某大型工厂供电系统设计毕业论文.doc
《某大型工厂供电系统设计毕业论文.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《某大型工厂供电系统设计毕业论文.doc(30页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、东 北 石 油 大 学课 程 设 计课 程 工厂供电课程设计 题 目 某大型工厂供电系统设计 院 系 电气信息工程学院 专业班级 电气1班 学生姓名 学生学号 1 指导教师 白丽丽 付光杰 2015年 11月 8 日东北石油大学课程设计任务书课程 工厂供电课程设计 题目 某大型工厂供电系统设计 专业 电气工程及其自动化 姓名 学号 1 主要内容:该大型工厂的供配电系统进行设计,变电所采用距工厂6km的10kV单电源进线,选用一台2000kVA的主变压器,对变压器进行过电流、电流速断、瓦斯保护。按三类防雷建筑物设防,对防雷与接地保护进行设计。对工厂的铸造车间、锻压车间、金工车间、机修车间、装配车
2、间、热处理车间、仓库、办公楼和生活区等九个用电单位进行负荷计算。对在工厂变电所设计中的若干问题:三相短路分析、短路电流计算、一次设备的选择与校验、变压器的继电保护、防雷与接地,变电所的过电压保护等方面进行设计,并对供电主接线的拓扑结构进行阐述,根据工厂用电负荷的实际情况,并考虑工厂的发展,进行合理设计。参考资料:1 赵国柱.工厂供电设计浅析 J 电子制作,20132 贺家李电力系统继电保护原理 M 北京:中国电力出版社,20103 何仰赞,温增银电力系统分析 M 武汉:华中科技大学出版社,20044 芦兴国工厂供电系统设计 J 科技风,20135 彭涛工厂供电变电站系统设计研究 J 科技资讯,
3、2011完成期限 2015.11.2至2015.11.8 指导教师 白丽丽 付光杰 专业负责人 2015年 10 月 30 日工厂供电课程设计(报告)目 录1 设计要求11.1 工厂供电基本要求211.2 主要研究内容122 工厂负荷计算及配电系统的确定错误!未定义书签。2.1 工厂实际情况的介绍22.2 工厂负荷计算和无功补偿计算232.3 主要车间配电系统的确定253 电气设备选择与电器校验283.1 主要电气设备的选择283.2 电器校验284 继电保护系统的设计324.1 继电保护的选择、整定及计算334.2 防雷与接地335 变电所平面布置设计及设计图样335.1 变配电所平面布置设
4、计335.2 设计图样346 结 论355 变电所平面布置设计及设计图样335 变电所平面布置设计及设计图样33参考文献371 设计要求1.1 工厂供电基本要求针对大型工厂的研究和开发工作主要集中在以下几个方面来使得供配电自动化更智能、更符合成本效益,以实现全面大规模电力系统的目标。(1)电力系统通信协议,实现互联互通;(2)通信系统使其在商业上可行;(3)通过仪表电气图,开关设备和变压器使得他们自身智能化;(4)智能远程终端单元;(5)智能仪表系统;(6)电力系统算法提供快速、准确的控制决策略。1.2 主要研究内容本工厂供电系统的设计是根据厂区每个车间的负荷情况和分布情况,以及生产对负荷的要
5、求并结合国家供电标准确定的。电源采用距工厂10kM的10kV电源,通过在工厂内设变电站将电压降为380V实现工厂供电。工厂内负荷概况如表1-1所示。表1-1 工厂负荷概况表 厂房名称负荷类别设备容量(kW)需要系数铸造车间动力6000.30.4照明200.7.09锻压车间动力4000.3照明100.70.9金工车间动力4000.3照明100.70.9机修车间动力6000.2照明100.70.9装配车间动力3000.4照明100.70.9热处理车间动力5000.6照明100.70.9仓库动力300.4照明50.70.9办公楼动力8000.7照明300.70.9生活区动力10000.7照明800.
6、70.9 设计的主要内容主要包括以下几个方面:(1)负荷计算 工厂变电所的负荷计算,是在车间负荷计算的基础上进行的。考虑车间变电所变压器的功率损耗,从而求出工厂变电所高(10kV)低(380/220V)压侧计算负荷及总功率因数。列出负荷计算表、表达计算成果。(2)工厂供、配电系统短路电流计算工厂用电,通常为电网的末端负荷,其容量运行小于电网容量,皆可按无限容量系统供电进行短路计算。由系统不同运行方式下的短路参数,求出不同运行方式下各点的三相及两相短路电流。(3)工厂变电所主接线设计 根据变电所配电回路数,负荷要求的可靠性级别和计算负荷数综合主变压器台数,确定变电所高、低接线方式。对它的基本要求
7、,即要安全可靠又要灵活经济,安装容易维修方便。(4)一次设备的设计参考电源进线方向,综合考虑设置工厂变电所的有关因素,结合全厂计算负荷以及扩建和备用的需要,确定变压器的台数、容量及变电所位置的选择。2 负荷计算2.1 负荷计算的内容和目的计算负荷又称需要负荷或最大负荷。计算负荷是指导体中通过一个等效负荷时,导体的最高温升正好和通过实际的变动负荷时产生的最高温升相等,该等效负荷就称为计算负荷。计算负荷是供电设计计算的基本依据。计算负荷的确定是否合理,将直接影响到电气设备和导线电缆的选择是否经济合理。在配电设计中,通常采用30分钟的最大平均负荷作为按发热条件选择电器或导体的依据。 尖峰电流指单台或
8、多台用电设备持续1-2秒左右的最大负荷电流。它是由于电动机启动,电压波动等原因引起的,它与计算电流不同,计算电流是指半小时最大电流,尖峰电流比计算电流大的多,一般取启动电流上半周期分量作为计算电压损失、电压波动和电压下降以及选择电器和保护元件等的依据。在校验瞬动元件时,还应考虑启动电流的非周期分量。平均负荷就是指电力负荷在一定时间内消耗的功率的平均值。常选用最大负荷班(即有代表性的一昼夜内电能消耗量最多的一个班)的平均负荷,有时也计算年平均负荷。平均负荷用来计算最大负荷和电能消耗量。2.2 各车间负荷计算按需要系数法确定计算负荷()。2.2.1 铸造车间负荷计算(1) 动力组 查表铸造车间动力
9、组的需要系数及功率因数表取:Kd=0.3,cos=0.7,tan=1.02,Pe=600kW =600kW0.3=180kW =180kW1.02=183.6kvar(2) 照明组 查表铸造车间照明组的需要系数及功率因数表取:Kd=0.8,cos=1,tan=0,Pe=20kW =20kW0.8=16kW =0kvar小计: P (1)=180 kW+16kW=196kWQ(1)=183.6kvarS(1)= 268.56 I(1)2.2.2 锻压车间负荷计算(1) 动力组 查表锻压车间动力组的需要系数及功率因数表取:Kd=0.3,cos=0.65,tan=1.17,Pe=400kW =400
10、kW0.3=120kW =120kW1.17=140.4kvar (2) 照明组 查表锻压车间照明组的需要系数及功率因数表取:Kd=0.8,cos=1,tan=0,Pe=10kW=10kW0.8=8kW =0kvar小计: P (2)=120 kW+8kW=128kWQ (2)=140.4kvarS (2)= I (2)2.2.3 金工车间负荷计算(1) 动力组 查表金工车动力组的需要系数及功率因数表取:Kd=0.3,cos=0.65,tan=1.17,Pe400kW =400kW0.3=120kW =120kW1.17=140.4kvar(2) 照明组 查表金工车间照明组的需要系数及功率因数
11、表取:Kd=0.8,cos=1,tan=0,Pe=10kW=10kW0.8=8kW =0kvar小计: P(3)=120kW+8kW=128kWQ(3)=140.4kvarS(3)= =189.99I(3)=188.2A2.2.4 机修车间负荷计算(1) 动力组 查表机修车间动力组的需要系数及功率因数表取:Kd=0.2,cos=0.65,tan=1.17,Pe=600kW =600kW0.2 =120kW =120kW1.17=140.4kvar (2) 照明组 查表机修车间照明组的需要系数及功率因数表取:Kd=0.8,cos=1,tan=0,Pe=10kW =10kW0.8=8kW =0kv
12、ar小计: P(4)=120kW+8kW=128kWQ(4)=140.4kvarS(4)= I(4)2.2.5 装配车间负荷计算(1) 动力组 查表用点设备组的需要系数及功率因数表取:Kd=0.4,cos=0.7,tan=1.02,Pe=300kW =300kW0.4=120kW =120kW1.02=122.4kvar (2) 照明组 查表用点设备组的需要系数及功率因数表取:Kd=0.8,cos=1,tan=0,Pe=10kW=10kW0.8=8kW =0kvar小计: P(5)=120kW+8kW=128kWQ(5)=122.4kvarS(5)= I(5)2.2.6 热处理车间负荷计算(1
13、) 动力组 查表用点设备组的需要系数及功率因数表取:Kd=0.6,cos=0.8,tan=0.75,Pe=500kW =500kW0.6=300kW =300kW0.75=225kvar (2) 照明组 查表用点设备组的需要系数及功率因数表取:Kd=0.8,cos=1,tan=0,Pe=10kW=10kW0.8=8kW =0kvar小计: P(6)=300kW+8kW=308kWQ(6)=225kvarS(6)= I(6)2.2.7 仓库负荷计算(1) 动力组 查表用点设备组的需要系数及功率因数表取:Kd=0.4,cos=0.8,tan=0.75,Pe=30kW =30kW0.4=12kW =
14、12kW0.75=9kvar (2) 照明组 查表用点设备组的需要系数及功率因数表取:Kd=0.8,cos=1,tan=0,Pe=5kW=5kW0.8=4kW =0kvar小计: P(7)=12kW+4kW=16kWQ(7)=9kvarS(7)= I(7)2.2.8 办公楼负荷计算(1) 动力组 查表用点设备组的需要系数及功率因数表取:Kd=0.7,cos=0.8,tan=0.75,Pe=800kW =800kW0.7=560kW =560kW0.75=420kvar (2) 照明组 查表用点设备组的需要系数及功率因数表取:Kd=0.8,cos=1,tan=0,Pe=30kW=30kW0.8=
15、24kW =0kvar小计: P(8)=560kW+24kW=584kWQ(8)=420kvarS(8)= I(8)2.2.9 生活区负荷计算(1) 动力组 查表用点设备组的需要系数及功率因数表取:Kd=0.7,cos=0.9,tan=0.48,Pe=1000kW =1000kW0.7=700kW =700kW0.48=336kvar (2) 照明组 查表用点设备组的需要系数及功率因数表取:Kd=0.8,cos=1,tan=0,Pe=80kW=80kW0.8=64kW =0kvar小计: P (9)=700kW+64kW=764kWQ(9)=336kvarS(9)= I(9)2.3 变压器低压
16、侧的总计算负荷取:Kp=0.80, Kq=0.85 P=0.8*(196+128+128+128+128+308+16+584+764)kW=1904kWQ=0.85*(183.6+140.4+140.4+140.4+122.4+225+9+420+336)kvar =1459.62 kvarS=I=cos=2.4 无功功率补偿功率因数太低将会给配电系统带来电能损耗增加,电压损失增大和供电设备利用效率降低等不良影响。正是如此,要求电力用户功率达到一定数值,低于此值时就必须进行补偿,国家标准GB/T3485-1998价企业合理用电技术导则规定:在企业最大负荷时的功率因数应不低于0.9,凡功率因数
17、未达到上述规定的,应该在负荷侧合理装置集中与就地无功补偿设备,如图2-1所示,补偿电容电路图。该厂220/380V侧最大负荷是的功率因数只有0.79,本设计中上级要求功率因数COS0.95才可满足要求,因此需要进行无功补偿。图2-1补偿电容电路图3 一次接线的设计3.1 对变电所主接线的一般要求变电所主接线要求安全,可靠,灵活,经济。主要有以下一些原则:(1)在高压断路器的电源侧及可能反馈电能的另一侧,必须安装高压隔离开关;(2)在低压断路器的电源侧及可能反馈电能的另一侧,必须装设低压刀开关;(3)在装设高压熔断器负荷开关的出线柜母线侧,必须装设高压隔离开关;(4)变配电所高压母线上及架空线末
18、端,必须装设避雷器,装于母线上的避雷器宜与电压互感器共用一组隔离开关,线路上避雷器前不必装设隔离开关;(5)变电所的主接线方案,必须与其负荷类型相适应,对于一级负荷,应由两个电源供电,对二级负荷,应由两回路或者一回专用架空线路供电;(6)接于公共干线上的变配电所电源进线首端,应装设带有短路保护的开关设备;(7)对一般的生产区的车间变电所,宜由工厂总变配电所采用放射式高压配电,以确保供电可靠性,但对辅助生产区的变电所,可采用树干式配电;(8)变电所低压侧的总开关,宜采用低压断路器,当有继电保护或自动切换电源要求时,低压侧总开关和低压母线分段开关均应采用低压断路器;(9)两路电源进线,装有两台主变
19、压器的变电所,当两路电源同时供电时,两台主变压器一般分列运行,当只有一路电源供电,另一路电源备用时,则两台主变压器并联运行;(10)需带负荷切换主变压器的变电所,高压侧应装设高压断路器或者高压负荷开关。3.2 变电所主接线方案当单电源进线一台变压器时,主接线采用一次侧线路-变压器组,二次侧单母线不分段接线,这种主接线经济简单,可靠性不高,适用于三级负荷情况。主接线如图3-1示。图3-1 变电所主接线4 短路电流的计算4.1 绘制计算电路画出相应的三相短路计算图如图4-1下所示:图4-1 三相短路计算图4.2 求K-1点的短路电流和短路容量4.2.1 计算短路电路中各元件的电抗及总电抗(1)电力
20、系统的电抗0.22(2)架空线路的电抗 查表得 0.36 0.366km=2.164.2.2 绘K-1点短路的等效电路K-1点短路等效电路图如图4-2所示。=0.22+2.16=2.38图4-2 K-1点短路等效电路图4.2.3 计算三相短路电流和短路容量(1)三相短路电流周期分量有效值2.55kA(2)三相短路次暂态电流和稳态电流2.55kA (3)三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值 2.552.55kA=6.50kA 1.512.55kA=3.85kA(4) 三相短路容量 46.38MVA4.3 求K-2点的短路电流和短路容量4.3.1 计算短路电路中各元件的电抗及总电抗(1)
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 大型 工厂 供电系统 设计 毕业论文
链接地址:https://www.31doc.com/p-3937710.html