工厂供电课程设计-降压变电所的课程设计.doc
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目录
一、绪论………………………………………………………1页码
二、负荷计算和无功功率补偿………………………………4页码
三、变电所位置和型式的选择………………………………10页码
四、变电所主变压器台数和容量、类型的选择……………10页码
五、变电所主结线方案的设计………………………………11页码
六、短路电流的计算…………………………………………12页码
七、变电所一次设备的选择与校验…………………………15页码
八、变电所进出线的选择与校验……………………………20页码
九、变电所二次回路方案的选择及继电保护的整定………21页码
十、防雷保护和接地装置的设计……………………………25页码
十一、总结……………………………………………………28页码
附录：
变电所主结线图………………………………………30页码
参考书目………………………………………………………30页码
一、绪论
一、工厂供电的意义和目的
（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（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。
（1.2）工厂供电的目的
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。
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。
二、课程设计提供的原始数据资料
（2.1）工厂的总平面图
阳泉冶金机械厂总平面图
（2.2）工厂负荷情况
本厂多数车间为两班制，年最大利用负荷小时为3750h，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。
低压动力设备均为三相，额定电压为380V。
电气照明及家用电器均为单相，额定电压为220V。
本厂的负荷统计资料如下表所示
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
1
铸造车间
动力
300
0.3
0.70
照明
6
0.8
1.0
2
锻压车间
动力
350
0.3
0.65
照明
8
0.7
1.0
7
金工车间
动力
400
0.2
0.65
照明
10
0.8
1.0
6
工具车间
动力
360
0.3
0.60
照明
7
0.9
1.0
4
电镀车间
动力
250
0.5
0.80
照明
5
0.8
1.0
3
热处理车间
动力
150
0.6
0.80
照明
5
0.8
1.0
9
装配车间
动力
180
0.3
0.70
照明
6
0.8
1.0
10
机修车间
动力
160
0.2
0.65
照明
4
0.8
1.0
8
锅炉房
动力
50
0.7
0.80
照明
1
0.8
1.0
5
仓库
动力
20
0.4
0.80
照明
1
0.8
1.0
生活区
照明
350
0.7
0.90
工厂负荷统计资料
（2.3）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6kV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1.15m；干线首端距离本厂约7km。
干线首端所装设的高压断路器断流容量为350MVA。
此断路器配备有定时限过电流保护和电流速断保护，定时限过电流保护的动作时间为1.5s。
为满足贯彻二级负荷的要求，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75km，电缆线路总长度为20km。
（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20℃，年最低气温为-12.5℃，年最热月平均最高气温为30℃，年最热月平均气温为25℃，年最热月地下0.8m处平均温度为25℃。
当地主导风向为东北风，年雷暴日数为30。
（2.5）地质水文资料
本厂所在地区平均海拔525m，地层以黄土为主，地下水位为3m
（2.6）电费制度
本厂与当地供电部门达成协议，在工厂变电所高压侧计量电能，设专用计量柜，按两部电费制交纳电费。
每月基本电费按主变压器容量计为18元/kVA，动力电费为0.20元/kW·h，照明电费为0.50元/kW·h。
工厂最大负荷时的功率因数不得低于0.93。
此外，电力用户需按新装变压器容量计算，一次性地向供电部门交纳供电贴费：
6~10kV为800元/kVA。
二、负荷计算和无功功率补偿
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（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、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：
有功功率：
P30=Pe•Kd
无功功率:
Q30=P30•tgφ
视在功率:
S3O=P30/Cosφ
计算电流:
I30=S30/√3UN
2.3、各用电车间负荷计算结果如下表
：
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
计算负荷
P30/k
w
Q30/k
ar
S30/k
A
1
铸造车间
动力
300
0.3
0.70
90
91.8
128.6
照明
6
0.8
1.0
4.8
0
4.8
2
锻压车间
动力
350
0.3
0.65
105
122.9
161.5
照明
8
0.7
1.0
5.6
0
5.6
7
金工车间
动力
400
0.2
0.65
80
93.6
123
照明
10
0.8
1.0
8
0
8
6
工具车间
动力
360
0.3
0.60
108
140
180
照明
7
0.9
1.0
6.3
0
6.3
4
电镀车间
动力
250
0.5
0.80
125
93.8
156
照明
5
0.8
1.0
4
0
4
3
热处理车间
动力
150
0.6
0.80
90
67.5
112.5
照明
5
0.8
1.0
4
0
4
9
装配车间
动力
180
0.3
0.70
54
55.1
77
照明
6
0.8
1.0
4.8
0
4.8
10
机修车间
动力
160
0.2
0.65
32
37.4
49
照明
4
0.8
1.0
3.2
0
3.2
8
锅炉房
动力
50
0.7
0.80
35
26.3
43.8
照明
1
0.8
1.0
0.8
0
0.8
5
仓库
动力
20
0.4
0.80
8
6
10
照明
1
0.8
1.0
0.8
0
0.8
生活区
照明
350
0.7
0.90
245
80.9
272
阳泉冶金机械厂负荷计算结果表
2.4、全厂负荷计算
在负荷计算时采用的是需要系数法对各个车间进行计算，并将照明和动力部分分开计算，照明部分和生活区照明一起计算。
具体步骤如下。
1.铸造车间：
动力部分P（30）=300kw×0.3=90kw
S（30）=90/0.7=128.6kvA
Q（30）=90kw×1.02=91.8kvar
照明部分P（30）=6kw×0.8=4.8kw
Q（30）=0
2.锻压车间：
动力部分P（30）=350kw×0.3=105kw
S（30）=105/0.65=161.5kvA
Q（30）=105kw×1.17=122.9kvar
照明部分P（30）=8kw×0.7=5.6kw
Q（30）=0
3金工车间：
动力部分P（30）=400kw×0.2=80kw
Q（30）=80kw×1.17=93.6kvar
S（30）=80/0.65=123kvA
照明部分P（30）=10kw×0.8=8kw
Q（30）=0
4工具车间：
动力部分P（30）=360kw×0.3=108kw
Q（30）=108kw×1.33=140kvar
S（30）=108/0.6=180kvA
照明部分P（30）=10kw×0.8=8kw
Q（30）=0
5电镀车间：
动力部分P（30）=250kw×0.5=125kw
Q（30）=125kw×0.75=93.8kvar
S（30）=125/0.75=156kvA
照明部分P（30）=5kw×0.8=4kw
Q（30）=0
6热处理车间：
动力部分P（30）=150kw×0.6=90kw
Q（30）=90kw×0.75=67.5kvar
S（30）=90/0.8=112.5kvA
照明部分P（30）=5kw×
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