工厂供电课程设计机械厂降压变电所的电气设计.doc
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1、工厂供电课程设计设计课题:XX机械厂降压变电所的电气设计目 录第一章 设计任务31.1设计要求31.2设计依据31.2.1工厂总平面图31.2.2工厂负荷情况41.2.3工厂供电情况51.2.4气象资料5第二章 负荷计算和无功功率补偿52.1负荷计算52.1.1单组用电设备计算负荷的计算公式52.1.2多组用电设备计算负荷的计算公式52.2无功功率补偿6第三章 变电所位置与形式的选择7第四章 变电所主变压器及主接线方案的选择8第五章 短路电流的计算85.1确定短路基准值85.2计算短路电路中各元件的电抗标幺值85.2.1电力系统85.2.2架空线路85.2.3电力变压器85.3 K-1点(10
2、.5KV侧)的相关计算95.3.1总电抗标幺值95.3.2三相短路电流周期分量有效值95.3.3其他短路电流95.3.4三相短路电容95.4 K-2点(0.4KV侧)的相关计算95.4.1总电抗标幺值95.4.2三相短路电流周期分量有效值95.4.3其他短路电流95.4.4三相短路电容9第六章 变电所一次设备的选择校验96.1 10kV高压进线和引入电缆的选择96.1.1 10kV高压进线的选择校验 96.1.2 由高压配电室至主变的一段引入电缆的选择校验 106.2 10KV侧一次设备的选择校验106.2.1 按工作电压选择106.2.2按工作电流选择106.2.3按断流能力选择106.2.
3、4隔离开关、负荷开关和断路器的短路稳定度校验106.3 380V侧一次设备的选择校验126.4 高低压母线的选择13第七章变电所二次回路方案的选择与继电保护的整定137.1 变电所二次回路反感的选择137.2 主变电所继电保护装置137.2.1 主变压器的继电保护装置137.2.2 保护动作的整定147.2.3 过电流保护动作时间的整定147.2.4 过电流保护灵敏度系数的校验147.3 装设电流速断保护147.3.1 速断电流的整定147.3.2 电流速断保护灵敏度系数的校验147.4 作为备用电源的高压联络线的继电保护装置14第八章 降压变电所防雷与接地装置的设计158.1 变电所的防雷保
4、护158.1.1 直接防雷保护158.1.2 雷电侵入波的防护158.2 变电所公共接地装置的设计158.2.1 接地电阻的要求158.2.2 接地装置的设计15参考文献15XX机械厂降压变电所的电气设计第一章 设计任务1.1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,确定变电所的位置和型式,确定变电所主变压器的台数、容量与类型,选择变电所主接线方案及高低压设备和进出线,确定二次回路方案,选择整定继电保护,确定防雷和接地装置。最后按要求写出设计说明书,绘出设计图纸。1.2设计依据1.2.1工厂总平面图 1.2.
5、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4500h,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。本厂的负荷统计资料如表1.1所示。表1.1 工厂负荷统计资料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5铸造车间动力3800.370.65照明6.80.851.02锻压车间动力3600.250.62照明6.70.781.07金工车间动力3900.280.61照明6.50.861.03工具车间动力2800.320.62照明5.70.881.04电镀车间动力1800.580.72照明7.30.871.06热处理车间动力1900.
6、60.73照明7.60.881.09装配车间动力1600.370.65照明5.70.871.010机修车间动力1700.260.61照明1.70.91.08锅炉房动力900.80.74照明1.70.91.01仓库动力270.30.82照明1.50.881.0生活区照明4100.720.921.2.3 供电电源情况供电电源情况 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1.5m;干线首端距离本厂约6km。干线首端所装设的高压断路器断流容量为500MVA
7、。此断路器配备有定时限过流保护和电流速断保护,定时限过流保护整定的动作时间为1.6s。为满足工厂二级负荷要求,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70km,电缆线路总长度为15km。1.2.4 气象资料本厂所在地区的年最高气温为35,年平均气温为26,年最低气温为-5,年最热月平均最高气温为35,年最热月平均气温为27,年最热月地下0.8米处平均气温为24。当地主导风向为东南风,年雷暴日数为15。第二章 负荷计算和无功功率补偿2.1负荷计算2.1.1单组用电设备计算负荷的计算公式a)有功计算负荷(单位为KW) = , 为系数b)无功计算负荷(单
8、位为kvar)= tanc)视在计算负荷(单位为kvA) =d)计算电流(单位为A) =, 为用电设备的额定电压(单位为KV)2.1.2多组用电设备计算负荷的计算公式a)有功计算负荷(单位为KW)=式中是所有设备组有功计算负荷之和,是有功负荷同时系数,可取0.850.95b)无功计算负荷(单位为kvar)=,是所有设备无功之和;是无功负荷同时系数,可取0.90.97c)视在计算负荷(单位为kvA) =d)计算电流(单位为A) =经过计算,得到各厂房和生活区的负荷计算表,如表所示(额定电压取380V)编号名称类别设备容量/kW需要系数costan计算负荷/kW/kvar/kVA/A5铸造车间动力
9、3800370651.17140.6164.5照明6.80. 851005.780小计386.8146.5164.5220.3334.72锻压车间动力3600250621.2790114.3照明6.70781005.20小计366.795.2114.3148.82267金工车间动力3900280611.3109.2142照明6.50861005.60小计396.5114.8142182.6277.43工具车间动力2800320621.2789.6113.8照明5.70881005.00小计285.794.6113.8148224.84电镀车间动力1800580720.96104.4100.2照
10、明7.30871006.40小计187.3110.8100.2149.42276热处理车间动力190060730.94114107.2照明7.60881006.70小计197.6120.7107.2161.4245.39装配车间动力1600370651.1759.269.3照明5.70871005.00小计165.764.269.394.5143.510机修车间动力1700260611.344.257.5照明1.7091001.50小计171.745.757.573.4111.68锅炉车间动力90080740.917265.5照明1.7091001.530小计91.773.5365.598.5
11、149.61仓库动力27030820.78.15.7照明1.50881001.30小计28.59.45.71116.7生活区照明4100.720.920.43295.2126.9321.3488.2总计(380V侧)动力22271170.61066.9照明461.2计入=0.8, =0.850.72936.5906.9130419812.2无功功率补偿: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、有功损耗小以及组装灵活、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。由表2.1可知,该厂380V侧最大负荷时的功率因数只有0.72。
12、而供电部门要求该厂10KV进线侧最大负荷时功率因数不低于0.9。考虑到主变压器的无功损耗元大于有功损耗,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:=(tan - tan)=936.5tan(arccos0.72) - tan(arccos0.92) = 504kvar选PGJ1型低压自动补偿评屏,并联电容器为BW0.4-14-3型,采用(主屏)1台与(辅屏)6台相结合,总共容量为84kvar7=588kvar。补偿前后,变压器低压侧的有功计算负荷基本不变,而无功计算负荷=(906.9-588)kvar=318.9 kvar,视在功率=98
13、9.3 kVA,计算电流=1503 A,功率因数提高为cos=0.947。在无功补偿前,该变电所主变压器T的容量为应选为1600kVA,才能满足负荷用电的需要;而采取无功补偿后,主变压器T的容量选为1250kVA的就足够了。同时由于计算电流的减少,使补偿点在供电系统中各元件上的功率损耗也相应减小,因此无功补偿的经济效益十分可观。因此无功补偿后工厂380V侧和10kV侧的负荷计算如表所示。无计算负荷功补偿后工厂的项目cos计算负荷/KW/kvar/kVA/A380V侧补偿前负荷0.72936.5906.913041981380V侧无功补偿容量-588380V侧补偿后负荷0.947936.5318
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