电力工程课程设计

电力工程课程设计报告1原始标题设计1.1特定主题1.1.1工厂生产工作、规模和产品规格本厂承担了某大型钢铁联合企业各附属工厂的大型电机、变压器、锅炉配件制造任务。年生产规模为7500台大型电机配件，总容量为45万千瓦，制造电机总容量为6万千瓦，制造电机最大容量为5520千伏安；是。生产60万个电气零部件。工厂是大型钢铁企业的重要组成部分。1.1.2工厂车间负荷和供应负荷情况工厂各工厂负荷情况及转移负荷见表2。1.1.3电源协议本地电源提供两个电源，供设计者选择。220/35kV地区变电站供电，在工厂南边10km变更。工厂向南5公里的220/35kV地区变电站供电。电力系统短路数据见表1。表1电力系统短路数据电源线电源总线电压U(kV)短路容量距离(km)继电保护设置时间(s)a区域变电站35600280101.8b某变电站3525015051.11.1.4供电部门建议的技术要求(1)地区变电站35kV馈电固定时间过电流保护设置时间1.8s，变电站35kV馈电线路过电流保护设置时间1.1s(2)工厂最大负荷的功率因数必须在0.9以下。(3)总降压变电站35kV侧测量。(4)电费为700元/(kVA)，月租费为18元/(kVA)，电力电为0.4元/(kVA)，照明电为0.5元/(kVA)。(5)工厂负荷特性。本厂大部分车间采用一班制，少数车间采用二班制或三班制，年最大有效负荷利用时间为2300h。锅炉房生产用高压蒸汽，停电会危及锅炉，该厂远离市区，消防用水应由厂方自行承担。锅炉房电源必须可靠性高，其中60%是主负荷和次负荷。(6)工厂的自然条件。气象资料。年最高气温为31，年平均气温为20 ，年最低气温为-27 ，年最热的月份平均最高气温为31，年最热的月份地下0.7 1米的平均气温为20，全年主要风向为南风。年雷暴日37日。地质水文数据。平均海拔31米，地层以砂黏土为主，可耕地，自然接地电阻10，地下水位3 5米，地压20t/m2。1.2要完成的内容(1)负荷计算。(2)变压器型号选择。(3)电气主接线设计。(4)供配电线路设计。2计算和分析设计主题2.1计算的意义电力系统中的各种电气设备将从电源系统中拉出的电力(电流)视为电力负荷。实际负荷通常随机变化。在“恒定间隔”和“特定效果”下，选择与实际负荷相同的虚拟连续载荷。此计算过程是负荷计算。这种假想的持续负载称为计算负载。荷载计算是根据加热条件选取电源供应系统元件的基准。按计算的负荷选择电源电压调节器、高压和低压电器和电线电缆，以确保系统正常运行时热量温度不会超过允许值或影响寿命。负荷计算是电源系统设计计算的基本基础。如果认为计算负荷太大，则电气和导线截面选择太大，可能会导致投资和有色金属浪费。如果认为计算负荷太小，设备和电线选择就会变小，操作时会导致过热，增加电力损失和电压损失，还会烧毁设备和电线，造成事故。2.2详细计算2.2.1负荷计算作用中的计算负载包括(2.1)其中是所需系数，是电气设备组的设备容量。无功计算负荷包括(2.2)其中是电气设备组的相应相切值。根据功率，负荷计算如下(2.3)其中是电气设备组的平均功率因数。负载以2.1、2.2、2.3格式在每个现场计算。每个车间计算负荷，如图2所示。表2每个工作场所的负荷计算序号现场管理名称设备容量(kW)所需系数计算负荷KdCos碳Pc(kW)Qc(kvar)Sc(kVA)1电机修理厂22500.250.770.82562.5461.3730.511900.20.531.58238.0376.0449.06500.350.551.51227.5343.5413.62机械加工厂5200.60.60.85312.0265.2520.05700.350.80.78199.5156.5250.08800.250.51.61220.0354.2440.03新产品试验厂3000.750.750.88225.0198.0300.03400.560.750.88190.4167.5253.01600.570.740.991.282.0123.06500.560.840.64364.0233.0433.04原料车间5700.650.780.8370.5296.4475.023000.30.80.75690.0517.5862.55备件工厂7000.640.760.85448.0380.8589.55280.350.760.85184.8157.8157.06锻造车间36000.80.80.782880.02246.43600.0总有效计算负荷为(2.4)其中是并发系数，是每个设备组的活动计算负荷的总和。无功计算负荷合计为(2.5)其中，每个设备组的无功功率的负荷之和是并发系数。总视觉在负荷计算中(2.6)通过表达式2.4、表达式2.5和表达式2.6计算的10kV总线的计算负荷为(导入，)最大负荷的功率因数为(2.7)用表达式2.7计算2.2.2电源补偿补偿的无功功率(2.8)其中是补偿后电气设备组的相切值。根据本厂变电站负荷计算结果，35kV侧的功率因数是利用当前并联电容器补偿，并假定补偿后的功率因数2.8型补偿的无功功率如下：=6483.06tan(arccos 0.74)-tan(arccos 0.94)=3565.68 kvar补偿后，低压侧总无功计算负荷如下(2.9)通过2.9计算的补偿后，低压侧总无功计算负荷为补偿后低压侧总表观计算负荷(2.10)2.10计算的低压侧总负荷为变压器有效损耗(2.11)变压器无功功率损失(2.12)其中是低压侧总线的视觉负荷。变压器损耗计算为2.11，2.12补偿后，将在35kV母线上计算负荷。2.3主变压器选择2.3.1变压器数量选择根据设计要求，工厂60%的负荷是主负荷和次负荷，使用两个电源、一次操作、一次待机、两个主变压器(易于维修和维护)，以满足电源可靠性要求。2.3.2变压器容量选择在具有两个主变压器的变电站中，每个主变压器的容量必须同时满足以下两个条件：(1)变压器单独运行时，必须满足总计算负荷的60%到70%左右(2.13)(2)变压器单独运行时，必须同时满足主负荷和次负荷的要求(2.14)计算公式为2.13计算公式为2.14因此，每个主变压器的容量必须选择6300 kVA。经过上述计算后，必须使用两台35/10kV，额定容量为6300kVA的S11-6300/35变压器。2.4短路电流计算2.4.1短路电流计算的目的计算短路电流的目的主要是正确选择和检查电气、电线和短路保护装置。三相对称短路是用户供电系统中最危险的短路形式，因此，三相对称短路电流初始值是电气、电线电缆选择和检查的基本依据。三相短路电流峰值，三相稳态短路电流用于确认电和载流导体的电气稳定性和热稳定性。2.4.2计算短路(1)绘制计算回路短路计算电路如图1所示。图1短路计算电路1)确定基准值拿走，高压侧，低压侧：2)计算每个元件的座标或值电力系统架空线路检查线路电抗，线路长度l。电力变压器检查11-6300/35低损耗配电变压器yyyn 0布线时等效电路如图2所示。图2等效电路3) k-1(38.5kV侧)短路电流容量计算总电抗标准或值三相对称短路电流周期元件有效值存在其他短路电流三相短路容量4) k-2(10.5kV侧)短路电流容量计算两个变压器并行工作时：总电抗标准或值三相对称短路电流周期元件有效值存在其他短路电流三相短路容量两个变压器分离操作：总电抗标准或值三相对称短路电流周期元件有效值存在其他短路电流三相短路容量2.4.3短路计算表表3电源a短路计算表段落计算点三相短路电流/kA三相短路容量/MVAK-13.413.413.418.705.15227.27K-2并行5.295.295.299.735.7796.15分离(消歧义)3.373.373.376.203.6761.35表4电源b短路计算表段落计算点三相短路电流/kA三相短路容量/MVAK-12.832.832.837.224.27188.68K-2并行4.894.894.899.005.3388.89分离(消歧义)3.203.203.205.893.4958.14因此，在35kV端使用高压断路器SW2-35/1000、隔离开关JW4-40.5、高压熔断器RW10-35、电压变压器JDXN2-35、电流互感器LCZ-35和避雷器FS4-35选择10kV侧，高压低功耗断路器SN10-10 I /630，隔离开关GN-10T/200，电压互感器JDJ-10，电流互感器LQJ-10，高压熔断器RN1-10，避雷器FS4-102.5电气主接线设计该变电站有两个电源，因此安装了两个主变压器，以确保在任何变压器发生故障或维修时，I类负载的电源不会中断。根据负荷要求，35kV方面采用内部桥梁形式的主接线，灵活可靠。10kV侧单总线分段布线，可靠电源。电气主接线图见附录a。摘要3此设计使用所需系数方法进行负荷计算。正确确定负荷计算很重要。如果认为计算负荷太大，则电气和导线截面选择太大，可能会导致投资和有色金属浪费。如果计算负荷决定得太小，电力和电线运转时电力损失会增加，过热，绝缘发生得太早，甚至着火，可能发生事故。本设计根据负荷计算结果，为工厂总变电站(包括两个电源的变压器模型)选择了主变压器模型，并通