電力工程課程設(shè)計說明書樣本

河南科技大學課程設(shè)計說明書課程名稱電力工程課程設(shè)計題目XXX冶金配件生產(chǎn)廠變電所供配電設(shè)計學院班級學生姓名指引教師日期3月10日電力工程課程設(shè)計任務(wù)書班級：姓名：學號：設(shè)計題目：XXX冶金配件生產(chǎn)廠變電所供配電設(shè)計一、設(shè)計目熟悉電力設(shè)計有關(guān)規(guī)程、規(guī)定，樹立可靠供電觀點，理解電力系統(tǒng)，電網(wǎng)設(shè)計基本辦法和基本內(nèi)容，熟悉有關(guān)電力計算內(nèi)容，鞏固已學習課程內(nèi)容，學習撰寫工程設(shè)計闡明書，對變電所區(qū)域設(shè)計有初步結(jié)識。二、設(shè)計規(guī)定（1）通過對相應(yīng)文獻收集、分析以及總結(jié)，給出相應(yīng)項目分析，需求預(yù)測闡明。（2）通過課題設(shè)計，掌握電力系統(tǒng)設(shè)計辦法和設(shè)計環(huán)節(jié)。（3）學習按規(guī)定編寫課程設(shè)計報告書，能對的闡述設(shè)計辦法和計算成果。（4）學生應(yīng)抱著嚴謹認真態(tài)度積極投入到課程設(shè)計過程中，認真查閱相應(yīng)文獻以及實現(xiàn)，給出個人分析、設(shè)計以及實現(xiàn)。設(shè)計任務(wù)（一）設(shè)計內(nèi)容1．總降壓變電站設(shè)計（1）負荷計算（2）主結(jié)線設(shè)計：選主變壓器及高壓開關(guān)等設(shè)備，擬定最優(yōu)方案。（3）短路電流計算：計算三相短路電流，計算成果列出匯總表。（4）重要電氣設(shè)備選?。褐匾姎庠O(shè)備選取及校驗。選用型號、數(shù)量、匯成設(shè)備一覽表。（5）重要設(shè)備繼電保護設(shè)計：元件保護方式選取和整定計算。（6）配電裝置設(shè)計：涉及配電裝置布置型式選取、設(shè)備布置圖。（7）防雷、接地設(shè)計：涉及直擊雷保護、進行波保護和接地網(wǎng)設(shè)計。2．車間變電所設(shè)計依照車間負荷狀況，選取車間變壓器臺數(shù)、容量，以及變電所位置原則考慮。廠區(qū)配電系統(tǒng)設(shè)計依照所給資料，列出配電系統(tǒng)結(jié)線方案，通過詳細計算和分析比較，擬定最優(yōu)方案。（二）設(shè)計任務(wù)1．設(shè)計闡明書，涉及所有設(shè)計內(nèi)容，負荷計算，短路計算及設(shè)備選?。ㄒ?guī)定列表）；2．電氣主接線圖。四、設(shè)計時間安排查找有關(guān)資料（1天）、總降壓變電站設(shè)計（3天）、車間變電所設(shè)計（2天）、廠區(qū)配電系統(tǒng)設(shè)計（1天）、撰寫設(shè)計報告（2天）和答辯（1天）。五、重要參照文獻[1]電力工程基本[2]工廠供電[3]繼電保護.[4]電力系統(tǒng)分析[5]電氣工程設(shè)計手冊等資料指引教師簽字：年月日一.原始資料1．工廠總平面布置圖圖1工廠總平面布置圖2.工廠生產(chǎn)任務(wù)、規(guī)模及產(chǎn)品規(guī)格：本廠重要承擔全國冶金工業(yè)系統(tǒng)礦山、冶煉和軋鋼設(shè)備配件生產(chǎn)，即以生產(chǎn)鍛造、鍛壓、鉚焊、毛坯件為主體。年生產(chǎn)規(guī)模為鑄鋼件11000t，鑄鐵件3000t，鍛件1000t，鉚焊件2500t。3.工廠各車間負荷狀況及變電所容量：如表1和表2.表1各車間380V負荷計算表序號車間（單位）名稱設(shè)備容量/kWKd計算負荷車間變電所代號變壓器臺數(shù)及容量/kVAP30/kWQ30/kvarS30/kVAI30/A1鑄鋼車間22500.40.65No.1車變2×2鑄鐵車間10500.40.75No.2車變2×砂庫1200.70.60小計（KΣ=0.9）3鉚焊車間13000.30.45No.3車變1×1號水泵房270.750.8小計（KΣ=0.9）4空壓站3900.850.75No.4車變1×機修車間1500.250.65鍛造車間2200.30.55木型車間1860.350.60制材場200.280.60綜合樓200.91小計（KΣ=0.9）5鍋爐房3000.750.80No.5車變1×2號水泵房280.750.80倉庫（1、2）880.30.65污水提高站140.650.80小計（KΣ=0.9）表2各車間6KV高壓負荷計算表序號車間（單位）名稱高壓設(shè)備名稱設(shè)備容量/KWKd計算負荷P30/kWQ30/kvarS30/kVAI30/A1鑄鋼車間電弧爐2×12500.920.872鑄鐵車間工頻爐2×2000.80.93空壓站空壓機2×2500.850.85小計4.供用電合同：（1）工廠電源從電力系統(tǒng)某220/35KV變電站以35KV雙回路架空線引入工廠，其中一路作為工作電源，另一路作為備用電源，兩個電源不并列運營。系統(tǒng)變電站距工廠東側(cè)8km。（2）系統(tǒng)短路數(shù)據(jù)，如表3所示。其供電系統(tǒng)圖，如圖2所示。表3區(qū)域變電站35KV母線短路數(shù)據(jù)系統(tǒng)運營方式系統(tǒng)短路容量系統(tǒng)運營方式系統(tǒng)短路容量最大運營方式Soc.max=200MVA最小運營方式Soc.min=175MVA圖2供電系統(tǒng)圖（3）供電部門對工廠提出技術(shù)規(guī)定：eq\o\ac(○,1)系統(tǒng)變電站35KV饋電線路定期限過電流保護整定期間top=2s，工廠總降壓變電所保護動作時間不得不不大于1.5s；eq\o\ac(○,2)工廠在總降壓變電所35KV電源側(cè)進行電能計量；eq\o\ac(○,3)工廠最大負荷時功率因數(shù)不得低于0.9.（4）供電貼費和每月電費制：每月基本電費按主變壓器容量計為18元/kVA，電費為0.5元/kW·h。此外，電力顧客需按新裝變壓器容量計算，一次性地向供電部門交納供電貼費：6～10kV為800元/kVA。5．工廠負荷性質(zhì)：本廠為三班工作制，年最大負荷運用小時數(shù)為6000h，屬二級負荷。6．工廠自然條件：（1）氣象資料：本廠所在地區(qū)年最高氣溫為38oC，年平均氣溫為23oC，年最低氣溫為－8oC，年最熱月平均最高氣溫為33oC，年最熱月平均氣溫為26oC，年最熱月地下0.8m處平均溫度為25oC。本地主導風向為東北風，年雷暴日數(shù)為20。（2）地質(zhì)水文資料：本廠地區(qū)海拔60m，底層以砂粘土為主，地下水位為2

XXX冶金配件生產(chǎn)廠變電所供配電設(shè)計摘要本文重要以電力工程基本、工廠供電、電力系統(tǒng)分析和繼電保護等專業(yè)知識為理論根據(jù)，對冶金配件生產(chǎn)廠總降壓變電站、車間變電所和廠區(qū)配電系統(tǒng)進行設(shè)計。依照原始資料進行負荷計算、短路電流計算和重要電氣設(shè)備選取。此外，對總降壓變電站設(shè)計需要進行重要設(shè)備繼電保護設(shè)計、配電裝置設(shè)計和防雷、接地設(shè)計，并繪制電氣主接線圖；對車間變電所依照車間負荷狀況，選取車間變壓器臺數(shù)、容量，以及變電所位置原則考慮；對廠區(qū)配電系統(tǒng)設(shè)計依照所給資料，列出配電系統(tǒng)結(jié)線方案，通過詳細計算和分析比較，擬定最優(yōu)方案。通過本次課程設(shè)計實賤，鞏固所學理論知識，并鍛煉個人動手能力和查找質(zhì)料分析質(zhì)料能力。同步，初步接觸電氣設(shè)計，理解電氣設(shè)計大體流程和體驗電氣設(shè)計過程，獲得理論學習所不能獲得經(jīng)驗和體會。核心詞：變電所設(shè)計，負荷計算，短路電流，繼電保護等

目錄第一章負荷計算 1§1.1計算負荷方法 1§1.2負荷計算結(jié)果 2第二章主變壓器的選擇與主接線方案的設(shè)計 6§2.1總降變電所變壓器容量選擇 6§2.2總降變電所位置選擇 7§2.3總降壓變電所電氣主接線設(shè)計 8第三章短路電流計算 10§3.1短路電流計算 10第四章主要電氣設(shè)備選擇 15§4.1主變壓器35kV側(cè)設(shè)備 15§4.2主變壓器6kV側(cè)設(shè)備 15§4.36kV饋線電路設(shè)備 15第五章母線及廠區(qū)高壓配電線路選擇 15§5.1主變壓器35kV側(cè)引出線 15§5.26kV匯流母線與6kV側(cè)引出線 15§5.36kV配線電路 15第六章繼電保護配置與整定 15§6.1主變壓器保護 15§6.26kV變壓器保護 15§6.36kV母線保護 15§6.46kV出線保護 15第七章總結(jié) 15參考文獻 15 第一章負荷計算§1.1計算負荷辦法計算負荷是用來按發(fā)熱條件選取供電系統(tǒng)中各元件負荷值。由于載流導體普通通電半小時后即可達到穩(wěn)定溫升值，因而普通取“半小時最大負荷”作為發(fā)熱條件選取電器元件計算負荷。有功負荷表達為P30，無功計算負荷表達為Q30，計算電流表達為I30。用電設(shè)備組計算負荷擬定，在工程中慣用有需要系數(shù)法和二項式法。需要系數(shù)法是世界各個普遍應(yīng)用擬定計算負荷基本辦法，而二項式法應(yīng)用局限性較大，重要應(yīng)用于機械加工公司。關(guān)于以概率論為理論基本而提出用以取代二項式發(fā)達運用系數(shù)法，由于其計算比較繁復而未能得到普遍應(yīng)用，因此只簡介需要系數(shù)法與二項式法。當用電設(shè)備臺數(shù)多、各臺設(shè)備容量相差不甚懸殊時，宜采用需要系數(shù)法來計算。當用電設(shè)備臺數(shù)少而容量又相差懸殊時，則宜采用二項式法計算。依照原始資料，用電設(shè)備臺數(shù)較多且各臺容量相差不遠，因此選取需要系數(shù)法來進行負荷計算。需要系數(shù)法單組用電設(shè)備計算負荷可按下式計算：PQSI式中，P30、Q30、S30分別為該用電設(shè)備組有功計算負荷（kW）、無功計算負荷（kvar）和視在計算負荷（kV.A）；Pe為該用電設(shè)備組設(shè)備容量，是指用電設(shè)備組所有設(shè)備（不涉及備用設(shè)備）設(shè)備容量總和（kW）；tanφ為該用電設(shè)備組平均功率因數(shù)正切值；UN為該用電設(shè)備組額定電壓（按需要系數(shù)法擬定計算負荷，依照原始資料分析，本論文負荷是多組用電設(shè)備計算，因此，要依照多組用電設(shè)備計算負荷計算公式來計算。需要系數(shù)法多組用電設(shè)備計算負荷可按下式計算：PQSI式中，—所有設(shè)備組有功計算負荷P30之和；—有功符合同步系數(shù)，本文資料有提供為0.9§1.2負荷計算成果由以上公式可得6KV計算負荷及各車間380V計算負荷如表1及表2所示：

表1各車間380V負荷計算表序號車間（單位）名稱設(shè)備容量/kWKd計算負荷車間變電所代號變壓器臺數(shù)及容量/kVAP30/kWQ30/kvarS30/kVAI30/A1鑄鋼車間22500.40.651.17900105313852104No.1車變2×16002鑄鐵車間10500.40.750.88420370560851No.2車變2×800砂庫1200.70.601．3384112140213小計（KΣ=0.9）4544346289543鉚焊車間13000.30.451.983901978671317No.3車變1×5001號水泵房270.750.80.7520152538小計（KΣ=0.9）3691914166324空壓站3900.850.750.88332292443673No.4車變1×800機修車間1500.250.651.1738445888鍛造車間2200.30.551.5266100120182木型車間1860.350.601.336586108164制材場200.280.601.33681015綜合樓200.9101801827小計（KΣ=0.9）47347767210215鍋爐房3000.750.800.75225169281427No.5車變1×4002號水泵房280.750.800.7521162640倉庫（1、2）880.30.651.1726304061污水提高站140.650.800.75971117小計（KΣ=0.9）253200323491

表2各車間6KV高壓負荷計算表序號車間（單位）名稱高壓設(shè)備名稱設(shè)備容量/KWKd計算負荷P30/kWQ30/kvarS30/kVAI30/A1鑄鋼車間電弧爐2×12500.920.870.752300131126442542鑄鐵車間工頻爐2×2000.80.90.48320154356343空壓站空壓機2×2500.850.850.6242526450048小計304517293500336以NO.1號車變負荷為例進行負荷計算：由表1知NO.1號車變負荷視在計算負荷為S查附表A-1，選取型號S9-1600/6型、電壓為6/0.4kV、Yyn0聯(lián)結(jié)變壓器，其技術(shù)數(shù)據(jù)如下：ΔP0=2.4kW，ΔPk=14.5kW，I0ΔP?Q以此類推，將工廠各車變負荷380V計算負荷成果匯總于表3。

表3工廠各車變負荷380V計算負荷匯總車間變電所序號380V側(cè)計算負荷變壓器容量/kV.A變壓器功率損耗6kV側(cè)計算負荷有功負荷/kW無功負荷/kvar視在負荷/Kv.A有功損耗/kW無功損耗/kvar有功負荷/kW無功負荷/kvar視在負荷/kV.ANO.190010531385160013.363.3913.31116.61442.5NO.24544346288006.028.6460.0426.6657.4NO.33691914165004.518.8373.5209.8428.4NO.44734776728006.731.8479.7508.8699.3NO.52532003234003.614.4256.6214.4234.4總計2483．12512.23532.3

第二章主變壓器選取與主接線方案設(shè)計§2.1總降變電所變壓器容量選取由于工廠廠區(qū)范疇不大，高壓配電線路上功率損耗可忽視不計，因而表3所示各車變高壓側(cè)計算負荷加上表2中各車間6KV高壓計算負荷可以為就是總降壓變電所出線上計算負荷。取K∑=0.95PQS由于該工廠為二級負荷，故總降壓變電所可裝設(shè)兩臺容量為6300kV.A變壓器?？偨祲鹤冸娝蛪簜?cè)功率因數(shù)為cos考慮到變壓器無功功率損耗?QT遠不不大于有功功率損耗ΔPT，由此可判斷工廠進線處功率因數(shù)必然不大于0.793。為使工廠功率因數(shù)提高到0.9總降壓變電所低壓側(cè)10kV母線上裝設(shè)并聯(lián)電容進行補償，取低壓側(cè)補償后功率因數(shù)為Q選取BWF6.3-50-1W型電容器，所需電容器個數(shù)為n=QCqC=補償后變電所低壓側(cè)視在計算負荷為S查附表A-2，選取S9-6300/35型、35/6.3變壓器，其技術(shù)數(shù)據(jù)如下?P0=6.56kW，?Pk=36.90kW，I0ΔP?Q變壓器高壓側(cè)計算負荷為PQS則工廠進線處功率因數(shù)為cos滿足電業(yè)部門規(guī)定?！?.2總降變電所位置選取依照供電電源狀況，考慮盡量將總降變電所設(shè)立在接近負荷中心且遠離人員集中區(qū)域，結(jié)合廠區(qū)供電平面圖，擬將總降壓變電所設(shè)立在廠區(qū)西南部，如圖2.1示。圖2.1廠區(qū)供電平面圖§2.3總降壓變電所電氣主接線設(shè)計本工廠規(guī)定工廠電源從電力系統(tǒng)某200/35kV變電站以35kV雙回架空線引入工廠，其中一路作為工作電源，另一路作為備用電源，兩個電源不并列運營。一、二次側(cè)均采用單母線分段接線方式，為便于檢修、運營、控制和管理，在變壓器高壓側(cè)進線處設(shè)立高壓斷路器。由于備用電源線路平時不容許投入，因而備用電源進線斷路器在正常工作時必要斷開。變壓器二次側(cè)（6kV）設(shè)立少油斷路器，與備用電源進線斷路器構(gòu)成備用電源自動投入裝置（APD），當電源失去電壓時，備用電源及時自動投入?？偨祲鹤冸娝姎庵鹘泳€如圖2.2示。圖2.2總降壓變電所電氣主接線圖

第三章短路電流計算§3.1短路電流計算為了選取高壓電氣設(shè)備，整定繼電保護，必要進行短路電流計算。短路電流按系統(tǒng)正常運營方式進行計算。短路電流計算及短路點設(shè)立如圖3.1所示（以NO.3號為例）。有關(guān)參數(shù)：無窮大系統(tǒng)：Sk.max(3)=Soc.max=200MV.A，Sk.min(3)=Soc.min=175MV.A；變壓器T1：容量為6300kV.A，圖2.1短路電流計算電路及短路點設(shè)立因工廠廠區(qū)面積不大，總降壓變電所到各車間距離但是數(shù)百米，因而總降壓變電所6kV母線（k2點）與廠區(qū)高壓配電線路末端處（k4點）短路電流值差別不大，故只計算主變壓器兩側(cè)k1、k依照計算電路圖作出計算短路電流等效電路如圖3.2所示。圖2.2等效圖求各元件電抗標幺值設(shè)Sd=100MV.A，Ud1=37kV，III電力系統(tǒng)當Sk.maxX當Sk.minX架空線路WLX主變壓器T1X車間變壓器T2X系統(tǒng)最大運營方式下三相短路電流及短路容量計算k1點短路X因而，k1IiISk2點短路總電抗標幺值X因而，k2IiIS（3）k3點短路X因而，k3IiIS系統(tǒng)最小運營方式下三相短路電流及短路容量計算（1）k1點短路X因而，k1IiIS（2）k2點短路X因而，k2IiIS（3）k3點短路X因而，k3IiIS將計算成果匯總于表4，如下。表4短路電流計算成果匯總短路計算點運營方式三相短路電流/kA短路容量/MV.AIiISk最大2.135.433.22136.24最小1.874.772.82119.9k最大4.7612.147.1951.98最小4.5311.556.8449.41k最大14.5426.7515.8510.08最小14.4026.5015.709.98

第四章重要電氣設(shè)備選取§4.1主變壓器35kV側(cè)設(shè)備主變壓器35kV側(cè)計算電流I30=6300√3×35A=103.9A，35kV配電裝置采用化、戶外布置，各設(shè)備關(guān)于參數(shù)表535kV側(cè)電氣設(shè)備關(guān)于參數(shù)安裝地點電氣條件設(shè)備型號規(guī)格項目數(shù)據(jù)項目斷路器SW2-35/1000隔離開關(guān)GW4-35/600電流互感器LCW-35電壓互感器JDJJ-35避雷器U35U3535353535I103.9I1000600100/5I2.13I16.5S136.24S1000i5.43i45502I2.13I16.514(65×0.1)§4.2主變壓器6kV側(cè)設(shè)備主變壓器6kV側(cè)計算電流I30=6300√3×6.3A=577.4A

表66kV側(cè)電氣設(shè)備關(guān)于參數(shù)安裝地點電氣條件設(shè)備型號規(guī)格項目數(shù)據(jù)項目斷路器SN2-6/630隔離開關(guān)GN4-6/600電流互感器LAJ-6U6U666I577.4I630600300/5I4.76I16S51.98S300i12.14i40522I4.76I1620(100×0.3)§4.36kV饋線電路設(shè)備以去NO.3饋線電路為例，由表3知，NO.3線路計算負荷為428.4kV.A，其計算電流為I30=428.4√3×6.3A=39.26A，6kV

第五章母線及廠區(qū)高壓配電線路選取§5.1主變壓器35kV側(cè)引出線1）按經(jīng)濟電流密度選取導線截面積。線路最大持續(xù)工作電流為I依照年最大負荷運用小時Tmax=6000h，查表3-3知，經(jīng)濟電流密度A選LGJ-50型鋼芯鋁絞線。2）按發(fā)熱條件校驗。查附表A-8和附表A-10得，30℃時LGJ-50型鋼芯鋁絞線容許載流量為Ial3）校驗機械強度。查表3-2知，35kV以上鋼芯鋁絞線最小容許截面積為35mm2，因而，LGJ-504）熱穩(wěn)定度校驗。滿足熱穩(wěn)定度最小容許面積為A實際選用導線截面積50mm2>31.6§5.26kV匯流母線與6kV側(cè)引出線6kV匯流母線與6kV側(cè)引出線按發(fā)熱條件選取截面，然后進行熱穩(wěn)定度和動穩(wěn)定度校驗，最后選取LMY-50×4型矩陣形母線，水平平放。§5.36kV配線電路由于廠區(qū)面積不大，各車間變電所距離總降壓變電所較近，廠區(qū)高壓配電線路采用電纜線路，直接敷設(shè)。由于廠區(qū)線路較短，因而按發(fā)熱條件選取截面積，然后進行熱穩(wěn)定度校驗。一NO.3車變?yōu)槔?kV側(cè)計算電流為I30=39.26A，查附錄A-7，選ZLQ2-3×10油浸紙絕緣電力電纜，20℃時其容許載流量由于廠區(qū)高壓配電線路很短，線路始末端短路電流相差不大，故以6kV母線上短路時（k2A熱穩(wěn)定度不滿足規(guī)定，改選ZLQ2-3×70型電力電纜。其她車間電纜截面選取過程相似。

第六章繼電保護配備與整定依照需要，對總降變電所如下設(shè)備安裝繼電保護裝置：主變壓器保護、6kV饋電線路保護、過電流保護以及過負荷保護?！?.1主變壓器保護（1）電流速斷保護保護采用兩相繼電式接線，繼電器為DL-11型，電流互感器變比Ki=II敏捷度應(yīng)按變壓器一次側(cè)最小兩相短路電流來校驗，即K（2）過電流保護采用三個電流互感器接成完全星形接線方式，繼電器為DL-11型，電流互感器變比Ki=1005=20II動作時間取1.5s。敏捷度應(yīng)按變壓器二次側(cè)母線最小兩相短路穿越電流來校驗，即K（3）過負荷保護用一種DL-11型繼電器構(gòu)成，保護裝置動作電流應(yīng)躲過變壓器額定電流，即I動作時間取10～1