工厂供电课程设计

1、河北建筑大学课程设计任务手册课程名称：电源与照明工程系：电气工程系专业：建筑电气与智能班级级别：点制09学生编号。学生姓名：讲师：于头衔：讲师2012年5月28日供配电及照明工程课程设计任务书一.目的通过课程设计，我们系统地复习和巩固了工厂供电的基础知识，提高了设计计算能力和综合分析能力，培养了学生查阅数据和规范样品的能力，从而为今后的工作打下了初步的基础。二.任务某机械厂降压变电站电气设计三.基本要求根据国家标准GB50052 供配电系统设计规范、GB50053 10KV及以下变电所设计规范、GB50055 通用用电设备配电设计规范、GB50057 建筑物防雷设计规范、GB50061 66K

2、V及以下架空线电力线路设计规范和GB50054 低压配电设计规范、工业与民用配电设计手册图集(08D0018)满足“安全、可靠、优质、经济”的基本要求。并处理好地方与全球、当前与长远利益的关系，以满足未来发展的需要，同时也注意节约电能和有色金属。四.设计基础给出的条件供四个班的学生选择。选择说明：a)选择工厂负荷选择表中的红字，同一班级的学生不能相同。同班学生根据学生人数前后任务书表1给出的数据增减(电力负荷容差为10，照明负荷容差为1)。例如，001班学生选择铸造车间负载作为电源650照明55，002班学生选择铸造车间负载作为电源640照明54。b)在其他情况下，括号中给出四个数字，按照1、

3、2、3和4类的顺序，对应括号前后的数字顺序。每个班级都是一个数据，也就是说，同一个班级的学生是相同的。c)按数字顺序选择四幅工程图，即一个班的学生选择标有1的工程图。1.工厂总平面图(附后)。2.工厂负荷我厂大部分车间实行两班制，年最大负荷利用小时数为4000小时，日最大负荷持续时间为6小时。除铸造车间和电镀车间外，工厂属于二类负荷，其他属于三类负荷。我厂负荷统计见表1。表1工厂负荷统计车间号车间名称负载类别设备容量/千瓦需求系数功率因数1铸造力量6000.250.40.650.7照明设备500.70.91.02锻造车间力量2500.20.40.600.7照明设备100.70.91.03金属加

4、工车间力量2500.200.40.600.7照明设备550.70.91.04工具车间力量6000.30.450.650.7照明设备70.70.91.05电镀车间力量3500.250.40.650.7照明设备100.70.91.06热处理车间力量2500.350.450.650.7照明设备500.70.91.07装配工具车间力量7500.250.40.650.7照明设备150.70.91.08检修车间(功率为起重机=15%)力量6000.300.50.650.7照明设备500.70.91.09锅炉房力量1500.60.90.650.7照明设备60.70.91.010仓库力量1500.50.70.

5、650.7照明设备390.70.91.0住处照明设备6000.650.90.913.供电情况根据工厂与当地供电部门签订的供电协议，工厂可从附近10KV公共电力干线获得工作电源。干线走向见工厂总平面图。干线导线品牌为LGJ-150，导线排列成等边三角形，线间距为2.5m；干线的首端离我们工厂大约11公里。安装在干线首端的高压断路器的分断能力为400毫伏。该断路器配有定时过流保护和电流速断保护，定时过流保护的整定动作时间为1.7s。为满足工厂二次负荷的要求，可利用高压联络线从相邻机组获取备用电源。据了解，与我厂高压侧电气连接的架空线路总长为80公里，电缆线路总长为60公里。4.气象资料工厂所在区域

6、的年最高温度为37，年平均温度为25，年最低温度为-5，最热月份的平均最高温度为30，最热月份的平均温度为30，地下0.8米处的平均温度为30。当地主导风向为东北风，年雷暴日数为40天。5.地质和水文数据工厂所在区域平均海拔1000米，地层以砂质粘土为主，地下水位4米。6.工厂功率因数工厂已与当地供电部门达成协议，对工厂变电站高压侧的电能进行测量，并设置专用测量柜，工厂最大负荷时的功率因数不低于0.90。V.设计任务1.设计规范(待包含):1)前言。2)目录。3)负荷计算和无功功率补偿。4)变电站位置和型号的选择。5)变电站主变压器数量、容量和类型的选择。6)变电站主接线方案设计。7)短路电流

7、的计算。8)变电站一次设备的选择和校准。9)变电站进线和出线的选择和校准。10)防雷接地装置设计。11)附录参考。2.设计图纸(待包含):1)变电站主接线图和系统图。2)变电站平面图。3)变电站防雷接地方案六.对设计结果的要求：1.计算书应手写，统一用A4纸。要求写清楚，计算准确，解释清楚，并有计算过程和公式。2.图纸需要打印，图纸的纸张尺寸主要是基于能够清楚地看到所画的内容和文字。七.设计时间2012年5月28日至2011年6月10日(两周)一、负荷计算和无功补偿1.负荷计算各车间及生活区的负荷计算如下：表1-1机械设备负荷计算表表1-12.无功补偿从表1-1可以看出，前五个车间和生活区由变

8、压器供电，工厂380伏侧最大负荷时的功率因数仅为0.83。供电部门要求工厂10KV进线侧最大负荷功率因数不低于0.90。考虑到主变压器的无功功率损耗远大于有功功率损耗，380伏侧最大负荷时的功率因数应略大于0.90，暂取0.92计算380伏侧所需的无功功率补偿容量。qc=p30(tan1-tan2)=1008.5tan(arccos0.83)-tan(arccos0.92)kvar=248kvar根据参考数据，选择PGJ1型低压自动补偿屏，屏宽800mm，并联电容BW0.4-42-3型，组合方式为PGJ1-1、PGJ1-3和PGJ1-3。采用1套方案1(主屏幕)和2套方案3(辅助屏幕)，总容量

9、为252Kvar。因此，无功补偿后工厂380伏侧和10KV侧的负荷计算如下表1-2所示。无功补偿后的工厂计算负荷表1-2无功补偿后的工厂计算负荷前六个研讨会COS设计载荷P30/kwQ30/kvarS30/千伏交流电I30/A补偿380v侧的前负载0.831008.5671.31211.51841380伏无功功率补偿能力-252380伏侧补偿反向负载0.921008.5419.31092.21659主变压器功率损耗0.015S30=16.40.06S30=65.510KV侧负荷计算0.91025485113465.5最后五个车间由变压器供电，工厂380伏侧最大负载的功率因数为0.83。供电部门

10、要求工厂10KV进线侧最大负荷功率因数不低于0.90。考虑到主变压器的无功功率损耗远大于有功功率损耗，380伏侧最大负荷时的功率因数应略大于0.90，暂取0.92计算380伏侧所需的无功功率补偿容量。qc=p30(tan1-tan2)=1063tan(arccos0.83)-tan(arccos0.92)kvar=262kvar根据参考数据，选择了屏宽1000mm、并联电容BW0.4-42-3的PGJ1低压自动补偿屏，其组合方式为PGJ1-2、PGJ1-4和PGJ1-4。1套方案2(主画面)和2套方案4(辅助画面二、变电站位置和形式的选择变电站应尽可能靠近负荷中心。工厂的负荷中心由功率矩法确定

11、，计算公式为各车间的负荷由表1-1的负荷计算可知；计算结果如下表2-1所示：表2-1载荷中心的确定项目协调主动负载PiXiPiYiXY第一亲代-56400220-P2-2578083-P3-1784119-P4-71137245.6-孕烯醇酮-51647113-P6-29725140-P7-8859237-P8-71905225.904-.4-P9-50425124.8-.6-P10-1824121.2-.4. 8P11-8962480-总数2109.504XPiy-X-.2048Y-29351.79242载荷中心显示在平面图中三.变电站主变压器和主接线方案的选择1.变电站主变压器的选择根据工

12、厂的负荷性质和供电情况，工厂变电所的主变压器可选择以下方案：应安装两台主变压器根据无功补偿后工厂负荷计算表1-2和1-3，10KV侧负荷容量为S30(1)=1134千伏安；S30(2)=1170千伏安，以较大者为准，主变压器选择S30=1170KVA千伏安(1)当任一变压器单独运行时，应满足S30总计算负荷的60%-70%左右，即锡，吨=(0.6-0.7)S30=(0.6-0.7)1170千伏甲=(702-819)千伏甲和(2)。当任何变压器单独运行时，应满足所有一次和二次负荷的要求，即序号，TS30()=304.6 166.9=471.5千伏因此，选择了两台S9-800/10低损耗配电变压器

13、。工厂二次负荷的备用电源由与相邻机组连接的高压联络线承担。所有连接组都使用了Dyn11连接四.短路电流的计算1.绘制电路计算电路图图4-1短路计算电路2.确定参考值设置Sd=100毫伏Ud=Uc，即Ud1=10.5KV千伏高压侧，Ud1=0.4KV千伏低压侧，然后3.计算短路时各元件的电抗标准值(1)。电力系统(2)。架空线众所周知，架空线为LGJ-150，导线排列成等边三角形，线矩为2.5m。查表可知，该线各相电抗为X0=0.37。因此(3)。电力变压器根据变压器主数据表，S9-800/10 Dyn11的连接为U%=5，因此，绘制等效电路，如图4-2所示图4-2等效电路4.计算K-1点(10KV侧)短路电路的总阻抗、三相短路电流和短路容量(1)。总阻抗标准值(3)。其他短路电流(4)。三相短路容量5.计算K-2点(380伏侧)短路电路的总阻抗、三相短路电流和短路容量(1)。总阻抗标准值(3)。其他短路电流(4)。三相短路容量以上计算结果汇总如表4-1所示短路计算点三相短路电流/千伏安三相短路容量/MVAI(3)K我(3)I(3)i(3)ShI(3)ShS(3)K-11.41.41.43.572.1125.3K-21414142615.39.8V.变电站一次设备的选择和校准1.10千伏一次侧设备的选择和校准检查样品，校准表见表5-1，高压