工厂变电站的设计方案程设计说明书论文 精品.docx
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1引言2
1.1工厂供电的意义和要求2
1.2工厂供电设计的一般原则3
1.3绘制变电所主接线图和主要设备材料清单4
2、负荷计算和无功功率补偿5
2.1、负荷计算5
2.2、无功率补偿6
3.变电所位置和型式的选择6
4变电所主变压器的选择和主结线方案的选择8
4.1变电所主变压器的选择8
4.2变压器主接线方案的选择8
4.3两种主结线方案的技术经济比较10
5短路电流的计算11
5.1绘制计算电路11
5.2确定短路计算基准值12
5.3计算短路电路中各元件的电抗标幺值12
5.410KV侧(k-1点)三相短路电流和短路容量12
5.5380KV侧(k-2侧)三相短路电流和短路容量13
6变电所一次设备的选择校验13
6.110kV侧一次设备的选择校验13
6.2380V侧一次设备的选择校验14
6.3高低压母线的选择15
7变电所进出线以及邻近单位联络线的选择15
7.110kV高压进线和引入电缆的选择15
7.2380V低压出线的选择16
7.3作为备用电源的高压联络线的选择校验19
8变压所的防雷保护21
8.1变压所的防雷保护21
8.2变电所公共接地装置的设计21
9.结论22
参考文献23
附录一24
附录二26
附录三27
1引言
1.1工厂供电的意义和要求
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(除电化工业外)。
电能在工业生产中的重要性,并不在于它在产品成本中或投资总额中所占的比重多少,而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。
从另一方面来说,如果工厂的电能供应突然中断,则对工业生产可能造成严重的后果。
众所周知,电能是现代工业生产的主要能源和动力。
电能既易于由其它形式的能量转换而来,又易于转换为其它形式的能量以供应用;电能的输送的分配既简单经济,又便于控制、调节和测量,有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。
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。
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,就必须达到以下基本要求:
(1)安全在电能的供应、分配和使用中,不应发生人身事故和设备事故。
(2)可靠应满足电能用户对供电可靠性的要求。
(3)优质应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要少,运行费用要低,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,应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系,既要照顾局部的当前的利益,又要有全局观点,能顾全大局,适应发展。
1.2工厂供电设计的一般原则
按照国家标准GB50052-95《供配电系统设计规范》、GB50053-94《10kv及以下设计规范》、GB50054-95《低压配电设计规范》等的规定,进行工厂供电设计必须遵循以下原则:
(1)遵守规程、执行政策;
必须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;
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,采用效率高、能耗低和性能先进的电气产品。
(3)近期为主、考虑发展;
应根据工作特点、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。
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。
2工厂供电设计的主体部分
以下内容将以工厂供电设计的基本步骤为依据,结合各种分析方法和各种标准进行。
其中与各基本步骤相联系的基本知识进行详细的说明,并结合本次设计内容进行理论联系实际。
设计将按以下顺序进行展开:
1)该厂用电负荷的计算;
2)对该系统进行无功补偿,确定无功补偿设备的容量类型;
3)变电所选址,型式的选择;
4)主变压器台数,容量及类型的选择;
5)变电所主接线方案的选择;
6)短路电流计算;
7)变电所一次设备的选择;
8)变电所二次回路方案的选择;
9)继电保护装置的选择和整定;
10)防雷保护和接地装置的设计;
1.3绘制变电所主接线图和主要设备材料清单
(1)AutoCAD在工厂供电设计中的应用
简介:
AutoCAD是美国Autodesk公司开发的通用计算机辅助的设计软件,是一个交互式的绘图软件,用于二维及三维设计。
主要优点:
1)具有完善的图形绘制功能
2)具有强大的图形编辑功能
3)可采用多种方式进行二次开发和用户定制
4)可进行各种格式图形的转换,有较强的数据交换能力
5)支持多种硬件设备
6)支持多种操作平台
7)具有通用性,易用性,适用于各类用户。
(2)电气工程中CAD技术的应用:
1)使用CAD可设计一些设计手册或设计规范中的数表,图标存储在计算机中,便于查询。
2)利用各种高级语言(如MATLAB,C++等)编程,进行机械计算和强度计算,电力系统潮流计算。
3)采用CAD绘制各种二维三维图,如:
电力系统主接线图,平面布置图等。
AutoCAD的基本操作:
在本次设计过程中,主要利用CAD强大的二维图形设计能力,灵活运用各种平面图形绘制命令和图形编辑与标注命令。
在本次设计中,使用CAD绘制电气主接线图,见附表3。
2、负荷计算和无功功率补偿
2.1、负荷计算
表2.1机械厂负荷计算表
编号
名称
类别
设备
容量
需要
系数
计算负荷
1
铸造车间
动力
260
0.32
0.69
1.05
83.2
87.28
照明
6
0.78
1.0
0
4.68
0
小计
266
87.88
87.28
125.26
204.47
2
锻压车间
动力
280
0.24
0.62
1.27
67.2
85.04
照明
9
0.81
1.0
0
7.29
0
小计
289
74.49
85.04
115.68
197.84
3
金工车间
动力
310
0.28
0.61
1.30
86.8
112.75
照明
10
0.74
1.0
0
7.4
0
小计
320
—
74.2
112.75
149.7
249.84
4
工具车间
动力
340
0.29
0.64
1.20
98.6
118.38
照明
5
0.75
1.0
0
3.75
0
小计
345
—
102.35
118.38
157.81
251.15
5
电镀车间
动力
180
0.5
0.72
0.96
90
86.75
照明
6
0.8
1.0
0
4.8
0
小计
186
—
94.8
86.75
129.8
197.19
6
热处理车间
动力
130
0.51
0.77
0.83
66.3
54.94
照明
8
0.81
1.0
0
4.86
0
小计
138
—
71.16
54.94
90.56
138.18
7
装配车间
动力
110
0.31
0.69
1.05
34.1
35.77
照明
8
0.81
1.0
0
4.86
0
小计
118
—
38.97
35.77
54.78
82.47
8
机修车间
动力
130
0.29
0.63
1.23
37.7
46.47
照明
3
0.79
1.0
0
2.37
0
小计
133
—
40.07
46.47
62.21
94.52
9
锅炉房
动力
80
0.65
0.72
0.96
52
50.12
照明
2
0.9
1.0
0
1.8
0
小计
82
—
53.8
50.12
74.02
112.43
10
仓库
动力
15
0.78
0.84
0.65
11.7
7.56
照明
1
0.74
1.0
0
0.74
0
小计
16
—
12.44
7.56
14.67
22.28
11
生活区
照明
310
0.74
0.95
0.40
229.4
75.4
241.47
366.9
总计
(380V侧)
动力
1835
885.56
760.46
照明
368
计入=0.85
=0.90
0.74
752.73
684
1017.08
1545.34
P30=kdpeQ30=P30S30=P30/I30=S30/1.73UN
2.2、无功率补偿
由表2.1可知,该厂380V侧最大负荷是的功率因数只有0.74.而根据《全国供用电规则》规定:
100KVA及以上高压供电的用户,功率因素为0.90以上。
因此,该厂10kv尽显测最大负荷是功率因素不应该低于0.90,考虑到主变压器的无功损耗远大于有功损耗,因此380V侧最大负荷是功率因素应稍大于0.90,暂取0.92来计算380V侧所需无功功率补偿容量:
:
选PGJ1型低压自动补偿屏,并联电容器为BW0.4-14-3型,采用其方案1(主屏)1台与方案3(辅屏)5台相组合,总共容量:
。
因此无功补偿后工厂380V侧和10KV侧的负荷计算如表2.2所示。
项目
计算负荷
380V侧补偿前负荷
0.74
752.73
684
1017.08
1545.34
380V侧无功补偿容量
-420
380V侧补偿后负荷(低压端)
0.94
752.73
264
797.68
1211.99
主变压器功率损耗
12
47.9
10kV侧负荷总计(高压端)
0.92
764.73
311.9
825.99
47.7
3.变电所位置和型式的选择
变电所的位置应尽量接近工厂的负荷中心。
工厂的负荷中心按负荷功率矩法来确定,计算公式为式(3.1)和(3.2)。
变电所的位置应尽量接近工厂的负荷中心.工厂的负荷中心按负荷功率矩法来确定.即在工厂平面图的下边和左侧,任作一直角坐标的X轴和Y轴,测出各车间和宿舍区负荷点的坐标位置,例如P1(x1,y1)、P2(x2,y2)
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