電力工程課程設(shè)計

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔傾情為你奉上專心專注專業(yè)專心專注專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔傾情為你奉上專心專注專業(yè) 新能源與動力工程學(xué)院課程設(shè)計報告電力工程課程設(shè)計 專業(yè)電力工程與管理 班級電力1201 姓名朱 斌 學(xué)號 指導(dǎo)教師杜露露2015年 7 月 蘭州交通大學(xué)新能源與動力工程學(xué)院課程設(shè)計任務(wù)書課程名稱： 電力工程課程設(shè)計 指導(dǎo)教師（簽名）： 杜露露 班級： 電力1201班 姓名： 朱 斌 學(xué)號： 一、課程設(shè)計題目某大學(xué)機(jī)械廠降壓變電所的電氣設(shè)計二、課程設(shè)計使用的原始資料（數(shù)據(jù)）及設(shè)計技術(shù)要求：1.教材2.課程設(shè)計說明書二、課程設(shè)計的目的通過課程設(shè)計，主要達(dá)到以下目的：1使學(xué)生獲得綜合運(yùn)用學(xué)過

2、的知識進(jìn)行變電所主接線設(shè)計和電氣設(shè)備選型的基本能力；2鞏固與擴(kuò)大學(xué)生的電氣綜合設(shè)計知識，為畢業(yè)設(shè)計做準(zhǔn)備；3為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)及今后從事科學(xué)研究、工程技術(shù)工作打下較堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。三、課程設(shè)計的主要內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)參數(shù)、設(shè)計要求、工作量要求等） 設(shè)計內(nèi)容：1.負(fù)荷計算和無功功率補(bǔ)償；2.變電所主變壓器臺數(shù)和容量、類型的選擇；3.變電所主結(jié)線方案的設(shè)計；4.短路電流的計算；5.變電所一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)。四、工作進(jìn)度安排日期地點(diǎn)設(shè)計內(nèi)容7月6日明德樓411由課程設(shè)計負(fù)責(zé)人講解本課程設(shè)計任務(wù)及相關(guān)內(nèi)容，下達(dá)設(shè)計任務(wù)書。7月7日明德樓411同學(xué)熟悉設(shè)計內(nèi)容和要求，收集相關(guān)設(shè)計資料及參考書。講

3、解設(shè)計及報告的具體要求，指導(dǎo)學(xué)生開展設(shè)計。7月8日明德樓411檢查學(xué)生的進(jìn)度及完成情況，并就相關(guān)問題進(jìn)行答疑和提問，并對撰寫報告進(jìn)行指導(dǎo)。7月9日明德樓411檢查學(xué)生的進(jìn)度及完成情況，并對撰寫報告進(jìn)行指導(dǎo)，于17：30收齊報告。7月10日明德樓411評閱報告，根據(jù)成績評定條件進(jìn)行成績評定，并對本組學(xué)生進(jìn)行成績排序，寫出指導(dǎo)評語。五、主要參考文獻(xiàn)1 電力工程鞠平主編機(jī)械工業(yè)出版社2 工廠供電設(shè)計指導(dǎo)劉介才主編機(jī)械工業(yè)出版社3 電力系統(tǒng)工程 C.L. Wadhwa 科學(xué)出版社4 電力工程基礎(chǔ) 孫麗華 機(jī)械工業(yè)出版社審核批準(zhǔn)意見系主任（簽字） 年月日指導(dǎo)教師評語及成績評定表指導(dǎo)教師評語成績設(shè)計過程（

4、40）設(shè)計報告（50）小組答辯（10）總成績（100）指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日引言工廠供電，就是指工廠所需電能的供應(yīng)和分配，亦稱工廠配電。電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動力。電能既易于由其它形式的能量轉(zhuǎn)換而來，又易于轉(zhuǎn)換為其它形式的能量以供應(yīng)用；電能的輸送的分配既簡單經(jīng)濟(jì)，又便于控制、調(diào)節(jié)和測量，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。因此，電能在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)及整個國民經(jīng)濟(jì)生活中應(yīng)用極為廣泛。電能在工業(yè)生產(chǎn)中的重要性，并不在于它在產(chǎn)品成本中或投資總額中所占的比重多少，而在于工業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)電氣化以后可以大大增加產(chǎn)量，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高勞動生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，減輕工人的勞動強(qiáng)度，改善工人的勞動條件，有利于實(shí)現(xiàn)

5、生產(chǎn)過程自動化。從另一方面來說，如果工廠的電能供應(yīng)突然中斷，則對工業(yè)生產(chǎn)可能造成嚴(yán)重的后果。做好工廠供電工作對于發(fā)展工業(yè)生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化，具有十分重要的意義。工廠供電工作要很好地為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)，切實(shí)保證工廠生產(chǎn)和生活用電的需要，并做好節(jié)能工作，就必須達(dá)到以下基本要求：（1）安全: 在電能的供應(yīng)、分配和使用中，不應(yīng)發(fā)生人身事故和設(shè)備事故。（2）可靠: 應(yīng)滿足電能用戶對供電可靠性的要求。（3）優(yōu)質(zhì): 應(yīng)滿足電能用戶對電壓和頻率等質(zhì)量的要求。（4）經(jīng)濟(jì): 供電系統(tǒng)的投資要少，運(yùn)行費(fèi)用要低，并盡可能地節(jié)約電能和減少有色金屬的消耗量。此外，在供電工作中，應(yīng)合理地處理局部和全局、當(dāng)前和長遠(yuǎn)等關(guān)系，既要

6、照顧局部的當(dāng)前的利益，又要有全局觀點(diǎn)，能顧全大局。目錄 TOC o 1-3 h z u 1.2工廠總平面圖 PAGEREF _Toc h - 1 -2.1 負(fù)荷計算 PAGEREF _Toc h - 1 -1設(shè)計任務(wù)1.1工廠供電設(shè)計的一般原則按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB50052-95 供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范、GB50053-94 10kv及以下設(shè)計規(guī)范、GB50054-95 低壓配電設(shè)計規(guī)范等的規(guī)定，進(jìn)行工廠供電設(shè)計必須遵循以下原則：（1） 遵守規(guī)程、執(zhí)行政策；（2） 安全可靠、先進(jìn)合理；（3） 近期為主、考慮發(fā)展；（4） 全局出發(fā)、統(tǒng)籌兼顧。1.2工廠總平面圖 表1.1 工廠總平面圖2 負(fù)荷計算和無功功

7、率補(bǔ)償2.1 負(fù)荷計算 表2.1 工廠負(fù)荷情況表1-1 工廠負(fù)荷統(tǒng)計資料廠房編號廠房名稱負(fù)荷類別設(shè)備容量/kW需要系數(shù)功率因數(shù)1鑄造車間動力3800.320.68照明60.851.07鍛壓車間動力3200.250.63照明80.781.02金工車間動力3600.260.62照明50.881.06工具車間動力3300.320.62照明90.881.04電鍍車間動力2500.580.72照明50.871.09熱處理車間動力1800.60.73照明60.881.03裝配車間動力1200.370.65照明50.871.010機(jī)修車間動力1300.260.61照明20.91.08鍋爐房動力900.80.

8、74照明10.91.05倉庫動力150.30.82照明20.881.0生活區(qū)照明4500.720.922.2 無功功率補(bǔ)償 按照工廠與當(dāng)?shù)毓╇姴块T簽定的供用電協(xié)議規(guī)定，本廠可由附近一條10kV的公用電源干線取得工作電源。該干線的走向參看工廠總平面圖。該干線的導(dǎo)線牌號為LGJ-150，導(dǎo)線為等邊三角形排列，線距為1.5m；干線首端距離本廠約8km。干線首端所裝設(shè)的高壓斷路器斷流容量為300MVA。此斷路器配備有定時限過流保護(hù)和電流速斷保護(hù)，定時限過流保護(hù)整定的動作時間為1.6s。為滿足工廠二級負(fù)荷要求，可采用高壓聯(lián)絡(luò)線由鄰近的單位取得備用電源。已知與本廠高壓側(cè)有電氣聯(lián)系的架空線路總長度為70km

9、，電纜線路總長度為35km。表2.2各廠房和生活區(qū)的負(fù)荷計算表編號名稱類別設(shè)備容量/kW需要系數(shù)costan計算負(fù)荷/kW/kvar/kVA/A1鑄造車間動力3800.320.681.08121.6131.3照明60.85105.10小計386126.7131.3182.5277.37鍛壓車間動力3200.250.631.238098.4照明80.78106.20小計32886.298.4130.8198.72金工車間動力3600.260.621.2793.6118.9照明50.88104.40小計36598118.91542346工具車間動力3300.320.621.27105.6134.1

10、照明90.88107.90小計339113.5134.1175.72674電鍍車間動力2500.580.720.96145139.2照明50.87104.40小計255149.4139.2204.2310.29熱處理車間動力1800.60.730.94108110.5照明60.88105.30小計186113.3110.5158.3240.53裝配車間動力1200.370.651.1744.452照明50.87104.40小計12548.85271.3108.310機(jī)修車間動力1300.260.611.333.844照明20.9101.80小計13235.64456.6868鍋爐房動力900.

11、80.740.917265.5照明10.9100.90小計9172.965.598148.95倉庫動力150.30.820.74.53.2照明20.88101.80小計176.33.220.230.7生活區(qū)照明4500.720.920.43324139.3352.7535.9總計（380V側(cè)）動力21751174.71036.4照明499計入=0.8, =0.850.73939.8880.9128819603 變電所位置和型式的選擇變電所的位置應(yīng)盡量接近工廠的負(fù)荷中心.工廠的負(fù)荷中心按負(fù)荷功率矩法來確定.即在工廠平面圖的下邊和左側(cè),任作一直角坐標(biāo)的X軸和Y軸,測出各車間和宿舍區(qū)負(fù)荷點(diǎn)的坐標(biāo)位置

12、,例如P1(x1,y1) 、P2(x2,y2) 、P3(x3,y3)等.而工廠的負(fù)荷中心設(shè)在P(x,y),P為P1+P2+P3+=Pi. (3.1) (3.2)圖3.1 按負(fù)荷功率矩法確定負(fù)荷中心按負(fù)荷功率矩法確定負(fù)荷中心如表3.1所示。表3.1各車間和宿舍區(qū)負(fù)荷點(diǎn)的坐標(biāo)位置坐標(biāo)軸12345678910生活區(qū)X()2.32.32.34.74.74.74.79.28.427.210.45Y()5.53.82.17.235.53.82.155.14.12.57.8 由計算結(jié)果可知，工廠的負(fù)荷中心在6號廠房（工具車間）的西北角。考慮到周圍環(huán)境及進(jìn)出線方便，決定在6號廠房的西側(cè)緊靠廠房建造工廠變電所，

13、器型式為附設(shè)式。4 變電所主變壓器的選擇和主結(jié)線方案的選擇4.1 變電所主變壓器的選擇 根據(jù)工廠的負(fù)荷性質(zhì)和電源情況，工廠變電所的主變壓器考慮有下列兩種可供選擇的方案：（1）裝設(shè)一臺主變壓器型式采用S9型，而容量根據(jù)式，選，即選一臺S9-1000/10型低損耗配電變壓器。至于工廠二級負(fù)荷所需的備用電源，考慮由與鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來承擔(dān)。（2）裝設(shè)兩臺主變壓器型號亦采用S9，而每臺變壓器容量按式和式選擇，即 且 因此選兩臺S9-800/10型低損耗配電變壓器。工廠二級負(fù)荷所需的備用電源亦由與鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來承擔(dān)。主變壓器的聯(lián)結(jié)組均采用Yyn0。4.2 變壓器主接線方案的選擇 根據(jù)

14、工廠的負(fù)荷性質(zhì)和電源情況，工廠變電所的主變壓器考慮有下列兩種可供選擇的方案：a)裝設(shè)一臺變壓器型號為S9型，而容量根據(jù)式 =1600， 為主變壓器容量， 為總的計算負(fù)荷。選 =1250 KVA，即選一臺S9-1000/10型低損耗配電變壓器。至于工廠二級負(fù)荷所需的備用電源，考慮由鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來承擔(dān)。b)裝設(shè)兩臺變壓器型號為S9型，即： 1049.4 KVA=（630735）KVA因此選兩臺S9-800/10型低損耗配電變壓器。工廠二級負(fù)荷所需的備用電源，考慮由鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來承擔(dān)。主變壓器的聯(lián)結(jié)組均為Yyn0。5 短路電流的計算5.1 繪制計算電路 如圖5-1本廠的供電系

15、統(tǒng)采用兩路電源供線，一路為距本廠12km的變電站經(jīng)LJ-120架空線，該干線首段高壓斷路器的斷流容量；一路為鄰廠高壓聯(lián)絡(luò)線。下面計算本廠變電所高壓10kV母線上k-1點(diǎn)短路和低壓380V母線上k-2點(diǎn)短路的三相短路電流和短路容量。圖5.1 短路計算電路5.2 確定短路計算基準(zhǔn)值設(shè)，即高壓側(cè)，低壓側(cè)，則 5.3 計算短路電路中各元件的電抗標(biāo)幺值（1）電力系統(tǒng) 已知，故（2）架空線路 查表8-37，得LJ-150的，而線路長12km，故（3）電力變壓器 查表2-8，得，故因此繪短路計算等效電路如圖5.2所示。 圖5.2 等效電路5.4 10KV側(cè)三相短路電流和短路容量（1） 總電抗標(biāo)幺值（2）三相

16、短路電流周期分量有效值（3）其他短路電流（4）三相短路容量5.5 380KV側(cè)三相短路電流和短路容量（1）總電抗標(biāo)幺值（2）三相短路電流周期分量有效值（3）其他短路電流（4）三相短路容量以上計算結(jié)果綜合如表5.1表5.1 短路的計算結(jié)果短路計算點(diǎn)三相短路電流/kA三相短路容量/MVAk-11.431.431.433.652.225.9k-221.421.421.439.3723.32156 變電所一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)6.1 10kV側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn) 表6.1 10kV側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)選擇校驗(yàn)項(xiàng)目電 壓電 流斷 流能 力動 穩(wěn)定 度熱 穩(wěn)定 度其 他裝置地點(diǎn)條件參數(shù)數(shù)據(jù)10KV57.7A1

17、.43A3.65KA3.88一次設(shè)備型號規(guī)格額定參數(shù)高壓少油斷路器SN10-10I/63010kV630A16kA40kA512高壓隔離開關(guān)GN-10/20010kV200A25.5KA500高壓熔斷器RN2-1010kV0.5A50kA電壓互感器JDJ-1010/0.1kV電壓互感器JDZJ-10電流互感器LQJ-1010Kv100/5A31.8KA81二次負(fù)荷0.6避雷器FS4-1010kV戶 外 式 高 壓隔離開關(guān)GW4-15G/20012kV400A25KA500表6.1所選一次設(shè)備均滿足要求。6.2 380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn) 表6.2 380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)選擇校驗(yàn)項(xiàng)目電

18、壓電 流斷 流能 力動 穩(wěn)定 度熱 穩(wěn)定 度其 他裝置地點(diǎn)條件參數(shù)數(shù)據(jù)3801350.521.439.93321一次設(shè)備型號規(guī)格額定參數(shù)低壓斷路器DW15-1500/3D380V1500A40kV低壓斷路器DZ20-630380V630A30kA低壓斷路器DZ20-200380V200A25kA低壓刀開關(guān)HD13-1500/30380V1500A電流互感器LMZJ1-0.5500V1500/5A電流互感器LMZ1-0.5500V100/5160/5表6.2所選一次設(shè)備均滿足要求。6.3 高低壓母線的選擇 參照表528，10kV母線選LMY-3（），即母線尺寸為；380V母線選LMY-3,即母線

19、尺寸為，而中性線母線尺寸為。7 電氣主接線圖見附圖7.1 二次回路方案選擇二次回路操作電源有直流電源，交流電源之分?？紤]到交流操作電源可使二次回路大大簡化，投資大大減少，且工作可靠，維護(hù)方便。這里采用交流操作電源。高壓斷路器的控制和信號回路高壓斷路器的控制回路取決于操作機(jī)構(gòu)的形式和操作電源的類別。結(jié)合上面設(shè)備的選擇和電源選擇，采用彈簧操作機(jī)構(gòu)的斷路器控制和信號回路。這里根據(jù)GBJ63-1990的規(guī)范要求選用合適的電測量儀表并配用相應(yīng)絕緣監(jiān)視裝置。10KV電源進(jìn)線上：電能計量柜裝設(shè)有功電能表和無功電能表；為了解負(fù)荷電流，裝設(shè)電流表一只。變電所每段母線上：裝設(shè)電壓表測量電壓并裝設(shè)絕緣檢測裝置。電力

20、變壓器高壓側(cè)：裝設(shè)電流表和有功電能表各一只。380V的電源進(jìn)線和變壓器低壓側(cè)：各裝一只電流表。低壓動力線路：裝設(shè)電流表一只。8 變壓所的防雷保護(hù)8.1 防雷裝置意義雷電引起的大氣過電壓會對電器設(shè)備和變電所的建筑物產(chǎn)生嚴(yán)重的危害，因此，在變電所必須采取有效的防雷措施，以保證電器設(shè)備的安全。下面分情況對防雷裝置進(jìn)行選擇。8.2 直擊雷的防治根據(jù)變電所雷擊目的物的分類，在變電所的中的建筑物應(yīng)裝設(shè)直擊雷保護(hù)裝置。在進(jìn)線段的1km長度內(nèi)進(jìn)行直擊雷保護(hù)。防直擊雷的常用設(shè)備為避雷針。8.3 雷電侵入波保護(hù)由于雷電侵入波比較常見，且危害性較強(qiáng)，對其保護(hù)非常重要。對變電所來說，雷電侵入波保護(hù)利用閥式避雷器以及與

21、閥式避雷器相配合的進(jìn)線保護(hù)段；為了其內(nèi)部的變壓器和電器設(shè)備得以保護(hù)，在配電裝置內(nèi)安放閥式避雷器。8.4 變電所公共接地裝置的設(shè)計（1）接地電阻的要求 按表9-23，本變電所的公共接地裝置的接地電阻應(yīng)滿足以下條件： 且式中因此公共接地裝置接地電阻應(yīng)滿足（2）接地裝置的設(shè)計采用長2.5m、50mm的鍍鋅鋼管數(shù)，按式（9.24）計算初選16根，沿變電所三面均勻布置（變電所前面布置兩排），管距5m，垂直打入地下，管頂離地面0.6m。管間用的鍍鋅扁鋼焊接相連。變壓器室有兩條接地干線、高低壓配電室各有一條接地線與室外公共接地裝置焊接相連。接地干線均采用采用的鍍鋅扁鋼。變電所接地裝置平面布置圖如附錄1所示。接地電阻的演