东风机械厂降压变电所电气设计 - 图文

供配电技术课程设计任务书

一、设计题目

东风机械厂降压变电所的电气设计

二、设计要求

要求根据本厂所能取得的电源及本厂用电负荷的实际情况，并适当考虑到工厂生产的发展，按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求，确定变电所的位置与型式，确定变电所主变压器的台数与容量，选择变电所主结线方案及高低压设备与进出线，最后按要求写出设计说明书，绘出设计图样。

三、设计依据 ①工厂总平面图

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5000h，日最大负荷持续时间为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

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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。

厂房编号 用电单位 负荷性质 设备容量（kW） 需要系数 功率因数 动力 1 铸造车间 照明 400 0．4 0．70 10 0．9 1．0 动力 2 锻压车间 照明 400 0．3 0．65 10 0．9 1．0 动力 3 金工车间 照明 200 0．2 0．60 5 O．7 1．0 动力 4 工具车间 照明 200 0．25 0．60 5 O．7 1．0 动力 5 电镀车间 照明 300 0．6 0．80 5 O．7 1．0 动力 6 热处理车间 照明 100 0．4 0．70 10 0．9 1．0 动力 7 装配车间 照明 100 0．3 0．65 5 O．7 1．0 8 机修车间 动力 100 0．2 0．60 2

照明 2 O．7 1．0 动力 9 锅炉房 照明 100 0．8 0．80 1 O．7 1．0 动力 10 仓库 照明 10 0．3 0．80 1 O．7 1．0 生活区 照明 400 0．8 1．0 注：生活区的负荷除照明外，尚含家用电器。

③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的公用电源干线取得工作电源。该干线的走向参看工厂总平面图。该干线的导线牌号为LGJ-95，导线为等边三角形排列，线距为1m；干线首端(即电力系统的馈电变电站)距离本厂约5km，该干线首端所装高压断路器的断流容量为300MVA，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1.0s。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。

④气象资料

本厂所在地区的年最高气温为38℃，年平均气温为23℃，年最低气温为-8℃，年最热月平均最高气温为33℃，年最热月平均气温为26℃，年最热月地下0.8m处平均温度为25℃。年主导风向为东北风，年雷暴日数为20。

⑤电费制度

工厂最大负荷时的功率因数不得低于0．90。

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供 配 电 技 术 课 程 设 计

设计题目： 东风机械厂降压变电所的电气设计

专 业 电气自动

化

班 级

电气普招一班

学 号

姓 名

4

指 导 教 师

前言

本设计根据东风机械厂所取得的电源及本厂用电负荷

的实际情况，本设计书论述了供配系统的整体功能和相关的技术知识，重点介绍了工厂供配电系统的组成和部分。系统的设计和计算相关系统的运行与管理，并根据工厂所能取得的电源及工厂用电负荷的实际情况，并适当考虑到工厂的发展，按照全可靠、技术先进、经济合理的要求，确定了变电所的位置与形式及变电所至变压的台数与容量、类型及选择变电所主接线方案及高低设备与进出线。本设计包括：负荷计算及无功功率补偿、变电所位置和形式选择、短路电流计算、变电所电气主接线图等。

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前面所选240mm2的电缆满足以上的发热、电压损耗、热稳定度要求，故选

VLV22?1000?3?240?1?120的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆，中性线芯按不小

于相线芯一半选择。

（3）馈电给3号厂房（金工车间）的线路亦采用VLV22?1000?3?240?1?120的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设。

1）按发热条件选择 由I30?176A及地下0.8m土壤温度25?C，查表8-43，初选缆芯截面95mm2，其Ial?189A?I30，满足发热条件。

2）校验电压损耗 由图3.1所示工厂平面图量得变电所至3号厂房距离约为150m，而由表8-42查得95mm2的铝芯电缆R0?0.4?km（按缆芯工作温度

75?C计），X0?0.07?km，又3号厂房的P30?74.8kW，Q30?88.6kvar，因

此按式?U???pR?qX?得：

UN74.8kW?(0.4?0.15)??88.6kW?(0.07?0.15)??14.3V

0.38kV14.3V?U%??100%?3.7%??Ual%?5%

380VM计算满足短路热稳定的最小截面 W?U?故满足允许电压损耗的要求。

3) 短路热稳定度校验 按式?C?(3)Amin?I?tima0.75?19900?mm2?226.3mm2 C76前面所选240mm2的电缆满足以上的发热、电压损耗、热稳定度要求，故选

VLV22?1000?3?240?1?120的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆，中性线芯按不小

于相线芯一半选择。

（4）馈电给4号厂房（工具车间）的线路亦采用VLV22?1000?3?240?1?120的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设。

1）按发热条件选择 由I30?238A及地下0.8m土壤温度25?C，查表8-43，初选缆芯截面150mm2，其Ial?242A?I30，满足发热条件。

2）校验电压损耗 由图3.1所示工厂平面图量得变电所至4号厂房距离

21

约为125m，而由表8-42查得150mm2的铝芯电缆R0?0.25?km（按缆芯工作温度75?C计），X0?0.07?km，又4号厂房的P30?103kW，Q30?118kvar，因此按式?U???U??pR?qX?得：

UN103kW?(0.25?0.125)??118kW?(0.07?0.125)??11.2V

0.38kV11.2V?U%??100%?2.95%??Ual%?5%

380VM计算满足短路热稳定的最小截面 W故满足允许电压损耗的要求。

3) 短路热稳定度校验 按式?C?(3)Amin?I?tima0.75?19900?mm2?226.3mm2 C76前面所选240mm2的电缆满足以上的发热、电压损耗、热稳定度要求，故选

VLV22?1000?3?240?1?120的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆，中性线芯按不小

于相线芯一半选择。

（5）馈电给5号厂房（电镀车间）的线路亦采用VLV22?1000?3?240?1?120的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设。

1）按发热条件选择 由I30?238A及地下0.8m土壤温度25?C，查表8-43，初选缆芯截面150mm2，其Ial?242A?I30，满足发热条件。

2）校验电压损耗 由图3.1所示工厂平面图量得变电所至5号厂房距离约为155m，而由表8-42查得150mm2的铝芯电缆R0?0.25?km（按缆芯工作温度

75?C计），X0?0.07?km，又5号厂房的PkW，Q30?101kvar，因此30?120按式?U???pR?qX?得：

UN120kW?(0.25?0.155)??101kW?(0.07?0.155)??5.74V

0.38kV5.74V?U%??100%?1.51%??Ual%?5%

380V?U?故满足允许电压损耗的要求。

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3) 短路热稳定度校验 按式?C?(3)Amin?I?M计算满足短路热稳定的最小截面 Wtima0.75?19900?mm2?226.3mm2 C76前面所选240mm2的电缆满足以上的发热、电压损耗、热稳定度要求，故选

VLV22?1000?3?240?1?120的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆，中性线芯按不小

于相线芯一半选择。

（6）馈电给6号厂房（热处理车间）的线路亦采用VLV22?1000?3?240?1?120的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设。

1）按发热条件选择 由I30?136A及地下0.8m土壤温度25?C，查表8-43，初选缆芯截面70mm2，其Ial?157A?I30，满足发热条件。

2）校验电压损耗 由图3.1所示工厂平面图量得变电所至6号厂房距离约为100m，而由表8-42查得50mm2的铝芯电缆R0?0.54?/km（按缆芯工作温度75?C计），X0?0.07?km，又4号厂房的P30?66.3kW，Q30?60.2kvar，因此按式?U???pR?qX?得：

UN66.3kW?(0.54?0.1)??60.2kW?(0.07?0.1)??4.00V

0.38kV4.00V?U%??100%?1.05%??Ual%?5%

380VM计算满足短路热稳定的最小截面 W?U?故满足允许电压损耗的要求。

3) 短路热稳定度校验 按式?C?(3)Amin?I?tima0.75?19900?mm2?226.3mm2 C76前面所选240mm2的电缆满足以上的发热、电压损耗、热稳定度要求，故选

VLV22?1000?3?240?1?120的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆，中性线芯按不小

于相线芯一半选择。

（7）馈电给7号厂房（装配车间）的线路亦采用VLV22?1000?3?240?1?120的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设。

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1）按发热条件选择 由I30?116A及地下0.8m土壤温度25?C，查表8-43，初选缆芯截面50mm2，其Ial?134A?I30，满足发热条件。

2）校验电压损耗 由图3.1所示工厂平面图量得变电所至7号厂房距离约为100m，而由表8-42查得50mm2的铝芯电缆R0?0.76?/km（按缆芯工作温度75?C计），X0?0.07?km，又4号厂房的P30?56kW，Q30?51.8kvar，因此按式?U???pR?qX?得：

UN56kW?(0.76?0.1)??51.8kW?(0.07?0.1)??4.62V

0.38kV4.62V?U%??100%?1.2%??Ual%?5%

380VM计算满足短路热稳定的最小截面 W?U?故满足允许电压损耗的要求。

3) 短路热稳定度校验 按式?C?(3)Amin?I?tima0.75?19900?mm2?226.3mm2 C76前面所选240mm2的电缆满足以上的发热、电压损耗、热稳定度要求，故选

VLV22?1000?3?240?1?120的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆，中性线芯按不小

于相线芯一半选择。

（8）馈电给8号厂房（机修车间）的线路亦采用VLV22?1000?3?240?1?120的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设。

1）按发热条件选择 由I30?83A及地下0.8m土壤温度25?C，查表8-43，

2初选缆芯截面25mm，但是由于线路过长，所以采用50mm2的电缆。其

Ial?134A?I30，满足发热条件。

2）校验电压损耗 由图3.1所示工厂平面图量得变电所至8号厂房距离约为245m，而由表8-42查得50mm2的铝芯电缆R0?0.76?/km（按缆芯工作温度75?C计），X0?0.075?km，又8号厂房的P30?37.4kW，Q30?39.8kvar，

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pR?qX???因此按式?U?得：

UN?U?37.4kW?(0.76?0.245)??39.8kW?(0.075?0.245)??7.69V

0.38kV7.69V?U%??100%?2.03%??Ual%?5%

380VM计算满足短路热稳定的最小截面 W故满足允许电压损耗的要求。

3) 短路热稳定度校验 按式?C?(3)Amin?I?tima0.75?19900?mm2?226.3mm2 C76前面所选240mm2的电缆满足以上的发热、电压损耗、热稳定度要求，故选

VLV22?1000?3?240?1?120的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆，中性线芯按不小

于相线芯一半选择。

（9）馈电给9号厂房（锅炉房）的线路亦采用VLV22?1000?3?240?1?120的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设。

1）按发热条件选择 由I30?130A及地下0.8m土壤温度25?C，查表8-43，初选缆芯截面50mm2，但由于线路过长，所以选择70mm2电缆。其Ial?157A?I30，满足发热条件。

2）校验电压损耗 由图3.1所示工厂平面图量得变电所至9号厂房距离约为225m，而由表8-42查得70mm2的铝芯电缆R0?0.54?/km（按缆芯工作温度75?C计），X0?0.07?km，又4号厂房的P30?67.1kW，Q30?53kvar，因

?pR?qX??此按式?U?得：

UN?U?67.1kW?(0.54?0.225)??53kW?(0.07?0.225)??8.99V

0.38kV8.99V?U%??100%?2.36%??Ual%?5%

380VM计算满足短路热稳定的最小截面 W故满足允许电压损耗的要求。

3) 短路热稳定度校验 按式?C?25

(3)Amin?I?tima0.75?19900?mm2?226.3mm2 C76前面所选240mm2的电缆满足以上的发热、电压损耗、热稳定度要求，故选

VLV22?1000?3?240?1?120的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆，中性线芯按不小

于相线芯一半选择。

（10）馈电给10号厂房（仓库）的线路亦采用VLV22?1000?3?240?1?120的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设。

1）按发热条件选择 由I30?16.7A及地下0.8m土壤温度25?C，查表8-43，初选缆芯截面50mm，其Ial?134A?I30，满足发热条件。

2）校验电压损耗 由图3.1所示工厂平面图量得变电所至6号厂房距离约为55m，而由表8-42查得4mm2的铝芯电缆R0?0.76?/km（按缆芯工作温度

75?C计），X0?0.07?km，又4号厂房的P30?9.59kW，Q30?5.42kvar，因

2pR?qX???此按式?U?得：

UN?U?9.59kW?(0.76?0.215)??5.42kW?(0.07?0.215)??4.34V

0.38kV4.34V?U%??100%?1.14%??Ual%?5%

380VM计算满足短路热稳定的最小截面 W故满足允许电压损耗的要求。

3) 短路热稳定度校验 按式?C?(3)Amin?I?tima0.75?19900?mm2?226.3mm2 C76前面所选240mm2的电缆满足以上的发热、电压损耗、热稳定度要求，故选

VLV22?1000?3?240?1?120的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆，中性线芯按不小

于相线芯一半选择。

（11）馈电给生活区的线路 采用BLX-1000型铝芯橡皮绝缘线架空敷设。 1）按发热条件选择 由I30?357A及室外环境温度为32?C，查表8-40，初选BLX-1000?1?240,其32?C时的Ial?455A?I30，满足发热条件。

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2）校验机械强度 查表8-35，最小允许截面积Amin?10mm2，因此

BLX-1000?1?240满足机械强度要求。

7心得体会

本次课程设计我设计了负荷计算和无功补偿、变配电及主变压器的选择、短路电流计算及主变压器的选择、变配电的位置与结构设计、防雷保护和接地装置的设计并绘制了变电所电气主接线图。通过这次课程设计，我加深了对这门课程理论知识的理解并学到了供配电设计的一些方法，也锻炼了我们学生分析和解决实际问题的能力，提高学生的实用技术，进行计算和绘图以及编写技术文件的能力。让我对自己以后可能在工作中可能碰到的问题和地方多了一些理解和认识。

参考文献

[1] 孙丽华. 电力工程基础. 机械工业出版社.2009 [2] 陈珩. 电力系统稳态分析. 中国电力出版社.2007 [3] 李光琦. 电力系统暂态分析. 中国电力出版社.2007 [4] 刘介才. 工厂供电. 机械工业出版社.2009 [5] 苏成文. 工厂供电. 机械工业出版社.2004

[6] 李宗纲 刘玉林 施慕云 韩春生. 工厂供电设计. 机械工业出版社.1985 [7] 刘介才. 实用供配电技术手册. 中国水利水电出版社.2002 [8] 刘介才. 现代电工技术手册. 中国水利水电出版社.2003

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