某化纤厂10KV供配电设计

吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计 目 录

摘要...................................................................... I Abstract................................................................. II 第一章 绪论............................................................... 1 第二章 负荷计算........................................................... 2 2.1 动力支路负荷计算................................................... 2 2.2 各车间计算负荷和无功补偿.......................................................................................2 第三章 变电所位置和型式的选择............................................. 7 3.1 车间变电所位置的确定............................................... 7 3.2 变电所型式......................................................... 7 3.2.1 其中配电柜的作用及柜内主要元件...................................................................7 3.2.2 配电所高压开关柜的选择...................................................................................7 第四章 变电所主变压器台数和容量、类型的选择及无功补偿..................... 8 4.1 变压器容量的确定................................................... 8 4.1.1 变压器容量选择时应遵循的原则.......................................................................8 4.1.2 各车间变压器台数及容量选择和无功补偿.......................................................8 4.2 工厂总降压变电所主变压器台数、容量选择及无功补偿.................. 11 第五章 主接线初步设计方案................................................ 13 第六章 短路电流的计算.................................................... 14 6.1 短路电流的计算.........................................................................................................14 第七章 变电所一次设备的选择与校验........................................ 18 7.1 高压35KV侧设备选择...............................................................................................18 7.2 中压10KV侧设备选择...............................................................................................19 7.3 低压0.4KV侧设备选择.............................................................................................19 第八章 变电所进出线的选择与校验 ......................................... 20 8.1供电线路截面选择 ....................................................................................................20 8.2 10KV线路截面............................................................................................................21 8.2.1供电给变电所Ⅰ的10KV线路............................................................................21 8.2.2供电给变电所Ⅱ的10KV线路............................................................................22 8.2.3供电给变电所Ⅲ的10KV线路............................................................................23 8.2.4 10KV联络线（与其相邻其他工厂）的选择....................................................25 第九章 继电保护.....................................................................................................................26 9.1 继电保护的任务.........................................................................................................26 9.2 主变压器保护.............................................................................................................26 9.3 35kV进线线路保护....................................................................................................26 9.4 10kV线路保护............................................................................................................26 第十章 防雷保护和接地装置的设计.....................................................................................27 10.1防雷保护....................................................................................................................27

10.1.1架空线路的防雷措施..........................................................................................27 10.1.2 变配电所的防雷措施.........................................................................................27

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摘 要

当今社会电力行业的发展直接关系到国家经济建设的兴衰成败，它为现代工业、农业、科学技术和国防提供必不可少的动力。以发电厂电气部分、高电压技术、继电保护等专业知识为理论依据，主要对该厂变电站高压部分进行毕业设计训练。设计步骤主要包括：负荷统计、负荷计算、方案比较、供电方式确定、短路电流计算、电气设备选择与继电保护整定以及防雷接地等内容。电能是现代工业生产的主要能源和动力.随着现代文明的发展与进步，社会生产和生活对电能供应的质量和管理提出了越来越高的要求。设计和建造一个安全、经济的变电所，是极为重要的。

关键词: 短路电流计算;继电保护整定;变电站设计;负荷计算

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ABSTRACT

Nowadays society the development of electric power industry is directly related to the

rise and fall success or failure of the national economic construction, it is the modern industry, agriculture, science and technology and national defense to provide essential power. In power plant electrical part, high voltage technology, relay protection and other professional knowledge as the theoretical basis, the main part of the plant substation high-voltage for graduation design training. Statistical design steps include: load, load calculation, scheme comparison, power supply, short-circuit current calculation, electrical equipment selection and relay protection setting and grounding, etc. Electricity is the main energy and power for modern manufacturing industry. With the development of modern civilization and progress, social production and life for the power supply quality and management put forward higher requirements. Design and build a safe and economical substation, is extremely important.

Key words: short circuit current calculation; Relay protection setting; Substation design; Load statistics;

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第一章 绪 论

经济发展每时每刻都离不开统计信息，电力行业作为基础产业，国家经济建设电力能源供应的保障，面对电力可以适度超前发展的机遇和国家大力倡导节能减排的局面，政府相关部门及电力行业相关领导随时掌握电力行业统计信息，依据数字分析和判断，制定行业战略规划、发展计划，对于行业更好更快的发展起着至关重要的作用。新时期下，电力行业统计工作的重要性也逐渐从幕后走到了台前。电能是现代工业生产的主要能源和动力，做好工厂供电设计对于发展工业生产、实现工业现代化，具有十分重要的意义。工厂供电系统首先要能满足工厂生产和生活用电的需要，其次要确保安全，供电可靠，技术先进和经济合理，并做好节能。本设计根据化纤厂所能取得的供电电源和该厂用电负荷的实际情况，并适当考虑生产的发展，按工厂供电的基本要求，对各车间进行负荷计算和无功补偿；确定出了各变电所的位置及各变电所变压器台数、数量和型式；计算了短路电流；选择了各线路导线截面和变电所高低压设备；配置了继电保护装置、防雷和接地装置；绘出设计图样，完成了化纤厂的供配电系统设计。

4 第1页 共31页

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第二章 负荷计算

2.1动力支路负荷计算

每个组内的负荷计算可以采用通用计算公式进行，动力支路的负荷计算采用下式进行：

Pc?K?p??Kd?Pe

Qc?K?q??KdPetan?

Sc?Pc2?Qc2 Ic?Sc/(3?UN)

式中 Pc——支路上有功计算负荷，kw；

Qc——支路上无功计算负荷，kvar；

Sc——支路上视在计算负荷，kVA；

K?p、K?q——分别为支路上有功同时系数，无功同时系数；

Ic——支路上计算电流；

UN——支路的额定电压。

2.2各车间计算负荷和无功补偿

1.纺练车间 单台机械负荷计算 a.纺丝机

已知：P??150kW，Kd?0.80，tan??0.78。 故：P?P?Kd?150?0.80?120(kw) Q?Ptan??120?0.78?93.6(kvar) b.筒丝机

已知：P??40kW，Kd?0.75，tan??0.75。

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吉林建筑工程学院城建学院电气信息工程系课程设计 故：P?P?Kd?40?0.75?30(kW)

Q?Ptan??30?0.75?22.5(kvar)

c.烘干机

已知：P??80kW，Kd?0.75，tan??1.02。 故：P?P?Kd?80?0.75?60(kW)

Q?Ptan??60?1.02?61.2(kvar)

d.脱水机

已知：P??15kW，Kd?0.60，tan??0.80。 故：P?P?Kd?15?0.60?9(kW)

Q?Ptan??9?0.80?7.2(kvar )e.通风机

已知：P??220kW，Kd?0.70，tan??0.75。 故：P?P?Kd?220?0.70?154(kW) Q?Ptan??154?0.75?115.5(kvar )

f.淋洗机

已知：P??5kW，Kd?0.75，tan??0.78。 故：P?P?Kd?5?0.75?3.75(kW)

Q?Ptan??3.75?0.78?2.93(kvar )g.变频机

已知：P??800kW，Kd?0.80，tan??0.70。 故：P?P?Kd?800?0.80?640(kW)

Q?Ptan??640?0.70?448(kvar)

h.传送机

已知：P??38kW，Kd?0.80，tan??0.70。

第3页 共31 页 吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计 故：P?P?Kd?38?0.80?30.4(kW)

Q?Ptan??30.4?0.70?21.3(kvar)

纺练车间单台机械负荷统计见表2.1

表2-1纺练车间单台机械负荷统计

序号 车间设备名称 安装容量/kW 纺炼车间 纺丝机 筒绞机 烘干机 脱水机 通风机 淋洗机 变频机 传送机 小计 150 40 80 15 220 5 800 38 1348 Kd 0.8 0.75 0.75 0.6 0.7 0.75 0.8 0.8 5.95 tanφ 0.78 0.75 1.02 0.8 0.75 0.78 0.7 0.7 6.28 1 计算负荷 P/kW Q/kvar S/kVA 120 93.6 152.2 30 22.5 37.5 60 61.2 85.7 9 7.2 11.5 154 115.5 192.5 3.75 2.93 4.8 640 448 781.2 30.4 21.3 37.1 1047.2 772.2 1302.5

2.车间计算负荷统计(计及同时系数） 取同时系数：K?P?0.9，K?Q?0.95

P?K?p?P?0.9?1047.2?942.5(kW) Q?K?q?P?0.95?772.2?733.6(kvar) S?P2?Q2?942.52?733.62?1194.4(kVA)

3.其余各车间负荷计算 a.原液车间

已知：P??1040kW，Kd?0.75，tan??0.65。 故：P?P?Kd?1040?0.75?780(kW)

Q?Ptan??780?0.65?507(kvar) S?P2?Q2?7802?5072?930.3(kVA)

b.酸站照明

已知：P??260kW，Kd?0.65，tan??0.65。

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吉林建筑工程学院城建学院电气信息工程系课程设计 故：P?P?Kd?260?0.65?169(kW)

Q?Ptan??169?0.65?109.9(kvar) S?P2?Q2?1692?109.92?201.6(kVA)

c.锅炉房照明

已知：P??320kW，Kd?0.75，tan??0.75。 故：P?P?Kd?320?0.75?240(kW)

S?P2?Q2?2402?1802?300(kVA)

d.排毒车间

已知：P??160kW，Kd?0.7，tan??0.7。 故：P?P?Kd?160?0.7?112(kW)

Q?Ptan??112?0.7?78.4(kvar ) S?P2?Q2?1122?78.42?136.7(kVA)

e.其他车间

已知：P??240kW，Kd?0.7，tan??0.7。 故：P?P?Kd?240?0.7?168(kW)

??168?0.7?11.76(kvar ) Q?Ptan S?2P2?Q2?168?117.62?205(kVA)

全厂计算负荷=0.90(纺练车间计算负荷+原液车间计算负荷+酸站照明计算负荷+锅炉房照明计算负荷+ 排度车间计算负荷+其他车间计算负荷)

P?K?p?P?0.9?(780?169?240?112?168)?1322.1 Q?K?q?Q?0.9?(507?109.9?180?78.4?117.6)?893.6 S?P2?Q2?1322.12?893.62?1595.8

各车间计算负荷统计见表2.2

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表2-2各车间计算负荷统计

序号 车间设备名称 安装容量/kW 1040 260 320 160 240 2020 Kd 0.75 0.65 0.75 0.7 0.7 tanφ 0.65 0.65 0.75 0.7 0.7 2 原液车间照明 3 酸站照明 4 锅炉房照明 5 排毒车间照明 6 其他车间照明 全厂计算负荷总计 P/kW 780 169 240 112 168 1322.1 计算负荷 Q/kvar 507 109.9 180 78.4 117.6 893.6 S/kVA 930.3 201.6 300 136.7 205 1773.6

因为在一定的情况下是不可能发生所有的用电设备同时工作的情况,，如果按照全部用电设备的用电负荷之和来计算全厂计算负荷的话，势必会造成,经济不运行和浪费等,情况,也就是我们常说的大马拉小车。

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第三章 变电所位置和型式的选择

3.1车间变电所位置的确定

根据地理位置及各车间计算负荷大小，决定设立3个车间变电所，各自供电范围如下：

变电所Ⅰ：纺炼车间、锅炉房。 变电所Ⅱ：原液车间。

变电所Ⅲ：排毒车间、其他车间、酸站。

3.2变电所型式

总降压变电所变，配电装置总体布置设计综合前述设计计算结果，参照国家有关规程规定，进行内外的变

3.2.1 其中配电柜的作用及柜内主要元件

1.便于分片（或分类）配置电源；

2.当线路出现故障时，有利于控制故障范围也方便快速找出故障点及时加以排除； 3.配电柜内主要有接线端子、各种刀闸、保护设备（空气开关、熔断器之类）、测量设备（电压表、电流表、周波表等）、计量设备（有功、无功功率表）。

3.2.2 配电所高压开关柜的选择

高压开关柜是按一定的线路方案将有关一，二次设备组装而成的一种高压成套配电装置，在发电厂和变配电所中作为控制和保护发电机，变压器和高压线路之用，也可作为大型高压开关设备，保护电器，监视仪表和母线，绝缘子等。高压开关柜有固定式和手车式两大类型。

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第四章 变电所主变压器台数和容量、类型的选择及无功补

偿

4.1变压器容量的确定 4.1.1变压器容量选择时应遵循的原则

1.只装有一台变压器的变电所，变压器的额定容量应满足全部用电设备计算负荷的需要。

2.装有两台变压器的变电所，每台变压器的额定容量应同时满足以下两个条件： a.任一台变压器单独运行时，应满足全部一、二级负荷的需要； b.任一台变压器单独运行时，宜满足全部用电容量设备70%的需要。

3.变压器正常运行时的负荷率应控制在额定容量的70%~80%为宜，以提高运行率。

4.1.2各车间变压器台数及容量选择和无功补偿

1.变压所I 变压器及容量选择

a.变压所I的供电负荷统计。取同时系数：K?P?0.9，K?Q?0.95

?P?K?q(Q纺?Q锅）?0.9?（1047.2?240）?1158.5?Q?K?q(Q纺?Q锅）?0.95?（772.2?180）?904.6

b.变压所I得的无功补偿（提高功率因数到0.9以上）。 无功补偿试取：Qc?400kvar

补偿以后：错误！未找到引用源。Q?904.6?400?504.6(kvar)

cos??

?PP2?(?Q?Q)2?1158.5?0.92?0.9 221158.5?(904.6?400)S1?P2?(?Q?Qc)?1263.6(kvar)

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吉林建筑工程学院城建学院电气信息工程系课程设计 c.变电所I的变压器选择。为保证供电的可靠性，选用两台变压器（每台可供电车间总负荷的70%）：

SNT1?0.7S?0.7?1263.6?884.5(kVA)

查《课程设计一毕业设计指导教程》附表3-2：选择变压器型号SL7系列，额定容量为1000KVA，两台。

查表得出变压器的各项参数： 空载损耗?Po?1.8kW； 负载损耗?Pk?11.6kW； 阻抗电压Uk%?4.5； 空载电流Io%?1.1。

d.计算每台变压器的功率损耗?S?n?1?。

11S1??1263.6?631.8(kVA) 22?S1??PT?nP??P0k?n?SN??631.8???1.8?11.6????6.4(kW) ??1000????631.8???11?45????28.96(kvar) ?1000???2222I%1Uk?S??QT?n0SN?100n100??SN2.变压所Ⅱ变压器台数及容量选择 a.变压所Ⅱ的供电负荷统计。

P?780kW

Q?507kvar

b.变压所Ⅱ的无功补偿（提高功率因数到0.9以上）。 无功补偿试取：QC?200kvar 补偿以后：Q?507?200?307kvar cos???PP?(?Q?Q)222780780?(507?200)2?0.93?0.9

S1?P2?(?Q?Qc)2?838.2(kVA)

c.变电所Ⅱ的变压器选择。为保证供电的可靠性，选用两台变压器（每台可供电车

第9页 共31 页 吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计 间总负荷的70%）：

SNgII?0.7SII?0.7?838.2?586.74(kVA)

查《课程设计一毕业设计指导教程》附表3-2：选择变压器型号SL7系列，额定容量为630KVA，两台。

查表得出变压器的各项参数： 空载损耗?Po?1.3kW； 负载损耗?Pk?8.1kW； 阻抗电压Uk%?4.5； 空载电流Io%?2。

d.计算每台变压器的功率损耗。

11S?SII??838.2?419.1(kVA)

22?S1??PT?nP??P0k?n?SN??419.1???1.3?8.1????4.88(kW) ?630?????419.1???11?45????30.9(kvar) ??630??2222I%1Uk?S??QT?n0SN?100n100??SN3.变压所Ⅲ变压器台数及容量选择 a.变压所Ⅲ的供电负荷统计。

?P?P（kW) 酸?P排?P其?169?112?168?449?Q?Q酸?Q排?Q其?109.9?78.4?117.6?305.（9kvar)

b.变压所I的供电负荷统计。取同时系数：K?P?0.9，K?Q?0.95

?PIII?K?p?P?0.9?449?404.1(kW) ?QIII?K?p?P?0.95?305.9?290.6(kvar)

c.变压所Ⅲ的无功补偿（提高功率因数到0.9以上）。

无功补偿试取：QC?150kvar 补偿以后：Q?290.6?150?140.6kvar

第10页 共31 页

吉林建筑工程学院城建学院电气信息工程系课程设计 cos??P2SⅠ?2?P???Q?Q?c2?404.1404.1??295.93?150?22?0.94?0.9 变电所Ⅱ的变压器选择。为保证供电的可靠性，选用两台变压器（每台可供电车间总负荷的70%）：

?P???Q?Qc??429.64?kVA?2SNgⅢ?0.7SⅢ?0.7?429.64?300.75?kVA?

查《课程设计一毕业设计指导教程》附表3-2：选择变压器型号SL7系列，额定容量为315KVA，两台。

查表得出变压器的各项参数： 空载损耗?Po?0.76kW； 负载损耗?Pk?4.8kW； 阻抗电压Uk%?4； 空载电流Io%?2.3。

d.计算每台变压器的功率损耗。

11S?SⅢ??429.64?214.82?kVA?22 ?S?1?214.82???PT?nPo??Pk??0.76?4.8??????2.99?kW??SN?n315?? ?Io%1Uk%??214.82??S??QT?nSN??7.25?12.6??????13.11?kvar?SN100n100???315? 22224.2工厂总降压变电所主变压器台数、容量选择及无功补偿

?P?2??P'+P'+P'??2??556.13+595.85+205.5??2714.96?kw?

ⅠⅡⅢ?Q?2??Q'+Q'+Q'??2??280.67+198.91+86.17??1131.5?kvar?

ⅠⅡⅢ

P?K?P?P?0.9?2714.96?2443.46?kw?

Q?K?Q?Q?0.95?1131.5?1074.93?kvar?

第11页 共31 页 吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计 总降压变10kV侧无功补偿试取：QC?300kvar

cos??PP??Q?QC?22?2443.462443.46??1131.5?300?22?0.95合格

S?P2??Q?QC??2443.462??1131.5?300??2581.06?kVA?22 SNT?0.7S?0.7?2581.06?1806.74?kVA?

选择变压器型号SL7?2000/35，两台。 查表得出变压器的各项参数： 空载损耗?Po?3.4kW； 负载损耗?Pk?19.8kW；

阻抗电压Uk%?6.5；空载电流Io%?1.1。

第12页 共31 页

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第五章 主接线初步设计方案

第13页 共31 页 吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计

第六章 短路电流的计算

6.1短路电流的计算

按无穷大系统供电计算短路电流。短路计算电路图见图5.2。

图6.1

1.工厂总降压变35KV母线短路电流（短路点①) a.确定标幺值基准：Sd?100MVA，Uav?37kV

Id?Sd?3?Uav100?1.56?kA?3?37 b.计算各主要元件的电抗标幺值： 系统电抗（取短路器Soc?400MVA）

X1?Sd100??0.25Soc400 35kV线路电抗(LGJ?35)

x?0.43??/km?

第14页 共31 页

吉林建筑工程学院城建学院电气信息工程系课程设计 100?0.6372 c.求三相短路电流和短路容量： X2?0.43?19?①总电抗标幺值：

1X??0.25??0.6?0.552 ②三相短路电流周期分量有效值：

Id1.56Ik?3????2.84?kA?X?0.55 ③其他三相短路电流电流值：

I\?3??I??3??Ik?3??2.84?kA?3?3?

??ish?2.55I\?2.55?2.84?7.24?kA?Ish?1.1I?3?3\???1.52?2.84?4.32?kA?

④三相短路容量：

Sd100Sk?3????181.82?MVA?X?0.55 2.10KV母线短路电流（短路点②)

a.确定标幺值基准：Sd?100MVA，Uav?10.5kV

Id2?Sd100??5.5?kA?3?Ud23?10.5 b.计算各主要元件的电抗标幺值：

①系统电抗X1?Sd100??0.25Soc400 ②35kV线路电抗

x?0.43??/km??LGJ?35?

③X2?0.43?19?100?0.623735kV/11kV电力变压器电抗?Uk%?6.5?

Uk%?Sd6.5?100?103X3???3.25100SN100?2000 c.求三相短路电流和短路容量： ①总电抗标幺值：

第15页 共31 页 吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计 X2?X30.6?3.25?0.25??2.1822 ②求三相短路电流周期分量有效值：

Id5.5Ik?3????2.52?kA?X?2.18 ③其他三相短路电流电流值： X??X1?I\?3??I??3??Ik?3??2.52?kA??3?3\??

ish?2.55I?2.55?2.52?6.43?kA?Ish?1.1I?1.52?2.52?3.83?kA?④三相短路容量：

?3?3\??

Sk?3??Sd100??26.11?MVA?X?3.83 3.0.4kV母线短路电流（短路点③)

a.确定标幺值基准：Sd?100MVA，Uav?0.4kV

Id2?Sd100??144.34?kA?3?Ud33?0.4 Sd100??0.25Soc400 b.计算各主要元件的电抗标幺值：

①系统电抗X1?②35kV线路电抗

x?0.43??/km??LGJ?35?

100X2?0.43?19?2?0.637 ③35kV/11kV电力变压器电抗

?Uk%?6.5?

Uk%?Sd6.5?100?103X3???16.25100SN100?400 ④10kV厂内架空线路电抗（给变电所Ⅰ供电）： 因这段10kV架空线路很短，l?0，电抗可不计。

X4?0

第16页 共31 页

吉林建筑工程学院城建学院电气信息工程系课程设计 ⑤10/0.4kV电力变压器（1000kVA变压器Uk%?4.5）：

Uk%?Sd4.5?100?103X5???4.5100SN100?1000 c.求三相短路电流和短路容量： ①总电抗标幺值：

0.6?16.250?4.5X???0.25???10.9322 ②求三相短路电流周期分量有效值：

Id144.34Ik?3????13.21?kA?X?10.93 ③其他三相短路电流电流值：

I\?3??I??3??Ik?3??13.21?kA?ish?2.55I3

?3?3\???2.55?13.21?33.69?kA???Ish?1.1I\?1.52?13.21?20.08?kA??3?

④三相短路容量：

Sd100Sk?3????7.57?MVA?X?13.21 三相短路电流和短路容量计算结果列表汇总如表6-1所示。

表6-1三相短路电流和短路容量计算结果列表汇总

短路点计算 ①点点点三相短路电流 Ik?3?三相短路容量 ??I?3?Ik3???ish33?3?Sk??Ish 2.84 0.63 13.21 2.84 0.63 13.21 7.42 1.61 33.69 4.32 0.96 20.08 181.82 158.7 7.57 2.84 0.63 13.21 35kV ②10kV ③0.4kV

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吉林建筑工程学院城建学院电气信息工程系课程设计 由于任务书中给出的最大负荷利用小时数为4600小时，查表可得：架空线的经济

2jec?1A/mm电流密度。所以可得经济截面：

Aec?I25.23??25.23?mm2?2jec1选择标准截面35mm，即选导线型号为LGJ?35。

2．复核电压降

正常运行时：N=2 查《电力工程类专题课程设计与毕业设计指导教程》附表6-1，

LGJ?35导线的电阻 r1?0.9?/km；线路电抗取 x1?0.39?/km，根据负荷另供电距离为

0.32公里，则

R?r1?L?0.9?0.32?0.2?

X?x1?L?0.38?0.32?0.12?

PR?QX780?0.2?346?0.12?U%???1%?10%符合要求

2U22?102故障情况运行时：考虑到一条回路故障切除，另一条回路能保证全部负荷供电

PR?QX780?0.2?346?0.12?U%???2%?15%

U2102符合要求

3.复核发热条件

查《电力工程类专题课程设计与设计指导教程》附表6-5得LGJ?35允许载流量，按环境温度30度Ial?189A，查《送电线路》P233表6-5得环境温度30度时的温度校正系数K?0.94

Ie?Ial?K?189?0.94?177.66A?I30

因此满足发热条件。

结论：经上述计算复核变电所II决定采用10kV电压等级二回路LGJ?35导线接入。

8.2.3供电给变电所Ⅲ的10KV线路

为保证供电的可靠性选用双回供电线路，每回供电线路计算负荷：

11?P??P排?P其?P酸??=P???K??0.9??112+168+169???202.05?kw?????22 11?Q??Q排?Q其?Q酸??=Q???K?2???0.95??67.2+126+118.3????147.96?kvar?2? 计及变压器的功率损耗：

第23页 共31 页 吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计 P'?P??Pb?202.05?2.99?205.04?kw?

Q'?Q??Qb?147.96?13.11?161.07?kvar?S'?P'2?Q'2?205.042?161.072?260.74?kVA?S'260.74I???15.05?A?3?103?10 10kV线路很短功率损耗

?PL?3I2RL?3?12.842?1.33?0.64?0.42?kw?

?QL?3I2XL?3?12.842?0.35?0.64?0.1?kvar?线路首端功率：

P?P'??P?250.04?0.42?205.5?kw?

Q?Q'??Q?147.96?0.1?148.06?kvar?线路电压降计算（仅计算最长厂内10kV线路电压降）：

?U?Pro?Qxo205?1.33?148.06?0.35l??0.64?0.02?kV?UN10 ?U0.02?100%??100%?0.2%UN10 合格（其余线路更合格了）

?U%?1.按经济电流密度选择导线经济截面：

由于任务书中给出的最大负荷利用小时数为4600小时，查表可得：架空线的经济

2jec?1A/mm电流密度。

Aec?所以可得经济截面：2I15.05??12.84?mm2?jec1 选择标准截面25mm符合条件，但根据最小导线截面积的规定，应选导线型号为

LGJ?35。

2.复核电压降

正常运行时：N=2 查《电力工程类专题课程设计与毕业设计指导教程》附表6-1，

LGJ?35导线的电阻r1?1.26?/km；线路电抗取 x1?0.4?/km，根据负荷另供电距离为

0.64公里，则

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吉林建筑工程学院城建学院电气信息工程系课程设计 R?r1?L?1.26?0.64?0.81? X?x1?L?0.4?0.64?0.27?

PR?QX404.1?0.81?295.92?0.27?U%???0.2%?10%

2U22?102符合要求

故障情况运行时：考虑到一条回路故障切除，另一条回路能保证全部负荷供电

PR?QX404.1?0.81?295.2?0.27?U%???0.4%?15%符合要求 22U10 3.复核发热条件

查《电力工程类专题课程设计与毕业设计指导教程》附表6-5得LGJ?35允许载流量，按环境温度30度Ial?189A，查《送电线路》P233表6-5得环境温度30度时的温度校正系数K?0.94

Ie?Ial?K?189?0.94?177.66A?I30

因此满足发热条件。

8.2.4 10KV联络线（与其相邻其他工厂）的选择

已知全厂总负荷：P总?2451.4kW，Q总?1864.17kvar。 10kV联络线容量满足全厂总负荷30%：

P=P总?30%?2451.4?30%?735.57?kW?

'Q=Q总?30%?1864.17?30%?559.25?kvar?S'924.03I???55.35?A?S?P2?Q2?735.572?559.252?924.03?kVA?3?U3?10 用时间很少，可按长期发热条件选择和校验。选导线LJ?25，其允许载流量为：

Ia1?135A。

相应参数为ro?1.33?/km，xo?0.35?/km。已知线路长度：l?5km。 线路电压降计算：

Pro?Qxo735.57?1.33?559.25?0.35?U?l??0.64?0.59?kV?UN10 ?U%??U0.59?100%??100%?5.9%UN10 合格。

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第九章 继电保护

9.1 继电保护的任务

1.供电系统需迅速地切断故障，并保护系统无故障部分继续运行。

2.当系统出现非正常工作状态时，要给值班人员发出信号，使值班人员及时进行处理，以免引起设备故障。

9.2主变压器保护

1.瓦斯保护

防御变压器内部短路和油面降低，轻瓦斯动作于信号，重瓦斯动作于跳闸。 2.电流速断保护

防御变压器线圈和引出线的多相短路，动作于跳闸。 3.过电流保护

防御外部相同短路并作为瓦斯保护及电流速断保护的后备保护，动作于跳闸。 4.过负荷保护

防御变压器本身的对称过负荷及外部短路引起的过载。

9.3 35kV进线线路保护

1.电流速断保护 2.过电流保护 3.过负载保护

9.4 10kV线路保护

1.过电流保护

防止电路中短路电流过大，保护动作于跳闸。 2.过负载保护

防止配电变压器的对称过载及各用电设备的超负荷运行。

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第十章 防雷保护和接地装置的设计

10.1防雷保护

10.1.1架空线路的防雷措施

1. 架设避雷线

2. 提高线路本身的绝缘水平

3. 利用三角形排列的顶线兼作防雷保护线 4. 装设自动重合闸装置

5. 个别绝缘薄弱地点加装避雷器

10.1.2 变配电所的防雷措施

1.装设避雷针 室外配电装置应装设避雷针来防护直接雷击。

2.低压侧装设避雷器 这主要用在多雷区用来防止雷电波沿低压线路侵入而击穿电力变压器的

绝缘。

10.2 接地装置

1.确定接地电阻

按相关资料可确定此配电所公共接地装置的接地电阻应满足以下两个条件： RE ≤ 250V/IE RE ≤ 10Ω 式中IE的计算为 IE = IC = 60×(60＋35×4)A/350 = 34.3A 故 RE ≤ 350V/34.3A = 10.2Ω

综上可知，此配电所总的接地电阻应为RE≤10Ω 3.计算单根钢管接地电阻

查相关资料得土质的ρ = 100Ω·m

则单根钢管接地电阻RE(1) ≈ 100Ω·m/2.5m = 40Ω 4.确定接地钢管数和最后的接地方案

12

吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计 根据RE(1)/RE = 40/4 = 10。但考虑到管间的屏蔽效应，初选15根直径50mm、长2.5m的钢管作接地体。以n = 15和a/l = 2再查有关资料可得ηE ≈ 0.66。 因此可得n = RE(1)/(ηERE) = 40Ω/(0.66×4)Ω ≈ 15考虑到接地体的均匀对称布置，选16mm根直径50mm、长2.5m的钢管作地体，用40×4mm2的扁钢连接，环形布置。选择双针等高避雷。

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吉林建筑工程学院城建学院电气信息工程系课程设计 总 结

本次课程设计主要有一下几点：

（1）负荷计算和短路电流的计算，其中负荷计算主要包括动力支路负荷计算和各车间负荷计算以及无功补偿。

（2）变电所位置和形式的选择和变电所主变压器台数和容量类型的选择及无功补偿。

（3）本次设计最重要的一部分，主接线的设计。

（4）变电所一次设备的选择与校验以及变电所进出线的选择与校验。 （5）供电系统的保护分为继电保护和防雷保护。

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致 谢

此次设计是在程老师的精心指导下完成的，在设计过程中，程老师认真指导，多方面支持，给出了许多很好的指导意见。

在整整两周的日子里，可以说是苦多于甜，但是学到了很多的东西，同时不仅可以巩固以前所学过的知识，而且学到了许多书本上没有的东西。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很总要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。

最后还是要再一次感谢老师和同学的帮助，正因为有你们的帮助我才顺利的完成了此次设计，非常感谢。

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吉林建筑工程学院城建学院电气信息工程系课程设计 参考文献

[1] 刘介才.《工厂供电》.高等教育出版社，2004年8月第1版 [2] 陈小虎.《工厂供电技术》.高等教育出版社，2006年5月第2版 [3] 江文，许慧中.《供配电技术》.机械工业出版社，2005年8月第1版 [4] 李宗纲，刘玉林.《工厂供电设计》.高等教育出版社，2003年2月第2版

[5] 钟大文.电力工程电气设计手册（电气一次部分）.北京:水利电力出版社，1989年P7～P16

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/l9g7.html