电力系统设计某啤酒厂供配电设计.docx

1、电力系统设计某啤酒厂供配电设计供电系统课程设计报告（20122013学年 第一学期） 题 目 某啤酒厂供配电设计 系 别 电子与电气工程系 专 业 电气工程及其自动化 班 级 0920325 学 号 092032516 姓 名 陈继辉 指导教师 贾景贵 完成时间 2012年11月16日 评定成绩 一、 设计的目的在基本掌握了发电厂电气部分课程知识的基础上，完成课程设计项目的设计。通过课程设计环节的训练，包括设计方案的论证、硬件选择、参数计算和设计报告的撰写，掌握供配电项目的设计流程和方法，加深对发电厂电气部分课程知识的理解和掌握，培养供配电系统的设计能力，初步积累供配电系统开发经验，以及分析问

2、题和解决问题的方法，并进一步拓宽专业知识面，培养实践应用技能和创新意识。 二、 设计的内容与要求以某啤酒厂全厂的总配电及部分车间配电系统的设计为背景，对该工厂供电系统进行合理的设计，重点设计酿造车间的配电系统。包括主接线，变压器、断路器等设备选择，电力负荷计算，短路电流计算，线路和变压器的继电保护设计等。啤酒厂的供电系统可分为几大模块区域。例如酿造车间、包装车间、实验室及一些办公楼用电等。其中发酵车间要求在生产过程中不能停电。1.工厂变电所设计计算用电气主接线简图。2.变电所供电平面布置图。三、设计资料电压等级：10/0.4kV气象条件：最高气温40, 最低气温-20，年平均气温25。土壤电阻

3、率：p400/m当地雷暴日：40日/年三班倒企业。 厂区平面图 表1：2#变电所的技术参数用电设备组名称容量Pe/kW需要系数Kdcostg2#变电所麦芽储存输送2.20.80.80.75糖化糊化煮沸锅7.50.80.80.75压滤机5.00.80.80.75CIP4.00.80.80.75过滤5.00.80.80.75制冷3480.80.80.75空压3080.80.80.75水泵86.30.80.80.75锅炉房700.80.80.75照明60.81.00小计表2：其他的车间变电所的技术参数用电设备组或车间名称容量Pe/kW需要系数Kdcostg1#变电所罐装线3330.80.80.75仓

4、库150.30.51.73试验室1250.250.51.73小计3#变电所行政楼150.80.80.75水处理房280.80.80.75其他500.80.80.75小计考虑全厂同时系数 KP=0.9 KQ=0.954、各车间计算负荷和无偿功率(一)变电所2#：1.计算：(1)麦芽存储输送：已知：Pe=2.2kW，Kd=0.8，cos=0.8，tg=0.75故： P=PeKd=2.20.8=1.76(kW) Q=Ptg=1.760.75=1.32(kVAR) S=2.2(kVA)(2)糖化 糊化煮沸锅：已知：Pe=7.5kW，Kd=0.8，cos=0.8，tg=0.75故： P=PeKd=7.5

5、0.8=6.0(kW) Q=Ptg=6.00.75=4.5(kVAR) S=7.5(kVA)(3)压滤机：已知：Pe=5.0kW，Kd=0.8，cos=0.8，tg=0.75故： P=PeKd=5.00.8=4.0(kW) Q=Ptg=4.00.75=3.0(kVAR) S=5(kVA)(4)CIP：已知：Pe=4.0kW，Kd=0.8，cos=0.8，tg=0.75故： P=PeKd=4.00.8=3.2(kW) Q=Ptg=3.20.75=2.4(kVAR) S=4(kVA)(5)过滤：已知：Pe=5.0kW，Kd=0.8，cos=0.8，tg=0.75故： P=PeKd=5.00.8=4

6、.0(kW) Q=Ptg=4.00.75=3.0(kVAR) S=5(kVA)(6)制冷：已知：Pe=348kW，Kd=0.8，cos=0.8，tg=0.75故： P=PeKd=348*0.8=278.4(kW) Q=Ptg=278040.75=208.8(kVAR) S=348(kVA)(7)空压：已知：Pe=308kW，Kd=0.8，cos=0.8，tg=0.75故： P=PeKd=3080.8=246.4(kW) Q=Ptg=246.40.75=184.8(kVAR) S=300(kVA)(8)水泵：已知：Pe=86.3kW，Kd=0.8，cos=0.8，tg=0.75故： P=PeKd

7、=86.30.8=69.04(kW) Q=Ptg=69.040.75=51.78(kVAR) S=86.3(kVA)(9)锅炉房：已知：Pe=70kW，Kd=0.8，cos=0.8，tg=0.75故： P=PeKd=700.8=56(kW) Q=Ptg=560.75=42(kVAR) S=70(kVA)(10)照明：已知：Pe=6kW，Kd=0.8，cos=0.8，tg=0.75故： P=PeKd=60.8=4.8(kW) Q=Ptg=4.80=0(kVAR) S=4.8(kVA)变电所2#负荷统计列表序号名称容量Pe/kWKdcosP(kW)Q(kVAR)S(kVA)1麦芽存储输送2.20.

8、80.81.761.322.22糖化糊化煮沸锅7.50.80.864.57.53压滤机50.80.84354CIP40.80.83.22.445过滤50.80.84356制冷3480.80.8278.4208.83487空压3080.80.8246.4184.83008水泵86.30.80.869.451.7886.39锅炉房700.80.856427010照明60.814.804.8小计842667.56496.8832.8（2）变压器1#：1.计算：(1)罐装线：已知：Pe=333kW，Kd=0.8，cos=0.8，tg=0.75故： P=PeKd=333*0.8=266.4(kW) Q=

9、Ptg=266.40.75=199.8(kVAR) S=333(kVA)(2)仓库：已知：Pe=15kW，Kd=0.3，cos=0.5，tg=1.73故： P=PeKd=150.3=4.5(kW) Q=Ptg=4.51.73=7.785(kVAR) S=9(kVA)(3)试验室：已知：Pe=125kW，Kd=0.25，cos=0.5，tg=1.73故： P=PeKd=1250.25=31.25(kW) Q=Ptg=31.251.73=54.06(kVAR) S=62.44(kVA)计算负荷统计列表序号名称容量KdtgP(kW)Q(kVAR)S(kVA)1灌装线3330.80.75266.419

10、9.83332仓库150.31.734.57.78593试验室1250.251.7331.2554.0662.44小计473302.15261.645404.44（3）变压器3#：1.计算：(1)行政楼：已知：Pe=15kW，Kd=0.8，cos=0.8，tg=0.75故： P=PeKd=150.8=12(kW) Q=Ptg=120.75=9(kVAR) S=15(kVA)(2)水处理房：已知：Pe=28kW，Kd=0.8，cos=0.8，tg=0.75故： P=PeKd=28*0.8=22.4(kW) Q=Ptg=22.40.75=16.8(kVAR) S=28(kVA)(3)其他：已知：P

11、e=50kW，Kd=0.8，cos=0.8，tg=0.75故： P=PeKd=500.8=40(kW) Q=Ptg=400.75=30(kVAR) S=50(kVA)序号名称容量KdtgP(kW)Q(kVAR）S(kVA)1行政楼150.80.75129152水处理房280.80.7522.416.8283其他500.80.75403050小计9374.455.8935、变电所设计选择 （一）全厂供电平面图：1#变电所：生产车间、实验室、仓库2#变电所：发酵车间、酿造车间、原料仓库3#变电所：行政楼、水处理房、其它（2）变压器选择：（一）、变压器1#：(1) 同时系数： =0.9 =0.95P

12、=302.15=271.935(kW)Q=261.645=248.563(kVAR)S=368.419 (kVA)(2)变电所的无功补偿(提高功率因数到0.9以上)则：补偿前的功率因数：cos=P/S=0.740.9(3) 变电所变压器选择。为保证供电的可靠性，选用两台变压器（每台可供车间总负荷的70%）Snt1=0.7S2 =0.7659.5=461.65kVA选择变压器型号为S9系列，额定容量为500 kVA，两台。查表得各参数：空载损耗 ：P0=1kW负载损耗 ：Pk=5.0kW阻抗电压 ：Uz%=4空载电流 ：Ik%=1.4(4) 计算每台变压器的功率损耗：（n=1）S=S2/2 =6

13、59.5/2=329.75 kVAPt=nP0+(1/n)*Pk*(S/Sn)2=3.55kWQt=n(Ik%/100)*Sn+(1/n)*(Uz%/100)*Sn*(S/Sn)2=15.885kVAR(三)、变压器3#：（1）同时系数： =0.9 =0.95P=74.4=66.96(kW)Q=55.8=53.01(kAVR)S=85.4(kVA)(2) 变电所的无功补偿(提高功率因数到0.9以上)补偿前的功率因数：cos=P/S=66.96/85.4=0.780.9计算公式为：Q=P（tg1tg2） 因此，所需要的补偿容量为：Q=P（tg1tg2） =66.96*(tgarccos0.78-

14、tgarccos0.90) =21.3(kVAR) 即：选取Qc=25kVAR10kV侧补偿后：补偿后：Q= 53.01-25=28.01kVARS3 = =72.58 kVA cos=P/S3 =66.96/72.58=0.92(3) 变电所变压器选择。为保证供电的可靠性，选用两台变压器（每台可供车间总负荷的70%）Snt1=0.7*S3 =0.772.58=50.806kVA选择变压器型号为S9系列，额定容量为63 kVA，两台。查表得各参数：空载损耗 ：P0=0.17kW负载损耗 ：Pk=0.87kW阻抗电压 ：Uz%=4空载电流 ：Ik%=2.6(4) 计算每台变压器的功率损耗：（n=

15、1）S=S3/2=72.58/2=36.29 kVAPt=nP0+(1/n)*Pk*(S/Sn)2=0.731kWQt=n(Ik%/100)*Sn+(1/n)*(Uz%/100)*Sn*(S/Sn)2=2kVAR（四）、厂内10kV线路计算电流（1）、供给变电所1的10kV线路为保证供电可靠性，采用双回路供电线路，每回供电线路计算负荷：P=271.935/2 =135.97kWQ=88.563 /2=44.282kVARP= P + Pt =135.97+2.53=138.5 kWQ=Q + Qt =44.282+6.288 =50.57 kVARS=147.443kVAI = S /U =

16、147.443/(10)=8.5A（2）、供给变电所2的10kV线路P=600.804/2 =300.402kWQ=271.96/2=135.98kVARP= P + Pt = 300.402+3.55=303.952kWQ=Q + Qt =135.98+15.885=151.865 kVARS=339.78kVAI = S /U = 339.78/(10)=19.62A (3)、供给变电所3的10kV线路P=66.96/2 =33.48kWQ=28.01/2=14.005kVARP= P + Pt = 33.48+0.731=34.211kWQ=Q + Qt =14.005+2=16.005

17、 kVARS=37.77kVAI = S /U = 37.77/(10)=2.18A 6、工厂主接线设计下图为工厂主接线图7、短路电流计算 按无穷大系统供电计算短路电流，短路计算电路图如图所示，本计算法采用欧姆法。电力系统出口处采用SN10-10型断路器，其断流容量为500MVA。用电缆线路敷设故其电抗值取为0.08 /KM，假设10kV电缆长度为5KM，当10kV母线和0.4kV母线分别发生短路时其等效图如下所示 1.计算短路电流中各元件的电抗及总电抗1)电力系统的电抗:2）架空线路的电抗：3)绘k-1点短路的等效电路，计算其总抗为2.计算三相短路电流和短路容量三相短路电流周期分量有效值三相短路次暂态电流和稳态电流三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值kA4)三相短路容量2.求k2点的短路电流和短路容量计算短路电路中各元件的电抗及总电抗电力系统的电抗