2022年某小型轧钢车间供电系统设计方案修改版.docx
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1、精品学习资源前 言电气工程基础是一般高等工科学校电气自动化专业和电气技术专业的主要课程,而本次电气工程基础课程设计是在学习完电气工程基础这门课程后一个重要性的实践性教案环节,通过把理论学问运用于实践,加深对这门课程的懂得和把握其精髓,通过实践巩固理论学问,实现理论与实践的完善结合,为今后解决实际问题打下坚实的基础;同时也加强实践意识,培育快速把理论学问运用于实践的才能;在电气工程基础理论课程中,我们学习了工厂电力负荷及其运算,短路电流及其运算,工厂变配电所及其一次系统,工厂的电力线路,二次回路和电力装置等方面的学问;通过该课程设计可以进一步对所学学问的把握,明白变电所的基本原理和设计方法,培育
2、独立分析问题和解决问题的才能;并对电力行业中的相关常识得到明白,同时对电力行业的各种绘图工具进行深层次的把握,训练作为一名电气工程师在各个方面的综合才能,为今后在工作岗位上奠定扎实的基础;众所周知,电能是现代工业生产的主要能源;电能即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以供应用;电能的输送和安排既简洁经济,又便于掌握、调剂、测量;有利于实现生产过程自动化;而工厂供电就是指工厂所需要电能的供应和安排;工厂供电设计要达到为工业生产服务, 保证工厂生产和生活用电的需要,并做好节能工作,就必需做到:安全、可 靠、优负、经济;本次课程设计是对某小型轧钢车间供电系统设计,依据本厂所取得
3、的电源及本厂用电负荷实际情形,并适当考虑到工厂生产的进展,依据安全牢靠、技术先进、经济合理的要求;确定变电所的位置与型式,确定变电所主变压器的台数与容量、类型,挑选变电所主结线方案及高低压设备和进出线等;本次课程设计涉及面特别广,查阅了大量资料,由于许多方面的学问都是暂时去学习,对所查阅的资料的正确性也没有一一考证,因此,错误与疏漏之处再所难免,望老师批判指正;欢迎下载精品学习资源目录第一章设计任务与原始资料- 2 -1.1 设计题目 - 2 -1.2 原始资料 - 2 -1.3 要求设计内容 - 3 -1.4 要求设计成果 - 3 -欢迎下载精品学习资源2.1 负荷运算 - 3 -其次章负荷
4、运算 - 3 -欢迎下载精品学习资源2.1.1 负荷运算的内容和目的- 3 -2.1.2 负荷运算的方法 - 4 -2.1.3 负荷运算结果 - 5 -2.2 全厂年耗电量运算错误!未定义书签;第三章变电所主变压器台数、容量类型的挑选- 6 -3.1 变压器挑选原就 - 6 -3.2 主变压器数量及容量类型的确定- 6 -3.2.1 变压器台数的挑选原就- 6 -3.2.2 主变压器容量的挑选原就- 7 -第四章 高压电力网导线型号及截面的挑选- 8 -4.1 工厂常用架空线路裸导线型号- 8 -4.2 导线截面挑选原就- 9 -4.3 导线型号及截面挑选 - 9 -第五章变电所主接线方案的设
5、计- 10 -4.1 变配电所主接线的挑选原就错误!未定义书签;4.2 变配电所主接线方案论证- 11 -4.3 、主接线方案的技术经济比较- 12 -第六章短路电流的运算- 13 -6.1 短路电流运算的目的 - 13 -6.2 短路电流运算 - 14 -第七章变电所一次设备的挑选与校验- 17 -7.1 一次设备挑选的一般原就- 17 -7.2 变电所高压一次设备的挑选- 17 -7.2.1 按工作电压选就 - 17 -7.2.2按工作电流挑选- 17 -7.2.3按断流才能挑选- 18 -7.2.4隔离开关、负荷开关和断路器的短路稳固度校验- 18 -7.3 变电所低压一次设备的挑选-
6、19 -欢迎下载精品学习资源7.4 高低压母线的挑选- 19 -第八章低压干线、支线上的熔丝及型号的挑选错误!未定义书签;8.1. 熔断器挑选条件 错误!未定义书签;8.2. 熔体的额定电流挑选 错误!未定义书签;终止语 - 20 -参考资料 - 21 -第一章设计任务与原始资料1.1 设计题目某轧钢车间动力供配系统电气一次部分设计1.2 原始资料(1) ) 本车间均为二级负荷;工厂三班制,全年工厂工作小时数为4800h,年最大负 荷利用小时数为6500h; 车间共设 5 个区域; 各区域 负荷( 380v)统计资料见下表;序号负荷名称有功运算负荷/kw无功运算负荷 /kvar1推钢机5001
7、5023加热炉轧机电动机80012003007504照明3555其他250100(2) ) 工厂东北侧 8km 处有一变电所,用一回架空线路向工厂供电;10kv 侧系欢迎下载精品学习资源统最大三相短路容量为500mav,最小三相短路容量为200mav;由工厂正北方向从其他工厂引入10kv 电缆作为本厂备用电源,平常不答应投入,只有在工作电源发生故障或检修停电时供应照明及部分部分重要负荷用电,输送容量不得超过 1000kva;(3) ) 本厂所在地区年最高温度为 40,平均年最高温度为18,年最低温度为-6,年最热月平均最高气温为 35 ,年最热月平均气温为 27,年最热地下 0.8M 处平均气
8、温为 30;当地主导风向为东北风,年雷爆日数为 20 天;(4) ) 要求功率因数为不低于0.9;两台变压器、 10kv 侧采纳单母线;1.3 要求设计内容(1) ) 短路电流运算,设备选型;(2) ) 电气主接线方案;1.4 要求设计成果(1) ) 设计说明书一份(2) ) 电气主接线方案图一张( 2#图);其次章负荷和无功功率运算及补偿2.1 负荷运算2.1.1 负荷运算的内容和目的(1) 运算负荷又称需要负荷或最大负荷;运算负荷是一个假想的连续性 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,通常采纳 30 分钟的最大平均负荷作为按发热条件挑选电器或导体
9、的欢迎下载精品学习资源依据;(2) 尖峰电流指单台或多台用电设备连续1 秒左右的最大负荷电流;一般取启动电流上午周期重量作为运算电压缺失、电压波动和电压下降以及挑选电器和爱护元件等的依据;在校验瞬动元件时,仍应考虑启动电流的非周期重量;(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,有时也运算年平均负荷;平均负荷用来运算最大负荷和电能消耗量;2.1.2 负荷运算的方法1. 单组用电设备运算负荷的运算公式a) 有功运算负荷(单位为KW )欢迎下载精品学习资源P30 = K dPe ,K d 为系数欢迎下载精
10、品学习资源b) 无功运算负荷(单位为kvar)欢迎下载精品学习资源Q30 =P30 tan欢迎下载精品学习资源c) 视在运算负荷(单位为kvA )P30S30 = cosd) 运算电流(单位为 A) S30欢迎下载精品学习资源I 30 =3U N, U N为用电设备的额定电压(单位为 KV )欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源2. 多组用电设备运算负荷的运算公式a) 有功运算负荷(单位为KW )P30 = Kp P30 i欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源式中P30 i是全部设备组有功运算负荷P30 之和, Kp 是有功负荷同时系欢迎下载精品学习资源数,可取 0.850.95b)
11、无功运算负荷(单位为kvar)欢迎下载精品学习资源Q30 = Kq Q30 i ,Q30 i是全部设备无功Q30 之和; Kq 是无功负荷同时系欢迎下载精品学习资源数,可取 0.90.97SP 2Q 2c) 视在运算负荷(单位为kvA )30 =3030S30欢迎下载精品学习资源d) 运算电流(单位为 A)I 30 =3U N欢迎下载精品学习资源2.1.3 负荷运算结果依据本设计所供应的原始数据,宜采纳需求系数法进行负荷运算,其运算结果如下:bubiaoge有原始资料可知全厂 380V 侧总有功运算负荷( KE 为同时系数去 0.9)就欢迎下载精品学习资源P30 = KpP30 i=0.9*
12、(500+800+1200+35+250)=2.5065MW欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源Q30 = KqQ30 i =0.9*150+300+750+5+100=1.1745MVar欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源P2总视在运算负荷 S30 =302Q30 =2.768MVA欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源又由于 cosPC /SC = P30 / Q30 =0.9060.9,所以无须无功补偿;欢迎下载精品学习资源2.3全厂年耗电量运算工厂的年耗电量可利用工厂的有功和无功运算负荷即:年有功电能消耗量:年无功电能消耗量:式中 为年平均有功负荷系数,一般取0.70.75
13、; 为年平均无功负荷系数,一般取 0.760.82; 为年实际工作小时数;取=0.7, =0.8, =4800h,因此求欢迎下载精品学习资源得:工厂年有功耗电量:=0.7*2.5065* 4800=8420Kwh工厂年无功耗电量:=0.8*1.1745* 4800=4500 Kwh第三章 变电所主变压器台数、容量类型的挑选3.1 变压器挑选原就挑选变压器时,必需对负载的大小、性质作深化的明白,然后依据设备功率的确定方法挑选适当的容量;为了降低电能损耗,变压器应当首选低损耗节能型;当厂区配电母线电压偏差不能满意要求时,总降压变电所可选用有载调压变压器;车间变电所一般采纳一般变压器;变压器容量的确
14、定除考虑正常负荷外,仍考虑到变压器的过负荷才能和经济运行条件;详细地说:(1) 在多尘或有腐蚀性气体严峻影响变压器安全的场所,应挑选密闭型变压器或防腐型变压器;(2) 供电系统中没有特别要求和民用建筑独立变电所常采纳三相油浸自冷电力变压器( S9、SL9、S10-M、S11、S11-M 等);(3) 对于高层建筑、地下建筑、发电厂、化工等单位对消防要求较高场所, 宜采纳干式电力变压器( SC、 SCZ、SCL 、SG3、 SG10、 SC6 等);(4) 对电网电压 波动 较大,为 改善电能 质量采纳有 载调压电 力变压器SLZ7、 SZ7、 SFSZ 、SGZ3 等;欢迎下载精品学习资源3.
15、2 主变压器数量及容量类型的确定3.2.1 变压器台数的挑选原就工厂变电所中的主变压器台数,应依据以下原就挑选:(1) 应满意用电负荷对供电牢靠性的要求;对供有大量一、二级负荷的变电所应采纳两台变压器,对只有二级负荷,而无一级负荷的变电所,也可只采纳一台变压器,并在低压侧架设与其他变电所的联络线;(2) 对季节性负荷或昼夜负荷变动较大的工厂变电所,可考虑采纳两台主变压器;(3) 一般的三级负荷,只采纳一台主变压器;(4) 考虑负荷的进展,留有安装其次台主变压器的空间;(5) 车间变电所中,单台变压器容量不宜超过1000kVA ,现在我国已能生产一些断流量更大和短路稳固度更好的新型低压开关电器,
16、因此如车间负荷容量较(6) 对装设在二层楼以上的干式变压器,其容量不宜大于630kVA ;3.2.2 主变压器容量的挑选原就(1) 只装一台主变压器时主变压器的额定容量 SN.T 应满意全部用电设备总的运算负荷S的需要,且留有余量,并考虑变压器的经济运行,即:Snt( 1.151.4)Sc 2装有两台变压器时每台主变压器的额定容量 SN.T 应同时满意以下两个条件:Snt( 0.60.7) Sc SntSc1.2其中 Sc1.2 运算负荷中的全部一、二级负荷;两台变压器的备用方式有以下两种:明备用:两台变压器都按 100%运算负荷挑选容量,并留用肯定裕量,一台欢迎下载精品学习资源工作,一台备用
17、;暗备用 :每台变压器都按运算负荷的( 60%70%)挑选容量,正常情形下两台变压器均参与工作,且各自承担50%的负荷,负荷率为50% /0.7% 70%,满意经济运行的条件,相对暗备用有明显的优势;由于该厂的全部负荷属二级负荷,对电源的供电牢靠性要求较高,宜采纳两台变压器以明备用的方式工作,以便当主变压器发生故障时,另一台备用变压器能短时的承担一些负荷,不至于断电,这样就提高了供电牢靠性;在明备用方式下,变压器的容量按运算负荷的100%挑选Snt= S30 =2.785MVA且 Snt Sc1.2=S30 =2.785MVA因此,挑选 2 台容量电压等级为 10KV 的变压器;由于变压器的使
18、用环境没有特别要求,因此,变压器的挑选空间很大,在挑选时尽量要求低损耗,同时兼顾经济效益,达到正确性价比;由原始资料可知主变压器应选用SL7-3150/10 型号的变压器;备用变压器应选用S9-1000/10型号的变压器;两台变压器技术参数如下表所示:Bubiaoge第四章 高压电力网导线型号及截面的挑选4.1 工厂常用架空线路导线型号的挑选原就工厂户外架空线路一般采纳裸导线,其常用型号适用范畴如下:1. 铝绞线( LJ):户外架空线路采纳的铝绞线导电性能好,重量轻,对风雨作用的抗击力较强,但对化学腐蚀作用的抗击力较差,多用在10kV 及以下线路上,其杆距不超过100125m;2. 钢芯铝绞线
19、( LGJ ):此种导线的外围用铝线,中间线芯用钢线,解决了铝绞线机械强度差的缺点;由于沟通电的趋肤效应,电流实际上只从铝线通过,所以钢芯铝绞线的截面面积是指铝线部分的面积;在机械强度要求较高的欢迎下载精品学习资源场所和 35kV 及以上的架空线路上多被采纳;3. 铜绞线( TJ):铜绞线导电性能好,对风雨及化学腐蚀作用的抗击力强,但造价高,且密度过大,选用要依据实际需要而定;4. 防腐钢芯铝绞线( LGJF):具有钢芯铝绞线的特点,同时防腐性好,一般用在沿海地区、咸水湖及化工工业地区等四周有腐蚀性物质的高压和超高压 架空线路上;4.2 导线截面挑选原就导线电缆截面的挑选要求必需满意安全、牢靠
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