工厂供配电系统设计.docx
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工厂供配电系统设计 14 2020年4月19日 文档仅供参考,不当之处,请联系改正。 杭州电子科技大学 电气工程课程设计报告 题 目 工厂供配电的系统设计 学 院 信息工程学院 专 业 电气工程及其自动化 姓 名 魏佳健 班 级 一班 学 号 15907222 指导教师 高慧敏 工厂供电题目五 设计依据如下: (1)工厂总平面图如图1.1所示。 (2)工厂负荷情况:本厂多数车间为三班制,年最大负荷利用小时数4600h,日最大负荷持续时间为6h。该厂处铸造车间、电镀车间和锅炉房属二级负荷外,其余均属三级负荷。全厂的负荷表见表1.1。 (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电源。该干线走向参看工厂总平面图。为满足工厂二级负荷的要求,可采用高压联络线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,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℃,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天。 (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容量计为18元/(kVA),动力电费为0.20元/(kw.h),照明电费为0.50元/(kw.h)。工厂最大负荷时的功率因数不得低于0.90。另外,电力用户按新装变压器容量计算,一次性向供电部门交纳供电贴费:6 10kV为800元/(kVA)。 1. 任务 (1)计算电力负荷和无功功率补偿; (2)选择本变电所主变的台数、容量和类型; (3)设计本变电所的电气主接线; (4)进行必要的短路电流计算; (5)选择和校验变电所一次设备及进出线;; 图1.1 工厂总平面图 表1.1全厂负荷表 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 1 铸造车间 动力 300 0.3 0.70 照明 6 0.8 1.0 2 锻压车间 动力 350 0.3 0.65 照明 8 0.7 1.0 7 金工车间 动力 400 0.2 0.65 照明 10 0.8 1.0 6 工具车间 动力 360 0.3 0.60 照明 7 0.9 1.0 4 电镀车间 动力 250 0.5 0.8 照明 5 0.8 1.0 3 热处理车间 动力 150 0.6 0.80 照明 5 0.8 1.0 9 装配车间 动力 180 0.3 0.70 照明 6 0.8 1.0 10 机修车间 动力 160 0.2 0.65 照明 4 0.8 1.0 8 锅炉房 动力 50 0.7 0.80 照明 1 0.8 1.0 5 仓库 动力 20 0.4 0.8 照明 1 0.8 1.0 生活区 照明 350 0.7 0.9 1. 电力负荷和无功功率补偿 电力负荷计算 单组用电设备计算负荷的计算公式 a)有功计算负荷(单位为KW) = , 为系数 b)无功计算负荷(单位为kvar) = tan c)视在计算负荷(单位为kvA) = d)计算电流(单位为A) =, 为用电设备的额定电压(单位为KV) 多组用电设备计算负荷的计算公式 a)有功计算负荷(单位为KW) = 式中是所有设备组有功计算负荷之和,是有功负荷同时系数,可取0.85~0.95 b)无功计算负荷(单位为kvar) =,是所有设备无功之和;是无功负荷同时系数,可取0.9~0.97 c)视在计算负荷(单位为kvA) = d)计算电流(单位为A) = 经过计算,得到各厂房和生活区的负荷计算表,如表1.1所示(额定电压取380V) 编号 名称 类别 设备容量/kW 需要系数 cos tan 计算负荷 /kW /kvar /kVA /A 1 铸造 车间 动力 300 0.3 0.7 1.02 90 91.8 128.6 195.4 照明 6 0.8 1.0 0 4.8 0 4.8 7.3 小计 306 —— 94.8 91.8 133.4 202.7 2 锻压 车间 动力 350 0.3 0.65 1.17 105 122.9 161.5 245.4 照明 8 0.7 1.0 0 5.6 0 5.6 8.5 小计 358 —— 110.6 122.9 167.1 253.9 3 热处理 车间 动力 150 0.6 0.8 0.75 90 67.5 112.5 170.9 照明 5 0.8 1.0 0 4 0 4 6.1 小计 155 —— 94 67.5 116.5 177 4 电镀 车间 动力 250 0.5 0.8 0.75 125 93.8 156.3 237.4 照明 5 0.8 1.0 0 4 0 4 6.1 小计 255 —— 129 93.8 159.3 243.5 5 仓库 动力 20 0.4 0.8 0.75 8 6 10 15.2 照明 1 0.8 1.0 0 0.8 0 0.8 1.2 小计 21 —— 8.8 6 10.8 16.4 6 工具 车间 动力 360 0.3 0.6 1.33 108 144 180 273.5 照明 7 0.9 1.0 0 6.3 0 6.3 9.6 小计 367 —— 114.3 144 186.3 283.1 7 金工 车间 动力 400 0.2 0.65 1.17 80 93.6 123.1 187 照明 10 0.8 1.0 0 8 0 8 12.2 小计 410 —— 88 93.6 131.1 199.2 8 锅炉 车间 动力 50 0.7 0.8 0.75 35 26.3 43.8 66.5 照明 1 0.8 1.0 0 8 0 8 12.2 小计 51 —— 43 26.3 51.8 78.7 9 装配 车间 动力 180 0.3 0.7 1.02 54 55.1 77.1 117.2 照明 6 0.8 1.0 0 4.8 0 4.8 7.3 小计 186 —— 58.8 55.1 81.9 124.5 10 机修 动力 160 0.2 0.65 1.17 32 37.4 49.2 74.8 照明 4 0.8 1.0 0 3.2 0 3.2 4.9 小计 164 —— 35.2 37.4 52.4 79.7 11 生活区 照明 350 0.7 0.9 0.48 245 117.6 272.2 413.6 总计(380V侧) 动力 2220 1021.5 856 —— —— 照明 403 计入=0.85, =0.9 0.75 868.3 770.4 1160.8 1763.7 表1.1 各厂房和生活区的负荷计算表 无功功率补偿: 无功功率的人工补偿装置:主要有同步补偿机和并联电抗器两种。由于并联电抗器具有安装简单、运行维护方便、有功损耗小以及组装灵活、扩容方便等优点,因此并联电抗器在供电系统中应用最为普遍。 由表1.1可知,该厂380V侧最大负荷时的功率因数只有0.75。而供电部门要求该厂10KV进线侧最大负荷时功率因数不低于0.9。考虑到主变压器的无功损耗元大于有功损耗,因此380V侧最大负荷时功率因数应稍大于0.9,暂取0.92来计算380V侧所需无功功率补偿容量: =(tan - tan)=868.3[tan(arccos0.75) - tan(arccos0.92) ] = 395.0kvar =-*0.05=770.4-770.4*0.05=731.88kvar 参照图2,选PGJ1型低压自动补偿评屏,并联电容器为BWF10.5_100_1型,采用其方案1 (主屏)1台与方案3(辅屏)4台相结合,总共容量为100kvar5=500kvar。补偿前后,变压器低压侧的有功计算负荷基本不变,而无功计算负荷=(731.88-500)kvar=231.88kvar,视在功率=898.7kVA,计算电流=1365.5A,功率因数提高为cos==0.967。 在无功补偿前,该变电所主变压器T的容量为应选为1250kVA,才能满足负荷用电的需要;而采取无功补偿后,主变压器T的容量选为1000kVA的就足够了。同时由于计算电流的减少,使补偿点在供电系统中各元件上的功率损耗也相应减小,因此无功补偿的经济效益十分可观。因此无功补偿后工厂380V侧和10kV侧的负荷计算如表1.2所示。 图2 PGJ1型低压无功功率自动补偿屏的接线方案 表1.2 无功补偿后工厂的计算负荷 项目 cos 计算负荷 /KW /kvar /kVA /A 380V侧补偿前负荷 0.75 868.3 770.4 1160.8 1763.7 380V侧无功补偿容量 -500 380V侧补偿后负荷 0.967 868.3 270.4 898.7 1365.5 主变压器功率损耗 0.01=11.6 0.05=58.04 10KV侧负荷计算 0.92 879.9 328.44 939.2 1427 2.变电所主变压器及主接线方案的选择 变电所主变压器的选择 根据工厂的负荷性质和电源情况,工厂变电所的主变压器考虑有下列两种可供选择的方案: a)装设一台变压器型号为S9型,而容量根据式,为主变压器容量,为总的计算负荷。选=1000 KVA>=900KVA,即选一台S9-1000/10型低损耗配电变压器。至于工厂二级负荷所需的备用电源,考虑由邻近单位相联的高压联络线来承担。 b)装设两台变压器型号为S9型,即: 900 KVA=(540~630)KVA 而且 Snt>=(1+2)=(158+191.5+74)KVA=423.5KVA 因此选两台S9-630/10型低损耗配电变压器。工厂二级负荷所需的备用电源,考虑由邻近单位相联的高压联络线来承担。主变压器的联结组均为Yyn0 。 变电所主接线方案的选择 按上面考虑的两种主变压器方案可设计下列两种主接线方案: 1.装设一台主变压器的主接线方案 Y0 Y0 S9-1000 GG-1A(F)-07 10/0.4kV 联络线 (备用电源) GG-1A(F)-54 GW口-10 10kV FS4-10 GG-1A(J)-03 GG- 1A(J) -03 GG-1A(F)-07 GG- 1A(F) -54 GG- 1A(F) -07 GG- 1A(F) -07 主变 联络(备用) 220/380V 高压柜列 图2.1 装设一台主变压器的主接线方案 2.装设两台主变压器的主接线方案 Y0 Y0 220/380V S9-630 GG-1A(F) GG-1A(F)-07 10/0.4kV S9-630 10/0.4kV 联络线 (备用电源) GG-1A(F)-54 GG-1A(F)-113、11 GW口-10 10kV FS4-10 GG-1A(J)-01 GG- 1A(F) -113 GG- 1A(F) -11 GG- 1A(J) -01 GG- 1A(F) -96 GG- 1A(F) -07 GG- 1A(F) -54 主 变 主 变 联络 (备用) 高压柜列 -96 图2.2 装设两台主变压器的主接线方案- 配套讲稿:
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