工厂供电课程设计-南阳防爆厂降压变电所的电气设计

本科课程设计题目： 院（系） 信息科学与工程学院 专 业 电气工程及其自动化 届 别 学 号 姓 名 指导老师 华侨大学教务处印制2013 年 4 月 21 号目 录第 1 章 概述 .1第 2 章 负荷计算与负荷等级确定 .4第 3 章 变压器选择及主接线设计 .7第 4 章 短路电流计算 .10第 5 章 电气设备选择 .17第 6 章 课设体会及总结 .20参考文献 .21附录 .22第 1 章 概述通过这个供配电系统的设计，能对工厂供电的知识有一个系统的认识和更深入的了解，对书中的很多理论知识能更深入了解，能将书中的知识都系统化。本次课程设计是对南阳防爆厂降压变电所的电气设计，设计的主要内容包括： （1）负荷计算与负荷等级确定；（2）变压器选择与主接线设计；（3）短路电流计算；（4）电气设备选择；后有此次课程设计的体会及总结和参考文献.由于设计者知识掌握的深度和广度有限，很多知识都只能参考网上知识，所以本设计尚有不完善的地方，敬请老师批评指正！设计任务如下：（一） 设计题目南阳防爆厂降压变电所的电气设计（二） 设计要求要求根据本厂所能取得的电源及本厂用电负荷的实际情况，并适当考虑到工厂生产的发展，按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求，确定变电所的位置与型式，确定变电所主变压器的台数与容量、类型，选择变电所主结线方案及高低压设备和进出线，确定一次回路方案，最后定出设计说明书。（三） 设计依据1工厂总平面图，如图（1）所示。2工厂负荷情况：本厂多数车间为两班制，年最大负荷利用小时为 4000h，日最大负荷持续时间为 10h。该厂除铸造车间、锻压车间和锅炉房属二级负荷外，其余均属三级负荷。低压动力设备均为三相，额定电压为 380V。照明及家用电器均为单相，额定电压为 220V。本厂的负荷统计资料如表（1）所示。 3供电电源情况：按照工厂与当地供电部门签订的供用协议规定，本厂可由附近一条 35kV 的公用电源干线取得工作电源。该干线的走向参看工厂总平面图。该干线的导线牌号为 LGJ120 导线为等边三角形排列，线距为 1m；干线首端（即电力系统的馈电变电电站）距离本厂约 20km，该干线首端所装高压断路器 300MVA，此断路器配备有定时限过电流保护和电流速断保护，其定时限过电流保护整定的动作时间为 1.5s。为满足工厂二级负荷的要求，可采用联络线由邻近的单位取得备用电源。已知与本厂高压侧有电气联系的架空线路总长度达 100km，电缆线路总长度达 80km。4.气象资料 本厂所在地区的年最高气温为 37 ，年平均气温为 24，年最低气温为-8，年最热月平均最高气温为 33，年最热月平均气温为 26，年最热月地下 0.8 处平均温度为 25。当地主导风向为东北风，年雷暴是数为 20。5.工厂最大负荷时的功率因数不得低于 0.92。主 要 参 考 资 料1 刘介才主编 供配电技术 北京：机械工业出版社2 张华主编 电类专业毕业设计指导 北京：机械工业出版社3 王荣藩编著 工厂供电设计与指导 天津：天津大学出版社工厂负荷统计资料 表（1）厂房编号 用电单位名称 负荷性质 设备容量kW需要系数 功率因数动力 300 0.4 0.71 铸造车间照明 6 0.7 1.0动力 500 0.3 0.652 锻压车间照明 8 0.7 1.0动力500 0.3 0.653 金工车间照明 9 0.7 1.0动力 300 0.3 0.64 工具车间照明 7 0.7 1.0动力 300 0.6 0.85 电镀车间照明 7 0.7 1.0动力 200 0.6 0.86 热处理车间照明 8 0.7 1.0动力 100 0.4 0.77 装配车间照明 7 0.7 1.0动力 200 0.3 0.658 焊 接 车 间照明 4 0.7 1.0动力 80 0.6 0.659 锅炉房照明 2 0.7 1.0生活区 照明 200 0.7 1.0第 2 章 负荷计算与负荷等级确定2.1 各车间负荷计算在负荷计算时，采用需要系数法对各个车间进行计算，并将照明计算，主要涉及的计算公式如下：有功功率计算： deKP30无功功率计算: tanQ视在功率计算: cos30S计算电流： NUI30下面以铸造车间为例计算：动力部分的计算： kWP1204.30kvar.QkVAS4.17.2130.608.47I照明部分的计算： kWP230QkVAS.430I381.6.230小计： kWP.4130var.2QkVAS4.17.14230 KAI0.26538.41730计算各车间的动力和照明计算负荷如表 2-1 所示。表 2-1 各车间参数和计算负荷计算负荷厂房编号编号名称 负荷性质设备容量 kW需要系数功率因数TanP30(kw)Q30(kvar)S30(KVA)I30（A)动力 300 0.4 0.7 1.02 120 122.4 171.4 260.41 铸造车间 照明 6 0.7 1.0 0 4.2 0 4.2 6.381动力 500 0.3 0.65 1.17 150 175.4 230.8 350.72 车间锻压 照明 8 0.7 1.0 0 5.6 0 5.6 8.508动力 500 0.3 0.65 1.17 150 175.4 230.8 350.73 金工车间 照明 9 0.7 1.0 0 6.3 0 6.3 9.572动力 300 0.3 0.6 1.33 90 120 150 227.94 工具车间 照明 7 0.7 1.0 0 4.9 0 4.9 7.445动力 300 0.6 0.8 0.75 180 135 225 341.95 电镀车间 照明 7 0.7 1.0 0 4.9 0 4.9 7.445动力 200 0.6 0.8 0.75 120 90 150 227.96 热处理车间 照明 8 0.7 1.0 0 6.4 0 6.4 9.724动力 100 0.4 0.7 1.02 40 40.81 57.14 86.827 装配车间 照明 7 0.7 1.0 0 4.9 0 4.9 7.445动力 200 0.3 0.65 1.17 60 70.15 92.31 140.38 焊 接 车间 照明 4 0.7 1.0 0 2.8 0 2.8 4.254动力 80 0.6 0.65 1.17 48 56.12 73.85 112.29 锅炉房照明 2 0.7 1.0 0 1.4 0 1.4 2.127生活区 照明 200 0.7 1.0 0 140 0 140 212.72.2 全厂负荷计算用需要系数法计算全厂负荷。取同时系数 =0.90。PK95.0q动力部分： 120+150+150+90+180+120+40+60+48=958KW)(30i照明部分： 4.2+5.6+6.3+4.9+4.9+5.6+4.9+2.8+1.4+140=180.6KW照 明全厂有功功率： )()(3030照 明i0.9×(958+180.6)=1024.74KW全厂无功功率：=0.95x(122.4+175.4+175.4+120+135+90+40.81+70.15+56.12)(3030iQKq=936.02KVAR kVAS8.137)02.9674.102(3 无功补偿计算：由以上计算可得变压器低压侧的视在计算负荷为： KS.30这时低压侧的功率因数为: 7384.0.12COS为使高压侧的功率因数 ，则低压侧补偿后的功率因数应高于 0.92，9.0取： ,要使低压侧的功率因数由 0.769 提高到 0.95，则低压侧需装设的并联电容器容量为：95.0'2COSvar3.49)2.arcostn7384.arcos(tn741 kQ取: =600 则补偿后变电所低压侧的视在计算负荷为：CvkkVAS 6.13)502.96(.02'30)2( AI.8.41)2(' 变压器的功率损耗为：kWSPT 14.6.130.'1.0)2(3var855)2(补偿后高压侧的计算负荷为：kP.1034.7.10)(3' var79685296)1('QkVAS5.230')1(AI91.854')(补偿后高压侧的功率因数为，满足要求。9034.65.14cos' 2.3 年耗电量的估算年有功电能消耗量及年无功电能耗电量可由下式计算得到：年有功电能消耗量： 30pWPT年无功电能耗电量： qQ结合本厂的情况，年负荷利用小时数 为 4000h，取年平均有功负荷系数 ，年平均无功负荷系数 。 75.082.0由此可得本厂：年有功耗电量： kWhWap 31076448.103