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第一机械总厂三分厂降压变电所供电-毕设论文.doc
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1、内蒙古科技大学煤炭学院毕业设计说明书(论文)内蒙古第一机械总厂三分厂降压变电所供电设计一、设计要求 要求根据本厂所能取得的电源及本厂用电负荷的实际情况,并适当考虑到工厂生产的发展,按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求,确定变电所的位置,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压设备和进出线,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,最后按要求写出设计说明书,绘出设计图样。二、设计依据图1 平面图1工厂总平面图 如图1所示。2工厂负荷情况 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
2、二级负荷外,其余均属三级负荷。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。本厂的负荷统计资料如表l所示。3供电电源情况 按照工厂与当地供电部门签订的供用电协议规定,本厂可由附近一条10kV的公用电源干线取得工作电源。该电源干线的走向参看工厂总平面图。该干线的导线牌号为LGJ-150,导线为等边三角形排列,线距为1.5m;干线首端(即电力系统的馈电变电站)距离本厂约8km。干线首端所装设的高压断路器断流容量为500MVA。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1.7s。为满足工厂二级负荷的要求,可采用高压联络线
3、由邻近的单位取得备用电源。已知与本厂高压侧有电气联系的架空线路总长度为80km,联络线电缆线路总长度为25km。4气象资料 本厂所在地区的年最高气温为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处平均温度为25。当地主导风向为东北风,年雷暴日数为20。5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2m 。6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20元/kVA,动力电费为0.4元/kWh,照明电费为0.6元
4、/kWh。工厂最大负荷时的功率因数不得低于0.9。此外,电力用户需按新装变压器容量计算,一次性的向供电部门交纳供电贴费:610KV 为800元/(KVA)。 表1 负荷统计资料厂房编号厂房名称负荷类别设备容量kW需要系数功率因数cos1铸造车间动力3000.30.70照明60.81.02锻压车间动力3500.30.65照明80.81.03金工车间动力4000.20.65照明100.81.04工具车间动力3600.30.60照明70.91.05电镀车间动力2500.50.80照明50.81.06热处理车间动力1500.60.80照明50.81.07装配车间动力1800.30.70照明60.81.
5、08机修车间动力1600.20.65照明40.81.09锅炉房动力500.70.80照明10.81.010仓库动力200.40.80照明10.81.011生活区照明3500.70.9摘 要 本毕业设计为工厂变电所设计,对在工厂变电所设计中的若干问题:负荷计算,三相短路分析,短路电流计算,高低压设备的选择与校验,变压器的继电保护,变电所二次回路及自动装置,防雷与接地,变电所的过电压保护,计量,无功补偿等几方面的设计进行了陈述,并对供电主接线的拓扑结构进行了阐述。 该工厂变电所采用10kV单电源进线,采用并联电容器进行低压集中补偿,对变压器进行过电流,电流速断,瓦斯保护,按三类防雷建筑物设防,采用
6、联合接地系统对建筑物进行保护。 在对供电系统短路计算的基础上,进行电力电缆和电气设备的选择设计,同时也对户外平面布置进行了初步的设计。 关键词 : 工厂供配电,继电保护,防雷与接地,负荷计算 ABSTRACT This graduation project is designed for the factory transformer substation, to certain questions in factory transformer substation design: the load computation, the analysis of three-phase short-
7、circuits, the short-circuit current computation, the choice and verification of high and low pressure equipment, the transformer relay protection, the secondary circuit of the transformer substation and the automatic device, anti-thunder and the connection to the earth, the transformer substation ov
8、ervoltage protection, the measurement, the idle work compensated and so on, All the above aspects and the structure of the power supply host wiring topology have been stated. The transformer substation with a 10kV single power source coil in it uses main transformer, the biggest computation shoulder
9、s of which is 1636kW.It adopts the shunted capacitor to carry on the low pressure centralism for compensation and sets protection for the transformer by carring on the electric current to it breaking the speed of the flow gas protection, garrisons accerding to the third kind of anti-thunder building
10、s,and users the strong and weak electricity union earth system to carry on the protection to the building. Based on the computation of short-circuits to the power supply system, the project has a choice design of the power cable and the electrical equioment and a preliminary design to the outdoors p
11、lane arrangement at the same time. Keywords : the power distribution ,supply in factory,the relay protection 前 言毕业设计是教学过程中的一个重要环节,通过课程设计可以巩固本课程理论知识,掌握供配电设计的基本方法,通过解决各种实际问题,培养独立分析和解决实际工程技术问题的能力,同时对电力工业的有关政策、方针、技术规程有一定的了解,在计算、绘图、设计说明书等方面得到训练,为今后的工作奠定基础。工厂供电,就是指工厂所需电能的供应和分配,亦称工厂配电。众所周知,电能是现代工业生产的主要能源和动
12、力。电能既易于由其它形式的能量转换而来,又易于转换为其它形式的能量以供应用;电能的输送的分配既简单经济,又便于控制、调节和测量,有利于实现生产过程自动化。因此,电能在现代工业生产及整个国民经济生活中应用极为广泛。在工厂里,电能虽然是工业生产的主要能源和动力,但是它在产品成本中所占的比重一般很小(除电化工业外)。电能在工业生产中的重要性,并不在于它在产品成本中或投资总额中所占的比重多少,而在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量,提高产品质量,提高劳动生产率,降低生产成本,减轻工人的劳动强度,改善工人的劳动条件,有利于实现生产过程自动化。从另一方面来说,如果工厂的电能供应突然中断,则对工业生产
13、可能造成严重的后果。 因此,做好工厂供电工作对于发展工业生产,实现工业现代化,具有十分重要的意义。由于能源节约是工厂供电工作的一个重要方面,而能源节约对于国家经济建设具有十分重要的战略意义,因此做好工厂供电工作,对于节约能源、支援国家经济建设,也具有重大的作用 因此,做好工厂供电工作对于发展工业生产,实现工业现代化,具有十分重要的意义。由于能源节约是工厂供电工作的一个重要方面,而能源节约对于国家经济建设具有十分重要的战略意义,因此做好工厂供电工作,对于节约能源、支援国家经济建设,也具有重大的作用。工厂供电工作要很好地为工业生产服务,切实保证工厂生产和生活用电的需要,并做好节能工作,就必须达到以
14、下基本要求:(1) 安全 (2) 可靠 (3) 优质 (4) 经济 此外,在供电工作中,应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系,既要照顾局又要考虑细节。本设计中从模拟的红旗机械厂出发,结合实际,统筹兼顾的进行了整个工厂变电所的设计。由于学生知识掌握的深度和广度有限,本设计尚有不完善的地方,敬请老师、同学批评指正。目 录一、设计要求1二、设计依据1摘 要4ABSTRACT51 负荷计算和无功补偿91.1 负荷计算目的和意义及计算方法91.2 各车间计算负荷91.3 求低压侧总计算负荷132 变电所位置和型式的选择152.1 变电所位置和型式的选择153 变电所主接线方案的设计及电路图183.1
15、 主结线的选择原则183.2 变电所主变压器和主结线方案的选择213.3 变电所主接线方案的选择214 短路电流的计算234.1 短路电流计算的目的及方法235 变电所一次设备选择与校验265.1 电气设备选择的一般条件265.2 变电所一次设备的选择校验286 变电所进出线的选择与检验316.1 高压线路导线的选择316.2 低压线路导线的选择317 变电所二次回路方案的选择及继电保护的整定337.1 二次回路方案选择337.2 继电保护的整定347.3 继电保护和绝缘监查368 防雷保护和接地装置的设计388.1 防雷保护388.2 变电所接地装置与系统39附录及参考资料421 负荷计算和
16、无功补偿1.1 负荷计算目的和意义及计算方法 电力负荷是工厂供电设计中非常重要的一环,它是今后合理选择导线、电缆截面和电器设备型号规格的理论依据。 负荷计算有多种计算方法,本次设计采用设计院常采用的设计方法需要系数法进行负荷计算。1.2 各车间计算负荷1.2.1 铸造车间计算负荷 动力 查表得 取Kd=0.3 cos=0.7 tan=1.02 P=Kd P=0.3300=90kwQ= Ptan=901.02=91.8kvar照明 P= P=6kw 铸造车间的总计算负荷 P= P+ P=906=96 kw Q=91.8 kvar S= = =132.83kvA I = =202.05A1.2.2
17、 锻压车间 动力 查表得 取Kd=0.3 cos=0.65 tan=1.17 P=Kd P=0.3350=105kwQ= Ptan=1051.17=122.85kvar照明 P= P=8kw 锻压车间的总计算负荷 P= P+ P=1058=113 kw Q=122.85 kvar S= = =166.92kvA I = =253.90A1.2.3 金工车间动力 查表得 取Kd=0.2 cos=0.65 tan=1.17 P=Kd P=0.2400=80kw Q= Ptan=93.6kvar照明 P= P=10kw 金工车间的总计算负荷 P= P+ P=8010=90 kw Q=93.6 kva
18、r S= = =129.85kvA I = =197.52A1.2.4 工具车间动力 查表得 取Kd=0.3 cos=0.6 tan=1.33 P=Kd P=0.3360=108kw Q= Ptan=1081.33=143.64kvar照明 P= P=7kw 工具车间的总计算负荷 P= P+ P=1087=115kw Q=143.64 kvar S= = =184kvA I = =279.90A1.2.5 电镀车间动力 查表得 取Kd=0.5 cos=0.8 tan=0.75 P=Kd P=0.5250=125kw Q= Ptan=93.75kvar照明 P= P=5kw 电镀车间的总计算负荷
19、 P= P+ P=1255=130kw Q=93.75 kvarS= = =160.28kvA I = =243.81A1.2.6 热处理车间动力 查表得 取Kd=0.6 cos=0.7 tan=0.75 P=Kd P=0.6150=90kw Q= Ptan=900.75=67.5kvar照明 P= P=5kw 热处理车间的总计算负荷 P= P+ P=905=95kw Q=67.5 kvarS= = =116.54kvA I = =177.27A1.2.7 装配车间动力 查表得 取Kd=0.3 cos=0.65 tan=1.02 P=Kd P=0.3180=54kw Q= Ptan=55.08
20、kvar照明 P= P=6kw 装配车间的总计算负荷 P= P+ P=546=60kw Q=55.08 kvarS= = =81.45kvA I = =123.89A1.2.8 机修车间 动力 查表得 Kd=0.2 cos=0.65 tan=1.17 P=Kd P=0.2160=32kwQ= Ptan =321.17=37.44kvar 照明 P= P=4kw1.2.9 锅炉房动力 查表得 取Kd=0.7 cos=0.8 tan=0.75 P=Kd P=0.750=35kwQ= Ptan =350.75=26.25kvar照明 P= P=1kw 锅炉房的总计算负荷 P= P+ P=351=36
21、kw Q=26.25 kvarS= = =44.55kvA I = =67.77A1.2.10 仓库动力 查表得 取Kd=0.4 cos=0.8 tan=0.75 P=Kd P=0.420=8kw Q= Ptan=80.75=6kvar照明 P= P=1kw1.2.11 生活区总计算负荷 P= P=350kw Q= Ptan=3500.35=122.5kvar1.3 求低压侧总计算负荷从以上计算中得出:有功计算负荷无功计算负荷视在计算负荷1420.28再乘以同时系数=0.95, =0.97此时功率因素0.9, 所以要进行无功功率补偿1.3.1 求补偿容量由于本设计中cos=0.7660.9,因
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