工厂供电课程设计方案.docx
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1、学号:1350803206工厂供电课 程 设 计( 2013级本科) 题 目: 某变电所一次系统设计学 院: 物理与机电工程学院 专 业: 电气工程及其自动化 作者姓名: 指导教师: 职称: 班主任 完成日期: 2015 年 1 月 3 日河西学院本科生课程设计任务书论 文 题 目某变电所一次系统设计作 者 姓 名所属系、专业、年级物电系电气132班指导教师姓名、职称任务下达日期设计的主要内容1.1设计内容:负荷计算和无功功率补偿;变电所主变压器和主接线方案的选择;短路电流的计算等。1.2设计依据 1、气象资料:工厂所在地区的年最高气温为 34 ,年平均气温为 15 ,年最低气温为18,年最热
2、月平均最高气温为 25 ,年最热月平均气温为 18 ,年最热月地下0 . 8m处平均温度为21 。当地主导风向为东北风,年雷暴日数为 8 。 2、地质水文资料:工厂所在地区平均海拔 1500m ,地层以砂粘土为主,地下水位为 2m 。 3、电费制度:工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计为 18 元kVA ,动力电费为 0 . 20 元/kwh,照明电费为0.50元/kwh。工厂最大负荷时的功率因数不得低干0.90 ,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
3、 元kVA 。 4、工厂负荷情况见下表:序号名称类别设备容量需要系数cos计算负荷1铸造车间动力2900.40.71.02照明100.80.90.48小计3002锻压车间动力2000.30.61.33照明100.70.90.48小计2103仓库动力300.40.850.62照明50.80.90.48小计354电镀车间动力1000.50.850.62照明80.80.90.48小计1085工具车间动力2200.30.651.17照明100.90.90.48小计2306组装车间动力2000.40.71.02照明300.80.90.48小计2307维修车间动力2000.20.61.33照明130.80
4、.90.48小计2138金工车间动力4000.20.651.17照明160.80.90.48小计4169焊接车间动力8300.30.451.98照明460.80.90.48小计87610锅炉房动力1000.70.80.75照明30.80.90.48小计10311热处理车间动力2000.60.71.02照明100.80.90.48小计21012生活区照明800.70.90.48总计(380v侧)动力照明取二、设计的基本要求 1、设计及计算说明书 (1)说明书要求书写整齐,条理分明,表达正确、语言简练。 (2)主要计算过程和步骤完整无误,分析论证过程简单明了,各设计内容列表汇总。 2、图纸 (1)
5、绘制电气主接线图 (2)原理图要求用标准符号绘制,布置均匀,设备符号大小合适清晰美观。三.设计进度安排阶段设计各阶段名称起止日期1熟悉设计任务书、设计题目及设计背景资料2015.11.282查阅有关资料、阅读设计要求必读的参考资料2015.11.293负荷计算2015.12.44电气主接线设计2015.12.255短路电流计算2016.1.16主要电气设备及载流导体选择2016.1.27书写课程设计说明书2016.1.48打印整理课程设计资料2016.1.4四.需收集和阅读的资料及参考文献(指导教师指定)【1】刘涤尘、王明阳、吴政球.电气工程基础M.武汉:武汉理工大学出版社.2003年【2】张
6、学成.工矿企业供电设计指导书M.北京:北京矿业大学出版社.1998年【3】刘介才.工厂供电简明设计手册M.北京:机械工业出版社.1993年【4】刘介才.实用供配电技术手册M.北京:中国水利水电出版社.2002年【5】刘介才.工厂供电M.北京:机械工业出版社.1997年【6】 同济大学电气工程系.工厂供电M.北京:中国建筑工业出版社.1981年【7】苏文成.工厂供电M.北京:机械工业出版社.2004年【8】工厂常用电气设备手册编写组. 工厂常用电气设备手册(补充本). 北京:水利电力出版社.1990【9】JGJ16-2008 民用建筑电气设计规范【10】GB50054-95 低压配电设计规范 【
7、11】GB50052-95 供配电系统设计规范【12】GB50217-2007 电力工程电缆设计规范【13】GB50060-92 3110KV高压配电装置设计规范教研室意见负责人签名: 年 月 日系(部) 意 见负责人签名: 年 月 日目录目录61 绪论71.1引言71.2设计原则71.3本设计所做的主要工作82负荷计算及电容补偿82.1负荷计算的方法82.2负荷统计计算102.3电容补偿123变压器选择及主接线方案确定133.1主变压器台数选择133.2主变压器容量选择133.3主接线方案确定143.3.1变电所主接线方案的设计原则与要求143.3.2变电所主接线方案的技术经济指标143.3
8、.3工厂变电所常见的主接线方案143.3.4确定主接线方案153.4无功功率补偿修定184高低压开关设备选择194.1短路电流的计算194.1.1 短路计算的方法194.1.2本设计采用标幺制法进行短路计算204.2变电站一次设备的选择与校验264.2.1 一次设备选择与校验的条件264.2.2 按正常工作条件选择264.2.3 按短路条件校验264.2.4 10kV侧一次设备的选择校验284.2.5 380V侧一次设备的选择校验284.3高低压母线的选择295变电所进出线和低压电缆选择295.1 变电所进出线的选择范围295.2 变电所进出线方式的选择305.3 变电所进出导线和电缆形式的选
9、择305.4 高压进线和低压出线的选择305.4.1 10kV高压进线的选择校验305.4.2 由高压母线至主变的引入电缆的选择校验315.4.3 380V低压出线的选择316.防雷和接地装置的确定366.1装设避雷针366.2接地及其装置366.2.1确定接地电阻366.2.2接地装置初步方案376.2.3计算单根钢管接地电阻376.2.4确定接地钢管数和最后的接地方案37附录一:变电所10kV高压一次系统图:40附录二:变电所380V低压一次系统图:40摘要关键词:工厂供电 负荷计算 短路计算 主接线 变压器 一、二次设备VISIO在本次课程设计过程中,我们小组共十个人利用两周的时间完成了
10、此次的课设。每个人在组长的分配下,有不同的任务。我的任务是10KV高压进线的选择和校验以及由高压母线至主变的引入电缆的选择校验。10KV高压进线为LGJ型钢芯铝绞线架空敷设,接往10KV共用电源干线。按发热条件初选为LGJ-16型,再通过校验机械强度及电压损耗确定为LGJ-16型钢芯铝绞线。 考虑到高压母线至主变的引入线的美观及耐用程度,采用YJV型交联聚乙烯绝缘铜芯电缆直接埋地敷设,按发热条件初选为通过校验短路的热稳定度,得知此线满足条件。结束后对每个人的工作进行综合,利用VISIO软件进行对主接线、二次回路、及短路电路的绘制。绘制过程遇到很多的元器件无法找到,便利用折线及圆形矩形等图形进行
11、组合绘制。1 绪论1.1引言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;电能的输送和分配既简单经济,又便于控制、调节和测量,有利于实现生产过程自动化。在工程机械制造厂里,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。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。电能从区域变电站进入机械厂后,首先要解决的就是如何对电能进行
12、控制、变换、分配和传输等问题。在机械厂,担负这一任务的是供电系统,供电系统的核心部分是变电所。一旦变电所出了事故而造成停电,则整个机械厂的生产过程都将停止进行,甚至还会引起一些严重的安全事故。机械厂变电所要很好地为生产服务,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
13、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设计原则按照国家标准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、JGJ16-2008民用建筑电气设计规范等的规定,进行变电所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、
14、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。1.3本设计所做的主要工作目前世界上机械生产能源和动力主要来源于电能。电网的正常运行是保证机械生产安全前提。根据设计任务书的要求,结合实际情况和市场上现有的电力产品及其技术,本文主要做了以下工作:1、负荷计算 机械厂变电所的负荷计算,是根据所提
15、供的负荷情况进行的,本文列出了负荷计算表,得出总负荷。2、一次系统图跟据负荷类别及对供电可靠性的要求进行负荷计算,绘制一次系统图,确定变电所高、低接线方式。对它的基本要求,即要安全可靠又要灵活经济,安装容易维修方便。3、电容补偿按负荷计算求出总降压变电所的功率因数,通过查表或计算求出达到供电部门要求数值所需补偿的无功率。由手册或产品样本选用所需无功功率补偿柜的规格和数量。4、变压器选择根据电源进线方向,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,确定变压器型号。5、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,皆可按无限大容量系统供电进行
16、短路计算。求出各短路点的三相短路电流及相应有关参数。6、高、低压设备选择及校验参照短路电流计算数据和各回路计算负荷以及对应的额定值,选择高、低压配电设备,如隔离开关、断路器、母线、电缆、绝缘子、避雷器、互感器、开关柜等设备。并根据需要进行热稳定和力稳定检验,并列表表示。7、电缆的选择 为了保证供电系统安全、可靠、优质、经济地运行,进行电缆截面选择时必须满足发热条件:电缆(包括母线)在通过正常最大负荷电流即线路计算电流时产生的发热温度,不应超过其正常运行时的最高允许温度。2负荷计算及电容补偿2.1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。由于本机械厂用电部门较多,用电设
17、备台数较多,设计采用需要系数法予以确定。1单台组用电设备计算负荷的计算公式(1).有功计算负荷(单位为kW): (2-1)式中 设备有功计算负荷(单位为kW);用电设备组总的设备容量(不含备用设备容量,单位为kW);用电设备组的需要系数。(2).无功计算负荷(单位为KVAR) (2-2)式中 设备无功计算负荷(单位为KVAR);对应于用电设备组功率因数的正切值。(3).视在计算负荷(单位为KVA) (2-3)式中 视在计算负荷(单位为KVA);用电设备组的功率因数。(4).计算电流(单位为A) (2-4)式中 计算电流(单位为A);用电设备组的视在功率(单位为KVA);用电设备组的额定电压(单
18、位为KV)。2多组用电设备计算负荷的计算公式(1).有功计算负荷(单位为kW) (2-5)式中 多组用电设备有功计算负荷(单位为kW); 所有设备组有功计算负荷之和; 有功负荷同时系数,可取0.850.95。(2).无功计算负荷(单位为KVAR) (2-6)式中 多组用电设备无功计算负荷(单位为KVAR);所有设备组无功计算负荷之和; 无功负荷同时系数,可取0.80.95。(3).视在计算负荷(单位为KVA) (2-7)(4).计算电流(单位为A) (2-8)(5).功率因数 (2-9)2.2负荷统计计算根据提供的资料,列出负荷计算表。因设计的需要,计算了各负荷的有功功率、无功功率、视在功率、
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