电气工程课程设计-塑料制品厂供配电系统的电气设计.doc

东 北 石 油 大 学课 程 设 计课 程 电气工程课程设计 题 目 塑料制品厂供配电系统的电气设计 院 系 电气信息工程学院自动化系 专业班级 学生姓名 学生学号 指导教师 2012年 7月 18 日东北石油大学课程设计任务书课程 电气工程课程设计 题目 塑料制品厂供配电系统的电气设计 专业 电气工程及其自动化 姓名 学号 主要内容：对一个塑料制品工厂全厂总配变电所及配电系统的设计。本设计首先根据厂方给定的全厂各车间电气设备及车间变电所负荷计算表进行电力负荷计算，然后根据对计算负荷的分析选定主变压器和各车间变电所的变压器型号及其联接组别，在设计中根据本厂供电电源和厂供电要求进行架空线路的选择，根据电力部门对工厂功率因数的要求计算出需要补偿的无功功率并以此选择相应的补偿电容器。然后对线路设定短路点进行短路电流的计算作为各设备的选型依据。考虑到对变压器的保护在设计中对主变压器设置以下继电保护：瓦斯保护、过电流保护和电流速断保护。参考资料：1 刘介才.工厂供电 M 北京：机械工业出版社，2003.44-482 王健明，苏文成供电技术 M 西安：电子工业出版社，20043 何仰赞，温增银电力系统分析 M 武汉：华中科技大学出版社，20044 张桂香机电类专业毕业设计指南 M 北京：机械工业出版社，2005完成期限 2012.7.10至2012.7.18 指导教师 专业负责人 2012 年 7 月 9 日电气工程课程设计（报告）目 录1设计要求12电力负荷计算13变电所高压电器设备选型43.1补偿电容器选择43.2主变压器的选择53.3各变电所变压器选择54短路电流的计算64.1三相短路电流的计算目的64.2短路电流的计算公式64.3各母线短路电流列表75主变压器继电保护75.1保护装置及整定计算86变电所设备的选择校验96.1高压设备器件的校验96.2导线与电缆的选择与校验96.3低压设备的选择与校验107防雷与接地装置设计108总 结11参考文献121设计要求为某塑料制品厂设计全厂总配变电所及配电系统。1. 短路电流计算。2. 主要电气设备选择。3. 主变压器的继电保护。4. 变电所设备的选择校验。5. 防雷和接地装置的设计。2电力负荷计算根据公式： 分别计算出各车间的有功和无功功率及视在功率的计算值填入表2-1、2-2、2-3、2-4、2-5。表2-1 1号变电所负荷计算表（380V侧）序号车间或用电设备组的名称设备容量（kW）需要系数功率因数Cos功率因数角正切tan计算负荷有功 (kW)无功 (kvar)视在 (KVA)1薄膜车间14000.60.61.338401117.214002原料库300.250.51.737.512.975153生活间100.810884成品库（一）250.30.51.737.512.975155成品库（二）240.30.51.737.212.45614.46包装材料库200.30.51.73610.38127小计1509876.21165.9861458.5故，最大视在功率，最大功率因数。供电局要求该厂35kV进线侧最大负荷时功率因数不得低于0.9，380V侧最大负荷时功率因数不得大于0.92。考虑到主变压器的无功损耗远大于有功损耗，因此380V侧最大功率因数应大于0.9，暂取0.92来计算380V侧所需无功功率补偿容量：表2-2 2号变电所负荷计算表（380V侧）序号车间或用电设备组的名称设备容量（kW）需要系数功率因数Cos功率因数角正切tan计算负荷有功 (kW)无功 (kvar)视在 (KVA)1单丝车间13850.60.61.338311105.2313852水泵及设备200.650.80.75139.7516.253小981398.4故，最大视在功率，最大功率因数。供电局要求该厂35kV进线侧最大负荷时功率因数不得低于0.9，380V侧最大负荷时功率因数不得大于0.92。考虑到主变压器的无功损耗远大于有功损耗，因此380V侧最大功率因数应大于0.9，暂取0.92来计算380V侧所需无功功率补偿容量：表2-3 3号变电所负荷计算表（380V侧）序号车间或用电设备组的名称设备容量（kW）需要系数功率因数Cos功率因数角正切tan计算负荷有功 (kW)无功 (kvar)视在 (KVA)1注塑车间1890.40.61.3375.6100.5481262管材车间8800.350.61.33308409.64513.3333小计1069383.6510.188638.31故，最大视在功率，最大功率因数。供电局要求该厂35kV进线侧最大负荷时功率因数不得低于0.9，380V侧最大负荷时功率因数不得大于0.92。考虑到主变压器的无功损耗远大于有功损耗，因此380V侧最大功率因数应大于0.9，暂取0.92来计算380V侧所需无功功率补偿容量：表2-4 4号变电所负荷计算表（380V侧）序号车间或用电设备组的名称设备容量（kW）需要系数功率因数Cos功率因数角正切tan计算负荷有功 (kW)无功 (kvar)视在 (KVA)1复制车间1380.60.51.7382.8143.244165.62生活室100.81883浴室30.812.42.44锻工车间300.30.651.17910.5313.8465原料生活间150.8112126仓库150.30.51.174.57.78597机修模具车间1000.250.651.732529.2538.4628热处理车间1500.60.71.029091.8128.5719铆焊车间1800.30.51.735493.4210810小计641287.7376.029473.46故，最大视在功率，最大功率因数。供电局要求该厂35kV进线侧最大负荷时功率因数不得低于0.9，380V侧最大负荷时功率因数不得大于0.92。考虑到主变压器的无功损耗远大于有功损耗，因此380V侧最大功率因数应大于0.9，暂取0.92来计算380V侧所需无功功率补偿容量：表2-5 5号变电所负荷计算表（380V侧）序号车间或用电设备组的名称设备容量（kW）需要系数功率因数功率因数角正切计算负荷有功 (kW)无功 (kvar)视在 (KVA)1锅炉房2000.70.750.88140123.2186.6672实验室1250.250.51.7331.2554.062562.53辅助材料库1100.20.51.732238.06444油泵房150.650.80.759.757.312512.18755加油站100.650.80.756.54.8758.1256办公室150.60.61.33911.97157小计475218.5239.48324.188全厂合计509926103406.669乘以参差系数全厂合计（=0.9，=0.95）0.58723493236.333998.96故，最大视在功率，最大功率因数。供电局要求该厂35kV进线侧最大负荷时功率因数不得低于0.9，380V侧最大负荷时功率因数不得大于0.92。考虑到主变压器的无功损耗远大于有功损耗，因此380V侧最大功率因数应大于0.9，暂取0.92来计算380V侧所需无功功率补偿容量：3变电所高压电器设备选型3.1补偿电容器选择由于本设计中上级要求,而全厂自然功率因数：234/3998.95=0.587Ic（计算电流），即选择LGJ-50。35kV的架空线的截面选择：6.3低压设备的选择与校验低压一次设备的选择校验项目和条件如表6-2所示：表6-2 低压一次设备校验设备名称额定电压额定电流短路电流开断能力/kA热稳定动稳定低压断路器隔离开关低压熔断器7防雷与接地装置设计变配电所防雷措施：（1）室外配电装置装设避雷针来防护直接雷击。（2）高压侧装设避雷器，用来保护主变压器，以免雷电冲击波沿高压线路侵入变电所，损坏这一关键设备，为此要求避雷器靠近主变压器。避雷器的接地端应与变压器低压侧中性点及金属外壳等连接在一起，在每路进线终端和每段母线上，装有阀式避雷器。如果进线是具有一段引入电缆的架空线路，则在架空线路终端的电缆头处装设阀式避雷器或排气式避雷器，其接地端与电缆头外壳相联后接地。（3）低压侧装设避雷器，用在多雷区防止雷电波沿低压线路侵入而击穿电力变压器的绝缘。当变压器低压侧中性点不接地时，其中性点可装阀式避雷器或金属氧化物避雷器或保护间隙。防雷的设备主要有接闪器和避雷器。其中，接闪器就是专门用来接受直接雷击（雷闪）的金属物体。接闪的金属称为避雷针。接闪的金属线称为避雷器，或称架空地线。接闪的金属带称为避雷带。接闪的金属网称为避雷网。避雷器是用来防止雷电产生的过电压波沿线路侵入变配电所或其他建筑物内，以免危及被保护设备的绝缘。避雷器应与被保护设备并联，装在被保护设备的电源侧。当线路上出现危及设备绝缘的雷电过电压时，避雷器的火花间隙就被击穿，或由高阻变为低阻，使过电压对大地放电，从而保护了设备的绝缘。避雷器的型式主要有阀式和排气式。35kV的架空线路上，在进出变配电所的一段线路上装设避雷线。电气设备的某部分与大地之间做良好的电气连接称为接地。埋入地中并直接与大地接触的金属导体称为接地体，或接地极。专门为接地而人为装设的接地体，称为人工接地体。兼做接地体用的直接与大地接触的各种金属构件、金属管道及建筑物的钢筋混凝土基础等，称为自然接地体。连接接地体与设备、装置接地部分的金属导体称为接地线。接地线在设备、装置正常运行情况下是不载流的，但在故障情况下要通过接地故障电流。接地线与接地体合称为接地装置，由若干接地体在大地中相互用接地线连接起来的一个整体，称为接地网，其中接地线又分为接地干线和接地支线。接地干线一般应采用不少于两根导体在不同地点与接地网连接。8总 结1由于本厂年均温度过高，变压器应放在室内，整个主控制室和高压配电室坐南朝北，这样便于主控制室采光。2变电所应靠近负荷中心并且要尽量使进出线方便，同时也要考虑到扩建时更换大一级容量变压器的可能，所以可确定变电所的位置在大路旁，这样便于变压器的运行、检修和运输，而且变压器投入运行时线路损耗最小。3主控制室内装设有低位配电屏，主变保护屏，中央信号，中央信号继电器及电度表屏，主变保护控制屏，主变控制屏，中央信号布置在北侧，正对着值班人员。435kV电源线由变电所东部引进，配电装置采用低式布置，避雷器，电源变压器及它的保护用的熔断器，低式布置在母线两端，避雷器，电源变压器布置在主控制器的东侧，6kV高压电缆从高压配电室引进来，低电压经穿墙套管进入主控制室，配电装置间隔为5m，进线相间距离为1.3m，最大允许尺度为0.7m。5母线的配电装置分别设在两个单独的房间内，两个配电室之间通过两面双开钢门相连接，另外两个配电室来由一个外开式双开钢门。 电容器应单独放置在一个房间内。参考文献1 刘介才.工厂供电 M 北京：机械工业出版社，2003.2 王健明，苏文成供电技术 M 西安：电子工业出版社，2004.3 何仰赞，温增银电力系统分析 M 武汉：华中科技大学出版社，20044 张桂香机电类专业毕业设计指南 M 北京：机械工业出版社，2005.5 江文，许慧中供配电技术 M 北京：机械工业出版社，2003.6 李梅.电工基础 M 北京：中国电力出版社，2004.7 项根，曾克娥电力系统继电保护原理与应用 M 武汉：华中科技大学出版社，2004.8 吕继绍继电保护整定计算与实验 M 武汉：华中工学院出版社，1983.9 王维俭电力系统继电保护基本原理 M 北京：清华大学出版社，1991.10 Prabha Kunder.Power System Stability and Control M (影印版) 北京：中国电力出版社，1999.- 12 -东北石油大学课程设计成绩评价表课程名称电气工程