某车间的供配电系统设计

科信学院课程设计说明书（2012/2013学年第一学期）课程名称：《企业供配电系统》课程设计题目：某车间的供配电系统设计专业班级：09自动化4班学生姓名：学号：指导教师：王巍、王静爽高敬格等设计周数：1周设计成绩：2013年1月17日目录前言。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3一、课程设计主要任务。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。31.1原始数据及主要任务。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。31.2技术要求。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3二、负荷计算和无功功率补偿与短路电流。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。42.1负荷计算公式。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。42.2负荷计算。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。42.3无功补偿计算。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。62.4短路电流计算。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。7三、变压器选择与确定。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。8四、总结。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。9五、参考文献。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。101、前言我国的电力工业已居世界前列，但与发达国家相比还是有一定的差距，我们人均电量水平还很低，电力工业分布也不均匀，还不能满足国民经济发展的需要。电力市场还未完善，管理水平、技术水平都有待提高。为了使我国电力工业赶上世界电力技术的发展水平，丛21世纪一开始，我国就进一步加强在电网安全、稳定、经济运行、电力系统的自动化调度与管理、电力通信、网络技术、继电保护等领域开展研究，尤其注意完善电力市场，研究电力市场的技术支持系统，促进我们的电力工业不断前进。工厂供电就是指工厂所需电能的供应和分配。我们知道,电能是现代工业生产的主要能源和动力，工业生产应用电能和实现电气化以后,能大大增加产量,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,改善工人的劳动条件,有利于实现生产过程自动化。但是,工厂车间的电能供应如果突然中断,则将对工业生产造成严重的后果,甚至可能发生重大的设备损坏事故或人身伤亡事故；由此可见,搞好工厂供电工作对于工业生产的正常进行和实现工业现代化,具有十分重大的意义。工业企业生产所需电能，一般是由外部电力系统供给，经企业内各级变电所变电压后，分配到各用电设备。工业企业变电所是企业电力供应的纽约，所处地位十分重要，所以正确计算选择各级变电站的变压器容量及其他设备是实现安全可靠供电的前提。进行企业电力负荷计算的目的就是为正确选择企业各级变电站的变压器容量，各种电气设备的型号，规格以及供电网络所用导线型号等提供科学的依据。一、课程设计主要任务1.1原始数据及主要任务某生产车间为三班制，全年最大负荷利用时间为3000小时，属于三级负荷，车间电气设备及车间变电所负荷计算所需数据如表所示。本厂地区年最高温度为38℃，年平均气温为25℃，年最低气温为-6℃，年最热月平均最高气温为33℃，年最热月平均气温为27℃，年最热月地下0.8m处平均温度为25℃。冬季主导风向为西北风，夏季为东南风，年雷暴日数为22天，本厂地区平均海拔100m，全厂地形平坦，地质以砂质粘土为主，地下水位2m，最大冻土层厚度为0.6m地震级烈度＜7度。1.2技术要求二、负荷计算和无功功率补偿与短路电流2.1.负荷计算公式计算负荷的计算公式有功计算负荷（单位为kW）P30=KdPe,Kd为同时系数无功计算负荷（单位为kvar）Q30=P30tanφ视在计算负荷（单位为kvA）S30=P30/cosφ计算电流（单位为A）I=S30/（√3×UN），UN为用电设备的额定电压，单位为kV2.2负荷计算在负荷计算时，采用需要系数法对车间机器进行计算。具体步骤如下：1)车床C336P30=3×0.2=0.6kW；Q30=0.6×1.73=1.038kvarS30=0.6/0.5=1.2kVA；I30=1.2/（√3×0.38）=1.823A2)车床1336MP30=4.5×0.2=0.9kW；Q30=0.9×1.73=1.557kvarS30=0.9/0.5=1.8kVA；I30=1.8/（√3×0.38）=2.735A3)台钻P30=4.2×0.2=0.84kW；Q30=0.84×1.73=1.4532kvarS30=0.84/0.5=1.68kVA；I30=1.68/（√3×0.38）=2.552A4)清洗机（自制）P30=40×0.2=8kW；Q30=8×1.73=13.84kvarS30=8/0.5=16kVA；I30=16/（√3×0.38）=24.309A5)包装机（自制）P30=13.5×0.2=2.7kW；Q30=2.7×1.73=4.671kvarS30=2.7/0.5=5.4kVA；I30=5.4/（√3×0.38）=8.204A7)车床C620-1P30=7×0.2=1.4kW；Q30=1.4×1.73=2.422kvarS30=1.4/0.5=2.8kVA；I30=2.8/（√3×0.38）=4.254A8)车床C620-1MP30=7×0.2=1.4kW；Q30=1.4×1.73=2.422kvarS30=1.4/0.5=2.8kVA；I30=2.8/（√3×0.38）=4.254A9)车床C620P30=7×0.2=1.4kW；Q30=1.4×1.73=2.422kvarS30=1.4/0.5=2.8kVA；I30=2.8/（√3×0.38）=4.254A10)车床C618KP30=7×0.2=1.4kW；Q30=1.4×1.73=2.422kvarS30=1.4/0.5=2.8kVA；I30=2.8/（√3×0.38）=4.254A11)铣床X62WP30=7.5×0.2=1.5kW；Q30=1.5×1.73=2.595kvarS30=1.5/0.5=3kVA；I30=3/（√3×0.38）=4.558A12)平面磨床M7230P30=7.62×0.2=1.524kW；Q30=1.524×1.73=2.63652kvarS30=1.524/0.5=3.048kVA；I30=3.048/（√3×0.38）=4.631A13)牛头刨床P30=3×0.2=0.6kW；Q30=0.6×1.73=1.038kvarS30=0.6/0.5=1.2kVA；I30=1.2/（√3×0.38）=1.823A14)立钻P30=1.5×0.2=0.3kW；Q30=0.3×1.73=0.519kvarS30=0.3/0.5=0.6kVA；I30=0.6/（√3×0.38）=0.912A15)砂轮机P30=3.6×0.2=0.72kW；Q30=0.72×1.73=1.2456kvarS30=0.72/0.5=1.44kVA；I30=1.44/（√3×0.38）=2.188A16)电葫芦1.5tP30=2.8×0.2=0.56kW；Q30=0.56×1.73=0.9688kvarS30=0.56/0.5=1.12kVA；I30=1.12/（√3×0.38）=1.702A17)电葫芦1.5tP30=1.1×0.2=0.22kW；Q30=0.22×1.73=0.3806kvarS30=0.22/0.5=0.44kVA；I30=0.44/（√3×0.38）=0.669A设备代号设备名称型号台数单台容量kw总容量kw需要系数Kdcostan计算负荷30P/kw30Q/kvar30S/AkV30I/A1车床C3361330.20.51.730.61.0381.21.8232车床1336M14.54.50.20.51.730.91.5571.82.7353台钻70.64.20.20.51.730.841.45321.682.5524清洗机（自410400.0.1.7813.81624.3制）2534095包装机（自制）34.513.50.20.51.732.74.6715.48.2046涂油槽1----7车床C620-11770.20.51.731.42.4222.84.2548车床C620-1M1770.20.51.731.42.4222.84.2549车床C6201770.20.51.731.42.4222.84.25410车床C618K1770.20.51.731.42.4222.84.25411铣床X62W17.57.50.20.51.731.52.59534.55812平面磨床M723017.627.620.20.51.731.5242.636523.0484.63113牛头刨床1330.20.51.730.61.0381.21.82314立钻11.51.50.20.51.730.30.5190.60.91215砂轮机60.63.60.20.51.730.721.24561.442.18816电葫芦1.5t12.82.80.20.51.730.560.96881.121.70217电葫芦1.5t11.11.10.20.51.730.220.38060.440.669合计24.06441.636748.16470.19662.3无功补偿计算无功功率的人工补偿装置：主要有同步补偿机和并联电抗器两种。由于并联电抗器具有安装简单，运行维护方便、有功损耗小及组装灵活、扩容方便等优点。因此并联电抗器在供电系统中应用最为普遍。由以上计算可得变压器低压侧的视在计算负荷为：S30==48.168kVA这时低压侧的功率因数为：cosφ=24.064/48.168=0.4996而根据设计要求工厂最大负荷时的功率因数不得低于0.9。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0.9，暂取0.92来计算380V侧所需无功功率补偿容量：Qc=P30(tanφ1-tanφ2)=24.064[tan(arccos0.4996)-tan(arccos0.92)]=24.064×（1.732-0.426）=38.648kvarQ’30=Q30-Qc=2.9886kvarS’30=24.249kVA补偿后的功率因数为：cosφ=24.064/24.248=0.92满足（大于0.90）的要求2.4短路电流计算的目的及方法短路电流计算的目的是为了正确选择和校验电气设备，以及进行继电保护装置的整定计算。进行短路电流计算，首先要绘制计算电路图。在计算电路图上，将短路计算所考虑的各元件的额定参数都表示出来，并将各元件依次编号，然后确定短路计算点。短路计算点要选择得使需要进行短路校验的电气元件有最大可能的短路电流通过。接着，按所选择的短路计算点绘出等效电路图，并计算电路中各主要元件的阻抗。在等效电路图上，只需将被计算的短路电流所流经的一些主要元件表示出来，并标明其序号和阻抗值，然后将等效电路化简。对于工厂供电系统来说，由于将电力系统当作无限大容量电源，而且短路电路也比较简单，因此一般只需采用阻抗串、并联的方法即可将电路化简，求出其等效总阻抗。最后计算短路电流和短路容量。短路电流计算的方法，常用的有欧姆法（有称有名单位制法）和标幺值法（又称相对单位制法）。短路电流的计算公式基准容量Sd，基准电压Uav（1