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1、前言两周的课程设计结束了，在这次的课程设计中不仅检验了我所学习的知识，也培养了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在设计过程中，与同学分工设计，和同学们相互探讨，相互学习，相互监督。学会了合作，学会了运筹帷幄，学会了宽容，学会了理解，也学会了做人与处世。这次我们做的是某塑料制品厂全厂总降压变电所设计,老师提供了原始资料,对我们提出了要求。在老师的指导下，我们首先进行了全厂负荷统计，然后绘制了全厂供电系统图。接着计算了短路电流，选择电气设备并进行了校验。这期间，充分地运用了学到的知识，到我们帮助很大。 在这次设计过程中，体现出自己单独设计的能力以及综合运用知识的能力，体会
2、了学以致用、突出自己劳动成果的喜悦心情，从中发现自己平时学习的不足和薄弱环节，从而加以弥补。也非常感谢我们的李老师.，老师严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样；老师循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪；当然，我还没有经验，其中可能会有错误，恳请老师和同学们执教，不胜感激！目录第一章 原始资料及任务 3第二章 全厂负荷统计 6 第三章 拟制全厂供电系统图 17第四章 计算短路电流 18第五章 电气设备的选 25第六章 导线和电缆截面的选择 35参考资料 39第一章 原始资料及任务一、塑料制品厂生产任务及车间组成1.本厂生产规模及产品规格年产量为万吨聚乙烯及烃塑料制品。产品
3、有薄膜、单丝、管材和注塑等制品。其原料来源于某石油化纤总厂。2.车间组成本厂设有薄膜、单丝、管材和注塑等四个生产车间，设备选型全部采用我国最新定型设备。此外，还有辅助车间及其他设施。全厂各车间负荷见表。二、工厂与电业部门所签订的供用电协议主要内容如下：1.工厂电源从供电部门某110/35/10kV变电所，用双回10kV架空线引入本厂，其中一路作为工作电源，一路作为备用电源，两回线路分列运行，该厂距电源3.2km。2.上级电源10kV配出线定时限电流保护整定时间为1.5s。3.上级变电所可以满足本厂用电容量的需求。4.上级变电站10kV母线最大、最小短路容量为：Skmax=140MVA和Skmi
4、n=107MVA。三、本厂负荷性质多数车间为二班制，少数车间为一班制，全年为306个工作日，年最大负荷利用小时数为5000h，属于二级负荷。四、设计内容1.全厂负荷统计；2.拟制全厂供电系统图；3.计算短路电流；4.选择10kV供电线路；5.选择电气设备；6.继电保护装置整定（选做）；7.绘制供电系统图。全厂负荷统计表序号负荷名称安装容量kWkdCostg计算容量计算电流A供电距离km有功 kW无功kVAR视在kVA1薄膜车间12000.60.60.72单丝车间10850.60.60.83管材车间6800.350.60.524注塑车间1890.40.60.655锅炉房2000.70.750.2
5、36成品库一250.30.50.87成品库二240.30.50.88原料库300.250.60.929包装材料库200.30.551.2510水泵房200.650.81.4211生活间200.80.60.112总计13计入损耗后容量14补偿量15计算负荷第二章 全厂负荷统计负荷统计采用需用系数法，需用系数法由于简单易行，为设计人员普遍接受，是当前通用的求取计算负荷的方法。一、 薄膜车间负荷统计已知Cos=0.6 则 tan=1.33 计算容量:有功=0.61200=720kW无功=tan=7201.33=957.6kvar视在功率=1198.08kVA计算电流二、 单丝车间负荷统计已知=0.6
6、 则 = 计算容量：有功=0.61085=651kW无功=6511.33=865.83kvar视在功率=1198.08kVA计算电流三、 管材车间负荷统计已知=0.6则 计算容量：有功=0.35680=238kW无功=2381.33=316.54kvar视在功率=396.03kVA计算电流四、 注塑车间负荷统计已知=0.6则计算容量：有功=0.4189=75.6kW无功=75.61.33=100.55kvar视在功率=125.8kVA计算电流五至十一见全厂负荷统计表五十一的各个车间负荷统计见下表：序号负荷名称安装容量kdCostg计算容量计算电流供电距离kW有功 kW无功kVAR视在kVAAk
7、m1薄膜车间12000.60.61.3372095761198.0869.170.72单丝车间10850.60.61.33651865.831083.2662.540.83管材车间6800.350.61.33238316.54396.0322.860.524注塑车间1890.40.61.3375.6100.55125.87.260.655锅炉房2000.70.750.88140123. 2186. 4910.770.236成品库一250.30.51.737.512.981522.790.87成品库二240.30.51.737.212.4614.421.880.88原料库300.250.61.3
8、37.51012.4818.990.929包装材料库200.30.551.5269.1110.9116.571.2510水泵房200.650.80.75139.7516.2524.691.4211生活间200.80.61.331621.2826. 6240.50.112总计34930.611.2961787.712317.392926.8168.9813计入损耗后容量1839.22323.82963.5314补偿量180015计算负荷1912.33十二、全厂总计同时系数=0.95十三、计入损耗后容量1.10kV进线端供电线路的功率损耗2.薄膜车间电缆功率损耗3.单丝车间电缆功率损耗4.管材车间
9、电缆功率损耗5.注塑车间电缆功率损耗6.锅炉房电缆功率计损耗7.各车间线路损耗见表：有功损耗kW无功损耗kvar薄膜车间14.071.34单丝车间13.141.25管材车间1.141.08注塑车间0.140.014锅炉房0.110.01成品库一5.491.2成品库二5.080.11原料库4.410.096包装材料库4.320.096水浆房11.372.4生活间2.210.378.变压器损耗该变压器的计算损耗如下：所以计入损耗后的容量为： (将结果填入负荷统计表)十四、无功补偿 在供电系统中输送的有功功率维持恒定的情况下，无功功率增大，即供电系统的功率因数降低会引起如下情况： 增加电力网中输电线
10、路上的有功功率损耗和电能损耗； 系统中输送的总电流增加，使得供电系统中地电器元件容量增加； 功率因数过低还将使线路的电压损耗增大； 使电力系统内的电器设备容量不能充分利用。 综上可知电力系统功率因数的高低是十分重要的问题，因此，必须设法提高电力网中各有关部分的功率因数。用静电电容器（或称移相电容器、电力电容器）作无功补偿以提高功率因数，这是目前工业企业内广泛应用的一种补偿装置。根据国家发改委发改价格（2004）1038号檔，力调电费规定，要求客户功率因子不低于0.90，本设计中无功补偿按补偿后： 则 所需的无功补偿量：kvar 考虑余量，补偿1800kVar的无功功率，本设计采用XWTV型高压
11、无功补偿装置，其产品说明如下：XWTV型高压无功补偿装置装设于35110kV变电站的635kV侧低压母线上或者直接装设于635kV配电线路上，可实现容性无功功率的自动调节，保证电压合格率且控制功率因子在0.950.98之间，有效降低线路损耗。广泛应用于电力系统、冶金、煤炭、石油、化工和矿山等行业。成套装置由控制器（屏）、有载调节自耦调压器、并联电容器组、电容器组开关、避雷器、放电线圈等组成。装置使用环境:环境温度：-20+55 相对温度：95%（25） 海拔高度：2000M(3000M高原型)大气压力：80-110Kpa 安装场所：使用地点不允许有较强的震动和冲击，不允许有爆炸危险的介质，周围
12、介质中不应有腐蚀金属和破坏绝缘的气体及导电介质，不允许有蒸汽及有严重的毒菌存在。 特殊使用条件可协商制造。1.调压器主要参数 额定电压：6.3 kV 10.5 kV 38.5kV 额定频率：50Hz最大输出容量：3600kvar（6kV级） 7500kvar （10kV级） 24000kvar（35kV级） 阻抗：小于2.0%（折算到电磁容量） 环境温度：-20+55相对湿度：95%（25时）相数：三相套管爬距：按类污染源选择，即31.5mm/kV温升限值：按GB1094.2标准要求，并考虑一定谐波电流发热（按10%额定电流）2.控制器参数额定数据（1）额定电源电压：DC220V或DC110V
13、（订货注明）（2）额定交流资料： 相电压 100/3V 交流电流 5A或1A（订货注明） 额定频率 50Hz（3）额定功耗： 交流电压 每相不大于1VA 交流电流 ln=5A时每相不大于1VA；ln=1A时每相不大于0.5VA 直流电源 正常工作时，不大于12W；保护动作时，不大于15W保护定值整定范围及误差定值整定范围 交流电压：2V160V 交流电流：0.04ln20ln 延时：0s100s定值误差 电流：2.5% 电压：2.5%延时误差：02s（含2s）范围内不超过40ms ， 2s100s范围内不超过整定值的2% 测量精度：电压：0.5% 电流：0.5% 功率因数：1.0%控制功能（1
14、）既可在条件具备的情况下实现电压无功的综合控制，也可在无补偿电容器时单独控制主变调压或当主变不具备有载调压条件下单独调节电压调节器，控制无功补偿容量；（2）可根据电力系统需要自动调节电容器的无功功率；（3）根据系统的实时数据，按九区图的控制策略，实时控制电压调节器和主变分接头，实现主变分接头和无功补偿设备的最优配合。补偿后的实际平均功率因子为：其中：补偿的无功功率补偿后的负荷总功率因子十五 计算负荷计入补偿量后的总无功为： 所以总计算负荷为： (将结果填入负荷统计表)第三章 拟制全厂供电系统图全厂电路图分布如下:第四章 计算短路电流采用标么值法，做出等值阻抗网络进行短路电流的计算。按短路电流校
15、验开关柜内部的电气器件的性能一、计算各阻抗标么值取功率基准Sd=100MW基准电流电源等效阻抗线路电抗值见第六章线路的选择进线端等效阻抗薄膜车间等效阻抗单丝车间等效阻抗管材车间等效阻抗注塑车间等效阻抗锅炉房等效阻抗变压器等效阻抗成品库一等效阻抗成品库二等效阻抗原料库等效阻抗包装材料库等效阻抗水泵房等效阻抗生活间等效阻抗总电路等值阻抗网络二、计算各处短路电流（1）母线K1处短路电流计算最大运行方式下最大运行方式下 K1处短路等效阻抗图最小运行方式下 最小运行方式下 K1处短路等效阻抗图（2）薄膜车间K2处短路电流计算最大运行方式下最大运行方式下 K2处短路等效阻抗图最小运行方式下最小运行方式下
16、K2处短路等效阻抗图（3）变压器二次侧K7处短路电流计算最大运行方式下 最大运行方式下 K7处短路等效阻抗图最小运行方式下 最小运行方式下 K7处短路等效阻抗图(4) 单丝车间K3处短路电流计算最大运行方式下最大运行方式下 K3处短路等效阻抗图最小运行方式下最小运行方式下 K3处短路等效阻抗图三各处短路电流见下表：母线K1薄膜车间K2单丝车间K3管材车间K4注塑车间K5锅炉房K6变压器2次侧K7最大短路电流/kA6.155.8765.845.945.896.062.04最小短路电流/kA2.372.282.262.302.282.340.98第五章.电气设备的选择一选主变压器无功补偿后的全厂总
17、视在功率: 由于本设计采用双回路供电,选两台主变压器,并且厂中一级负荷所占比重较大，考虑本厂以后的发展状况，采用全负载备用工作方式，即单台变压器工作就能给全厂负载供电。根据变压器的工作环境，电压等级，容量选择主变压器的型号是：S9-1250/10.其主要数据参数见下表变压器数据参数表额定容量KVA高压KV高压分接范围（）低压V连接组标号损耗KW空载电流（）阻抗电压（）空载负载1250105400Yyn0或DYn111.9512.800.64.5该变压器的计算损耗如下：则变压器高压侧的计算负荷为：有功功率： 无功功率： 视在功率： 二电气设备的选型选择电气设备应按其线路正常工作条件选择，因此要求
18、：1.电气设备的额定电压 电气设备的额定电压不得低于所接电网的最高运行电压的最高运行电压，即 2电气设备的额定电流 电气设备的额定电流不小于该回路的最大持续工作电流或计算电流，即或 由第二章计算有各车间正常工作电压及电流，短路电路及短路容量见下表：各车间正常电流电压及短路电流及短路容量工作电压工作电流冲击短路电流短路电流短路容量1,2号母线10kV168.98A9.348 kA6.15 kA106.52 MVA薄膜车间10kV69.17A8.932 kA5.876kA101.77MVA单丝车间10kV62.54A8.877 kA5.84 kA101.15 MVA管材车间10kV22.86A9.
19、029 kA5.94 kA102.88 MVA注塑车间10kV7.26A8.953 kA5.89 kA 102.02 MVA锅炉房10kV 10.77A9.211 kA6.06 kA104.96 MVA成品库一380V22.79A-成品库二380V21.88A-原料库380V18.9917A-包装材料库380V16.57A-水浆房380V24.69A-生活间380V40.5A-由以上计算表格拟选取高压侧采用KYN-12金属铠装抽出式开关设备，低压侧采用JDK-1开关设备。KYN28A-12金属铠装抽出式开关设备具有防止带负荷推拉断路器手车、防止误分合断路器、防止接地开关处于闭合位置时关合断路、
20、防止误入带电隔室、防止在带电时误合接地开关的联锁功能，既可配用VS1真空断路器，又可配用ABB公司的VD4真空断路器，是一种性能优越的配电装置口。KYN28A-12金属铠装抽出式开关设备（中置柜），通过短路电流的计算对其中的部分电气器件进行高压设备的校验工作，下附KYN28A-12金属铠装抽出式开关设备是部分相关参数。主要技术参数额定电压12kV额定电流630-3150A工频耐受电压42kV（1min)额定热稳定电流（4S）16-50kA冲击耐受电压75kV额定动稳定电流40-125kA额定频率50Hz额定短路开断电流16-50kA三电气设备的校验1按短路电流校验开关柜内部的电气器件的性能（1
21、短路热稳定校验当系统发生短路，有短路电流通过电气设备时，导体和电器各部件温度不应超过其允许值，即满足热稳定的条件：式中：短路电流的稳态值，kA 短路电流的假想时间，s 设备在ts内允许通过的短时热稳定电流，kA t设备的热稳定时间，s（2短路动稳定校验当短路电流通过电气设备时，短路电流产生的动力应不超过设备的允许应力，即满足动稳定的条件：或： 式中：，短路电流的冲击值和冲击有效值，kA； ，设备允许通过的极限电流峰值和有效值，kA（3. 开关设备流断能力校验对要求能开断短路电流的开关设备，如断路器，熔断器，其断流容量不小于安装处的最大三相短路容量，即：2薄膜车间高压开关柜校验：其高压柜内部接线
22、结构如图：（1短路热稳定校验短路电流的稳定值，短路电流的假想时间tima=1.5+0.2=1.7s，则： 所以，满足热稳定要求。（2短路动稳定校验由于短路电流的冲击值ish=8.932kA40kA,所以满足动稳定要求.开关设备断流能力校验： （3. 开关设备流断能力校验 由于该处三相短路电流的最大值是：所以满足开关设备断流能力要求。3单丝车间高压开关柜校验： （1短路热稳定校验短路电流的稳定值，短路电流的假想时间tima=1.5+0.2=1.7s，则： 所以，满足热稳定要求。 （2短路动稳定校验由于短路电流的冲击值ish=8.877kA40kA,所以满足动稳定要求.开关设备断流能力校验： （3
23、. 开关设备流断能力校验由于该处三相短路电流的最大值是：所以满足开关设备断流能力要求。4管材车间高压开关柜校验：（1短路热稳定校验短路电流的稳定值，短路电流的假想时间tima=1.5+0.2=1.7s，则： 所以，满足热稳定要求。 （2短路动稳定校验由于短路电流的冲击值ish=9.029kA40kA,所以满足动稳定要求.开关设备断流能力校验： （3. 开关设备流断能力校验由于该处三相短路电流的最大值是：所以满足开关设备断流能力要求。5注塑车间高压开关柜校验：（1短路热稳定校验短路电流的稳定值，短路电流的假想时间tima=1.5+0.2=1.7s，则： 所以，满足热稳定要求。 （2短路动稳定校验
24、由于短路电流的冲击值ish=8.953kA40kA,所以满足动稳定要求.开关设备断流能力校验： （3. 开关设备流断能力校验由于该处三相短路电流的最大值是：所以满足开关设备断流能力要求。6锅炉房高压开关柜校验：（1短路热稳定校验短路电流的稳定值，短路电流的假想时间tima=1.5+0.2=1.7s，则： 所以，满足热稳定要求。 （2短路动稳定校验由于短路电流的冲击值ish=9.211kA40kA,所以满足动稳定要求.开关设备断流能力校验： （3. 开关设备流断能力校验由于该处三相短路电流的最大值是：所以满足开关设备断流能力要求。71,2号进线端高压开关柜校验：其内部电器结构如图：（1短路热稳定
25、校验短路电流的稳定值，短路电流的假想时间tima=1.5+0.2=1.7s，则： 所以，满足热稳定要求。（2短路动稳定校验由于短路电流的冲击值ish=9.348kA40kA,所以满足动稳定要求.开关设备断流能力校验： （3. 开关设备流断能力校验由于该处三相短路电流的最大值是：所以满足开关设备断流能力要求。第六章.导线和电缆截面的选择一.10kV进线母线的选取10kV架空线查供配电技术后附录表格18得：10kV线路非居民区用路合金绞线导线最小截面积为25 mm2。2.按允许载流量选择又第二章计算得全厂总计电流为168.98A，即通过导体的计算电流查供配电技术附录表9 LGJ型钢芯铝绞线的主要技
26、术数据有:环境温度，允许载流量为259A，电阻为0.48,电抗为0.37，额定截面积为70mm2 。3.按允许电压损失选择线路电压损失:线路电压损失比：线路电压损失没有超过5%，所以可以选取额定界面积为70mm2 。4.按经济电流密度选择由供配电技术表5.4.1得经济电流密度值为1.75导体截面积： 。综上所述应按经济电流密度选取导体截面积：120 mm2为LGJ型钢芯铝绞线二薄膜车间电缆选取1.按允许载流量选择薄膜车间电缆的计算电流：查由供配电技术附录表12得，10kV铜芯电力电缆允许载流量为121A。截面积为： mm2。2.按允许电压损失选择线路电压损失：线线路电压损失百分比：所以截面积为
27、 mm2符合电压损失选择。3.按经济电流密度选择所以综上所述薄膜车间电缆截面积选取 mm2。三单丝车间电缆选取1.按允许载流量选择 截面积为： mm2。2.按允许电压损失选择3.按经济电流密度选择所以综上所述薄膜车间电缆截面积选取 mm2。四各车间电缆截面选择及电阻值、电抗值 截面积mm2电阻值/km电抗值/km导线长度km薄膜车间1.400.1330.7单丝车间1.400.1330.8管材车间 1.400.1330.52注塑车间 1.400.1330.65锅炉房1.400.1330.23成品库一2.250.0860.8成品库二2.250.0860.8原料库 2.250.0860.92包装材料库 2.250.0861.25水泵房 2.250.0861.42生活间 2.250.0860.1参考资料1.供配电技术 居荣 化学工业出版社2.供电技术 余建明 机械工业出版社3.工厂供电 刘介才 机械工业出版社4.电力工程设计手册5.有关高压电器产品样本等。