工厂供电课程设计

本科课程设计题目：院（系）信息科学与工程学院专业电气工程及其自动化届别学号姓名指导老师华侨大学教务处印制2013年4月21号目录第1章概述....................................................................................................错误!未定义书签。第2章负荷计算与负荷等级确定...........................................................................错误!未定义书签。第3章变压器选择及主接线设计...........................................................................错误!未定义书签。第4章短路电流计算.....................................................................................................................................10第5章电气设备选择.....................................................................................................................................17第6章课设体会及总结.................................................................................................................................20参考文献................................................................................................................................................................21附录.........................................................................................................................................................................22第1章概述通过这个供配电系统的设计，能对工厂供电的知识有一个系统的认识和更深入的了解，对书中的很多理论知识能更深入了解，能将书中的知识都系统化。本次课程设计是对南阳防爆厂降压变电所的电气设计，设计的主要内容包括：（1）负荷计算与负荷等级确定；（2）变压器选择与主接线设计；（3）短路电流计算；（4）电气设备选择；后有此次课程设计的体会及总结和参考文献.由于设计者知识掌握的深度和广度有限，很多知识都只能参考网上知识，所以本设计尚有不完善的地方，敬请老师批评指正！设计任务如下：（一）设计题目南阳防爆厂降压变电所的电气设计（二）设计要求要求根据本厂所能取得的电源及本厂用电负荷的实际情况，并适当考虑到工厂生产的发展，按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求，确定变电所的位置与型式，确定变电所主变压器的台数与容量、类型，选择变电所主结线方案及高低压设备和进出线，确定一次回路方案，最后定出设计说明书。（三）设计依据1．工厂总平面图，如图（1）所示。2．工厂负荷情况：本厂多数车间为两班制，年最大负荷利用小时为4000h，日最大负荷持续时间为10h。该厂除铸造车间、锻压车间和锅炉房属二级负荷外，其余均属三级负荷。低压动力设备均为三相，额定电压为380V。照明及家用电器均为单相，额定电压为220V。本厂的负荷统计资料如表（1）所示。3．供电电源情况：按照工厂与当地供电部门签订的供用协议规定，本厂可由附近一条35kV的公用电源干线取得工作电源。该干线的走向参看工厂总平面图。该干线的导线牌号为LGJ—120导线为等边三角形排列，线距为1m；干线首端（即电力系统的馈电变电电站）距离本厂约20km，该干线首端所装高压断路器300MVA，此断路器配备有定时限过电流保护和电流速断保护，其定时限过电流保护整定的动作时间为1.5s。为满足工厂二级负荷的要求，可采用联络线由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架空线路总长度达100km，电缆线路总长度达80km。4.气象资料本厂所在地区的年最高气温为37℃，年平均气温为24℃，年最低气温为-8℃，年最热月平均最高气温为33℃，年最热月平均气温为26℃，年最热月地下0.8处平均温度为25℃。当地主导风向为东北风，年雷暴是数为20。5.工厂最大负荷时的功率因数不得低于0.92。主要参考资料1刘介才主编供配电技术北京：机械工业出版社2张华主编电类专业毕业设计指导北京：机械工业出版社3王荣藩编著工厂供电设计与指导天津：天津大学出版社工厂负荷统计资料表（1）厂房编号用电单位名称负荷性质设备容量kW需要系数功率因数1铸造车间动力3000.40.7照明60.71.02锻压车间动力5000.30.65照明80.71.03金工车间动5000.30.65力照明90.71.04工具车间动力3000.30.6照明70.71.05电镀车间动力3000.60.8照明70.71.06热处理车间动力2000.60.8照明80.71.07装配车间动力1000.40.7照明70.71.08焊接车间动力2000.30.65照明40.71.09锅炉房动力800.60.65照明20.71.0生活区照明2000.71.0第2章负荷计算与负荷等级确定2.1各车间负荷计算在负荷计算时，采用需要系数法对各个车间进行计算，并将照明计算，主要涉及的计算公式如下：有功功率计算：deKPP30无功功率计算:tan3030PQ视在功率计算:cos3030PS计算电流：NUSI33030下面以铸造车间为例计算：动力部分的计算：kWP1204.0300304.12202.112030QkvarkVAS4.1714.12212022304.26038.034.17130I照明部分的计算：kWP2.47.0630030QkVAS2.430AI381.638.032.430小计：kWP2.1242.412030var4.12230kQkVAS4.1744.1222.1242230KAI0.26538.034.17430计算各车间的动力和照明计算负荷如表2-1所示。表2-1各车间参数和计算负荷厂房编号编号名称负荷性质设备容量kW需要系数功率因数Tan计算负荷P30(kw)Q30(kvar)S30(KVA)I30（A)1铸造车间动力3000.40.71.02120122.4171.4260.4照明60.71.004.204.26.3812车间锻压动力5000.30.651.17150175.4230.8350.7照明80.71.005.605.68.5083金工车间动力5000.30.651.17150175.4230.8350.7照明90.71.006.306.39.5724工具车间动力3000.30.61.3390120150227.9照明70.71.004.904.97.4455电镀车间动力3000.60.80.75180135225341.9照明70.71.004.904.97.4456热处理车间动力2000.60.80.7512090150227.9照明80.71.006.406.49.7247装配车间动力1000.40.71.024040.8157.1486.82照明70.71.004.904.97.4458焊接车间动力2000.30.651.176070.1592.31140.3照明40.71.002.802.84.2549锅炉房动力800.60.651.174856.1273.85112.2照明20.71.001.401.42.127生活区照明2000.71.001400140212.72.2全厂负荷计算用需要系数法计算全厂负荷。取同时系数PK=0.90。95.0qK动力部分：)(30iP120+150+150+90+180+120+40+60+48=958KW照明部分：照明P4.2+5.6+6.3+4.9+4.9+5.6+4.9+2.8+1.4+140=180.6KW全厂有功功率：)()(3030照明PPKPi0.9×(958+180.6)=1024.74KW全厂无功功率：)(3030iQKQq=0.95x(122.4+175.4+175.4+120+135+90+40.81+70.15+56.12)=936.02KVARkVAS88.1387)02.93674.1024(2230无功补偿计算：由以上计算可得变压器低压侧的视在计算负荷为：KVAS88.138730这时低压侧的功率因数为:7384.088.138774.10242COS为使高压侧的功率因数92.01COS，则低压侧补偿后的功率因数应高于0.92，取：95.0'2COS,要使低压侧的功率因数由0.769提高到0.95，则低压侧需装设的并联电容器容量为：var33.499)92.0arccostan7384.0arccos(tan74.1024kQC取:CQ=600vark则补偿后变电所低压侧的视在计算负荷为：kVAS64.1113)50002.936(74.1024'230)2(AI29.229628.0364.1113)2(30'变压器的功率损耗为：kWSPT14.1164.111301.0'01.0)2(30var68.5564.111305.005.0)2(30kSPT补偿后高压侧的计算负荷为：kWP88.103514.1174.1024)1(30'var7.49168.5550002.936)1(30'kQkVAS65.11467.49188.10352230')1(AI91.1835365.1146')1(30补偿后高压侧的功率因数为9034.065.114688.1035cos'1，满足要求。2.3年耗电量的估算年有功电能消耗量及年无功电能耗电量可由下式计算得到：年有功电能消耗量：30pWPT年无功电能耗电量：30qWQT结合本厂的情况，年负荷利用小时数T为4000h，取年平均有功负荷系数75.0，年平均无功负荷系数82.0。由此可得本厂：年有功耗电量：kWhWap3107640400088.103575.0.年无功耗电量：kWhWaq161277640007.49182.0.2.4负荷等级确定根据用电设备在工艺生产中的作用，以及供电中断对人身和设备安全的影响，电力负荷通常可分为三个等级：一级负荷：为中断供电将造成人身伤亡，或重大设备损坏难以修复带来极大的政治经济损失者。一级负荷要求有两个独立电源供电。本矿属于国有能源部门，其中断供电将有可能造成人员伤亡及重大经济损失，属于一级负荷。二级负荷：为中断供电将造成设备局部破坏或生产流程紊乱且需较长时间才能恢复或大量产品报废，重要产品大量减产造成较大经济损失者。二级负荷应由两回线路供电，但当两回线路有困难时（如边远地区）允许由一回架空线路供电。三级负荷：不属于一级和二级负荷的一般电力负荷，三级负荷对供电无特殊要求，允许长时间停电，可用单回线路供电。该厂的铸造车间、锻压车间和锅炉房属于二级负荷，其余的均为三级负荷。二级负荷的计算：kWP