工厂供电专业课程设计.doc
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1、1 设计任务1.1设计规定规定依照本厂所能获得电源及本厂用电负荷实际状况,并恰当考虑到工厂发展,按照安全可靠,技术先进,经济合理规定,拟定变电所位置与形式,拟定变电所重要变压器台数与容量,类型。选取变电所主接线方案及高低压设备和进出线,拟定二次回路方案,选取整定继电保护装置,最后按规定写出设计阐明书,绘出设计图纸。1.2设计根据1.2.1工厂总平面图:图1.1 工厂平面图1.2.2工厂负荷状况本厂多数车间为两班制,年最大负荷运用小时为4600h,日最大负荷持续时间为6h。该厂除锻造车间、电镀车间和锅炉房属二级负荷外,别的均属三级负荷。本厂负荷记录资料如表1.1所示。表1.1工厂负荷记录资料厂房
2、编号厂房名称负荷类别设备容量/kW需要系数功率因数1锻造车间动力3000307照明608102锻压车间动力35003065照明807107金工车间动力40002065照明1008106工具车间动力3600306照明709104电镀车间动力2500508照明508103热解决车间动力1500608照明508109装配车间动力18003070照明6081010机修车间动力16002065照明408108锅炉车间动力500708照明108105仓库动力200408照明10810生活区照明35007091.2.3气象资料 本厂所在地区年最高气温为38,年平均气温为23,年最低气温为-9,年最热月平均最
3、高气温为33,年最热月平均气温为26,年最热月地下0.8米处平均气温为25。本地主导风向为东北风,年雷暴日数为20。 1.2.4供电电源状况 按照工厂与本地供电部门签定供用电合同规定,本厂可由附近一条10kV公用电源干线获得工作电源。该干线走向参看工厂总平面图。该干线导线牌号为LGJ-150,导线为等边三角形排列,线距为2m;干线首端距离本厂约8km。干线首端所装设高压断路器断流容量为500MVA。此断路器配备有定期限过流保护和电流速断保护,定期限过流保护整定动作时间为1.7s。为满足工厂二级负荷规定,可采用高压联系线由邻近单位获得备用电源。已知与本厂高压侧有电气联系架空线路总长度为80km,
4、电缆线路总长度为25km。1.2.5电费制度 本厂与本地供电部门达到合同,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为18元/kVA,动力电费为0.9元/Kw.h,照明电费为0.5元/Kw.h。工厂最大负荷时功率因数不得低于0.9,此外,电力顾客需按新装变压器容量计算,一次性向供电部门交纳供电贴费:610VA为800/kVA。1.2.6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。2 负载计算和无功功率补偿2.1负荷计算2.1.1单组用电设备计算负荷计算公式重要计算公式有: 有功功率(单位KW)P30= PeKd,K
5、d为系 (2-1) 无功功率(单位Kvar) Q30 = P30 tan (2-2) 视在功率(单位KvA) S3O = P30/cos (2-3) 计算电流(单位A) I30 = S30/Un,Un为用电设备额定电压(单位为Kv) (2-4)2.1.2多组用电设备计算负荷计算公式重要计算公式有:有功功率(单位KW) P30=KpP30i (2-5)式中P30i是所有用电设备有功计算负荷P30之和,Kp是有功负荷计算系数,可取0.850.95.无功功率(单位Kvar) , Q30=KqQ30.i (2-6)式中Q30是所有用电设备无功计算负荷Q30之和,Kq是无功负荷计算系数,可取0.90.9
6、7. 视在功率(单位KvA) S30=(P30+Q30) (2-7) 计算电流(单位A) I30=S30/(1.732Un) (2-8)经计算,各厂区及生活区负荷计算表如下表2.1所示(额定电压取380V)表2.1 机械厂负荷计算表编号名称类别设备容量Pe/kw需要系数Kdcostan计算负荷P30/kwQ30/kwS30/kvaI30/A1锻造车间动力3000.30.71.029091.8照明60.81.004.80小计30694.891.81322002锻压车间动力3500.30.651.17105123照明80.71.005.60小计358110.61231652513热解决车间动力15
7、00.60.80.759067.5照明50.81.0040小计155-9467.51161764电镀车间动力2500.50.80.7512593.8照明50.81.0040小计25512993.81592425仓库动力200.40.80.7586照明10.81.000.80小计218.8610.716.26工具车间动力3600.30.61.33108143.6照明70.91.006.30367114.3143.61842807金工车间动力4000.20.651.178093.6照明100.81.0080小计3108893.61281958锅炉房动力500.70.80.753526.3照明10.
8、81.000.80小计5135.826.344.4679装配车间动力1800.30.71.025455.1照明60.81.004.80小计18658.855.180.612210机修车间动力1600.20.651.173237.4照明40.81.003.20小计16435.237.451.47811生活区照明3500.70.90.48245117.6272413总计(380V侧)动力22201015.3856.1照明402计入Kp =0.8Kq =0.850.75812.2727.6109016562.2无功功率补偿 由上表可知,该厂380V侧最大负荷时功率因数是0.77,而供电部门规定该厂1
9、0kv进线侧最大负荷时因数不应低于0.90.考虑到主变压器无功损耗远不不大于有功损耗,因而380V侧最大负荷时因数应稍不不大于0.90,暂取0.92来计算380V侧所需无功功率补偿容量:无功补偿重要作用就是提高功率因数以减少设备容量和功率耗损、稳定电压和提高供电质量,在长距离输电中提高系统输电稳定性和输电能力以及平衡三相负载有功和无功功率。Qc=P30(tan1- tan2)=812.2tan(arccos0.77)-tan(arccos0.92)Kvar即Qc=370Kvar选PGJ1型低压自动补偿屏(如图2.1所示),并联电容器为BW0.4-14-3型,采用其方案1(主屏)1台与方案3(辅
10、屏)4台相组合,总共容量84kvar*5=420kvar。变压器低压侧有功计算负荷基本不变,而无功计算负荷=(727.6-420)kvar=307.6 kvar,视在功率=868.5 kVA,计算电流=1320 A,功率因数提高为cos=0.935。因而无功补偿后工厂380V侧和10KV侧负荷计算如下表所示:表2.2无功补偿后工厂计算负荷项目cos计算负荷P30/kwQ30/kvarS30/kvaI30/A380v侧补偿前负荷0.77811.4727.610901656380v侧无功补偿容量-420380v侧补偿后负荷0.935812.2307.6868.51320主变压器功率损耗0.015S
11、30=130.06S30=5210kv侧负荷计算0.92825.2359.690052集中补偿与分散补偿相结合,以分撒补偿为主;高压补偿与低压补偿相结合,以低压补偿为主;调压与降压相结合;并且与配电网建设改造工程同步规划、设计、施工、同步投运。无功补偿重要作用品体体当前: 提高电压质量; 减少电能损耗; 提高发供电设备运营效率;减少顾客电费支出。 无功功率补偿装置:普通用并联电容器办法来进行功率补偿。图2.1 PGJ1型低压无功功率自动补偿屏接线方式3 变电所位置和型式选取咱们工厂是10kv如下,变电所位置应尽量接近工厂负荷中心,工厂负荷中心按负荷功率矩法来拟定。以3号厂房负荷中心为原点,建立
12、直角坐标系,然后测出各车间(建筑)和宿舍区负荷点坐标位置,p1、p2、p3p10分别代表厂房1、2、310号功率,设定p1、p2p10并设定p11为生活区中心负荷,测出其坐标分别是(0,3.2)、(0,1.6)、(0,0)、(2.4,4.8)、(2.4,3.2)、(2.4,1.6)、(2.4,0)、(6.2,3.4)、(5.6,1.9)、(5,0.4)、(8,5.4)如图3-1所示。而工厂负荷中心力矩方程,可得负荷中心坐标: (3-1) (3-2)把各车间坐标带入(3-1) (3-2),得到x=3.1,y=2.3由计算成果可知,工厂负荷中心在6号厂房东北角。考虑到周边环境和进出线以便,决定在5
13、号厂房东侧仅靠厂房建造工厂变电所,器型为附设式。图3.1 按负荷功率矩法拟定负荷中心4 变电所主变压器台数、容量与类型选取4.1变电所主变压器选取依照工厂负荷状况和电源状况,工厂变电所主变压器考虑有下列两种可供选取方案:1、 装设一台变压器 型号为S9型,由容量依照式,为主变压器容量,S30为总计算负荷。SN.T=1000KVAS30=861.1KVA,即选一台型号为S9-1000/10型低损耗电变压器。至于工厂二级负荷所需备用电源,考虑用临近单位相连高压联系线来供电。2、 装设二台变压器 型号为S9型,容量依照式由下式选取,即 900kVA=(540630)kVA (4-1)=(132+16
14、0+44.4) kVA=336.4kVA (4-2)因而选取两台S9-630/10型低损耗配电变压器。至于工厂二级负荷所需备用电源,考虑用临近单位相连高压联系线来供电。主变压器联结组号都为Yyn0. 4.2变电所主接线方案选取依照上面考虑两种主变压器方案可设计出下列两种主接线方案.4.2.1装设一台主变压器主接线方案 Y0Y0S9-1000GG-1A(F)-0710/0.4kV联系线(备用电源)GG-1A(F)-54GW口-1010kVFS4-10GG-1A(J)-03GG-1A(J)-03GG-1A(F)-07GG-1A(F)-54GG-1A(F)-07GG-1A(F)-07主变联系(备用)
15、高压柜列图4-1 装设一台主变压器主接线方案4.2.2装设两台主变压器主接线方案Y0Y0220/380VS9-630GG-1A(F)GG-1A(F)-0710/0.4kVS9-63010/0.4kV联系线(备用电源)GG-1A(F)-54GG-1A(F)-113、11GW口-1010kVFS4-10GG-1A(J)-01GG-1A(F)-113GG-1A(F)-11GG-1A(J)-011A(F)-96GG-1A(F)-07GG-1A(F)-54主变主变联系(备用)高压柜列-96图4-2 装设两台主变压器主接线方案4.3主接线方案技术经济比较表4-1 主接线方案技术经济比较比较项目装设一台主变
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