化工厂10KV供配电系统设计(兼容)(53页).doc
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1、-化工厂10KV供配电系统设计(兼容)-第 42 页毕 业 设 计题目: 化工厂10KV供配电系统设计 学 生: 张添柱 学 号: 200706010335 院 (系): 电气与信息工程学院 专 业: 电气工程及其自动化 指导教师: 肖中俊 2011 年 6月 2日陕 西 科 技 大 学毕业设计(论文)任务书电气与信息工程学院 电气工程及其自动化专业 073 班级 学生:张 添 柱 毕业设计(论文)题目: 化工厂10kV供配电系统设计 完成期限:从 2011 年 12 月 1 日起到 2011 年 6 月 19 日课题的意义及培养目标: 要求根据化工厂所能取得的电源以及化工厂的发展,按照安全可
2、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,选择变电所主接线方案以及高低压设备和进出线,确定二次回路方案,确定防雷和接地装置,最后要求写出设计说明书,绘出设计图纸。 设计(论文)所需收集的原始数据与资料:设计的原始数据如下: (1)负荷情况 本工厂多数单位为动力负荷,除了仓库属于三级负荷外,其余单位均属于二级负荷。低压动力为三相380伏,照明为单相220伏,各车间负荷同期系数可取0.85。系统负荷数据如下: 车间编号车间名称负荷类别设备容量kW功率因数1制条车间动力4500.802纺纱车间动力4500.803软水站动力1200.804锻工车间动力
3、450.655织造车间动力3000.806染整车间动力3500.807锅炉房动力1000.758仓库动力600.75(2)供电电源情况 供电电压10KV,供电方位:厂区东北方向大约2km单回路架空进线 计量方式:高供高计 电价: 基本电费 ¥4/KVA,电度费 ¥4/度 扩容费 ¥500/KVA 国库券认购费 ¥400/KVA (510年后归还) 要求cos达到0.95 出口开关短路容量 500MVA (3)气象地质资料 海拔高度:1023米 年最热月:七月 平均温度:22.7 平均最高温度:29.2 极端最高温度:36.4 极端最低温度:36.7 雷暴日:30(日/年) 最热月地下0.8m处
4、土壤平均温度:21 电阻率: 黄土:200M 沙质粘土:100M。 (4)资料: 1工厂供电(苏文成) 2 相关电气工程手册 3校区规划和建筑布局图 4高低压电器的配套;包括高低压电器的选型,配套、负荷补偿等 课题的主要任务(需附有技术指标要求):1.工厂供电的基本知识 2.电力负荷及其计算 3.工厂供电系统 4.短路电流计算及电气设备的选择 5.供电系统的保护及供电自动化 6.节电及功率因数的提高 7.供电系统的电压质量 设计进度安排及完成的相关任务(以教学周为单位):周次设计任务及要求1-3分配任务,了解原始数据,确定设计任务4-6制定设计方案,数据计算7-11选择设备容量、型号,并进行校
5、验12-13作论文前期整理工作并实际论证所做设计的合理性;14-17论文定稿,印制,做答辩准备。学 生: 日期: 指导教师 : 日期: 教研室主任: 日期: 化工厂10Kv供配电系统设计摘 要对于一个化工厂而言,合理的供配电系统结构对于企业自动化系统的合理、安全、有序的运行起着至关重要的作用。大部分化工厂的车间大部分是一级、二级负荷,如制条车间、纺纱车间等等。一旦出现故障会对企业的运行以及人身安全造成重大的危害。所以就对供配电的安全、可靠、经济等指标提出了更高的要求。首先,对全厂的负荷进行系统计算,为确定供电系统的电力变压器、各种开关电器的容量、电力线路的截面和变电所的所址等提供依据。并且对其
6、进行无功补偿,以减少变压器、电力线路、开关设备的功率损耗,从而减少电器元件的规格,降低它的功率损耗和电压损耗,减少投资;其次,根据本厂的实际情况和经济技术比较电力变压器,确定变电所的所址、类型以及其主接线方案;然后按符合情况系统地对厂区进行设计,为了校验一次设备的短路稳定度,开关电器的断流能力及电流保护装置的灵敏度,整定电流速断保护装置的动作电流,进行短路电流的计算,进而选择了电力线路和高低压电气设备;最后,确定全厂配电系统的防雷接地系统设计。关键词:低压供配电,负荷计算,功率补偿,变压器,继电保护Design of Low-voltage Distribution System in Pap
7、er MillsABSTRACTTo a Chemical Plant, a reasonable power supply and distribution structure is very important to the safe running of factory automation system which can assure the security, the order working. The majority of paper mill workshops are the first level or second level of loads, such as ar
8、ticles workshop,spinning workshopand so on, Once faults appear, the breakdown to be able causes the significant harm to enterprises movement as well as the personal safety. Therefore on to be supplied the power distribution the security, reliably, targets and so on economy to set a higher request.Fi
9、rst , Calculate the system to the load of the the whole factory, for confirm electric voltage transformer , various kinds of of electric power system turn on or off capacity of electric apparatus , electric section of circuit and transformer substation location ,etc. offer the basis. Is it have work
10、 compensate to go on to it, in order to reduce voltage transformer , electric circuit , power of the switchgear loss, reduce specification , electric apparatus of component , reduce power of it loss and voltage loss, reduce investment. Second , compare with economic technology the electric voltage t
11、ransformer according to actual conditions of our factory, confirm the location , type and its main wiring scheme of the transformer substation; Third , According to accord with situation is it design to go on to factory systematically , for check-up one short circuit stability degree of equipment, t
12、urn on or off the blanking ability and sensitivity of the electric current protector of the electric apparatus, exactly fix the movement electric current of the broken protector of speed of the electric current, is it short out calculation of electric current to go on , choose electric circuit and h
13、igh or low prices pigeonhole electric equipment; End , Confirm the whole factory dyke thunder earth , distribution of system design systematically.KEY WORDS: Low-voltage power supply and distribution, Load computation,Power compensation, Transformer, Relay protection目 录摘 要IABSTRACTII1 绪论11.1 工厂供配电系统
14、的特点11.2 国内外发展情况21.3 工厂供电设计的一般原则21.4 工厂供电设计内容及步骤21.5 研究内容、方法及预期成果42 负荷计算及方案设计52.1 负荷计算的概念和方法5负荷计算有关概念5负荷计算的方法52.2 各车间负荷的计算62.3 总负荷的计算72.4 无功功率补偿8功率因数对供电系统的影响8电力线路功率损耗的计算9电力变压器功率损耗的计算9无功补偿容量的计算102.5 变电所主变压器型式和主接线方案的选择312变电所位置的选择12变电所主变压器的型式选择143 短路电流的计算183.1 短路电流计算的一般概述18短路的原因18短路的危害18短路的类型18短路回路参数的计算
15、193.2 短路电流的计算19绘制计算电路19确定基准值20计算短路电路中各元件的电抗标幺值20计算k-1点短路电流的计算20计算k-2点短路电流的计算214 一次设备的选择和校验224.1 10KV侧一次设备的选择校验22断路器、隔离开关的选择和短路稳定度校验22熔断器的校验23电流互感器的短路稳定度校验244.2 380V侧一次设备的选择校验25断路器的短路稳定度校验26熔断器的校验26电流互感器的短路稳定度校验274.3 高低压母线的选择284.4 变电所进出线与邻近单位联络线的选择28高压进线和引入电缆的选择28低压出线的选择29作为备用电源的高压联络线的选择校验305 变电所二次回路
16、的选择与继电保护的整定325.1 高压断路器的操动机构控制与信号回路325.2 变电所的电能计量回路325.3 变电所的测量325.4 变电所的保护装置32继电保护装置的组成33主变压器的继电保护装置9346 电气安全、防雷和接地376.1 电气安全37电气安全的含义和重要性37电气安全措施37电气防火和防爆376.2 变电所的防雷保护38过电压及雷电概述38防雷设备39变电所的防雷措施396.2.4 直击雷防护39雷电侵入波的防护406.3 变电所公共接地装置的设计40接地概述41接地类型41接地电阻的要求42接地装置的设计43小结44致 谢45参 考 文 献46附 录471 绪论1.1 工
17、厂供配电系统的特点工厂供电【1】,即指工厂所需电能的供应和分配,亦称工厂配电.电能是现代工业生产的主要能源和核心动力。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。在企业工厂里,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
18、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。可见,做好工厂供电工作对于发展工业自动化生产,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,并确实做好节能环保工作,就必须达到以下基本要求【13】:(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
19、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。工厂供电系统是电力系统的主要组成部分,它是电能的主要用户,根据几个国家的统计,工厂用电量约占全国发电量的50%甚至70%以上。工厂变电所是终端降压变电所。决定工厂用户供电质量的指标【4】为:电压、频率、可靠性。工厂供配电系统和电力系统不同,它主要反映工厂用户的特点和要求。如工厂的电力负荷如何计算;怎样实现电能的合理利用和节约;减少用电面积的新型变电所结构;大型及特种设备的供电问题;厂内采用集中控制和调度技术的合理性问题等等,这
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