某冶金机械修造厂供配电系统设计Word下载.docx
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关键词:
负荷计算,主接线设计,短路计算,配电装置
前言
供配电技术,就是研究电力的供应及分配的问题。
电力,是现代工业生产、民用住宅、及企事业单位的主要能源和动力,是现代文明的物质技术基础。
没有电力,就没有国民经济的现代化。
现代社会的信息化和网络化,都是建立在电气化的基础之上的。
因此,电力供应如果突然中断,则将对这些用电部门造成严重的和深远的影响。
所以,作好供配电工作,对于保证正常的工作、学习、生活将有十分重要的意义。
供配电工作要很好的为用电部门及整个国民经济服务,必须达到以下的基本要求:
(1)安全——在电力的供应、分配及使用中,不发生人身事故和设备事故。
(2)可靠——应满足电力用户对供电可靠性和连续性的要求。
(3)优质——应满足电力用户对电压质量和频率质量的要求。
(4)经济——应使供配电系统投资少,运行费用低,并尽可能的节约电能和减少有色金属消耗量。
另外,在供配电工作中,还应合理的处理局部和全局,当前与长远的关系,即要照顾局部和当前利益,又要有全局观点,能照顾大局,适应发展。
本次课程设计的题目是:
某电机制造总厂降压变电所的电气设计;
内容主要有:
工厂负荷计算和无功功率计算及补偿;
变电所型式及位置的选择;
变电所主变压器及主接线方案的选择;
短路电流计算;
变电所一次设备的选择与校验;
变电所高压进线和引入电缆的选择;
以及变电所二次回路方案的选择和变电所继电保护。
由于电气设备种类繁多,以及手头资料的限制,所以我并不能保证所选设备为最合适。
本次设计尚有不完整的地方,请指导老师批评指正。
第一章绪论
1.1论文的背景及意义
电能是一种清洁的二次能源。
由于电能不仅便于输送和分配,易于转换为其它的能源,而且便于控制、管理和调度,易于实现自动化。
在目前各种形式的能源中,电能具有如下特点:
易于去其它形式的能源相互转化;
输配电简单经济;
可以精确控制、调节和测量。
因此,电能在工业生产和人民日常生活中得到广泛应用,生产和输配电能的电力工业相应得到极大发展。
本论文主要对冶金机械修造厂进行全面的配电系统设计。
在工厂里,电能虽然是工业生产的主要能源和动力,但是它在产品成本中所占的比重一般很小。
电能在工业生产中的重要性,在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量,提高产品质量,提高劳动生产率,降低生产成本,减轻工人的劳动强度,改善工人的劳动条件,有利于实现生产过程自动化。
因此,做好工厂供电工作对于发展工业生产,实现工业现代化,具有十分重要的意义[1]。
1.2工厂供电设计的一般原则
工厂供电设计必须遵循以下原则:
(1)工厂供电设计必须遵守国家的有关法令、标准和技术规范,执行国家的有关方针政策,包括节约能源、节约有色金属和保护环境等技术经济政策;
(2)工厂供电设计应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,设计中应采用符合国家标准的效率高、能耗低、性能先进及与用户投资能力相适应的经济合理的电器产品;
(3)工厂供电设计必须从全局出发,统筹兼顾,按照负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件,合理确定设计方案;
(4)工厂供电设计应根据工程特点、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,以近期为主,适当考虑扩建的可能性。
1.3原始资料
本设计的原始资料如下:
(1)工厂总平面布置图,如图1.1。
图1工厂总平面布置图
2.工厂的生产任务、规模及产品规格:
本厂主要承担全国冶金工业系统矿山、冶炼和轧钢设备的配件生产,即以生产铸造、锻压、铆焊、毛坯件为主体。
年生产规模为铸钢件10000t,铸铁件3000t,锻件1000t,铆焊件2500t。
3.工厂各车间的负荷情况及变电所的容量:
如表1和表2.
表1各车间380V负荷计算表
序号
车间(单位)
名称
设备
容量
/kW
Kd
计算负荷
车间
变电所
代号
变压器台数及容量/kVA
P30
Q30
/kvar
S30
/kVA
I30
/A
1
铸钢车间
2000
0.4
0.65
No.1车变
2×
2
铸铁车间
1000
0.70
No.2车变
砂库
110
0.7
0.60
小计(KΣ=0.9)
3
铆焊车间
1200
0.3
0.45
No.3车变
1×
1号水泵房
28
0.75
0.8
4
空压站
390
0.85
No.4车变
机修车间
150
0.25
锻造车间
220
0.55
木型车间
186
0.35
制材场
20
0.28
综合楼
0.9
5
锅炉房
300
0.80
No.5车变
2号水泵房
仓库(1、2)
88
污水提升站
14
表2各车间6KV高压负荷计算表
车间(单位)名称
高压设备名称
设备容量/KW
P30/kW
Q30/kvar
S30/kVA
I30/A
电弧炉
1250
0.87
工频炉
200
空压机
250
小计
4.供用电协议:
(1)工厂电源从电力系统的某220/35KV变电站以35KV双回路架空线引入工厂,其中一路作为工作电源,另一路作为备用电源,两个电源不并列运行。
系统变电站距工厂东侧8km。
(2)系统的短路数据,如表3所示。
其供电系统图,如图2所示。
表3区域变电站35KV母线短路数据
系统运行方式
系统短路容量
最大运行方式
Soc.max=200MVA
最小运行方式
Soc.min=175MVA
图2供电系统图
(3)供电部门对工厂提出的技术要求:
系统变电站35KV馈电线路定时限过电流保护的整定时间top=2s,工厂总降压变电所保护的动作时间不得大于1.5s;
工厂在总降压变电所35KV电源侧进行电能计量;
工厂最大负荷时功率因数不得低于0.9.
(4)供电贴费和每月电费制:
每月基本电费按主变压器容量计为18元/kVA,电费为0.5元/kW·
h。
此外,电力用户需按新装变压器容量计算,一次性地向供电部门交纳供电贴费:
6~10kV为800元/kVA。
5.工厂负荷性质:
本厂为三班工作制,年最大负荷利用小时数为6000h,属二级负荷。
6.工厂自然条件:
(1)气象资料:
本厂所在地区的年最高气温为38oC,年平均气温为23oC,年最低气温为-8oC,年最热月平均最高气温为33oC,年最热月平均气温为26oC,年最热月地下0.8m处平均温度为25oC。
当地主导风向为东北风,年雷暴日数为20。
(2)地质水文资料:
本厂地区海拔60m,底层以砂粘土为主,地下水位为2m。
1.4本次设计的主要内容
1.总降压变电站设计
(1)负荷计算
(2)主结线设计:
根据设计任务书,分析原始资料与数据,列出技术上可能实现的多个方案,根据改方案初选主变压器及高压开关等设备,经过概略分析比较,留下2~3个较优方案,对较优方案进行详细计算和分析比较,(经济计算分析时,设备价格、使用综合投资指标),确定最优方案。
(3)短路电流计算:
根据电气设备选择和继电保护的需要,确定短路计算点,计算三相短路电流,计算结果列出汇总表。
(4)主要电气设备选择:
主要电气设备的选择,包括断路器、隔离开关、互感器、导线截面和型号、绝缘子等设备的选择及校验。
选用设备型号、数量、汇成设备一览表。
(5)主要设备继电保护设计:
包括主变压器、线路等元件的保护方式选择和整定计算。
(6)配电装置设计:
包括配电装置布置型式的选择、设备布置图。
(7)防雷、接地设计:
包括直击雷保护、进行波保护和接地网设计。
2.车间变电所设计
根据车间负荷情况,选择车间变压器的台数、容量,以及变电所位置的原则考虑。
3.厂区380V配电系统设计
根据所给资料,列出配电系统结线方案,经过详细计算和分析比较,确定最优方案。
1.5设计成果
1.设计说明书,包括全部设计内容,负荷计算,短路计算及设备选择要求列表
2.电气主接线图(三号图纸)
3.继电保护配置图(三号图纸)
第二章负荷计算与无功功率补偿
2.1负荷计算的意义
计算负荷又称需要负荷或最大负荷Pmax。
计算负荷是一个假想的持续性的负荷,其热效应与同一时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。
在配电设计中,通常采用半小时最大平均负荷P30作为按发热条件选择电器或导体的依据。
计算负荷是供电设计计算的基本依据。
计算负荷确定得是否正确合理,直接影响到电器和导线电缆的选择是否经济合理。
如果计算负荷确定得过大,将使电器和导线电缆选得过大,造成投资和有色金属的浪费。
如果计算负荷确定得过小,又将使电器和导线电缆处于过负荷状态下运行,增加电能损耗,产生过热,导致
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