车间变电所高、低压线路的选择

克拉玛依职业技术学院课程设计克拉玛依职业技术学院电子与电气工程系课程设计论文题目机械加工车间的车间变电所及低压配电系统设计专业供用电技术班级供电1231学生姓名指导教师胡宏、何银光完成日期2015年1月16日克拉玛依职业技术学院课程设计前言本次课程设计是继《工厂供电》课程之后一个重要的实践性教学环节，通过把理论知识运用于实践，加深对这门课程的理解和掌握其精髓，通过实践巩固理论知识，实现理论与实践的完美结合，为今后解决实际问题打下坚实的基础。同时也加强实践意识，培养迅速把理论知识运用于实践的能力。本次课程设计的题目是《机械加工车间的车间变电所及低压配电系统设计》。根据该车间所提供的加工车间平面图、设备明细表、供电范围及所取得的电源和用电负荷的实际情况，并适当考虑到该车间所在地区自然条件、供用电协议，根据经济合理，技术可靠的要求，完成为期三周的该车间的车间变电所及低压配电系统设计。本次课程设计过程为先进行负荷计算(本次采用需要系数法)和无功功率补偿，在其基础上讨论高、低压电力网导线型号及截面和敷设方法的选择，其后变压器的选择、变电所主接线方案确定、变电所位置的确定，然后进行短路计算并以此为基础讨论变电所一次设备的选择与校验，最后讲述变电所防雷和接地装置设计的确定，在本文最后还附带了变电所平面图及主接线图。本次课程设计，以参考本学期《工厂供电》课程为标准，以工厂供电中一次系统知识为指导，仅依据课程知识完成变电所设计，此过程不免会有所片面，对于本次课程设计，我组持学习、完善、纠错的决心，认真完成。因此，错误与疏漏之处在所难免，克拉玛依职业技术学院课程设计望老师批评指正！第一章车间负荷计算1负荷计算负荷计算的目的1.1计算负荷是确定供电系统、选择变压器容量、电气设备、导线截面和仪表量程的依据，也是整定继电保护的重要数据。计算负荷确定的是否正确合理，直接影响到电器和导线的选择是否合理。如计算负荷确定过大，将使电器和导线截面选择过大，造成投资和有色金属的浪费；如计算负荷确定过小，又将使电器和导线运行时增加电能损耗，并产生过热，引起绝缘过早老化，甚至烧毁，以至发生事故。为此，正确进行负荷计算是供电设计的前提，也是实现供电系统安全、经济运行的必要手段。负荷计算的方法1.2目前负荷计算常用需要系数法、二项式法和利用系数法、利用各种用电指标的负荷计算方法。前两种方法在国内各电气设计单位的使用最为普遍。1.2.1需要系数法适用范围：当用电设备台数较多、各台设备容量相差不太悬克拉玛依职业技术学院课程设计殊时，特别在确定车间和工厂的计算负荷时，宜于采用。组成需要系数的同时系数和负荷系数都是平均的概念，若一个用电设备组中设备容量相差过于悬殊，大容量设备的投入对计算负荷投入时的实际情况不符，出现不理想的结果。1.2.2二项式法当用电设备台数较少、有的设备容量相差悬殊时，特别在确定干线和分支线的计算负荷时，宜于采用。1.2.3利用系数法通过平均负荷来求计算负荷，计算依据是概率论和数理统计，但就算过程较为复杂。计算负荷公式1.3根据计算法的特点和适用范围我们选取需要系数法来计算负荷。按需要系数法确定计算负荷的公式：有功（Kw）𝑷𝟑𝟎=𝑷𝒆×𝑲𝒅（3-1）无功（Kvar）𝑸𝟑𝟎=𝑷𝟑𝟎𝐭𝐚𝐧𝝋（3-2）视在（KVA）𝑺𝟑𝟎=√𝑷𝟑𝟎𝟐+𝑸𝟑𝟎𝟐=𝑷𝟑𝟎/𝐜𝐨𝐬𝝋（3-3）电流（A）𝑰𝟑𝟎=𝑺𝟑𝟎/√𝟑𝑼𝑵（3-4）式中𝐾𝑑——该用电设备组的需用系数；克拉玛依职业技术学院课程设计𝑃𝑒——该用电设备组的设备容量总和，但不包括备用设备容量（kW）；𝑃30、𝑄30、𝑆30——该用电设备组的有功、无功和视在计算负荷（kW）；𝑈𝑁——额定电压（kV）;tan𝜑、cos𝜑——与运行功率因数角相对应的正切值；𝐼30——该用电设备组的计算电流（A）1.3.1负荷计算1.车床C630M𝑃30=𝑃𝑒×𝐾𝑑=10.125×0.2=2.025Kw𝑄30=𝑃30tan𝜑=2.025×1.730＝3.503Kvar𝑆30=√𝑃302+𝑄302=𝑃30/cos𝜑=2.025/0.5=4.050KVA𝐼30=𝑆30/√3𝑈𝑁=4.05/1.73×0.38=6.153A2.万能工具磨床𝑃30=𝑃𝑒×𝐾𝑑=2.075×0.2=0.415Kw𝑄30=𝑃30tan𝜑=0.415×1.730＝0.718Kvar𝑆30=√𝑃302+𝑄302=𝑃30/cos𝜑=0.415/0.500=0.830𝐼30=𝑆30/√3𝑈𝑁=0.830/1.730×0.38=1.2613.普通车床C620-1𝑃30=𝑃𝑒×𝐾𝑑=7.625×0.2=1.525Kw𝑄30=𝑃30tan𝜑=1.525×1.730=2.638Kvar克拉玛依职业技术学院课程设计𝑆30=√𝑃302+𝑄302=𝑃30/cos𝜑=1.525/0.500=3.050KVA𝐼30=𝑆30/√3𝑈𝑁=3.050/1.730×0.38=4.634A其余计算类似，最后得出整厂的𝑃30、𝑄30、𝑆30、𝐼30如下表所示序号车间名称设备总容量KW需要系数Kdcosφtanφ计算负荷P30KWQ30KvarS30KVAI30A1车床C630M10.130.200.501.732.033.504.056.152万能工具磨床M5M2.080.200.501.730.420.720.831.263普通车床C620-17.630.200.501.731.532.643.054.634普通车床C620-17.630.200.501.731.532.643.054.635普通车床C620-17.630.200.501.731.532.643.054.636普通车床C620-35.630.200.501.731.131.952.253.427普通车床C6204.630.200.501.730.931.601.852.818普通车床C6204.630.200.501.730.931.601.852.819普通车床C6204.630.200.501.730.931.601.852.8110普通车床4.630.200.501.730.931.601.852.81克拉玛依职业技术学院课程设计C62011普通车床C6184.630.200.501.730.931.601.852.8112普通车床C6164.630.200.501.730.931.601.852.8113螺旋套丝机S-81393.130.200.501.730.631.081.251.9014普通车床C6307.630.200.501.731.532.643.054.6315管螺纹车床Q1197.630.200.501.731.532.643.054.6316摇臂钻床Z358.500.200.501.731.702.943.405.1717圆柱立式钻床Z50403.130.200.501.730.631.081.251.9018圆柱立式钻床Z50403.130.200.501.730.631.081.251.90195t单梁吊车10.200.150.501.731.532.653.064.6520立式砂轮1.750.200.501.730.350.610.701.0621牛头刨床B6653.000.200.501.730.601.041.201.8222牛头刨床B6653.000.200.501.730.601.041.201.8223万能13.000.200.501.732.604.505.207.90克拉玛依职业技术学院课程设计铣床X63WT24立式铣床X52K9.130.200.501.731.833.163.655.5525滚齿机Y-364.100.200.501.730.821.421.642.4926插床B50324.000.200.501.730.801.381.602.4327弓锯机G721.700.200.501.730.340.590.681.0328立式钻床Z5120.600.200.501.730.120.210.240.3629电极式盐浴电阻炉20.000.800.501.7316.0027.6832.0048.6230井式回火电阻炉24.000.800.501.7319.2033.2238.4058.3431箱式加热电阻炉45.000.800.501.7336.0062.2872.00109.3932车床CW6-131.900.200.501.736.3811.0412.7619.3933立式车床C512-1A35.700.200.501.737.1412.3514.2821.7034卧式镗床J6810.000.200.501.732.003.464.006.0835单臂刨床B101070.000.200.501.7314.0024.2228.0042.54克拉玛依职业技术学院课程设计总计388.65124.09219.19251.88382.69机加工二车间、铸造、铆焊、电修车间的负荷计算表序号车间名称设备容量PeKW计算负荷P30KWQ30KVARS30KVAI30A1机加工二车间15546.554.471.573.021203642.155.392.3410808.000.342铸造车间1606465.391.433.861405657.179.983.881807273.4102.824.3486.406.400.273铆焊车间1504589.199.824.2117051101113.154.7875.605.600.244电修车间150457890.053.80146446578.493.3110808.000.34总计1406463.13606.64763.211159.58第二章车间无功功率补偿计算克拉玛依职业技术学院课程设计2无功功率补偿无功补偿的作用2.11.提高用户的功率因数,从而提高电工设备的利用率;2.减少电力网络的有功损耗；3.合理地控制电力系统的无功功率流动，从而提高电力系统的电压水平，改善电能质量，提高了电力系统的抗干扰能力；4.在动态的无功补偿装置上，配置适当的调节器，可以改善电力系统的动态性能，提高输电线的输送能力和稳定性；5.装设静止无功补偿器(SVS)还能改善电网的电压波形,减小谐波分量和解决负序电流问题。对电容器、电缆、电机、变压器等，还能避免高次谐波引起的附加电能损失和局部过热。无功补偿装置的选择2.2无功补偿装置主要有三种:1.并联电容器组是一种静态的无功补偿装置。用它进行的补偿称为并联电容补偿。2.同步调相机。3.静止无功补偿器。后两者属于动态的无功补偿装置。用静电电容器（或称移相电容器、电力电容器）作无功补偿以提高功率因数，是目前工业企业内广泛应用的一种补偿装置。克拉玛依职业技术学院课程设计无功补偿方案的选择2.3用户处的静电电容器补偿方式可分个别补偿、低压集中补偿和高压集中补偿三种。1.个别补偿：指在个别功率因数较低的设备旁边装设补偿电容器组；2.高压集中补偿：指将高压电容器组集中装设在总降压变电所6~10kV母线上；3.低压集中补偿：指将低压电容器组集中装设在车间变电所或建筑物变电所的低压母线上。2.3.1方案一个别补偿该补偿方式补偿范围最大，效果最好。但投资较大，而且桇被补偿的设备停止运行的话，电容器组也被切除，电容器的利用率低。同时存在小容量电容器的单位价格、电容器易受到机械震动及其他环境条件的影响等缺点。所以这种补偿方式适用于长期稳定运行，无功功率需要较大，或距电源较远，不便于实现其他补偿的场合。2.3.2方案二高压集中补偿该补偿方式只能补偿总降压变电所6~10kV母线之前的供配电系统中由无功功率产生的影响，而对无功功率在企业内部的供配电系统中引起的损耗无法补偿，因此补偿范围最小，经济效果较后最差。由于装设集中，运