犁伊某厂车间变电所初步设计.doc
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1、伊犁某厂车间变电所初步设计 网络教育学院本 科 生 毕 业 论 文(设 计) 题 目:伊犁某厂车间变电所初步设计学习中心:新疆伊犁哈萨克自治州经贸培训中心奥鹏学习中心26A层 次: 专科起点本科 专 业: 电气工程及其自动化 年 级: 学 号: 学 生: 指导教师: 完成日期: 2011年08月28日 目录摘 要 1 负荷计算11.1计算负荷方法11.2负荷系数31.3设备容量的确定41.4提高功率因数方法51.4.1 方法51.5动力支路负荷计算61.6各车间的负荷计算71.6.1各车间计算负荷和无功补偿(需要系数法)71.6.2 电压等级的确定111.6.3 本厂电压等级的确定112变电所
2、位置和型式选择.122.1 变电所位置的选择122.1.1配变电所位置选择,应根据下列要求综合考虑确定122.1.2 变电所位置的选择原则132.2车间变电所位置的确定132.3变电所型式142.3.1 其中配电柜的作用及柜内主要元件142.3.2 配电所高压开关柜的选择143 变电所主变压器台数和容量、类型的选择及无功补偿.153.1变电所变压器台数的确定153.1.1确定原则153.1.2选择变压器台数时,应考虑以下因素153.2变压器容量的确定153.2.1变压器容量选择时应遵循的原则153.2.2各车间变压器台数及容量选择和无功补偿173.3工厂总降压变电所主变压器台数、容量选择及无功
3、补偿194 变电所主结线方案的设计214.1 主接线的设计原则和要求214.1.1 电气主接线的设计原则214.1.2 设计主接线的基本要求234.2 主接线的设计步骤244.2.1 电气主接线的具体设计步骤如下244.3 基本接线型式254.3.1 单母线接线254.3.2 单母线分段接线254.3.3 双母线接线254.3.4 双母线分段接线.264.3.5 桥形接线274.4 主接线初步设计方案285 短路电流的计算295.1短路的种类及产生短路的原因295.1.1短路295.1.2短路的危害295.1.3 影响短路电流的因素305.1.4短路电流的计算306 变电所一次设备的选择与校验
4、356.1各种电气设备的选择356.1.1断路器型式的选择356.1.2隔离开关的选择356.1.3低压断路器的选择、整定与校验356.1.4电流互感器的选择与校验376.2本变电所高低压电气设备的选择386.2.1高压35kV侧设备选择386.2.2中压10kV侧设备选择.396.2.3低压0.4kV侧设备选择407 变电所进出线的选择与校验.417.1 35kV供电线路截面选择417.2 厂内10kV线路截面选择427.2.1供电给变电所的10kV线路427.2.2 供电给变电所的10kV线路437.2.3供电给变电所的10kV线路447.2.4 10kV联络线(与其相邻其他工厂)的选择4
5、68变电所二次回路方案的选择及继电保护的整定478.1 单母线分段接线 双母线接线478.1.1 可靠性478.1.2 灵活性478.1.3 经济性478.2 继电保护478.2.1 继电保护的任务478.2.2继电保护装置488.2.3主变压器保护488.2.4 35kV进线线路保护488.2.5 10kV线路保护499 防雷保护和接地装置的设计.509.1防雷保护509.1.1架空线路的防雷措施509.1.2 变配电所的防雷措施509.2接地装置519.2.1接地与接地装置定义519.2.2确定此配电所公共接地装置的垂直接地钢管和连接扁钢51总 结53致 谢54参考文献55摘 要本课题的主
6、要内容包括伊犁某厂车间变电所内负荷计算,变电所位置的选择变电所位置和的确定,变电所主变压器台数和容量、类型的选择及无功补偿选取,变电所主结线方案的设计原则和要求、主接线的设计步骤及初步设计方案,短路电流的计算及短路的种类及产生短路的原因,变电所一次设备的选择与校验,变电所35kV供电线路截面选择及厂内10kV线路截面选择,变电所二次回路方案的选择及继电保护,防雷保护和接地装置的设计。关键词:车间变电所;位置;一次设备;二次回路伊犁某厂车间变电所初步设计11 负荷计算1.1计算负荷方法目前负荷计算常用需要系数法、二项式法、和利用系数法,前二种方法在国内设计单位的使用最为普遍。此外还有一些尚未推广
7、的方法如单位产品耗电法、单位面积功率法、变值系数法和ABC法等. 常采用需用系数法计算用电设备组的负荷时,应将性质相同的用电设备划作一组,并根据该组用电设备的类别,查出相应的需用系数,然后按照表一给出的公式求出该组用电设备的计算负荷。此设计采用的是需用系数法来对电力负荷计算的1。因为,需用系数是用设备功率乘以需用系数和同时系数,直接求出计算负荷。这种方法简便,应用广泛,尤其适用于配、变电所的负荷计算。采用利用系数法求出最大负荷的平均负荷,再考虑设备台数和功率差异的影响,乘以与有效台数有关的最大系数得出计算负荷,计算过程十分繁琐。而单位面积功率法和单位指标法主要多用于民用建筑;单位产品耗电量法主
8、要适用于某些工业。需要系数法,是把用电设备的总设备容量乘以需要系数和同时系数,直接求出计算负荷的一种简便方法。需要系数法主要用于工程初步设计及施工图设计阶段,对变电所母线、干线进行负荷计算。当用电设备台数较多,各种设备容量相差不悬殊时,其供电线路的负荷计算也采用需要技术法。需要技术时一个综合性系数,它是指用电设备组投入运行时,从供电网络实际取用的功率与用电设备组的设备功率之比。需要系数与用电设备组的运行规律、负荷率、运行效率、线路的供电效率等因数有关,工程上很难准确确定,只能靠测量确定。一般工业与民用建筑中的用电负荷主要有单位负荷(如照明负荷)以及三相负荷(如动力负荷),其供电系统一般分为照明
9、支路及动力支路进行供电。照明支路主要供照明灯具、一般单相插座以及其他额定电压为220V的电气设备。器特点为用电负荷的额定电压均为单相220V求分布在A、B、C三相。这类负荷也叫做相负荷。在采用需要系数法进行动力支路负荷计算时,应将计算范围内的用电设备分组,分别进行各个组内的负荷计算并将计算结果相加得到总的计算负荷,然后根据用电设备的台数和容量的大小以及用电设备的性质乘以一个同时系数,得到计算结果2。在工业生产中还有一些额定电压为380V的单项负荷,接在两条相线之间,我们称之为间负荷,线间负荷可用照明支路供电,也可用动力支路供电。各种负荷的供电线路组成如图所示,如果从供电形式的角度来讲:负荷计算
10、可以分为单相和三相用电设备的负荷计算两种形式。从供电系统中所在的位置角度来讲:负荷计算可分为一组用电设备、多组用电设备的负荷计算。但无论是那种形式,用需要系数法确定计算负荷3都有如:表1.1通用公式名称公式备注用电设备组的容量设备的额定容量设备组的同时系数设备组的负荷系数设备组的平均效率配电线路的平均效率对应用电设备组的正切值用电设备组的平均功率因数用电设备组的额定电压以上参数由用电设备组计算负荷直接相加来计算时取。用电设备组有功计算负荷需要系数 无功计算负荷视在计算负荷计算电流有功负荷的同时系数无功负荷的同时系数总的有功计算负荷总的无功计算负荷总的视在计算负荷1.2负荷系数机械工业需要系数见
11、表1.2表1.2机械工业需要系数表用电设备组名称一般工作制的小批生产金属冷加工机床0.140.160.51.73大批生产金属冷加工机床0.180.20.51.73小批生产金属热加工机床0.20.250.550.60.511.33大批生产金属热加工机床0.270.651.17生产用通风机0.70.750.80.850.750.62卫生用通风机0.650.70.80.75泵、空气压缩机0.50.60.80.75不联锁运行的提升机,皮带运输等连续运输机械0.650.70.750.88带联锁的运输机械0.650.750.88=25%的吊车及电动葫芦0.140.20.51.73铸铁及铸钢车间起重机0.2
12、50.30.51.73轧钢及锐锭车间起重机0.650.70.51.73锅炉房、修理、金工、装配车间起重机0.050.150.51.73加热器、干燥箱0.80.950.10. 0.33高频感应电炉0.7 0.80.651.17低频感应电炉0.80.352.67电阻炉0.650.80.75电炉变压器0.350.352.67自动弧焊变压器0.50.51.73点焊机、缝焊机0.350.60.61.33对焊机、铆钉加热器0.350.71.02单头焊接变压器0.350.352.67多头焊接变压器0.40. 51.73点焊机0.10.150.51.73高频电阻炉0. 50.70.71.02自动装料电阻炉0.
13、70.80.980.2非自动装料电阻炉0.60.70.980.21.3设备容量的确定由于各用电设备的额定工作制不同,在确定计算负荷时,不可以将其额定功率直接相加,应将额定功率换算为统一的设备功率。对于一般长期连续运行工作制和短时工作制的用电设备,包括一般电动机组和电热设备等,其铭牌上的额定功率(额定容量)就等于设备功率。式中设备功率,;用电设备铭牌上的额定功率,。对于断续或反复短时工作的用电设备,如吊车用电动机,电焊用变压器等,它们的设备功率时将其铭牌上标称下某一分与合持续率时的额定功率统一换算到一个新规定负荷持续率下的额定功率。负荷持续率优势也称负载持续率或赞载率,是用电设备在一个工作周期内
14、工作时间和工作周期的百分比值,用表示:式中 工作周期;工作周期内的工作时间;工作周期内的停歇时间。对于电焊机及各类电焊装置的设备功率,是指将额定功率换算到负荷持续率为时的有功功率。当不等时,用下式换算:式中 换算到时的设备功率,;换算前铭牌上的负荷持续率,应和、相对应(计算中用小数值);、分别为换算前与对应的铭牌上的额定有功功率、额定视在功率,额定功率因数;其值为的负荷持续率(计算用)。对于断续或短时工作制电动机的设备功率,是指将额定功率换算到负载持续率为时的有功功率。当不等于时,用如下公式换算: 式中 换算到时的设备功率,;、分别为对应换算前电动机铭牌标称的额定功率,;额定负荷持续率(计算时
15、用小数值);换算到时的负荷持续率(计算时用小数值)。1.4提高功率因数1.4.1方法1.通过适当措施提高自然功率因数。据统计,在建筑供电系统的总无功功率中,电动机和变压器约占左右,其余则消耗在输电线路及其他感应设备中,因此,提高自然功率因数可以通过合理选择感应电动机的容量、使用中减少感应电动机的空载运行、条件许可时尽量使用同步电动机、以最佳负荷率选择变压器等方法达到目的。2.并联同步调相机。同步调相机是一种专用于补偿无功功率的同步电动机,通过调节同步调相机的励磁电流可补偿供电系统的无功功率,从而提高系统的功率因数。同步调相机输出无功功率为无极调节方式,调节的范围较大,并且在端电压下降以内时,无
16、功输出基本不变,当端电压下降以上时,可强行励磁增加无功输出。但是,同步调相机补偿单位无功功率造价高。每输出的无功功率要损耗的有功功率,基建安装要求高、不易扩建、运行维护复杂,所以一般用于电力系统中的枢纽变电站及地区降压变电站。3.并联适当的静电电容器。我们知道,电感性负载并联适当的电容器可以提高功率因数,所以在建筑供电系统中,同样可以并联适当的静电电容器以提高系统的功率因数。并联电容安装简单、容易扩建、运行维护方便,补偿单位无功功率的造价低、有功损耗小(小于),因此广泛用于工厂企业及民用建筑供电系统中。无功补偿使用专用的电力电容器,其规格品种很多,按安装方式分为户内式和户外式,按相数分为单相和
17、三相,按额定电压分为高压和低压电容器等等。a.电容器的选择电容器无功容量的计算 b.电容器(柜)台数的确定需电容器台数:每相所需电容器台数:取其相等或稍大的偶数,因为变电所采用单母线分段式结线。c.电容器的补偿方式和联接方式1)电容器的补偿方式单独就地补偿方式:接线、优缺点、适用对象。分散补偿方式:接线、优缺点、适用对象。集中补偿方式:接线、优缺点、适用对象: 大中型煤矿主要补偿方式,如:平煤各矿2)电容器的联接方式三角形接法:优缺点星形接法:优缺点或Y(双Y) 优选,因为容量为Y的1/3且电压低,放电1分钟,残压以下。以上的电容器应采用电压互感器放电。电容器放电回路中不得装设熔断器或开关,以
18、免放电回路断开,危及人身安全。1.5动力支路负荷计算 每个组内的负荷计算可以采用通用计算公式进行,动力支路的负荷计算采用下式进行:式中 支路上有功计算负荷,;支路上无功计算负荷,;支路上视在计算负荷,;、分别为支路上有功同时系数,无功同时系数;支路上计算电流;支路的额定电压。1.各车间的负荷计算1.6.1各车间计算负荷和无功补偿(需要系数法)1.纺练车间单台机械负荷计算a.纺丝机已知:,。故:b.筒丝机已知:,。故:c.烘干机已知:,。故:d.脱水机已知:,。故:e.通风机已知:,。故:f.淋洗机已知:,。故:g.变频机已知:,。故:h.传送机已知:,。故:纺练车间单台机械负荷统计见表1.3表
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