发电厂课程设计某工厂电气设计

课题：某化工厂降压变电所电气设计专业：电气工程及其自动化班级：2014级4班学号：姓名：刘永欢指导教师：刘胜芬设计日期：2016.06.06成绩：重庆大学城市科技学院电气信息学院目录一、设计目的.............................................1二、设计要求.............................................12.1设计资料...........................................1三、设计过程.............................................31、系统概述.............................................32、设计与分析过程.......................................32.1各车间计算负荷.....................................32.2各车间变电所的设计选择.............................62.3各变电所的变压器台数及容量选择.....................72.4厂内10kV线路截面的选择............................92.5工厂总降压变电所及接入系统设计....................112.6短路电流计算......................................122.7变电所高低压电气设备的选择.......................162.8继电保护的配置....................................182.9防雷措施..........................................18四、总结................................................19五、附录................................................19六、参考文献............................................211某化工厂降压变电所电气设计一、设计目的在老师的指导下，独立完成设计任务，通过对化工厂降压变电所的设计，初步掌握工厂供电系统的设计方法，将所学知识融汇贯通运用到设计中巩固知识。培养较强的创新意识和学习能力。二、设计要求根据本厂用电负荷（甲-4组），并适当考虑生产的发展，按安全可靠，技术先进，经济合理的要求。（1）确定工厂变电所的位置与型式（2）通过负荷计算，确定主变压器台数及容量（3）进行短路电流计算，选择变电所的主接线及高、低压电气设备（4）按要求写出设计计算说明书，绘出设计图纸（5）最后写出课程设计报告并进行答辩（格式请严格按照课程设计模板进行统一）。2.1设计资料设计工程项目情况如下：（1）工厂总平面图见图1–1图1-1某化工厂总平面图(lcm=200m)(2)工厂负荷数据：本工厂多数车间为3班制，年最大负荷利用小时数6000小时。本厂负荷统计资料见表1–1，2表1-1某化工厂负荷情况表序号车间设备名称安装容量Kdtanφcosφ计算负荷甲乙P(kW)Q(kvar)S(kVA)1纺炼车间纺丝机2002200.800.78筒绞机30560.750.75烘干机85700.751.02脱水机12180.600.80通风机1802400.700.75淋洗机6220.750.78变频机8409500.800.70传送机40300.800.70小计2原液车间照明120011600.750.70小计3酸站照明2003100.650.70小计4锅炉房照明2902700.750.75小计5排毒车间照明1801400.700.60小计6其他车间照明3002400.700.75小计7全厂计算负荷总计表1-2学生组合方案序号炼纺车间原液车间酸站锅炉房排毒机房其他附属车间1ABCDEF2ABDEFC3ABEFCD4BAEFCD5BAFCDE(3)供电电源情况：按与供电局协议，本厂可由东南方20公里处的城北变电所110/38.5/llkV，50MVA变压器供电，供电电压可任选。另外，与本厂相距4公里处的其他工厂可以引入10kV线路做备用电源，但容量只能满足本厂负荷的30%重要负荷，平时不准投入，只在本厂主要电源故障或检修时投入。(4)电源的短路容量（城北变电所）：35kV母线的出线断路器断流容量为1500MVA；10kV母线的出线断路器断流容量为350MVA。(5)供电局要求的功率因数：当35kV供电时，要求工厂变电所高压侧cosφ≥0.9；当以10kV供电时，要求工厂变电所高压侧cosφ≥0.95。3(6)电费制度：按两部制电费计算。变压器安装容量每1kVA为15元／月，动力电费为0.3元/kWh，照明电费为0.55元/(kW·h)。(7)气象资料：本厂地区最高温度为38℃，最热月平均最高气温29℃，最热月地下0.8m处平均温度为22℃，年主导风向为东风，年雷暴雨日数为20天。(8)地质水文资料：本厂地区海拔60m，地层以砂黏土为主，地下水位为2m。三、设计过程1、系统概述供电系统是电力系统的一个重要环节，由电气设备及配电线路按一定的接线方式所组成。它从电力系统取得电能，通过其变换、分配、输送与保护等功能，将电能安全、可靠、经济地送到每一个用电设备的装设场所，再利用电气控制设备来决定用电设备的运行状态，最终使电能为国民经济和人民生活服务。本课程设计根据设计要求给定的环境与参数，计算并确定负荷、无功功率及补偿、供电电压选择、变电所主变压器台数和容量及主接线方案的选择、短路电流、变电所一次设备的选择与校验、变电所高、低压线路的选择、变电所二次回路方案选择及继电保护的整定以及防雷和接地装置，最终完整设计出该工厂的供电系统。2、设计与分析过程供电系统要能够在正常条件下可靠运行，则其中各个元件（包扩电力变压器、开关设备及导线、电缆等）都必须要选择得当，除了应满足工作电压和频率的要求外，最重要的就是要满足负荷电流的要求。因此对各环节的电力负荷进行计算，选出供电系统设备。2.1各车间计算负荷和无功补偿（需要系数法）2.1.1纺炼车间（甲组）1．单台机械负荷计算（1）纺丝机已知，，故（（2）筒绞机已知，，故（4（3）烘干机已知，，故（（4）脱水机已知，，故（（5）通风机已知，，故（（6）淋洗机已知，，故（（7）变频机已知，，故（（8）传送机已知，，故（纺炼车间单台机械负荷计算统计表2-1表2-1纺炼车间负荷统计列表序号车间设备名称安装容量Kdtanφ计算负荷甲P(kW)Q(kvar)纺炼车间1纺丝机2000.800.78160124.82筒绞机300.750.7522.518.883烘干机850.751.0263.7565.0354脱水机120.600.807.25.765通风机1800.700.7512694.56淋洗机60.750.784.53.517变频机8400.800.70672470.48传送机400.800.703222.4小计13191087.95805.282.车间计算负荷统计（同时系数）取同时系数：，√2.1.2其余车间负荷计算1.原料车间照明已知，，故（√2.酸站照明已知，，故（√3.锅炉房照明已知，，故（√4.排毒车间照明已知，，6故（√5.其他车间照明已知，，故（√各车间计算负荷统计表2-2表2-2各车间计算负荷统计列表序号车间设备名称安装容量计算负荷甲P(kW)Q(kvar)S(kVA)1纺炼车间1319979.27651242.62原液车间照明12009006301098.63酸站照明20013091158.74锅炉房照明290217.5163.1271.95排毒车间照明18012675.6146.96其他车间照明300210157.5262.52.2各车间变电所的设计选择各车间变电所位置及全厂供电平面草图根据地理位置及各车间计算负荷大小，决定设立3个变电所，各自供电范围如图2-1。图2-1变电站分布7变电所I:纺炼车间变电所II:原料车间、锅炉房、办公及生活区变电所III：排毒车间、酸站车间、其他车间2.3各变电所的变压器台数及容量选择2.3.1变压所I的变压器台数及容量选择（1）变压所I的供电负荷统计：（）（2）变压所I的无功补偿（功率因数0.9以上）无功补偿试取补偿后：（）√√√√）选用BW0.4-14-1/3电容器取n=22（3）变压所I的变压器选择，为保证供电的可靠性，选用两台变压器（每台变压器供车间的70%）：（）选择变压器型号为S9系列，确定容量为800KVA，两台查表得出变压器各项参数：空载损耗1.4kw、负载损耗7.5kw、空载电流I%=0.8、阻抗电压U%=4.5（4）计算每台变压器的功率损耗（）2.3.2变压所II变压器台数及容量选择（1）变压器II的供电负荷统计：同时系数，（原锅）（）（）（原锅）（）（）（2）变压所II的无功补偿（功率因数0.9以上）无功补偿试取补偿后：8（）√√√√）选用BW0.4-14-1/3电容器（3）变压所II的变压器选择，车间照明为三类负荷选用一台变压器供电选择变压器型号为S9系列，确定容量为1250KVA查表得出变压器各项参数：空载损耗1.95kw、负载损耗12kw、空载电流I%=0.6、阻抗电压U%=4.5（4）计算每台变压器的功率损耗2.3.3变压所III变压器台数及容量选择（1）变压器III的供电负荷统计：同时系数，（排酸其）（）（）（排酸其）（）（）（2）变压所III的无功补偿（功率因数0.9以上）无功补偿试取补偿后：（）√√√√）选用BW0.4-14-1/3电容器取n=11（3）变压所III的变压器选择，车间照明为三类负荷选用一台变压器供电选择变压器型号为S9系列，确定容量为500KVA查表得出变压器各项参数：空载损耗0.96k载、负损耗5.1kw、空载电流I%=1、阻抗电压U%=4（4）计算每台变压器的功率损耗92.4厂内10kV线路截面的选择供电给变电所Ⅰ的10kV线路选用双回供电线路，其变压器的损耗：√√√√（1）先按经济电流密度选择导线经济截面：由于任务书中给出的年最大负荷利用小时为6000h，查表可得，架空线的经济电流密度所以可得经济截面：（）可选用导线型号LJ-25，其允许载流量，相应参数r=1.28Ω/km、x=0.345Ω/km再按发热条件检验：已知=29C,温度修正系数为√√由上式可知，所选导线符合长期发热（2）按机械强度进行校验查表知，10kV架空铝绞线的最小截面为，故满足机械强度要求。供电给变电所II的10kV线路选用单回供电线路，其变压器的损耗：√√√√（2）先按经济电流密度选择导线经济截面：由于任务书中给出的年最大负荷利用小时为6000h，查表可得，架空线的经济电流密度10所以可得经济截面：（）可选用导线型号LJ-50，其允许载流量，相应参数r=0.64Ω/km、x=0.325Ω/km再按发热条件检验：已知=29C,温度修正系数为√√由上式可知，所选导线符合长期发热（3）按机械强度进行校验查表知，10kV架空铝绞线的最小截面为，故满足机械强度要求。供电给变电所III的10kV线路选用单回供电线路，其变压器的损耗：√√√√（4）先按经济电流密度选择导线经济截面：由于任务书中给出的年最大负荷利用小时为6000h，查表可得，架空线的经济电流密度所以可得经济截面：（）选用LG-25其允许载流量，相应参数r=1.28Ω/km、x=0.345Ω/km再按发热条件检验：已知=29C,温度修正系数为√√由上式可知，所选导线符合长期发热（2）按机械强度进行校验查表知，10kV架空铝绞线的最小截面为，故满足机械强度要求。检验10kv线路（仅计算最长的厂内10kv线路电压降）可选用导线型号LJ-25相应参数r=1.2