课程设计(论文)-工厂供配电系统电气部分设计.doc
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1、系统设计课程任务书 1、设计题目:某工厂供配电系统电气部分设计2、设计目的:通过本工程设计:熟悉供配电系统初步设计必须遵循的原则、基本内容、设计程序、设计规范等,锻炼工程设计、技术经济分析比较、工程计算、工具书使用等能力,并了解供电系统前沿技术及先进设备。3、设计依据:本设计是为某纺织厂设计一座高压配电所。该纺织厂主要生产化纤产品,工厂个车间符合情况见附表。该厂大部分车间为三班制,少数车间为两班或一班制,年最大有功负荷利用小时数为5800h。该厂属二级负荷。 供电电源:从某35/10kv变电站提供电源,用双回10kv架空线向工厂供电,此站距厂1km;变电站短路数据:Sk.max=200MVA,
2、Sk.min=110MVA。当地供电部门要求工厂:过电流保护整定时间不大于1.0s; 在工厂10kv电源侧进行电能计量;功率因数应不低于0.9工厂自然条件:年最高气温39,年平均气温23,年最低温-5,年最热月平均最高气温33,年最热平均气温2,年最热月地下0.8m处平均温度25,主导风向为南风,年雷暴日数52。平均海拔22m,地层以砂粘土为主。4、设计的具体任务与要求工厂的负荷计算及无功补偿,确定各车间变电所变压器型式、容量和数量。设计和论证变电站的主接线,并作图;结合主接线方案确定主变压器型式、容量和数量短路计算,并选择校验一次设备。选择并校验电源进线及工厂高压配电线路。变电站防雷保护规划
3、设计及接地装置的设计。变电站防雷保护规划设计及接地装置的设计。作电气平面总布置图。附表:工厂负荷情况序号车间名称设备容量KW需要系数Kd 功率因数 cos车间变电所 1 锻工车间 38 0.2 0.65NO.1车变 2纺织车间 350 0.8 0.8 3制条车间 350 0.8 0.8 4软水站 88 0.65 0.8 5机修车间 300 0.3 0.5NO.2车变 6仓库 40 0.3 0.5 7办公楼 21 0.7 0.68 织工车间 525 0.8 0.8NO.3车变 9染工车间 490 0.8 0.8 10食堂 40 0.75 0.8 11锅炉房 150 0.75 0.8NO.4车变
4、12水泵房 120 0.75 0.8 13油泵房 30 0.75 0.8 14化验室 50 0.75 0.8 15生活区 300 0.7 0.90NO.5车变摘 要随着国民经济的发展,电能需求量越来越大,其中城市用电量更是急剧增加。目前, 我国一般大、中型城市的市中心地区每平方公里的负荷密度平均已达左右,有些城市市中心局部地区的负荷密度甚至高达上万千瓦,乃至几万千瓦,且有继续增长的势头。因此供配电系统的发展趋势是: 提高供电电压:如以进城,用配电。以解决大型城市配电距离长,配电功率大的问题,这在我国城市已经有先例。 简化配电的层次:如按的电压等级供电。 逐步淘汰等级:因为过细的电压分级不利于电
5、气设备制造和运行业的发展。 提高设备配套能力:对工业企业和一些大型用电设备,将现行的电压升压为电压,可增加输电距离,提高输电能力;减少变压器数量,简化配电系统,提高供 电可靠性;缩小电缆截面,节省有色金属;降低功率损耗;扩大异步电动机的制造容量。只是由于我国在设备上还不能全面配套而尚未推广。 广泛使用配电自动化系统:借助计算机技术和网络通信技术,对配电网进行离线和在线的智能化监控管理。做到保护、运行、管理的自动化,提高运行人员工作效率,增强供配电系统可靠性。关键词:电力、供配电系统、高压输电、电流、电压、节能With the growth of the national economy, in
6、creasing demand for electricity, which is a sharp increase in urban consumption. Currently, My general large and medium-sized cities downtown area has an average density per square kilometre around the load, More urban downtown localised load density, and even as high as million kilowatts, and even
7、tens of thousands of kilowatts, and a continued growth Momentum. So the trend is the development of systems for distribution : Enhance Supply Voltage : If a city with distribution. To address major long-distance urban distribution, power distribution major problem, which has been found in our city.
8、Simplified distribution levels : According to the power supply voltage levels. Phasing out grades : as excellent voltage electrical equipment classification is not conducive to creating and operating the development of the industry. Improve equipment supporting capacity : some large industrial enter
9、prises and electricity equipment, the existing voltage boost For voltage, increase the transmission distance, improved transmission capacity; Reduce the number of transformers to streamline distribution system for improving Call reliability; Narrow cross-section of the cable, save nonferrous; Reduce
10、 power loss; Expand asynchronous motor manufacturing capacity. It is only because our equipment is not yet fully supporting and promoting. The widespread use of distribution automation systems : rely on computer technology and network communications technology to the distribution network for the Sep
11、aration Line Online monitoring and intelligent management. To the protection, operation, management automation, improve operational efficiency of staff, increased Strong for distribution system reliability.Keywords: Electricity、Distribution system、Supply high power、Carrent、Energize、Save energy目 录第1章
12、 引 言 51.1 供配电系统设计的基本要求 51.2 供配电系统设计程序 61.3本设计内容 7第2章 工厂的负荷计算及无功补偿 82.1工厂负荷计算方法 82.2本工厂的负荷计算 92.3无功功率补偿 13第3章 短路电流及计算 143.1短路计算方法 143.2本工厂的短路计算 153.3设备的选择与校验 16第4章 主电路设计 224.1主电路设计的基本要求 224.2车间变电所变压器的选择 234.3高压配电所主电路设计 234.4 导线、电缆的选择 23第5章 继电保护、接地与防雷 255.1 变电站继电保护规划设计 255.2 变电站防雷保护及接地装置的设计 28第1章 引 言1
13、.1 供配电系统设计的基本要求1.1.1 工厂供电的意义和要求工厂供电,就是指工厂所需电能的供应和分配,亦称工厂配电。众所周知,电能是现代工业生产的主要能源和动力。电能既易于由其它形式的能量转换而来,又易于转换为其它形式的能量以供应用;电能的输送的分配既简单经济,又便于控制、调节和测量,有利于实现生产过程自动化。因此,电能在现代工业生产及整个国民经济生活中应用极为广泛。 在工厂里,电能虽然是工业生产的主要能源和动力,但是它在产品成本中所占的比重一般很小(除电化工业外)。电能在工业生产中的重要性,并不在于它在产品成本中或投资总额中所占的比重多少,而在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量,提高
14、产品质量,提高劳动生产率,降低生产成本,减轻工人的劳动强度,改善工人的劳动条件,有利于实现生产过程自动化。从另一方面来说,如果工厂的电能供应突然中断,则对工业生产可能造成严重的后果。因此,做好工厂供电工作对于发展工业生产,实现工业现代化,具有十分重要的意义。由于能源节约是工厂供电工作的一个重要方面,而能源节约对于国家经济建设具有十分重要的战略意义,因此做好工厂供电工作,对于节约能源、支援国家经济建设,也具有重大的作用。 工厂供电工作要很好地为工业生产服务,切实保证工厂生产和生活用电的需要,并做好节能工作,就必须达到以下基本要求:(1) 安全 在电能的供应、分配和使用中,不应发生人身事故和设备事
15、故。(2) 可靠 应满足电能用户对供电可靠性的要求。(3) 优质 应满足电能用户对电压和频率等质量的要求(4) 经济 供电系统的投资要少,运行费用要低,并尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗量。 此外,在供电工作中,应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系,既要照顾局部的当前的利益,又要有全局观点,能顾全大局,适应发展。1.1.2 工厂供电设计的一般原则 按照国家标准GB50052-95 供配电系统设计规范、GB50053-94 10kv及以下设计规范、GB50054-95 低压配电设计规范等的规定,进行工厂供电设计必须遵循以下原则: (1) 遵守规程、执行政策;必须遵守国家的有关规定及标准,
16、执行国家的有关方针政策,包括节约能源,节约有色金属等技术经济政策。 (2) 安全可靠、先进合理;应做到保障人身和设备的安全,供电可靠,电能质量合格,技术先进和经济合理,采用效率高、能耗低和性能先进的电气产品。(3) 近期为主、考虑发展;应根据工作特点、规模和发展规划,正确处理近期建设与远期发展的关系,做到远近结合,适当考虑扩建的可能性。(4) 全局出发、统筹兼顾。按负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件等,合理确定设计方案。工厂供电设计是整个工厂设计中的重要组成部分。工厂供电设计的质量直接影响到工厂的生产及发展。作为从事工厂供电工作的人员,有必要了解和掌握工厂供电设计的有关知识,以便适应设
17、计工作的需要。1.2 供配电系统设计程序全厂总降压变电所及配电系统设计,是根据各个车间的负荷数量和性质,生产工艺对负荷的要求,以及负荷布局,结合国家供电情况。解决对各部门的安全可靠,经济的分配电能问题。其基本内容有以下几方面。 负荷计算全厂总降压变电所的负荷计算,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,从而求出全厂总降压变电所高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。 工厂总降压变电所的位置和主变压器的台数及容量选择参考电源进线方向,综合考虑设置总降压变电所的有关因素,结合全厂计算负荷以及扩建和备用的需要,确定变压器的台数和容量。 厂区高压配电系统设计根
18、据厂内负荷情况,从技术和经济合理性确定厂区配电电压。参考负荷布局及总降压变电所位置,比较几种可行的高压配电网布置放案,计算出导线截面及电压损失,由不同放案的可靠性,电压损失,基建投资,年运行费用,有色金属消耗量等综合技术经济条件列表比值,择优选用。按选定配电系统作线路结构与敷设方式设计。用厂区高压线路平面布置图,敷设要求和架空线路杆位明细表以及工程预算书表达设计成果。 工厂供、配电系统短路电流计算工厂用电,通常为国家电网的末端负荷,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。 改善功率因数装置设计 按负
19、荷计算求出总降压变电所的功率因数,通过查表或计算求出达到供电部门要求数值所需补偿的无功率。由手册或厂品样本选用所需 移相电容器的规格和数量,并选用合适的电容器柜或放电装置。如工厂有大型同步电动机还可以采用控制电机励磁电流方式提供无功功率,改善功率因数。 变电所高、低压侧设备选择与校验参照短路电流计算数据和各回路计算负荷以及对应的额定值,选择变电所高、低压侧电器设备,如隔离开关、断路器、母线、电缆、绝缘子、避雷器、互感器、开关柜等设备。并根据需要进行热稳定和力稳定检验。用总降压变电所主结线图,设备材料表和投资概算表达设计成果。 继电保护及二次结线设计为了监视,控制和保证安全可靠运行,变压器、高压
20、配电线路移相电容器、高压电动机、母线分段断路器及联络线断路器,皆需要设置相应的控制、信号、检测和继电器保护装置。并对保护装置做出整定计算和检验其灵敏系数。设计包括继电器保护装置、监视及测量仪表,控制和信号装置,操作电源和控制电缆组成的变电所二次结线系统,用二次回路原理接线图或二次回路展开图以及元件材料表达设计成果。35kv及以上系统尚需给出二次回路的保护屏和控制屏屏面布置图。 变电所防雷装置设计参考本地区气象地质材料,设计防雷装置。进行防直击的避雷针保护范围计算,避免产生反击现象的空间距离计算,按避雷器的基本参数选择防雷电冲击波的避雷器的规格型号,并确定其接线部位。进行避雷灭弧电压,频放电电压
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