电力工程课程设计汇总.pdf
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1、河南科技大学河南科技大学课课 程程 设设 计计 说说 明明 书书课程名称课程名称题题目目学学院院班班级级学生姓名学生姓名指导教师指导教师日日期期电力工程基础农业工程学院课程设计说明书电力工程课程设计任务书班级:姓名:学号:设计题目:塑料加工厂变电所供配电设计一、设计目的一、设计目的熟悉电力设计的相关规程、规定,树立可靠供电的观点,了解电力系统,电网设计的基本方法和基本内容,熟悉相关电力计算的内容,巩固已学习的课程内容,学习撰写工程设计说明书,对变电所区域设计有初步的认识。二、设计要求二、设计要求(1)通过对相应文献的收集、分析以及总结,给出相应项目分析,需求预测说明。(2)通过课题设计,掌握电
2、力系统设计的方法和设计步骤。(3)学习按要求编写课程设计报告书,能正确阐述设计方法和计算结果。(4)学生应抱着严谨认真的态度积极投入到课程设计过程中,认真查阅相应文献以及实现,给出个人分析、设计以及实现。三、三、设计任务设计任务(一)设计内容1总降压变电站设计(1)负荷计算(2)主结线设计:选主变压器及高压开关等设备,确定最优方案。(3)短路电流计算:计算三相短路电流,计算结果列出汇总表。(4)主要电气设备选择:主要电气设备选择及校验。选用型号、数量、汇成设备一览表。(5)主要设备继电保护设计:元件的保护方式选择和整定计算。(6)配电装置设计:包括配电装置布置型式的选择、设备布置图。(7)防雷
3、、接地设计:包括直击雷保护、进行波保护和接地网设计。2车间变电所设计根据车间负荷情况,选择车间变压器的台数、容量,以及变电所位置的原则考虑。3厂区配电系统设计根据所给资料,列出配电系统结线方案,经过详细计算和分析比较,确定最优方案。(二)设计任务1设计说明书,包括全部设计内容,负荷计算,短路计算及设备选择(要求列表);2电气主接线图。四、设计时间安排四、设计时间安排查找相关资料(1 天)、总降压变电站设计(3 天)、车间变电所设计(2 天)、厂区配电系统设计(1 天)、撰写设计报告(2 天)和答辩(1 天)。五、主要参考文献五、主要参考文献1 电力工程基础2 工厂供电3 继电保护.4 电力系统
4、分析5电气工程设计手册等资料指导教师签字:2014 年 3 月 7 日II农业工程学院课程设计说明书一一.原始资料原始资料1工厂的总平面布置图注:注:车间变电所车间变电所水塔水塔水泵房水泵房成品库(一)成品库(一)单丝车间单丝车间注塑车间注塑车间No.3No.3管材车间管材车间No.4No.4No.1No.1生生活活间间No.2No.2门卫门卫浴浴室室仓仓库库仓仓库库仓仓库库招招待待所所托托儿儿所所成品库(二)成品库(二)原料库原料库生活间生活间包装材料库包装材料库薄膜车间薄膜车间试验室试验室辅助材料库辅助材料库危险品库危险品库备料复制车间备料复制车间锻工锻工车间车间No.5No.5热处热处理
5、车理车间间铆焊铆焊车间车间原料库原料库生活间生活间N N油泵房油泵房油油罐罐汽车库汽车库加油站加油站水泵房水泵房锅炉房锅炉房工人休息室工人休息室机修机修模具模具车间车间食堂食堂收发室(西)收发室(西)比例:1:5000比例:1:5000通往市区道路通往市区道路办公楼办公楼图 1工厂总平面布置图2.工厂的生产任务、规模及产品规格:本厂年产 10000t 聚乙烯及烃塑料制品,产品品种有薄膜、单丝、管材和注射用制品等,其原料来自某石油化纤总厂。3.工厂各车间的负荷情况及变电所的容量:如表 1。表 1各车间 380V 负荷计算表计算负荷变压车间车间(单设备器台S30I30tan P30Q30序变电位)
6、容量Kdcos 数及/kW/kvar/kVA/A号所名称/kW容量代号/kVA1薄 膜 车14000.60.60No.11间车变成 品 库240.30.5(二)小计(K=0.95)2单 丝 车13850.60.65No.21间车变水泵房200.650.80小计(K=0.95)3注 塑 车1890.40.60No.31间车变4备 料 车1380.60.50No.41间车变III农业工程学院课程设计说明书4.供用电协议:(1)从电力系统的某 110/35KV 变电站,用 35KV 架空线路向工厂馈电。该变电站在工厂南侧 1km。(2)系统变电站馈电线的定时限过电流保护的整定时间top 2s,工厂总
7、配变电所保护整定时间不得大于 1.5s。(3)在工厂总配电所的35KV进线侧进行电能计量。工厂最大负荷时功率因数不得低于0.9。10KV母线10KV母线Sk(3)200MVA架空线路架空线路2s2sL=1kmL=1km0.4/km0.4/km工厂总配工厂总配变电所变电所区域变电站区域变电站图 2 配电系统图5工厂负荷性质:生产车间为一班制,年最大有功负荷利用小时数为1500h,工厂属三级负荷。6工厂自然条件:(1)气象资料: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 oC,年最热月地下0.8m
8、 处平均温度为 25 oC。当地主导风向为东北风,年雷暴日数为 105。(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。IV农业工程学院课程设计说明书摘要本论文主要依照工厂供电设计必须遵循的一般原则、基本内容和设计流程,对某电机修造厂变电所进行了设计说明,本文按照设计要求,在查阅大量参考资料、手册后,对负荷计算及无功功率补偿计算,变配电所所址和型式的选择,变电所主变压器台数、容量及类型的选择,变配电所主结线方案的设计,短路电流的计算,变配电所一次设备的选择,变配电所二次回路方案的选择及继电保护装置的选择与整定,变配电所防雷保护与接地装置的设计等进行了详细的设计说明
9、。并附有相应的图表、公式和计算结果。这次设计的变配电所完全满足设计要求。本设计通过对计算负荷,选出变压器;通过计算三相短路电流,选出其他保护器件;通过三相短路电流,选择过电流保护设备;然后选择二次回路的设备,对一次侧设备进行控制、检测;最后注意安全、接地和防雷的设置。关键词:电力负荷计算,变压器选择,短路电流计算,继电保护V农业工程学院课程设计说明书目录第一章设计依据与计算负荷.11.1 负荷计算的意义.11.2 设计依据.11.3 电力负荷计算.2第二章 功率补偿及变压器选择.52.1 无功功率计算及补偿.52.2 主变压器的选择.5第三章 变电所位置及电气主接线的选择.73.1 总降压变电
10、所和车间变电所位置选择.73.2 总降压变电所电气主接线设计.7第四章短路电流计算.94.1短路计算的意义和方法.94.2 短路计算.9第五章主要电气设别选择.135.1 主变压器 35kV 侧设备.135.2 主变压器 10kV 侧设备.145.3主变压器 35kV 侧引出线.155.4 10kV 侧汇流母线.155.5 10kV 侧引出线.165.6 10kV 配电线路.16第七章 防雷和接地装置的确定.177.1 防雷装置确定.177.2 直击雷的防治.177.3 雷电侵入波保护.177.4 接地装置确定.17第八章 心得体会.18参考文献:.19VI农业工程学院课程设计说明书第一章设计
11、依据与计算负荷1.1负荷计算的意义计算负荷是供电系统设计计算的基础,为选择变压器台数和容量,选择电气设备,确定测量仪表的量程,选择继电保护装置等提供重要的数据依据。所以负荷计算准确与否直接影响着供电设计的质量。工厂供电系统运行时的实际负荷并不等于所有用电设备额定功率之和。这是因为用电设备不可能全部同时运行,每台设备也不可能全部满负荷,各种用电设备的功率因数也不可能完全相同。因此,工厂供电系统在设计过程中,必须找出这些用电设备的等效负荷。所谓等效是指这些用电设备在实际运行中所产生的最大热效应与等效负荷产生的热效应相等,产生的最大温升与等效负荷产生的最高温升相等。我们按照等效负荷,从满足用电设备发
12、热的条件来选择用电设备,用以计算的负荷功率或负荷电流称为“计算负荷”。通常规定取 30 分钟(min)平均最大负荷P30、Q30和S30作为该用户的“计算负荷”,并用Pjs、Qjs、Sjs和Ijs分别表示其有功、无功、视在和电流计算负荷。计算负荷也称需要负荷或最大负荷,目的是为了合理地选择工厂各级电压供电网络、变压器容量和设备型号等。1.2 设计依据(1)本厂设有四个车间,设备选型采用我国新定型设备其外还有辅助车间及其它设施。(2)全厂各车间电气设备及车间变电所负荷计算表(对 380 伏侧计算)。(3)本场与电业部门的供电协议:1)该厂由处于厂南侧一公里的 110/35 千伏变电所用 35 千
13、伏架空线路向其供电,该所在城南侧 1Km。2)电业部门变电所配出线路定时限过电流保护装置的整定时间为 2s,工厂配电所应不大于 1.3s。3)在总配变点点所 35kv 侧计量。4)工厂的功率因数值要求在 0.9 以上。1农业工程学院课程设计说明书5)供电系统技术数据:电业部门变电所 35kv 母线为无限大电源系统,其短路容量 200兆伏安(4)生产车间为三班制,部分车间为单班或两班制,全年最大负荷利用时间为 5000 小时,属于三级负荷。(5)本厂自然条件:1)本地区最热月平均最高温度为 35 摄氏度。2)土壤中 0.71 深处一年最热月平均温度为 20 摄氏度。3)年雷暴日为 30 天。4)
14、土壤冻结深度为 1.10 米。5)主导风向夏季为南风。(6)地质水文条件:1)本厂地表面比较平坦,土壤主要成分为积土及砂质粘土,层厚为 1.67 米不等。2)地下水位一般为 0.7 米,3)地耐压力为 20 吨/平方米。1.3 电力负荷计算根据公式:分别计算出各车间的有功和无功功率及视在功率的计算值填入表 1-1车间或用电设设备需要容量系数功率因数功率因数脚正计算负荷2农业工程学院课程设计说明书序号备组名称(千瓦)KxCos切 tanP30Q30/KvarS30/KVA(1)NO1变电所薄膜车间包装材料库小计1400200.60.30.60.51.331.7384011172610.38806
15、.2651175.641400121344.27(2)NO2变电所123单丝车间水泵房小计13850.6200.650.650.81.170.75972.2713800.851278.469.75932.291942.416.251229.49(3)NO3变电所1注塑车间1890.40.61.3375.6100.55126(4)NO4变电所1备料复制车间1380.60.51.7382.8143.2165.6表 1-1全厂各车间电气设备及车间变电所负荷计算表(380 伏侧)负荷计算如下:车间一有功功率:P30(1)0.95 840 8.7 806.3 KW无功功率:Q30(1)0.95 1117
16、.2 15.05 1075.64 Kvar视在功率:S30(1)806.2752 1075.642 1344.27kVgA(1)车间二有功功率:P30(2)0.95 831 13 800.85 kW无功功率:Q30(2)0.95(972.27 9.75)932.9 kvar视在功率:S30(2)(2)车间三有功功率:P30(3)75.6kW3800.852 932.9 1229.4kVgA农业工程学院课程设计说明书无功功率:Q30(3)100.55kvar视在功率:S30(3)75.62100.552126kVgA(3)车间四有功功率:P30(4)82.8 kWS301703.052(2260
17、.11650)21809.8Kg VA无功功率:Q30(4)143.2kvar视在功率:S30(4)=82.82143.22165.6kVgA总的计算负荷为:P30Q30(1)P30(2)P30(3)P30(4)2379.05kWQ30Q30(1)Q30(2)Q30(3)Q30(4)2379.0kvar4农业工程学院课程设计说明书第二章 功率补偿及变压器选择2.1 无功功率计算及补偿由于工厂所有负荷为三级负荷,故总降压变压器可安装一台 S9-3150 型号变压器,查表的如下数据:查表的总变压器参数为:1703.43总变电所低压侧功率因数COS 0.602 0.92830.2考虑到变压器无功功率
18、损耗远大于有功功率损耗,于是工厂进线处功率因数小于0.602,故需要进行无功补偿,在低压侧 10KV 母线上并联电容器补偿无功功率,补偿容量为:QC1703.43tan(arccos0.602)tan(arccos23.074)1533.7kvar选用 BWF10.5-50-1W 型电容器,所需电容器个数为 n=1533.7/50=30.7 个。故去 n=33 个,补偿容量为QC 5033 1650K var.补偿后低压侧视在功率为S30 1703.052(2260.11650)21809.8kVgA2.2 主变压器的选择由于该厂的负荷属于三级负荷,对电源的供电可靠性要求不高,综合考虑宜采用一
19、台变压器。须选一台 S9-2000/35 型低损耗配电变压器,其联接组别采用 Yyn0。查表得:空载损耗P0=3.4Kw;负载损耗Pk=19.80kw;空载电流 I0%=1.1;阻抗电压 Uk%=7.5因此,变压器损耗为:2PT 2.720.9 17.82 17.15kW20002QT(0.750.9 6.5)120.3kvar1005农业工程学院课程设计说明书变压器高压侧计算负荷为:P30 1703.4 17.15 1720.55kWQ30 120.3 2260.2 1650 780.4kvarS301720.552 780.42 1889.2kVgA工厂进线处功率因数为COS 1720.5
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