某塑料制品厂供电系统设计(DOC 34页)

《某塑料制品厂供电系统设计(DOC 34页)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《某塑料制品厂供电系统设计(DOC 34页)（38页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、某塑料制品厂供电系统设计摘要：本文是对某塑料制品厂进行的供电系统设计。本设计根据厂方给定的全厂各车间电气设备及车间变电所的负荷，运用需要系数法进行电力负荷计算，得到该厂不同电气设备的计算负荷。然后，根据电力部门对工厂功率因数的要求计算出需要补偿的无功功率，在综合比较并联电容补偿、同步补偿机和静止补偿器这三种无功补偿设备的优缺点后，确定以低压集中补偿的方式进行并联电容器补偿。然后，根据对计算负荷的分析选定各车间变电所的变压器型号及连接组别。在选择该塑料制品厂的电气主接线时，考虑到该厂负荷为三级负荷以及进出线的数量，从备选用方案单母线接线、双母线接线、桥形接线、线路变压器组单元接线中选定采用单母线

2、不分段接线方式，保证系统的稳定性。最后，在本设计中根据本厂供电电源和厂供电要求进行电气设备的选择与校验。关键字：10KV进线 变电所 需要系数法 低压集中补偿 设备选型目 录第一章 绪论11.1 工厂供电的意义11.2 工厂供电的要求11.3 设计依据2222344第二章 负荷计算52.1负荷计算的意义52.2 负荷计算的方法52.3 负荷计算的公式52.4 各变电所负荷计算6第三章 无功补偿103.1 无功补偿简介103.2 电力电容器的安装方式103.3 各变电所功率补偿前后的比较113.4 全厂总负荷计算及无功补偿12第四章 变压器选型134.1 变压器的选择方法134.2 各变电所变压

3、器的选择14第五章 主接线方案的确定155.1 总配电所的主接线设计的原则和要求155.2 变电所主接线方案的技术经济指标165.3 主接线方案的拟定16第六章 短路电流计算206.1 短路电流计算方法及意义206.2 短路计算202021第七章 电气设备的选择与校验237.1 总配电所架空线进线的选择237.2 高压侧与低压侧母线的选择247.3 变电所进出线的选择257.4 变电所低压出线的选择257.5 设备的选择26272828结 语31参 考 文 献3234 / 38第一章绪论1.1 工厂供电的意义 工厂供电就是工厂所需电能的供应和分配。在工厂里，电能虽然是工业生产的主要能源和动力，

4、但是它在产品成本中所占的比重一般很小。例如在机械工业中，电费的开支仅占产品成本的5%左右。因此电能在工业生产中的重要性并不在于它在产品成本中或投资总额中所占的比重多少，而在于工业生产实现电气自动化以后可以大大增加产量、提高产品质量、提高劳动、生产率，降低生产成本、减轻工人的劳动强度、改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程的自动化。 从另一方面说，如果工厂的电能供应突然中断，对工业生产可能造成严重的后果。例如某些供电可靠性要求很高的工厂，即使是极短暂的停电也会引起重大的设备损坏或引起大量的产品报废，甚至可能发生重大的人身事故，给国家和人民带来经济上甚至政治上的重大损失。所以，工厂应该根据本厂环境

5、条件和供电要求，来选择适当的电气设备和确定其各项参数，保证工厂正常运行时安全可靠，出现故障时不致出现严重的后果，并在合理的情况下注意节约，还应该根据工厂生产情况与供应能力统筹兼顾。因此，一套完整的现代化供电系统对于一个工厂实现生产自动化、提高成品质量是不可缺少的。1.2 工厂供电的要求 在工厂供电的过程中要切实保证工厂生产和生活的需要，还要做好节能工作，就应该做到以下要求。 可靠 要满足供电可靠性的要求。 安全 要满足在电能的使用中不应发生设备和人身事故。 优质 要保证用户对电能质量的要求。 经济 尽量减少供电系统中不必要的投资，并尽可能地节约电能。 此外，在设计工厂配电系统的时候还要考虑到当

6、地的天气设计防雷接地装置，合理地处理当前和长远的关系：既要节约能源，又要保证工厂生产和生活的需要。1.3 设计依据图1.1 平面布置图 年产量为万吨聚乙烯塑料制品，产品品种有薄膜、单丝、管材和注射等制品。其原材料来源于某石油化纤总厂。表1.1 各车间设备容量序号车间或用电单位名称设备容量（千瓦）需要系数功率因数功率因数正切(1) NO1变电所1薄膜车间13800.60.61.332原料库380.250.51.733生活间120.81/4成品库(一)260.30.51.735成品库(二)220.30.51.736包装材料库190.30.51.73(2) NO2变电所1单丝车间13650.60.6

7、1.332水泵房及附属设备280.650.80.75(3) NO3变电站1注塑车间1980.40.61.332管材车间8700.350.61.33(4) NO4变电站1备料复制车间1400.60.51.732生活间90.81/3浴室40.81/4钳工车间350.30.651.175原料、生活间130.81/6仓库140.30.51.737机修模具车间900.250.651.178处理车间1400.60.71.029车间1900.30.51.73(5) NO5变电所1锅炉房1900.70.750.882试验室1350.250.51.733辅助材料库1000.20.51.734油泵房180.650

8、.80.755加油站150.650.80.756办公楼、招待所、食堂180.60.60.33工厂与电业部门所签订的供用电协议主要内容如下：图1.2 供用电协议（1） 从电业部门某35/10kv变电所用10kv架空线向本厂供电，该所在厂南侧1km（2） 供电系统短路技术数据：电业部门变电所10kV母线为无限大电源系统，其短路容量为200MVA供电系统。（3） 电业部门对本厂提出的技术要求：电业部门配出线路定时限过流保护装置的整定时间为2秒工厂“总降”不应大于1.3秒；在总配变电所10kV侧进行计量；本厂的功率因数值应在0.9以上。 生产车间为三班工作制，部分车间为单班或两班制，最大有功负荷年利用

9、小时数为5000小时属于三级负荷。 （1） 最热月平均最高气温为35C（2） 土壤中0.71米深处一年中最热月平均温度为20C（3） 年雷暴日为30天 （4） 土壤冻结深度为1.1米 （5） 夏季主导风向为南风。 （6） 地表面比较平坦，土壤主要成分为积土及砂质粘土，层厚1.67m不等（7） 地下水位一般为0.7m （8） 地耐压力为20吨/平方米。第二章 负荷计算2.1负荷计算的意义 计算负荷是供电系统设计计算的基础，为选择变压器台数和容量、选择电气设备确定测量仪表的量程、选择继电保护装置等提供重要的数据依据。所以负荷计算准确与否直接影响着供电设计的质量。工厂供电系统运行时的实际负荷并不等于

10、所有用电设备额定功率之和。这是因为用电设备不可能全部同时运行，每台设备也不可能全部满负荷，各种用电设备的功率因数也不可能完全相同。因此，工厂供电系统在设计过程中，必须找出这些用电设备的等效负荷。所谓等效是指这些用电设备在实际运行中所产生的最大热效应与等效负荷产生的热效应相等，产生的最大温升与等效负荷产生的最高温升相等。我们按照等效负荷。从满足用电设备发热的条件来选择用电设备，用以计算的负荷功率或负荷电流称为“计算负荷”。通常规定取30分钟(min)平均最大负荷30P、30Q和30S作为该用户的“计算负荷”； 计算负荷也称需要负荷或最大负荷，目的是为了合理地选择工厂各级电压供电网络、变压器容量和

11、设备型号等。 2.2 负荷计算的方法计算负荷的确定是工厂供电设计中很重要的一环。计算负荷的确定是否合理，直接影响到电气设备选择的合理性、经济性。如果计算负荷确定的过大，将使电气设备选得过大，造成投资利有色金属的浪费；而计算负荷确定的过小，则电气设备运行时电能损耗增加，并产生过热，使其绝缘过于老化甚至烧毁、造成经济损失。因此，在供电设计中，应根据不同的情况，选择正确的计算入法来确定汁算负荷。常用的负荷计算方法有需要系数法、二项式法、利用系数法和面积功率法等。在实际工程配电设计中，广泛采用系数法。因其计算方便，多用于方案估算，初步设计和全厂大型车间变电所的施工设计。 按需要系数法确定计算，应从实际

12、每台用电设备开始，逐级向电源推进，一直计算到电源，用每一级的计算负荷为选择该用电器的依据。需用系数法的计算现在己普遍应用于供配电设计中，其缺点是它未考虑到用电设备中少数容量特大的设备对计算负荷的影响。本设计的情况符合需要系数法，因此本设计中的负荷计算都用需要系数法进行计算。2.3 负荷计算的公式(1) 单组用电设备的计算负荷的确定主要计算公式有：有功功率(2-1)无功功率(2-2)视在功率(2-3)计算电流(2-4)(2) 多组用电设备的计算负荷的确定的主要计算公式：有功功率(2-5)无功功率(2-6)视在功率(2-7)计算电流(2-8)式中有功功率的计算负荷无功功率的计算负荷视在功率的计算负

13、荷计算负荷的电流额定容量额定电压功率因数角的正切值2.4 各变电所负荷计算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下表中：表2.1 1号变电所负荷计算表序号车间或用电单位名称计算负荷有功无功视在1薄膜车间8401117.214002原料库7.512.98153生活间8/84成品库(一)7.512.98155成品库(二)7.212.4614.46包装材料库610.38127小计876.211661464.4乘以同时系数，788.581107.71359.73故=788.58，=1107.7，最大视在功率=1359.73，最大功率因数=0.58。供电局要求该厂的功率因数值在0.9以上

14、，暂取0.92来计算380V侧所需无功功率的补偿容量：=771.64表2.2 2号变电所负荷计算表序号车间或用电单位名称计算负荷有功无功视在1单丝车间8311105.2313852水泵房及附属设备139.7516.253小计8441114.981401.25乘以同时系数759.61059.231303.44故=759.6，=1059.23，最大视在功率=1303.44，最大功率因数=0.58。供电局要求该厂的功率因数值在0.9以上，暂取0.92来计算380V侧所需无功功率的补偿容量：=743.28表2.3 3号变电所负荷计算表序号车间或用电单位名称计算负荷有功无功视在1注塑车间75.6100.

15、551262管材车间308409.64513.333小计383.6510.19639.33乘以同时系数，345.24484.68595.07故=345.24，=484.68，最大视在功率=597.07最大功率因数=0.58。供电局要求该厂的功率因数值在0.578以上，暂取0.92来计算380V侧所需无功功率的补偿容量：=340.35表2.4 4号变电所负荷计算表序号车间或用电单位名称计算负荷有功无功视在1备料复制车间82.8143.24165.62生活间8/83浴室2.4/2.44钳工车间910.5313.855原料、生活间12/126仓库4.57.7997机修模具车间2529.2538.46

16、8处理车间9091.8128.579车间5493.4210810小计287.7376.03485.88乘以同时系数，258.93357.23441.20故=258.93，=357.23，最大视在功率=441.20，最大功率因数=0.587。供电局要求该厂的功率因数值在0.9以上，暂取0.92来计算380V侧所需无功功率的补偿容量：=246.81表2.5 5号变电所负荷计算表序号车间或用电单位名称计算负荷有功无功视在1锅炉房140123.2186.672试验室31.554.50633辅助材料库2238.06444油泵房9.757.3112.195加油站6.54.888.136办公楼、招待所、食堂

17、92.97157小计218.75230.92328.99乘以同时系数，196.88219.37294.76故=196.88，=219.37，最大视在功率=294.76，最大功率因数=0.668。供电局要求该厂的功率因数值在0.9以上，暂取0.92来计算380V侧所需无功功率的补偿容量：=134.46第三章 无功补偿供电单位对该工厂要求功率因数达到0.9以上，当总功率因数较低时，常采用提高用电设备的自然功率因数的方法提高总平均功率因数。提高负荷的功率因数，可以减少发电机送出的无功功率和通过线路、变压器传送的无功功率，使线损大为降低，而且还可以改善电压质量、提高线路和变压器的传送能力。3.1 无功

18、补偿简介无功补偿装置主要有三种方式：并联电容补偿、同步补偿机和静止补偿器。三种无功补偿装置的性能见下表。表3.1 各种无功补偿设备的比较并联电容器同步补偿机静止无功补偿机设备情况静止电器，设备简单旋转机械，要附属系统，设备复杂静止电器，设备复杂运行特性1. 通过开关投切，属于静态无功补偿；2. 主要用于稳态电压调整和功率因数校正；3. 运行中本身损耗小1. 通过控制系统实现双向平滑调节；2. 属于动态无功补偿；3. 运行中本身损耗大1. 通过控制系统实现双向平滑调节；2. 属于快速动态无功补偿，响应速度快；3. 主要用于调相、调压适用X围1. 容量和设置点灵活；2. 用于电力系统及负荷变电站1

19、. 容量和设置点受限制；2. 主要用于电力系统枢纽变电站、换流站1. 容量和设置地点灵活；2. 用于电力系统枢纽变电站、换流站运行要求和费用1. 简单，运行费用要求低2. 单位容量投资低3. 运行费用低1. 运行维护量大2. 单位容量投资大3. 运行费用最大1. 运行维护技术水平要高2. 单位容量投资大3. 运行费用次之由上表可见，采用并联电容器进行无功补偿是一种投资少、施工简单、见效快的补偿方式，它可以很方便地就地控制电容投切，以减少线损，消除无功匮乏给系统带来的负面影响。所以我们选用并联电容器来补偿。3.2 电力电容器的安装方式(1) 集中补偿电容器组集中装设在企业工厂的6-10kv母线上

20、，用以提高整个配电所的功率因数，使该配电所供电X围内的功率基本平衡，减少了高压线路的无功损耗，同时能提高本配电所的供电质量。(2) 分组补偿将电容器组分别装设在功率因数较低的车间或变电所高压或低压母线上，这种补偿具有与集中补偿相同的优点，但补偿量和X围相对较小，可补偿效果却明显。(3) 就地补偿将电容器组分别装设在感性设备的附近，就地进行补偿。它既提高了用电设备供电线路的功率因数，又改善用电设备的电压质量。一般，中小型用电设备尤为适用。高压集中补偿补偿X围小，只能补偿总降压变电所的10KV母线之前的供配电系统中由无功功率产生的影响，而对无功功率在企业内部的供电系统中引起的损耗无法补偿，因此不选

21、用。低压集中补偿补偿X围较大，能使变压器的视在功率减少，从而使变压器的容量可选的较小，因此比较经济。单独就地补偿投资大，电容器的利用效率较低。本设计采用并联电容器进行低压集中无功补偿，它是目前最行之有效且应用最广的无功补偿措施，它主要用于频率为50HZ的电网中改善功率因数，作为产生无功功率的电源。3.3 各变电所功率补偿前后的比较下面以N0.1变电所为例进行计算：根据上章计算可知：需要补偿的功率为：=771.64Kvar所以实际补偿的功率为：=800Kvar。本设计中电容器选型为：BWF-10.5-100-1型电容器并联8台。其余变电所的功率补偿的计算方法与变电所N0.1相同。无功补偿前后，各

22、变电所负荷及功率因数的比较结果如下表：表3.2 无功补偿的结果变电所N0.1N0.2N0.3N0.4N0.5补偿前0.580.580.5780.5870.668788.58759.6345.24258.93196.881107.71059.23484.68357.23219.371359.731303.44597.07441.20294.7678.575.2534.4725.4717补偿后0.920.920.920.920.92788.58759.6345.24258.93196.88336.06315.95144.33110.4284.91857.20822.69374.19281.4921

23、4.4149.4947.5021.616.2512.383.4 全厂总负荷计算及无功补偿（1） 负荷计算有功功率：无功功率：视在功率：=4339.20（2） 无功补偿功率因数：=0.670.9，不满足供电要求，本文将补偿后的功率因数暂定为0.92。则补偿量为：=1978。实际补偿容量为2000。故选用20个BWF6.3-100-1进行补偿。（3） 补偿后，有功功率为2900.28KW，无功功率为1227.53，视在功率为3149.36=负荷要求。第四章 变压器选型4.1 变压器的选择方法一般正常环境的变电所，可以选用油浸式变压器，且应优先选用S9、S11等系列的变压器。在多尘或由腐蚀气体严重影

24、响变压器安全运行的场所，应选用S9-M、S11-M等系列的全密封式变压器；多层或高层建筑内的变电所，宜选用SC9等系列环氧树脂注干式或SF6充气式变压器。根据本论文给出的自然条件工厂所在地址自然条件正常，工厂的负荷类型三级负荷，可以选用S9型油浸式变压器。为了降低电能损耗，变压器应首选低损耗节能型。总降压变压器可选有载调压变压器。车间变压器一般采用普通变压器。绕组可以是Yyn0或Dyn11接法，优先选择Dy11。一个变电所中变压器的台数通常为12台。根据题目中提供的条件N0.3、N0.4变电所设置一台变压器，其余皆设置了两台变压器。变压器的容量首先要满足在计算负荷下变压器能够长期可靠运行。(1

25、) 装设一台变压器时，应满足：主变压器容量应不小于总计算负荷（4-1）(2) 装设两台时，应满足：每台变压器的容量不应小于总的计算负荷的60%，最好为总计算负荷的70%左右，即（4-2）同时每台主变压器容量不应小于全部一、二级负荷之和，即（4-3）(3) 车间变电所变压器的容量上限单台变压器不宜大于1000KVA。这一方面是受低压开关电器断流能力和短路稳定度要求的限制；另一方面也是考虑到可以使变压器更接近于车间负荷中心，以减少低压配电线路的电能损耗、电压损耗和有色金属消耗量。(4) 并行运行的变压器最大容量与最小容量之比不应超过。同时，并联运行的两台变压器必须符合以下条件： 并联变压器的电压比

26、必须相同，允许差值不应超过，否则会产生环流引起电能损耗，甚至绕组过热或烧坏。 并列变压器的阻抗电压必须相等，允许差值不应超过，否则阻抗电压小的变压器可能过载。 并列变压器的联结组别应相同，否则二次侧会产生很大的环流，可能使变压器绕组烧坏。4.2 各变电所变压器的选择(1 )No.1安装两台变压器互相暗备用，其容量按因此选两台S9-1250/10型低损耗配电变压器，其联结组别采用Yyn0。(2) No.2安装两台变压器互相暗备用，其容量按因此选一台S9-1000/10型低损耗配电变压器，其联结组别采用Yyn0。(3) No.3安装一台变压器，其容量按因此选一台S9-800/10型低损耗配电变压器

27、，其联结组别采用Yyn0。(4) No.4安装一台变压器，其容量按因此选两台S9-500/10型低损耗配电变压器，其联结组别采用Yyn0。(5) No.5安装两台变压器互相暗备用，其容量按因此选两台S9-250/10型低损耗配电变压器，其联结组别采用Yyn0。各变压器的型号及参数如下：表4.1 变压器的选择 参数变电站型号额定电压/KV连接组别损耗/W空载电流（%）阻抗电压（%）高压低压空载负载N0.1两台明备用S9-1250/10100.38Yyn01950120000.64.5N0.2两台暗备用S9-1000/10100.38Yyn01700103000.74.5N0.3选一台S9-800

28、/10100.38Yyn0140075000.84.5N0.4选一台S9-500/10100.38Yyn096051001.04N0.5两台暗备用S9-250/10100.38Yyn056030501.24第五章 主接线方案的确定根据本厂与供电部签订的供用电协议，供电电压为从电业部门某35/10KV变电所用10KV架空线路像本厂供电，该所在厂南侧1Km，工作电压仅采用10KV电压一种。总配电所内的10KV母线采用母线不分段，电源进线均采用断路器控制。5.1 总配电所的主接线设计的原则和要求一次接线图也叫做主接线图，是指在发电厂、变电所、电力系统中，为满足预定的功率传送和运行等要求而设计的、表明

29、高压电气设备之间相互连接关系的传输电能的电路。电路中的高压电气设备包括发电机、变压器、母线、断路器、隔离刀闸、线路等。电器一次设备是指直接用于生产、输送和分配电能的生产工程的高压电气设备。它包括发电机、变压器、断路器、自动开关、接触器、到刀开关、母线、输电线路、电力电缆、电抗器、电动机等。 配电所的主接线，应能根据变配电所在供电系统的地位，进出线回路数，设备特点及负荷性质等条件确定，并应满足安全、可靠、灵活、经济等要求。(1) 安全：应符合有关国家标准和技术规X的要求，能充分保护人身和设备安全；(2) 可靠：应满足电力负荷对供电可靠性的要求；(3) 灵活：应能适应必要的各种运行方式，便于操作和

30、检修，且适应负荷的发展；(4) 经济：在满足上述要求的前提下，尽量使主接线简单，投资少，运行费用低，并节约电能和有色金属消耗。5.2 变电所主接线方案的技术经济指标设计变配电所主接线，应根据所选主变压器的容量以及负荷对供电可靠性的要求，初步确定23个比较合适的主接线方案来进行技术经济比较，择其优者作为选定的变配电所的主接线方案。主接线方案的经济指标：(1) 线路和设备的综合投资额；(2) 变配电所的运行年费；(3) 供电贴费(系统增容费)；(4) 线路的有色金属消耗量。主接线的基本方式有以下四种：(1) 单母线接线单母线是连接电源和引出线的中间环节，起汇集和分配电流的作用，只有一组母线的接线称

31、为单母线。单母线接线简单明了，操作方便，便于扩建，投资少。(2) 双母线接线在单母线接线的基础上，设置备用母线，就成为双母线。它在供电可靠性和运行灵活性上是最好的一种主接线。可投资大，开关电器多，配电装置复杂，占地面积大，不适合一般变电所。(3) 桥型接线当配电所只有两回路电源进线和两台主变压器时，采用桥形接线用的断路器台数最少，投资低。(4) 线路变压器组单元接线当单回路单台变压器供电时，宜采用此进线，所有的电气设备少，配电装置简单，节约建设投资。5.3 主接线方案的拟定由本设计的原始资料知：电力系统某35/10KV变电站用一条10KV的架空线路向本厂供电，一次进线长1km。年最大负荷利用小

32、时数为5000h，且工厂属于三级负荷，所以只进行10/0.38KV变电，母线联络线采用单母线不分段接线方式。根据主接线方案，大致画出主接线图如下：(a) 母线接线图(b) 4号车间变电所接线图(c) 2号车间变电所接线图图5.1 电气主接线图1号车间变电所使用两台变压器，且为明备用，故在图中画出一台使用中的变压器；3、4号变电所使用一台变压器；2、5车间变电所使用两台变压器，且为暗备用，故在主接线图中画出两台变压器。上图中画出了2、4号车间的主接线，其他的与此相似。该接线图的主要特点如下：(1) 总配电所不装设变压器，无变压器损耗，简化接线，降低了成本及运行费用。用10KV真空断路器保护。(2

33、) 总配电所进线装置有短路保护控制，切换操作十分方便灵活，而且可配以继电保护和自动装置，使供电可靠性大大提高。(3) 为了保证断路器检修人员的人身安全，断路器侧应装设高压熔断器。(4) 为了与供电部门经济费用明确，在电源进线总开关(高压断路器)柜台，装置一台CFC-15Z-19型高压计量柜，其中的电压互感器和电流互感器只用来连接计费电度表。(5) 各车间的负载都由单母线供电，这样能够保证可靠供电。(6) 为了便于测量、监视、保护和控制主电路设备，母线上接有电压互感器，进(出)线上均串有电流互感器。(7) 为了防止雷电过电压侵入配电室击毁电气设备，母线上设有避雷器。(8) 由于高压配电所线路都是

34、由高压母线来电，因此，其出线侧母线上加装真空断路器，以保证出线的安全检查。第六章 短路电流计算6.1 短路电流计算方法及意义电力系统不可避免会发生短路事故。短路事故威胁着电网的正常运行，并有可能损坏电气设备。因此，在电力系统的设计和运行中，都要对供电网络进行短路电流计算，以便正确地选用和调整继电保护装置，正确地选择电气设备，确保电力系统的安全、可靠地运行。对一般工厂来说，电源方向的大型电力系统可看作是无限大容量系统。无限大容量系统的基本特点是其母线电压总维持不变，即回路中发生短路时电源的内阻抗可以忽略不计，当接到这个系统的小容量电路中的电流发生任何变动甚至短路时，这个系统母线上的电压仍基本保持

35、不变。短路电流计算，根据电力系统的实际情况，可以采用标幺值法或欧姆法计算，哪种方法方便就采用那种方法。在高压系统中通常采用标幺值法计算。6.2 短路计算6.2.1 短路电流计算等效示意图200MVAK-1K-2X0=0.4,1km10.5kVS9-10000.4kV(2)(3)(1)系统图6-1 短路计算电路图6-2 短路等效电路图6.2.2 短路电流及容量的计算取基准容量=100MVA，高压侧基准电压 ，低压侧基高侧基准电流，低压侧基准电流。（1） 电力系统的电抗标幺值由=200MVA得：=100200=0.5 (6-1)（2） 架空线路的电抗标幺值：由=0.4/km =1km得：=0.36

36、 (6-2)（3） 电力变压器的电抗标幺值，这里以NO.1为例计算，该变电所选的变压器是S9-1000/10，所以=5%：=5 (6-3)短路等效电路图如图5-1所示，并标明短路计算点。计算K-1点的短路电路总标幺值及三相短路电流和短路容量： 总电抗标幺值=+=0.5+0.36=0.86 (6-4) b.三相短路电流周期分量有效值=5.50.86 KA=6.4 KA (6-5) c.其他三相短路电流=6.4 KA (6-6)=2.55=2.556.4=16.32 KA (6-7)=1.51=1.516.4=9.66 KA (6-8) d.三相短路容量=116.28 MVA (6-9)计算K-2

37、点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量 e.总电抗标幺值=0.5+0.36+5=5.86 f.三相短路电流周期分量有效值=24.63 KA g.其他三相短路电流=24.63 KA=1.84=1.8424.63=45.32 KA=1.09=1.0924.63=26.85 KA 三相短路容量=17.06 MVA其他各变电所的短路计算与NO.1计算相同，其计算结果如表5.1所示：表6-1 各变电所的短路计算电路及容量短路计算点变电所三相短路电流/KA三相短路容量/MVA（）K-16.46.46.416.329.66116.28K-2NO.124.6324.6324.6345.3226.85

38、17.06K-2NO.224.6324.6324.6345.3226.8517.06K-2NO.313.2913.2913.2924.4514.497.52K-2NO.410.6410.6410.6419.5811.69.4K-2NO.58.568.568.5615.759.3311.68计算短路电流主要是校验电气控制装置的电器元件和导线在极端的条件下是否有承受能力，特别是保护器件是否能断开短路电流。否则被粘连，不但不能起到保护作用，而且间接放大事故的灾害面积（X围）。通过计算最大运行方式和最小运行方式下短路点至电源的等效阻抗值，计算可得短路点的短路容量、短路冲击电流、短路全电流最大有效值以及

39、短路电流周期分量的有名值，这些数据是下一章进行变电站电气设备选型的重要依据。第七章 电气设备的选择与校验现代工厂要求电气设备防火、防潮、防爆、防污染、节能及小型化。电气设备的选择是涉及多种因素，首先要考虑并坚持的是产品性能质量。电气产品的选用必须符合国家有关规X。其次才是经济性，要根据业主功能要求、经济情况做出选择。所要选择的产品包含在每个设计子项之中，主要有电源设备、高低压开关柜、电力变压器、电缆电线、开关电器等。7.1 总配电所架空线进线的选择由于本厂由电业部门某一35/10KV变电所供电，架空线选择一条。(1) 按经济电流密度选择导线截面积线路在工作时的最大电流为：该生产车间为三班制，部

40、分车间为单班或两班，全年最大负荷利用时数为5000小时，属于三级负荷。其钢芯铝线的电流密度为J=0.9，所以导线的经济截面面积为：(2) 按长时允许电流校验导线的截面积查表得LGJ-50型裸导线的长时允许电流=220A（=25）当环境温度为25时，导线最高允许温度为70。其长时允许电流为：由于，所以符合要求。(3) 按电压损失校验查表得LGJ-50导线的单位长度电阻和电流为：，故线路总损失为：电压损失百分比为：所以导线符合要求。(4) 按机械强度校验钢芯铝导线非居民区10KV最小允许截面为10，所以负荷要求。7.2 高压侧与低压侧母线的选择母线的材料有铜、铝和钢。目前，农村发电厂和变电站以及大

41、、中型发电厂、变电站的配电装置中的母线，广泛采用铝母线，这是因为铜贵重，我国储量又少；而铝储量较多，具有价格低、重量轻、加工方便等特点。因此，选用铝母线要比铜母线经济。农村发电厂和变电站配电装置中的母线截面目前采用矩形、圆形和绞线圆形等。选择母线截面形状的原则是：肌肤效应系数尽量低；散热好；机械强度高；连接方便；安装简单。10kV侧主要选择矩形截面母线，因为同样截面的矩形母线周长比圆形母线的周长要长，散热面积大，冷却条件好；由于肌肤效应的影响，矩形母线的电阻比圆形的小。钢芯铝绞线的耐X性能比单股母线好，在允许电流相同的条件下，钢芯铝绞线的直径比单股母线直径大，其表面附近的电场强度小于单股母线。

42、为了使农村发电厂和变电站的屋外配电装置结构和布置简单，投资少，在高压侧一般采用钢芯铝绞线。母线的选择方法与架空线的选择方法相同，所以计算电流为：=149.97 A 查询相关附录表：根据当地温度的需要选择适宜的导线，因此这里应该选择LMY型矩形硬铝母线，选择导线的截面积为504mm，其允许载流量为586A。低压侧与高压侧的母线选择一致，此处省略计算过程。查表得，低压侧母线选用LMY型矩形硬铝母线的截面为12510mm。7.3 变电所进出线的选择N0.1变电所引进线年最大负荷利用小时在5000h以上的架空线路且材料为铝芯电缆的紧急电流密度为1.54。回路电流：所以查表知：可选择ZLQ20-1000

43、0-3的三芯油浸电缆，相关参数：在温度为35时，允许载流量是105A，正常允许最高温度为60。其他变电所均采用ZLQ20-10000型电缆，其选择结果如表所示表7-1 各变电所高压进线列表变电回路电流I（A）截面积（mm） 架空线 电力电缆（每回路）型号S（mm）数量35允许载流量（A）NO.15032.47ZLQ20-10000-335351130NO.248.5231.5ZLQ20-10000-335351130NO.322.1914.41ZLQ20-10000-31616165NO.416.5510.75ZLQ20-10000-31616165NO.512.718.25ZLQ20-100

44、00-316161657.4变电所低压出线的选择选择原则:根据计算变电所计算电流大小，来选择线型。NO.1 变电所低压侧回路电流：=1273.45A所选母线载流量应大于回路电流，查表可知：矩形硬铝母线LMY1006.3,其放平时的载流量是1371A，能够满足载流要求。其他变电所选择如下表6-2所示：表7-2 各变电所低压进线列表变电所回路电流（A）低压侧回路母线型号尺寸（mm）根数允许载流量（A）NO.11273.45LMY1006.31006.311371NO.21230.94LMY1006.31006.31371NO.3563.24LMY5045041586NO.4419.57LMY404

45、4041480NO.5322.31LMY40440414807.5 设备的选择(1) 按工作电压选则 设备的额定电压一般不应小于所在系统的额定电压，即，高压设备的额定电压应不小于其所在系统的最高电压，即。=10kV，=11.5kV，高压开关设备、互感器及支柱绝缘额定电压=12kV，穿墙套管额定电压=11.5kV，熔断器额定电压=12kV。(2) 按工作电流选择设备的额定电流不应小于所在电路的计算电流，即。(3) 按断流能力选择设备的额定开断电流或断流容量，对分断短路电流的设备来说，不应小于它可能分断的最大短路有效值或短路容量，即或对于分断负荷设备电流的设备来说，则为，为最大负荷电流。(4) 隔

46、离开关、负荷开关和断路器的短路稳定度校验a.动稳定校验条件或、分别为开关的极限通过电流峰值和有效值，、分别为开关所处的三相短路冲击电流瞬时值和有效值。b.热稳定校验条件 7.5.1 高压侧设备的选择表7-3 高压侧设备列表选择校验项目电压电流断流能力动稳定度热稳定度装置地点条件参数量程10KV149.97A 6.4KA16.32KA设备型号规格参数隔离开关GN19-10/40010KV400A31.5KA12.5电流互感器LQJ-10- 200/510KV200/5A1600.2=45.25高压断路器ZN2-10/63010KV630A11.6KA30KA高压熔断器RN2-10/0.510KV

47、500A200MVA电压互感器JDZ-10-10000/10010/0.1KV电压互感器JDZJ-10-10000/100/避雷器FS4-1010KV7.5.2 各车间进线设备的选择各变电所回路电流计算值：NO.1变电所：回路电流=50.00A，电压=10KV；NO.2变换所：回路电流=48.52A，电压=10KV；NO.3变电所：回路电流=22.19A，电压=10KV；NO.4变电所：回路电流=16.55A，电压=10KV；NO.5变电所：回路电流=12.71A，电压=10KV。此处设备器材均以K1点的短路电流来进行动稳定和热稳定校验，因此各车间变电所10KV进线回路设备相同。此处只列出第一

48、车间的设备型号，其他车间选用设备型号均相同。表7-4 高压侧设备列表 装置地点条件参数/KV/A/KA/KA量程10506.416.32设备型号规格参数高压隔离开关GN9-10/4001040031.512.5高压断路器SN10-10I/630106301640电流互感器LQJ-10- 150/510150/51600.15=33.9126.567.5.3各变电所低压侧出线回路设备选择与校验表（1） NO.1车间变电所：低压侧回路电流A,V表7-5 NO.1变电所低压侧进线设备装置地点条件参数/KV/A/KA/KA量程101273.4524.6345.32=1334.6设备型号规格参数低压断路

49、器DW15-1500/30.38150040低压刀开关HD13-1500/300.381500电流互感器LMZJ1-0.5-1500/50.51500/5（2）NO.2车间变电所：低压侧回路电流A,V表6-7 NO.2变电所低压侧进线设备装置地点条件参数/KV/A/KA/KA量程101230.9424.6345.32=1334.6设备型号规格参数低压断路器DW15-1500/30.38150040低压刀开关HD13-1500/300.381500电流互感器LMZJ1-0.5-1500/50.51500/5（3）NO.3车间变电所，低压侧回路电流A,V表7-7 NO.3变电所低压侧进线设备装置地

50、点条件参数/KV/A/KA/KA量程10563.2413.2924.45=388.57设备型号规格参数低压断路器DW15-600/30.3860030低压刀开关HD13-600/300.38600电流互感器LMZJ1-0.5-600/50.5600/5（4）NO.4车间变电所，低压侧回路电流A,V表7-8 NO.1变电所低压侧进线设备装置地点条件参数/KV/A/KA/KA量程10419.5710.6419.58=249.06设备型号规格参数低压断路器DW15-600/30.3860030低压刀开关HD13-600/300.38600电流互感器LMZJ1-0.5-500/50.5500/5（5）

51、NO.5车间变电所，低压侧回路电流A,V表7-9 NO.5变电所低压侧进线设备装置地点条件参数/KV/A/KA/KA量程10322.318.5615.75=161.2设备型号规格参数低压断路器DW15-600/30.3840025低压刀开关HD13-600/300.38400电流互感器LMZJ1-0.5-400/50.5400/5结语我的题目是某塑料制品厂供电系统设计。在本次设计中我翻阅了大量的文献，经过这次设计让我懂得了许多这方面的知识，为以后从事电气专业方面的工作打下了坚实的基础。本次设计的主要内容有：各变电所的负荷计算，功率补偿计算，变压器的选择，主接线形式的确定，一次设备的选择等。本设

52、计中有许多的计算，例如负荷计算和无功补偿计算等。我们根据已有数据，结合MATLAB和公式计算出相关数据，再根据这些数据选择适合本设计的设备，选择好设备后在画出该塑料制品厂的主接线图。通过本次课程设计，我不断完善自己，使自己更进一步地加深了对所学知识的认识和理解。综合运用知识的能力也有了一定的提高，尤其是对专业知识有了进一步的神话了解。同时对office软件及Visio制图都能够熟练地操作，为我以后的工作奠定了良好的基础。通过本次设计，我深深地体会到，一个设计并不单纯是一X图纸，一份说明书而已，它需要解决很多实际复杂的问题，只有将理论和实际相结合，才会显现出强大的力量。在本次课程设计中，我也深深

53、感觉到自己知识的不足与能力的欠缺，需要在以后的学习中进一步提高。在对该论文的反复修改的过程中，我对自己将来所要从事的事业有了更加清醒的认识。我所学的专业是一个踏踏实实的专业，坚实的理论基础加上踏实的工作作风，相信我一定会成功！参 考 文 献1 熊信银，朱永利. 发电厂电气部分. 2版. ：中国电力. 2009.7.2 X介才.工厂供电.：机械工业，2003.44-48.3 王建明，苏文成. 供电技术. XX：电子工业，2004.4姚春球.发电厂电气部分.：中国电力，2004：241-283.5黄纯华.发电厂电气部分课程设计参考资料.：中国电力，2009. 6X增良，X国亭.电气工程CADM.：中国水利水电，2006.7 梁玲，王宪生. AutoCAD2010电气设计. ：清华大学. 2010.6.7 中国航空工业规划XX等.工业与民用配电设计手册M.第2版.：水利电力，1994.