毕业设计内容(完整版).doc
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1、湖南理工职业技术学院毕业设计(论文)题 目:华强机械厂10KV降压变电所的电气设计年级专业: 机电一体化1081班 学生姓名: 吴 勇 林 指导教师: 周 迎 春 2011年 05月 10 日湖南理工职业技术学院毕业设计任务书毕业设计题目:华强机械工厂10KV降压变电所的电气设计题目类型 工程设计 题目来源 学生自选题 毕业设计时间从 2010.07.10 至 2011.5.201. 毕业设计内容要求:根据该厂所得的电源及厂内负荷的实际情况,并适当考虑工厂生产的发展。按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求,确定变电所的位置、主变压器的台数和容量;确定变电所主接线方案,选择一次设备及高低压进出线
2、,确定二次回路的方案,选择和整定继电器保护装置;确定变电所的位置,防雷接地及照明系统.最后按规定写出设计说明书,绘出设计图纸。2. 设计步骤(1)变电所位置选择;(2)工厂负荷计算;(3)无功功率补偿计算;(4)变电所主变压器台数和容量的选择;(5)变电所主接线方案的选择;(6)短路电流计算;(7)变电所一次设备选择;(8)变电所高压进线和低压出线的选择;(9)二次回路方案的选择及继电器的整定;(10)防雷设备及接地装置的选择;毕业设计(论文)必须符合“湖南理工职业技术学院资源工程系毕业设计(论文)规范格式”的要求。1题目类型:(1)理论研究(2)实验研究(3)工程设计(4)工程技术研究(5)
3、软件开发2题目来源:(1)教师科研题(2)生产实际题(3)模拟或虚构题(4)学生自选题 3.主要参考资料1 张学成工矿企业供电 2004年1月2居荣供配电技术2004年11月1日3谈笑君变配电所及其安全运行2002年12月4刘介才工厂供电2002年5何首贤供配电技术 2005年1月6变压器基础知识 7肖鹏:重建核心价值-对2008冰雪灾害的反思4.毕业设计进度安排阶段阶 段 内 容起止时间1个人选题2010.07.1008.312着手收集资料,并报送提纲审定09.0110.153集中指导与个别指导,提交初稿审查10.162011.04.204修改,经审稿后定稿交稿04.2104.305答辩与鉴
4、定05.1005.20指导老师(签名) _ 时间:_教研室主任(签名) _ 时间:_系主任(签名) _ 时间:_ _摘 要 本设计书主要是针对:华强机械厂10KV降压变电所的电气设计,以达到安全、可靠、优质、经济的运行要求。通过对相关数据的分析和计算,得到其全厂的视在功率:S30=845.4KVA。考虑其以后的扩展,将变压器的容量定位1000KVA,采用二台500KVA的变压器并联运行,而变压器二次侧则采用配电柜单独输电至车间,即一柜一车间制;动力、照明分开的原则。其它有关设计内容见后。目 录绪 论11 工厂供电的意义12 工厂供电的原则13 设计内容及步骤24 设计目的及任务3第一章 负荷计
5、算及无功补偿41.1 负荷计算41.1.1 负荷计算的目的41.1.2 负荷计算的方法及过程51.1.3 电力负荷计算表71.2 无功补偿81.3 年耗电量的估算9第二章 变配电所选择及配电方案102.1 变配电所的作用102.2 变配电所位置及型式的选择102.2.1 变配电所位置选择的一般原则102.2.2 变配电所位置及型式选择112.3 配电方案确认11 第三章 变压器选择及运行方式123.1 变压器选取123.1.1 变压器容量选择123.1.2 变压器台数的选择123.1.2.1 变压器台数的选择原则.123.1.2.2 变压器台数确定.123.1.3 变压器型号的选择.133.2
6、 变压器的运行方式.143.2.1 变压器的运行方式确定143.2.2 变压器并列运行的注意事项14第四章 变配电所主接线方案及低压配电接线方案设计164.1 变配电所主接线的基本要求.164.2 变配电所主接线方案的选择.174.3 低压配电线路接线.18第五章 变配电所进出线的选择195.1 导线和电缆截面选择的一般原则.195.2 高压侧线路的确定.205.2.1 高压侧线路型号的选择205.2.2 高压侧线路截面选择205.3 低压侧线路的选择.20第六章 变配电所一二次侧设备选择及校验226.1 一次侧设备的选择校验226.2 二次侧设备的选择校验23第七章 防雷系统和接地系统的设计
7、247.1 防雷系统247.1.1防雷装置247.1.2 防雷措施257.2 接地系统267.2.1 接地和接地装置.267.2.2 接地装置的装设.26第八章 结论28致 谢29参考文献30附 录31附录1:华强机械厂厂区平面布线图31附录2:华强机械厂供配电系统主接线图32华强机械厂10KV降压变电所的电气设计绪 论 1 工厂供电的意义电能是现代人们生产和生活的重要能源,它属于二次能源。发电厂将一次能源(如煤、油、水、原子能等)转换成电能,电能的输送、分配简单经济,便于控制、调节和测量,易于转换为其他形式的能量(如机械能、光能、热能等)。因此,电能在现代化工农业生产及整个国民经济生活中得到
8、广泛应用。它用于工厂,有利于实现生产过程自动化。电能虽然是工业生产的主要能源和动力,但它在产品成本中所占的比重比较小。电能在工业生产中的重要性,并不在于它在产品成本或投资总额中所占的比重多少,而在于工业生产实现电气自动化后可以大大增加生产量,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。从另一方面说,如果工厂的电能供应突然中断,则对工业生产可能产生严重的后果。 因此,做好工厂供配电工作对发展工业生产,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配电工作的一个重要方面,而节约能源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
9、国家经济建设,具有重大的意义。2 工厂供电的原则按照国家标准GB50052-95供配电系统设计规范、GB50053-9410KV及以下设计规范、GB50054-95低压配电设计规范等规范,进行工厂供电设计,要做到“安全、可靠、优质、经济”的基本要求,且必须遵循以下原则:1、 遵守规程、执行政策必须遵守国家的相关规定及标准,执行国家的有关方针及政策,包括节约能源,节约有色金属等技术经济参数政策。2、 安全可靠、合理先进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、低耗能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、规模和发展规划,正确处理近期
10、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。工厂供配电设计是整个工厂设计中的重要组成部分,工厂供配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配电设计的有关知识,以适应设计工作的需要。 3 设计内容及步骤 1、确定全厂计算负荷,编制负荷总表。2、拟定供配电方案,确定变配电所位置。3、合理确定变压器台数及容量,选择其规格型号。4、拟定高压配电所主接线方案,并选择元件和设备的型号规格。5、拟定车间变电所主接线方案,并选择元件和设备的型号规格。6、合理
11、确定无功补偿。要求10KV侧cos=0.92。7、拟定变配电所平面布置方案。8、选择各线路的导线型号规格及敷设方式。9、选择高压,低压一次设备时,应按动稳定度,热稳定度和断流能力等进行校验。4设计目的及任务设计目的通过设计,系统地复习,巩固工厂供电的基本知识,提高设计计算能力和综合分析能力,为今后的工作奠定初步的基础。设计任务此次毕业设计的题目是:华强机械厂10KV降压变电所的电气设计。华强机械厂平面图:第一章 负荷计算及无功补偿工厂现有变电所一处,负责全厂所有用电区域。包括金工车间、工具车间、锻造车间、锻压车间、装配车间、机修车间、电镀车间、热处理、试验车间、仓库的动力负荷及照明负荷,另包括
12、员工宿舍区的照明负荷。全厂所有负荷均为三级负荷。电源:工厂东北方向2公里有一降压变电所110/35/10KV,1*2150KVA变压器一台作为工厂的主电源,允许用35KV或10KV中的一种电压,以单回架空线向工厂供电。此外,由正北方向其它工厂引入10KV电缆作为备用电源,平时不准投入,只在该厂的主电源发生故障或检修时提供照明及部分重要负荷用电,输送容量不得超过全厂计算负荷的20%(即200KVA左右)。1.1 负荷计算1.1.1 负荷计算的目的负荷计算的目的是确定供电系统、选择变压器容量、电气设备、导线截面和仪表量程的依据,也是合理地进行无功功率补偿的重要依据。计算负荷确定得是否正确合理,直接
13、影响到电气设备和导线电缆的选择是否经济合理。如计算负荷确定过大,将使电器和导线电缆选得过大,造成投资和有色金属的浪费。如计算负荷确定过小,又将使电气设备和导线电缆处于过负荷下运行,增加电能损耗,产生过热,导致绝缘过早老化甚至烧毁,同样要造成损失。由此可见,正确确定计算负荷意义重大。在进行负荷计算时,要考虑环境及社会因素的影响,并应为将来的发展留有适当余量。1.1.2 负荷计算的方法及过程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。本设计采用需要系数法确定。主要计算公式和步骤:1、各车间动力计算负荷确定有功计算负荷 P30 (动) P30=Kd *Pe (kW) (1-1) 无功计算负
14、荷 Q30 Q30=P30 *tan (kvar) (1-2) 视在计算负荷 S30 S30=P30/cos(kVA) (1-3) 计算电流 I30 I30=S30/UN (A ) (1-4) 其中:UN为线电压单位(kV)2、车间照明计算负荷确定有功计算负荷 P30(照) P30=Kd *Pe (KW) (1-5) 无功计算负荷 Q30 Q30 =P *tan (Kvar) (1-6) 视在计算负荷 S30 S30=P30/cos (KVA) (1-7) 计算电流 I30 I=S30/UN (A ) (1-8)3、总的计算负荷(1)总的有功计算负荷为:P30P30=K*P30(动)+P30(
15、照) (1-9)K:为同时系数,取K=0.920.95总的动力有功计算负荷为:P30(动)= P301 +P302+ P303+ P30n (1-10)总的照明有功计算负荷为: P30(照)= P301+P302+ P303+ P30n (1-11)(2)总的无功计算负荷为: Q30Q30=K*Q30(动)+Q30(照) (1-12)K:为同时系数,取K=0.920.95总的动力无功计算负荷为:Q30(动)= Q301 +Q302+ Q303+ Q30n (1-13)总的照明有功计算负荷为: Q30(照)= Q301+Q302+ Q303+ Q30n (1-14)(3)总的视在计算负荷为: S
16、30S30 (1-15)注:此S30为副边的计算负荷,也可以写为S30(2)。(4)计算电流 I30=S30/UN (1-16)4 变压器的损耗(1)有功功率损耗: (1-17)(2)无功功率损耗: (1-18)5. 变压器原边的负荷计算:P30(1)= P30(2)+PT (1-19) Q30(1)= Q30(2)+QT (1-20)S30(1) (1-21) 无功补偿容量 (1-22) 无功补偿后的工厂计算负荷 (1-23) (1-24)1.1.3 电力负荷计算表 见表1.1厂房编号厂房名称负荷类别负荷大小/kW需要系数/kd功率因数costanP30/kWQ30/kvarS30/kVAI
17、30/A1金工车间动力2800.20.61.485682.8893.33141.81照明110.919.99.925.982工具车间动力2150.30.651.1764.575.4799.23150.77照明140.9112.612.633.073铸造车间动力2600.30.71.027879.56111.43169.30照明170.9115.315.340.154锻压车间动力2400.20.61.214858.0880121.56照明80.917.27.218.905装配车间动力1950.40.61.3378103.74130197.51照明90.918.18.121.566机修车间动力21
18、00.20.651.174249.1464.6298.17照明60.915.45.414.177电镀车间动力 1700.520.71.0288.490.17126.29191.87照明16.50.9114.8514.8538.978热处理动力900.50.750.884539.66091.16照明4.50.914.054.0510.639试验车间动力1100.50.71.025556.178.57119.38照明3.50.913.153.158.2710仓库动力650.30.61.3319.525.9432.549.38照明30.912.72.77.09宿舍区照明2450.71171.5171
19、.5450.07合计动力1835574.4660.68875.971330.91照明337.5254.75254.75668.56合计K=0.922172.5762.82607.83975.371481.92表 1.1 华强机械厂负荷计算表1.2 无功补偿 由P30(2) = 762.82kW,Q30(2) = 607.83kvar,S30(2) = 975.37kVA 可知P30 = 0.015S30(2) = 0.015975.37=14.63kW Q30 = 0.06S30(2) = 0.06975.37=58.52kvar P30(1) = P30(2)P30 =762.82+14.6
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