工厂供配电课程设计.doc

摘要3工厂供配电课程设计任务书4第一章 负荷计算及功率补偿54、功率补偿14第二章 变电所主变压器151、 主变压器台数的选择152、 变电所主变压器容量的选择15第三章 主结线方案的选择161、方案选择162、方案确定19第四章 短路计算191、确定基准值202、计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值203、求k-1点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量214、求k-2点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量215、短路电流计算结果：22第五章 导线型号及截面的选择231、导体材料的选择232、导线绝缘的选择233、导线截面的选择23第六章 高、低压设备的选择241、工厂变电所高压开关柜母线选择242、配电所高压开关柜的选择24第七章 变压器的继电保护241、过电流保护242、差动保护243、变压器的过电流保护25第八章 防雷与接地261、确定接地电阻263、确定方案26总结27参考文献28摘要供配电技术，就是研究电力的供应及分配的问题。电力，是现代工业生产、民用住宅、及企事业单位的主要能源和动力，是现代文明的物质技术基础。没有电力，就没有国民经济的现代化。现代社会的信息化和网络化，都是建立在电气化的基础之上的。因此，电力供应如果突然中断，则将对这些用电部门造成严重的和深远的影响。故，作好供配电工作，对于保证正常的工作、学习、生活将有十分重要的意义。供配电工作要很好的为用电部门及整个国民经济服务，必须达到以下的基本要求：（1） 安全在电力的供应、分配及使用中，不发生人身事故和设备事故。（2） 可靠应满足电力用户对供电可靠性和连续性的要求。（3） 优质应满足电力用户对电压质量和频率质量的要求。（4） 经济应使供配电系统投资少，运行费用低，并尽可能的节约电能和减少有色金属消耗量。 另外，在供配电工作中，还应合理的处理局部和全局，当前与长远的关系，即要照顾局部和当前利益，又要有全局观点，能照顾大局，适应发展。关键词：工厂供电 负荷计算 变压器 防雷工厂供配电课程设计任务书一、目的通过设计,系统地复习,巩固工厂供电的基本知识,提高设计计算能力和综合分析能力,为今后的工作奠定初步的基础.二、任务某机械厂供配电系统设计 ,具体数据如下:序号车间名称金属切削机床（三相）通风机（三相）电阻炉（三相）电热干燥箱（220v单相）对焊机（380v单项）1原料车间6kw*34kw*310kw*410kw*42电镀车间3kw*34kw*320kw*410kw*23锅炉车间10kw*24kw*510kw*44加工中心30kw*35kw*34kw*220kw*4注：各单相设备尽量平衡接入系统，负荷持续率均已经换算为100。三、基本要求按照国家标准gb50052-95供配电系统设计规范, gb50053-9410kv及以下变电所设计规范及gb50054-95低压配电设计规范等规范,进行工厂供电设计.做到安全,可靠,优质,经济的基本要求.并处理好局部与全局,当前与长远利益的关系,以便适应今后发展的需要,同时还要注意电能和有色金属的节约等问题.四、设计内容及步骤1、工厂负荷计算及功率补偿，列出负荷计算表、表达计算成果。2、工厂总降压变电所的位置和主变压器的台数及容量选择3、工厂总降压变电所主结线设计4、工厂供、配电系统短路电流计算5、导线型号及截面的选择6、合理确定无功补偿.要求10kv侧cos=0.92.五、编写设计说明书的具体要求 1、设计说明书应包括设计题目,方案论证,负荷计算,设备及导线的选择,动稳定度,热稳定度和断流能力校验等.2、设计说明书要求方案可行,计算方法正确,图纸规范无误,条理清楚,语言通顺.有关说明:1、电源:工厂东北方向2公里有一降压变电所110/35/10kv,12150kva变压器一台作为工厂的主电源,允许用35kv或10kv中的一种电压,以单回架空线向工厂供电.此外,由正北方向其他工厂引入10kv电缆作为备用电源,平时不准投入,只在该厂的主电源发生故障或检修时提供照明及部分重要负荷用电,输送容量不得超过全厂计算负荷的20%.2、负荷类型:本厂除三车间和五车间有部分二级负荷外,其余均为三级负荷.3、工厂为两班制,全年工作时数为4500h,最大负荷利用时数为4000h.(参考值)第一章 负荷计算及功率补偿1.负荷计算l 各用电车间计算负荷a. 原料车间通风机组 查表得：kd=0.8,cos=0.8，tan=0.75 pe=6*3kw=18kw p30(1)= kd*pe=0.8*18kw=14.4kw q30(1)=p30tan=14.4*0.75kvar=10.8kvar电阻炉组 查表得：kd=0.7,cos=1.0, tan=0 pe=4*3kw=12kw p30(2)= kd*pe=0.7*12kw=8.4kw q30(2)= p30(2)tan=8.4*0=0电热干燥箱组 查表得：kd=0.7,cos=1.0, tan=0pab-a=pbc-b=pca-c=0.8,pab-b=pbc-c=pca-a=0.2,qab-a=qbc-b=qca-c=0.22,q ab-b=q bc-c=q ca-a=0.8有四台电热干燥箱2台接于an相间a相 p30.a=0.7*2*10kw=14kwb相 p30.b=0.7*10kw=7kwc相p30.c=0.7*10kw=7kw 等效三相计算负荷 p30（3）=3p30。a=3*14kw=42kw q30（3）= 0 对焊机组 查表得：kd=0.35，cos=0.7，tan=1.02pab-a=pbc-b=pca-c=0.8,pab-b=pbc-c=pca-a=0.2,qab-a=qbc-b=qca-c=0.22,q ab-b=q bc-c=q ca-a=0.8有四台单项对焊机 ab相间接2台，其余接一台a相 pa=0.8*10*2kw+0.2*10kw=18kw qa=0.22*10*2kvar+0.8*10kvar=12.4kvarb相 pb=0.8*10kw+0.2*10*2kw=12kw qb=0.22*10kvar+0.8*10*2kvar=18.2kvarc相 pc=0.8*10kw+0.2*10kw=10kw qc=0.22*10kvar+0.8*10kvar=10.2kvar各相的有功和无功计算负荷为a相 p30。a=0.35*18kw=6.3kw q30。a=0.35*12.4kvar=4.34kvarb相 p30。b=0.35*12kw=4.2kw q30。b=0.35*18.2kvar=6.37kvarc相 p30。c=0.35*10kw=3.5kw q30。c=0.35*10.2kvar=3.57kvar总的等效三相计算负荷 p30(4)=3p30。a=3*6.3kw=18.9kw q30(4)=3q30。b=3*6.37kvar=19.11kvar取kp=0.95 kq=0.97整个车间总的计算负荷为 p30=kp(p30(1)+ p30(2)+ p30(3) + p30(4) =0.95(14.4+8.4+42+18.9)kw=79.52kw q30= kq(q30(1)+ q30(2)+ q30(3) =0.97(10.8+0+0+19.11)kvar =29.01kvars30=84.64kv.ab. 电镀车间通风机组 查表得：kd=0.8,cos=0.8，tan=0.75 pe=3*3kw=9kw p30(1)= kd*pe=0.8*9kw=7.2kw q30(1)= p30(1)tan=7.2*0.75kvar=5.4kvar电阻炉组 查表得：kd=0.7,cos=1.0, tan=0 pe=4*3kw=12kw p30(2)= kd*pe=0.7*12kw=8.4kw q30(2)=p30tan=8.4*0=0电热干燥箱组 查表得：kd=0.7,cos=1.0, tan=0pab-a=pbc-b=pca-c=0.8,pab-b=pbc-c=pca-a=0.2,qab-a=qbc-b=qca-c=0.22,q ab-b=q bc-c=q ca-a=0.8有四台电热干燥箱2台接于an相间a相 p30.a=0.7*2*20kw=28kwb相 p30.b=0.7*20kw=14kwc相p30.c=0.7*20kw=14kw 等效三相计算负荷 p30（3）=3p30。a=3*28kw=84kw q30（3）= 0 对焊机组 查表得：kd=0.35，cos=0.7，tan=1.02pab-a=pbc-b=pca-c=0.8,pab-b=pbc-c=pca-a=0.2,qab-a=qbc-b=qca-c=0.22,q ab-b=q bc-c=q ca-a=0.8有两台单项对焊机接于ab bc间a相 pa=0.8*10kw=8kw qa=0.22*10k.var=2.2k.var b相 pb=0.2*2*10kw+0.8*10kw=12kw qb=0.8*2*10kvar+0.22*10kvar=18.2kvar c相 pc=0.2*10kw=2kw qc=0.8*10kvar=8kvar各相的有功无功计算负荷为 a相 p30。a=0.35*8kw=2.8kw q30。a=0.35*2.2kvar=0.77kvar b相 p30。b=0.35*12kw=4.2kw q30。b=0.35*18.2kvar=6.37kvarc相 p30。c=0.35*2kw=0.7kw q30。c=0.35*8kvar=2.8kvar等效三相计算负荷 p30(4)=3p30。b=3*4.2kw=12.6kw q30(4)=3q30。b=3*6.37kvar=19.11var取kp=0.95 kq=0.97整个车间总的计算负荷为 p30=kp(p30(1)+ p30(2)+ p30(3) + p30(4) =0.95(7.2+8.4+84+12.6)kw= 106.59kw q30= kq(q30(1)+ q30(2)+ q30(3) + q30(4) =0.97(5.4+0+0+19.11)kvar =23.77kvars30=109.21kv.ac. 锅炉车间 通风机组 查表得：kd=0.8,cos=0.8，tan=0.75pe=2*10kw=20kw p30(1)= kd*pe=0.8*20kw=16kwq30(1)= p30(1)tan=16*0.75kvar=12kvar电阻炉组 查表得：kd=0.7,cos=1.0, tan=0pe=5*4kw=20kw p30(2)= kd*pe=0.7*20kw=14kwq30(2)= p30(2)tan=0对焊机组 查表得：kd=0.35，cos=0.7，tan=1.02pab-a=pbc-b=pca-c=0.8,pab-b=pbc-c=pca-a=0.2,qab-a=qbc-b=qca-c=0.22,q ab-b=q bc-c=q ca-a=0.8有四台单项对焊机 ab相间接2台，其余接一台a相 pa=0.8*10*2kw+0.2*10kw=18kw qa=0.22*10*2kvar+0.8*10kvar=12.4kvarb相 pb=0.8*10kw+0.2*10*2kw=12kw qb=0.22*10kvar+0.8*10*2kvar=18.2kvarc相 pc=0.8*10kw+0.2*10kw=10kw qc=0.22*10kvar+0.8*10kvar=10.2kvar各相的有功和无功计算负荷为a相 p30。a=0.35*18kw=6.3kw q30。a=0.35*12.4kvar=4.34kvarb相 p30。b=0.35*12kw=4.2kw q30。b=0.35*18.2kvar=6.37kvarc相 p30。c=0.35*10kw=3.5kw q30。c=0.35*10.2kvar=3.57kvar总的等效三相计算负荷 p30(3)=3p30。a=3*6.3kw=18.9kw q30(3)=3q30。b=3*6.37kvar=19.11kvar取kp=0.95 kq=0.97整个车间总的计算负荷为 p30=kp(p30(1)+ p30(2)+ p30(3) =0.95(16+14+18.9)kw=46.46kw q30= kq(q30(1)+ q30(2)+ q30(3) =0.97(12+0+19.11)kvar =30.18kvars30=55.40kv.ad. 加工中心金属切削机床组查表得：kd=0.2,cos=0.5，tan=1.73pe=3*30kw=90kw p30(1)= kd*pe=0.2*90kw=18kw q30(1)= p30(1)tan=18*1.73kvar=31.14kvar通风机组 查表得：kd=0.8,cos=0.8，tan=0.75pe=3*5kw=15kw p30(2)= kd*pe=0.8*15kw=12kwq30(2)= p30(2)tan=12*0.75kvar=9kvar电阻炉组 查表得：kd=0.7,cos=1.0, tan=0 pe=4*2kw=8kw p30(2)= kd*pe=0.7*8kw=5.6kw q30(2)=p30tan=5.6*0=0电热干燥箱组 查表得：kd=0.7,cos=1.0, tan=0pab-a=pbc-b=pca-c=0.8,pab-b=pbc-c=pca-a=0.2,qab-a=qbc-b=qca-c=0.22,q ab-b=q bc-c=q ca-a=0.8有四台电热干燥箱2台接于an相间a相 p30.a=0.7*2*20kw=28kwb相 p30.b=0.7*20kw=14kwc相p30.c=0.7*20kw=14kw 等效三相计算负荷 p30（4）=3p30。a=3*28kw=84kw q30（4）= 0取kp=0.95 kq=0.97整个车间总的计算负荷为 p30=kp(p30(1)+ p30(2)+ p30(3) + p30(4) =0.95(18+12+5.6+84)kw=113.62kw q30= kq(q30(1)+ q30(2)+ q30(3) + q30(4) =0.97(31.14+9+0+0)kvar =38.94kvars30=120.11kv.a 各用电车间负荷计算结果如下表：序号车间名称设备容量计算负荷变压器台数及容量p30(千瓦)q30千乏)s30(千伏安)1原料车间11079.5229.0184.641*1002电镀车间121106.5923.77109.211*1253锅炉车间6246.4630.1855.401*1004加工中心193113.6238.94120.111*125 全厂负荷计算 取kp=0.95 kq=0.97 = （79.52+106.59+46.46+113.62)kw=346.19kw =(29.01+23.77+30.18+38.94)kvar=121.9kvar p30=kp=0.95*346.19kw=328.88kw q30= kq=0.97*121.9kvar=118.24kvar s30=(p30*p30+q30*q30)0.5=373.3kv.a = /(un=380v) 531.00a cos=p30/s30=328.88/373.3=88.1%4、功率补偿设计中要求cos0.9,而由上面计算可知cos=0.841.5满足保护灵敏度的要求4、变压器的过负荷保护过负荷保护动作电流的整定(ol) = 1.3/ = 1.3104/40a = 3a动作时间取1015s第八章 防雷与接地1、确定接地电阻 250v/ie 式中ie的计算为 = = 60(60354)a/350 = 34.3a 故： 350v/34.3a = 10.2 综上可知，此配电所总的接地电阻应为re102、单根钢管接地电阻选直径50mm、长2.5m的钢管作接地体查相关资料得土质的 =