电力系统分析专业课程设计.doc
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1、 课程设计报告 题 目 某冶金机械修造厂总降压 变电所一次系统设计 课 程 名 称 电力系统分析课程分析 一、概述21.1 课程设计目规定21.2 设计原则21.3 设计详细内容2二、设计课题基本资料32.1 生产任务及车间构成32.2 设计根据32.3 本厂负荷性质4三、负荷计算及无功功率补偿43.1 负荷计算43.2 无功功率补偿5四、变压器台数和容量选取64.1 变电所主变压器台数和容量选取64.2 车间变压器台数和容量选取7五、一次系统主接线方案设计7六、架空线路设计86.1 35kV架空线路选取86.2 35kV母线选取86.3 总降压变电所10kV侧电缆选取86.4 总降压变电所1
2、0kV侧母线选取9七、短路电流计算97.1 短路计算目97.2 短路电流计算过程9八、总降压站电气主接线图及其设备选取与校验118.1 电气主接线图118.2 一次设备选取与校验12九、心得体会13参照文献14一、概述1.1 课程设计目规定目:通过课程设计进一步提高收集资料、专业制图、综述撰写能力,培养理论与实际应用结合能力,开发独立思考能力,寻找并解决工程实际问题能力,为后来毕业设计与实际工作打下坚实基本。 规定:(1)自学供配电系统设计规范,复习电力系统基本概念和分析办法。 (2)规定初步掌握工程设计程序和办法,特别是工程中用到电气制图 原则,惯用符号,计算公式和编程技巧。 (3)通过独立
3、设计一种工程技术课题,掌握供配电系统设计办法,学会查询 资料,理解电力系统中惯用设备及有关参数。 (4)在设计过程中,要多思考,多分析,对设计计算内容和成果进行整顿和总 结。 (5)完毕课程设计阐明书及有关图,可以手写,可以计算机打印。1.2 设计原则 (1)必要遵守国家关于电气原则规范。 (2)必要严格遵守国家关于法律、法规、原则。 (3)满足电力系统基本规定(电能质量、可靠性、经济性、负荷级别) (4)必要从整个地区电能分派、规划出发,拟定整体设计方案。1.3 设计详细内容该冶金机械厂总降压变电所及高压配电一次系统设计,是依照各个车间负荷数量和性质,生产工艺对负荷规定,以及负荷布局,结合国
4、家供电状况,解决对电能分派安全可靠,经济合理问题。其基本内容有如下几方面: (1)一次系统主结线方案设计 (2)拟定全厂负荷 (3)主变压器容量和台数选取 (4)选取35kV架空(8km长)输电导线截面积(依照额定电流)计算并阐明选取理由。 (5)画出等值电路简图 (6)画出总降压站电气主结线图二、设计课题基本资料2.1 生产任务及车间构成本厂重要承担冶金系统配件生产,生产规模为:铸钢件1万吨,铸铁件3千吨,锻件1千吨,铆焊件2千吨。 本厂车间构成如表1所示。2.2 设计根据 (1)设计总平面布置图 (2)全厂各车间负荷如表2所示,各车间均为380V负荷,但有一某些为高压设备为6kV负荷。 (
5、3)供用电合同 工厂与供电部门所签定供用电合同重要内容如下: 工厂从供电部门用35千伏双回架空线引入本厂,其中一种作为工作电源,一种作为备用电源,两个电源不并列运营。(即不同步工作),供电部门短路容量为200MVA,该变电所距厂东侧8公里。 在本厂总降压变电所35千伏侧进行计算,本厂功率因数应不不大于0.9。2.3 本厂负荷性质 本厂为三班工作制,最大有功负荷年运用小时数为6000小时,属于二级负荷。三、 负荷计算及无功功率补偿3.1 负荷计算拟定车间计算负荷,普通用需要系数法,车间设备运用系数乘上设备容量即为车间低压用电设备总设备容量,即车间低压侧计算负荷(有功功率)。并可求出相应计算负荷(
6、无功功率及视在功率)。计算后填入表1.(拟定相应变压器容量)有功计算负荷为 (2.1)这里K x称为需要系数(demand coefficient),Pe为车间用电设备总容量。无功计算负荷为 (2.2)式中,tan为相应于车间用电设备正切值。视在计算负荷为 (2.3)式中,为车间供电设备平均功率因素。 依照工厂给出资料,通过计算整顿,得出该工厂各车间负荷计算表及该工厂6kV高压设备负荷计算表,成果见表1。表1 全厂各车间负荷表序号车间或用电单位名称设备容量(KW)运用系数KxcostanPQS(KVA)变压器台数及容量备注No1变电所1铸钢车间0.40.651.178009361230.771
7、*1250KVANo2变电所1铸铁车间10000.40.71.02400408571.432砂库1100.70.61.237794.71128.333小计2110477502.71699.761*1000 KVANo3变电所1铆焊车间12000.30.451.98360712.880021#水泵房280.750.80.752115.7526.253小计1228381728.55826.251*1000KVANo4变电所1空压站3900.850.750.88331.5291.724422机修车间1500.250.651.1737.543.87557.693锻造车间2200.30.551.5266
8、100.321204木型车间185.850.350.61.3365.0586.51108.415制材场200.280.61.335.67.4489.336综合楼200.9111818187小计985.85523.65547.873755.431*1000KVANo5变电所1锅炉房12000.750.80.75900675112522#水泵房280.750.80.752115.7526.253仓库1、288.120.650.651.1757.27867.01588.124污水提高站140.80.80.7511.28.4145小计1330.12 989.478766.1651253.371*160
9、0KVA各车间6KV变压负载1电弧炉25000.90.870.572250128.252586.212工频炉6000.80.90.48480230.4533.333空压机5000.850.850.524255002214小计36003155858.653340.54全厂共计(Kp=0.9)(Kq=0.95)11253.970.5060.810.7245693.515 4122.95067029.56863.2 无功功率补偿 通过该厂负荷计算表可知该厂功率因素=0.81,不能达到供电部门规定。在供电营业规则中规定:“顾客在本地供电公司规定电网高峰负荷时功率因素应达到下列规定:100kVA及以上高
10、压供电顾客功率因素为0.90以上。”并规定,凡功率因素未达到上述规定,应增添无功补偿装置。 无功功率人工补偿装置重要有同步补偿机和并联电容器两种。由于并联电容器具备安装简朴、运营维护以便、有功损耗小以及组装灵活、扩容以便等长处,因而本设计选用并联电容进行无功补偿。按规定,变电所高压侧功率因素cos0.9.。考虑到变压器自身无功功率损耗QT远不不大于其有功功率损耗PT,普通QT=(45)PT,因而在变压器低压侧进行无功补偿时,低压侧补偿后功率因素应略高于0.90,这里取cos=0.92。要使低压侧功率因素由0.81提高到0.92,低压侧需装设并联电容器容量为 取 QC=kvar 依照以上计算,本
11、设计从惯用并联电容器中选出型号为BWF10.5-120-1并联电容器17台进行该工厂无功功率补偿。四、 变压器台数和容量选取4.1 变电所主变压器台数和容量选取 无功功率补偿后变电所低压侧视在计算负荷为 变压器功率损耗为 PT 0.015= 0.0156076.43kVA = 91.146kW QT 0.06= 0.066076.43kVA=364.586kvar 变电所高压侧计算负荷为 = 5693.515kW + 91.146kW = 5784.661kW =(4122.9506)kvar + 364.586kvar =2487.537kvar 补偿后工厂功率因素为 这一功率因素满足供电部
12、门规定规定。 依照工厂提供数据,本工厂负荷为二级负荷,且工厂视在计算负荷为6296.836kVA故本工厂总降压变电所应选取两台主变压器。由于本工厂选用两台主变压器,故每台主变压器容量SNT不应不大于总计算负荷S3060%70%。但由于本工厂负荷均为二级负荷,故该工厂总降压变电所选用两台容量为10000kVA型号为S9-10000/35变压器,其重要技术数据如下:表3.1 S9-5000/35变压器技术参数变压器型号额定容量/kVA额定电压/kV损耗/kW阻抗电压(%)空载电流(%)联结组别总体质量/t备注高压低压空载负载S9-10000/3510000355%10.510.048.37.50.
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