加工厂供配电系统设计.docx
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1、 供配电系统设计报告 课 题 某加工厂供配电系统设计 专业班级 自动化* 姓 名 * 学 号 0909* 指导教师 完成时间 201*年*月*日 第 33 页任务书一负荷情况 某厂变电所担负三个车间、一个办公楼与一个食堂的供电任务,负荷均为380/220V负荷。各部门电气设备、负荷情况如下:一一号车间一号车间接有下表所列用电设备编号用电设备名称数量铭牌上额定功率需要系数功率因数备注1冷加工机床20合计45KW0.14 2吊车组1FC=25%3电焊机122KVAFC=60%4电焊机2FC=100%二二号车间二号车间接有下表所列用电设备编号用电设备名称数量铭牌上额定功率需要系数功率因数备注1电加热
2、设备24KW12吊车组1FC=25%3电焊机122KVAFC=60%4电焊机1FC=100%三三号车间三号车间接有下表所列用电设备编号用电设备名称铭牌上额定功率需要系数功率因数备注1装载车间起重机2各类装备用电器3照明四办公楼办公楼接有下表所列用电设备负荷编号用电设备名称铭牌上额定功率需要系数功率因数备注1照明20KW2空调及通风设备75KW3电梯10KW五食堂食堂接有下表所列用电设备负荷编号用电设备名称铭牌上额定功率需要系数功率因数备注1风机、空调机、照明2食品加工机械3电饭锅、电烤箱、电炒锅4电冰箱二、供用电协议1从电力系统的某66/10KV变电站,用10KV架空线路向工厂馈电。该变电站在
3、工厂南侧1km。2系统变电站馈电线的定时限过电流保护的整定时间s。3在工厂总配电所的10KV进线侧进展电能计量。工厂最大负荷时功率因数不得低于0.9。4系统变电站10KV母线出口断路器的断流容量为200MVA。其配电系统图如图1。5供电贴费与每月电费制:每月根本电费按主变压器容量计为18元/kVA,动力电费为0.2元/kWh,照明电费为0.5元/kWh。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:610kV为800元/kVA。图1 配电系统图三工厂负荷性质生产车间大局部为一班制,少局部车间为两班制,年最大有功负荷利用小时数为4000h,工厂属级负荷。四工厂自然条件1气
4、象资料:本厂所在地区的年最高气温为38oC,年平均气温为23 oC,年最低气温为8 oC,年最热月平均最高气温为33 oC,年最热月平均气温为26 o oC。当地主导风向为东北风,年雷暴日数为20。2地质水文资料:本厂地区海拔60m,底层以砂粘土为主,地下水位为2m。五设计任务书1计算车间、办公楼、食堂用电计算负荷2计算全厂的计算负荷3确定厂变电所变压器台数、各变压器容量4供电方式及主接线设计5短路计算及设备选择6高压配电系统设计7保护及接地防雷系统设计六设计成果1设计说明书设计报告,包括全部设计内容,并附有必要的计算及表格。2电气主接线图3号图纸。3继电保护配置图3号图纸。4总降压变电所平面
5、布置图3号图纸。目 录第一章 负荷计算和无功补偿5负荷计算的目的和方法5全厂负荷计算的过程71.3 无功功率补偿9第二章 变电所的选择及主变压器的选择92.1 变电器容量的选择9102.3 总降压变电所电气主接线设计14第三章 短路电路的计算133.1 短路的形式133.2 短路的原因133.3 短路的危害133.4 三项短路电流的计算14第四章 导线型号及截面的选择17第五章 上下压电气一次设备的选择185.1 电气设备选择原那么185.2 高压一次设备的选择2021第六章 接地及防雷设计防雷保护的措施 2223第七章 变电所二次回路方案选择及继电保护整定247.1 二次回路方案选择247.
6、2 主变压器的继电保护装置24总 结26附录27参考文献28第一章 负荷计算与无功补偿1、负荷计算的内容与目的1求计算负荷,是选择确定建筑物报装容量、变压器容量的依据;2求计算电流,是选择缆线与开关设备的依据;3求有功计算负荷与无功计算负荷,是确定静电电容器容量的依据。2、负荷计算的方法1需要系数法用设备功率乘以需要系数与同时系数,直接求出计算负荷。用于设备数量多,容量差异不大的工程计算,尤其适用于配、变电所与干线的负荷计算。2二项式系数法应用局限性较小大,主要适用于设备台数较少且容量差异较悬殊的的场合。3利用系数法采用利用系数求出最大负荷区间内的平均负荷,再考虑设备台数与功率差异的影响,乘以
7、及有效台数有关的最大系数,得出计算负荷。适用于各种范围的负荷计算,但计算过程稍繁。本设计各车间计算负荷采用需要系数法确定。主要计算公式有: 有功计算负荷kW:无功计算负荷kvar:视在计算负荷kVA:计算电流A:1、工厂供电设计必须遵守国家的相关法令,标准与标准,执行国家的有关方针、政策,以保证做到节约能源、节约有色金属等经济政策。2、工厂供电设计必须从全局出发,统筹兼顾,按照不同的负荷性质、用电容量、工程特点与地区供电条件,合理确定不同的设计方案。3、工厂供电设计要做到平安、可靠、经济、优质。应采用符合国家现行有关标准的效率高、能耗低、性能先进的电气设备。工厂供电设计必须从全局出发,统筹兼顾
8、,按照负荷性质、用电容量、工程特点与地区供电条件,合理确定设计方案。4、工厂供电设计应根据工程特点、规模与开展规划,正确处理近期建立与长远开展的关系,做到远近期结合,以近期为主,适当考虑扩建的可能性。关于负荷性质,按照GB50052-95?供电系统设计标准?规定,根据电力负荷对供电可靠性的要求及中断供电在政治、经济上造成的损失或影响程度,电力负荷分为以下三个等级1一级负荷 中断供电将造成人身伤亡,将在政治、经济上造成重大损失者,例如重要交通枢纽,大型体育场等。2二级负荷 中断供电将在政治、经济上造成较大损失者,例如主要设备损坏、大量产品报废、重点企业大量减产等,例如交通枢纽、通信枢纽等用电单位
9、中的重要负荷。3三级负荷 不属于一、二级的电力负荷。 对于一级负荷与二级负荷,因为其再政治经济上的特殊性,应该有两个供电电源,当一个电源发生故障时,另一个电源不应同时受到损坏。一级负荷中特别重要的负荷,除有两个电源供电外,尚应增设应急电源,并严禁将其它负荷接入应急供电系统。对于二级负荷,应该有两回路供电。在负荷较小或地区供电条件困难时,二级负荷可由一回路6KV及以上专用架空线或电缆线供电。当采用架空线时候,可为一回路架空线供电。当采用电缆线时,当由两根电缆组成的线路供电,其每根电缆应能承受100%的二级负荷。按照需要系数法计算各部门的有功计算负荷P30、无功计算负荷Q30、视在计算负荷S30与
10、计算电流I30。1一号车间将负载尽可能均衡的分配到三相电线上,2二号车间将负载尽可能均衡的分配到三相电线上,3三号车间将负载尽可能均衡的分配到三相电线上,4办公楼办公楼电气设备用电为220V单相交流电。5食堂得到各部门负荷计算表如下:序 号部门名称负荷类型计算负荷P30 / KWQ30 / KvarS30 / KVAI30 / A1一号车间2二号车间61.673三号车间18.024.030.04办公楼5食堂总负荷各部门总负荷的计算 按照2.2计算结果,未进展无功补偿时,工厂总功率因数题目要求工厂最大负荷时功率因数不得低于0.9。根据有关规,配电电压为6-10KV时,要求总功率因素不低于0.95
11、.故需要在低压侧并联电容器进展无功功率补偿,使功率因数提高到0.95。并联的电容器总容量计算如下:第二章 变电所的选择及主变压器的选择 变压器容量不应小于补偿后的总视在计算负荷SCKVA事实上,考虑变压器应有一定的过载能力,以及应对工厂未来510年可能的电力负荷增长。此外,温度高出平均气温,变压器容量也会减小。所以变压器容量的选择应留有余量,常取S=1.3,SC=202.7KVA,及变压器总容量可取为200KVA.联结组别: Yyn0接线方式的电力变压器一相高压熔丝融化时另两相电压根本不受影响,可减小故障时的停电范围;Dyn11接线:具有输出电压质量高、中性点不漂移、防雷性能好等特点。工厂为三
12、级负荷,允许短时停电,应选择Dyn11联结组别更好。注:并行的电力变压器联结组别应当一样绝缘及冷却方式: 常见有油浸式、干式、充气式等。考虑控制本钱、方便维护与变压器应具有一定的过载能力,本工程选择油浸式变压器2.2.2 变压器台数选择变压器台数选择原那么 应满足用电负荷对供电可靠性的要求。对供有大量一、二级负荷的变电所应采用两台变压器,对只有二级负荷,而无一级负荷的变电所,也可只采用一台变压器,并在低压侧架设及其他变电所的联络线。 对季节性负荷或昼夜负荷变动较大的工厂变电所,可考虑采用两台主变压器。 一般的三级负荷,只采用一台主变压器。 考虑负荷的开展,留有安装第二台主变压器的空间。 车间变
13、电所中,单台变压器容量不宜超过1000kVA具体到本工程,提出两种方案:方案一:使用一台江苏彭变S9-M-200-10/0.75三相电力油浸式变压器给工厂所有单位供电。变压器价格为:18600商品信息来自阿里巴巴方案二:使用两台江苏彭变s9-m-160 10KV/0.4三相电力油浸式变压器分别给工厂不同单位供电。两条低压供电线通过断路器连接,其中一条线路检修或发生故障时,另一条线路可以短时单独给全厂供电。变压器价格为:14800两方案变压器采购价格相差11000元,假设考虑一次设备及线路施工本钱,那么方案二较方案一建立费用明显高出,且维护本钱更高。由于工厂属三级负荷,故对备用电源无硬性要求,应
14、选用方案一更为经济、合理,且能根本满足工厂日常运行的电力需求。2.3.1 供电、用电情况分析(1)供电概况根据题示信息,从电力系统的某66/10KV变电站,用10KV架空线路向工厂馈电。该变电站在工厂南侧1km(2)年用电费估计:在一次侧计算用电量,其中,为变压器损耗功率,按,为年最大负荷利用小时,忽略变压器空载损耗与线路损耗。代入数据。另一局部电费为每月按主变压器容量收取的费用。计算年电费估计值为:即估计一年电费为万元(1)主接线设计原那么主接线图即主电路图,是表示系统中电能输送与分配路线的电路图,亦是一次电路图。而用来控制指示检测与保护一次设备运行的电路图,那么称二次电路图,或二次接线图,
15、通称二次回路。二次回路是通过电流互感器饿电压互感器及主电路相联系的。具体要求如下1、平安 符合有关国家标准与技术标准的要求,能充分保证人身与设备的平安2、可靠 应满足电力负荷特别是期中一二级负荷对供电系统的可靠性的要求。3、灵活 应能适应必要的各种运行方式,便于切换操作与检修,且适应符合的开展。4、经济 在满足上述要求的前提下,应尽量是主接线简单,投资少,运行费用低,并节约电能与有色金属消耗量。(2)变配电所主结线的选择原那么当满足运行要求时,应尽量少用或不用断路器,以节省投资。当变电所有两台变压器同时运行时,二次侧应采用断路器分段的单母线接线。当供电电源只有一回线路,变电所装设单台变压器时,
16、宜采用线路变压器组结线。为了限制配出线短路电流,具有多台主变压器同时运行的变电所,应采用变压器分列运行。接在线路上的避雷器,不宜装设隔离开关;但接在母线上的避雷器,可及电压互感器合用一组隔离开关。610KV固定式配电装置的出线侧,在架空线路或有反应可能的电缆出线回路中,应装设线路隔离开关。采用610 KV熔断器负荷开关固定式配电装置时,应在电源侧装设隔离开关。由地区电网供电的变配电所电源出线处,宜装设供计费用的专用电压、电流互感器一般都安装计量柜。变压器低压侧为0.4KV的总开关宜采用低压断路器或隔离开关。当有继电保护或自动切换电源要求时,低压侧总开关与母线分段开关均应采用低压断路器。当低压母
17、线为双电源,变压器低压侧总开关与母线分段开关采用低压断路器时,在总开关的出线侧及母线分段开关的两侧,宜装设刀开关或隔离触头。2.3.3 备用电源的选择工厂为三级负荷,从经济角度考虑,多数不需要备用电源。但按照规定,办公楼内电梯应装设备用电源,发生电力系统故障时,电源能及时启动,维持电梯正常运行,不发生平安事故。此外,工厂内人流密集,应装设应急照明设备,防止平安事故。第三章 短路电流计算 在三相系统中,可能发生三相短路、两相短路、单相短路与两相接地短路。电力系统中,发生单相短路的可能性最大,而发生三相短路的可能性最小。但一般三相短路的短路电流最大,造成的危害也最严重。为了使电力系统中的电气设备在
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