供配电毕业设计

变

配

电

所

的

设

计

学院：机电学院

班级：电气二班

姓名：--------

学号：/////////

指导老师：-----

目录

前言

 一：负荷计算及无功功率补偿

 二：短路计算

 三：继电器的整定计算

 四：主接线方案的选择

 五：总配电所位置及车间变压器台数和容量选择

 六：接地极防雷保护

 七：变配电所的电气照明

 总结

前言

为使工厂供电工作很好地为工业生产服务，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并做好节能工作，本设计在大量收集资料，并对原始资料进行分析后，做出35kV变电所及变电系统电气部分的选择和设计，使其达到以下基本要求：

1、安全 在电能的供应、分配和使用中，不发生人身事故和设备事故。

2、可靠 满足电能用户对供电可靠性的要求。

3、优质 满足电能用户对电压和频率等质量的要求

4、经济 供电系统的投资少，运行费用低，并尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗量。

此外，在供电工作中，又合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，既照顾局部的当前的利益，又要有全局观点，顾全大局，适应发展。

按照国家标准GB50052-95 《供配电系统设计规范》、GB50059-92

《35~110kV变电所设计规范》、GB50054-95 《低压配电设计规范》等的规定，工厂供电设计遵循以下原则：

1、遵守规程、执行政策；

遵守国家的有关规定及标准，执行国家的有关方针政策，包括节约能源，节约有色金属等技术经济政策。

2、安全可靠、先进合理；

做到保障人身和设备的安全，供电可靠，电能质量合格，技术先进和经济合理，采用效率高、能耗低和性能先进电气产品。

3、近期为主、考虑发展；

根据工作特点、规模和发展规划，正确处理近期建设与远期发展的关系，做到远近结合，适当考虑扩建的可能性。

4、全局出发、统筹兼顾。

按负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件等，合理确定设计方案。工厂供电设计是整个工厂设计中的重要组成部分。工厂供电设计的质量直接影响到工厂的生产及发展。

一、负荷计算

1．由车间平面布置图，可把一车间的设备分成5组，分组如下：

NO.1：29、30、31 配电箱的位置：D-②靠墙放置

NO.2：14——28 配电箱的位置：C-③靠墙放置

NO.3：1、32、33、34、35 配电箱的位置：B-⑤靠柱放置

NO.4：6、7、11、12、13 配电箱的位置：B-④靠柱放置

NO.5：2、3、4、5、8、9、10 配电箱的位置：B-⑥靠柱放置

2．总负荷计算表如表1所示。

表1 机加工一车间和铸造、铆焊、电修等车间负荷计算表

编号

名称 类别 供电回路代号 设备容量Pe/KW 需要系数

Kd

cosΦ

tanΦ 计算负荷

P30

/KW Q30

/Kvar S30

/KVA I30/A

1

机加工一车间

动力 No.1供电回路

104

0.7

0.95

0.33

72.8

24.0

76.7

116.5

No.2供电回路

82.9

0.2

0.5

1.73

16.6

28.7

33.2

50.4

No.3供电回路

157.7

0.2

0.5

1.73

31.5

54.6

63.0

95.7

No.4

供电回路

22.5

0.2

0.5

1.73

4.5

7.8

9.0

13.7

No.5

供电回路

38.6

0.2

0.5

1.73

7.7

13.4

15.4

23.4

2

铸造车间

动力 No.6供电回路

160

0.4

0.7

1.02

64

65.3

91.4

138.9

No.7供电回路

140

0.4

0.7

1.02

56

57.1

80.0

121.5

No.8供电回路

180

0.4

0.7

1.02

72

73.4

102.8

156.2

照明 No.9

供电回路

8

0.8

1

0

6.4

0

6.4

9.7

铆焊

动力 No.10

供电回路

150

0.3

0.45

2.0

45

89.1

99.8

151.6

No.11 3

车间 供电回路 170 0.3 0.45 2.0 51 101 113.1 171.9

照明 No.12

供电回路

7

0.8

1

0

5.6

0

5.6

8.5

4

电修车间

动力 No.13

供电回路

150

0.3

0.5

1.73

45

78

90.0

136.8

No.14

供电回路

146

0.3

0.56

1.48

44

65

78.5

119.3

照明 No.15

供电回路

10

0.8

1

0

8

0

8

12.2

总计

(380V侧) 动力 1501.7

0.67

1.12

586.1

657.4

880.7

1338.2

照明 25

计入KΣp=0.8

KΣq=0.85

0.64

1.19

468.9

558.8

729.5

1108.3

3. 无功功率补偿

由表1可知，该厂380V侧最大负荷时的功率因素只有0.64。而供电部门要求该厂10KV进线最大负荷时的功率因素不应地于0.90。考虑到主变压器的无功损耗远大于有功损耗，因此380V侧最大负荷时的功率因素应稍大于0.90，暂取0.92来计算380V侧所需无功功率补偿容量:

Qc=P30(tanΦ1- tanΦ2)=468.9[tan(arccos0.64)- tan(arccos0.92)]Kvar

=361.1 Kvar

参照图2-6，选PGJ1型低压自动补偿屏，并联电容器为BW0.4-14-3型，采用其方案1（主屏）1台与方案3（辅屏）4台相组合，总容量84Kvar×5=420Kvar。因此无功补偿后工厂380V侧和10KV侧的负荷计算如下表：

表2 无功补偿后工厂的计算负荷

项目 cosΦ 计算负荷

P30/KW Q30/Kvar S30/KVA I30/A

380V侧补偿前负荷 0.64 468.9 558.3 729.5 1108.3

380V侧无功补偿容量 -420

380V侧补偿后负荷 0.96 468.9 138.3 488.9 742.8

主变压器功率损耗 0.015S30=7.3 0.06S30=29.3 10KV侧负荷总计 0.94 476.2 167.6 504.8 29.1

2，短路电流计算

2.1 短路电流计算的目的和步骤

短路电流计算的目的是为了正确选择和校验电气设备，以及进行继电保护装置的整定计算。当电源运行状态变化时，短路电流发生显著变化，选择设备时，需要知道通过该设备最大可能的三相短路电流，因此要按最大运行方式计算短路电流；校验继电保护装置的灵敏度时，按最小运行方式短路时的灵敏系数是否合格，需算出最小运行方式下的短路电流。

进行短路电流计算，首先要绘制计算电路图。在计算电路图上，将短路计算所考虑的各元件的额定参数都表示出来，并将各元件依次编号，然后确定短路计算点。短路计算点要选择得使需要进行短路校验的电气元件有最大可能的短路电流通过。本设计中，经过短路电流的定性比较，选择10kv母线和0.4kv母线作为短路点。

接着，按所选择的短路计算点绘出等效电路图，并计算电路中各主要元件的阻抗。在等效电路图上，只需将被计算的短路电流所流经的一些主要元件表示出来，并标明其序号和阻抗值，然后将等效电路化简。国家电网供电的工厂，都按“无限大电源系统”进行短路电流计算，使计算内容简化。工厂供电系统的短路电路比较简单，因此一般只需采用阻抗串、并联的方法即可将电路化简，求出其等效总阻抗。最后计算短路电流和短路容量，短路方式一般选择按三相短路方式。

短路电流计算的方法，常用的有欧姆法和标幺值法。高压系统的短路电流计算多用标么值法，用此方法可以避免不同电压等级间复杂的折算。

2.2 用标幺值法进行短路计算

1最大运行方式下短路电流计算

本设计中，需要选择10千伏的高压电气设备，0.4千伏的电气设备选择不做要求，只需作一个保护值的整定计算，不必详细计算低压侧的短路电流。由于3个变电所的情况比较相似，选择负荷较大的2号车间的低压母线计算短路电流。

⑴选取功率基准值Sj=100MV*A，

对于K⑶1点短路时，取基准电压Uj1=10.5KV，则基准电流Ij1=Sj/(√3Uj1)=100/(√3*10.5)=5.50KA。

对于K⑶2点短路时，取基准电压Uj2=0.4KV，则基准电流Ij2=

Sj/(√3Uj2)=100/(√3*0.4)=144.34KA。

⑵计算各元件阻抗的标么值

电源电抗标么值：X*1M=Sj/Sk.max(3)=100/187=0.535

10千伏单回架空线路电抗标么值：X*2=x0l*SJ/Uav2=0.4*0.5*100/10.52=0.18