单位的坐标如下：制条车间（10，10）纺纱车间（6，10）织造车间（10，12）染整车间（10，12）机修车间（9.6，1.7）锅炉房（4.9，5.2）化验室（12.2，14）食堂宿舍（13，14.5）办公楼、幼儿园（13.6，5.6）通过公式我们得到负荷中心坐标（8.1，10.2）但结果并不如意，因为这个坐标就在制条车间和纺纱车间中间并深入工厂建筑的围，按着尽量靠近负荷中心的原则，我们将总配电的选址坐标改为（8.1，9.2）同样的变电所的位置也是如此得到，这里不再赘述。4.2车间变压器台数和容量的选择由负荷计算的结果，1#车间，2#车间所用变低压侧的计算负荷分别为：1#车间：P1=P+△PT=650.55Q1=Q+△QT-336=155.94S=√(P2+Q2)=668．982#车间：P2=P+△PT=899.4Q2=Q+△QT－４４８=291.2S=√(P2+Q2)=S30=945.36KVA所用变压器：P=64Q=24S=68.352由于第一、第二车间的容量都不超过了1000kVA，所以我们选取了2台1000kVA变压器具体型号为S9--1000/101号变电所选择1台1000kVA的变压器供电。因为最热月平均温度20℃。为了方便计算，变压器的容量可不必校正。在选出车间变压器的容量以后，可以由此算出变压器上的功率损耗。对于1号车间变电所：有功损耗△PT=△P0.T+△PCU..N.T（Sc/SNT）2=1.4+7.5*（668．98/1000）2=4.76无功损耗△QT=△Q0.T+△QN.T（Sc/SNT）2=（0.8/100）*1000+（4.5/100）*1000*（668．98/1000）2=28.132号车间采用1台变压器，容量为1000KVA，则功率损耗为：有功损耗△PT=△P0.T+△PCU..N.T（Sc/SNT）2=8.10无功损耗△QT=△Q0.T+△QN.T（Sc/SNT）2=48.21由变压器容量验算车间变压器的损耗，和前面的运算结果误差较小，证明变压器的选择符合设计的要求。5主接线方案的选择根据工厂与电业部门的供电以及电厂的各个用电设施的条件，我们将从电业局到用电设备之间分为的电力线路连接分成三大部分（总体接线图见附录）：1）第一部分：从电业局到工厂，在这一部分，根据协议，我们将采用双回路架空进线，在工厂设置高压配电所。高压配电所它的主要作用是起到接收和分配电能的作用，它将接收到的电能供应给连接的车间变电所或建筑物变电所或高压用电设备。这一部分我们采用双回路进线，单母线分段的连接方式。其连接图大体如下图所示：单母线分段的方式母线分段后，可提高供电的可靠性和灵活性。在正常运行时，可以接通也可以断开运行。当分段断路器QFd接通运行时，任一段母线发生短路故障时，在继电保护作用下，分段断路器QFd和接在故障段上的电源回路断路器便自动断开。这时非故障段母线可以继续运行，缩小了母线故障的停电围。当分段断路器断开运行时，分段断路器除装有继电保护装置外，还应装有备用电源自动投入装置，分段断路器断开运行，有利于限制短路电流。对重要用户，可以采用双回路供电，即从不同段上分别引出馈电线路，由两个电源供电，以保证供电可靠性。2）第二部分：从工厂高压配电所到我们在上面提到的两个车间变电所，车间变电所的作用是将从高压配电所送过来的10KV高压电降压成工厂用电设备能用的380/220V电压。在这一部分选用这种方式是因为单母线分段接线的接线特点：单母线分段接线可以分段独立运行，也可以同时并列运行的。单独分段运行是，各段相当于单母线不分段接线状态，各段母线的电气系统互不影响。当一段母线发生故障或检修是，仅停止对该段母线所带负荷的供电；当采用并列运行时，若遇到电源检修，无需母线停电，只需断开电源的断路器及其隔离开关，调整另外电源的负荷就行。这样无疑提高了，供配电的可靠性和用电配电的灵活性。其大体连接图如下所示：3）第三部分：从车间变电所到各个用电建筑，在这一部分我们采用的是放射性接线方式。放射性接线接线简单，操作维护方便，引出线发生故障时互不影响，供电可靠性高。其接线图大致如下图所示：6短路计算6.1最大运行方式下短路电流计算⑴选取功率基准值Sj=100MV*A，对于一号车间K⑶1点短路时，取基准电压Uj1=0.4KV，则基准电流Ij1=Sj/(√3Uj1)=100/(√3*0.4)=144.34KA。对于二号车间对于K⑶2点短路时，取基准电压Uj2=0.4KV，则基准电流Ij2=Sj/(√3Uj2)=100/(√3*0.4)=144.34KA。⑵计算各元件阻抗的标么值电源电抗标么值：X*1M=Sj/Sk.max(3)=100/187=0.53510千伏单回架空线路电抗标么值：X*2=x0l*SJ/Uav2=0.38*2*100/10.52=0.689由于是采用最大运行方式，则两回架空线并列运行，其等效阻抗为：X*2=0.689∥0.689=0.3451号车间变压器1T电抗标么值：X*3=(△uk%/100)*(Sj/SNT)=(4.5/100)*（100/1）=4.52号车间变压器2T电抗标么值：X*3=(△uk%/100)*(Sj/SNT)=(4.5/100)*（100/1）=4.5⑶求电源至短路点总阻抗对一、二号变压器K⑶1点：X*∑k1=X*1M+X*2=0.535+0.345+4.5=5.38⑷求短路电流的周期分量、冲击电流及短路容量对于一号变压器K⑶1：三相短路电流周期分量有效值I⑶1.M=Ij1/X*∑k1=144.34/5.38=26.83KA冲击短路电流i⑶ch1.M=2.55*I⑶1.M=2.55*26.83=68.4165KA三相短路容量S⑶K1.M=SJ/X*∑1=100/5.38=18.587MV*A对于二号变压器K⑶1：三相短路电流周期分量有效值I⑶1.M=Ij2/X*∑k2=144.34/5.38=26.83KA冲击短路电流i⑶ch2.M=2.55*I⑶1.M=2.55*26.83=68.4165KA三相短路容量S⑶K1.M=SJ/X*∑2=100/5.38=18.587MV*A最大运行方式下的短路电流计算： 三相短路电流/KA 三相短路容量/MVA I⑶1.M i⑶ch1.M S⑶K1.M K1点 26.83 68.42 18.587最大运行方式下的短路电流计算电路图：6.2最小运行方式下短路电流计算⑴选取功率基准值Sj=100MV*A，对于一号车间K⑶1点短路时，取基准电压Uj1=0.4KV，则基准电流Ij1=Sj/(√3Uj1)=100/(√3*0.4)=144.34KA。对于二号车间对于K⑶2点短路时，取基准电压Uj2=0.4KV，则基准电流Ij2=Sj/(√3Uj2)=100/(√3*0.4)=144.34KA。⑵计算各元件阻抗的标么值电源电抗标么值：X*1M=Sj/Sk.max(3)=100/107=0.93510千伏单回架空线路电抗标么值：X*2=x0l*SJ/Uav2=0.38*2*100/10.52=0.689最小运行方式下单母分段开关打开，两回线路分列运行，电源-配电母线-车间母线单线供电，架空线路阻抗为0.689。1号车间变压器1T电抗标么值：X*3=(△uk%/100)*(Sj/SNT)=(4.5/100)*（100/1）=4.52号车间变压器2T电抗标么值：X*3=(△uk%/100)*(Sj/SNT)=(4.5/100)*（100/1）=4.5⑶求电源至短路点总阻抗对一、二号变压器K⑶1点：X*∑k1=X*1M+X*2=0.535+0.689+4.5=5.724⑷求短路电流的周期分量、冲击电流及短路容量对于一号变压器K⑶1：三相短路电流周期分量有效值I⑶1.M=Ij1/X*∑k1=144.34/5.724=25.217KA冲击短路电流i⑶ch1.M=2.55*I⑶1.M=2.55*25.217=64.302KA三相短路容量S⑶K1.M=SJ/X*∑1=100/5.724=17.47MV*A对于二号变压器K⑶1：三相短路电流周期分量有效值I⑶1.M=Ij2/X*∑k2=144.34/5.724=25.217KA冲击短路电流i⑶ch2.M=2.55*I⑶1.M=2.55*25.217=64.302KA三相短路容量S⑶K1.M=SJ/X*∑2=100/5.724=17.47MV*A最小运行方式下的短路电流计算： 三相短路电流/KA 三相短路容量/MVA I⑶1.M i⑶ch1.M S⑶K1.M K1点 25.21 64.30 17.47最小运行方式下的短路电流计算电路图：7变电所一次设备的选择与校验供电系统的电气设备主要有断路器、负荷开关、隔离开关、熔断器、电抗器、互感器、母线装置及成套电设备等。电气设备选择的一般要求必须满足一次电路正常条件下和短路故障条件下的工作要求，同时设备应工作安全可靠，运行方便，投资经济合理。电气设备按在正常条件下工作进行选择，就是要考虑电气装置的环境条件和电气要求。环境条件是指电气装置所处的位置（室或室外）、环境温度、海拔高度以及有无防尘、防腐、防火、防爆等要求；对一些断流电器如开关、熔断器等，应考虑断流能力。7.1高压侧短路计算取=100MVA，所以==EMBEDEquation.3==4.5总配进线：=0.295EMBEDEquation.3EMBEDEquation.3=0.18EMBEDEquation.3=0.16最大运行方式下：绘制等效电路图:===2.55=22.8kA===7.2高压设备器件的选择及校验高压设备器件的选择： 计算数据 断路器 隔离开关 电流互感器 电压互感器 高压熔断器 型号 SN10-10I GW1-6（10）/400 LA-10（D级） JDZ-10 RW10 U=10kV 10kV 10kV 10kV 11000/100 10kV =105.59A 630A 400A 200/5 — 2A =8.94kA 16kA — — — — =162.6MVA 300MVA — — — 200MVA =22.8kA 40kA 25kA — — — t=×t ×2 ×5 — — —1）断路器的选择与校验（1）按工作环境选型：户外式（2）断路器额定电压及额定电流=10kV==630A>=105.59A(3)动稳定校验断路器最大动稳试验电流峰值不小于断路器安装处的短路冲击电流值即=40kA>=22.8A(4)热稳定校验要求断路器的最高温升不超过最高允许温度即即>(5)断流容量的校验：断路器的额定断流容量应大于断路器安装处的最大三相短路电流容量即>综上，断路器的选择满足校验条件。7.2.2隔离开关的选择与校验（1）按工作环境选型：户外型（2）隔离开关的额定电压及额定电流EMBEDEquation.3=10kV==200>=105.59A（3）动稳定校验=25.5kA>=22.8kA（4）热稳定校验>即2）电流互感器选择与校验10kV电流互感器（1）该电流互感器额定电压安装地点的电网额定电压即EMBEDEquation.3（2）电流互感器一次侧额定电流（3）动稳定校验动稳定倍数Kd=160=22.8A一次侧额定电流则即动稳定性满足（4）热稳定性校验热稳定倍数Kt=90热稳定时间=0.15=8.94kA即==热稳定性满足3）电压互感器的选择与校验经查表该型号电压互感器额定容量EMBEDEquation.3所以满足要求4）高压熔断器的选择与校验（1）高压熔断器额定电压大于安装处电网的额定电压即(2)断流能力5）10kV进线与各车间变电所进线的校验1、根据短路电流进行热稳定校验（1）10kV进线：按经济电流密度选择进线截面积：已知小时，经查表可得，经济电流密度jec=0.9A/进线端计算电流可得经济截面Aec=经查表，选择LJ型裸绞线LJ-120,取导线间几何间距D=0.6m该导线技术参数为：R=0.27X=校验：短路时发热的最高允许温度下所需导线最小截面积EMBEDEquation.3所以满足要求。（2）No.1变电所进线：按上述方法选择LJ型裸绞线LJ-50,取导线间几何间距D=0.6m该导线技术参数为：R=0.64X=校验：所以满足要求。（4）No.3变电所进线：按上述方法选择LJ型裸绞线LJ-25,取导线间几何间距D=0.6m2、根据电压损耗进行校验（1）10kV进线：（2）No.1车间变电所进线：（3）No.2车间变电所进线：3、根据符合长期发热条件进行校验（1）10kV进线：选LJ－120型裸铝绞线取导线间几何间距D=0.6m经查表可得，最大允许载流量>105.6A（总负荷电流）（2）No.1车间变电所进线选LJ－50型裸铝绞线取导线间几何间距D=0.6m经查表可得，最大允许载流量>41.89A（3）No.2车间变电所进线：选LJ－50型裸铝绞线取导线间几何间距D=0.6m经查表可得，最大允许载流量>17.25A7.3低压设备器件的选择及校验7.3.1变压所的设备器件选择及校验1#变电所 计算数据 低压断路器 隔离开关 电流互感器 型号 DW48-1600 HD11~14 LCZ_35 U=0.4kV 0.4kV 0.4kV 0.4kV =1443.42A 1600A 1500A 600~1500/5 =26.83kA 50kA — — =17.47MVA — — — =68.42kA — 80kA（杠杆式） 1352#变电所 计算数据 低压断路器 隔离开关 电流互感器 型号 DW48-1600 HD11~14 LCZ_35 U=0.4kV 0.4kV 0.4kV 0.4kV =1443.42A 1600A 1500A 600~1500/5 =25.21kA 50kA 40KA — =17.47MVA — — — =64.30kA — 80kA（杠杆式） 1351）1#变电所1、低压断路器的选择与校验（1）按工作环境选型：户外式（2）断路器额定电压及额定电流=0.4kV=>=1443.422、隔离开关的选择与校验(1)按工作环境选型：户外型(2)隔离开关的额定电压及额定电流=0.4kV==EMBEDEquation.3=1500=1729.88A>=1443.42A满足要求(3)动稳定校验=80kA>=68.42KA满足要求(4)热稳定校验=EMBEDEquation.31=900==107所以>满足要求3、电流互感器选择与校验(1)该电流互感器额定电压不小于安装地点的电网额定电压，即EMBEDEquation.3EMBEDEquation.3(2)电流互感器一次侧额定电流>=1443.42A满足要求(3)动稳定校验（Kd=135）64.302/31.5<135满足要求(4)热稳定校验（Kt=75）==12==<满足要求2#变电所1、断路器的选择与校验（1）按工作环境选型：户外式（2）断路器额定电压及额定电流=0.4kV=>=1443.42A满足要求2、隔离开关的选择与校验（1）按工作环境选型：户外型（2）隔离开关的额定电压及额定电流=0.4kV=EMBEDEquation.3=1500>=1443.42A>=1443.42A满足要求（3）动稳定校验=80kA>=64.30kA（4）热稳定校验>即3、电流互感器选择与校验0.4kV电流互感器（1）该电流互感器额定电压安装地点的电网额定电压即EMBEDEquation.3（2）电流互感器一次侧额定电流满足要求（3）动稳定校验动稳定倍数Kd=135=60.30kA一次侧额定电流则=29.5<135即动稳定性满足（4）热稳定性校验热稳定倍数Kt=75热稳定时间=0.15=60.3kA即==热稳定性满足4.各车间的进线装设低压熔断器低压熔断器的型号 型号 熔断电流 熔体电流 分段电流 FU1 RM10 600 600 10000 FU2 RM10 600 600 10000 FU3 RM10 200 160 10000 FU4 RM10 60 35 3500 FU5 RM10 350 300 10000 FU6 RM10 60 20 3500 FU7 RM10 60 35 3500 FU8 RM10 1000 850 12000 FU9 RM10 1000 850 12000 FU10 RM10 15 15 1200 FU11 RM10 60 35 3500 FU12 RM10 60 25 3500 FU13 RM10 350 225 10000 FU14 RM10 200 200 10000 FU15 RM10 100 80 3500 FU16 RM10 60 45 35007.3.2母线的选择与校验1）高压母线选择与校验：工厂供电，（LMY）母线尺寸：15×3（）铝母线载流量：165A热稳定校验：所以满足热稳定要求；动稳定校验：带入数据====所以满足动稳定要求。2）低压母线选择与校验：1#变电所:（LMY）母线尺寸：80×6（）铝母线载流量：1150A热稳定校验：所以满足热稳定要求；动稳定校验：带入数据如下：=2973===所以满足动稳定要求2#变电所:（LMY）母线尺寸：40×6（）铝母线载流量：480A热稳定校验：所以满足热稳定要求；动稳定校验：带入数据如下：=2973===所以满足动稳定要求6.5绝缘子和套管选择与校验6.5.1户支柱绝缘子型号：ZA—10Y额定电压10kV动稳定校验：经查表可得，支柱绝缘子最大允许机械破坏负荷（弯曲）为3.75kN则：K经验证：所以支柱绝缘子满足动稳定要求。6.5.2穿墙套管：型号：CWL—10/6001）动稳定校验：经查表可得，，，，a=0.22m所以此穿墙套管满足动稳定要求2)热稳定校验：额定电流为600A的穿墙套管5s热稳定电流有效值为1.2kA则：所以穿墙套管满足热稳定要求。8防雷装置及接地装置的设计8.1直击雷保护（1）假设本厂最高建设为水塔，设计高度为20m，加设2m高的避雷针，现计算水塔避雷针能否保护软水站。本厂为第三类建设物，滚球半径=60m，水塔上避雷针高度为（20+2）=22m，软水站一般建筑高度=4m，经测量避雷针至软水站最远屋角距离为r=20m，避雷针保护半径=（1.5h-2）p=25>20m.因此水塔避雷针能保护软水站（2）由于No.1,No.3变电站中电气设备并不集中，只各有一台或两台变压器，所以不设独立的避雷保护，而采用在各变压器侧加装避雷器的方法来防止雷电波和操作过电压。（3）因总配与No.2变电站合并，建设成总配电所，电气设备较集中，所以设置独立的避雷针保护，设避雷针高度为22m，保护半径同上计算24.89m，同时为防止反击，避雷针建设在距离总配10m处，并使避雷针接地体与总配接地体相距大于3m。8.2配电所公共接地装置的设计对于大量使用动力电的矿工企业，供电系统采用YN-C系统，即保护接线与零线相统一，电气设备外壳接保护零线与系统共地。（1）确定接地电阻要求值经查表可确定此变电所公共接地装置的接地电阻应该满足一下两个条件：≤120/其中=（A）≤4Ω式中：-----系统的额定电压------有电的联系的架空线路总长度（km）------有电的联系的电缆线路总长度（km）所以==所以≤120/=比较可得：总接地电阻≤4Ω（2）人工接地电阻：应不考虑自然接地体，所以==4Ω（3）接地装置方案初选采用“环路式”接地网，初步考虑围绕变电所建筑四周打入一圈钢管接地体，钢管直径50mm,长2.5m，间距为2.4m；管间用40×4的扁钢连接（4）计算单根接地电阻查表可得砂质粘土电阻率=100EMBEDEquation.3m，单根钢管接地电阻≈==40（5）确定接地钢管数和最后接地方案根据/=40÷4=10；故选择10根钢管做接地体；=1，利用系数=0.52～0.58，取=0.55，因此接地体数量n为n==16所以最后确定为用16根直径50mm长2.5m的钢管体接地体管间距为2.5m，环式布置。用40×4扁管连接，附加均压带。=<48.3行波保护装设避雷器用来防止雷电入侵波与操作过电压对配电所电气装置特别是对变压器的危害，根据本厂总配电处系统高压侧为10kV电压等级。所以按额定电压选择避雷器。故FZ-10型避雷器。参考文献[1]电力工业部西北电力.电力工程电气设计手册：电气一次部分.中国电力社.1998[2]焦留成.实用供配电技术手册.机械工业.2001.9[3]朝英.供电技术.机械工业.2005.8[4]居容.供配电技术.化学工业.2005.2[5]唐志平.供配电技术（第二版）.电子工业.2008.6[6]余建明.供电技术（第三版）.机械工业.1998.5[7]卓乐友.电力工程电气设计手册（第一版）.水利水电.1991.8[8]熊信银.发电厂电气部分（第三版）.中国电力.2004.8[9]戈.电力工程电气设计手册.水利水电.1990[10]王晋生.新电气制图.中国电力.2003.3[11]市电子电器技术协会.常用高低压电器手册.科学技术.1992[12]王子五.高压成套开关设备.煤炭工业.1998[13]能源部电力机械局.电站配套设备产品手册（第九册）.水利电力.1993.6[14]文峰.发电厂及变电所的控制（二次部分）.中国电力.1998.7[15]贺家.电力系统继电保护原理（第三版）.中国电力.1998实训心得本次课程设计顺利的完成了，在这里我首先要感老师的大力帮助，正是在老师的悉心指导和耐心细致地讲解下，使我完成了本次的课程设计学习。本次供电工程课程设计，可以说是对我所学理论知识整体的综合性运用，设计的容贯穿了课本各章节始终，对我从整体上把握供电工程学科有了很高的要求。通过本次设计我对所学习的基础知识和专业知识有了更加理性和深层的认识，并锻炼和提高了实际动手和实践能力，为我将来走向工作岗位打下了良好结实的基础。在参与设计的过程中我同时意识到了组员间的团结合作、充分的利用资源、熟练运用各种软件的重要性，当然扎实的专业基础知识是本次设计成功的关键因素。附录_1234568017.unknown_1234568081.unknown_1234568113.unknown_1234568145.unknown_1234568161.unknown_1234568169.unknown_1234568177.unknown_1234568181.unknown_1234568183.unknown_1234568185.unknown_1234568187.unknown_1234568188.unknown_1234568186.unknown_1234568184.unknown_1234568182.unknown_1234568179.unknown_1234568180.unknown_1234568178.unknown_1234568173.unknown_1234568175.unknown_1234568176.unknown_1234568174.unknown_1234568171.unknown_1234568172.unknown_1234568170.unknown_1234568165.unknown_1234568167.unknown_1234568168.unknown_1234568166.unknown_1234568163.unknown_1234568164.unknown_1234568162.unknown_1234568153.unknown_1234568157.unknown_1234568159.unknown_1234568160.unknown_1234568158.unknown_1234568155.unknown_1234568156.unknown_1234568154.unknown_1234568149.unknown_1234568151.unknown_1234568152.unknown_1234568150.unknown_1234568147.unknown_1234568148.unknown_1234568146.unknown_1234568129.unknown_1234568137.unknown_1234568141.unknown_1234568143.unknown_1234568144.unknown_1234568142.unknown_1234568139.unknown_1234568140.unknown_1234568138.unknown_1234568133.unknown_1234568135.unknown_1234568136.unknown_1234568134.unknown_1234568131.unknown_1234568132.unknown_1234568130.unknown_1234568121.unknown_1234568125.unknown_1234568127.unknown_1234568128.unknown_1234568126.unknown_1234568123.unknown_1234568124.unknown_1234568122.unknown_1234568117.unknown_1234568119.unknown_1234568120.unknown_1234568118.unknown_1234568115.unknown_1234568116.unknown_1234568114.unknown_1234568097.unknown_1234568105.unknown_1234568109.unknown_1234568111.unknown_1234568112.unknown_1234568110.unknown_1234568107.unknown_1234568108.unknown_1234568106.unknown_1234568101.unknown_1234568103.unknown_1234568104.unknown_1234568102.unknown_1234568099.unknown_1234568100.unknown_1234568098.unknown_1234568089.unknown_1234568093.unknown_1234568095.unknown_1234568096.unknown_1234568094.unknown_1234568091.unknown_1234568092.unknown_1234568090.unknown_1234568085.unknown_1234568087.unknown_1234568088.unknown_1234568086.unknown_1234568083.unknown_1234568084.unknown_1234568082.unknown_1234568049.unknown_1234568065.unknown_1234568073.unknown_1234568077.unknown_1234568079.unknown_1234568080.unknown_1234568078.unknown_1234568075.unknown_1234568076.unknown_1234568074.unknown_1234568069.unknown_1234568071.unknown_1234568072.unknown_1234568070.unknown_1234568067.unknown_1234568068.unknown_1234568066.unknown_1234568057.unknown_1234568061.unknown_1234568063.unknown_1234568064.unknown_1234568062.unknown_1234568059.unknown_1234568060.unknown_1234568058.unknown_1234568053.unknown_1234568055.unknown_1234568056.unknown_1234568054.unknown_1234568051.unknown_1234568052.unknown_1234568050.unknown_1234568033.unknown_1234568041.unknown_1234568045.unknown_1234568047.unknown_1234568048.unknown_1234568046.unknown_1234568043.unknown_1234568044.unknown_1234568042.unknown_1234568037.unknown_1234568039.unknown_1234568040.unknown_1234568038.unknown_1234568035.unknown_1234568036.unknown_1234568034.unknown_1234568025.unknown_1234568029.unknown_1234568031.unknown_1234568032.unknown_1234568030.unknown_1234568027.unknown_1234568028.unknown_1234568026.unknown_1234568021.unknown_1234568023.unknown_1234568024.unknown_1234568022.unknown_1234568019.unknown_1234568020.unknown_1234568018.unknown_1234567953.unknown_1234567985.unknown_1234568001.unknown_1234568009.unknown_1234568013.unknown_1234568015.unknown_1234568016.unknown_1234568014.unknown_1234568011.unknown_1234568012.unknown_1234568010.unknown_1234568005.unknown_1234568007.unknown_1234568008.unknown_1234568006.unknown_1234568003.unknown_1234568004.unknown_1234568002.unknown_1234567993.unknown_1234567997.unknown_1234567999.unknown_1234568000.unknown_1234567998.unknown_1234567995.unknown_1234567996.unknown_1234567994.unknown_1234567989.unknown_1234567991.unknown_1234567992.unknown_1234567990.unknown_1234567987.unknown_1234567988.