加工厂供配电系统设计.docx
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加工厂供配电系统设计
供配电系统设计报告
课题某加工厂供配电系统设计
专业班级自动化****
姓名***
学号0909*****
指导老师
完成时间201*年**月**日
任务书
一.负荷情况
某厂变电所担负三个车间、一个办公楼和一个食堂供电任务,负荷均为380/220V负荷。
各部门电气设备、负荷情况如下:
(一)一号车间
一号车间接有下表所列用电设备
编号
用电设备名称
数量
铭牌上额定功率
需要系数
功率因数
备注
1
冷加工机床
20
合计45KW
0.14~0.16
0.5
2
吊车组
1
10.5KW
0.12
0.5
FC=25%
3
电焊机
1
22KVA
0.5
0.6
FC=60%
4
电焊机
2
8.95KVA
0.5
0.6
FC=100%
(二)二号车间
二号车间接有下表所列用电设备
编号
用电设备名称
数量
铭牌上额定功率
需要系数
功率因数
备注
1
电加热设备
2
4KW
0.8
1
2
吊车组
1
10.5KW
0.2
0.5
FC=25%
3
电焊机
1
22KVA
0.5
0.6
FC=60%
4
电焊机
1
4.5KVA
0.5
0.6
FC=100%
(三)三号车间
三号车间接有下表所列用电设备
编号
用电设备名称
铭牌上额定功率
需要系数
功率因数
备注
1
装载车间起重机
7.5KW
0.15
0.5
2
各类装备用电器
7.5KW
0.8
0.8
3
照明
2.5KW
0.8
0.8
(四)办公楼
办公楼接有下表所列用电设备负荷
编号
用电设备名称
铭牌上额定功率
需要系数
功率因数
备注
1
照明
20KW
0.8
0.8
2
空调及通风设备
75KW
0.8
0.8
3
电梯
10KW
0.6
0.7
(五)食堂
食堂接有下表所列用电设备负荷
编号
用电设备名称
铭牌上额定功率
需要系数
功率因数
备注
1
风机、空调机、照明
8.8KW
0.8
0.8
2
食品加工机械
3.0KW
0.7
0.8
3
电饭锅、电烤箱、电炒锅
9.0KW
0.8
1.0
4
电冰箱
1.5KW
0.7
0.7
二、供用电协议
(1)从电力系统某66/10KV变电站,用10KV架空线路向工厂馈电。
该变电站在工厂南侧1km。
(2)系统变电站馈电线定时限过电流保护整定时间
,工厂总配变电所保护整定时间不得大于1.5s。
(3)在工厂总配电所10KV进线侧进行电能计量。
工厂最大负荷时功率因数不得低于0.9。
(4)系统变电站10KV母线出口断路器断流容量为200MVA。
其配电系统图如图1。
(5)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,动力电费为0.2元/kW·h,照明电费为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。
图1配电系统图
三.工厂负荷性质
生产车间大部分为一班制,少部分车间为两班制,年最大有功负荷利用小时数为4000h,工厂属Ⅲ级负荷。
四.工厂自然条件
(1)气象资料:
本厂所在地区年最高气温为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。
五.设计任务书
1.计算车间、办公楼、食堂用电计算负荷
2.计算全厂计算负荷
3.确定厂变电所变压器台数、各变压器容量
4.供电方式及主接线设计
5.短路计算及设备选择
6.高压配电系统设计
7.保护及接地防雷系统设计
六.设计成果
1.设计说明书(设计报告),包括全部设计内容,并附有必要计算及表格。
2.电气主接线图(3号图纸)。
3.继电保护配置图(3号图纸)。
4.总降压变电所平面布置图(3号图纸)。
第一章负荷计算和无功补偿
1.1负荷计算目和方法
1、负荷计算内容和目
(1)求计算负荷,是选择确定建筑物报装容量、变压器容量依据;
(2)求计算电流,是选择缆线和开关设备依据;
(3)求有功计算负荷和无功计算负荷,是确定静电电容器容量依据。
2、负荷计算方法
(1)需要系数法——用设备功率乘以需要系数和同时系数,直接求出计算负荷。
用于设备数量多,容量差别不大工程计算,尤其适用于配、变电所和干线负荷计算。
(2)二项式系数法——应用局限性较小大,主要适用于设备台数较少且容量差别较悬殊场合。
(3)利用系数法——采用利用系数求出最大负荷区间内平均负荷,再考虑设备台数和功率差异影响,乘以及有效台数有关最大系数,得出计算负荷。
适用于各种范围负荷计算,但计算过程稍繁。
1.2全厂负荷计算过程
本设计各车间计算负荷采用需要系数法确定。
主要计算公式有:
有功计算负荷(kW):
无功计算负荷(kvar):
视在计算负荷(kVA):
计算电流(A):
1.3设计原则及要求
1、工厂供电设计必须遵守国家相关法令,标准和规范,执行国家有关方针、政策,以保证做到节约能源、节约有色金属等经济政策。
2、工厂供电设计必须从全局出发,统筹兼顾,按照不同负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件,合理确定不同设计方案。
3、工厂供电设计要做到安全、可靠、经济、优质。
应采用符合国家现行有关标准效率高、能耗低、性能先进电气设备。
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,正确处理近期建设和长远发展关系,做到远近期结合,以近期为主,适当考虑扩建可能性。
关于负荷性质,按照GB50052-95《供电系统设计规范》规定,根据电力负荷对供电可靠性要求及中断供电在政治、经济上造成损失或影响程度,电力负荷分为以下三个等级
(1)一级负荷中断供电将造成人身伤亡,将在政治、经济上造成重大损失者,例如重要交通枢纽,大型体育场等。
(2)二级负荷中断供电将在政治、经济上造成较大损失者,例如主要设备损坏、大量产品报废、重点企业大量减产等,例如交通枢纽、通信枢纽等用电单位中重要负荷。
(3)三级负荷不属于一、二级电力负荷。
对于一级负荷和二级负荷,因为其再政治经济上特殊性,应该有两个供电电源,当一个电源发生故障时,另一个电源不应同时受到损坏。
一级负荷中特别重要负荷,除有两个电源供电外,尚应增设应急电源,并严禁将其它负荷接入应急供电系统。
对于二级负荷,应该有两回路供电。
在负荷较小或地区供电条件困难时,二级负荷可由一回路6KV及以上专用架空线或电缆线供电。
当采用架空线时候,可为一回路架空线供电。
当采用电缆线时,当由两根电缆组成线路供电,其每根电缆应能承受100%二级负荷。
1.4各部门负荷计算
按照需要系数法计算各部门有功计算负荷(P30)、无功计算负荷(Q30)、视在计算负荷(S30)和计算电流(I30)。
(1)一号车间
将负载尽可能均衡分配到三相电线上,
(2)二号车间
将负载尽可能均衡分配到三相电线上,
(3)三号车间
将负载尽可能均衡分配到三相电线上,
(4)办公楼
办公楼电气设备用电为220V单相交流电。
(5)食堂
得到各部门负荷计算表如下:
序号
部门名称
负荷类型
计算负荷
P30/KW
Q30/Kvar
S30/KV·A
I30/A
1
一号车间
Ⅲ
33.21
44.17
55.26
84.06
2
二号车间
Ⅲ
24.39
32.44
40.59
61.67
3
三号车间
Ⅲ
18.0
24.0
30.0
45.58
4
办公楼
Ⅲ
74.34
57.94
94.25
247.64
5
食堂
Ⅲ
15.71
7.26
17.31
45.48
1.5工厂总负荷
各部门总负荷计算
1.6无功补偿计算
按照2.2计算结果,未进行无功补偿时,工厂总功率因数
题目要求工厂最大负荷时功率因数不得低于0.9。
根据有关规,配电电压为6-10KV时,要求总功率因素不低于0.95.故需要在低压侧并联电容器进行无功功率补偿,使功率因数提高到0.95。
并联电容器总容量计算如下:
第二章变电所选择及主变压器选择
2.1变压器容量选择
变压器容量不应小于补偿后总视在计算负荷SC=156.70KV·A
事实上,考虑变压器应有一定过载能力,以及应对工厂未来5—10年可能电力负荷增长。
此外,温度高出平均气温,变压器容量也会减小。
所以变压器容量选择应留有余量,常取S=1.3,SC=202.7KV·A,及变压器总容量可取为200KV·A.
2.2变压器台数及型号选择
2.2.1变压器类型选择
联结组别:
Yyn0接线方式电力变压器一相高压熔丝融化时另两相电压基本不受影响,可减小故障时停电范围; Dyn11接线:
具有输出电压质量高、中性点不漂移、防雷性能好等特点。
工厂为三级负荷,允许短时停电,故选择Dyn11联结组别更好。
注:
并行电力变压器联结组别应当相同
绝缘及冷却方式:
常见有油浸式、干式、充气式等。
考虑控制成本、方便维护和变压器应具有一定过载能力,本项目选择油浸式变压器
2.2.2变压器台数选择
变压器台数选择原则
1应满足用电负荷对供电可靠性要求。
对供有大量一、二级负荷变电所应采用两台变压器,对只有二级负荷,而无一级负荷变电所,也可只采用一台变压器,并在低压侧架设及其他变电所联络线。
2对季节性负荷或昼夜负荷变动较大工厂变电所,可考虑采用两台主变压器。
③一般三级负荷,只采用一台主变压器。
3考虑负荷发展,留有安装第二台主变压器空间。
4车间变电所中,单台变压器容量不宜超过1000kVA
具体到本项目,提出两种方案:
方案一:
使用一台江苏彭变S9-M-200-10/0.75三相电力油浸式变压器给工厂所有单位供电。
变压器价格为:
¥18600(商品信息来自阿里巴巴)
方案二:
使用两台江苏彭变s9-m-16010KV/0.4三相电力油浸式变压器分别给工厂不同单位供电。
两条低压供电线通过断路器连接,其中一条线路检修或发生故障时,另一条线路可以短时单独给全厂供电。
变压器价格为:
¥14800
两方案变压器采购价格相差11000元,若考虑一次设备及线路施工成本,则方案二较方案一建设费用明显高出,且维护成本更高。
由于工厂属三级负荷,故对备用电源无硬性要求,故选用方案一更为经济、合理,且能基本满足工厂日常运行电力需求。
2.3供电方式及主接线设计
2.3.1供电、用电情况分析
(1)供电概况
根据题示信息,从电力系统某66/10KV变电站,用10KV架空线路向工厂馈电。
该变电站在工厂南侧1km
(2)年用电费估计:
在一次侧计算用电量,
其中,为变压器损耗功率,按0.06计,为年最大负荷利用小时,忽略变压器空载损耗和线路损耗。
代入数据。
另一部分电费为每月按主变压器容量收取费用。
计算年电费
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