工厂10KV降压配电所设计.doc

福建电力职业技术学院 课程设计报告 ( 2010～2011 学年 第 二 学期 ) 题 目 工厂10KV降压配电所设计 课 程 名 称 工厂供电 专 业 电气自动化技术 班 级 09（三）电气自动化（2）班 学 号 200902123227（23号） 姓 名 夏超 指 导 教 师 洪雪燕 设计时间：自 2011年 6 月 6 日至 2011 年 6月 18 日（2周）目录设计题目及任务 3(一)负荷计算和无功功率计算： 41.1机械厂负荷统计资料 41.2无功补偿计算： 5（二）变电所主变压器台数和容量及主接线方案的选择 72.1变电所主变压器的选择： 72.2变电所主接线方案的选择： 8（三）短路电流的计算： 103.1求k-1点的三相短路电流和短路容量（10.5kV） 113.2计算三相短路电流和短路容量 11（四）变电所一次设备的选择与校验： 134.1 10KV电气设备的选择： 134.2 380/220V电气设备的选择： 14（五）导线的选择 155.2变电所进出线和邻近单位联络线的选择： 165.3 引入电缆的选择校验 175.4 380V馈线的选择校验 175.5 备用电源的高压联络线的选择校验 24(六)防雷保护和接地装置设计 256.1 直击雷防护 256.2 雷电侵入波的防护 266.3 变电所公共接地装置的设计 26（七）继电保护装置 277.1 主变压器的保护装置 277.2 10KV联络线的保护装置 277.3 380V馈线和主变出口线路 27（八） 设计小结 28参考文献 29设计题目及任务设计题目：1、某工厂10kv降压变电所设计（一） 设计依据1、 工厂负荷情况该厂多数车间为两班制，年最大负荷利用小时为4000h，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2、 供电电源情况（1） 本厂可由附近一条10kv的共用电源干线取得工作电源干线首端距离本厂约10km干线首端装设的高压断路器断流容量为400MVA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1.7s2） 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与本厂高压侧有电气联系的架空线路总长度为80km，电缆线路长度为25km3、 气象资料本厂所在地区年最高气温为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处年平均气温为25℃当地主导风向为东北风，年雷暴日数为204、 地质水文资料本厂所在地区平均海拔500m，地层以砂粘土为主，地下水位为2m5、 电费制度本厂与当地供电部门达成协议，在工厂变电所高压侧计量电能，设专用计量柜，按两部电费制交纳电费每月基本电费按主变压器容量计为18元/kVA，动力电费为0.20元/kW.h，照明电费为0.5元/kW.h工厂最大负荷时的功率因数不得低于0.9设计任务 1、要求在规定的时间内完成下列工作量。

1） 负荷计算和无功功率补偿（2） 变电所主变压器台数、容量与类型的选择（3） 变电所主接线方案的设计（先比较两种方案，最后选择一种）（4） 短路电流的计算（5） 变电所一次设备的选择和校验（6） 变电所进出线的选择与校验（7） 变电所二次回路方案的选择和继电保护的整定（可选）（8） 防雷保护和接地装置的设计（9） 附录－参考文献(一)负荷计算和无功功率计算：1.1机械厂负荷统计资料工场编号厂 房 名 称负荷类别设备容量kw需要系数Kd功率因素tan计算负荷kwkvarkV*AA1铸造车间动力2700.40.651.34108144.72照明100.91.0090小计117144.72186.10282.752锻压车间动力2700.30.601.3381107.73照明100.91.0090小计90107.73140.38213.293金工车间动力2700.30.601.3381107.73照明100.91.0090小计90107.73140.38213.294工具车间动力2700.350.601.3394.5125.69照明100.91.0090小计103.5125.69162.82247.385电镀车间动力2200.60.701.02132134.64照明100.91.0090小计141134.64194.96296.216热处理车间动力1300.60.701.027879.56照明100.91.0090小计8779.56117.89179.127装配车间动力1300.40.651.345269.68照明100.91.0090小计6169.6892.61140.718机修车间动力1300.30.601.333951.87照明50.91.004.50小计43.551.87067.70102.869锅炉房动力800.80.71.026465.28照明20.91.001.80小计65.865.2892.69140.8310仓库动力300.40.900.49125.88照明20.91.001.80 小计13.85.8818.0022.79生 活 区照明2700.90.900.49243119.07270.60411.13总计1055.61011.851490.132250.361.2无功补偿计算：2、无功功率补偿取1055.6kW1011.85kvar=0.8*1055.6=844.48kW （1-5）0.85*1011.85=860.07kvar （1-6）1205.35kVA因此未进行无功补偿时 。

低压侧功率因数为844.48/1205.35=0.70 （1-7）=1205.35/(1.732*0.38)=1831.34A 无功补偿容量：，工厂最大负荷时的功率因数不得低于0.9，考虑变压器的有功损耗和无功损耗，所以功率因数暂时取cos=0.92 低压侧需装设的并联电容器容量为：Qc=844.48(tanarccos0.70-tanarccos0.92) kvar=501.73 kvar取501kvar，采用BCMJO.4-30-3型电容，额定容量为30kvar；选取17个；总容量为510kvar 无功补偿后=(860.07-510)kvar=349.93kvar无功补偿后914.11Kva变压器的功率损耗为： = 0.05*= 0.05 * 914.11= 45.7kvar （1-12） =0.01*s30=0.01*914.11=13.71kW（1-13）变电所高压侧计算负荷为： 844.48+13.71=858.19kW 349.93+45.7=395.63kvar 944.99Kva （1-16） 无功率补偿后，工厂的功率因数为： 858.19/944.99=0.91 （1-17） 则工厂的功率因数为：= 0.91≥0.9 因此，符合本设计的要求因为变压器高压侧的所以符合要求。

项目cos计算负荷/kW/kvar/kVA/A380V侧补偿前负荷0.70844.48860.071205.351831.34380V侧无功补偿容量510380V侧补偿后容量844.48349.93914.11主变压器功率损耗0.01=13.710.05=45.710KV侧负荷总计0.91858.19395.63944.99（二）变电所主变压器台数和容量及主接线方案的选择2.1变电所主变压器的选择： 根据工厂的负荷性质和电源情况，工厂变电所的主变压器考虑有下列两种可供选择的方案： a)装设一台变压器 型号为S9型，而容量根据式，为主变压器容量，为总的计算负荷选=1000 KVA>=944.99KVA，即选一台S9-1000 /10(6)型低损耗配电变压器至于工厂二级负荷所需的备用电源，考虑由邻近单位相联的高压联络线来承担 b)装设两台变压器型号为S9型，而每台变压器容量根据式（4-1）、（4-2）选择，即 ST≥（0.6-0.7）×944.99=（566.99～661.49）KVA≥（Ⅰ+Ⅱ）=186.10+194.96+92.69=473.75KVA （4-1）因此选两台S9-500/10型低损耗配电变压器。

工厂二级负荷所需的备用电源，考虑由邻近单位相联的高压联络线来承担主变压器的联结组均为Yyn0 2.2变电所主接线方案的选择： 按上面考虑的两种主变压器方案可设计下列两种主接线方案：装设一台主变压器的主接线方案： Y0Y0S9-:1000GG-1A(F)-0710/0.4kV联络线（备用电源）GG-1A(F)-54GW口-1010kV。