供电工程设计

《供配电系统》课程设计

专业：电气工程及其自动化

班级：电气1007

学号： 3100207728

姓名：许碧海

指导老师：陈平，郑荣进

时间：2011年12月10日

福建工程学院电子信息与电气工程系

目录

第一节概述 (1)

一、供配电设计必须遵循的一般原则 (1)

二、本次供配电设计的基本内容 (1)

第二节设计步骤 (2)

一、收集原始资料 (2)

二电力负荷的分析计算 (4)

三、变电所电气主接线设计 (6)

四、车间配电系统设计 (7)

五、低压配电屏的选择 (9)

六、选择高压电器 (11)

七、变配电所平面布置设计 (14)

第一节概述

供配电设计应包括负荷的分析计算、确定配电方案、选择高低压电气设备及成套设备、确定变压器的台数、容量及变电所主结线方案、进行短路计算对电气设备进行校验、考虑电气设备的布置方案，还可以包括继电保护、二次回路及防雷与接地，由于时间有限，本次设计并未进行继电保护、二次回路及防雷与接地的设计。

一、供配电设计必须遵循的一般原则

供配电设计必须遵循以下原则：

1）必须遵循国家的有关法令、标准和规范，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）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，设计中应采用符合国家现行有关标准的效率高、耗能低、性能先进的电气。

3）必须从全局出发，统筹兼顾，按照负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件，合理确定设计方案。

4）应根据工程特点、规模和发展规划，正确处理近期建设与远期发展的关系，做到远近结合，以近期为主，适当考虑扩建的可能性。

二、本次供配电设计的基本内容

供配电设计主要包括简单变配电设计、高压配电线路设计、低压配电线路设计等。

（一）变配电所设计

1）负荷计算及无功功率补尝计算。

2）变电所主要电器台数、容量及类型的选择。

3）变配电所主接线路的设计。

4）短路电流的计算。

5）变配电所部分高压，低压一次设备的选择。

6）绘制变配电所主结线图、设备平面布局图。

（二）低压配电线路设计

1）低压配电线路系统方案的确定。

2）低压配电线路的负荷计算。

3）低压配电线路的导线和电缆的选择。

4）低压配电设备。

5）绘制车间低压配电接线图、设备平面布线图。

第二节设计步骤

一、收集原始资料

待设计系统供电电源情况：在金工车间东侧1.2km处，有一座10kV配电所，先用1km的架空线路，后改为电缆线路至本厂变电所，其出口断路器的容量为=1s，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500MVA，t

op

电流保护整定的动作时间为1s。并根据待设计系统周边环境及工厂及车间设备配置情况得到以下原始资料。

气象资料：本厂所在地区的年最热月平均气温为34.6℃。

地质情况：土壤电阻率100Ω〃m。

金工车间设备明细表及设备平面布置图，厂区平面图及各车间负荷表如下所示。

表1 金工车间设备明细表

49 50 桥式起重机(ε=25%) 16+5+5+3.5 2 另外全厂照明密度为：12W/m2

图1金工车间设备平面布置图

室

具

工

室

公

办

间

车

图

置

布

面

平

备

设

间

车

工

金

4

图

图2厂区平面图

表2各车间负荷表

二电力负荷的分析计算

根据各厂房的负荷性质及平面布局，确定在那些地方设车间变电所及各变电所中的变压器台数。然后根据确定的车间变电所布局，拟出各车间变电所供电范围，并计算各变电所的计算负荷。

例：车床容量计算

P c=P e*K d=14*7.125*0.25=24.94KW

Q c= P c tanΦ=24.94*1.73=43.14kvar

车间照明容量计算：

P c=60*24*12=17.38 KW

多台起重机容量计算：

1）用电设备组再最大负荷的平均负荷对于起重机，查附录表5得K u=0.15，tanΦ =1.73，因此

P av=P e*K u=0.15*（29.5+23.2）=10.54KW

Q av=10.54*1.73=18.23kvar

2）平均利用系数因两台起重机为同一参数，故K u*av=K u=0.15

3）用电设备的有效台数

n eq=52.7*52.7/23.2*23.2+29.5*29.5=1.97（取4）

4）计算负荷及计算电流利用K u*av=K u=0.15及n eq=4 查附录表6，通过插

值求的Ka=2.64，则

Pc=2.64*10.54=27.83KW

Qc=2.64*18.23=48.13kvar

Sc=55.66KVA

Ic=55.66/√3*0.38=84.47A。

有上数据可知：

1.进行无功补偿

1）视在计算负荷 Sc=643.48kvar

功率因数cosΦ=Pc/Sc=391.56/643.48=0.609

2）确定无功补偿容量 Q NC=Pc（tanΦ- tanΦ1）

=391.56（tan（arccos0.609）- tanΦ（arccos0.92））

343.01kvar

3）选择电容器组数及每组容量拟采用无功功率自动补偿屏，装在变电所低压母线集中补偿。从GCS低压抽屉式开关柜手册中选用总电容容量为343.01kvar 电容屏型号：

GCS

1-34一台 GCS

1

-35两台

GCS型低压无功功率自动补偿屏有34、35两种方案，其中之34方案为主屏，35方案为辅屏。34、35方案各有Ａ、Ｂ、Ｃ三种规格，其中34方案采用Ａ规格，共160kvar；35方案采用C规格，共192kvar；

则补偿后Qc=158.63kvar 视在计算负荷Sc=422.47KVA

功率因数cosΦ=Pc/Sc=391.56/422.47=0.926

满足要求。

2.变压器的选择

根据S30=422.47 kV·A ，可选500 kV·A 。

查《供配电技术》附录表13，选SCB10-500/10，其具体参数参照表4

额定容量（KVA）

高压

（KV）

分接

(%)

联结

组别

空载损

耗（W）

负载损

耗（W）

空载电

流（%）

短路电抗

（%）

500 10 ±5% Dyn11 1160 4480 1.2 4

表4

三、变电所电气主接线设计

变配电所的电气主接线是以电源进线和引出线为基本环节，以母线为中间