供用電工程最終版

1/21供用電工程最終版《供用電工程》課程設(shè)計(jì)說明書機(jī)械廠供配電設(shè)計(jì) 供用電工程最終版課程設(shè)計(jì)(一)設(shè)計(jì)題目機(jī)械廠降壓變電所的電氣設(shè)計(jì)。(二)設(shè)計(jì)要求要求根據(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)的發(fā)展， (三)設(shè)計(jì)依據(jù)2、工廠負(fù)荷情況本廠多數(shù)車間為兩班制，年最大負(fù)荷利用小時(shí)為2500h，日最大負(fù)荷持續(xù)時(shí)間為5h。該廠除鑄造車間、電鍍車間和鍋爐房屬二級(jí)負(fù)荷外，其余均屬三級(jí)負(fù)荷。低表1工廠負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料設(shè)備容量設(shè)備容量/kW鑄造車間8鍛壓車間金工車間8工具車間9熱處理車間6裝配車間7機(jī)修車間5鍋爐房1倉(cāng)庫(kù)表中生活區(qū)的照明負(fù)荷中含家用電器。廠房編號(hào)214365879生活區(qū)備注功率因數(shù)需要系數(shù)負(fù)荷類別動(dòng)力照明動(dòng)力照明動(dòng)力照明動(dòng)力照明動(dòng)力照明動(dòng)力照明動(dòng)力照明動(dòng)力照明動(dòng)力照明動(dòng)力照明照明廠房名稱2/213/21供用電工程最終版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(hào)為L(zhǎng)GJ-150，導(dǎo)線為等邊三角形排列，線距為1.5m；干線首端(即電力系統(tǒng)的饋電變電站)距架C6、電費(fèi)制度本廠與當(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VkVA(四)設(shè)計(jì)任務(wù)要求在規(guī)定時(shí)間內(nèi)獨(dú)立完成下列工作量：1)前言。2)目錄。3)負(fù)荷計(jì)算和無功功率補(bǔ)償。4)變電所位置和型式的選擇。5)變電所主變壓器臺(tái)數(shù)和容量、類型的選擇。6)變電所主結(jié)線方案的設(shè)計(jì)。7)短路電流的計(jì)算。8)變電所一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)。9)變電所進(jìn)出線的選擇和校驗(yàn)。10)變電所繼電保護(hù)的方案選擇。11)附錄——參考文獻(xiàn)。1)變電所主結(jié)線圖1張(A4圖樣)。2)變電所平、剖面圖1張(A4圖樣)。(五)設(shè)計(jì)時(shí)間4/21供用電工程最終版 4.計(jì)算k-1點(diǎn)(10.5kv側(cè))的短路電流及三相短路電流和短路容量......6 與鄰近單位聯(lián)絡(luò)線的選擇 10 七變電所二次回路方案的選擇與繼電保護(hù)的整定 14 九附錄 主要參考文獻(xiàn)..........................................161/21供用電工程最終版本次課程設(shè)計(jì)的題目是XX機(jī)械廠降壓變電所的電氣設(shè)計(jì)。通過具體的工廠供電課程設(shè)本次供用電系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)的任務(wù)是某機(jī)械廠降壓變電所的電氣設(shè)計(jì)。模擬的中小型工廠裝置，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)圖樣。在繪圖中要標(biāo)明設(shè)備型號(hào)和材質(zhì)，使圖紙可以清晰的表現(xiàn)出本次設(shè)計(jì)的要求。本設(shè)計(jì)最重要的原則和方法是在設(shè)計(jì)中一定要遵守國(guó)家的現(xiàn)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)規(guī)范，所以其中的供電設(shè)計(jì)有關(guān)的材料選擇都是按照這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)所進(jìn)行的。2/21供用電工程最終版表2XX機(jī)械廠負(fù)荷計(jì)算表編號(hào)12345678名稱鍛壓車間鑄造車間工具車間金工車間熱處理車間電鍍車間機(jī)修車間裝配車間9倉(cāng)庫(kù)生活區(qū)類別動(dòng)力照明計(jì)動(dòng)力照明計(jì)動(dòng)力照明計(jì)動(dòng)力照明計(jì)動(dòng)力照明計(jì)動(dòng)力照明計(jì)動(dòng)力照明計(jì)動(dòng)力照明計(jì)動(dòng)力照明計(jì)動(dòng)力照明計(jì)照明量8986571需要系數(shù)Kd0000000000計(jì)算負(fù)荷P/81840000000000S/kVAI/A3/21供用電工程最終版動(dòng)力動(dòng)力2267照明315計(jì)入K=0.8PK=0.85q側(cè))2.無功功率補(bǔ)償表3無功補(bǔ)償后工廠的計(jì)算負(fù)荷V功補(bǔ)償容量主變壓器功率損耗計(jì)算負(fù)荷P/kwS/kVAI/A變電所的位置應(yīng)盡量接近工廠的負(fù)荷中心.工廠的負(fù)荷中心按負(fù)荷功率矩法來確定,計(jì)算公式如下:Px+PX+PX+…(px)x=11P+2P2+P3+=i123ipy+py+py+…(py)y=1+2+p3+=i123iP4/21供用電工程最終版由計(jì)算結(jié)果可知,工廠的負(fù)荷中心在7號(hào)廠房(機(jī)修車間)的西北角,考慮到周圍環(huán)境及進(jìn)出線車間)的西側(cè)緊靠廠房建造工廠變電所.形式為附設(shè)式。1．變電所主變壓器的選擇根據(jù)工廠的附和性質(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:N.T30SNT30級(jí)負(fù)荷所需的備用電源,考慮由于鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來承擔(dān)。(2)裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器型號(hào)亦采用S9型,而每臺(tái)變壓器容量按公式選擇即:NT30N.T30(I+)位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來承擔(dān)。2.變電所主接線方案的選擇按上面考慮的兩種主變壓器方案可設(shè)計(jì)兩種主接線方案(1)裝設(shè)一臺(tái)主變壓器的主接線方案(2)裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器的主接線方案3.3.兩種主接線方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較表4兩種主接線方案的裝設(shè)兩臺(tái)主變的方案滿足要求滿足要求由于有兩臺(tái)主變,靈活性較好裝設(shè)一臺(tái)主變的方案滿足要求基本滿足要求只一臺(tái)主變靈活性稍差技供電安全性術(shù)供電可靠性指供電質(zhì)量標(biāo)靈活方便性5/21供用電工程最終版稍稍差一些由表查得S9-1000/10的單價(jià)約為15.1萬,而又知變壓器的綜合投資約為其設(shè)備單價(jià)地倍,因此其綜合投資約為F此高壓開關(guān)柜的綜合投資約為萬元;高壓開關(guān)柜的折舊費(fèi)=24萬元 修管理費(fèi)=(30.2+24)萬元 高壓開關(guān)設(shè)備的折舊和維修管理費(fèi)余項(xiàng)目從略)按主變?nèi)萘棵縆VA900元計(jì),供電貼更好一些萬元=42萬元,比一臺(tái)主變?nèi)f元;高壓開關(guān)柜的折舊費(fèi)=36萬元 =(42+36)萬元 高壓開關(guān)設(shè)備的折舊和維修管理費(fèi)=113.4萬元,比一臺(tái)主變方案多交23.4萬元擴(kuò)建適應(yīng)性電力變壓器的綜合投資額高壓開關(guān)柜(含計(jì)量柜)的綜合投資額電力變壓器和高壓開關(guān)柜的年運(yùn)行費(fèi)供電貼費(fèi)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)從上表可以看出按技術(shù)指標(biāo),裝設(shè)兩臺(tái)主變的主接線方案略優(yōu)于裝設(shè)一臺(tái)主變的主接線方案,但按經(jīng)濟(jì)指標(biāo),則裝設(shè)一臺(tái)主變的方案遠(yuǎn)優(yōu)于裝設(shè)兩臺(tái)主變的方案,根據(jù)實(shí)際情況考慮決定采用裝設(shè)一臺(tái)主變的方案。1.繪制計(jì)算電路圖6/21供用電工程最終版2.確定短路計(jì)算基準(zhǔn)值：I=dd==：I=dUkvd23.計(jì)算短路電路中各元件的電抗標(biāo)幺值(1)電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值:：X*=d==0.2(2)架空線路的電抗標(biāo)幺值:：X*：X*=Xld=(0.347)=2.220U2(10.5kV)2c(3)電力變壓器的電抗標(biāo)幺值US4.5100MVAX*=kd==4.5N繪制短路計(jì)算等效電路如圖所示X12/X*23/X*34.計(jì)算k-1點(diǎn)(10.5kv側(cè))的短路電流及三相短路電流和短路容量抗標(biāo)幺值X=X*+X*=0.2+2.2=2.4(k1)12(2)三相短路電流周期分量有效值7/21供用電工程最終版I5.5kAI(3)=d1==2.3kAk1X2.4*(k1)(3)其他短路電流在無限大容量系統(tǒng)中:I,(3)=I(3)=I(3)=2.3kA短路沖擊電流:i(3)=2.55I,(3)=2.552.3=5.9kA(4)三相短路容量S(3)=Sd=100MVA=41.7MVAk1X*2.4(k1)抗標(biāo)幺值X*=X*+X*+X*=0.2+2.2+4.5=6.9(k2)123(2)三相短路電流周期分量有效值I(3)=Id2=144kA=20.9kAk2X*6.9(k2)(3)其他短路電流在無限大容量系統(tǒng)中:I,(3)=I(3)=I(3)=20.9kAk2I9I,(3)=1.0920.9=21.5kA(4)三相短路容量S(3)=Sd=100MVA=14.5MVAkX*6.9(k2)表5短路計(jì)算結(jié)果三相短路電流/kA三相短路容量/MVA短路計(jì)算點(diǎn)I(3)I,(3)I(3)i(3)I(3)kkk-28/21(五)變電所一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)選擇校驗(yàn)項(xiàng)目參點(diǎn)條件數(shù)據(jù)額定參數(shù)高壓少油斷路器高壓隔離開關(guān)8高壓熔斷器電壓互感器電壓互感器電流互感器避雷器UUINNNIUI//333-//333--A流能力I(3)kI熱穩(wěn)定度I熱穩(wěn)定度I(3)2.tima他i(3)imaxIt2.tkA622=512kA9/21供用電工程最終版戶戶外式隔離開關(guān)5均滿足要求.2.380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)選擇校驗(yàn)項(xiàng)目參點(diǎn)條件數(shù)據(jù)額定參數(shù)低壓斷路器低壓斷路器一0次低壓斷路設(shè)器備DZ20-20型0號(hào)低壓刀開規(guī)關(guān)格HD13-15電流互感器LMZJ1-0.5電流互感器LMZJ1-0.5UNUI總I(大于I30)(大于I30)A流能力I(3)kI(一般)(一般)動(dòng)穩(wěn)定度i(3)i熱穩(wěn)定度I(3)2.tima10/21供用電工程最終版3.高低壓母線的選擇(六)變電所進(jìn)出線及與鄰近單位聯(lián)絡(luò)線的選擇KV纜的選擇V時(shí)的I=120A>I，滿足發(fā)熱條件。al302)校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度查表得，最小允許截面A=35mm2，因此按發(fā)熱條件選擇的LJ-25不min于此線路很短，不需要校驗(yàn)電壓損耗。(2)由高壓配電室至主變的一端引入電纜的選擇校驗(yàn)采用YJL22-10000型交聯(lián)聚乙烯絕緣IACmm的交聯(lián)電纜，其I=90A>I，滿足發(fā)熱條件。al302)校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定按下式計(jì)算滿足短路熱穩(wěn)定的最小截面ttmin11/21供用電工程最終版(1)饋電給1號(hào)廠房(鍛壓車間)的線路采用VLV22-1000型聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜直接IAmC，查表初選纜芯截面為al302)校驗(yàn)電壓損耗由所給工廠平面圖量得變電所至1號(hào)廠房距離約為68m，而由表查得003030UNU==5.8VU==5.8VU%=5.8V100%=1.5%<U%=5%Val故滿足允許電壓損耗的要求。3)短路熱穩(wěn)定度校驗(yàn)按下式計(jì)算滿足短路熱穩(wěn)定的最小截面t0.75A=I(3)ima=20900mm2=238mm2minC76min纜，中型線芯按不小于相線芯一半選擇，下同。(2)電給2號(hào)廠房(鑄造車間)的線路經(jīng)校驗(yàn)亦采用VLV22-1000-3240+1185型的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)。(3)饋電給3號(hào)廠房(工具車間)的線路經(jīng)校驗(yàn)亦采用VLV22-1000-3240+1185型的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)。(4)饋電給4號(hào)廠房(金工車間)的線路經(jīng)校驗(yàn)亦采用VLV22-1000-3240+1185型的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)。(5)饋電給5號(hào)廠房(熱處理車間)線路經(jīng)校驗(yàn)亦采用VLV22-1000-3240+1185型的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)。(6)饋電給6號(hào)廠房(電鍍車間)的線路經(jīng)校驗(yàn)亦采用VLV22-1000-3240+1185型的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)。(7)饋電給7號(hào)廠房(機(jī)修車間)的線路由于倉(cāng)庫(kù)就在變電所旁邊，而且共一建筑物，因敷設(shè)。12/21U==3.4Val302)校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度查表，最小允許截面A=2.5mm2，因此上面所選50mm2的導(dǎo)線滿足min3)校驗(yàn)電壓損耗所選穿管線，估計(jì)長(zhǎng)50m，而由查表查得0又因?yàn)闄C(jī)修車間30因此U==3.4VU==3.4V380Val故滿足允許電壓損耗的要求。(8)饋電給8號(hào)廠房(裝配車間)的線路經(jīng)校驗(yàn)亦采用VLV22-1000-3240+1185型的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)。(9)饋電給9號(hào)廠房(倉(cāng)庫(kù))的線路經(jīng)校驗(yàn)亦采用VLV22-1000-3240+1185型的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)。(10)饋電給10號(hào)廠房(鍋爐房)的線路經(jīng)校驗(yàn)亦采用VLV22-1000-3240+1185型的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)。al302)校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度查表，最小允許截面A=10mm2，因此BLX-1000-1150滿足機(jī)械強(qiáng)min3)校驗(yàn)電壓損耗由工廠平面圖量得變電所至生活區(qū)負(fù)荷中心距離約為94m，而另由表查得0r03030此U%=3.4V100%=0.9%<U%=5%380Val13/213.作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線的選擇校驗(yàn)其I=90A>I，滿足發(fā)熱條件。al302)校驗(yàn)電壓損耗003030UV=0.98%<U%=5%此可見該電纜滿足允許電壓損耗要求。短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)按本變電所高壓側(cè)短路校驗(yàn)，由前述引入電纜的短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)，可知纜芯25mm2的交聯(lián)電纜是滿足短路熱穩(wěn)定要求的。由于鄰近單位10kv的短路數(shù)據(jù)不詳，因此該聯(lián)絡(luò)線的短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)無法進(jìn)行，只有暫缺。綜合以上所選變電所進(jìn)出線和聯(lián)絡(luò)線的導(dǎo)線和電纜型號(hào)規(guī)格如表8所示。表8變電所進(jìn)出線和聯(lián)絡(luò)線的導(dǎo)線和電纜型號(hào)規(guī)格導(dǎo)導(dǎo)線或電纜型號(hào)規(guī)格LJ-35鋁絞線(三相三線架空)YJL22-10000-335型交聯(lián)電纜(直埋)線路名稱主變引入電纜低壓14/21供用電工程最終版架空)YJL-10000-325交聯(lián)電纜(直埋)至生活區(qū)(七)變電所二次回路方案的選擇與繼電保護(hù)的整定1.高壓短路器的操作機(jī)構(gòu)控制與信號(hào)回路斷路器采用彈簧儲(chǔ)能操作機(jī)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)一次重合閘。2.變電所的電能計(jì)量回路3.變電所的測(cè)量和絕緣監(jiān)察回路變電所高壓側(cè)裝有電壓互感器-避雷器柜，其中電壓互感器為3個(gè)JDZJ-10型，組成Y0/Y0/(開口三角)的接線，用以實(shí)現(xiàn)電壓測(cè)量和絕緣監(jiān)視。低壓側(cè)的動(dòng)力出線上，均裝有有功電能表和無功電能表。低壓照明線路上，裝有三相。4.變電所的保護(hù)裝置(1)主變壓器的繼電保護(hù)裝置1)設(shè)瓦斯保護(hù)當(dāng)變壓器油箱內(nèi)故障產(chǎn)生輕微瓦斯或油面下降時(shí)，瞬時(shí)動(dòng)作于信號(hào)；當(dāng)因嚴(yán)重故障產(chǎn)生大量瓦斯時(shí)，則動(dòng)作于跳閘。分流跳閘的操作方式。①過電流保護(hù)動(dòng)作電流的整定利用式I=KKrelwI，式中opKKL.maxreiII=2I=21000kVA/(310kV)=257.7A=115AL.max1N.T1N.T15/21供用電工程最終版relre②過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間的整定由于本變電所為電力系統(tǒng)的終端變電所，故其過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間(10倍動(dòng)作電流動(dòng)作時(shí)間)可整定為最短的0.5s。③過電流保護(hù)靈敏系數(shù)的檢驗(yàn)利用式S=Ik.min1.5，式中，pII=I(2)/K=0.866I(3)/K=0.86620.9kA/(10KV/0.4KV)=0.724KAk.mink2Tk2TIIKK=10A20/1=200AOP.1OPiw因此其保護(hù)靈敏系數(shù)為PdbKKiTI=I(3)=20.9kArelreTI58.52A速斷電流倍數(shù)整定為：K=qb==5.9(注意：K可不為整數(shù)，但必須在2~8qbI10Aqb②電流速斷保護(hù)靈敏系