實訓報告--供配電技術

1、工廠供配電課程設計實訓報生告班級： 11 電氣 1 班小組成員：彭國華(111203127 )殷劍文(111203136 )江錦炎(111203115 )指導老師：韓琳實訓日期： 2013.5.202013.5.24目錄1,設計任務 11.1 設計題目1.2 設計要求1.3 設計依據(jù)1.3.1 供電電源情況1.3.2 工廠負荷情況2 .負荷計算及無功功率補償 32.1 全廠負荷計算及負荷總表2.2 無功功率及無功功率補償3 .變電所主變壓器數(shù)量及規(guī)格的選取 53.1 變電所主變壓器的容量3.2 變電所主變壓器的臺數(shù)4 .變電所主接線方案及位置的選取 74.1 變電所主接線4.2 變電所的位置5

2、 .短路電流的計算 105.1 短路的形成原因5.2 短路帶來的危害5.3 短路電流計算的目的5.4 短路電流的計算6 .參考文獻 167 .實訓心得體會 171、設計任務1.1 設計題目本次課題設計的題目是：某廠供配電系統(tǒng)設計1.2 設計要求按照國家標準 GB50052-95供配電系統(tǒng)設計規(guī)范、GB50053-9410KV及以下變電所設計規(guī)范及GB50054-95低 壓配電設計規(guī)范等規(guī)范，進行工廠供電設計。做到“安全、可 靠、優(yōu)質、經(jīng)濟”的基本要求。并處理好局部與全局、當前與長 遠利益的關系，以便適應今后發(fā)展的需要，同時還要注意電能和 有色金屬的節(jié)約等問題。1.3 設計依據(jù)1.3.1 供電電

3、源情況按照工廠與當?shù)毓╇姴块T簽訂的供用電協(xié)議規(guī)定，本廠可 由附近一條10Kv的公用電源線取得工作電源。該干線的走向參 看工廠總平面圖。該干線的導線牌號為LGJ-185，導線為等邊三角 形排列，線距為1.2m;電力系統(tǒng)饋電變電站距本廠 6km,該干線 首端所裝高壓斷路器的斷流容量為 500MV.A,此斷路器配備有定 時限過電流保護和電流速斷保護，其定時限過電流保護整定的動 作時間為1.5S。為滿足工廠二級負荷的要求，可采用高壓或低壓 聯(lián)絡線由鄰近的單位取得備用電源。1.3.2 工廠負荷情況本廠多數(shù)車間為兩班制，年最大負荷利用小時為4800h,日最大負荷持續(xù)時間8h。該廠除鑄造車間、電鍍車間和鍋爐

4、房屬二級負荷外，其余均屬三級負荷。低壓動力設備均為三相，額定 電壓為380V。照明及家用電器均為單相，額定電壓為 220V。本廠的負荷統(tǒng)計資料如下表所示廠房編號廠房名稱負荷類別設備容量(kW)需要系數(shù)Kx功率因數(shù)costan1金工 車間動力3600.30.651.17照明100.91.002工具 車間動力3600.30.651.17照明100.91.003電鍍 車間動力3100.60.800.75照明100.91.004熱處理 車間動力2600.60.800.75照明100.91.005裝配 車間動力2600.40.750.88照明100.91.006機修 車間動力1800.30.701.02

5、照明50.91.007鍋爐 房動力1800.60.701.02照明20.91.008倉庫動力1300.30.701.02照明20.91.009鑄造 車間動力3600.40.701.02照明100.91.0010鍛壓 車間動力3600.30.651.67照明100.91.0011宿舍 住宅區(qū)照明4600.81.002、負荷計算及無功功率補償2.1 全廠負荷計算及負荷總表負荷計算的相關公式：有功功率：PcKxPE(kW)無功功率:QC Pc tan (kvar)視在功率：Sc. Pc2QC(kVA)計算電流：% &/(、.3Un)(A)式中，Kx為需要系數(shù)；cos為功率因數(shù)；tan為功率因

6、數(shù)角的正切值；Un為用電設備組的額定電壓。廠房名 稱負荷 類別設備容量(kW)需要系數(shù)(Kx)功率因數(shù)(cos )有功功率(kW)無功功率(kvar)視在功率(kVA)計算電流(A)金工動力3600.30.65108126.36166.23252.56車間照明100.91.09037.87工具動力3600.30.65108126.36166.23252.56車間照明100.91.09037.87電鍍動力3100.60.80186139.5232.5353.25車間照明1100.91.09037.87熱處理動力2600.60.80156117195286.27車間照明100.91.09037.8

7、7裝配動力2600.40.7510491.52138.53210.47車間照明一100.91.09037.87機修動力1800.30.705455.0877.13117.19車間照明50.91.04.502.125.56鍋爐動力1800.60.70108110.16154.27234.39車間照明20.91.01.801.343.52倉動力1300.30.703939.7855.7184.64庫照明20.91.01.801.343.52鑄造動力3600.40.70144146.88211.41321.2車間照明100.91.09037.87鍛壓動力3600.30.65108180.36210.

8、22319.4車間照明100.91.09037.87住宅區(qū)照明4600.81.0368019.1829.14全廠的計算負荷 有功負荷同時系數(shù)取1398.691019.71730.93K p 0.9。無功負荷同時系數(shù)取K p 0.900.812.2 無功功率補償由上表可知，該廠380V側最大負荷時的功率因數(shù)是 0.81 ,而供電部門要求該廠10kv進線側最大負荷時因數(shù)不應低于 0.92.考慮 到主變壓器的無功損耗遠大于有功損耗，因此380V側最大負荷時因 數(shù)應稍大于0.92，暫取0.95來計算380V側所需無功功率補償容量：QC.C 1398.69 (tan arccos0.81 tanarcc

9、os0.95) 552.91kvar查表選BW10.5-30-1型電容器，需要的數(shù)量為：Qc.c 552.91 c n - 19Qn.c 30實際補償容量為：QCC 30 19 570k var C .C則補償后變電所低壓側的視在計算負荷為：S' 1398.692 (1019.7 570)2 1398.85kVA此時變壓器的功率損耗為：'_ _ . '_ _ . _ _ _ _PT-0.015S 0.015 1398.85 20.98k var(4-4 Qt 0.06s0.06 1398.85 83.93k var高壓側的計算負荷為：P1398.69 20.98 141

10、9.67kW" ._ . _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ Q(1019.7 570) 83.93 533.63k varS''. 1419.672 (533.63)21516.65kVA9補償后的功率因數(shù)為cos1419.671516.650.94,滿足要求。3、變壓所主變壓器數(shù)量及規(guī)格的選取3.1變電所主變壓器臺數(shù)的選擇變壓器臺數(shù)應根據(jù)負荷特點和經(jīng)濟運行進行選擇。(1)應滿足用電負荷對可靠性的要求。在有一、二級負荷的變電所中，選擇兩臺主變壓器，當技術。經(jīng)濟上比較合理時，主變壓 器選擇也可多于兩臺；(2)對季節(jié)性負荷或晝夜負荷變化比較大的宜采用經(jīng)濟運行方

11、式的變電所，技術經(jīng)濟合理時，可選擇兩臺主變壓器；(3)三級負荷一般選擇一臺主變壓器，負荷較大時，也可選擇 兩臺主變壓器。結合本廠的實際情況情況，考慮到二級負荷的供電安全可靠, 故選用兩臺主變壓器。3.2變電所主變壓器容量的選擇裝設兩臺主變壓器時，其中任意一臺主變壓器容量sn應同時滿足下列兩個條件。(1)任一臺主變壓器單獨運行時，應滿足總計算負荷的60% 70% 的要求，即Sn (0.6 0.7)Sc(2)任一臺主變壓器單獨運行時，應滿足全部一、二級負荷Sn(i+d的需要，即SNSn（i+u）因此，根據(jù)本廠的實際情況，設置兩個車間變電所，一個為二級負荷供電，采用兩臺變壓器；另一個為其余的三級負荷

12、供電，采用一臺變壓器。故計算可知： S 二級 605.52kVA, S三級 1073.69kVA根據(jù)二級負荷車間變電所變壓器臺數(shù)及容量選擇要求可以得出:Sn.二級 (0.6 0.7) 605.52 363. 424kVA且任一變壓器應滿足Sn 605.52kVA,以及考慮到今后的發(fā)展，因此可選用兩臺容量均為800kVA的變壓器，具體型號為S9-800/10。而三級負荷車間變電所變壓器臺數(shù)及容量的選取則為：Sn.三級 (1.15 1.4) 1073.69 1235 1503kVA并且考慮今后的發(fā)展，因此可選用單臺1600kVA的變壓器，具體型號為 S9-1600/10。變壓器的聯(lián)結級別均采用Dy

13、n(X變壓器的主要技術參數(shù)如下表：變壓器型號電壓組合(kV)阻抗電壓(衿空載損耗(kw)負載損耗(kw)空載電流(為S9-800/1010.5/0.44.51.407.50.8S9-1600/102.4014.50.64、變電所主接線方案及位置的選取4.1 變電所主接線方案的選擇根據(jù)GB50053-9410KV及以下變電所設計規(guī)范第3.2.1條 配電所、變電所的高壓及低壓母線宜采用單母線或分段單母線接 線。當供電連續(xù)性要求很高時，高壓母線可采用分段單母線帶旁 路母線或雙母線的接線。變電所的主接線是實現(xiàn)電能輸送和分配的一種電氣接線，在 變電所主接線圖中將導線或電纜、電力變壓器、母線、各種開關、

14、避雷器、電容器等電氣設備有序地連接起來，只表示相對電氣聯(lián) 接關系而不表示實際位置。通常以單線來表示三相系統(tǒng)。1 .安全 充分保證人身和設備的安全。2 .可靠 應滿足用電單位對供電可靠性的要求。3 .靈活 能適應各種不同的運行方式，操作檢修方便。4 .經(jīng)濟 主接線設計應簡單，投資少，運行管理費用低。所以二級負荷選擇高壓側采用單母線，低壓側采用單母線分段； 三級負荷選擇高低壓側采用單母線。具體接線圖如下：lOkvSQS“備用電源）二級負荷車間主接線圖lOkv三級負荷車間接線圖5 .2變電所的位置選取配變電所位置選擇，應根據(jù)下列要求綜合考慮確定：(1)接近負荷中心。(2)進出線方便。(3)接近電源側

15、。(4)設備吊裝、運輸方便。(5)不應設在有劇烈振動的場所。(6)不宜設在多塵、水霧(如大型冷卻塔)或有腐蝕性氣體的場 所，如無法遠離時，不應設在污源的下風側。(7)不應設在廁所、浴室或其他經(jīng)常積水場所的正下方或貼 鄰。(8)不應設在爆炸危險場所以內和不宜設在有火災危險場所 的正上方或正下方，如布置在爆炸危險場所范圍以內和布置在與火災 危險場所的建筑物毗連時，應符合現(xiàn)行的爆炸和火災危險環(huán)境電力 裝置設計規(guī)范的規(guī)定。(9)配變電所為獨立建筑物時，不宜設在地勢低洼和可能積 水的場所。因此，結合本廠的實際情況，車間變電所的位置如下圖：蚓料,1國4同車間變電所位置示意圖5、短路電流的計算5.1 短路的

16、形成原因(1)電力系統(tǒng)中電器設備載流導體的絕緣損壞。造成絕緣損壞的原因主要有設備絕緣自然老化，操作過電壓，大氣過電壓，絕緣受到機械損傷等。(2)運行人員不遵守操作規(guī)程，如帶負荷拉、合隔離開關，檢修后忘拆除地線合閘。(3)鳥獸跨越在裸露導體上。5.2 短路帶來的危害1 .短路產生很大的熱量，導體溫度升高，將絕緣損壞。2 .短路產生巨大的電動力，使電氣設備受到機械損壞。3 .短路使系統(tǒng)電壓降低，電流升高，電器設備正常工作受到#破壞。4 .短路造成停電，給國民經(jīng)濟帶來損失，給人民生活帶來不 便。5 .嚴重的短路將電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性， 使同步發(fā)電機失步。6 .單相短路產生的不平衡磁場，對通信線路和弱

17、電設備產生 嚴重的電磁干擾。5.3 短路電流計算的目的1 .止確地選擇和校驗各種電器設備2 .計算和整定保護短路的繼電保護裝置3 .選擇限制短路電流的電器設備5.4 短路電流的計算 根據(jù)變電所主接線圖可知其電路圖如下：S/1WL（1口）0402 丐 km/ S277MVA> X二級負荷主接線電路圖KiKe/ /1T/2TBODKVA10.5/0.4UkZ=4,5DnK4UkZ=4.5Ka15三級負荷主接線電路圖1、二級負荷確定基準值取 Sd 100MVA ,基準電壓見 Uav, Udi 10.5kV.,Ud2 Ud3 0.4kV , 相應的基準電流為Id1,Id2,Id3,則各元件電抗標

18、幺值為：系統(tǒng)SSd100X1CSoc500oc0.2線路 查表得LGJ-185的X。0.402 /km,而線路長8km,故*-Sd1002.412X2X0I1? dr(0.402 6)2u2110.52變壓器仃和2T* UK% Sd4.5 100X3X4 K ?- ?5.625100SN100 0.8些時繪等效電路圖，如圖所示:K,K二級負荷主接線等效電路圖K1點的短路電流和容量的計算(1)總阻抗標幺值* * * 一XK1 X1 X20.2 2.412 2.612(2) K1點所在電壓等級的基準電流d1SdUd11003 10.55.5kA(3) K1點短路電流各量*11Ik1 30.383X

19、k1 2.612. * _ _ _ _ _ _ .IK11d11Kl 5.5 0.383 2.107kAishlK12.551Kl 2.55 2.107 5.373kASdSK1 d- 100 0.383 38.3MVAX K1K2點的短路電流和容量計算(1)總阻抗標幺值* * * * 一 一.一一 .一 X K 2X K 1X3 X 42.6125. 625 / 25.425(2)K2點所在電壓等級的基準電流I d2Sd100144.3kA0.4(3)K2點短路電流各量.*I K2*1I K3 -X K210.1845.425I K2Id2I K2144.3 0.184 26.551kAis

20、h.K21.84I K2 1.84 26.551 48.854kASk2Sd-d-100 5.425 542.5MVAX K22、三級負荷確定基準值取 Sd 100MVA基準電壓 UdUav, Ud1 10.5kV.,Ud3 0.4kV ,相應的基準電流為Id1,Id2,則各元件電抗標幺值為:系統(tǒng)S*Sd100X1 d0.2Soc500線路 查表得LGJ-185的X。0.402 /km,而線路長8km ,故*X2X0l1?USt(0.4026)10022.41210.5變壓器3T*X3UK%?Sd100 - SN4.5 ?100100 1.62.813些時繪等效電路圖，如圖所示:Ks三級負荷主

21、接線等效電路圖K3 點的短路電流和容量的計算(1)總阻抗標幺值*_ _ . . _ _ . 一Xk3XiX20.22.4122.612K 312(2) K3點所在電壓等級的基準電流 且 100I d15.5Ud1 3 10.5(3) K3點短路電流各量K30.383X K32.61217I K31d11K3 5.5 0.383 2.107kAish.K32.55I K3 2.55 2.107 5.373kASdX K3SK3 F 100 0.383 38.3MVAK4點的短路電流和容量計算(1)總阻抗標幺值* * * _ _ . _ _ _ . _ _Xk4 Xk3 X32.612 2.713

22、 5.585(2) K4點所在電壓等級的基準電流I d2 I d3Sd100Ud2 . 3 0.4144.3kA(3)K4點短路電流各量.*I K41w-X K40.1795.585. .*. _ _ _ _ _ _ _ . -I K41d21K4 144.3 0.17925.830kA 1sh.K4 1.84I K4 1.84 25.830 47.527kA-SdSk4d-100 5.585 558.5MVAX K4變電所短路計算點短路電流(kA)短路容量(kVA)I KI K二級負荷K12.1075.37338.3K226.55148.854542.5三級負荷K32.1045.37338.

23、3K425.83047.527558.56、參考文獻(1)供配電技術唐志平 編 電子工業(yè)出版社(2)S9系列變壓器技術參數(shù)百度文庫(3)工廠供電黃純華 編 天津大學出版社7、實訓心得體會彭國華在本次的工廠供配電課程設計中，我們相當于將前半學期所學的 供配電技術的關于負荷計算和短路電流計算相關知識做了較為系統(tǒng) 的復習，為今后的學習起到連貫作用。在剛拿到課設題目時，我們都以為很簡單，不就是跟以前做作業(yè) 一樣做計算嘛，可是當正在開始做的時候，我們卻發(fā)現(xiàn)很多問題。例 如：主要技術參數(shù)的選??；車間變電所位置的選?。蛔儔浩餍吞柕倪x 取等等。但是通過在與老師的交流以及小組成員之間的討論、資料收集，計算比對等

24、方式，我們大體上解決了這幾個主要的問題。不過， 在實訓當中我們還是不太明白我們教材上所說的變電所位置的選取 在實際中該如何去應用?；蛟S是因為我們只在理論上考慮，而沒有在 實際中進行實地考察與測量的原因吧，所以我們在實際的設計當中會 感覺這個概念比較模糊。雖然這次的課設已經(jīng)完成了，但我們還是存在很多明顯的不足， 主要是前半段時間的學習不太全面， 復習不到位，以致在實訓過程中 很多概念還是比較模糊，知識不太熟悉，這也為我后半段時間的學習 敲響了警鐘，讓我重新思考今后到底要如何去學習。自我評價：優(yōu)秀。殷劍文經(jīng)過一周時間的課程設計，工廠供電課程設計就臨近尾聲了，我 能將所學理論知識很好的運用到了實際的工程設計當中， 在具體的設 計過程中，真正做到了學以致用，也使自己的實際工程能力得到了很 大的提高。在本次的課程設計，我主要負責的是負荷計算及無功功率 計算和補償、短路電流的計算。如下是我都這些方面的總結：在負荷計算及無功功率計算和補償過程中，應合理選用需要系 數(shù)。計算全廠用電負荷時，要充分的考慮車間里的其他用電設備，以 免影響計算負荷的準確性。在計算出無功功率的補償容量后， 在工程 設計中，應選取補償容量大于計算值，并且應按實際所采用的電容器 容量計算，另外，補償總容量宜為變壓器容量的 20%30%高供高計 系統(tǒng)時，一定要計入變壓器的有功和無功損耗