供配电课程设计7.doc

供
配
电
课
程
设
计
报
告
班级：
姓名：

前言
电能是现代工业生产的主要能源和动力。电能既易于由其它形式的能量转换而来，又易于转换为其它形式的能量以供应用；电能的输送的分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。因此，电能在现代工业生产及整个国民经济生活中应用极为广泛。
在工厂里，电能虽然是工业生产的主要能源和动力，但是它在产品成本中所占的比重一般很小（除电化工业外）。电能在工业生产中的重要性，并不在于它在产品成本中或投资总额中所占的比重多少，而在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产成本，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。从另一方面来说，如果工厂的电能供应突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果。
因此，做好工厂供电工作对于发展工业生产，实现工业现代化，具有十分重要的意义。由于能源节约是工厂供电工作的一个重要方面，而能源节约对于国家经济建设具有十分重要的战略意义，因此做好工厂供电工作，对于节约能源、支援国家经济建设，也具有重大的作用。
工厂供电工作要很好地为工业生产服务，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并做好节能工作，就必须达到以下基本要求：
1. 安全 在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。
2. 可靠 应满足电能用户对供电可靠性的要求。
3. 优质 应满足电能用户对电压和频率等质量的要求.
4. 经济 供电系统的投资要少，运行费用要低，并尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗量。
目录

第一章 设计原始资料
第二章 负荷计算……………… 1
第三章 主变压器的选择…… 3
第四章 电气主接线设计 ……………………8
第五章 计算短路电流 …………………………9
第六章 主要电气设备选择 ………16
第七章 课程设计说明书 ……………………25
附录
参考文献

1 原始资料
供电电源情况：根据当地供电部门的协议规定本厂电源可由附近一条10kv公用电源干线取得；该干线走向参看工厂平面图；干线首端距本厂5000米；干线首端高压断路容量为500mva，架空进线。工厂二级负荷可采用高压联络线备用电源，由邻近的单位取得，高压侧有电气联系的架空线路总长度为50km，电缆线总长度为20km。

2 厂区总平面布置图（400x800）

·

3 工厂负荷情况
本厂年最大负荷利用小时为4600h，日最大负荷持续时间为6小时。铸造，电镀两车间和锅炉房属二级负荷，其余均为三级负荷，负荷统计资料如下表；

厂房编号
厂房名称
负荷类型
设备容量/KW
需要系数Kd
功率因数
1
铸造车间
动力
250-290
0.3
0.65
照明
5
0.7
1
2
锻压车间
动力
200
0.2
0.60
照明
5
0.7
1
3
金工车间
动力
250-290
0.2
0.60
照明
5
0.7
1
4
工具车间
动力
200
0.250
0.60
照明
5
0.7
1
5
电镀车间
动力
150
0.4
0.7
照明
5
0.7
1
6
热处理车间
动力
100
04
0.7
照明
5
0.7
1
7
装配车间
动力
100
0.3
0.65
照明
5
0.7
1
8
机修车间
动力
100
0.2
0.6
照明
2
0.7
1
9
锅炉房
动力
50
0.6
0.7
照明
1
0.7
1
10
仓库
动力
10
0.3
0.8
照明
1
0.7
1
生活区
照明
200
0.7
0.9
备注
表中生活区的照明负荷中含有家用电气

一， 负荷计算
各厂房生活区的负荷计算如下表
表2：负荷计算
厂房编号
厂房名称
负荷类型
设备容量(Pe)/KW
需要系数Kd
功率因数
tanφ
Pc
(kW)
Qc
(kvar)
Sc
(KVA)
Ic
(KA)
1
铸造车间
动力
250
0.3
0.65
1.17
70.5
82.485
108.51

照明
5
0.7
1
0
5.6
0
5.6

2
锻压车间
动力
200
0.2
0.6
1.33
88
117.04
146.43

照明
5
0.7
1
0
7
0
7

3
金工车间
动力
250
0.2
0.6
1.33
70
93.1
116.48

照明
5
0.7
1
0
5.6
0
5.6

4
工具车间
动力
200
0.25
0.6
1.33
87.5
116.38
145.6

照明
5
0.7
1
0
0
0
0

5
电镀车间
动力
150
0.4
0.7
1.02
110
112.2
157.13

照明
5
0.7
1
0
7
0
7

6
热处理车间
动力
100
0.4
0.7
1.02
72
73.44
102.85

照明
5
07
1
0
4.2
0
4.2

7
装配车间
动力
100
0.3
0.65
1.17
49.5
57.915
76.187

照明
5
0.7
1
0
4.9
0
4.9

8
机修车间
动力
100
0.2
0.6
1.33
48
63.84
79.872

照明
2
0.7
1
0
3.5
0
3.5

9
锅炉房
动力
50
0.6
0.7
1.02
42
42.84
59.994

照明
1
0.7
1
0
0.7
0
0.7

9

仓库
动力
10
0.3
0.8
0.75
3.6
2.7
4.5

照明
1
0.7
1
0
0.7
0
0.7

生活区
照明
200
0.7
0.9
0.48
161
77.28
178.59

求和

841.3
839.22
1188.3

二次低压侧
K∑p=0.8
0.69

673.04
713.34
980.73
1.49
K∑q=0.85

一次高压侧
ΔPt=0.015Sc=14.71
0.67

687.75
772.18
1034.1
0.597
ΔQt=0.06Sc=58.84

Pc=Kd*Pe; Qc=Pc*tanφ Sc=√Pc2+Qc2; Ic=Sc/√3*UN
注释 Pc:：有功计算负荷 Ic 计算电流 Qc:无功计算负荷 UN：额定电压Sc ：总计算负荷
ΔPt ：变压器有功功率损耗 K∑p :有功功率的同时系数 ΔQt ：变压器无功功率损耗 K∑p:有功功率的同时系数
二． 主变压器的选择
根据变压器的工作环境，电压等级，容量选择主变压器的型号是：Sz9-10000/35.其主要数据参数见表3

表3 变压器数据参数表
额定容量
KVA
高压KV
高压分接范围（％）
低压KV
连接组标号
损耗KW
空载电流
（％）
阻抗电压（％）
空载
负载

10000

35

±4*2.5﹪

6.3

YnD11

11.60

50.58

0.8

7.5
该变压器的计算损耗如下：

则变压器高压侧的计算负荷为：
有功功率：
无功功率

视在功率：

三． 电气主接线设计
根据工厂符合性质和电源情况，工厂变电所的主变压器可以有以下两种方案：

l 装设单台主变压器
其额定容量Sn应满足全部用电设备的计算负荷Sc，考虑留有一定的容量裕度 ，并考虑变压器的经济运行，即
Sn≥(1.15~1.4)Sc
于是可选择一台S9-1000/10型低损耗配电变压器，备用电源通过与邻近单位相联的高压联络线来承担。
l 装设两台主变压器
装有两台主变压器时，任一台变压器单独运行需满足总计算负荷的60%~70%的要求，即
Sn=(0.6~0.7)*Sc=450.21~525.23kva
已知二级负荷的计算负荷∑S=235.8kva 没有一级负荷 满足
Sn>∑S=235.8kva
于是可选两台容量均为630KVA的变压器，具体型号为S9-630/10。备用电源通过与邻近单位相联的高压联络线来承担。
主变压器的联结组别采用Yyn0。

四． 变电所主接线设计方案的选择
对主变压器台数的选择方案，通过表4对比
表4 两种主结构方案的比较
比较项目
装设一台主变压器的方案
装设两台主变压器的方案
技术指导
供电安全性
满足要求
满足要求
供电可靠性
基本满足要求
满足要求
供电质量
由于一台主变，电压损耗率略大
由于两台主变并列，电压损耗略小
灵活方便性
灵活性稍差
灵活性较好
扩建适应性
稍差
略好

变压器综合投资
查表得S9-1000单价10.76万元，变压器综合
S9-630单价7.47万元，两台变压器综合投资

投资约为其单价2倍，因此综合投资约为
2X7.47=29.88万元，比一台多投资8.36

2X10.76=21.52万元
万元
经
高压开关柜综合投资
查表得GG-1A(F)型柜按每台3.5万元计，查
采用6台GG-1A(F)型柜，其综合投资额约为
济
表得其综合投资按设备1.5万计因此综合投资
6X1.5X3.5=31.5万元比一台主变多投资
指
约为4X1.5X3.5=21万元
10.5万元
标
变压器和开关柜年运行费
参表计算主变和开关柜折旧和维修管理费每
主变和开关柜折旧和维修管理费每年7.067

年4.893万元
万元比一台主变多投资2.174万元

交供电部门一次性供电贴费
按800/KVA计，贴费为1000X0.08万元
贴费=100.8万元，比一台主变多交

共80万元
20.8万元
从上表可以看出，按技术指标，装设两台主变的主接线方案略优于装设一台主变的主接线方案，但按经济指标，则装设一台主变的方案远优于两台主变的方案，因此决定采用装设一台主变的方案
五，短路电流计算

1. K1点发生短路时的短路电流
基准电流：
总电抗：
短路电流次暂态值：
短路冲击电流值：
暂态短路功率：
2．K2点发生短路时的短路电流
基准电流：
总电抗：
短路电流次暂态值：
短路冲击电流值：
暂态短路功率：
3．K3点发生短路时的短路电流
基准电流：
金工车间：
总电抗：
短路电流次暂态值：
短路冲击电流值：
暂态短路功率：
其他车间的计算方法一样，

六．主要电气设备选择
1、断路器
由于35KV处的最高正常工作电流为，且户外布置。选择断路器为户外高压SF6断路器，型号是：LW-35/1600-25，其主要技术数据如下：
额定工作电压
(KV)
额定工作电流
（A）
额定开端电流
(KA)
额定动稳定电流
（KA）
额定热稳定电流（KA）
额定热稳定时间（S）
35
1600
25
63
`25
4
短路热稳定校验：
短路电流的稳定值，短路电流的假想时间tima=1.5+0.2=1.7s，则：

所以，满足热稳定要求。
短路动稳定校验：
由于短路电流的冲击值ish=6.207KA<63KA,所以满足动稳定要求.
开关设备断流能力校验：
由于该处三相短路电流的最大值是：

所以满足开关设备断流能力要求。
2、隔离开关
由于35KV处的最高正常工作电流为，且户外布置。选择的隔离开关型号为：GW2-35G，其主要技术数据如下：
额定工作电压
（KV）
额定工作电流
（A）
极限通过电流峰值
（KA）
热稳定电流
（KA）
热稳定时间
（S）
配用操动机构型号

35
600
42
20
4
CS11-G
短路热稳定校验：
短路电流的稳定值，短路电流的假想时间tima=1.5+0.2=1.7s，则：

所以，满足热稳定要求。
短路动稳定校验：
由于短路电流的冲击值ish=6.207KA<42KA,所以满足动稳定要求.
3、避雷器
根据电压等级和工作环境选择磁吹阀式避雷器，型号为：FCZ3-35，其主要技术数据如下：

额定电压
（KV）

灭弧电压
（KV）
工频放电电压
（有效值）
（KV）
冲击放电电压峰值不大于
（KV）

电导电流
不小于
不大于
直流试验
(KV)
电流
（uA）
35
41
70
85
112
50
250-400

附录 全厂负荷统计表

序
号

负荷名称
安装容量（KW）

计算容量
计算电流
（A）
供电距离
（km）
有功
（KW）
无功
(KVAR)
视在
（KVA）
1
金工车间
1143
0.79
0.82
0.70
902.97
630.28
1101.18
105.96
0.8
2
铸钢车间
5775
0.71
0.81
0.72
4100.25
2968.53
5062.04
487.11
0.6
3
铸铁车间
482
0.83
0.83
0.67
400.06
268.84
482.00
46.38
0.42
4
水压机车间
1886
0.70
0.85

0.62
1320.20
818.19
1553.18
149.46
0.75
5
冷作车间
585
0.65
0.79
0.78
380.25
295.11
481.33
46.32
0.93
6
附件车间
164
0.55
0.80
0.75
90.20
67.65
112.75
10.85
0.8
7
热处理车间
476
0.63
0.75
0.88
299.88
264.47
399.84
38.48
0.98
8
铸件清理车间
475
0.59
0.82
0.70
280.25
195.62
341.77
32.89
0.52
9
机修车间
154
0.52
0.77
0.83
80.08
66.36
104.00
10.01
1.15
10
煤气站
1288
0.80
0.84
0.65
1030.40
665.57
1226.67
118.04
1.22
11
氧气站
1083
0.84
0.86
0.59
909.72
539.80
1057.81
101.79
0.95
12
计算负荷

8814.83
6102.36
10721.01

13
无功补偿

2400

14
变压器损耗

56.756
749.58

15
线路损耗

270.67
384.37

16
最后统计

0.902

9142.257
4536.31
10140.67

参考文献

1、 工厂供电 刘介才编
2、 电气设备手册
3、 煤矿电工手册（四分册下）
4、 电力工程手册
5、 供电技术 王崇林等编
6、 供配电技术 居荣等编
7、 常用供配电设备选型手册.第三分册：高压电器
8、 常用供配电设备选型手册.第四分册：高压成套开关设备