10kv配电网设计

供电工程课程设计题目某炼染厂10kV配电网络设计班级学号学生姓名指导教师完成日期供电工程课程设计I目录1设计任务………………………………………………………………………………………1.1设计材料………………………………………………………………………………1.2工厂总平面图…………………………………………………………………………2负荷计算………………………………………………………………………………………2.1各用电车间负荷计算…………………………………………………………………2.2各车间无功功率补偿的计算…………………………………………………………2.3变压器选择……………………………………………………………………………2.3.1变压器台数选择………………………………………………………………2.3.2变压器型号的选择……………………………………………………………2.3.3变压器损耗的计算及其容量的选择…………………………………………3短路电流计算…………………………………………………………………………………3.1短路电流计算…………………………………………………………………………4高压设备选择…………………………………………………………………………………4.1各变电所高压开关柜的选择…………………………………………………………5电力线路选择与校验……………………………………………………………………………5.1输电线路的选择与校验…………………………………………………………………5.1.110kV高压线路的选择与校验……………………………………………………5.1.20.4kV低压线路的选择与校验……………………………………………………5.2母线的选择………………………………………………………………………………6继电保护装置……………………………………………………………………………………6.1继电保护的整定…………………………………………………………………………6.1.1带时限过电流保护的整定………………………………………………………6.1.2电流速断保护的整定………………………………………………………………7总结………………………………………………………………………………………………供电工程课程设计-1-1设计任务1.1设计材料工厂负荷均为380V低压负荷，属于三级负荷。全厂各车间的的负荷情况见表1-1。表1-1某丝绸炼染厂负荷资料及计算序号车间或设备名称设备容量/kWKdcosφtanφ计算负荷Pca/kWQca/kvarSca/kVA1锅炉房206.40.750.80.751551172染丝车间1500.650.80.7598733烘房500.80.80.7540304整理间热定型机（动力）600.80.80.754836整里间（电热）5001105000整里间（电热）600.80.80.754836整里间焙烘机130.80.80.7510.48整里间其他设备3100.650.80.752011515染炼车间81.50.650.80.7553406金丝绒车间820.650.80.7565497机修车间500.30.51.7315268污水处理580.80.80.7546.5359照明10010.90.484100481.2工厂总平面图工厂总平面图见图1-1。按厂区车间分布情况，拟设厂总变电所一座，车间变电所两座。厂总变电所负责序号1,6,7,8车间的供电，染丝车间变电所负责序号2,3,9车间的供电，整理间变电所负责序号4,5车间的供电。供电工程课程设计-2-1~9—表1-1序号；10—厂总变电所；11—食堂；12—托儿所；13—金丝绒车间；14—准备间；15—仓库；16—传达室图1-1某丝绸炼染厂中平面图2负荷计算2.1各用电车间负荷计算厂总变电所所供电的车间及相关数据见表2-2。表2-2厂总变电所所供电的车间及相关数据序号车间或设备名称设备容量/kWKdcosφtanφ计算负荷Pca/kWQca/kvarSca/kVA厂总变电所1锅炉房206.40.750.80.753烘房500.80.80.756金丝绒车间820.650.80.757机修车间500.30.51.73锅炉房的计算：Pca1=Kd1Pe1=0.75×206.4kW=154.8kWQca1=Pca1tanφ=154.8kW×0.75=116.1kvarSca1=Pca1/cosφ=154.8kW/0.8=193.5kV·AIca1=Sca1/3UN=193.5kV·A/0.383=294A同理可得烘房、金丝绒车间、机修车间的负荷情况。故总计算负荷（取KΣp=0.95，KΣq=0.97）为Pc=KΣpicP.=0.95×(154.8+40+53.3+15)kW=249.9kWQc=KΣqicQ.=0.97×(116.1+30+40+26)kvar=205.7kvarSc=22ccQP=227.2059.249kV·A=323.7kV·AIc=Sc/3UN=323.7kV·A/0.383kV=491.8A供电工程课程设计-3-厂总变电所所供电的车间的负荷统计见表2-3。表2-3厂总变电所负荷统计表序号车间或设备名称设备容量/kWKdcosφtanφ计算负荷Ica/APca/kWQca/kvarSca/kVA厂总变电所1锅炉房206.40.750.80.75154.8116.1193.52943烘房500.80.80.75403050766金丝绒车间820.650.80.7553.34066.6101.27机修车间500.30.51.7315263045.6小计388.4-0.77-249.9205.7323.7491.8同理可得工厂个车间的负荷情况见表2-4。表2-4工厂个车间负荷统计表序号车间或设备名称设备容量/kWKdcosφtanφ计算负荷Ica/APca/kWQca/kvarSca/kVA厂总变电所1锅炉房206.40.750.80.75154.8116.1193.52943烘房500.80.80.75403050766金丝绒车间820.650.80.7553.34066.6101.27机修车间500.30.51.7315263045.6小计388.4-0.77-249.9205.7323.7491.8染丝车间变电所2染丝车间1500.650.80.7597.573121.9185.28污水处理580.80.80.7546.434.85888.19照明10010.90.4849043.6100151.9小计308-0.84-222.2146.9266.4404.8整里间变电所4整理间热定型机（动力）600.80.80.7548366091.2整里间（电热）5001105000500759.7整里间（电热）600.80.80.7548366091.2整里间焙烘机130.80.80.7510.47.81319.8整里间其他设备3100.650.80.75201.5151252382.75染炼车间81.50.650.80.75534066.3100.7供电工程课程设计-4-小计1024.5-0.96-772.3227.8805.212242.2各车间无功功率补偿的计算图2-1全厂总变电所草图如图2-1所示：已知：B1点的计算负荷PcaB1=249.9kW,QcaB1=205.7kvar,ScaB1=323.7kV·A,IcaB1=491.8A,cosφ=0.77无功补偿容量QN.CB1=PcaB1(tanφ-tanφ')=249.9×[tan(arccos0.77)-tan(arccos0.92)]=100.6kvar初选BSMJ0.4-15-3型自愈式并联电容器，每组容量qN.C=15kvar。n=QN.CB1/qN.C=100.6kvar/15kvar=6.71所以可安装的电容器组数为7组，总容量为7×15kvar=105kvar。实际最大负荷时的补偿容量为7×15kvar=105kvar。补偿后B1点的有功计算负荷、无功计算负荷、视在计算负荷及功率因数为有功计算负荷PcB1=PcaB1=249.9kW无功计算负荷QcB1=QcaB1-QN.CB1=205.7-105=100.7kvar视在计算负荷ScB1=21.121)(CBNcaBcaBQQP=22)1057.205(9.249=269.4kV·A功率因数cosφ=PcaB1/ScB1=249.9kW/269.4kV·A=0.928同理可得其他各变电所的无功功率补偿见表2-5。表2-5变电所无功功率补偿统计供电工程课程设计-5-变电所补偿容量补偿前cosφ补偿后cosφ补偿后计算负荷Pca/kWQca/kvarSca/kVA厂总变电所7×15kvar*0.770.928249.9100.7269.4染丝车间变电所5×10kvar*0.840.92222.296.9242.4整里间变电所00.960.96772.3227.8805.2*电容器组均为BSMJ0.4型自愈式并联电容器2.3变压器选择2.3.1变压器台数选择变压器的台数一般根据负荷等级、用电容量和经济运行等条件综合考虑确定。由第1章的设计原始资料可知，该厂属于三级负荷。因此，各个变电所都可以选用一台变压器投入运行即可。2.3.2变压器型号的选择考虑到变压器在厂房建筑物内，故选用低损耗的S9系列10/0.4kV三相干式双绕组电力变压器。变压器采用有载调压方式，分接头5%，联接组别Dyn11,带风机冷却并配置温控仪自动控制。2.3.3变压器损耗的计算及其容量的选择由2.2.2小节可知厂总变电所ScB1=269.4kV·A，根据上文容量选择的原则，变压器可选用的型号为S9-400/10Dyn11，即SN.T=400kV·A。查表得ΔP0=0.87kW,ΔPk=4.2kW,I0%=3.0,Uk%=4.0所以变压器损耗ΔPT=ΔP0+ΔPk(ScB1/SN.T)2=0.87+4.2×(269.4/400)2=2.75kWΔQT=SN.T[I0%/100+Uk%(ScB1/SN.T)2/100]=400×[3.0/100+4.0×(269.4/400)2/100]=19.26kvarPcA1=PcB1+ΔPT=249.9kW+2.75kW=252.65kWQcA1=QcB1+ΔQT=100.7kvar+19.26kvar=119.96kvarScA1=2121cAcAQP=2296.11965.252=279.68kV·AIcA1=ScA1/3UN=279.68kV·A/103kV=16.1A供电工程课程设计-6-cosφ=PcA1/ScA1=252.65kW/279.68kV·A=0.90同理可得其他各点的负荷情况见表2-6和图2-2。其他变电所选用的变压器型号见表2-7。表2-6各点负荷情况计算点Pca/kWQca/kvarSca/kV·AcosφIca/AA1252.65119.96279.680.9016.1A2224.37113.84251.600.9014.5A3780277.22827.800.9447.810kV进线1194.17495.691292.960.9274.65表2-7各变电所选用变压器型号机器参数变电所变压器型号ΔP0/kWΔPk/kWI0%Uk%厂总变电所S9-400/10Dyn110.874.23.04.0染丝车间变电所S9-315/10Dyn110.723.453.04.0整里间变电所S9-1000/10Dyn111.79.21.75.0图2-2全厂总配电系统草图3短路电流的计算3.1短路电流计算本设计采用标幺值法进行短路计算。短路计算点见图3-1，以k-1点为例。供电工程课程设计-7-图3-1短路计算点1）确定基准值取Sd=100MV·A,Uc1=10.5kV,Uc2=0.4kV而Id1=Sd/3Uc1=100MV·A/(3×10.5kV)=5.499kAId2=Sd/3Uc2=10