電力系統綜合訓練

1、電力系統綜合訓練蘭州理工大學技術工程學院 10電力傳動1班 毛羽豐第一部分 設計任務書一，設計題目某工礦企業(yè)降壓變電所電氣設計 二，設計要求根據本廠用電負荷，并適當考慮生產的發(fā)展，按安全可靠，技術先進，經濟合理的要求， 確定工廠變電所的位置與形式，通過負荷計算，確定主變壓器臺數及容量，進行短路電流計 算，選擇變電所的主接線及高、低壓電氣設備，選擇整定繼電保護裝置，最后按要求寫出設 計計算說明書，繪出設計圖紙。三，設計資料 設計工程項目 工廠總平面圖（2） 工廠負荷數據序號負荷名稱P30（kw）Q30（kvar）S30（kw）1選采礦300014403327.72冶煉區(qū)220010562440.

2、313化工廠20009602218.474機械制造855照明800384887.356所用電500240554.62 （3）供電電源情況：按與供電局協議，本廠可由東南方19公里處的變電所 110/38.5/11kv, 50MVA變壓器供電，供電電壓可任選。 （4）電源的短路容量：35kv母線的出線斷路器斷流容量為1500MVA；10kv母線的出線斷路器斷流容量為350MVA。（5） 供電局要求的功率因數：當35KV供電時，要求工廠變電所高壓側COS>0.9;當以10KV供電時，要求工廠變電所高壓側叫COS>=0.95。 四，設計任務 （1）設計計算說明書

3、（2）設計圖紙第二部分 設計計算書1、 各區(qū)域計算負荷和無功補償 （1）釆選礦區(qū)已知P30=3000kw Tmax=5000h cos=0.9 Q30=P30*tan=3000*0.48=1440kvar （2）冶煉廠 已知：P30=2200kw Tmax=4200h cos=0.9 Q30=P30*tan=2200*0.48=1056kvar （3）化工廠 P30=2000KVA Tmax=4200hcos=0.9 Q30=P30*tan=2000*0.48=960kvar (4)機械制造廠 P30=1500kva Tmax=2880h cos=0.9 Q30=P30*tan=1500*0.

4、48=720kvar(5) 廠區(qū)和職工居住區(qū)照明 (6) 所用電一、各區(qū)域變電所的設計選擇 (一）各車間變電所位置及全廠供電平面草圖根據地理位置及格車間計算負荷大小，決定設立3個變電所，格子供電范圍如下：變壓所I；選采礦區(qū)，所用電。變壓所II；冶煉廠，照明。變壓所III；化工廠，機械制造廠。全廠供電平面圖(3） 個車間變壓器臺數及容量選擇 1變壓所I變壓器臺數及容量選擇 （1）變壓所1的供電負荷統計 系數?。篕p=0.9 Kq=0.95 P30=Kp*（P30所+P30采）=0.9*(3000+500)=3150kw Q30=Kq*(Q30所+Q30采)=0.95*（1440+240）=159

5、6kvar （2）變壓所I的無功補償 無功補償?。篞C=100kvar補償以后： Q30=1596-100=1496kvar （3）變壓所I的變壓器選擇，為保證供電的可靠性，選用兩臺變壓器（每臺可供車間負荷的70%):選擇變壓器型號為S7系列，額定容量為2500KVA兩臺，查表得出變壓器的各項參數: 空載損耗P0=3.65KW;負載損耗PK=23KW;阻抗電壓Uk%=5. 5;空載電流I0%=1.0; （4） 計算每臺變壓器的功率損耗（n=l)。2. 變壓所II變壓器臺數及容量選擇 (1)變壓所II的供電負荷統計。P30=Kp（P30冶+P30廠）=0.9*（2000+800）=2700kwQ

6、30=*(Q30冶+Q30廠)=0.95*（1056+384）=1368kvar (2)變壓所II的無功補償 無功補償試?。篞C =100Kvar 補償以后：Q30=1368-100=1268Kvar(3) 變壓所II的變壓器選擇，為保證供電的可靠性，選用兩臺變壓器（每臺可供車間總負荷的70%)選擇變壓器型號S7系列，額定容量為2500kva兩臺，查表得出變壓器的各項參數：空載損耗P0=3.65KW;負載損耗PK=23KW;阻抗電壓Uk%=5. 5;空載電流I0%=1.0;（4） 計算每臺變壓器的功率損耗（n=l)。3.變壓所III變壓器臺數及容量選擇 （1）變壓所III的供電負荷統計 系數取

7、：Kp=0.9 Kq=0.95 P30=Kp*（P30化+P30機）=0.9*(2000+1500)=3500kw Q30=Kq*(Q30化+Q30機)=0.95*（960+720）=1680kvar （2）變壓所III的無功補償 無功補償試?。篞C =100Kvar 補償以后：Q30=1680-100=1580Kvar(3)變壓所II的變壓器選擇，為保證供電的可靠性，選用兩臺變壓器（每臺可供車間總負荷的70%)選擇變壓器型號S9系列，額定容量為3150kva兩臺，查表得出變壓器的各項參數：空載損耗P0=3.8KW;負載損耗PK=24.3KW;阻抗電壓Uk%=7;空載電流I0%=0.7;（4）

8、 計算每臺變壓器的功率損耗（n=l)。二，廠內10kv線路截面積選擇1. 供給變電所I的10kv線路為保證供電可靠性選用雙回路供電線路，每回供電線路負荷： P30=0.5*3150=1575kw Q30=0.5*1596=798kvar計算變壓器的損耗： P=P30+PT=1575+12.98=1587.98kw Q=Q30+QT=798+80.98=878.98kvar 年最大負荷平均利用小時數查表的：架空線路的經濟電流密度所以可得經濟截面：?？蛇x導線型號為LJ-120，其容許載流量為Ia1=375A相應參數r0=0.28/km， x0=0.3/km。再按發(fā)熱條件檢驗已知=40，溫度修正系數

9、為：由上式可知，所選導線符合長期發(fā)熱條件。根據地理位置圖及比例尺，得到此線路長度為0.64km線路功率損耗：線路首段功率：線路壓降計算 合格2. 供給變電所II的10kv線路為保證供電可靠性選用雙回路供電線路，每回供電線路負荷： P30=0.5*2700=1350kw Q30=0.5*1368=684kvar計算變壓器的損耗： P=P30+PT=1350+11.84=1361.84kw Q=Q30+QT=684+73.94=757.94kvar 年最大負荷平均利用小時數查表的：架空線路的經濟電流密度所以可得經濟截面：?？蛇x導線型號為LJ-70，其容許載流量為Ia1=265A相應參數r0=0.4

10、8/km， x0=0.32/km。再按發(fā)熱條件檢驗已知=40，溫度修正系數為：由上式可知，所選導線符合長期發(fā)熱條件。由于變電所II緊鄰35/11KV主變壓器,10KV線路很短，其功率損耗可忽略不計。 線路首端功率: P=P=1361.84KW Q=Q=757.94kvar3. 供給變電所III的10kv線路為保證供電可靠性選用雙回路供電線路，每回供電線路負荷： P30=0.5*3150=1575kw Q30=0.5*1596=798kvar計算變壓器的損耗： P=P30+PT=1575+12.98=1587.98kw Q=Q30+QT=798+80.98=87.98kvar 年最大負荷平均利用

11、小時數查表的：架空線路的經濟電流密度所以可得經濟截面：?？蛇x導線型號為LJ-95，其容許載流量為Ia1=325A相應參數r0=0.36/km， x0=0.321/km。再按發(fā)熱條件檢驗已知=40，溫度修正系數為：由上式可知，所選導線符合長期發(fā)熱條件。根據地理位置圖及比例尺，得到此線路長度為0.32km線路功率損耗：線路首段功率：線路壓降計算 合格3、 工廠總降壓變電所及接入系統設計1工廠總降壓變電所主變壓器臺數及容量的選擇總降變10kv側無功補償試?。篞C=850kvar為保證供電的可靠性，選用兩臺變壓器：所以選變壓器型號為SL7-6300/35，兩臺。查表得空載損耗P0=8.20KW;負載損

12、耗PK=41.00KW;阻抗電壓Uk%=7.5;空載電流I0%=0.9;2.35kv供電線路截面選擇為保證供電可靠性，選兩回路35kv供電線路。用化簡公式求變壓器損耗：每回路35kv供電線路的計算負荷：P=P+P=4092.75+68.16=4160.91kw Q=Q+Q=1974.25+272.64=2246.89kvar 所以可得經濟截面：可選LJ-95線，容許載流量為：Ial=325A。按長期放熱條件校驗：Ial=Kt*Ial=0.95*325=308.75>78A所選導線符合發(fā)熱條件3、35kv線路功率損耗計算 （1）35kv線路功率損耗計算 已知LJ-95參數 r0=0.36/

13、km，x0=0.31/km， l=19km。線路的功率損耗：】線路首端功率：線路壓降計算 合格4、 短路電流計算按無窮大系統供電計算短路電流。短路計算電路圖見圖。為簡單起見，標幺值符號*全去掉。1. .工廠總降壓變35kv母線短路電流（短路點1）（1） 確定標幺值基準： Sd=100MA, Uav=37kv (2) 計算主要元件的電抗標幺值： 系統電抗（取斷路器Soc=1500MVA）X1=Sd/Soc=100/1500=0.06735kv線路電抗（LJ-95） x=0.31/km x2=0.31*19*100/（372）=0.43（3） 求三相短路電流和短路容量：1）總電抗標幺值：2) 三相

14、短路電流周期分量有效值： 3) 其他三相短路電流值： 4) 三相短路容量：2.10kv母線短路電流（短路點2）（1） 確定標幺值基準： Sd=100MA, Uav=10.5kv （2）計算主要元件的電抗標幺值：1）系統電抗： X1=Sd/Soc=100/1500=0.0672）35kv線路電抗; X2=0.31*19*100/(372)=0.433)35/11KV電力變壓器電抗（Uk%=7.5）： (3)求三相短路電流和短路容量： 1）總電抗標幺值： 2）三相短路電流周期分量的有效值： 3)其他三相短路電流： 4)三相短路容量：3、0.4kv車間低壓母線短路電流（短路點3） （1）確定標幺值基

15、準：Sd=100MVA, Ud3=0.41kv（2） 計算各主要元件的電抗標幺值： 1)系統電抗：X1=Sd/Soc=100/1500=0.067 2）35kv線路電抗X2=0.31*19*100/（372）=0.43 3）35/11kv電力變壓器低電抗（Uk%=7.5）： 4）10kv廠內架空線路電抗（給變電所II供電）：因為這段10kv架空線路很短，l0，電抗可不計。X4=0 5）10/0.4kv電力變壓器（2500kva變壓器Uk%=5.5）: (3) 求三相短路電流和短路容量：1）總電抗標幺值： 2）三相短路電流周期分量的有效值： 3)其他三相短路電流： 4)三相短路容量：三相短路電流

16、和短路容量計算結果列表匯總短路點計算三相短路電流（ka）三相短路容量(MVA)35kv1點5.535.535.5314.18.35354.610kv2點6.276.276.2715.999.471140.4kv3點737373134.3279.5750.58五、變電所高低壓電器的選擇根據上述短路電流計算結果，按正常工作條件選擇和按短路情況校驗，總降壓變電所主要高低壓電氣設備確定如下。 1.高壓35kv側設備 35kv側設備的選擇如表1所示。 2.中壓10kv側設備 10kv側設備如表2所示。 3低壓0.4kv側設備低壓0. 4kv側設備如表3所示。表1計算數據高壓斷路器SW2-35/600隔離開關GW2-35G高壓互感器電流互感器避雷器備注U=35KV35KA35KV35KV35KV35KVI=78A600A600A2*20/5Ik=5.53KA6.6KV=354.6MVA400MVA=14.1KA17KA42KA3.3*202*4=5.(532)*4(6.62)*4(202)*4(1.3*20)2表2計算數據高壓斷路器SN10-101隔離開關電流互感器備注U