机械厂变电所及配电系统设计毕业课程设计 定稿.docx
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机械厂变电所及配电系统设计毕业课程设计定稿
某机械厂变电所及配电系统设计
目录
摘要1
关键词1
1设计任务2
1.1设计要求2
1.2设计依据2
1.3设计内容及要求4
1.4设计成果4
2负荷计算4
2.1车间各负荷4
2.2全厂负荷6
3短路电路的计算6
3.1绘制计算电路6
3.2确定短路计算基准值7
3.3计算短路电路中个元件的电抗标幺值7
3.4k-1点(10.5kV侧)的相关计算8
3.5k-2点(0.4kV侧)的相关计算8
4变电所变压器和主接线方案的选择9
4.1主变压器的选择9
4.2变电所主接线方案的选择9
4.3装设一台主变压器的主接线方案10
4.4装设两台主变压器的主接线方案11
总结13
参考文献14
Abstract15
某机械厂变电所及配电系统设计
摘要:
众所周知,电能是现代工业生产的主要能源和动力。
电能既易于由其他形式的能量转换而来,又易于转换为其他形式的能量,它的输送和分配既简单经济,又便于控制、调节和测量,又利于实现生产过程自动化,因此,电能在现代工业生产及整个国民经济生活中应用极为广泛。
从而搞好工业企业供电工作对于整个工业生产发展,实现工业现代化具有十分重要的意义。
工厂供电设计是整个工厂设计的重要组成部分,工厂供电设计的质量影响到工厂的和生产及其发展,作为从事工厂供电工作的人员,有必要了解和掌握工厂供电设计的有关知识,以便适应设计工作的需要。
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。
由于能源节约是工厂供电工作的一个重要方面,而能源节约对于国家经济建设具有十分重要的战略意义,因此做好工厂供电工作,对于节约能源、支援国家经济建设,也具有重大的作用。
工厂供电工作要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。
关键词:
负荷;短路电流;变压器;电路主接线
1设计任务
1.1设计要求
要求根据本厂所能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,确定变电所的位置和型式,确定变电所主变压器的台数、容量与类型,选择变电所主接线方案及高低压设备和进出线,确定二次回路方案,选择整定继电保护,确定防雷和接地装置。
最后按要求写出设计说明书,绘出设计图纸。
1.2设计依据
1.2.1工厂总平面图
1.2.2工厂负荷情况
本厂多数车间为两班制,年最大负荷利用小时为4600h,日最大负荷持续时间为6h。
该厂除铸造车间、电镀车间和锅炉房属二级负荷外,其余均属三级负荷。
本厂的负荷统计资料如表1.1所示。
表1工厂负荷统计资料
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
0.7
照明
5
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
0.6
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
0.8
照明
5
0.8
1.0
9
装配车间
动力
180
0.3
0.7
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
锅炉车间
动力
50
0.7
0.8
照明
1
0.8
1.0
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
1.2.3供电电源情况
供电电源情况按照工厂与当地供电部门签定的供用电协议规定,本厂可由附近一条10kV的公用电源干线取得工作电源。
该干线的走向参看工厂总平面图。
该干线的导线牌号为LGJ-150,导线为等边三角形排列,线距为2m;干线首端距离本厂约8km。
干线首端所装设的高压断路器断流容量为500MVA。
此断路器配备有定时限过流保护和电流速断保护,定时限过流保护整定的动作时间为1.7s。
为满足工厂二级负荷要求,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。
1.2.4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-9℃,年最热月平均最高气温为33℃,年最热月平均气温为26℃,年最热月地下0.8米处平均气温为25℃。
当地主导风向为东北风,年雷暴日数为20。
1.2.5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,地下水位为2m。
1.2.6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压器容量为18元/kVA,动力电费为0.9元/Kw.h,照明电费为0.5元/Kw.h。
工厂最大负荷时的功率因数不得低于0.9,此外,电力用户需按新装变压器容量计算,一次性向供电部门交纳供电贴费:
6~10VA为800/kVA。
1.3设计内容及要求
1.确定车间变电所变压器的台数和容量;
2.电气主接线图设计;
3.输电导线截面选择(选择一条线路计算);
4.确定短路计算点,计算三相短路电流;
5.主要电气设备选择与校验;
1.4设计成果
1.设计说明书一份(约8000字):
包括设计任务所要求的各项设计计算过程、结果和表格,要求内容完整,条理清晰,书面清洁,字迹工整。
2.设计图纸:
电气主接线图一张。
2负荷计算
本设计采用需要系数法计算。
2.1车间各负荷
表2 各车间负荷统计资料
编号
名称
设备容量/kW
需要
cosΦ
tanΦ
计算负荷
系数
Pc/kW
Qc/kvar
Sc/kVA
Ic/A
1
铸造车间动力
355
0.25
0.75
0.88
88.75
78.1
118.33
180.00
照明
10
0.8
1
8
0
8.00
20.73
2
锻压车间动力
325
0.3
0.6
1.33
97.5
129.675
162.50
247.19
照明
10
0.8
1
8
0
8.00
20.73
7
金工车间动力
405
0.2
0.65
1.17
81
94.77
124.62
189.56
照明
10
0.8
1
8
0
8.00
20.73
6
工具车间动力
380
0.35
0.6
1.33
133
176.89
221.67
337.19
照明
10
0.8
1
8
0
8.00
20.73
4
电镀车间动力
255
0.5
0.75
0.88
127.5
112.2
170.00
258.59
照明
7
0.8
1
5.6
0
5.60
14.51
3
热处理车间动力
180
0.6
0.8
0.75
108
81
135.00
205.35
照明
8
0.8
1
6.4
0
6.40
16.58
9
装配车间动力
190
0.3
0.7
1.02
57
58.14
81.43
123.86
照明
5
0.8
1
4
0
4.00
10.36
10
机修车间动力
165
0.25
0.65
1.17
41.25
48.2625
63.46
96.53
照明
4
0.8
1
3.2
0
3.20
8.29
8
锅炉房动力
65
0.7
0.8
0.75
45.5
34.125
56.88
86.52
照明
1
0.8
1
0.8
0
0.80
2.07
5
仓库动力
55
0.4
0.8
0.75
22
16.5
27.50
41.83
照明
1
0.8
1
0.8
0
0.80
2.07
总计
—
854.3
829.66
1214.17
2.2全厂负荷
取
=0.9;
=0.95
根据上表可算出:
=854.3Kw;
=829.66kvar;
=1214.17kv·A
则
=
=0.9×854.3Kw=768.87Kw
=
=0.95×829.66kvar=788.177kvar
=
kv·A=1214.17kv·A
=
=1616.86A
=
=854.3/1214.17=0.704
3短路电路的计算
3.1绘制计算电路
图3-1短路计算电路
3.2确定短路计算基准值
取基准容量
=100MVA,基准电压
=
=1.05
,
为短路计算电压,即高压侧
=10.5kV,低压侧
=0.4kV,则
=
=
=5.50kA
=
=
=144kA
3.3计算短路电路中个元件的电抗标幺值
3.3.1电力系统的电抗标幺值
已知电力系统出口断路器的断流容量
=500MV·A,故
=100M·VA/500MV·A=0.2
3.3.2架空线路的电抗标幺值
查表得LGJ-150的线路电抗
=0.35
,而线路长8km,故
=0.35(
)×8×
=2.54
3.3.3电力变压器的电抗标幺值
查表得变压器的短路电压百分值
=4.5,故
=
=
=3.6
式中,
为变压器的额定容量
因此绘制短路计算等效电路如图5-2所示,图上标出各元件的序号和电抗标幺值,并标明短路计算点。
图3-2短路计算等效电路
3.4k-1点(10.5kV侧)的相关计算
3.4.1总电抗标幺值
=0.2+2.54=2.74
3.4.2三相短路电流周期分量有效值
=5.50kA/2.74=2.01kA
3.4.3其他三相短路电流
=2.01kA
=2.55×2.01=5.13kA
=1.51×2.01=3.04kA
3.4.4三相短路容量
=100MV·A/2.74=36.50MV·A
3.5k-2点(0.4kV侧)的相关计算
3.5.1总电抗标幺值
=0.2+2.54+3.6=6.34
3.5.2三相短路电流周期分量有效值
=144kA/6.34=22.71kA
3.5.3其他短路电流
=22.71kA
=1.84×22.71kA=41.79kA
=
=1.09×22.71kA=24.75kA
3.5.4三相短路容量
=100MV·A/6.34=15.77MV·A
4变电所变压器和主接线方案的选择
4.1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
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