電力工程課程設計說明書優(yōu)秀

1、農業(yè)工程學院課程設計說明書河南科技大學課 程 設 計 說 明 書課程名稱 電力工程課程設計 題 目 XXX冶金配件生產(chǎn)廠變電所供配電設計學 院 班 級 學生姓名 指導教師 日 期 2014年3月10日 電力工程課程設計任務書班級： 姓名： 學號： 設計題目： XXX冶金配件生產(chǎn)廠變電所供配電設計 一、設計目的 熟悉電力設計的相關規(guī)程、規(guī)定，樹立可靠供電的觀點，了解電力系統(tǒng)，電網(wǎng)設計的基本方法和基本內容，熟悉相關電力計算的內容，鞏固已學習的課程內容，學習撰寫工程設計說明書，對變電所區(qū)域設計有初步的認識。二、設計要求（1）通過對相應文獻的收集、分析以及總結，給出相應項目分析，需求預測說明。（2）通

2、過課題設計，掌握電力系統(tǒng)設計的方法和設計步驟。（3）學習按要求編寫課程設計報告書，能正確闡述設計方法和計算結果。（4）學生應抱著嚴謹認真的態(tài)度積極投入到課程設計過程中，認真查閱相應文獻以及實現(xiàn)，給出個人分析、設計以及實現(xiàn)。設計任務（一）設計內容1總降壓變電站設計（1）負荷計算（2）主結線設計：選主變壓器及高壓開關等設備，確定最優(yōu)方案。（3）短路電流計算：計算三相短路電流，計算結果列出匯總表。（4）主要電氣設備選擇：主要電氣設備選擇及校驗。選用型號、數(shù)量、匯成設備一覽表。（5）主要設備繼電保護設計：元件的保護方式選擇和整定計算。（6）配電裝置設計：包括配電裝置布置型式的選擇、設備布置圖。（7）防

3、雷、接地設計：包括直擊雷保護、進行波保護和接地網(wǎng)設計。2車間變電所設計根據(jù)車間負荷情況，選擇車間變壓器的臺數(shù)、容量，以及變電所位置的原則考慮。廠區(qū)配電系統(tǒng)設計根據(jù)所給資料，列出配電系統(tǒng)結線方案，經(jīng)過詳細計算和分析比較，確定最優(yōu)方案。（二）設計任務1設計說明書，包括全部設計內容，負荷計算，短路計算及設備選擇（要求列表）；2電氣主接線圖。四、設計時間安排查找相關資料（1天）、總降壓變電站設計（3天）、車間變電所設計（2天）、廠區(qū)配電系統(tǒng)設計（1天）、撰寫設計報告（2天）和答辯（1天）。五、主要參考文獻1 電力工程基礎2 工廠供電3 繼電保護.4 電力系統(tǒng)分析5電氣工程設計手冊等資料指導教師簽字：

4、年 月 日一.原始資料1工廠的總平面布置圖圖1 工廠總平面布置圖2.工廠的生產(chǎn)任務、規(guī)模及產(chǎn)品規(guī)格：本廠主要承擔全國冶金工業(yè)系統(tǒng)礦山、冶煉和軋鋼設備的配件生產(chǎn)，即以生產(chǎn)鑄造、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.工廠各車間的負荷情況及變電所的容量：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

5、砂庫1200.70.60小計（K=0.9）3鉚焊車間13000.30.45No.3車變1 1號水泵房270.750.8小計（K=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（K=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污水提升站140.650.80小計（K=0.9）表2 各車間6KV高壓負荷計算表序號車間（單位）名稱高壓設備名稱設備容量/KWKd計算負荷P30/kWQ30/k

6、varS30/kVAI30/A1鑄鋼車間電弧爐212500.920.872鑄鐵車間工頻爐22000.80.93空壓站空壓機22500.850.85小計4.供用電協(xié)議：（1）工廠電源從電力系統(tǒng)的某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，兩個電源不并列運行。系統(tǒng)變電站距工廠東側8km。（2）系統(tǒng)的短路數(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)運行方式系統(tǒng)短路容量系統(tǒng)運行方式系統(tǒng)短路容量最大運行方式Soc.max=200MVA最小運行方式Soc.min=175MVA圖2 供電系統(tǒng)圖（3）供電部門對工廠提

7、出的技術要求： eq oac(,1)系統(tǒng)變電站35KV饋電線路定時限過電流保護的整定時間top=2s，工廠總降壓變電所保護的動作時間不得大于1.5s； eq oac(,2)工廠在總降壓變電所35KV電源側進行電能計量； eq oac(,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/kWh。此外，電力用戶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：610kV為800元/kVA。5工廠負荷性質：本廠為三班工作制，年最大負荷利用小時數(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)

8、的年最高氣溫為38oC，年平均氣溫為23 oC，年最低氣溫為8 oC，年最熱月平均最高氣溫為33 oC，年最熱月平均氣溫為26 oC，年最熱月地下0.8m處平均溫度為25 oC。當?shù)刂鲗эL向為東北風，年雷暴日數(shù)為20。（2）地質水文資料：本廠地區(qū)海拔60m，底層以砂粘土為主，地下水位為2m。XXX冶金配件生產(chǎn)廠變電所供配電設計摘 要本文主要以電力工程基礎、工廠供電、電力系統(tǒng)分析和繼電保護等專業(yè)知識為理論依據(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)進行設計。根據(jù)原始資料進行負荷計算、短路電流計算和主要電氣設備的選擇。另外，對總降壓變電站設計需要進行主要設備繼電保護設計、配電裝置設

9、計和防雷、接地設計，并繪制電氣主接線圖；對車間變電所根據(jù)車間負荷情況，選擇車間變壓器的臺數(shù)、容量，以及變電所位置的原則考慮；對廠區(qū)配電系統(tǒng)的設計根據(jù)所給資料，列出配電系統(tǒng)結線方案，經(jīng)過詳細計算和分析比較，確定最優(yōu)方案。通過本次課程設計的實賤，鞏固所學理論知識，并鍛煉個人的動手能力和查找質料分析質料的能力。同時，初步接觸電氣設計，了解電氣設計的大致流程和體驗電氣設計的過程，獲得理論學習所不能獲得的經(jīng)驗和體會。關鍵詞：變電所設計，負荷計算，短路電流，繼電保護等目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc382138218 第一章 負荷計算 PAGEREF _Toc382

10、138218 h 1 HYPERLINK l _Toc382138219 1.1計算負荷方法 PAGEREF _Toc382138219 h 1 HYPERLINK l _Toc382138220 1.2 負荷計算結果 PAGEREF _Toc382138220 h 2 HYPERLINK l _Toc382138221 第二章 主變壓器的選擇與主接線方案的設計 PAGEREF _Toc382138221 h 6 HYPERLINK l _Toc382138222 2.1總降變電所變壓器容量選擇 PAGEREF _Toc382138222 h 6 HYPERLINK l _Toc3821382

11、23 2.2總降變電所位置選擇 PAGEREF _Toc382138223 h 7 HYPERLINK l _Toc382138224 2.3 總降壓變電所電氣主接線設計 PAGEREF _Toc382138224 h 8 HYPERLINK l _Toc382138225 第三章 短路電流計算 PAGEREF _Toc382138225 h 10 HYPERLINK l _Toc382138226 3.1 短路電流計算 PAGEREF _Toc382138226 h 10 HYPERLINK l _Toc382138227 第四章 主要電氣設備選擇 PAGEREF _Toc382138227

12、 h 15 HYPERLINK l _Toc382138228 4.1主變壓器35kV側設備 PAGEREF _Toc382138228 h 15 HYPERLINK l _Toc382138229 4.2主變壓器6kV側設備 PAGEREF _Toc382138229 h 15 HYPERLINK l _Toc382138230 4.3 6kV饋線電路設備 PAGEREF _Toc382138230 h 15 HYPERLINK l _Toc382138231 第五章 母線及廠區(qū)高壓配電線路選擇 PAGEREF _Toc382138231 h 15 HYPERLINK l _Toc38213

13、8232 5.1主變壓器35kV側引出線 PAGEREF _Toc382138232 h 15 HYPERLINK l _Toc382138233 5.2 6kV匯流母線與6kV側引出線 PAGEREF _Toc382138233 h 15 HYPERLINK l _Toc382138234 5.3 6kV配線電路 PAGEREF _Toc382138234 h 15 HYPERLINK l _Toc382138235 第六章 繼電保護配置與整定 PAGEREF _Toc382138235 h 15 HYPERLINK l _Toc382138236 6.1主變壓器保護 PAGEREF _To

14、c382138236 h 15 HYPERLINK l _Toc382138237 6.2 6kV變壓器保護 PAGEREF _Toc382138237 h 15 HYPERLINK l _Toc382138238 6.3 6kV母線保護 PAGEREF _Toc382138238 h 15 HYPERLINK l _Toc382138239 6.4 6kV出線保護 PAGEREF _Toc382138239 h 15 HYPERLINK l _Toc382138240 第七章 總 結 PAGEREF _Toc382138240 h 15 HYPERLINK l _Toc382138241 參

15、考文獻 PAGEREF _Toc382138241 h 15第一章 負荷計算1.1計算負荷方法計算負荷是用來按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)中各元件的負荷值。由于載流導體一般通電半小時后即可達到穩(wěn)定的溫升值，因此通常取“半小時最大負荷”作為發(fā)熱條件選擇電器元件的計算負荷。有功負荷表示為P30，無功計算負荷表示為Q30，計算電流表示為I30。用電設備組計算負荷的確定，在工程中常用的有需要系數(shù)法和二項式法。需要系數(shù)法是世界各個普遍應用的確定計算負荷的基本方法，而二項式法應用的局限性較大，主要應用于機械加工企業(yè)。關于以概率論為理論基礎而提出的用以取代二項式發(fā)達利用系數(shù)法，由于其計算比較繁復而未能得到普遍應用，

16、所以只介紹需要系數(shù)法與二項式法。當用電設備臺數(shù)多、各臺設備容量相差不甚懸殊時，宜采用需要系數(shù)法來計算。當用電設備臺數(shù)少而容量又相差懸殊時，則宜采用二項式法計算。根據(jù)原始資料，用電設備臺數(shù)較多且各臺容量相差不遠，所以選擇需要系數(shù)法來進行負荷計算。需要系數(shù)法單組用電設備的計算負荷可按下式計算：P30=KdPeQ30=P30tanS30=P30cosI30=S303UN式中，P30、Q30、S30分別為該用電設備組的有功計算負荷（kW）、無功計算負荷（kvar）和視在計算負荷（kV.A）；Pe為該用電設備組的設備容量，是指用電設備組所有設備（不包括備用設備）的設備容量總和（kW）；tan為該用電設備

17、組平均功率因數(shù)的正切值；UN為該用電設備組的額定電壓（kV）；I30為該用電設備組的計算電流（A）。按需要系數(shù)法確定計算負荷，根據(jù)原始資料分析，本論文負荷是多組用電設備計算，所以，要根據(jù)多組用電設備計算負荷的計算公式來計算。需要系數(shù)法多組用電設備的計算負荷可按下式計算：P30=KP30.iQ30=KQ30.i S30=P302+Q302I30=S303UN式中，所有設備組有功計算負荷P30之和； 有功符合同時系數(shù)，本文資料有提供為0.91.2 負荷計算結果由以上公式可得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）名稱設備容量/kWKd計

18、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1200.70.6013384112140213小計（K=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（K=0.9）3691914166324空壓站3900.850.750.8833229

19、2443673No.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（K=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污水提升站140.650.800.75971117小計（K=0.9）2532

20、00323491表2 各車間6KV高壓負荷計算表序號車間（單位）名稱高壓設備名稱設備容量/KWKd計算負荷P30/kWQ30/kvarS30/kVAI30/A1鑄鋼車間電弧爐212500.920.870.752300131126442542鑄鐵車間工頻爐22000.80.90.48320154356343空壓站空壓機22500.850.850.6242526450048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號車變負荷的視在計算負荷為S30=1385kV.A查附表A-1，選擇型號S9-1600/6型、電壓為6/0.4kV、Yyn0聯(lián)結的變壓器，其

21、技術數(shù)據(jù)如下：P0=2.4kW，Pk=14.5kW，I0%=0.6，Uk%=4.5，變壓器的負荷率=13851600=0.866，則變壓器的功率損耗為PT=P0+2Pk=2.4kW+0.866214.5kW=13.3kWQT=SN100I0%+2Uk%=16001000.6+0.86624.5kvar=63.6kvar以此類推，將工廠各車變負荷380V計算負荷的結果匯總于表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側計算負荷變壓器容量/kV.A變壓器功率損耗6kV側計算負荷有功負荷/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

22、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248312512.23532.3第二章 主變壓器的選擇與主接線方案的設計2.1總降變電所變壓器容量選擇由于工廠廠區(qū)范圍不大，高壓配電線路上的功率損耗可忽略不計，因此表3

23、所示各車變高壓側的計算負荷加上表2中各車間6KV高壓計算負荷可認為就是總降壓變電所出線上的計算負荷。取K=0.95，則總降壓變電所低壓母線上的計算負荷為P30(2)=0.952483.1+3045=5251.2kWQ30(2)=0.952512.2+1729=4029.1kvarS30(2)=5251.22+4029.12=6618.8kV.A因為該工廠為二級負荷，故總降壓變電所可裝設兩臺容量為6300kV.A的變壓器。總降壓變電所低壓側的功率因數(shù)為cos（2）=P30(2)S30(2)=5251.26618.8=0.79372.2A，因此滿足發(fā)熱條件。3）校驗機械強度。查表3-2知，35kV

24、以上鋼芯鋁絞線最小允許截面積為35mm2，因此，LGJ-50滿足機械強度要求。4）熱穩(wěn)定度校驗。滿足熱穩(wěn)定度的最小允許面積為Amin=I103timaC=2.131031.788mm2=31.6mm2實際選用的導線截面積50mm231.6mm2，熱穩(wěn)定度滿足要求。5.2 6kV匯流母線與6kV側引出線6kV匯流母線與6kV側引出線按發(fā)熱條件選擇截面，然后進行熱穩(wěn)定度和動穩(wěn)定度校驗，最終選擇LMY-504型矩陣形母線，水平平放。5.3 6kV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。由于廠區(qū)線路較短，因此按發(fā)熱條件選擇截面積，然后進行熱穩(wěn)

25、定度校驗。一NO.3車變?yōu)槔?kV側計算電流為I30=39.26A，查附錄A-7，選ZLQ2-310油浸紙絕緣電力電纜，20時其允許載流量Ial=57AI30，滿足要求。因為廠區(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（k2點）的短路電流進項校驗Amin=ICtima=4.76103881.2=59.3mm210mm2熱穩(wěn)定度不滿足要求，改選ZLQ2-370型電力電纜。其他車間的電纜截面選擇過程相似。第六章 繼電保護配置與整定根據(jù)需要，對總降變電所如下設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。6.1主變壓器保護（1）電流速斷

26、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=1005=20，保護裝置的動作電流應躲過變壓器二次側母線的最大三相短路穿越電流，即Iop=KrelIk2.max,=1.34.761036.337A=1054AIop.k=KwKiIop=1201054A=52.7A靈敏度應按變壓器一次側的最小兩相短路電流來校驗，即Ks=Ik1.min(2)Iop=321.871031054=1.531.5（3）過負荷保護 用一個DL-11型繼電器構成，保護裝置動作電流應躲過變壓器額定電流，即Iop=KrelKreINT=1.050.856300335A=128.4A動作時間取1015s。6.2 6kV變壓器保護在本設計中，6kV變壓器分別有S9400/10（6）、S9630/10（6）、S9800（6）。我們先對S9400/10