某机械厂降压变电所的电气设计.doc
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某机械厂降压变电所的电气设计.doc
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山东理工大学
供配电实用技术课程设计任务书
设计题目:
某机械厂降压变电所的电气设计
电气与电子工程学院
2011.11.1
一、设计题目
某机械厂降压变电所的电气设计
二、设计要求
要求根据本厂所取得的电源及本厂用电负荷的实际情况,并适当考虑到工厂生产的
发展,按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求,确定变电所的位置与型式,确定变电所主变压器的台数与容量,选择变电所主接线方案及高低压设备与进出线,确定二次回路方案,选择整定继电保护装置,确定防雷和接地装置。
最后按要求写出设计说明书,绘制设计图纸。
三、设计依据
1)工厂负荷情况:
本厂多数车间为两班制,年最大负荷利用时数为4000h,日最大负荷持续时间为4h。
该厂除铸造车间、电镀车间和锅炉房属于二级负荷外,其余为三级负荷。
低压动力设备均为三相,额定电压为380V。
照明及家用电器均为单相,额定电压为220V。
本厂的负荷统计资料如图所示。
2)供电电源情况:
按照工厂与当地供电部门签订的供用协议规定,本厂可由附近一条10kV的公用电源
干线取得工作电源。
该干线的走向参考工厂总平面图。
该干线的导线型号为LGJ-95,导线为等边三角形排列,线距为1m,干线首端距本厂8km,该干线首端所装高压断路器的断流容量为500MVA,此断路器配备有定时限过电流保护和电流速断保护,其定时限过电流保护整定的动作时间为1.5s。
为满足工厂二级负荷的要求,可采用高压或低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达150km,电缆线路总长度25km。
3)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15℃,年最
热月平均最高气温为32℃,年最热月平均气温为28℃,年最热月地下0.8m处平均气温为21℃。
年主导风向为东北风,年雷暴日数为12。
4)地质水文资料:
本厂所在地区平均海拔120m,地层为沙粘土为主,地下水位为3m。
5)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
照两部电费制度缴纳电费。
每月基本电费按主变压器容量为4元/kVA,动力电费为0.6元/kWh,照明电费为0.55元/kWh。
本厂最大负荷时的功率因数不得低于0.9。
6)工厂总平面图见下图:
工厂负荷统计资料表:
序号
用电名称
负荷性质
设备容量kW
需要系数
功率因数
1
铸造车间
动力
230
0.2~0.4
0.65~0.7
照明
5
0.7~0.9
1.0
2
锻压车间
动力
300
0.2~0.3
0.6~0.65
照明
6
0.7~0.9
1.0
3
金工车间
动力
240
0.2~0.3
0.6~0.65
照明
6
0.7~0.9
1.0
4
工具车间
动力
200
0.2~0.4
0.6~0.65
照明
5
0.7~0.9
1.0
5
电镀车间
动力
320
0.4~0.6
0.7~0.8
照明
6
0.7~0.9
1.0
6
热处理车间
动力
180
0.4~0.6
0.7~0.8
照明
5
0.7~0.9
1.0
7
装配车间
动力
120
0.3~0.4
0.65~0.7
照明
5
0.7~0.9
1.0
8
机修车间
动力
130
0.2~0.3
0.6~0.7
照明
4
0.7~0.9
1.0
9
锅炉房
动力
80
0.4~0.6
0.6~0.7
照明
2
0.7~0.9
1.0
10
仓库
动力
25
0.2~0.3
0.6~0.7
照明
1
0.7~0.9
1.0
11
宿舍
200
0.6~0.8
1.0
总平面图
四、设计任务
要求在规定的时间内完成下列工作量:
1、设计说明书包含:
1)目录
2)前言
3)负荷计算和无功功率补偿
4)变电所位置和型式的选择
5)变电所主变压器台数和容量及主接线方案的确定
6)短路电流计算
7)变电所一次设备的选择与校验
8)变电所所址选择及平面布置图(不画剖面图)
9)专题:
变压器继电保护整定计算(或防雷选择与计算)
10)参考文献
2、设计图纸
变电所主接线图一张A3,
五、设计时间
2011年11月1日至2011年12月9日
六、考核方法
成绩按五级考核,分为优、良、中、及格和不及格。
成绩包括:
设计说明书---------------------------------------------------50分
图纸------------------------------------------------------------20分
答辩------------------------------------------------------------30分
其他没有说明的事情可根据具体情况处理。
指导教师:
邓洪伟
2011年11月1日
前言
为使工厂供电工作很好地为工业生产服务,切实保证工厂生产和生活用电的需要,并做好节能工作,本设计在大量收集资料,并对原始资料进行分析后,做出35kV变电所及变电系统电气部分的选择和设计,使其达到以下基本要求:
1、安全在电能的供应、分配和使用中,不发生人身事故和设备事故。
2、可靠满足电能用户对供电可靠性的要求。
3、优质满足电能用户对电压和频率等质量的要求
4、经济供电系统的投资少,运行费用低,并尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗量。
此外,在供电工作中,又合理地处理局部和全局、当前和长远等关系,既照顾局部的当前的利益,又要有全局观点,顾全大局,适应发展。
按照国家标准GB50052-95《供配电系统设计规范》、GB50059-92《35~110kV变电所设计规范》、GB50054-95《低压配电设计规范》等的规定,工厂供电设计遵循以下原则:
1、遵守规程、执行政策;
遵守国家的有关规定及标准,执行国家的有关方针政策,包括节约能源,节约有色金属等技术经济政策。
2、安全可靠、先进合理;
做到保障人身和设备的安全,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;
根据工作特点、规模和发展规划,正确处理近期建设与远期发展的关系,做到远近结合,适当考虑扩建的可能性。
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,合理确定设计方案。
工厂供电设计是整个工厂设计中的重要组成部分。
工厂供电设计的质量直接影响到工厂的生产及发展。
目录
一、 负荷计算和无功功率补偿 7
1. 负荷计算 7
2. 无功功率补偿 8
二、 变电所主变压器和主结线方案的选择 8
1. 变电所主变压器选择 8
2. 变压器主结线方案的选择 8
3. 两种主结线方案的技术经济比较 9
三、 变电所短路电流的计算 10
1. 绘制计算电路 10
2. 确定基准值 10
3. 短路电路中各元件的电抗标么值 10
4. 10.5KV侧k-1点的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量 11
5. 0.4KV侧k-2点的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量 11
四、 变电所一次设备的选择校验 12
1. 10KV侧一次设备的选择校验 12
2. 380V侧一次设备的选择校验 12
五、 变电所二次回路的选择及继电保护的整定 13
1. 二次回路选择 13
2. 继电保护的整定 13
附录:
参考文献 15
附录:
变电所主接线图图纸 16
一、负荷计算和无功功率补偿
1.负荷计算
负荷计算在负荷计算时,采用需要系数法对各个车间进行计算,并将照明和动力部分分开计算,照明部分最后和宿舍区照明一起计算。
单组用电设备计算负荷的计算式:
有功计算负荷无功计算负荷
视在计算负荷计算电流
运用公式对各车间进行负荷计算如下表。
表1工厂负荷计算表
序号
用电名称
负荷性质
设备容量kW
需要系数Kd
功率因数φ
tanφ
计算负荷
P30/kw
Q30/kvar
S30/kvar
I30/A
1
铸造车间
动力
230
0.3
0.65
1.17
69
80.73
106.15
161.3
照明
5
0.8
1.0
0
4
0
4
6.1
2
锻压车间
动力
300
0.3
0.6
1.33
90
119.7
150
228
照明
6
0.8
1.0
0
4.8
0
4.8
7.3
3
金工车间
动力
240
0.3
0.6
1.33
72
95.76
120
182
照明
6
0.8
1.0
0
4.8
0
4.8
7.3
4
工具车间
动力
200
0.3
0.6
1.33
60
79.8
100
151.9
照明
5
0.8
1.0
0
4
0
4
6.1
5
电镀车间
动力
320
0.5
0.7
1.02
160
163.2
228.57
347.3
照明
6
0.8
1.0
0
4.8
0
4.8
7.3
6
热处理车间
动力
180
0.5
0.7
1.02
90
91.8
128.57
195.3
照明
5
0.8
1.0
0
4
0
4
6.1
7
装配车间
动力
120
0.4
0.65
1.17
48
56.16
73.85
112.2
照明
5
0.8
1.0
0
4
0
4
6.1
8
机修车间
动力
130
0.3
0.6
1.33
39
51.87
65
98.8
照明
4
0.8
1.0
0
3.2
0
3.2
4.9
9
锅炉房
动力
80
0.5
0.6
1.33
40
53.2
66.7
101.3
照明
2
0.8
1.0
0
1.6
0
1.6
2.4
10
仓库
动力
25
0.3
0.6
1.33
7.5
9.975
12.5
19
照明
1
0.8
1.0
0
0.8
0
0.8
1.2
11
宿舍
200
0.7
1.0
0
140
0
140
212.7
合计
851.5
802.2
1227
1865
有功负荷同时系数取
无功负荷同时系数取
809
762
1111
1688
说明:
考虑到发展性原则以及安全性原则,本表中所有需要系数均取最大值,所有功率因数均取最小值。
变压器损耗估算
ΔPb=1%S3
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- 机械厂 降压 变电所 电气设计