供电技术课程设计

1、第一章设计任务1.1设计要求要求根据我公司能得到的电源和我公司的电力负荷的实际情况，适当地考虑工厂生产的发展，安全可靠，技术先进，根据经济合理的要求，确定变电站的位置和形式，确定变电站主变压器的台数、容量和类型，选择变电站主接线方案和高低压设备和入线，二次最后根据要求写设计说明书，画设计图。1.2设计依据1.2.2工厂的负荷状况我们公司很多工厂是两班制，年最大负载使用时间为4600h，日最大负载持续时间为6h。 该厂除铸造厂、电镀厂和锅炉室属于二级负荷外，其馀的属于三级负荷。 本公司的负荷统计如表1.1所示。1.2.3电源供给时根据工厂和当地电力供给部门签订的电力供给协议的规定，本公司可以从附

2、近的10kV的公共电源干线取得工作电源。 这条干线的方向参照整个工厂的平面图。 该干线的代码号为LGJ-150，代码为等边三角形排列，线间距离为2m的干线前端距离本公司约8km。 设置在干线前端的高压断路器断路容量为500MVA。 该断路器配备了定时过电流保护和电流速断保护，定时过电流保护整定的动作时间为1.7s。 为了满足工厂二级负荷的要求，可以使用高压联络线从附近的机构取得备用电源。 已知与本公司的高压侧电连接的架空线路全长为80km，电缆线路全长为25km。1.2.4气象资料我们地区的年最高气温是38，年平均气温是23，年最低气温是-9，年最高月平均最高气温是33，年最高月平均气温是26

3、，年最高月地下0.8米，平均气温是25。 当地主导风向是东北风，年雷暴天数为20天。1.2.5地质水文资料本厂所在地区的平均海拔为500m，地层以砂粘土为主，地下水位为2m。表1.1工厂负荷统计现场号码现场名称负载种类设备容量/kW需要系数功率因数1铸造厂动力3000.30.7照明50.81.02锻压现场动力3500.30.65照明80.71.07金工现场动力4000.20.65照明100.81.06工具厂动力3600.30.6照明70.91.04电镀厂动力2500.50.8照明50.81.03热处理工厂动力1500.60.8照明50.81.09组装工厂动力1800.30.7照明60.81.0

4、10机械修理厂动力1600.20.65照明40.81.08锅炉厂动力500.70.8照明10.81.05仓库动力200.40.8照明10.81.0生活圈照明3500.70.91.2.6电费制度本公司与当地的电力供给部门协商，在工厂变电所的高压侧测量电量，设置专用的测量盘，以两个电费制支付电费。 每月基本电费以主变压器容量计为18元/kVA，动力电费为0.9元/Kw.h，照明电费为0.5元/Kw.h。 工厂最大负载时的功率因数不得低于0.9。 另外，电力用户需要按新变压器的容量计算，同时向电力供给部门支付电力供给津贴：610VA为800/kVA。第二章负荷计算和无功功率补偿2.1负荷计算2.1.

5、1单组用电气设备计算负荷的计算公式a )有效计算负荷(单位为KW )=、是系数b )无效计算负荷(单位为kvar )=谭c )视在计算负荷(单位为kvA )=d )计算电流(单位为a )=，使用的电气设备的额定电压(单位为KV )2.1.2用多组电气设备计算负荷的计算公式a )有效计算载荷(单位为KW)=式中，所有设备群的有效计算负荷之和为有效负荷同时系数，优选为0.850.95b )无效计算负荷(单位为kvar )=，是所有设备的无效和的无效负荷同时系数，优选0.90.97c )视在负荷(单位为kvA)=d )电流(单位为A)=经过计算，得到了各现场和生活区的负荷计算表，如表2.1所示(额定

6、电压为380V )。表2.1各现场和生活区的负荷计算表编号名字分类设备容量/kW需要系数电脑操作系统谭市计算负荷/kW/kvar/kVA/A1铸造职场动力3000.30.71.029091.8照明50.81.004.00小计3059491.81322012锻压职场动力3500.30.651.17105123照明80.71.005.60小计358110.61231652517金工职场动力4000.20.651.178093.6照明100.81.0080小计4108893.61281946工具职场动力3600.30.61.33108144照明70.91.006.30小计367114.3144184

7、2804电镀职场动力2500.50.80.7512593.8照明50.81.0040小计25512993.81602443热处理厂动力1500.60.80.759067.5照明50.81.0040小计1559467.51161769组装。职场动力1800.30.71.025455.1照明60.81.004.80小计18658.855.180.612210机械修理职场动力1600.20.651.173237.4照明40.81.003.20小计16435.237.451.4788锅炉职场动力500.70.80.753526.3照明10.81.000.80小计5135.826.344.4675仓库动

8、力200.40.80.7586照明10.81.000.80小计218.8610.716.211生活圈照明3500.70.90.48245117.6272413合计动力22191013.5856.1照明403合计=0.8、=0.850.75810.8727.6108916552.2无功功率补偿无功功率的人工补偿装置：主要有同步补偿机和并联电抗器两种。 并联电抗器具有设置简单、运行维护容易、有效损耗小、组装灵活、容量容易扩展等优点，所以并联电抗器在供电系统中应用最广泛。从表2.1可以看出，该工厂380V侧最大负载时的功率因数只有0.75。 电力供应部门要求该工厂10KV入线侧最大负载时功率因数在0

9、.9以上。 考虑到主变压器的无效损失源大于有效损失，380V侧最大负载时力率必须稍大于0.9，一旦取0.92，就计算380V侧所需的无效功率补偿容量=(tan-tan )=810.8 tan (arccos 0.75 )-tan (arccos 0.92 ) =369.66 kvar参照图2，选择PGJ1型低压自动补偿评价画面，并联电容器为BW0.4-14-3型，组合该方式1 (主画面) 1台和方式3 (子画面) 4台，合计容量为84kvar5=420kvar。 补偿前后，变压器低压侧的有效计算负载几乎没有变化，但视为无效计算负载=(727.6-420)kvar=307.6 kvar，功率=8

10、67.2 kVA，计算电流=1317.6 A，功率因数提高到cos=0.935。无功补偿前，如果该变电站主变压器t的容量不选定为1250kVA，在进行了无法满足负载电力需求的无功补偿后，主变压器t的容量选定为1000kVA就足够了。 同时，由于计算电流的减少，补偿点的电力系统各元件的功率损失也减少了，所以无功补偿的经济效果非常大。 因此，无效补偿后的工厂380V侧和10kV侧的负荷计算如表3所示。图2.1 PGJ1型低压无功功率自动补偿面板的接线方案表2.2无效补偿后的工厂计算负荷项目电脑操作系统计算负荷/KW/kvar/kVA/A380V侧修正前负载0.75810.8727.61089165

11、5380V侧无效补偿电容-420380V侧补偿后负载0.935810.8307.6867.21317.6主变压器的功率损失0.015=130.06=5210KV侧负荷计算0.935823.8359.6898.952第三章变电站的位置和型号的选择变电站的位置必须尽可能接近工厂的负载中心，工厂的负载中心由负载电力力矩法决定。 在工厂平面图的下边和左侧，分别作成直角坐标的轴和轴，测量各工厂(建筑物)和宿舍区的负荷点的坐标位置，分别表示现场1，2，3 . 10号的电力，(2.5，5.6 )、(3.6，3.6 )、(5.7，1.5 )、(4，6.6 )、(6.2，6.6 ) 把(8.8 6.6 )、(8

12、. 8，5.2 )、(8. 8，3.5 )和(1. 2，1.2 )作为生活区的中心负荷。 工厂的负荷中心是p (，)，但是P= =。 因此，可以模仿力学的计算中心的力矩方程式，得到载荷中心的坐标(3-1)(3-2)如果将各工厂的坐标代入(1-1)、(2-2)，则为=5.38、=5.38。 计算结果显示，工厂负荷中心位于6号现场(工具厂)的西北角。 考虑到周围的环境和出入线很方便，决定在6号现场西侧建设现场变电站。 器皿是附设式的。图3-1用负载扭矩法确定负载中心第四章变电站主变压器及主接线方案的选定4.1变电站主变压器的选定根据工厂负荷的性质和电源情况，工厂变电站的主变压器有以下两种选择a )

13、设置一台变压器的形式为S9型，容量基于式，是主变压器的容量，总计算负荷。 选择=1000 KVA=898.9 KVA，即S9-1000/10型低损耗配电变压器。 关于工厂二次负载所需的备用电源，可以考虑由连接附近机关的高压联络线负担。b )设置两台变压器的形式为S9型，每台变压器的容量根据式(4-1)、(4-2)来选择898.9 kva=(539.34629.23 ) kva (4-1)=(134.29165.44.4 ) kva=343.7 kva (4-2)因此，选定了两台S9-630/10型低损耗配电变压器。 可以认为工厂二次负载所需的备用电源由连接附近机关的高压联络线负担。 主变压器的

14、连接组都是Yyn0。4.2变电站主接线方案的选择根据上述考虑的两种主变压器方案，可以设计以下两种主布线方案4.2.1设置主变压器的主接线方案如图4-1所示Y0Y0S9-1000GG-1A(F)-0710/0.4kV联络线(备用电源)GG-1A(F)-54GW端口-1010kVFS4-10GG-1A(J)-03PS -1a号航空母舰-03GG-1A(F)-07PS -1A(F )-54PS -1A(F )-07PS -1A(F )-07主变联系(备用)220/380V高压盘列图4-1设置主变压器的主接线方案4.2.2设置2台主变压器的主接线方案如图4-2所示Y0Y0220/380VS9-630GG-1A(F )GG-1A(F)-0710/0.4kVS9-63010/0.4kV联络线(备用电源)GG-1A(