某工厂供配电系统设计设计

湖南理工职业技术学院工厂供配电技术课程设计题目：某工厂供配电系统的电气设计年级专业：风能工程系机电1132班学生姓名：龙博指导老师：卢永辉2015年06月15日摘要工厂供电，是指工厂所需的电能的供应与分配，也称工厂配电。众所周知，电能是现代工业生产的主要能源和动力。电能既能易于由其他形式的能量转换而来，而易于转换为其他形式的能量以供应用。电能的输送和分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化，而且现代社会的信息技术和其他高新技术无疑不是建立在电能应用的基础之上的。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。本论文设计首先计算电力负荷和变压器的台数、容量；利用所学的知识确定变电所的位置。计算出短路电流的大小，选出不同型号的变压器，进而确定变压器的连接组别，画出必要的变电所主接线图。关键词：主接线图、短路电流、电力负荷、变压器目录第1章前言………………………………………………………………………………4第2章设计任务…………………………………………………………………………52.1原始资料……………………………………………………………………………52.2工厂平面图…………………………………………………………………………52.3工厂供电电源………………………………………………………………………52.4工厂负荷情况………………………………………………………………………62.5设计要求……………………………………………………………………………7第3章全厂负荷计算和无功功率补偿…………………………………………………83.1负荷计算……………………………………………………………………………83.2无功功率补偿………………………………………………………………………11第4章变电所高压电器设备选型………………………………………………………124.1主变压器的选择……………………………………………………………………124.2各个车间变压器的选择……………………………………………………………124.310KV架空线的选择…………………………………………………………………13第5章短路电流的计算…………………………………………………………………145.1短路的基本概念……………………………………………………………………145.2短路的原……………………………………………………………………………145.3短路的后果…………………………………………………………………………145.4短路的形成…………………………………………………………………………155.5三相短路电流计算的目的…………………………………………………………155.6短路电流的计算…………………………………………………………………155.7电费的计算………………………………………………………………………16第6章变电所的设备选择与校验………………………………………………………176.110KV侧设备的选择和校验………………………………………………………176．1．1一次设备的选择…………………………………………………………176.2二次设备的选择…………………………………………………………………196.310KV侧设备的选择………………………………………………………………19第7章主变压器继电保护……………………………………………………………237.1继电保护装置的概念………………………………………………………………237.2保护作用…………………………………………………………………………237.3保护装置及整定计算……………………………………………………………23第8章防雷保护和接地装置的设计……………………………………………………258.1防雷保护…………………………………………………………………………258.1.1直击雷的过电压保护………………………………………………………258.1.2雷电侵入波的防……………………………………………………………258.2接地装置…………………………………………………………………………25参考文献…………………………………………………………………………………27致谢………………………………………………………………………………28附录一主接线图……………………………………………………………………29第1章前言工厂供电，是指工厂所需的电能的供应与分配，也称工厂配电。众所周知，电能是现代工业生产的主要能源和动力。电能既能易于由其他形式的能量转换而来，而易于转换为其他形式的能量以供应用。电能的输送和分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化，而且现代社会的信息技术和其他高新技术无疑不是建立在电能应用的基础之上的。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。例如在机械工业中，电费开支仅占产品成本的5%左右。从投资额来看，一般机械工厂在供电设备上的投资，也仅占总投资的5%左右。因此电能在工业生产中的重要性，并不能在于他在产品成本中或者投资总额中所占的比重多少，而是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。工厂供电工作要很好地位工业生产服务，切实保证工厂生产和生活用电需要，并做好节能和环保工作，就必须达到以下几点要求：1、安全在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故2、可靠应满足电能用户对供电可靠性即连续供电的要求3、优质应满足电能用户对电压和频率等质量的要求4、经济供电系统的投资要少，运行费用要低，并近可能滴节约电能和减少有色金属消耗量。此外，在供电工作中，应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，既要照顾局部和当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应发展。例如计划用电问题，就不能至考虑一个单位的局部利益，更要有全局观点。第2章设计任务2.1原始资料2.2工厂平面图2.3工厂供电电源按照工厂与当地供电部门签订的供用电协议规定，本厂可由附近一条10KV的功用电源干线取得电源。该干线走向参看工厂总平面图。为满足工厂耳机负荷的要求，可采用高压联络线有邻近的单位取得备用电源。已知与本厂高压侧有电气联系的驾控线路总长度为80KM，电缆线路总长度为25KM；工厂要求的功率因数在0.6以上。2.4工厂负荷情况本厂多数车间为三班制，年最大负荷利用小时数4600小时，日最大负荷持续时间为6小时。该厂处铸造车间、电镀车间和锅炉房属二级负荷外，其余均属三级负荷。全厂的负荷表如下：厂房编号厂房名称负荷类别设备容量/KW需要系数功率因数1铸造车间动力3000.30.70照明60.81.02锻压车间动力3500.30.65照明80.71.03热处理车间动力1500.60.80照明50.81.04电镀车间动力2500.50.8照明50.81.05仓库动力200.40.8照明10.81.06工具车间动力3600.30.60照明70.91.07金工车间动力4000.20.65照明100.81.08锅炉房动力500.70.80照明10.81.09装配车间动力1800.30.70照明60.81.010机修车间动力1600.20.65照明40.81.0生活区照明3500.70.92.5设计要求1、计算电力负荷和无功功率补偿、短路电流的大小2、掌握变电设计的一般原则、步骤和方法3、掌握CAD绘图软件4、选择10KV供电线路和高低压电器设备选择5、草拟全厂供电系统图第3章全厂负荷计算和无功功率补偿3.1负荷计算我们在计算全厂负荷时，由于热处理车间、装配车间、机修车间、锅炉房、仓库动力、照明容量小，从每个车间的变压器和全厂的平面图可以把这五个地方看成一个地方，其余都是两个车间看成一个车间，则我们可以把全厂的平面简化如图所示：采用需要系数法对各个车间进行计算，应该将照明的和动力部分分开算集体的情况如下：（1）、铸造车间、锻压车间A、动力电路：P(30)=P1(e)K1(d)+P2(e)K2(d)=300X0.3+350X0.3kw=195kwQ(30)=302302PS=947.17karS1(30)=P1/cosΘ+P2/cosΘ=(300/0.70)+(350/0.65)=967.03kvAI(30)=S(30)/3Un=967.03/3X0.38=1469.65AB、照明电路：P（30）=P3(e)K3(d)+P4(e)K4(d)=6X0.8+8X0.7=10.4KWQ(30)=302302PS=9.8karS2(30)=P3/cosΘ+P4/cosΘ=(6/1.0)+(8/1.0)=14KVAI(30)=S(30)/3Un=14/3X0.38=24.13A则铸造车间、锻压车间:S(30)=S1(30)+S2(30)=14+967.03=981.03KVA(2)、金工车间、工具车间A、动力电路：P(30)=P5(e)K5(d)+P6(e)K6(d)=400X0.2+360X0.3=188KWQ(30)=302302PS=1200.75karS3(30)=P5/cosΘ+P6/cosΘ=(400/0.65)+(360/0.6)=1215.38KVAI(30)=S(30)/3Un=1215.38/3X0.38=1847.08AB、照明电路：P(30)=P7(e)K7(d)+P8(e)K8(d)=10X0.8+7X0.9=14.3KWQ(30)=302302PS=10.57karS4(30)=P7/cosΘ+P8/cosΘ=(10/1.0)+(7/0.9)=17.78KVAI(30)=S(30)/3Un=17.78/3X0.38=27.02A则金工车间、工具车间：S(30)=S3(30)+S4(30)=17.78+1215.38=1233.16KVA（3）、生活区、电镀车间A、动力电路：P(30)=P9(e)K9(d)=250X0.5=125KWQ(30)=302302PS=286.4karS(30)=P9/cosΘ=250/0.8=312.5KVAI(30)=S(30)/3Un=312.5/3X0.38=474.92AB、照明电路：P(30)=P10(e)K10(d)+P11(e)K11(d)=5X0.8+350X0.7=249KWQ(30)=302302PS=298.72karS(30)=P10/cosΘ+P11/cosΘ=(5/1.0)+(350/0.9)=388.89KVAI(30)=S(30)/3Un=388.89/3X0.38=591.02A则电镀车间、生活区：S(30)=312.5+388.89=701.39KVA（4）、热处理车间、装配车间、机修车间、锅炉房、仓库A、动力电路：P(30)=P12(e)K12(d)+P13(e)K13(d)+P14(e)K14(d)+P15(e)K15(d)+P16(e)K16(d)=150X0.6+180X0.3+160X0.2+50X0.7+20X0.4=219KWQ(30)=302302PS=759.55karS(30)=P12/cosΘ+P13/cosΘ+P14/cosΘ+P15/cosΘ+P16/cosΘ=(160/0.80)+(180/0.70)+(160/0.65)+(50/0.80)+(20/0.8)=790.79KVAI(30)=S(30)/3Un=790.79/3X0.38=1201.8AB、照明电路：P(30)=P12(e)K12(d)+P13(e)K13(d)+P14(e)K14(d)+P15(e)K15(d)+P16(e)K16(d)=5X0.8+6X0.8+4X0.8+1X0.8+1X0.8=15.6KWQ(30)=302302PS=6.76karS(30)=P12/cosΘ+P13/cosΘ+P14/cosΘ+P15/cosΘ+P1