电力工程课程设计报告(终极版)

1、电力工程课程设计意见：出席(10)遵守纪律(10)设计过程(40)设计报告(30)分组答复(10)总成绩(100)专业领域：传记工程学科和自动化类别：传记1404名称：张勇学号：201209927讲师：王思华兰州交通大学自动化与传记工程学科学院2015年七月十七日1.轧机降压变电站的传记设计1.1设计标准1.工厂负荷情况本厂大部分工作场所为双向，年最大负荷利用时间为5200h，日最大负荷持续时间为6.5h。牙齿厂除冶炼厂、毛坯车间、热轧车间外，均为三级负荷。低压电力设备均为三相，额定电压为380V。传记照明和家用电器均为单相，额定电压为220V。本厂负荷统计见表L。2.供电电力情况根据工厂和当

2、地供电部门签订的供电合同，本厂可以从附近6kV的公用电力干线获得工作电力。牙齿电力干线的方向，请参考工厂总计划图。牙齿干线的配线号码为LGJ-240，配线为等边三角形阵列，线间距为1.5m是。干线的第一端(即电力系统的供电变电站)距本厂约5公里。安装在干线第一端的高压断路器阻塞容量为600MVA。牙齿断路器具有时限过流保护和电流速断保护，期限过流保护设置的动作时间为1.5s。为了满足工厂的二次负荷要求，可以使用高压联络线从相邻单位获取备用电源。据悉，本厂高压侧和电气连接的架空线总长度为40公里，联络线电缆善意总长度为15公里。3.气象资料本厂所在地区的年最高气温为40C，年平均气温为25C，年

3、最低气温为-3C，年最高热月平均最高气温为36C，年最高热月平均气温为29C，年最高热月地下0.8米的平均温度为25C。当地主导风向是东风，年雷雨天数为25。4.地质水文资料本厂所在地区平均海拔300米，地层以核查黏土为主。地下水位是2米。5.电费制度本厂与当地供电部门协商，同意在工厂变电站高压侧测量电能，设置专用计量场，按照两台电费制缴纳电费。每月基本电费为20元/kVA，电力电费为0.3元/kWh，照明(包括家用电器)电费为0.4元/kWh，在工厂的最大负荷下，功率因数必须大于0.9。表1轧机负荷统计工厂号码工厂名称负荷类别设备功率/千瓦所需系数Kd功率因数cos1原料仓库动力2100.3

4、0.65照明50.61.02燃料车间动力1500.60.80照明50.81.03办公楼动力450.40.65照明120.71.04冶炼厂动力3600.50.65照明80.91.05毛坯车间动力2400.650.80照明80.81.06热轧车间动力4500.60.80照明150.81.07机械修理车间动力2600.350.70照明70.81.08冷轧车间动力3800.50.65照明100.81.09成品仓库动力800.40.80照明90.81.010生活区照明2100.650.91.2要完成的内容根据上述条件，完成轧钢厂压降变电站设计，完成各车间负荷计算、全厂负荷计算和无功计算，完成无功补偿，完

5、成计算结果的主变压器容量选择，设计变电站主接线图。2.计算和分析2.1计算的意义供电系统应安全可靠地运行，应适当选择电源变压器、开关设备、电线、电缆等各个组件(电源变压器、开关设备、电线、电缆等)，除满足工作电压和频率要求外，还应满足负载电流的要求。有必要依次统计供电系统各部分的电力负荷。通过负荷计算和无功计算，如果安全、可靠性和经济性都符合要求，就可以完成无功赔偿装置和主变压器容量的选择和主接线图表的设计。负荷计算是供电设计计算的基本基础。负荷计算是否准确合理直接影响传记和导线电缆的选择。计算负载过大可能会导致选择过多的传记和电线电缆，从而导致投资和有色金属浪费。计算负载太小会导致传记和电线

6、电缆在过载的情况下工作，增加电力损失，导致过热，绝缘过早老化或燃烧，发生火灾时会造成更大的损失。因此，正确确定计算负荷很重要。2.2详细计算负荷计算方法包括系数法、利用系数法和二项式法。使用要求系数法确定牙齿设计。2.2.1单套传记设备计算负荷计算公式a)活动计算负荷(以千瓦为单位)，系数b)无功计算负荷(以kvar为单位)c)表面计算负载(以kVA为单位)d)电流计算(a)，传记设备的额定电压(kV)2.2.2多套传记设备计算负荷计算公式a)活动计算负荷(以千瓦为单位)表达式中所有设备组的活动计算负荷之和，活动负荷的并发系数为0.850.95，这是理想的值。b)无功计算负荷(以kvar为单位

7、)格式是所有设备的无功计算负荷的总和。无功负荷的同时系数，0.90.97牙齿优选c)表面计算负载(以kVA为单位)d)电流计算(a)表2负荷统计表号码名字范畴容量Pe/kWCos炭计算负荷P30/kWQ30/kvarS30/kVAI30/A1原料仓库动力2100.30.651.1763.0073.71照明50.610.003.000.00小计66.0073.7198.94150.322燃料车间动力1500.60.80.7590.0067.50照明50.810.004.000.00小计94.0067.50115.72175.833办公室建筑物动力450.40.651.1718.0021.06照明

8、120.710.008.400.00小计26.4021.0633.7751.294冶炼车间动力3600.50.651.17180.00210.60照明80.910.007.200.00小计187.20210.60281.77428.115制造毛坯车间动力2400.650.80.75156.00117.00照明80.810.006.400.00小计162.40117.00200.16304.116热轧车间动力4500.60.80.75270.00202.50照明150.810.0012.000.00小计282.00202.50347.17527.487机器维修车间动力2600.350.71.02

9、91.0092.82照明70.810.005.600.00小计96.6092.82133.97203.548冷轧车间动力3800.50.651.17190.00222.3照明100.810.008.000.00小计198.00222.3297.70452.39成品仓库动力800.40.80.7532.0024.00照明90.810.007.200.00小计39.2024.0045.9669.8310生活区照明2100.650.90.48136.5065.28151.31229.89总计动力21751090.001031.49照明289198.3065.28总计24641288.301097.7

10、7K=0.8K=0.850.741030.64932.251389.722111.462.2.3无功计算和无功赔偿无功赔偿装置主要有动机校正器和静电电容器两种。由于同步补偿器的容量小，因此单位kvar的价格越高，容量大的同步补偿器也比静电电容器贵得多，容量配置不灵活，运行维护复杂，因此在供电系统中应用静电电容器最常见。如上表所示，牙齿工厂380V侧最大负荷的功率因数仅为0.74。供电部门要求牙齿工厂的6kV入口端最大负荷时，功率因数必须在0.9以上。主变压器的无功功率损失系数比有效损耗大小，因此在380V侧最大负荷下，功率因数必须略大于0.9，临时取0.92，计算380V侧所需的无功赔偿容量。

11、=(tan-tan)=1030.64tan(arccos 0.74)-tan(arccos 0.92)=497.73 kvar赔偿时按500 kvar选择无功赔偿设备。赔偿前后变压器低压侧的活动计算负荷基本不变，功率因数增加到1698.03 A，无功计算负荷=(932.25-500)kvar=432.25 kvar，功率=1117.61 kVA。无功赔偿前，变电站主变压器T容量应选择1600kVA，以满足负荷电的需要。无功赔偿后，主变压器T的容量选择为1250kVA就足够了。同时，由于计算电流的减少，供电系统各组件的赔偿点的电力损失也相应减少，因此无功补偿的经济效益相当可观。无功赔偿后，工厂3

12、80V侧和6kV侧的负荷计算见表3。表3无功赔偿后工厂计算负荷项目Cos计算负荷/kW/kvar/kVA/A380V横向修正前负荷0.741030.64932.251389.722111.46380V侧无功赔偿容量-500380V横向修正后的负荷0.9221030.64432.251117.611698.03主变压器功率损失0.01=11.180.05=55。886KV侧负荷计算0.9221041.82488.131150.50110.712.2.4主变压器容量选择根据工厂的负荷特性和电力情况，变电站的主变压器容量可以选择以下两种茄子选项之一：a)安装一台变压器，型号为SL型，容量为基础，主变

13、压器容量为总计算负荷。选择=1250 kVA=1150.50 kVA，即选择一台SL-1250/6低损耗配电变压器。考虑到工厂二次负荷所需的大气电源由与相邻单位相关的高压联络线负担。b)安装两台变压器型号为SL型，每个变压器容量根据以下选择，即1150.50 kva=(690.30至805.35y)kva=(187.20 162.40 282.00)kva=631.60 kva因此，我们选择了两台SL-800/6低损耗配电变压器。工厂二次负荷所需的大气电源由与相邻单位连接的高压联络线承担。2.4.5主变压器数量的选择变压器代数要根据负荷特性和经济运行来选择。如果满足以下条件之一，则必须安装两个

14、或更多变压器：主要或次要荷载很大。季节性负荷变化大。集中负载大。根据技术规格设置重大变化方案，供电安全满足要求，供电可靠性基本满足要求，但电压损失大，灵活性略差。安装两个关键变量的方案，供电安全性和供电可靠性都符合要求。两个主要变量并列，电压损失小，灵活性高，扩展适应性更好。根据经济指标，安装一个周边的主接线方案比安装两个周边的主接线方案好。结合本厂的情况，考虑到二次负荷的供电可靠性要求，选择了两台主变压器。2.4.6变电站主接线设计图1降压变电站主接线图具体的主要接线形式应根据供电安全、可靠性和经济性进行设计，并适应轧钢厂的实际情况。如图1所示，一侧有内部桥接线，两侧有单巴士段接线方案。单巴士段布线是双电源供应设备通过一个、两个、巴士交换机连接的方式。每个回路连接到巴士段