工廠供電課程設(shè)計(jì) （二）

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1、 前言 對(duì)于本次工廠供配電的課程設(shè)計(jì)，通過(guò)對(duì)負(fù)荷計(jì)算，無(wú)功功率補(bǔ)償計(jì)算，短路計(jì)算與電氣設(shè)備的選擇，變壓器的選擇以及整定繼電保護(hù)等等。使我們能更好的掌握我們所學(xué)的知識(shí)，更加完善我們對(duì)于簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)的掌握。對(duì)于未來(lái)工作有一個(gè)較為直觀的認(rèn)識(shí)。

2、 目錄 一 設(shè)計(jì)目的 二 設(shè)計(jì)要求 三 設(shè)計(jì)依據(jù) 四 設(shè)計(jì)任務(wù) 五 設(shè)計(jì)時(shí)間進(jìn)度安排 六 負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功功率補(bǔ)償 七 主變壓器臺(tái)數(shù)、容量和類(lèi)型的選擇 八 變電所主接線方案的設(shè)計(jì) 九 短路計(jì)算 十 變電所一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn) 十一 選擇整定繼電保護(hù)裝置 十二 防雷保護(hù)和接地裝置設(shè)計(jì) 十三 結(jié)束語(yǔ) 十四 參考文獻(xiàn) 十五 附錄 十六 附圖

3、 設(shè)計(jì)題目 某學(xué)校生活區(qū)配電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 一 設(shè)計(jì)目的 （1）通過(guò)學(xué)校生活區(qū)配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論知識(shí)、基本技能和專(zhuān)業(yè)知識(shí)進(jìn)行分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。 （2）掌握供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算和運(yùn)行維護(hù)所必須的基本理論和技能。 （3）掌握供配電設(shè)計(jì)的基本原則和方法，深刻理解“安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)”的設(shè)計(jì)要求，為今后從事工廠供配電技術(shù)奠定一定的基礎(chǔ)。 二 設(shè)計(jì)要求 （1）選擇變電所主接線方案。 （2）確定變電所主變壓器的臺(tái)數(shù)和容量、類(lèi)型。 （3）選擇高低壓設(shè)備和進(jìn)出線。 （4

4、）選擇整定繼電保護(hù)裝置。 三 設(shè)計(jì)依據(jù) （1）學(xué)校生活區(qū)負(fù)荷情況。 編號(hào) 名稱(chēng) Pc/kW Qc/kvar 1 食堂 380 210 2 教學(xué)樓 270 120 3 鍋爐 100 100 4 校醫(yī)院 130 98 5 本所用電 10 1 6 戶外照明 25 20 （2）供電電源情況。 1）由附近一條10kV的公用電源干線取得工作電源，干線單位長(zhǎng)度電抗為0.08/km，干線長(zhǎng)度為10km。干線首端斷路器斷開(kāi)容量為200MVA。此斷路器配備有定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)，定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為1.3s。 為滿足學(xué)校二級(jí)負(fù)荷的

5、要求，可采用長(zhǎng)度為20km架空線路取得備用電源。 2）變電所最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)不低于0.9； （3）其它資料（平面圖、氣象、地質(zhì)水文等）略。 四 設(shè)計(jì)任務(wù) （1）負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功功率補(bǔ)償。 （列出負(fù)荷計(jì)算表） （2）主變壓器臺(tái)數(shù)、容量和類(lèi)型的選擇。 （3）變電所主接線方案的設(shè)計(jì)（繪圖——3號(hào)圖紙）。 （4）短路計(jì)算。 （5）變電所一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)。 （6）選擇整定繼電保護(hù)裝置。 （7）防雷保護(hù)和接地裝置設(shè)計(jì)。 五 設(shè)計(jì)時(shí)間進(jìn)度安排 （1）進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算，無(wú)功補(bǔ)償計(jì)算，收集設(shè)計(jì)相關(guān)資料 —— 1天 （2）電氣系統(tǒng)接線設(shè)計(jì)，變壓器的選擇 —— 1天 （

6、3）短路計(jì)算等相關(guān)計(jì)算—— 1天 （4）電氣設(shè)備選擇與校驗(yàn) —— 2天 （5）繼電保護(hù)選擇、整定計(jì)算—— 1天 （6）繪制圖表，完成設(shè)計(jì)報(bào)告 —— 1天 總設(shè)計(jì)時(shí)間一周。 六 負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功功率補(bǔ)償 負(fù)荷計(jì)算表 編號(hào) 名稱(chēng) Pc/kW Qc/kW Sc/kV.A Ic/A 1 食堂 380 210 434.2 659.7 2 教學(xué)樓 270 120 295.5 449.0 3 鍋爐 100 100 141.4 214.8 4 校醫(yī)院 130 98 162.8 247.3

7、5 本所用電 10 1 10.0 15.2 6 戶外照明 25 20 32.0 48.6 總計(jì) —— 915 549 —— —— 計(jì)入K∑=0.9 823.5 494.1 960.4 1459.2 低壓側(cè)： 高壓側(cè)： 設(shè) =823.5*（tanarccos0.86-tanarccos0.92） =137.8kvar 取n=12個(gè) 則Qcc=12*14=168kv

8、ar 高壓側(cè)： 無(wú)功補(bǔ)償后總的計(jì)算負(fù)荷 項(xiàng)目 COSφ 計(jì)算負(fù)荷 Pc/kW Qc/kW Sc/kV.A Ic/A 380V側(cè)補(bǔ)償前負(fù)荷 0.857 823.5 494.1 960.4 1459.2 380側(cè)無(wú)功補(bǔ)償分量 -169.7 380側(cè)補(bǔ)償后負(fù)荷 0.920 823.5 326.1 885.7 1345.7 主變壓器功率損耗 13.3 53.1 10kV側(cè)負(fù)荷計(jì)算 0.913 842.3 377.5 92

9、3.0 53.3 七 主變壓器臺(tái)數(shù)、容量和類(lèi)型的選擇 由于學(xué)校都是二級(jí)負(fù)荷我選用變壓器1臺(tái)，根據(jù)： SN>=(1.15～1.4)Sc 計(jì)算出SN>=（1018.56～1239.98） 我選用： S9—1250/10Yyn0型變壓器 八 變電所主接線方案的設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)采用單母線分段接線 九 短路計(jì)算 解：令Sd=100MV.A ,Uc=Ud Id1=Sd/√3Ud1=100MV.A/√3*10.5kV=5.5

10、0kA Id2=Sd/√3Ud2=100MV.A/√3*0.4kV=144kA 電力系統(tǒng)的標(biāo)幺值： X1*=Sd/Sk=100MV.A/200MV.A=0.5 架空線路的標(biāo)幺值: X2*=X0*l*Sd/Ud12=0.08(Ω/km)*10km*100MV.A/(10.5kV)2=0.73 電力變壓器的電抗標(biāo)幺值： X3*=UK%/100*Sd/SN=4.5*100MV.A/100*1250kV.A=3.6 計(jì)算K1點(diǎn)短路電路總電抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量 總電抗標(biāo)幺值： X*∑K1=X1* +X2* =0.5+0.73=1.23 三相短路電

11、流周期分量有效值： Ik1=Id1/X*∑K1=5.50kA/1.23=4.47kA 其他三相短路電流： I”=I∞=Ik1=4.47kA ish=2.55Ik1=2.55*4.47kA=11.4kA Ish=1.51Ik1=1.51*4.47kA=6.75kA 三相短路容量： Sk1=Sd/X*∑K1 =100MV.A/1.23=81.3MV.A 計(jì)算K2點(diǎn)的短路電路總電抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量 總電抗標(biāo)幺值： X*∑K2=X1* +X2* + X3* =0.5+0.73+3.6=4.83 三相短路電流周期分量有效值： Ik2=I

12、d2/X*∑K2=144kA/4.83=29.8kA 其他三相短路電流： I”=I∞=Ik2=29.8kA ish=1.84Ik1=1.84*29.8kA=54.832kA Ish=1.09Ik1=1.09*29.8kA=32.482kA 三相短路容量： Sk2=Sd/X*∑K2=100MV.A/4.83=20.7MV.A 十 變電所一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn) 高壓斷路器選擇校驗(yàn)表 序號(hào) SN10-10Ⅰ型斷路器技術(shù)參數(shù) 選擇要求 裝設(shè)地點(diǎn)電氣條件 結(jié)論 項(xiàng)目 數(shù)據(jù) 項(xiàng)目 數(shù)據(jù) 1 UN 10kV ≥ UNs 10kV 合格 2

13、 IN 630A ≥ Ic 53.5A 合格 3 IOC 16A ≥ Ik(3)max 6.75A 合格 4 imax 40A ≥ ish(3) 2.55*4.47=11.4A 合格 5 I2t*t 162*4=1024kA2.s ≥ I∞2*tima 4.472*1.4=27.97kA2.s 合格 高壓隔離開(kāi)關(guān)選擇校驗(yàn)表 序號(hào) GN86-10T/200型隔離開(kāi)關(guān)技術(shù)參數(shù) 選擇要求 裝設(shè)地點(diǎn)電氣條件 結(jié)論 項(xiàng)目 數(shù)據(jù) 項(xiàng)目 數(shù)據(jù) 1 UN 10kV ≥ UNs 10kV 合格 2 I

14、N 200A ≥ Ic 53.5A 合格 3 IP 25.5A ≥ Ik(3)max 6.75A 合格 4 Imax 14.7A ≥ ish(3) 2.55*4.47=11.4A 合格 5 I2t*t 25.52*5=3251.25kA2.s ≥ I∞2*tima 4.472*1.4=27.97kA2.s 合格 高壓熔斷器選擇校驗(yàn)表 序號(hào) RN1型熔斷器技術(shù)參數(shù) 選擇要求 裝設(shè)地點(diǎn)電氣條件 結(jié)論 項(xiàng)目 數(shù)據(jù) 項(xiàng)目 數(shù)據(jù) 1 UN 10kV ≥ UNs 10kV 合格 2 IN 100A

15、 ≥ Ic 53.5A 合格 3 Ioc 12kA ≥ Ik(3)max 6.75A 合格 十一 選擇整定繼電保護(hù)裝置 1) 選擇定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)保護(hù)電力線路故障 整定公式為： Iop=KrelKwIL.max/KreKi 動(dòng)作時(shí)限整定： t1=t2+△t 靈敏度校驗(yàn)： Ks=I(2)K.min/Iop1≥1.5 2) 電流速斷保護(hù) 動(dòng)作電流整定： Iop=KrelKwIK.max/Ki 靈敏度校驗(yàn)：

16、 Ks=I(2)K.min/Iop1≥1.5 3) 單相接地保護(hù) 動(dòng)作電流整定： Iop=KrelIC/Ki 靈敏度校驗(yàn)： Ks=(IC∑ -IC )/Iop1 4) 電力變壓器的繼電保護(hù) 瓦斯保護(hù)：用于保護(hù)油浸式電力變壓器內(nèi)部故障。 變壓器的差動(dòng)保護(hù) 動(dòng)作電流整定： Iop1=KrelIub.max Iop1=KrelITN1 Iop1=KrelIl.max 靈敏度校驗(yàn)：

17、 Ks≥2 十二 防雷保護(hù)和接地裝置設(shè)計(jì) 防雷保護(hù)可以接避雷針，避雷線，以及避雷器。 接地保護(hù)： 十三 結(jié)束語(yǔ) 通過(guò)本次課程“某學(xué)校生活區(qū)配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)”使我理論聯(lián)系實(shí)際，更加深入的理解所學(xué)知識(shí)在實(shí)際生活中的應(yīng)用。雖然在設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到了一些問(wèn)題，但是通過(guò)認(rèn)真研究和虛心請(qǐng)教，最終很好的完成了任務(wù)。這次試驗(yàn)也讓我深刻體會(huì)到了在以后的工作中我們要時(shí)刻保持一顆進(jìn)取和謹(jǐn)慎的心，只有這樣我們才能在未來(lái)中做的更好。 十四 參考文獻(xiàn) [1] 劉介才.工廠供電[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)

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