(工厂供配电技术)课程设计(1)

1山西工程技术学院信息工程与自动化系工业供配电技术课程设计报告题目名称：合肥机械厂降压变电所设计姓名：郭晨宇学号：157023012班级：电气自动化1班指导教师：刘辉成绩：2课程设计任务书学生姓名郭晨宇专业电气自动化技术指导教师姓名刘辉类别学号150723012班级1班职称讲师本校一、设计题目合肥械厂降压变电所设计二、课程设计原始数据资料①工厂总平面图仓库铸造车间锻压车间热处理车间电镀车间工具车间机修车间装配车间金工车间锅炉房北厂区厂门后厂门大街公共电源线工厂生活区生活区的负荷中心邻厂大街大街×机械厂总平面图比例：1：2000合肥机械厂总平面图②供电电源情况按照工厂与当地供电部门签定的供用电协议规定，本厂可由附近一条10kV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2m；干线首端距离本厂约8km。干线首端所装设的高压断路器断流容量为500MVA。此断路器配备有定时限过电流保护和电流速断保护，定时限过电流保护的动作时间为1.7s。为满足贯彻二级负荷的要求，可采用高压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为80km，电缆线路总长度为25km。③工厂负荷情况3本厂多数车间为两班制，年最大利用负荷小时为4600h，日最大负荷持续时间为6h，该厂除铸造车间、电镀车间和锅炉房属二级负荷外，其余均属三级负荷。低压动力设备均为三相，额定电压为380V。电气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下表所示。工厂负荷统计资料④气象资料本厂所在地区的年最高气温为38℃，年平均气温为23℃，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0.8m处平均温度为25℃。当地主导风向为东北风，年雷暴日数为20。⑤地质水文资料本厂所在地区平均海拔500m，地层以黄土为主，地下水位为2m⑥电费制度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80.71.07金工车间动力4000.20.65照明100.81.06工具车间动力3600.30.60照明70.91.04电镀车间动力2500.50.80照明50.81.03热处理车间动力1500.60.80照明50.81.09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40.81.08锅炉房动力500.70.80照明10.81.05仓库动力200.40.80照明10.81.0生活区照明3500.70.904本厂与当地供电部门达成协议，在工厂变电所高压侧计量电能，设专用计量柜，按两部电费制交纳电费。每月基本电费按主变压器容量计为18元/kVA，动力电费为0.20元/kW·h，照明电费为0.50元/kW·h。工厂最大负荷时的功率因数不得低于0.90。此外，电力用户需按新装变压器容量计算，一次性地向供电部门交纳供电贴费：6~10kV为800元/kVA。三、设计任务：⑴负荷计算和无功功率补偿⑵总降压变电所的所址和型式⑶总降压变电所的主结线方案（要求从两个比较合理的方案中优选），总降压变电所要结合主结线方案的确定，确定主变压器型式、容量和数量⑷短路电流的计算，并选择变电所一次设备⑸选择工厂电源进线及工厂高压配电线路⑹选择电源进线的二次回路方案及整定继电保护⑺总降压变电所防雷保护和接地装置的设计四、设计报告：1、格式要求⑴页面：A4，上下左右页边距2.0厘米。⑵题目：小二黑体加粗；大标题：三号黑体加粗；小标题：小四黑体加粗；正文：五号宋体。⑶页码：底部居中。2、报告内容：⑴设计目标⑵设计任务⑶设计过程与内容⑷结论与心得五、进度安排第十七周周一2017.6.12下达课程设计任务书：明确课程设计的具体要求和应完成的设计任务，学生对课程设计所需各个步骤有个总体把握。搜集、整理和研究资料：针对题目本身涉及内容，通过书籍、文献、网络等手段查阅相关资料。在学习借鉴类似课题研究成果同时，提出自己的设计思路和方法。周二2017.6.13负荷计算和无功功率补偿。利用需要系数法进行负荷计算，经无功功率补偿后功率因数不得低于0.90。周三2017.6.14短路电流的计算。合理选择短路点，欧姆法计算各短路点的参数并绘制成格。5周四2017.6.15总降压变电所的所址和型式、主变压器的选择以及总降压变电所主结线方案。满足安全、可靠、优质、经济的要求。周五2017.6.16总降压变电所一次设备、工厂电源进线及工厂高压配电线路的选择与校验。必须按照变电所一次设备及进出线选择与校验的相应条件与项目进行此项工作，以确保运行的安全可靠。第十八周周一2017.6.19周二2017.6.20电源进线的二次回路方案、继电保护、防雷保护和接地装置。周三2017.6.21电源进线的二次回路应包含高压断路器的操动机构控制与信号回路、变电所的电能计量回路、变电所的测量与绝缘监察回路。周四2017.6.22继电保护装置设计：应满足对可靠性、选择性、灵敏性、速动性的要求，防雷保护应具有直击雷和雷电入侵波的防护功能，接地装置的设计应经济合理。周五2017.6.23课程设计报告的撰写。六、参考资料[1]刘介才编.工厂供电课程设计指导[M].北京:机械工业出版社,2007.22～169[2]王荣潘编.工厂供电设计与实验[M].天津:天津大学出版社,1989.24～148[3]成兵.220kV变电站站用电设计与应用[J].安徽电力，2006，(01)[4]laofan7835.35KV变电站继电保护设计[EB/OL].=2&sel_branch=paper，2007,12，17[5]l732613.35KV变电所设计[EB/OL].=2&sel_branch=paper，2006,06，19签字栏设计工作起止日期：2017年6月12日至2017年6月23日教师审核指导教师（签字）日期年月日6山西工程技术学院信息工程与自动化系合肥机械厂降压变电所设计一、设计目标：本设计是电气类课程的重要实践教学环节。通过设计，巩固工厂供配电的理论知识，了解实际工程中供电设计的方法、内容、步骤。达到利用原始资料、设计任务书及所学的理论知识进行供电设计，提高应用规范、手册和绘制图纸的能力。二、设计任务：由指导教师下达的课程设计任务书内容完成以下任务：⑴负荷计算和无功功率补偿⑵总降压变电所的所址和型式⑶总降压变电所的主结线方案（要求从两个比较合理的方案中优选），总降压变电所要结合主结线方案的确定，确定主变压器型式、容量和数量⑷短路电流的计算，并选择变电所一次设备⑸选择工厂电源进线及工厂高压配电线路⑹选择电源进线的二次回路方案及整定继电保护⑺总降压变电所防雷保护和接地装置的设计三、设计过程与内容：（一）负荷计算和无功功率补偿1、车间用电设备组和工厂计算负荷的确定由于本设计需要选择设备，应该采用比较详细的的计算方法，这里选择逐级计算法。逐级计算方法是指根据用户的供配电系统图，从用电设备开始，朝电源方向逐级计算，最后求出用户总的计算负荷的方法。容量大小是确定供电系统，选择变压器容量、电气设备、导线截面和仪表量程的依据，也是整定继电器保护的重要依据。负荷统计表中的数据已给出，依据这些数据，计算出maxP，maxQ，maxS填入相应的表中。1）根据表提供的参数值，计算并填入表2-1中。计算公式如下：maxxPkP22maxmaxmaxSPQmaxmaxtanQPmaxmaxcosPS7NUSI330302）对于成组低压用户的高压计算负荷，还应计入变压器和高压线路的功率损耗。各厂房和生活区的负荷计算如表1-1所示。表1-1汾洲机械厂负荷计算表编号名称类别设备容量需要系数cosφtanφ计算负荷P30/KwQ30/KwS30/KVAI30/A1铸造车间动力3000.30.701.029091.8--照明60.81.004.80--小计306-94.891.81322012锻压车间动力3500.30.651.17105123--照明80.71.005.60--小计358-110.61231652516热处理车间动力1500.60.80.759067.5--照明50.81.0040--小计1559467.51161765电镀车间动力2500.50.80.7512593.8--照明50.81.0040--小计255-12993.816024410仓库动力200.40.80.7586--照明10.81.000.80--小计218.8610.716.2编号名称类别设备容量需要系数cosφtanφ计算负荷P30/KwQ30/KwS30/KVAI30/A4工具车间动力360108144--照明70.91.006.30--小计367-144.31441842803金工车间动力4000.20.651.178093.6--照明100.81.0080--小计4108893.61281949锅炉房动力500.70.80.753526.3--照明10.81.000.80--小计51-35.826.344.4677装配车间动力1800.30.71.025455.1--照明60.81.004.80--小计18658.855.180.61228机修车间动力1600.20.651.173237.4--照明40.81.003.20--8小计16435.237.451.47811生活区照明3500.70.90.4824517.6272413总计(380V侧)动力22201015.3856.1--照明403计入KΣp=0.8KΣq=0.850.75812.2727.6109016562、无功功率补偿而按照我国原电力工业部规定100kvA的供电用户，功率因素为0.9以上。由表2-1可知该厂380侧最大负荷是的功率因数只有0.75，要求该厂10KV进线侧最大负荷时功率因数不应低于0.94。考虑到主变电器的无功损耗远大于有功损耗，因此380V侧最大负荷时功率因数应稍大于0.94，暂取0.96来计算380V侧所需无功功率补偿容量：Qc=P30(tanφ1-tanφ2)=812.2[tan(arccos0.75)-tan(arccos0.96)]=479kvar选PGJ1型低压自动补偿屏，并联电容器为BW0.4-14-3型，采用其方案1（主屏）1台与方案3（辅屏）5台相组合，总共容量84kvar×6=504kvar。因此无功功率补偿后工厂380V侧和10KV侧的负荷计算如表1-2所示。PGJ1型低压无功功率自动补偿屏的接线方案因没有选出变压器，所以低损耗的变压器的功率损耗可按下列估算法：300.015TPS300.06TQS300.0150.015842.412.64kvTPS300.060.06842.451kvarTQS表1-2无功功率补偿后工厂的计算负荷项目cosφ计算负荷主屏辅屏1#方案6支路3#方案6支路2#方案8支路4#方案8支路CCC9P30/kWQ30/kvarS30/kVAI30/A380V侧补偿前负荷0.75812.2727.610901656380V侧无功补偿容量-504380V侧补偿后负荷0.964812.2223．6842．41280主变压器功率损耗0．015S30=12.640.06S30=5110KV侧负荷总计0.949824.8274.686957.7（二）变电所位置和型式的选择负荷中心的确定在工厂平面图的下面和左侧，任作一直角坐标的x轴和y轴，测出各车间和生活区的负荷中心点的坐标位置，例如：),(111yxP、),(222yxP……。而工厂的负荷中心设在),(yxP，3