1、中 国 地 质 大 学 长 城 学 院本 科 课 程 设 计题 目 : 某毛纺厂总配变电所配电系统设计系 别 信息工程系学 生 姓 名 段 斌 斌专 业 电 气 工 程 及 其 自 动 化学 号 04311229指 导 教 师 李 建 勋职 称 高 级 工 程 师2014 年 06 月 16 日某化纤毛纺织厂总配电所配电系统设计摘 要工厂供电系统就是将电力系统的电能降压再分配电能到各个厂房或车间中去，它由工厂降压变电所，高压配电线路，车间变电所，低压配电线路及用电设备组成。工厂总降压变电所及配电系统设计，是根据各个车间的负荷数量和性质，生产工艺对负荷的要求，以及负荷布局，结合国家供电情况.解决
2、对各部门的安全可靠，经济技术的分配电能问题。其基本内容有以下几方面：进线电压的选择, 变配电所位置的电气设计, 短路电流的计算及继电保护, 电气设备的选择,车间变电所位置和变压器数量、容量的选择, 防雷接地装置设计等。关键词：总降压变电所； 短路计算； 继电保护目 录1 设计任务及原始资料 .11.1 设计任务.11.2 原始资料.11.3 电力负荷计算.12 变电所高压电气设备选型.42.1 补偿电容器的选择.42.2 主变压器的选择.42.3 各车间变电所的选择.52.4 架空线路的选择63 短路电流计算 .73.1 三相短路电流计算目的.73.2 短路电流计算公式.83.3 各母线短路电
3、流列表.84 主变压器继电保护 .94.1 保护要求.94.2 整定计算.95 变电所的设计说明 .125.1 概述.125.2 室内布置.125.3 室外布置.125.4 变电所所址选择.126 设计体会15参考文献17中国地质大学长城学院供配电实训报告第 0 页 共 17 页1 设计任务及原始资料1.1 设计任务为化纤毛纺织厂设计全厂总配变电所及配电系统本厂规模为万锭精梳化纤毛织染整联合厂。全部生产化纤产品，全年生产能力为 230 万米，其中厚织物占50%，中厚织物占 30%，薄织物占 20%，全部产品中以晴纶为主体的混纺物占 60%，以涤纶为主体的混纺物为 40%。1. 变电所电气主接线
4、设计。2. 短路电流计算。3. 主要电气设备选择。1.2 原始资料工厂供电设计的一般原则按照国家标准 GB50052-95 供配电系统设计规范 、GB50053-94 10kv 及以下设计规范 、GB50054-95 低压配电设计规范等的规定，进行工厂供电设计必须遵循以下原则：（1）遵守规程、执行政策。必须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。应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、能耗低和性能先进的电气产品。（3）近期为主、考虑发展。应根据工作特点、规模和发展规划，正确
5、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。作为从事工厂供电工作的人员，有必要了解和掌握工厂供电设计的有关知识，以便适应设计工作的需要。中国地质大学长城学院供配电实训报告第 1 页 共 17 页1.3 电力负荷计算表 1.1 全厂各车间电气设备及车间变电所负荷计算表计算负荷序号用电或车间单位名称设备容量（千瓦）Kd costanPjs(千瓦)Qjs(千乏)Sjs(千伏安)备注K(1) No1
6、 变电所1 织造车间 340 0.8 0.8 0.75 272 204 340 12 纺纱车间 340 0.8 0.8 0.75 272 204 340 13 软 水 站 86 0.65 0.8 0.75 55.97 41.98 70 14 锻工车间 37 0.3 0.65 1.17 11.07 12.95 17.04 15 机修车间 296 0.3 0.5 1.73 88.86 153.73 177.56 16 幼儿园 12.8 0.6 0.6 1.33 7.68 10.22 12.78 17 仓 库 38 0.3 0.5 1.17 10.25 11.99 15.32 0.98 小 计 11
7、50 717.83 638.87 960.96(2)No2变电所1 织造车间 525 0.8 0.8 0.75 420 315 525 12 染整车间 490 0.8 0.8 0.75 392 294 490 13 浴室、理发室 1.88 0.8 1 - 1.51 0 1.51 14 食 堂 20.63 0.75 0.8 0.75 15.47 11.6 19.34 15 独身宿舍 20 0.8 1 - 16 0 16 16 小 计 1057.51 844.98 620.6 1048.4工厂与电业部门所签定的供用电协议主要内容如下：（1） 从电业部门某 110/35 千伏变电所，用 35 千伏双
8、回架空线路向本厂配电，该变电所在厂南侧 0.5 公里；（2） 该变电所 35 千伏配出线路定时限过电流保护装置的整定时间为 1.5 秒，要求配电所不大于 1.0 秒；在总配电所 35 千伏侧计量；功率因数应在 0.9以上；（3） 配电系统技术数据变电所 35 千伏母线短路数据为中国地质大学长城学院供配电实训报告第 2 页 共 17 页运 行 方 式 电源 35 千伏母线短路容量 说明系统最大运行方式时 =187 兆伏安）（ 3dmaxS系统最小运行方式时 =107 兆伏安）（ in系统为无限大容量图 1-1 某化纤毛纺织厂全厂总平面布置图1- 制条车间 2-纺纱车间 3-织造车间4-染整车间
9、5-软水站 6-锻工车间 7-机修车间 8-托儿所、幼儿园 9-仓库 10-锅炉房 11-宿舍 配电系统如下图所示：图 1-2 配电系统中国地质大学长城学院供配电实训报告第 3 页 共 17 页设计范围 工厂总降压变电所及配电系统设计，包括主变压器、输电线路以及继电保护器件等设备的选择。 本厂负荷性质多数车间三班制，少数车间为一班或二班制。全年为 306 个工作日，年最大负荷利用小时数为 6000 小时，属于二级负荷。本厂自然条件1、气象条件（1）最热月平均最高温为 30；（2）土壤中 0.71 米深处一年中最热月平均温度为 20；（3）年雷暴日为 31 日；（4）土壤冻结深度为 1.10 米
10、；（5）夏季主导风向为南风。2、地质及水文条件根据工程地质资料获悉，厂区地址原为耕田，地势平坦，地层以砂质粘土为主，地质条件较好，地下水位为 2.85.3 米。地耐压力为 20 吨/平方米。2变电所高压电器设备选型表 1-1 根据公式： PKsxjs*tanQjsjsco/Sjsj分别计算出各车间的有功和无功功率及视在功率的计算值填入表 1.1。2.1 补偿电容器选择由于本设计中上级要求 0.9,而全厂自然功率因数：cos 0.9.7823. /18.06/cosPjjs 因此需要进行无功补偿。考虑到主变压器的无功损耗远大于有功损耗，因此暂取 =0.92 来计算 10KV 侧所需无功功率，故：
11、补偿无功功率685.4.2)tan(rcos-)n(arcos.23.ttanQ1jsc ）（ kVar采用 18 个 BWF10-40-1 并联电容器进行补偿，总共补偿容量 701*2.2 主变压器的选择由于该厂的负荷属于二级负荷，对电源的供电可靠性要求较高，宜采用两台变中国地质大学长城学院供配电实训报告第 4 页 共 17 页压器，以便当一台变压器发生故障后检修时，另一台变压器能对一、二级负荷继续供电，故选暗备用。每台容量按 SN.T0.81978.55kVA=1582.84kVA，因此选两台 S9-1600/35 型低损耗配电变压器，其联接组别采用 Yd11。表 2.1 无功补偿后工厂的
12、计算负荷计算负荷项目 cos/jsPkW/jsQkVar/jsSkA380V 侧补偿前负荷 0.78 1823.06 1454.67 2332.3010kV 侧无功补偿容量 -72010kV 侧补偿后负荷 0.92 1823.06 734.67 1978.55主变压器功率损耗 0.01 =19.78jsS0.05 =98.9js35KV 侧负荷总计 0.916 1842.84 833.57 2022.052.3 各变电所变压器选择No1 安装两台变压器互相暗备用，其容量按SN.T0.7 =0.7960.96 =672.67jsSkVAk因此选两台 S9-800/10 型低损耗配电变压器，其联接
13、组别采用 Yyn0。No2 安装两台变压器互相暗备用，其容量按SN.T0.7 =0.71048.4 =733.88js因此选两台 S9-800/10 型低损耗配电变压器，其联接组别采用 Yyn0。No3 安装两台变压器，其容量按SN.T325.32 kVA因此选两台 S9-400/10 型低损耗配电变压器，其联接组别采用 Yyn0各变压器型号及其参数见表 2.2中国地质大学长城学院供配电实训报告第 5 页 共 17 页表 2.2 各变压器型号及其参数额定电压/kV 损耗/W型号高压 低压连接组别 空载 负载空载电流（%）阻抗电压（%）主变压器两台暗备用 S9-1600/35 35 10 Yd1
14、1 2100 17550 1.2 6.5两台1NO暗备用S9-800/10 10 0.4 Yyn0 1400 7500 0.8 4.5两台2暗备用S9-800/10 10 0.4 Yyn0 1400 7500 0.8 4.5两台3明备用S9-400/10 10 0.4 Yyn0 800 4300 1.0 42.4 架空线的选择1.在正常情况下架空线可选择一条工作，一条备用。2.架空线截面积的选择1).按经济电流密度选择导线线路在工作时的最大工作电流： 3.6A5)*20./(*3/USInjsg 该生产车间为三班制，部分车间为单班或两班制，全年最大负荷利用时数为6000 小时，属于二级负荷。其
15、钢芯铝线的电流密度 J=0.9 所以导线的经济截面面积： 2j m07.39./6/JIg考虑到线路投入使用的长期发展远景，选用截面积为 50 mm2的导线，所以 35KV架空线为 LGJ-50 的导线。2).按长时允许电流校验导线查表得 LGJ-50 型裸导线的长时允许电流 ,当环境温度为 30 度时，20AIy导线最高工作温度为 70 度。其长时允许电流为：42.07/(101yI）（） 式中：中国地质大学长城学院供配电实训报告第 6 页 共 17 页为导线的允许载流量所采用的环境温度（ ） 。0 250为导线敷设地点实际的环境温度（ ）371当一台变压器满载，一条输电线检修时导线负荷最大
16、，这时的负荷电流为： 26.4A)*3/(USneI由于 ,所以符合要求。 y3).按电压损失校验查表得 LGJ-50 导线的单位长度电阻和电抗为：0.65R0.42X输电线路长度为 0.5 公里，所以线路电阻 ， 。0.325R0.21X线路总的电压损失为： .1V)/*(UQPn式中： P 为 35KV 侧负荷总有功功率，Q 为 35KV 侧负荷总无功功率。电压损失百分比为： 5%0.63/%n所以导线符合要求。4)按机械强度校验钢芯铝线非居民区 35KV 最小允许截面为 ，所以符合要求。2m10表 2.3 LGJ-50 型钢芯铝绞线规格股数及直径/mm型号额定截面 2m铝股 钢芯计算直径/mm电阻 1k）（ 单位重量 1kmg）（ 长期容许电流/ALGJ-50 50 63.2 13.2 9.6 0.65 195 220注：1.额定截面系指导电部分的铝截面，不包括钢芯截面。2.电阻系指导线温度为 20时的数值。3.长期容许电流系指在周围空气温度为 25时的数值。3短路电流的计算3.1 三相短路电流的计算目的
