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1、某化纤毛纺织厂全厂总配变电所及配电系统设计任务书一、原始材料分析工厂概况某化纤毛纺厂10kV配变电所供电给织造车间、染整车间、锅炉房、食堂、水泵房、化验室及其他车间变电所。已知工厂三班制工作，年最大负荷利用小数6000h，本厂规模为万锭精梳化纤毛织染整联合厂。全部生产化纤产品，全年生产能力为230万米，其中厚织物占50%，中织物占30%，薄织物占20%，全部产品中以腈纶为主体的混纺物占60%，以涤纶为主的混纺物占40%。二、全厂负荷计算采用需要系数法计算各车间变电所的计算负荷，具体数据如表2-1所示。表2-1：全厂负荷计算序号车间或用电单位名称设备容量(kW)计 算 负 荷变压器台数及容量(k
2、W)(kVar)(kVA)1制条车间3400.80.80.75272204340SL7-1000/10 1000kVA*1 0.90.92纺纱车间3400.80.80.752722043403软水站86.10.650.80.7555.9741.9869.964锻工车间36.90.30.651.1711.0712.9517.035机修车间296.20.30.51.7388.86153.72177726幼儿园12.80.60.61.337.6810.2112.807仓库37.960.30.51.1711.3913.3322.788织造车间5250.80.80.75420315 525SL7-100
3、0/10 1000kVA*10.90.99染整车间4900.80.80.7539229449010浴室1.880.811.5001.5011食堂20.630.750.80.7515.4711.6019.3412独身宿舍200.811601613锅炉房1510.750.80.75113.2584.94141.56SL7-200/10 200kVA*20.90.914水泵房1180.750.80.7588.566.38110.6215化验室500.750.80.7537.528.1346.8616卸油泵房280.750.80.752115.7526.25相关计算公式：= = = =三、无功功率的补
4、偿及变压器的选择电力部门规定，无带负荷调整电压设备的工厂必须在0.9以上。为此，一般工厂均需安装无功功率补偿设备，以改善功率因数。我们采取的无功补偿方式是：高压补偿、低压补偿和就地补偿相结合。在需要补偿容量大的车间采用就地补偿的方式其余采用低压集中补偿和高压集中补偿方式。根据该工厂的负荷特点，根据这一思路，我们选择在NO.1变电所选择5车间进行就地补偿。在各车间配电变电所进行低压集中补偿并在高压母线上进行高压集中补偿。1、就地补偿：NO.1 车间变电所：机修车间: =153.7288.86 0.484=110.71 kVar 根据供电技术233页表26知并列电容器的标称容量选择8个BW0.4-
5、14-3/8，即补偿容量为112kVar。2、低压集中补偿(1)对NO.1变电所0.4kV母线:QB2=QKQPKP tanQB1=640.19 0.9-718.970.90.484-112=150.99kVar采用11个型号为BW0.4-14-3/11进行低压集中补偿，补偿容量为154kVar。(2)对NO.2变电所0.4kV母线:QB2=QKQPKP tanQB1=620.6 0.9-844.970.90.484=190.23kVar采用3个型号为BW0.4-14-3/3和3个型号为BW0.4-50-3/3进行低压集中补偿，补偿容量为192kVar。(3)对NO.3变电所0.4kV母线:Q
6、B2=QKQPKP tanQB1=195.2 0.9-260.250.90.484=62.24kVar采用1个型号为BW0.4-12-3/1和1个型号为BW0.4-50-3/1进行低压集中补偿，补偿容量为62Var。3、变压器的选择变压器本身无功的消耗对变压器容量的选择影响较大，故应该先进行无功补偿才能选出合适的容量。（1）NO.1变压器 取，=647.07KW=310.17kVar=717.57KVA考虑25%裕量：S=717.57（1+25%）=896.96 kVar 根据供电技术222页表4 选SL7-1000/10 接线方式Y,y该变压器的参数为：=1800+11600=7.77kVa
7、r=48.17 kVar高压侧计算负荷PC.HV1=P30+PT=654.84KWQC.HV1=Q30+QT=358.34kVar（2）NO.2变压器=844.20KVA考虑15%裕量：S=844.20X （1+15%）=970.83 kVar 根据供电技术222页表4 选SL7-1000/10 接线方式Y,y该变压器的参数为：=1800+11600=10.07kVar=57.07kVar高压侧计算负荷PC.HV1=P30+PT=770.54KWQC.HV1=Q30+QT=423.61kVar（3）NO.3变压器 =260.35KVA选SL7-200/10两台 接线方式Y,y该变压器的参数为：
8、=540+3400=1.98kVar= 10.39kVarPC.HV1=P30+PT=236.30KWQC.HV1=Q30+QT=124.07kVar4、高压集中补偿：以上在车间和车变补偿之后，在高压侧的有功和无功变为各个车间变电所高压侧的有功，无功之和。于是高压侧的有功与无功为：PC=PC.HV1+ PC.HV2+ PC.HV3=654.84+770.54+230.30=1661.68KWQC=QC.HV1+ QC.HV2+ QC.HV=358.34+423.61+124.07=906.02kVarSC=1892.63KVA=1661.68/1892.63=0.8780QB=QC-PCtan
9、=101.23kVar选用两个型号为BWF10.5-40-1W/2和一个型号为BWF10.5-22-1W/1进行高压集中补偿，补偿容量为102kVar四、主接线设计本厂主接线设计方案主要有三种较优方案，分别是（1）单母线分段，桥型接线，（2）简单单母线，（3）10kV、0.4kV母线均采用单母线分段接线。由于本厂是二级负荷，在国名经济中占有重要地位，且大多数车间是三班工作制，为了保证供电的可靠性，再考虑经济型因素，所以10kV母线选用单母线分段接线方式，在NO.3车变中两台变压器互为暗备用。采用这种接线方式的有点主要是可靠性和经济性比较好。单母线分段提高了三个车间供电的可靠性。正常运行时，分段
10、断路器闭合。当任一段母线故障时，分段断路器在继电保护装置作用下断开，将故障母线和非故障段隔开，保障非故障段母线所带负荷的供电可靠性。五、架空双回线导线选择IC109.27A1、按经济电流密度选择P=0.7元/kwh TMAX=6000h 查表得JN=0.8A/min2A=Imax/JN=109.27/0.8=136.6mm2选择LJ150裸铝导线2、热稳定校验LJ-150裸铝导线户外30度时允许载流量为414AKT=0.94I=0.94414=389.16满足发热条件3、机械强度校验10KV下二级架空线铝绞线满足机械强度需A 16mm2，所选15016 mm2满足机械强度要求4、电压损失校验U
11、%=(PQ+QX)/UN2=0.3% 5%满足电压损失要求六、短路电流计算取=100MVA，k1,k2,k3,k4处取 k5取Uj2=10.5kv= =X0L=0.3190.5100/10.5=0.145=4.5/100100/1=4.5=最大运行方式下：X2*=X1*=Xsmax*+0.5Xl*+XT1*=0.535+0.50.145+4.5=5.108X3*=X4*=Xsmax*+0.5Xl*+XT3*=0.535+0.50.145+20=20.608IK1max(3)*=IK2max(3)*=1/5.108=0.196Ij1=100/=144.338kAIk1max(3)= Ik2max
12、(3)=144.3380.196=28.290kA 最小运行方式下（单回进线运行）：X2*=X1*=Xsmin*+Xl*+XT1*=0.935+0.145+4.5=5.580X3*=X4*=Xsmin*+Xl*+XT3*=0.935+0.145+20=21.075IK1min(3)*=IK2min(3)* =1/5.580=0.179Ik1min(3)= Ik2min(3)=0.179=25.836kA 将以上数据列成短路计算表，如表6-1和表6-2所示：表6-1：最大运行方式下短路计算表最大运行方式短路点（kA）（kA）（kA）三相短路容量（MVA）K128.29052.05430.8361
13、9.6K228.29052.05430.83619.6K37.07213.0127.7084.9K47.07213.0127.7084.9K59.04523.06513.658164.5表6-2：最小运行方式下短路计算表最小运行方式短路点（kA）（kA）（kA）三相短路容量（MVA）K125.83647.53828.16117.9K225.83647.53828.16117.9K36.78412.4837.3954.7K46.78412.4837.3954.7K55.09212.9857.68992.6七、变电所的一次设备选择和校验供电系统的电气设备主要有断路器、隔离开关、刀开关、熔断器、电压
14、电流互感器。电气设备选择的一般要求必须满足一次电路正常条件下和短路故障条件下的工作要求，同时设备应工作安全可靠，运行方便，投资经济合理。电气设备按在正常条件下工作进行选择，就是要考虑电气装置的环境条件和电气要求。环境条件是指电气装置所处的位置（室或室外）、环境温度、海拔高度以及有无防尘、防腐、防火、防爆等要求；对一些断流电器如开关、熔断器等，应考虑断流能力。7.1高压设备器件的选择及校验表7.1：高压设备器件的选择表计算数据断路器隔离开关电流互感器电压互感器高压熔断器型号SN10-10IGN1-10/400LFZ-10JDJ-10(1级）RN1-10U=10kV10kV10kV10kV10kV
15、10kVA600A400A200/5 23.065kA52kA50kA 1000kVMVA350MVA200MVAtj=1It2t=20.224It2t=1425(KtIN1TA)2t= (900.2)22 个数71581FU1、FU2供电技术工厂供电设计指导7.2低压设备器件的选择及校验 表7.2：低压设备器件的选择表计算数据低压断路器刀开关电流互感器型号DW48-1600DW15-400HD1114HD1114LMZ-0.5LMZ-0.5LMZB6-0.38个数2个QF9、QF102个QF11、QF1218个Qs18到Qs21、Qs26到Qs399个Qs22到Qs25、Qs40到Qs448
16、个TA5到TA126个TA13到TA185个TA19到TA23供电技术工厂供电设计指导NO.1 UN=0.4kV（1） QF9选择DW48-1600UNQF9=0.4KVINQF9=16001035.73A校验:IQF9.MAX=50KA（2） QS18、QS19、QS26QS33选择HD1114（杠杆式)UNQS=0.4KVINQS=15001035.73A校验:Iet=80KA52.054KAI2tj=28.2902It2t=402I2tjIt2*t（3） 电流互感器 TA5TA12选择LMZJ10.5（1000/5）IN1T=1000Ifz.max=1035.73AUNTA=0.4KV校
17、验： =31.88Kd=135 I2tj=28.29021218.50A校验:IQF9.MAX=50KA（2）QS20、QS21、QS34QS39选择HD1114（杠杆式)UNQS=0.4KVINQS=15001218.50A校验:Iet=80KA52.054KAI2tj=28.2902It2t=402I2tjIfz.max=1218.50AUNTA=0.4KV校验： =21.252Kd=135I2tj=28.2902375.78A校验:IQF9.MAX=25KA（2）QS22到QS25、QS40到QS44选择HD11到14（杠杆式)UNQS=0.4KVINQS=400375.78A校验:Ie
18、t40KA13.012KAI2*tj=7.0722It2*t=202I2*tjIfz.max=375.78AUNTA=0.4KV校验： =13.28Kd=135I2tj=7.072220m.因此水塔避雷针能保护软水站（2）由于No.1,No.3变电站中电气设备并不集中，只各有一台或两台变压器，所以不设独立的避雷保护，而采用在各变压器侧加装避雷器的方法来防止雷电波和操作过电压。（3）因总配与No.2变电站合并，建设成总配电所，电气设备较集中，所以设置独立的避雷针保护，设避雷针高度为22m，保护半径同上计算25m，同时为防止反击，避雷针建设在距离总配10m处，并使避雷针接地体与总配接地体相距大于3
19、m。（4）锅炉与卸油台属易燃易爆建筑，且有一定高度，因此在锅炉烟囱上装设避雷针来进行保护。设避雷针高度为26m，卸油台建筑高度为6m，避雷针保护半径：=（1.5h-2）p=（），所以锅炉避雷针可以保护卸油台与NO.3车间变电所。2、配电所公共接地装置的设计本厂选用IT系统，对于1KV以上小电流接地系统仅用于该系统的接地装置，要求总接地电阻不考虑自然接地体电阻，则人工接地体电阻（2）计算单根钢管接地电阻 （3）接地装置方案初步选择：采用环路式接地网，初步考虑围绕变电所四周，距变电所3m，打入一圈钢管接地体，钢管直径50mm，长2.5m，间距7.5m，管间距离用的扁钢连接。（4）确定接地钢管和最后
20、接地方案根据，同时考虑到管的屏蔽效应和总配变电所的占地面积，初选10根做接地体，由n=10和得。， 满足要求。考虑到接地体的均匀对称布置何总配变电所的布局，最后确定用10根直径为50mm，长为2.5m的钢管做接地体，管间距离取7.5m，用的扁钢连接，环形布置。十一、结束语本次课程设计顺利的完成了，在这里我们首先要感老师的大力帮助，正是在老师的悉心指导和耐心细致地讲解下，使我们完成了本次的课程设计学习。本次供电工程课程设计，可以说是对我们所学理论知识整体的综合性运用，设计的容贯穿了课本各章节始终，对我们从整体上把握供电工程学科有了很高的要求。通过本次设计我们对所学习的基础知识和专业知识有了更加理性和深层的认识，并锻炼和提高了实际动手和实践能力，为我们将来走向工作岗位打下了良好结实的基础。在参与设计的过程中我们同时意识到了组员间的团结合作、充分的利用资源、熟练运用各种软件的重要性，当然扎实的专业基础知识是本次设计成功的关键因素。 附录附图1：全厂总平面布置图
