供配电课程设计机械加工厂全厂变电所及厂区配电系统设计word文档良心出品.docx

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供配电课程设计机械加工厂全厂变电所及厂区配电系统设计word文档良心出品

第一章绪论

1.1工厂供电的意义

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。

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。

1.2设计概述

本次设计主要是按照国家标准进行的，满足电力负荷对供电的要求，符合各供电规程。

要求电源电压等级：

10kv。

电源变电所最小短路容量是200MVA，最大短路容量是300MVA，且电源变电所10KV引出线继电保护的正定时间是1.6S。

全厂功率因数要求不低于《供用电规程》。

工厂为二班制生产，全年工作时数4500小时。

根据需要系数法完成设备容量的计算。

用标幺制对短路电流计算，计算时要算出最大短路电流和最小短路电流以便于设备的选取和校验。

根据需要对变压器进行继电保护。

1.3设计任务及设计方案

一、课程设计题目:

机械工厂供电设计

二、设计要求：

满足电力负荷对供电的要求，符合个有关供电规程。

三、原始资料：

1.工厂总平面图（参见附图）。

2.各车间用电设计资料（参见附表）

3.电源情况：

（1）电源电压等级：

10千伏

（2）电源线路：

用一回架空非专业线向本厂供电，导线型号为LJ-70，线路长度为5公里，线路走向参看工厂总平面图。

（3）电源变电所10千伏母线Sk.max=300MVA，Sk.min=200MVA。

（4）电源变电所10千伏引出线继电保护的整定时限为1.6秒。

4．全厂功率因素要求不低于《供用电规程》。

5.计量要求高供高量。

6.二部电价制收费：

（1）电度电价为0.058元/度。

（2）设配容量电价4元/千伏安、月（或最高量电价6元/千瓦、月）。

7.工厂为二班制生产，全年工作时数4500小时，最大负荷利用小时3500小时（均为统计参考值）。

8.厂区内低压配电线路允许电压损失3.5~5%。

9．本地气象、地壤等资料：

（1）海拔高度9.2米。

（2）最热月平均温度28.4℃。

（3）最热月平均最高温度32.2℃。

（4）极端最高温度38.5℃。

（5）极端最低温度-15.5℃。

（6）雷暴日数35.6日/年。

（7）最热月地下0.8米的平均温度27.4℃。

四、设计任务：

1．设计说明计划书一份。

在设计说明计算书中应包括以下主要部分：

各车间与全厂的负荷计算，功率因素的补偿（放电电阻值）。

变（配）电所位置的确定，变压器的数量、容量的决定。

全厂供电系统的接线方式与变电所主结线的确定。

高气压电气设备与导线电缆的选择。

短路电流的计算与前期设备的校验。

继电保护整定计算。

2.设计图纸：

（1）变（配）电所主结线图一张（或将高、低压分开画两张）。

（2）工厂变配电所和电力线路平面布置图一张。

（3）继电保护原理接线图一张。

（4）变配电所平剖面图一张（二张）。

3.主要设备材料表一份。

五．设计时间：

设计时间定为两周。

说明：

若课程时间为一周半，继电保护整定计算及变配电所平剖面布置图不做。

第二章负荷计算及功率补偿

2.1负荷计算的内容和目的

（1）计算负荷又称需要负荷或最大负荷。

计算负荷是一个假想的持续性的负荷，其热效应与同一时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。

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。

（2）尖峰电流指单台或多台用电设备持续1秒左右的最大负荷电流。

一般取启动电流上午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。

（3）平均负荷为一段时间内用电设备所消耗的电能与该段时间之比。

常选用最大负荷班的平均负荷，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负荷计算的方法

负荷计算的方法有需要系数法、利用系数法及二项式等几种。

本设计采用需要系数法确定。

主要计算公式有：

有功计算负荷（kW）

无功计算负荷（kvar）

视在负荷计算（kV·A）

计算电流（A）

第四车间计算负荷

C41-750型空气锤，C41-250型空气锤,C41-150型空气锤：

Kd1=0.25

cos1=0.60

tan1=1.33

Pc1=Kd1*Pe1=0.25*（55+4*22+17）

=40KW

Qc1=Pc1*tan1=40*1.33=53.2KVAR

RJJ-45-9箱式电阻炉：

Kd2=0.85

cos2=0.85

tan2=0.2

Pc2=Pe2=45KW

Qc2=Pc2*tan2=45*0.2=9KVAR

KCB-175齿轮油泵，3-18-101离心通风机，轴流风机：

Kd3=0.85

cos3=0.85

tan3=0.62

Pe3=Kd3*Pe3=0.85*（5*1.6+2*13+12*0.8）=37.06KW

Qc3=Pc3*tan337.06*0.62=22.9772KVAR

AX-320点焊机：

Kd4=0.35

cos4=0.60

tan4=1.33

Pc4=Pe4=*Pn=*1411.29KW

Qc4=Pc4*tan4=11.29*1.3315.02KVAR

S3SL400砂轮机：

Kd5=0.16

cos5=0.50

tan5=0.73

Pc5=Kd5*Pe5=0.16*15*3=7.2KW

Qc5=Pc5*tan5=7.2*0.735.256KVAR

5吨电动双梁式起重机，2吨立柱式起重机，1吨立柱式起重机：

Kd6=0.25

cos6=0.5

tan6=1.73

Pc6=Kd6*Pe6=Kd6**Pn=0.25**17.5+*8.6+*2*4.224.88KW

Qc6=Pc6*tan6=4.88*1.738.45KVAR

Pc=k=0.9*（40+45+37.06+11.29+7.2+4.88）130.887KW

Qc=k=0.9*（53.2+9+22.9772+15.02+5.256+8.45）

102.51KVAR

Sc=166.25KVA

Ic=252.59A

第五车间计算负荷

清砂机，混砂机，碎铁机，筛沙机：

Kd1=0.8

cos1=0.8

tan1=0.75

Pc1=Kd1*Pe1=0.8*（5*1.7+4*4.6+3*2.8+4*1.7）

=33.68KW

Qc1=Pc1*tan1=33.68*0.75=25.26KVAR

煨火炉鼓风机，铸工鼓风机，皮带运输机，小鼓风机：

Kd2=0.82

cos2=0.8

tan2=0.75

Pc2=Kd2*Pe2=0.82*（5*2.8+28+2*22+10*1.0）=78.72KW

Qc2=Pc2*tan2=78.72*0.75=59.04KVAR

管型电阻炉，箱型电阻炉：

Kd3=0.8

cos3=0.98

tan3=0.75

Pe3=Kd3*Pe3=0.8*（4*1+3*2）=8KW

Qc3=Pc3*tan38*0.2=1.6KVAR

砂轮机：

Kd4=0.35

cos4=0.5

tan4=1.73

Pc4=Kd4*Pe4=0.35（9*0.5）=1.575KW

Qc4=Pc4*tan4=1.575*1.731.15KVAR

3吨单梁行车：

Kd5=0.35

cos5=0.5

tan5=1.73

Pc5=Pe5=4.5+2.8=7.3KW

Qc5=Pc5*tan5=7.3*1.7312.629KVAR

化铁炉加料机，皮带运输机：

Kd6=0.65

cos6=0.75

tan6=0.88

Pc6=Kd6*Pe6=0.65*（4*1.7+4*1.7）8.84KW

Qc6=Pc6*tan6=8.84*0.887.78KVAR

Pc=k=0.9*（33.68+78.72+8+1.575+7.3+8.84）124.30KW

Qc=k=0.9*（25.26+59.04+1.6+1.15+12.629+7.78）

96.71KVAR

Sc=157.49KVA

Ic=239.28A

其他车间见附录

2.3无功功率补偿

一．生活照明灯

a.室内

1.仓库面积

设备容量

2.食堂面积

设备容量

3.办公大楼面积

设备容量

4车库面积

设备容量

5.办公大楼面积

设备容量

总的计算负荷：

Qc=Pe·tgΦ=27.58×1.33=36.68kvar

b.室外：

道路总长：

L=1160m

容量：

Qc=0kvar

c.生活照明总计算负荷：

设同时系数KƩp=KƩq=0.9

2.全场计算负荷：

低压侧的有功计算负荷为

变压器的功率损耗

低压侧的功率因数

变电所高压侧总的计算负荷为

高压侧的功率因数

根据国家标准规定，功率因素至少要达到0.9，而实际的功率因素不满足要求，所以要进行无功补偿。

（2）无功补偿

在低压侧进行补偿，由于电压为0.38Kv，所以采用自动补偿方式

首先假定补偿功率因素为

则确定补偿容量

查表A-2选BW0.4-14-3型电容器，需要的数量为

实际的补偿容量为：

在实际补偿时选用的补偿器型号为

补偿器型号

台数

PGJ1-2

1

PGJ1-4

3

总计补偿容量

224KVAR

所以实际的补偿容量为：

（1）补偿后的计算负荷和功率因数

变压器高压侧视在计算负荷为：

此时变压器的功率损耗为：

变电所高压侧总的计算负荷为：

变电所高压侧的功率因数

满足要求

综上：

需要补偿的容量为224Kvar，补偿后高压侧的功率因数达到0.92，高压侧总的视在功率减少了115.17KVA。

第三章变电所一次系统设计

3.1变电所的配置

变电所的类型：

机械加工厂需要的电压等级是10KV，根据负荷计算该厂需要设计一座全厂变电所和一个车间独立变电所。

变电所的位置：

根据经济最省和靠近负荷中心的原则我把变电