某机械厂供配电设计.docx

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1、某机械厂供配电设计彳彦文1人孽课程设计（论文）题目某机械厂供配电系统设计学院一机电与车辆工程学院专业电气工程与自动化学生学号631324220205指导教师2016年前言4第一章选题背景5设计的意义5第二章系统总体方案设计62.1设计内容及步骤6第三章负荷计算73.1 计算负荷及无功功率补偿73.2 全厂负荷计算：9第四章变电所位置与型式的选择12第五章变电所变压器与主接线方案设计145.1 主变压器的选择145.2 变电所主接线方案的选择145.3 装设一台主变压器的主接线方案145.3.1 主接线方案的选择15第六章短路电流的计算166.1 确定短路计算基准值166.2 计算短路电路中各元

2、件的电抗标幺值16（1） .电力系统的电抗标幺值16（2） .架空线路的电抗标幺值16（3） .电力变压器的电抗标幺值176.3 K-I点（10.5kVffiJ）的有关计算17（1） .总电抗标幺值17（2） .三相短路电流周期分量有效值17（3） .其他三相短路电流17（4） .三相短路容量176.4 K-2点（0.4kV侧）的有关计算18（1） .总电抗标幺值18（2） .三相短路电流周期分量有效值18（3） .其他三相短路电流18（4） .三相短路容量18第七章变电所一次设备的选择校验197.1 IOkv侧一次设备的选择校验197.1.1 按工作电压选择197.1.2 按照工作电流选择1

3、97.1.3 按断流能力选择197.1.4 隔离开关，负荷开关与断路器的短路稳固度校验197.2 380V侧一次设备的选择校验237.3 3高低压母线的选择25第八章变压所进出与邻近单位联络线的选择268.1 Ic）KV高压进线与引入电缆的选择268.1.1 IOKV高压进线的选择校验268.1.2 由高压配电室至主变的一段引入电缆的选择校验268.2 作为备用电源的高压联络线的选择校验278.2.1 按发热条件选择278.2.2 校验电压损耗27第九章降压变电所防雷与接地装置的设计299.1变电所的防雷保护299.1.1直击雷防护299.1.2雷电波入侵的防护299.2变电所公共接地装置的设

4、置29第十章设计总结3110.1总结31参考文献32前言电能是现代工业生产的要紧能源与动力，电能不仅易于转换为其他形式的能量加以运用，而且容易从其他形式的能量转换而来：电能的输送有利于实现生产过程自动化，由于它的分配十分简单经济，便于操纵，调节与测量。在工厂里面，电能尽管是工业生产的要紧能源与动力，但是他在生产成本中占得比重却不是很大。电能在工业生产中十分重要，这并不能从它在产品成本或者投资总额中所占比重看出来，而在于工业中实现电气化以后能够大大增加生产，提高产量，提高劳动生产率，降低生产成本，减轻工人的劳动程度，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，假如工厂的电能供应

5、突然中断，则可对工业生产带来严重的缺失。那么，做好工厂供电工作关于进展工业生产，实现工业现代化十分重要。由于能源节约是工厂供电工作中一个重要项目，而能源节约关于一个国家的能源建设也是具有十分重要的战略意义的。因此，做好工厂供电工作，关于节约能源，支援国家经济建设，也具有十分重大的作用。为了让工厂供电工作很好的为工业生产服务，切实保证工业生产与生活用电的需求，我们需努力使其达到安全，可靠，优质，经济这四个要求。此外，在供配电工作中，应合理的处理局部与全局，当前与长远等关系，既要照顾局部的当前利益，又要有全局观念，顾全大局，习惯进展。第一章选题背景电能在我们生活中都能够随处可见，它不仅在生活发挥着

6、重要的作用，在工业生产上也必不可少。随着我国经济的飞速进展，电能的使用已经成为制约经济进展的一个重要因素。为保证正常的供电需求，各地都在兴建一系列供电装置，国家也投入大规模人力物力修建供电系统，比如三峡大坝水力供电等。在工业现代化迅速进展的今天，工厂的进展给国家带来巨大利益的同时，其用电负荷也越来越大，特别是负荷容量大、用电设备多。我们这里的设计针对某机械厂的IOKV供配电系统。因此本设计要紧围绕IOKv的供配电系统的设计思路、设计步骤等进行阐述，并进行了有关设备的计算与检验。此外，介绍了变电所的主接线是其中的一个至关重要的因素，它决定变电所的功能、建设投资、运行质量、保护条件与供电可靠性。因

7、此在熟悉变电所的设计要求与设计过程，对从事电力过程设计，故障分析与推断是很有帮助的。设计的意义：通过设计，不仅能够系统的复习、巩固工厂供配电的知识，而且提高了我们的设计能力与创新思维能力，并能对在设计过程中出现的问题学会了分析与处理，为我们今后在工作与学习中提供了极其重要的帮助。第二章系统总体方案设计2.1 设计内容及步骤1、 确定全厂计算负荷，编制负荷总表；合理确定无功补偿。要求IoKV侧.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数量，选择其规格型号。4、 拟定变电所主接线方案，并选择元件与设备的型号规格。5、 短路电流的计算。6、 变电所一次设备的选择及检验。7、

8、 变压所进出线与邻近单位联络线的选择。8、 变电所防雷与接地装置的设计。第三章负荷计算3.1计算负荷及无功功率补偿确定计算负荷的方法有很多，如二项式法、需要系数法等。这里我们使用需要系数法确定计算负荷。其公式如下：有功功率：无功功率：Gso=P3Otan视在功率：=J勺+。30计算电流：I=S3030M式中：kf该用电设备组的需要系数Pe该用电设备组的容量tan9功率因数角的正切值UN用电设备的额定电压，单位KV因此本厂的负荷计算方法如下（以铸造车间为例）：有功计算负荷:Eo=怎p,=200x0.3=60Kw无功计算负荷:Q30=P30tan=60x1.02=61.2Kvar视在计算负荷:S3

9、0=JzV+q加2=76o2+61,22=85.7IKVA计算电流:Z30=85,7L.三130.22AWUN0.383各车间及生活区负荷计算如表3.1表3.1电力负荷计算表厂,房编号车间名称负荷类别设备容量kw；1,.；要系数功率因数有功功率无功功率视在功率计算电流1铸造车间动力2000.30.76061.285.71130.22照明50.81.04046.082锻压车间动力3500.30.65105122.85161.54245.43照明80.71.05.605.68.517金工车间动力3000.20.656070.292.31140.25照明100.81.080812.15续表3.16工

10、具车间动力1500.30.64559.8575113.95照明70.91.06.306.39.574电镀车间动力2000.50.810075125189.92照明50.81.04046.083热处理车间动力1500.60.89067.5112.5170.93照明50.81.04046.089装配车间动力1800.30.75455.0877.14117.21照明60.81.04.804.87.2910机修车间动力1600.20.653237.4449.2374.80照明40.81.03.203.24.868锅炉车间动力500.70.83526.2543.7566.47照明10.81.00.800

11、.81.225仓库动力200.40.8861015.19照明10.81.00.800.81.22生活区照明3500.70.9245272.22117.6413.603.2全厂负荷计算:取KZP=O.9,KZQ=O.95根据上表能够算出i=875.5KW,ZQ3o,=698.97KvarZSm=1145.9KVA式中，ZEOJ是所有设备组的有功计算负荷/之与，ZQ3OJ是所有设备的无功计算负荷。30之与。因此能够求出全厂的总计算负荷为：Pio=Kyp2勺/0.9875.5=787.95KW。30二KZQZ%=0.95X698.97=664.02Kvar=103043KVA_Goj787.5T7c

12、os-=0.76,1145.9要使低压侧功率从0.76提高到0.92,低压侧需要并联电容器，其大小为:Qc=(tani-tan)=787.95tan(arccos0.76)-tan(arccos0.92)=787.95(0.855-0.426)=338.03Kvar取0c=35OKvar经考虑，可选用BGMJo.4-10-3的电容器，其额定电容为198uF因此，电容个数n=2=当=35,由于电容是单相的，因此取3的倍数，即最后取n=36qc10个，补偿后低压侧的视在计算功率为S*3O(2)=787.952+(664.02-350)2=722.34kvA变压器的功率损耗：P0.01Sw,)=0.

13、01722.34=7.22kWQ0.05S30=0.05722.34=36.11kW变电所高压侧的计算负荷为：P30(i=787.95kW7.22kW=795.17kWQ30=(664.02-350)kvar+36.11=350.13kvarS,30(0=795.172+350.132=868.84kvA补偿后的功率因数为：CoSb=理=0.916,满足要求868.84第四章变电所位置与型式的选择变电所位置的选择，应该根据要求并经济技术与经济性分析比较后得出的变配电所选址的通常原则来确定。总的来说，变电所的选址应该尽量靠近负荷中心。关于工厂的负荷中心，可用负荷指示图或者者负荷功率矩法来近似的确定。这里我们使用负荷功率矩法来确定负荷中心的位置。在工厂平面图的左下角，作一直角坐标的X轴与Y轴，然后测出各车间（建筑）与宿舍区负荷点的位置坐标，比如PaQI）,尸（%2，%），Pa3，当）等，其中P,P2,P3等代表厂房1、2、310号的功率，工厂的负荷中心假设在位置P*,y）,则总负荷P=M+匕+乙+匕=ZPiO仿照力学中求重心的力矩方程可得(P内)wPii)按照比例K在工厂平面图中测出各车间与宿舍区负荷点的坐标位置如下表所示：表4.1各车间与宿舍区的负荷点的坐标位置坐标轴12345678910X