工厂供配电课程设计

实训报告

                             

班级：11电气1班

小组成员：彭国华（111203127）

          殷剑文（111203136）

          江锦炎（111203115）

              指导老师：韩琳

实训日期：  2013.5.20——2013.5.24

目录

1.       设计任务……………………………………………………………1

1.1设计题目

1.2设计要求

1.3设计依据

   1.3.1供电电源情况

   1.3.2工厂负荷情况

2.       负荷计算及无功功率补偿…………………………………………3

2.1全厂负荷计算及负荷总表

2.2无功功率及无功功率补偿

3.       变电所主变压器数量及规格的选取………………………………5

3.1变电所主变压器的容量

3.2变电所主变压器的台数

4.       变电所主接线方案及位置的选取…………………………………7

4.1变电所主接线

4.2变电所的位置

5.       短路电流的计算……………………………………………………10

5.1短路的形成原因

5.2短路带来的危害

5.3短路电流计算的目的

5.4短路电流的计算

6.       参考文献……………………………………………………………16

7.       实训心得体会………………………………………………………17

                                                                    

1、设计任务

1.1设计题目

 本次课题设计的题目是：某厂供配电系统设计

1.2设计要求

   按照国家标准GB50052-95《供配电系统设计规范》、GB50053-94《10KV及以下变电所设计规范》及GB50054-95《低压配电设计规范》等规范，进行工厂供电设计。做到“安全、可靠、优质、经济”的基本要求。并处理好局部与全局、当前与长远利益的关系，以便适应今后发展的需要，同时还要注意电能和有色金属的节约等问题。

1.3设计依据

  1.3.1供电电源情况

   按照工厂与当地供电部门签订的供用电协议规定，本厂可由附近一条10Kv的公用电源线取得工作电源。该干线的走向参看工厂总平面图。该干线的导线牌号为LGJ-185,导线为等边三角形排列，线距为1.2m；电力系统馈电变电站距本厂6km,该干线首端所装高压断路器的断流容量为500MV.A，此断路器配备有定时限过电流保护和电流速断保护，其定时限过电流保护整定的动作时间为1.5S。为满足工厂二级负荷的要求，可采用高压或低压联络线由邻近的单位取得备用电源。

 1.3.2工厂负荷情况

  本厂多数车间为两班制，年最大负荷利用小时为4800h，日最大负荷持续时间8h。该厂除铸造车间、电镀车间和锅炉房属二级负荷外，其余均属三级负荷。低压动力设备均为三相，额定电压为380V。照明及家用电器均为单相，额定电压为220V。本厂的负荷统计资料如下表所示。

2、负荷计算及无功功率补偿

2.1全厂负荷计算及负荷总表

  负荷计算的相关公式：

        有功功率:

        无功功率:

        视在功率:

        计算电流:

式中,为需要系数；为功率因数；为功率因数角的正切值；为用电设备组的额定电压。

2.2无功功率补偿

由上表可知，该厂380V侧最大负荷时的功率因数是0.81，而供电部门要求该厂10kv进线侧最大负荷时因数不应低于0.92. 考虑到主变压器的无功损耗远大于有功损耗，因此380V侧最大负荷时因数应稍大于0.92，暂取0.95来计算380V侧所需无功功率补偿容量：       

查表选BW10.5-30-1型电容器，需要的数量为：

实际补偿容量为：  

           

则补偿后变电所低压侧的视在计算负荷为：

           

此时变压器的功率损耗为：

           

           

高压侧的计算负荷为：

            

            

            

补偿后的功率因数为

             ,满足要求。

3、变压所主变压器数量及规格的选取

  3.1变电所主变压器台数的选择

变压器台数应根据负荷特点和经济运行进行选择。

（1）应满足用电负荷对可靠性的要求。在有一、二级负荷的变电所中，选择两台主变压器，当技术。经济上比较合理时，主变压器选择也可多于两台；

（2）对季节性负荷或昼夜负荷变化比较大的宜采用经济运行方式的变电所，技术经济合理时，可选择两台主变压器；

（3）三级负荷一般选择一台主变压器，负荷较大时，也可选择两台主变压器。

结合本厂的实际情况情况，考虑到二级负荷的供电安全可靠，故选用两台主变压器。

3.2变电所主变压器容量的选择

装设两台主变压器时，其中任意一台主变压器容量应同时满足下列两个条件。

（1）任一台主变压器单独运行时，应满足总计算负荷的的要求，即

                          

（2）任一台主变压器单独运行时，应满足全部一、二级负荷   S_N(Ⅰ+Ⅱ)的需要，即

                                          S_N(Ⅰ+Ⅱ)

因此，根据本厂的实际情况，设置两个车间变电所，一个为二级负荷供电，采用两台变压器；另一个为其余的三级负荷供电，采用一台变压器。故

计算可知：，

根据二级负荷车间变电所变压器台数及容量选择要求可以得出：

    且任一变压器应满足，以及考虑到今后的发展，因此可选用两台容量均为800kVA的变压器，具体型号为S9-800/10。

而三级负荷车间变电所变压器台数及容量的选取则为：

        

并且考虑今后的发展，因此可选用单台1600kVA的变压器，具体型号为S9-1600/10。

变压器的联结级别均采用Dyn0。

变压器的主要技术参数如下表：

4、变电所主接线方案及位置的选取

  4.1变电所主接线方案的选择

根据GB50053-94《10KV及以下变电所设计规范》第3.2.1条 配电所、变电所的高压及低压母线宜采用单母线或分段单母线接线。当供电连续性要求很高时，高压母线可采用分段单母线带旁路母线或双母线的接线。

变电所的主接线是实现电能输送和分配的一种电气接线，在变电所主接线图中将导线或电缆、电力变压器、母线、各种开关、避雷器、电容器等电气设备有序地连接起来，只表示相对电气联接关系而不表示实际位置。通常以单线来表示三相系统。

   1.安全  充分保证人身和设备的安全。

   2.可靠  应满足用电单位对供电可靠性的要求。

   3.灵活  能适应各种不同的运行方式，操作检修方便。

   4.经济  主接线设计应简单，投资少，运行管理费用低。

所以二级负荷选择高压侧采用单母线，低压侧采用单母线分段；三级负荷选择高低压侧采用单母线。具体接线图如下：

                 二级负荷车间主接线图

            三级负荷车间接线图

4.2变电所的位置选取

配变电所位置选择，应根据下列要求综合考虑确定：
       (1) 接近负荷中心。
       (2) 进出线方便。
       (3) 接近电源侧。
       (4) 设备吊装、运输方便。
       (5) 不应设在有剧烈振动的场所。
       (6) 不宜设在多尘、水雾(如大型冷却塔)或有腐蚀性气体的场所，如无法远离时，不应设在污源的下风侧。
       (7) 不应设在厕所、浴室或其他经常积水场所的正下方或贴邻。
       (8) 不应设在爆炸危险场所以内和不宜设在有火灾危险场所的正上方或正下方，如布置在爆炸危险场所范围以内和布置在与火灾危险场所的建筑物毗连时，应符合现行的《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》的规定。
       (9) 配变电所为独立建筑物时，不宜设在地势低洼和可能积水的场所。

  因此，结合本厂的实际情况，车间变电所的位置如下图：

                  车间变电所位置示意图

5、短路电流的计算

 5.1短路的形成原因

(1)电力系统中电器设备载流导体的绝缘损坏。造成绝缘损坏的原因主要有设备绝缘             自然老化，操作过电压，大气过电压，绝缘受到机械损伤等。

      (2)运行人员不遵守操作规程，如带负荷拉、合隔离开关，检修后忘拆除地线合闸。

(3)鸟兽跨越在裸露导体上。

5.2 短路带来的危害

 1. 短路产生很大的热量，导体温度升高，将绝缘损坏。

 2. 短路产生巨大的电动力，使电气设备受到机械损坏。

 3. 短路使系统电压降低，电流升高，电器设备正常工作受到破坏。

 4. 短路造成停电，给国民经济带来损失，给人民生活带来不便。

 5. 严重的短路将电力系统运行的稳定性，使同步发电机失步。

 6. 单相短路产生的不平衡磁场，对通信线路和弱电设备产生严重的电磁干扰。

5.3短路电流计算的目的

1.正确地选择和校验各种电器设备

2.计算和整定保护短路的继电保护装置

3.选择限制短路电流的电器设备

   5.4短路电流的计算

      根据变电所主接线图可知其电路图如下：

                 二级负荷主接线电路图

                  三级负荷主接线电路图

 1、二级负荷

确定基准值

    取，基准电压，，相应的基准电流为，则各元件电抗标幺值为：

    系统S      

    线路   查表得LGJ-185的，而线路长，故        

变压器1T和2T     

 

些时绘等效电路图，如图所示：

                二级负荷主接线等效电路图

K1点的短路电流和容量的计算

    （1）总阻抗标幺值

              

    （2）K1点所在电压等级的基准电流

              

    （3）K1点短路电流各量

              

              

              

              

    K2点的短路电流和容量计算

     （1）总阻抗标幺值

              

     （2）K2点所在电压等级的基准电流

              

     （3）K2点短路电流各量

              

              

              

              

2、三级负荷

确定基准值

    取，基准电压，，相应的基准电流为，则各元件电抗标幺值为：

    系统S      

    线路   查表得LGJ-185的，而线路长，故        

变压器3T    

 

些时绘等效电路图，如图所示：

三级负荷主接线等效电路图

     K3点的短路电流和容量的计算

    （1）总阻抗标幺值

              

    （2）K3点所在电压等级的基准电流

              

    （3）K3点短路电流各量

              

              

               

              

    K4点的短路电流和容量计算

     （1）总阻抗标幺值

              

     （2）K4点所在电压等级的基准电流

              

     （3）K4点短路电流各量

              

              

              

                 

6、参考文献

(1) 《供配电技术》         唐志平  编  电子工业出版社

(2) 《S9系列变压器技术参数》                百度文库

（3）《工厂供电》           黄纯华  编  天津大学出版社

7、实训心得体会

                        彭国华 

在本次的工厂供配电课程设计中，我们相当于将前半学期所学的供配电技术的关于负荷计算和短路电流计算相关知识做了较为系统的复习，为今后的学习起到连贯作用。

在刚拿到课设题目时，我们都以为很简单，不就是跟以前做作业一样做计算嘛，可是当正在开始做的时候，我们却发现很多问题。例如：主要技术参数的选取；车间变电所位置的选取；变压器型号的选取等等。但是通过在与老师的交流以及小组成员之间的讨论、资料收集，计算比对等方式，我们大体上解决了这几个主要的问题。不过，在实训当中我们还是不太明白我们教材上所说的变电所位置的选取在实际中该如何去应用。或许是因为我们只在理论上考虑，而没有在实际中进行实地考察与测量的原因吧，所以我们在实际的设计当中会感觉这个概念比较模糊。

虽然这次的课设已经完成了，但我们还是存在很多明显的不足，主要是前半段时间的学习不太全面，复习不到位，以致在实训过程中很多概念还是比较模糊，知识不太熟悉，这也为我后半段时间的学习敲响了警钟，让我重新思考今后到底要如何去学习。

自我评价：优秀。

殷剑文                   

    经过一周时间的课程设计，工厂供电课程设计就临近尾声了，我能将所学理论知识很好的运用到了实际的工程设计当中，在具体的设计过程中，真正做到了学以致用，也使自己的实际工程能力得到了很大的提高。在本次的课程设计，我主要负责的是负荷计算及无功功率计算和补偿、短路电流的计算。如下是我都这些方面的总结：

    在负荷计算及无功功率计算和补偿过程中，应合理选用需要系数。计算全厂用电负荷时，要充分的考虑车间里的其他用电设备，以免影响计算负荷的准确性。在计算出无功功率的补偿容量后，在工程设计中，应选取补偿容量大于计算值，并且应按实际所采用的电容器容量计算，另外，补偿总容量宜为变压器容量的20%~30%。高供高计系统时，一定要计入变压器的有功和无功损耗，应保证功率因数在高压侧大于0.9。负荷计算中，对于变压器的容量及台数和变压器绕组结线及其类型等，应根据各工程实际情况，合理、正确选择。

    在此次实训之前，已经经过差不多一个月的实训课程，对于供配电技术的相关事情有些遗忘了，此次的实训正好给予我一次补习的机会，让我在再次上课之前复习相关的知识，解决了些以前不怎么懂为何要算短路电流之类的问题。同时也暴露出一些问题，例如变电所的选址不知该怎么选，书上的不大看得懂，最后依靠网络上查阅资料来解决的，至今也有些模糊。下个星期开始就要正常上课了，自己要认真的学习好供配电技术，为自己的专业打好基础。

自我评价：优秀。

江锦炎

 进过近一周的课程设计，总体上来说是获益匪浅。通过本次设计，所学理论知识很好的运用到了实际的工程当中，在具体的设计过程中，将所学知识很好的系统了一遍，体会到了学以致用的乐趣，事自己的实际工程能力得到了很大的提高，主要体现在以下几个方面。

1、将知识系统化的能力得到提高  由于设计过程中要运用很多的知识，且做好设计的前提也是掌握足够多的系统理论知识，对于初次接触这门课程的我们来说，无疑是一件很困难的事情，所以每天都必须翻阅学的知识，并巩固知识，努力将知识系统化就是这次课程设计的关键。

2、计算准确度，绘图能力得到提高  由于本次设计包含了大量的计算和绘图，因此要求要很好的计算和绘图能力。通过本次的锻炼，使自己的一次计算准确度有了进步；绘图方面，使我自己对autaCAD软件的掌握更加的熟练。 

3、这次课程设计的经历也会使我终身受益，我感受到做课程设计是要用心去做的一件事，是真正的自己学习的过程和研究的过程，没有学习就不可能有研究的能力，没有自己的研究，就不会有所突破。

通过这次课程设计，在韩老师的精心指导和严格要求以及在同学的指导和帮助下获得了丰富的理论知识，极大地提高了理论与实践结合的能力，这对我今后进一步学习供配电方面的知识有了极大的帮助。

自我评价：优秀。