某工厂配电线路及变电所设计

. 某工厂配电线路及变电所设计 《电力工程课程设计》 是电气工程及其自动化专业重要的实践教学环节之一， 其目的是 加深理论知识的理解，掌握《电力工程》 中涉及到的基本工程计算方法，并能对中小型变电 所的电气部分进行独立设计，同时，也使学生受到工程实践应用的基本训练。 设计容以中小型变电所电气部分的初步设计为重点，要求学生充分发挥主动性与创造 性，在老师的指导下独立完成课程设计， 并撰写格式、符号、 字数均符合规定的课程设计说 明书和相应图纸。 一一. .确确定车间变电所变压器的台数和容量定车间变电所变压器的台数和容量 （一） 负荷计算 根据设计资料，按需要系数法对工厂各车间负荷进行统计计算，下面以第 一车间为例进行计算。第一车间的视在计算负荷为 22S 30 P 30 Q 30 78021802 KVA=800.5KVA 查表 A-1,选择型号为 S9-1000/10 型、电压为 10/0.4KV、Yyn0 联接的变压 器，其技术数据为：P 0 =1.7KW,P k =10.3KW,I0%=0.7,U k %=4.5,变压器的负 荷率=800.5/1000=0.8,则变压器的功率损耗为 P T  P 0 2P k =(1.7+0.8210.3)KW=8.3KW Q T  S N 1000 (I 0 %2U k %) (0.70.824.5)kvar=35.8kvar 100100 依此类推，将工厂各车间计算负荷的结果汇总于下表 序序 号号 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 总总 380V380V 侧计算负荷侧计算负荷 变压器变压器 容量容量 /KV/KV· ·A A 10001000 12501250 16001600 10001000 10001000 变压器功率损耗变压器功率损耗10KV10KV 侧计算负荷侧计算负荷 P30P30 （（kWkW）） 788.3788.3 1162.91162.9 1221.51221.5 768.4768.4 870.3870.3 4811.44811.4 Q30Q30 (kvar)(kvar) 215.8215.8 378.8378.8 424.6424.6 306.3306.3 354.6354.6 1680.11680.1 S30S30 (kVA)(kVA) 817.3817.3 12231223 1293.21293.2 827.2827.2 939.8939.8 5096.35096.3 P P 3030（ （kWkW）） 780780 11501150 12101210 760760 860860 Q Q 3030 (kvar)(kvar) 180180 320320 370370 270270 310310 S S 3030 (kVA) (kVA) 800.5800.5 1193.71193.7 1265.31265.3 806.5806.5 914.2914.2 P T (KW)(KW) Q T (KW)(KW) 8.38.3 12.912.9 11.511.5 8.48.4 10.310.3 35.835.8 58.858.8 54.654.6 36.336.3 44.644.6 .word.… . 计计 （二）总降压变压器容量的选择 由于工厂厂区围不大， 高压配电线路上的功率损耗可忽略不计， 因此上表中所示车间变压器 高压侧的计算负荷可认为就是总降压变电所出线上的计算负荷。取K =0.95,则总降压变电 所低压母线上的计算负荷为 P30(2)=0.954809.7kW=4811.4kW Q 30(2) =0.951654.5kvar=1680.1kvar S 30(2) = 4811.421608.12=5096.3KV·A 因为负荷均为一级负荷，故在总降压变电所可装设两台容量为6300KV·A 的变压器。 查表 A-2，选择 S9-6300/35 型、35/10.5KV 的变压器。 由于总降压变电所低压侧的功率因数为 cos (2)  P 30(2) Q 30(2)  4811.4 =0.9440.9 5096.3 故不需在低压侧装设电容器进行补偿。 二二. .变变（配）变电所主接线图设计（配）变电所主接线图设计 (1)总降压变电所因为本设计所有的负荷均为一次负荷，为提高供电的可 靠性，应在总降压变电所装设两台变压器，本设计采用一次侧采用桥式接线、二次 侧采用单母线分段接线，这种接线的好处是所用设备少，结构简单，占地面积小， 供电可靠性高，适用于具有两回电源进线和两台变压器的总降压变电所。 (2)车间变电所车间变电高、低压侧均采用单母线分段接线。这种接线 的供电可靠性相当高， 当一台变压器或一回电源进线故障或检修时， 通过切换操作， 可迅速恢复对整个变电所的供电，非常符合本设计的一级负荷的要求。 变电所总的接线图间图-1 .word.… . 三三. .导导线截面选择线截面选择 (1) 35KV 汇流母线户外配电装置的汇流母线多采用软导线，因此35KV 汇流母线 选用钢芯铝绞线。 1)按经济电流密度选择导线截面积。35KV 母线的最大持续电流为104A，因年最大负荷利 用小时Tmax=5600h，查表 3-3 得，经济电流密度 j ec =0.9A/ mm2，则导线的经济截面 为 A ec  I 30 104 mm2115.6mm2 j ec 0.9 初选 LGJ-95 型钢芯铝绞线。 2)检验发热条件。查表 A-8 和表 A-10 得，30C时 LCJ-95 型钢芯铝绞线的载流量为 I al  0.94335A=314.9A104A,因此满足发热条件。 3)检验机械强度。查表 3-2 知，35KV 及以上的钢芯铝绞线最小截面积为35mm2，所选 LGJ-95 型钢芯铝绞线满足机械强度要求。 (2) 10KV 汇流母线 1)按发热条件选择截面积。10KV 母线的最大持续电流为 58A,初选 TJ-50 型导线 2)检验机械强度。查表 3-2 知，10~35KV 的导线最小截面为 35mm2，所选导线 满足机械强度要求。 3)检验发热条件。查表 A-8 和表 A-10 得，30C时 TJ-50 型导线的载流量为 I al  0.94270A=253.8A58A,因此满足发热条件。 四四. .确确定短路计算点，计算三相短路电流定短路计算点，计算三相短路电流 为了选择高压电气设备， 整定继电保护，必须进行短路电流计算。 短路电流按系统正常运行 方式进行计算，其计算电路图和短路点的设置如下图所示（依一车间为例） 。 短路电流计算电路图 根据计算电路图做出计算短路电流的等效电路图如下图 1：求各元件电抗标幺值 设Sd=100MV·A，Ud1=37KV,U d2 =10.5kV,U d3 =0.4kV,则 .word.… . Id d1  S 3U  100 kA=1.56kA d1 337 I S d 100 d2  3U kA=5.5kA d2 310.5 I S d d3  3U  100 0.4 kA=144.3kA d3 3 (