专科电气自动化供配电课程设计免积分版57020.docx
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1、前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
2、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。因此,做好工厂厂供电工作对对于发展工业业生产,实现现工业现代化化,具有十分分重要的意义义。由于能源源节约是工厂厂供电工作的的一个重要方方面,而能源源节约对于国国家经济建设设具有十分重重要的战略意意义,因此做做好工厂供电电工作,对于于节约能源、支支援国家经济济建设,也具具有重大的作作用。工厂供电工作要要很好地为工工业生产服务务,切实保证证工厂生产和和生活用电的的需要,并做做好节能工作作,就必须达达到以下基本本要求:1. 安全 在在电能的供应应、分配和使使用中,不应应发生人身事事故和设备事事故。2. 可靠 应应满足电能用用户对供电可可靠性的要
3、求求。3. 优质 应应满足电能用用户对电压和和频率等质量量的要求.4. 经济 供供电系统的投投资要少,运运行费用要低低,并尽可能能地节约电能能和减少有色色金属的消耗耗量。 目录第一章 设计原原始资料及任任务书 11第二章 全厂负负荷统计及主主变压器的选选择 3第三章 全厂供供电系统草图图 8第四章 计算短路电流 9第五章 35KKV,6KVV供电线路的的选择 16第六章 选择电电气设备 225附录参考文献第一章 设计计原始资料及及任务书该厂为大型国有有企业。下属属企九个车间间,两个车站站,各车间站站用设备安装装容量见表11.1,其中中水压机钢车车间,煤气氧氧气站为一级级负荷,其他他为二三级负负
4、荷。供电电电源取自122处一1100/35变电电所35两段段母线,母线线最大运行方方式,最小运运行方式短路路容量分别为为=215MMVA,和=150,335架空线进进线继电保护护动作时间为为1.5s.5电气设备备及主变压器器采用户外布布置,6为成成套高压开关关柜,户内布布置,长变电电所35采用用内桥接线,66kv采用单单母线分段接接线,一级负负荷分别从66两端目线配配出两条回线线路,其余为为单回路供电电。该地区年年最高气温338度。设计任务:1. 全厂负荷统计,选选择主变压器器2. 拟制全厂供电系系统草图3. 计算短路电流4. 选择35KV ,6KV供供电线路5. 选择电气设备6. 3号图纸绘
5、制供供电系统图表1.1 站站用电容量安安装表负荷名称安装容量(KWW)供电距离(KMM)1金工车间11430.790.820.70 0.82铸钢车间57750.710.810.72 0.63铸铁车间4820.830.830.67 0.424水压机车间18860.700.850.62 0.755冷作车间5850.650.790.78 0.936附件车间1640.550.800.75 0.87热处理车间4760.630.750.88 0.988铸件清理车间4750.590.820.70 0.529机修车间1540.520.770.83 1.1510煤气站12880.800.840.65 1.221
6、1氧气站10830.840.860.59 0.95第二章 全厂负荷统计计及主变压器器的选择一全厂负荷统统计负荷计算是指导导体通过一个个等效负荷时时,导体的最最高温升正好好和通过实际际的变动负荷荷时其产生的的最高温升相相等,该等效效负荷就称为为计算负荷。工业企业电力负负荷计算的主主要目的是:1.全厂在工程程设计的可行行性研究阶段段要对全厂用用电量作出估估算以便确定定整个工程的的方案。2.在设计工厂厂供电系统时时,为了正确确选择变压器器的容量,正正确选择各种种电气设备和和配电网络,以以及正确选择择无功补偿设设备等,需要要对电力负荷荷进行计算。确定负荷计算的的方法有多种种,包括估算算法、需要系系数法
7、、二项项式法和单相相复合的计算算,在这里我我们采用需要要系数法。对于单组用电设设备的计算负负荷公式如下下:有功功率: 无功功率: 视在功率: 计算电流: 式中:该用用电设备组的的需要系数 功率因因数角的正切切值该用电设备备组的额定电电压,KV所以本厂的负荷荷统计如下:金工车间有功功率: 无功功率: 视在功率: 计算电流: 铸钢车间有功功率: 无功功率: 视在功率: 计算电流: 其他车间的负荷荷计算和以上上的一样,见见表2.1:表2.1车间负负荷计算表计算容量计算电流(A)序号负荷名称有功(KW)无功(KVARR)视在(KVA)1金工车间902.97 630.28 1101.188 105.96
8、 2铸钢车间4100.255 2968.533 5062.044 487.11 3铸铁车间400.06 268.84 482.00 46.38 4水压机车间1320.200 818.19 1553.188 149.46 5冷作车间380.25 295.11 481.33 46.32 6附件车间90.20 67.65 112.75 10.85 7热处理车间299.88 264.47 399.84 38.48 8铸件清理车间280.25 195.62 341.77 32.89 9机修车间80.08 66.36 104.00 10.01 10煤气站1030.400 665.57 1226.677 1
9、18.04 11氧气站909.72 539.80 1057.811 101.79 12合计9794.266 6780.400 二无功补偿由负荷统计表可可知道,全厂厂总的有功功功率,无功功功率,由于,取同时使使用系数.则全厂总的计算算负荷如下:有功功率: 无功功率: 视在功率: 则此时的功率率因数为: 取补偿后的功率率因数为0.93,则补补偿电容为:补偿电容采用的的并联电容器器选择,其工工作电压为66.3KV,额定容量为为100KVVAR,额定定电容为8.0uF.补偿电容个数:取27个,每相相装设9个,此时实际补补偿电容三. 选主变压压器无功补偿后的全全厂总视在功功率: 由于本设设计接线采用用内
10、桥接线方方式,选两台台主变压器,并且厂中一一级负荷所占占比重较大,考考虑本厂以后后的发展状况况,采用全负负载备用工作作方式,即单单台变压器工工作就能给全全厂负载供电电。根据变压器的工工作环境,电电压等级,容容量选择主变变压器的型号号是:Sz9-100000/355.其主要数据据参数见表1.2表1.2 变压压器数据参数数表额定容量KVA高压KV高压分接范围()低压KV连接组标号损耗KW空载电流()阻抗电压()空载负载10000354*2.56.3YnD1111.6050.580.87.5该变压器的计算算损耗如下:则变压器高压侧侧的计算负荷荷为:有功功率: 无功功率: 视在功率: 第三章 全厂供电
11、系统草草图根据设计要求,335KV采用用内桥接线,66KV采用单单母线分段接接线,见图33.1.图3.1.采用内桥接线的的特点是:线线路的投切比比较方便,变变压器的投切切比较复杂。单单母线分段接接线的特点是是:母线分段段后,对于重重要用户可由由分别接于两两段母线上的的两条出线同同时供电,当当任一组母线线故障或检修修时,重要用用户仍可通过过正常母线段段继续供电,而而两段母线同同时故障检修修的概率很小小,大大提高高了对重要用用户的供电可可靠性。第四章 计算短路电流 短路电电流计算的目目的是为了正正确选择和校校验电气设备备,以及进行行继电保护装装置的整定计计算。短路计计算点要选择择得使需要进进行短路
12、校验验的电气元件件有最大可能能的短路电流流通过。对于于工厂供电系系统来说,常常将电力系统统当作无限大大容量电源。常用的计算方法有欧姆法(有称有名单位制法)和标幺制法(又称相对单位制法)。在本设计中取三三个短路点,分分别是:主变变压器高压侧侧,变压器低低压侧以及66KV线路末末端。计算方方法采用标幺幺制法,取,电缆,架空空线.一、最大运行方方式。最大运行方式就就是两台变压压器同时工作作,母联断开开时的工作方方式。其阻抗抗图4.1示:图4.1电路中各主要元元件的电抗标标幺值如下:电源内阻S: 线路L1,L22: 变压器T1,TT2: 金工车间: 铸钢车间: 其余车间的算法法一样,见表表4.1。表4
13、.1 车车间电抗标值值统计表序号负荷名称供电距离(KMM)电抗标值1金工车间0.80.1612铸钢车间0.60.1213铸铁车间0.420.0854水压机车间0.750.1515冷作车间0.930.1876附件车间0.80.1617热处理车间0.980.1988铸件清理车间0.520.1059机修车间1.150.23210煤气站1.220.24611氧气站0.950.1911. K1点发生短路路时的短路电电流基准电流:总电抗:短路电流次暂态态值:短路冲击电流值值:暂态短路功率:2K2点发生生短路时的短短路电流基准电流:总电抗:短路电流次暂态态值:短路冲击电流值值:暂态短路功率:3K3点发生生短
14、路时的短短路电流基准电流:金工车间:总电抗:短路电流次暂态态值:短路冲击电流值值:暂态短路功率:其他车间的计算算方法一样,见表4.2.表4.2 最最大运行方式式各车间短路路电流统计表表序号负荷名称1金工车间7.78719.85784.9712铸钢车间8.51021.70092.8553铸铁车间8.32721.23390.8594水压机车间8.39721.41291.6215冷作车间7.61619.42083.0986附件车间7.78519.85284.9487热处理车间7.55219.25882.4088铸件清理车间8.17720.85289.2259机修车间7.34518.73080.145
15、10煤气站8.04720.51987.80111氧气站8.24621.02689.973二、最小运行方方式最小运行方式就就是一台变压压器工作,另另一台备用,母母联闭合,且且一级负荷一一路供电时的的工作方式。其其阻抗图如图图4.2所示示:图4.2电路中各主要元元件的电抗标标幺值除电源源内阻不一样样外,其余的的同最大运行方式时一一样,这里不不再计算电源内阻S: 1K1点发生生短路时的短短路电流基准电流:总电抗:短路电流次暂态态值:两相短路电流:2K2点发生生短路时的短短路电流基准电流:总电抗:短路电流次暂态态值:两相短路电流:3K3点发生生短路时的短短路电流基准电流:金工车间:总电抗:短路电流次暂
16、态态值:两相短路电流:其他车间的计算算方法一样,见表4.3表4.3 最小小运行方式各各车间短路电电流统计表序号负荷名称1金工车间4.7514.1142铸钢车间5.0944.4123铸铁车间5.1944.4984水压机车间5.0144.3425冷作车间4.9214.2626附件车间4.9884.3207热处理车间4.8964.2408铸件清理车间5.1384.4509机修车间4.8124.16710煤气站4.7784.13811氧气站4.9114.253第五章 35KV,6KKV供电线路路的选择为了保证供电系系统安全、可可靠、优质、经经济地运行,对对导线和电缆缆截面进行选选择时其选择择方法如下:
17、:在本设计中,为为了保证导线线和电流选择择的可靠安全全和经济,我们分别对对架空线按允允许载流量、允允许电压损失失、经济电流流密度、机械械强度进行计计算,选出截截面积最大值值为架空线的的截面积。对对电缆按允许许载流量、允允许电压损失失、经济电流流密度、热稳稳定性进行计计算,选出截截面积最大值值为电缆的截截面积。从经济和技术方方面考虑,由由于35KVV电压等级较较高,输电距距离较长,选选择架空线,66KV电压等等级低,输电电距离较短,选择电缆且地中直埋。一、35KV架架空线选择1、按允许载流流量选择35KV架空线线上流过的计计算电流为:选择LGJ-550型钢芯铝铝绞线,255时,其允许许载流量为2
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