供配电课程设计-机械加工厂全厂变电所及厂区配电系统设计

0目录第一章绪论.........................................................11.1工厂供电的意义...............................................11.2设计概述.....................................................11.3设计任务及设计方案...........................................2第二章负荷计算及功率补偿...........................................42.1负荷计算的内容和目的........................................42.2负荷计算的方法...............................................42.3无功功率补偿.................................................8第三章变电所一次系统设计..........................................123.1变电所的配置...............................................123.2变压器的选择................................................123.2.1变压器型号选择........................................123.2.2变压器台数和容量的确定................................123.3全厂变电所主结线设计........................................133.3.1对变电所主结线的要求..................................133.3.2变电所主接线方案......................................143.4变电所的布置和结构设计......................................143.4.1变电所的布置设计......................................143.4.2变电所的结构设计......................................15第四章电气设备选择................................................204.1短路电流计算................................................204.2电气设备选择................................................22第五章电力变压器继电保护设计.....................................235.1电力变压器继电保护配置......................................235.2电力变压器继电保护原理图设计................................235.3电力变压器继电保护整定计算..................................24第六章厂区线路设计.................................................266.1电力线路的接线方式..........................................266.2电力线路的结构..............................................266.3导线和电缆的选择............................................266.4厂区照明设计................................................30第七章小结.......................................................31附录...............................................................321第一章绪论1.1工厂供电的意义工厂供电，就是指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂配电。众所周知，电能是现代工业生产的主要能源和动力。电能既易于由其它形式的能量转换而来，又易于转换为其它形式的能量以供应用；电能的输送的分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。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，电能虽然是工业生产的主要能源和动力，但是它在产品成本中所占的比重一般很小。电能在工业生产中的重要性，并不在于它在产品成本中或投资总额中所占的比重多少，而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。从另一方面来说，如果工厂的电能供应突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果。因此，做好工厂供电工作对于发展工业生产，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电工作的一个重要方面，而能源节约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，对于节约能源、支援国家经济建设，也具有重大的作用。工厂供电工作要很好地为工业生产服务，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并做好节能工作，就必须达到以下基本要求：（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，并尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗量。1.2设计概述本次设计主要是按照国家标准进行的，满足电力负荷对供电的要求，符合各供电规程。2要求电源电压等级：10kv。电源变电所最小短路容量是200MVA，最大短路容量是300MVA，且电源变电所10KV引出线继电保护的正定时间是1.6S。全厂功率因数要求不低于《供用电规程》。工厂为二班制生产，全年工作时数4500小时。根据需要系数法完成设备容量的计算。用标幺制对短路电流计算，计算时要算出最大短路电流和最小短路电流以便于设备的选取和校验。根据需要对变压器进行继电保护。1.3设计任务及设计方案一、课程设计题目:机械工厂供电设计二、设计要求：满足电力负荷对供电的要求，符合个有关供电规程。三、原始资料：1.工厂总平面图（参见附图）。2.各车间用电设计资料（参见附表）3.电源情况：（1）电源电压等级：10千伏（2）电源线路：用一回架空非专业线向本厂供电，导线型号为LJ-70，线路长度为5公里，线路走向参看工厂总平面图。（3）电源变电所10千伏母线Sk.max=300MVA，Sk.min=200MVA。（4）电源变电所10千伏引出线继电保护的整定时限为1.6秒。4．全厂功率因素要求不低于《供用电规程》。5.计量要求高供高量。6.二部电价制收费：（1）电度电价为0.058元/度。（2）设配容量电价4元/千伏安、月（或最高量电价6元/千瓦、月）。7.工厂为二班制生产，全年工作时数4500小时，最大负荷利用小时3500小时（均为统计参考值）。8.厂区内低压配电线路允许电压损失3.5~5%。9．本地气象、地壤等资料：（1）海拔高度9.2米。3（2）最热月平均温度28.4℃。（3）最热月平均最高温度32.2℃。（4）极端最高温度38.5℃。（5）极端最低温度-15.5℃。（6）雷暴日数35.6日/年。（7）最热月地下0.8米的平均温度27.4℃。四、设计任务：1．设计说明计划书一份。在设计说明计算书中应包括以下主要部分：各车间与全厂的负荷计算，功率因素的补偿（放电电阻值）。变（配）电所位置的确定，变压器的数量、容量的决定。全厂供电系统的接线方式与变电所主结线的确定。高气压电气设备与导线电缆的选择。短路电流的计算与前期设备的校验。继电保护整定计算。2.设计图纸：（1）变（配）电所主结线图一张（或将高、低压分开画两张）。（2）工厂变配电所和电力线路平面布置图一张。（3）继电保护原理接线图一张。（4）变配电所平剖面图一张（二张）。3.主要设备材料表一份。五．设计时间：设计时间定为两周。说明：若课程时间为一周半，继电保护整定计算及变配电所平剖面布置图不做。4第二章负荷计算及功率补偿2.1负荷计算的内容和目的（1）计算负荷又称需要负荷或最大负荷。计算负荷是一个假想的持续性的负荷，其热效应与同一时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。在配电设计中，通常采用30分钟的最大平均负荷作为按发热条件选择电器或导体的依据。（2）尖峰电流指单台或多台用电设备持续1秒左右的最大负荷电流。一般取启动电流上午周期分量作为计算电压损失、电压波动和电压下降以及选择电器和保护元件等的依据。在校验瞬动元件时，还应考虑启动电流的非周期分量。（3）平均负荷为一段时间内用电设备所消耗的电能与该段时间之比。常选用最大负荷班的平均负荷，有时也计算年平均负荷。平均负荷用来计算最大负荷和电能消耗量。2.2负荷计算的方法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。主要计算公式有：有功计算负荷（kW）edcPKP无功计算负荷（kvar）tanccPQ视在负荷计算（kV·A）cosccPS计算电流（A）NccUSI3第四车间计算负荷C41-750型空气锤，C41-250型空气锤,C41-150型空气锤：Kd1=0.25cos1=0.60tan1=1.335Pc1=Kd1*Pe1=0.25*(55+4*22+17)=40KWQc1=Pc1*tan1=40*1.33=53.2KVARRJJ-45-9箱式电阻炉：Kd2=0.85cos2=0.85tan2=0.2Pc2=Pe2=45KWQc2=Pc2*tan2=45*0.2=9KVARKCB-175齿轮油泵，3-18-101离心通风机，轴流风机：Kd3=0.85cos3=0.85tan3=0.62Pe3=Kd3*Pe3=0.85*（5*1.6+2*13+12*0.8）=37.06KWQc3=Pc3*tan337.06*0.62=22.9772KVARAX-320点焊机：Kd4=0.35cos4=0.60tan4=1.33Pc4=Pe4=JC*Pn=65.0*1411.29KWQc4=Pc4*tan4=11.29*1.3315.02KVARS3SL400砂轮机：Kd5=0.16cos5=0.506tan5=0.73Pc5=Kd5*Pe5=0.16*15*3=7.2KWQc5=Pc5*tan5=7.2*0.735.256KVAR5吨电动双梁式起重机，2吨立柱式起重机，1吨立柱式起重机：Kd6=0.25cos6=0.5tan6=1.73Pc6=Kd6*Pe6=Kd6*JC*Pn=0.25*25.0*17.5+4.0*8.6+4.0*2*4.224.88KWQc6=Pc6*tan6=4.88*1.738.45KVARPc=kP31iPci=0.9*(40+45+37.06+11.29+7.2+4.88)130.887KWQc=kQ31iQci=0.9*(53.2+9+22.9772+15.02+5.256+8.45)102.51KVARSc=22PcQc166.25KVAIc=)*3(ScUn252.59A第五车间计算负荷清砂机，混砂机，碎铁机，筛沙机：Kd1=0.8cos1=0.8tan1=0.75Pc1=Kd1*Pe1=0.8*(5*1.7+4*4.6+