《供用电变电所设计》期末要求

《供用电变电所设计》期末要求

《供用电变电所设计》任务指导书

一、设计题目：最多3人同一个题目

二、设计内容及主要步骤

根据提供的原始资料开展以下计算、设计、作图等工作：

（1）完成负荷计算，计算出功率因素，并根据功率因素要求进行无功补偿计算，确定无功补偿的容量；

（2）进行变电所变压器容量、台数、型式等的选择；

（3）进行变电所高低压侧主接线的设计与选择；

（4）进行高低压侧短路电流的计算；

（5）进行高压侧和低压侧开关柜、断路器、隔离开关、互感器、母线、电缆等设备的选择和校验计算；

（6）进行变电所总平面图布置和各室的电气平面布置设计；

（7）进行10kV进线侧过电流保护整定计算和速断保护整定；进行变压器过电流保护和速断保护整定计算；

（8）进行防雷与接地设计；

（9）图纸绘制。

三、设计报告格式详见附录1模板

四、提交时间地点

第16周周四交，由学委收齐，统一送系办公室。

五、原始资料见附录2

六、设计教材及主要参考资料

[1] 孙丽华主编. 电力工程基础. 北京：机械工业出版社

[2] 刘介才主编. 工厂供电简明设计手册. 北京：机械工业出版社，1993

[3] 刘介才主编. 工厂供电. 北京：机械工业出版社

[4] 段建元编. 工厂配电线路及变电所设计计算. 北京：机械工业出版社，1982

[5] 刘介才主编. 工厂供电设计指导. 北京：机械工业出版社，1999

[6] 变电所及电力网设计与应用.

设计报告

课程名称《供用电变电所设计》

课程类别专业选修课

所在系（部）机电工程系

所在班级13级供用电技术2班

学生姓名

学生学号

指导教师陈丽丹讲师

2014－2015学年第二学期

目录

第一章绪论…………………………………………………………………………………………

1.1设计题目

1.2工程原始资料

第二章负荷计算及无功补偿……………………………………………………………………？

2.1 负荷计算方法介绍

2.2 具体负荷计算过程和结果-

2.3 无功补偿计算

第三章配电变压器的选择

3.1变压器选择理论依据

3.2 本工程配变选择结果（需给出对应的配变技术参数表）

第四章高低压主接线方案设计

4.1 10kV变电所常用主接线方式介绍

4.2 本工程高低压的主接线设计

第五章高低压侧短路电流计算

5.1 短路电流计算理论

5.2 高压侧短路电流计算

5.3 低压侧短路电流计算

第六章电气一次设备的选择与校验

6.1 电气设备选择依据

6.2 断路器的选择与校验

6.3 互感器的选择与校验

6.4 高低压母线的选择

6.6 高低压柜的选择

第七章电气平面布置图设计

7.1 总平面图布置方案

7.2高压室电气平面布置方案

7.3 变压器室电气平面布置方案

7.4 低压室电气平面布置方案

第八章继电保护整定计算

8.1 10kV进线过电流保护和速断保护整定计算 8.2 变压器过电流和速断保护整定计算

第九章防雷与接地设计

9.1 直击雷的防护方案

9.2 雷电入侵波的防护方案

9.3接地装置的设计

附录图1：配电装置形式的主接线图

题目1．某机械厂变电所设计

(1)工厂总平面图如图1所示。

（2）负荷情况：本厂多数车间为两班制，年最大负荷利用小时为4600h，日最大负荷持续时间为6h。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。全厂设一个降压变电所，各车间（380V侧）的负荷统计情况如表1所示。

表1 各车间负荷统计资料

编号名称

设备

容量

/kW

需

要

系

数

cos

Φ

tan

Φ

计算负荷

P c/

kW

Q c/

kva

r

S c/k

V A

I c/

A

1 铸造车

间

320

0.2

5

0.7

5

2 锻压车

间

300 0.3

0.6

生活区的

负荷中心

(8)

(9)

(10)

(4)

(7)

(6)

(5)

(3)

(2)

(1)

大

街

公共电源干线

厂区

大街

厂门

后厂门

邻厂

某机械厂总平面图

比例：1：2000

图 1 某机械厂

总平面图

北

7 金工车

间

380 0.2

0.6

5

6 工具车

间

350

0.3

5

0.6

4 电镀车

间

240 0.5

0.7

5

3 热处理

车间

150 0.6

0.8

9 装配车

间

160 0.3

0.7

10 机修车

间

150

0.2

5

0.6

5

8 锅炉房60 0.7 0.8 0

5 仓库40 0.4 0.8 0

总计—

（3）供用电协议

A. 供电电源：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。干线首端距离本厂约8km。

B. 系统短路数据：干线首端所装设的高压断路器断流容量为500MV A。此断路器配备有定时限过电流保护和电流速断保护，定时限过电流保护整定的动作时间为3s。为满足工厂二级负荷的要求，可采用高压联络线由邻近的单位取得备用电源。

C. 电业部门对功率因数要求值: 工厂最大负荷时的功率因数不得低于0.90。

(4) 自然条件

本厂所在地区的年最高气温为40℃，年平均气温为20℃，年最低气温为-8℃，年最热月平均最高气温为30℃，年最热月地下0.8m处平均温度为25℃。年雷暴日数为32天，土壤性质以砂质粘土为主。

2. 某制造厂变电所设计

（1）负荷情况：本厂多数车间为两班制，年最大负荷利用小时为5500h。该厂负荷属三级负荷，设三个车间变电所，各车间（380V侧）的负荷统计情况如表2所示。

（2）供用电协议

A. 电源：从电业部门某35kV地区变电所取得10kV的高压电源，地区变电所距本厂约8km。

B. 电力系统短路数据：地区变电所10kV母线在系统最大运行方式和最小运行方式下的短路容量分别为S k.max=500MV A和S k.min=200MV A，系统馈电出线继电保护的动作时间为3.2 s。

C.电业部门对功率因数要求值：工厂最大负荷时的功率因数不得低于0.90。

表2 各车间低压负荷统计表

序号车间

名称

设备

容量

/kW

需要

系数cosφtanφ

计算负荷

变压器

台数

和容量

30

P

/kW 30Q

/kvar 30S

/kV.A 30I/kA

1 铸造

车间

850

0.5 0.7 锻压

车间730 0.6 0.6 仓库120 0.5 0.8 小计

2 机加

车间350 0.7 0.8

工具

车间380 0.5 0.6 模具

车间200 0.6 0.7 小计

3

表面

处理

车间260 0.6 0.65 动力

车间205 0.7 0.65 总装

车间150 0.6 0.8 试验

站60 0.7 0.7 小计

(3) 自然条件：（同上）。

题目3. 某校区变电所设计

地区地势平坦，且附近建筑物稀疏，出线走廊较开阔；年最高气温40℃，年平均气温15.1--16℃，年最低气温-2℃, 年最热月平均最高气温38℃，年最热月平均气温26℃.年雷暴日数22.0。平均海拔110.4m，主导风向东南风。根据要求，图书馆、行政楼及消防设施为二级负荷，其余均为三级负荷。根据学院负荷要求，本设计采用双电源电缆进线，一用一备。

工程名称用电负荷

（KW）

需要系数

计算负荷

（KW）

一号教学楼113.75 0.70 二号教学楼220.53 0.70 三号教学楼141.5 0.70 实验楼ABC 324.78 0.85 二号系馆楼305.82 0.70 三号系馆楼194.56 0.70 行政楼405.8 0.80 图书馆1600 0.80 一区公寓532.5 0.60 二区公寓635 0.60 教师公寓2063.4 0.60 研究生公寓527 0.60 服务楼100 0.85

食堂100 0.90 锅炉房50 0.85

路灯45.36 0.45 开水房50 0.70

消防室80 0.80 总计

题目4. 某食品厂变电所设计

（1）负荷情况：本厂为三班工作制，年最大负荷利用小时数5700小时。全厂绝大部分负荷属于一类负荷。全厂共设四个车间变电所，各车间（380V侧）的负荷统计情况如表3所示：

表3 各车间负荷负荷计算表

序号P30（kW）

Q30

(kvar)

S30

(kV A)

I30 (A) 变压器台

数和容量

1 1000 400

2 950 220

3 1200 360

4 600 160 （2）供用电协议：（同上）。

（3）自然条件：（同上）。

题目5. 某染织厂变电所设计

(1) 工厂平面及车间设备布置图

工厂平面及车间设备布置图如图2所示。

配电房

大浆机48kW

小浆机10kW

小浆机10kW

柜 机 80kW

空压机22kW ×2

脱水机5kW×2

筒 染 机9台，共200kW 预留1台1000kg,80kW,一台800kg80kw

办公室50kW 化验室15kW

烘房37kW×2

微波炉 90kW

松筒机 4kW×4台

厂区

大街

大街

邻厂

图2 车间平面及设备布置图

（2）负荷情况：该厂的用电设备均属三级负荷，年最大负荷利用小时为5000h ，低压动力设备均为三相，额定电压为380V ，电气照明及家用电器均为单相，额定电压为220V 。各车间（380V 侧）的负荷统计情况如表4所示。

表4 车间用电设备明细表 设备代号 设备名称 台数 单台容量（kW ） 总容量

（kW ） 1 小浆机 1 8 8 2 小浆机 1 8 8 3 大浆机 1 45 45 4 柜机 1 70 70 5 筒染机 1 22 22 6 筒染机 1 22 22 7 筒染机 1 22 22 8 筒染机 1 22 22

9 筒染机 1 22 22

10 筒染机 1 22 22

11 筒染机 1 22 22

12 筒染机 1 22 22

13 筒染机 1 22 22

14 预留筒染

机 1 80 80 15 预留筒染

1 80 80

机

16 脱水机 1 5 5

17 脱水机 1 5 5

18 空压机 1 22 22

19 松筒机 1 4 4

20 松筒机 1 4 4

21 松筒机 1 4 4

22 松筒机 1 4 4

23 微波炉 1 90 90

24 烘干机 1 37 37

25 烘干机 1 37 37

26 化验室 1 15 15

27 办公室 1 40 40

28 二期车间 1 135 135

题目6. 某电力金具厂变电所设计

1、工厂负荷情况

该厂主要生产交直流220V 及其以上电力金具，金具产品有悬锤线夹、耐张线夹、联结金具、接续金具、保护金具、拉线金具、T 接金具、设备线夹、母线固定金具等。下设：铸造、铸铝、锻压、铜铝焊接、硅胶绝缘、护罩、绝缘材料、挤压、冲压、热处理、金工等车间等车间及其他辅助设施。工厂各车间负荷情况见附表。该厂大部分车间为三班制，少数车间为两班或一班制，年最大有功负荷利用小时数为4800h 。该厂属二级负荷，负荷情况见附表。

2、供电电源情况

从某35/10kV 变电站提供电源，用双回10kV 架空线向工厂供电，此站距厂4km ；变电站

短路数据：()MVA S max .k 2403=，()MVA S min .k 1303=。

当地供电部门要求工厂：①过电流保护整定时间不大于1.0s ；②在工厂10kV 电源侧进行电能计量；③功率因数应不低于0.90。

3．工厂自然条件

年最高气温39℃，年平均气温23℃，年最低气温-5℃, 年最热月平均最高气温33℃，年最热月平均气温26℃，年最热月地下0.8m 处平均温度25℃．主导风向为南风，年雷暴日数52。平均海拔22m ，地层以砂粘土为主。

4．电费制度

按两部电价制交纳电费,基本电价20元/千伏·安/月，电度电价0.5元/度。

附表：工厂负荷情况 序

号

车间名称 设备容量kW 需要系数d K 功率因数?cos 车间变电所代号 （参考） 1

铸铝车间 800 0.80 0.85 STS1 2

铸造车间 280 0.30 0.70 STS2 3

锻压车间 330 0.30 0.65 4 铜铝焊

接车间 680 0.30 0.50 STS3

5 硅胶绝

缘车间

135 0.60 0.85

STS4

6 护罩车

间

200 0.30 0.70

7 绝缘材

料车间

240 0.25 0.65

8 挤压车

间

90 0.75 0.70

STS5

9 冲压车

间

145 0.75 0.70

1 0 热处理

车间

160 0.60 0.80

1 1 机加工

车间

225 0.25 0.65

STS6

1 2 原料间15

0.

30

0.

90

1 3 仓库15

0.

40

0.

80

1 4 办公楼80 0.55 0.85

STS7

1

5

生活区310 0.50 0.90

5.设计任务

设计内容包括：配变电所的负荷计算及无功功率的补偿计算，车间变压器台数和容量、

型式的确定，变配电所主接线方案的选择，高低压配电线路及导线截面选择，短路计算和开关设备的选择，继电保护的整定计算*，防雷保护与接地装置设计*等。

题目7. 建安机械化安装公司变电所设计

公司现要新建一个10/0.4kV的变配电所，向公司生产区、办公楼、职工住宅区及其生活水泵组供电。鉴于公司用电的特殊性，新建变电所的电源取自3km外公司一专用35kV变电站和3km外市供电公司另一相同容量的35kV变电站。

用电设备负荷统计

（kW）

负荷

类别

设备

组d K?

cos?

tan

机床设备组430 三级机床

组

0.2 0.5 1.73

电焊机设备组120 三级电焊

机组

0.35 0.35 2.68

起重机组110 三级起重

机

0.15 0.5 1.73

办公楼30 三级水泵

组

0.8 0.8 0.75

住宅区水泵组175 二级办公

楼

0.8 1 0

住宅用电750 三级住宅

区

0.45 1 0

厂区照明30 三级厂区

照明

1 1 0

设计内容包括：变电所的负荷计算及无功功率的补偿计算，变压器台数和容量、型式的确定，配电所主接线方案的选择，高低压配电线路及导线截面选择，短路计算和开关设备的选择，继电保护的整定计算*，防雷保护与接地装置设计*等。

题目8.某校生活区配电系统设计

要求根据本校所能取得的电源及本校用电负荷的实际情况，并适当考虑到学校的发展，按照学好全可靠、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、类型，选择变电所主结线方案及高低设备和进出线，确定二次回路方案，选择整定继电保护装置，确定防雷和接地装置（选做），最后按要求写出设计说明书，绘出设计图样。1）学校生活区总平面图

2）学校宿舍楼标准层建筑平面图

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/rk9e.html