工厂供电专业课程设计.doc
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1、河南工程学院供配电技术课程设计第十四机械厂降压变电所电气设计学生姓名: 罗耀文 学 院: 电气信息工程学院 专业班级: 电气工程及其自动化1442专业课程: 供配电技术 指引教师: 任鹏飞 5月22日摘要变电所是电力系统一种重要构成某些,由电器设备和线路按一定接线方式所构成,她从电力系统获得电能,通过其变换、分派、输送与保护等功能,然后将电能安全、可靠、经济输送到每一种用电设备转设场合。 变电所供配电设计需要考虑诸多方面,分析变电所肩负任务及顾客负荷等状况 . 运用顾客数据进行负荷计算, 拟定顾客无功功率补偿装置。 同步进行各种变压器选取, 从而拟定变电所主接线方式, 再进行短路电流计算, 选
2、取导线, 选取变电所高低压电气一次设备等。本变电所设计涉及了: (1) 总体方案拟定;(2) 负荷计算和无功功率补偿 ; (3)变电所位置和型式选取; (4)变电所主变压器台数、容量与类型选取; (5)变电所主接线方案设计; (6)短路电流计算; (7)变电所一次设备选取和校验; (8)变电所进出线选取与校验; (9)变电所二次回路方案选取及继电保护整定; (8)防雷保护及接地装置设计。核心词:负荷,短路电流,设备选取,继电保护,防雷设计目 录1.1、工厂供电意义和规定.1 1.2、工厂供电设计普通原则.11.3、本机械厂变电所设计内容及环节.22.1、负荷计算.3 2.2、无功功率补偿.52
3、.3、无功补偿重要作用及装置选取.63.1、变电所位置和型式选取.63.2、变电所主变压器台数、容量与类型选.83.3、变电所主接线方案设计.9 4.1、绘制短路电流计算电路.10 4.2、拟定基准值.11 4.3、计算短路电路中各元件电抗标幺值.11 4.4、k - 1 点 三 相 短 路 电 流 计 算.114.5、k - 2 点 三 相 短 路 电 流 计 算.125.1、1 0 k V 侧 一 次 设 备 选 择 校 验.125.2、3 8 0 V 侧 一 次 设 备 选 择 校 验 .13 5.3、高 低 压 母 线 选 择 .136.1、1 0 KV 高 压 进 线 选 择.13
4、6.2、3 8 0 V 低 压 出 线 选 择.14 7.1、变电所二次回路方案选取.167.2、继电保护整定.178.1、变电所防雷保护.188.2、变电所公共接地装置设计.199、参照文献.1910.1、附表一变电所平、剖面图.2010.2、附表二变电所主接线图.21 1.1、工厂供电意义和规定工厂供电,就是指工厂所需电能供应和分派, 亦称工厂配电。众所周知, 电能是当代工业生产重要能源和动力。电能既易于由其他形式能量转换而 来,又易于转换为其他形式能量以供应用; 电能输送分派既简朴经济, 又 便于控制、调节和测量,有助于实现生产过程自动化。因而,电能在当代工业生 产及整个国民经济生活中应
5、用极为广泛。 在工厂里,电能虽然是工业生产重要 能源和动力,但是它在产品成本中所占比重普通很小(除电化工业外) 。电能 在工业生产中重要性,并不在于它在产品成本中或投资总额中所占比重多 少,而在于工业生产实现电气化后来可以大大增长产量, 提高产品质量, 提高劳 动生产率,减少生产成本,减轻工人劳动强度,改进工人劳动条件,有助于 实现生产过程自动化。 从另一方面来说, 如果工厂电能供应突然中断, 则对工 业生产也许导致严重后果。 因而,做好工厂供电工作对于发展工业生产, 实现 工业当代化,具备十分重要意义。 由于能源节约是工厂供电工作一种重要方 面,而能源节约对于国家经济建设具备十分重要战略意义
6、, 因而做好工厂供电 工作,对于节约能源、增援国家经济建设,也具备重大作用。工厂供电工作要 较好地为工业生产服务, 切实保证工厂生产和生活用电需要, 并做好节能工作, 就必要达到如下基本规定: (1) 安全 在电能供应、分派和使用中,不应发生人身事故和设备事故。 (2) 可靠 应满足电能顾客对供电可靠性规定。 (3) 优质 应满足电能顾客对电压和频率等质量规定 (4) 经济 供电系统投资要少, 运营费用要低, 并尽量地节约电能和减少 有色金属消耗量。 此外,在供电工作中,应合理地解决局部和全局、当前和长远等关系,既要照顾 局部当前利益,又要有全局观点,能顾全大局,适应发展。1.2、工厂供电设计
7、普通原则按照国标 GB50052-95 供配电系统设计规范 、GB50053-94 10kv 及如下设计规范、GB50054-95 低压配电设计规范等规定,进行工厂供电 设计必要遵循如下原则: (1) 遵守规程、执行政策;必要遵守国家关于规定及原则, 执行国家关于方针政策, 涉及节约能源, 节 约有色金属等技术经济政策。 (2) 安全可靠、先进合理; 应做到保障人身和设备安全, 供电可靠,电能质量合格,技术先进和经济合理, 采用效率高、能耗低和性能先进电气产品。 (3) 近期为主、考虑发展; 应依照工作特点、规模和发展规划, 对的解决近期建设与远期发展关系, 做到 远近结合,恰当考虑扩建也许性
8、。 (4) 全局出发、统筹兼顾。 按负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件等,合理拟定设计方案。工厂 供电设计是整个工厂设计中重要构成某些。 工厂供电设计质量直接影响到工 厂生产及发展。 作为从事工厂供电工作人员, 有必要理解和掌握工厂供电设 计关于知识,以便适应设计工作需要。1.3、本机械厂变电所设计内容及环节全厂总降压变电所及配电系统设计,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, 结合国家供电状况。 解决对各部门安 全可靠,经济分派电能问题。其基本内容有如下几方面。1.3.1、负荷计算全厂总降压变电所负荷计算, 是在车间负荷计算基本上进行。 考虑车 间变电所
9、变压器功率损耗, 从而求出全厂总降压变电所高压侧计算负荷及总功 率因数。列出负荷计算表、表达计算成果。1.3.2、工厂供、配电系统短路电流计算工厂用电,普通为国家电网末端负荷, 其容量运营不大于电网容量, 皆可按 无限容量系统供电进行短路计算。由系统不同运营方式下短 路参数,求出不 同运营方式下各点三相及两相短路电流。1.3.3、变电所高、低压侧设备选取参照短路电流计算数据和各回路计算负荷以及相应额定值,选取变电所 高、低压侧电器设备,如隔离开关、断路器、母线、电缆、绝缘子、避雷器、互感器、开关柜等设备。 并依照需要进行热稳定和力稳定检查。 用总降压变电所主 结线图,设备材料表和投资概算表达设
10、计成果1.3.4、变电所防雷装置设计参照本地区气象地质材料,设计防雷装置。进行防直击避雷针保护范畴 计算,避免产生反击现象空间距离计算,按避雷器基本参数选取防雷电冲击波避雷器规格型号,并拟定其接线部位。进行避雷灭弧电压、频放电电压和最大容许安装距离检查以及接地保护。2.1、负荷计算当前设计单位进行电力负荷计算重要采用办法有: (1)单位指标法(单位面积耗电量法、单位产品耗电量法) ; (2)需要系数法 ; (3)二项式系数法 ; (4)运用系数法 ;由于单位指标法简朴和运用系数法复杂,因而设计将要选用需要系数法或者是二项式法; 又由于结合本工程实际状况, 我选用了需要系数法这种负荷计算办法。2
11、.1.1、按需要系数法拟定计算负荷 :(Kx 为需要系数 ) (1)先求各组计算负荷 :单组有功计算负荷: 单组无功计算负荷:单组视在计算负荷:单组计算电流:编号名称类别设备容量需用系数计算负荷1锻造车间动力3000.30.71.029091.8照明70.91.00.006.30小计30796.391.8133202.12锻压车间动力2000.30.651.176070.2照明100.81.00.0080小计2106870.296.4146.53金工车间动力3500.30.651.17105122.85照明100.81.00.0080小计360113122.85166.9253.64工具车间动
12、力2000.30.601.336079.8照明100.91.00.0090小计2106979.8105.5160.35仓库动力200.30.800.7564.5照明20.81.00.001.60小计227.64.58.813.46热解决车间动力2000.40.701.028081.6照明100.91.00.0090小计2108981.6120.71567装配车间动力2000.40.701.028081.6照明50.91.00.004.50小计20584.581.6117.5178.58机修车间动力1500.20.651.173035.1照明50.751.00.003.750小计15533.75
13、35.148.7749锅炉房动力800.70.780.805644.8照明20.81.00.001.60小计8257.644.873110.910电镀车间动力1500.50.750.887566照明50.81.00.0040小计1557966102.9156.311生活区照明5000.70.91.11555616.78301261.1总计(380V侧)动力18501252.81295照明566计入=0.85=0.80.741127.51165.51621.22463.2表2-1 第14机械厂负荷计算表2.2、无功功率补偿由表 1 可知,该厂 380V 侧最大负荷时功率因素只有 0.75。而供电
14、部门要 求该厂 10KV 进线最大负荷时功率因素不应地于 0.94。考虑到主变压器无功 损耗远不不大于有功损耗,因而 380V 侧最大负荷时功率因素应稍不不大于 0.94,暂取 0.95 来计算 380V 侧所需无功功率补偿容量:选 PGJ1型低压自动补偿屏,并联电容器为 BW0.4-14-3 型,采用其(主屏) 1台与(辅屏)7台相组合,总容量 。因而无功补偿后工厂 380V 侧和 10KV 侧负荷计算如下表计算负荷380V侧补偿前负荷0.741127.5116516212463.2380V侧无功补偿容量672380V侧补偿后负荷0.9161127.54931230.61869.7主变压器功
15、率损耗10kV侧负荷 0.9141144.41506.651251.541901.5表2-2 第14机械厂无功补偿后负荷2.3.1 、无功补偿重要作用 : 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损耗、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。 安装并联电容器进行无功补偿, 可限制无功补偿在电网中传播, 相应减小了 线路电压损耗, 提高了配电网电压质量。 无功补偿应依照分级就地和便于调 整电压原则进行配备。 集中补偿与分散补偿相结合, 以分散补偿为主;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
16、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; 降 低电能损耗; 提高发供电设备运营效率;减少顾客电费支出。2.3.2、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。3.1.1、变电所位置选取普通原则:(1) 接近负荷中心,以减少配电系统电能损耗、电压损耗和有色金属消 耗量; (2) 进出线以便,特别是要便于架空进出线; (3) 接近电源侧,特别是工厂总降压变电所和高压配电所; (4) 设备运送以便,特别是要考虑电力变压器和高低压成套配电装置运 输; (5) 不应设在有激烈振动或高温场合,无法避开时,应有防震和隔热 办法; (6)
17、不适当设在多尘或有腐蚀性气体场合,无法远离时,不应设在污染源 下风侧; (7)不应设在厕所、浴室或其她经常积水场合正下方,且不适当与上述场 所相贴邻; (8)不应设在有爆炸危险环境正上方或正下方,且不适当设在有火灾危险 环境正上方或正下方, 当与有爆炸或火灾危险环境建筑物毗连时, 应符合现 行国标 GB500581992爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范规定;(9)不应设在地势低洼和也许积水场合。3.1.2、变电所类型 变电所按其主变压器安装位置来分,有下列类型: (1) 车间附设变电所 (2) 车间内变电所 (3) 露天(或半露天)变电所 (4) 独立变电所 (5) 杆上变电台 (6) 地下
18、变电所 (7) 楼上变电所 (8) 成套变电所 (9) 移动式变电所3.1.3、变电所位置及类型选取 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。 在工厂平面图下侧和左侧, 分别作一条直 角坐标 x 轴和 y 轴,然后测出各车间和宿舍区负荷点坐标位置,设定 p1、p2、p3. p10分别代表厂房 1、2、3. 10号功率, p11 为生活区负荷中 心,而工厂负荷中心力矩方程,可得负荷中心坐标:把各车间坐标带入上式,得到 x=7.9,y=6.2。由计算成果可知,工厂 负荷中心在 5 号厂房东北角。 考虑到周边环境和进出线以便, 决定在 5 号
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