供配电课程设计.doc
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供配电课程设计.doc
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常州大学
、
工厂供电课程设计
专业:
电气091
年级:
2009级
学生姓名夏晓亮
学号:
09463126
导师及职称:
前言 2
设计内容及步骤 3
第一章负荷计算及功率补偿 4
1、负荷计算的内容和目的……………………………………………………..4
2、负荷计算的方法 5
3、各用电车间负荷计算结果 5
4、全厂负荷计算 10
5、功率补偿 10
第二章变电所主变压器 12
1、主变压器台数的确定 12
2、变电所主变压器容量的确定 12
第三章主结线方案的选择 13
1、选择原则 13
2、方案确定 14
第四章短路计算 16
1、确定基准值 16
2、计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值 16
3、求k-1点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量 17
4、求k-2点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量 17
5、短路电流计算结果 18
第五章导线型号及截面的选择 19
1、概述………………………………………………………………………….19
2、导体截面的选择 20
3、导线材料的选择 20
4、导线绝缘的选择 20
总结 21
参考文献:
22
摘要
本课题设计了一个机械厂的供配电系统,在满足工厂供电设计中安全、可靠、优质、经济的基本要求的前提下,本文首先根据全厂和车间的用电设备情况和生产工艺要求,进行了负荷计算,通过功率因数的计算,进行无功补偿设计(包括无功补偿容量计算和补偿设备选择、校验),确定了机加工厂的供电方案,通过技术经济比较,确定了供电系统的主接线形式,选择了主变压器的台数和容量。
其次,本文设计了厂区供电和配电网络,按照经济电流密度法,选择了合适的导线和电缆,通过合理设置短路点,进行正确的短路电流计算,进行了主要电气设备的选型和校验。
最后,本文还进行了主变电压器和主要电力线路的继电保护设计。
通过上述设计,基本确定了某机加工厂内部的供配电系统,并且在本设计中,尽可能选择低损耗电气设备,以节约电能,体现了节能环保的设计思想。
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。
通过课程设计可以巩固各课程理论知识,了解工厂供电设计的基本方法,了解工厂供电电能分配等各种实际问题,培养独立分析和解决实际工程问题的能力,为以后的工作奠定基础。
关键词:
工厂供电主接线负荷计算变压器
设计内容及步骤
1、工厂负荷计算及功率补偿
全厂总降压变电所的负荷计算,是在车间负荷计算的基础上进行的。
考虑车间变电所变压器的功率损耗,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。
2、工厂总降压变电所的位置和主变压器的台数及容量选择
参考电源进线方向,综合考虑设置总降压变电所的有关因素,结合全厂计算负荷以及扩建和备用的需要,确定变压器的台数和容量。
3、工厂总降压变电所主结线设计
根据变电所配电回路数,负荷要求的可靠性级别和计算负荷数综合主变压器台数,确定变电所高、低接线方式。
对它的基本要求,即要安全可靠有要灵活经济,安装容易维修方便。
4、工厂供、配电系统短路电流计算
工厂用电,通常为国家电网的末端负荷,其容量运行小于电网容量,皆可按无限容量系统供电进行短路计算。
由系统不同运行方式下的短路参数,求出不同运行方式下各点的三相及两相短路电流。
5、导线型号及截面的选择
导线截面导线的截面通常是由发热条件、机械强度、经济电流密度、电压损失和导线长期允许安全载流量等因素决定的。
按照这些原则选定导线型号及截面。
第一章负荷计算及功率补偿
一、负荷计算的内容和目的
(1)计算负荷又称需要负荷或最大负荷。
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30分钟的最大平均负荷作为按发热条件选择电器或导体的依据。
(2)尖峰电流指单台或多台用电设备持续1秒左右的最大负荷电流。
一般取启动电流上午周期分量作为计算电压损失、电压波动和电压下降以及选择电器和保护元件等的依据。
在校验瞬动元件时,还应考虑启动电流的非周期分量。
(3)平均负荷为一段时间内用电设备所消耗的电能与该段时间之比。
常选用最大负荷班(即有代表性的一昼夜内电能消耗量最多的一个班)的平均负荷,有时也计算年平均负荷。
平均负荷用来计算最大负荷和电能消耗量。
计算对象:
某机械厂供配电系统设计,具体数据如下:
序号
车间名称
金属切削机床
(三相)
通风机
(三相)
电阻炉
(三相)
电热干燥箱
(220V单相)
对焊机
(380V单项)
1
原料车间
6KW*3
4KW*3
10KW*4
20KW*4
2
锻造车间
55KW*5
6KW*2
4KW*5
20KW*4
3
铣磨车间
50W*3
10KW*2
4KW*2
15KW*4
4
锅炉车间
10KW*2
4KW*5
20KW*4
10KW*4
二、负荷计算的方法
负荷计算的方法有需要系数法、利用系数法及二项式等几种。
本设计采用需要系数法确定。
主要计算公式有:
有功功率:
=·
无功功率:
=·tg
视在功率:
=/Cosφ
计算电流:
=/
三、各用电车间负荷计算
原料车间:
对单相电热干燥箱的各相计算负荷。
查表,=0.7,Cosφ=1.0,tg=0。
A相:
A
(1)=·A=2*0.7*10KW=14KW
B相:
B
(1)=·B=2*0.7*10KW=14KW
C相:
C
(1)=0
对焊机的各相计算负荷。
查表,=0.35,Cosφ=0.7,tg=1.02。
再查表,查得Cosφ=0.7时的功率转换系数PAB-A、PBC-B、PCA-C=0.8,PAB-B、PBC-C、PCA-A=0.2,qAB-A、qAB-A、qAB-A=0.22,qAB-B、qBC-C、qCA-A=0.8.
A相:
PA=0.8*2*20KW+20*0.2=36KW
QA=0.22*2*20KW+0.8*20=24.8kvar
A
(2)=0.35*36=12.6kw
Q30A
(2)=0.35*24.8=8.68kvar
B相:
PB=20*2*0.8+0.2*20=36KW
QB=20*2*0.22+20*0.8=24.8kvar
B
(2)=12.6KW
Q30B
(2)=8.68kvar
C相:
Pc=20*0.8+20*0.2=20kw
Qc=20*0.8+0.22*20=20.4kvar
C
(2)=7kw
Q30C
(2)=7.14kvar
各相总的有功和无功计算负荷:
A相:
P30A=P30A
(1)+P30A
(2)=26.6KW
Q30A=8.68kvar
B相:
P30B=P30B
(1)+P30B
(2)=26.6KW
Q30B=8.68kvar
C相:
P30C=7KW
Q30C=7.14kvar
总的等效三相计算负荷:
=3P30A=79.8kw
Q30=3Q30B=26.04kvar
通风机:
=0.8,Cosφ=0.8,tg=0.75
P30
(1)=0.8*6kw*3=14.4kw
Q30
(1)=14.4kw*0.75=10.8kvar
电阻炉:
=0.7,Cosφ=1,tg=0
P30
(2)=0.7*4*3=8.4kw
Q30
(2)=0kvar
总的计算负荷:
(=0.95;=0.97)
P30=0.95*(8.4+14.4+79.8)=97.47KW
Q30=0.97*(26.04+10.8)=35.73kvar
S30==103.81KVA
锻造车间:
同理可算出总的计算负荷:
(=0.95;=0.97)
P30=0.95*(55+9.6+14+84)=154.47KW
Q30=0.97*(7.2+95.15)=99.28kvar
S30==183.6KVA
铣磨车间:
同理可算出总的计算负荷:
(=0.95;=0.97)
P30=0.95*(28.35+30+16+5.6)=75.95KW
Q30=0.97*(51.9+28.665+12)=89.78kvar
S30==117.60KVA
锅炉车间:
同理可算出总的计算负荷:
(=0.95;=0.97)
P30=0.95*(14+16+94.5)=118.275KW
Q30=0.97*(12+54.6)=64.6kvar
S30==134.77KVA
2、各用电车间负荷计算结果如下表:
序号
车间名称
设备容量
计算负荷
变压器台数及容量
P30(千瓦)
Q30千乏)
S30(千伏安)
1
原料车间
150
97.47
35.73
103.81
1*
2
锻造车间
387
154.47
99.28
183.6
1*
3
铣磨车间
238
75.95
89.78
117.6
1*200
4
锅炉车间
160
118.275
64.6
134.77
1*250
四、全厂负荷计算
取=0.95;=0.97
根据上表可算出:
∑=443.165kW;=289.39kvar
则==0.95×443.165kW=421.01kW
==0.97×289.39kvar=280.71kvar
=≈506.01KV·A
=/≈768.80A
COSф=/=421.01/506.01≈0.83
五、功率补偿
设计中要求COSφ≥0.92,而由上面计算可知COSφ=0.83<0.92,
因此需要进行无功补偿。
综合考虑采用并联电容器进行高压集中补偿。
可选用BKMJ0.4-30-
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- 配电 课程设计