化纤厂降压变电所电气设计_课程设计论文 广西科技大学

广西科技大学广西科技大学工厂供电课程设计论文工厂供电课程设计论文题目：化纤厂降压变电所电气设计题目：化纤厂降压变电所电气设计 设计要求设计要求1.主要内容：（1）各车间负荷计算及无功补偿（要求列表）（2）各车间变电所的设计与选择（主变压器台数、容量和类型）（3）配电及变电所主接线方案的设计。 （4）短路电流计算。（5）变电所高低压电气设备选择与校验。2.基本要求： 根据工厂所能取得的电源及用电负荷的实际情况，并适当考虑生产发展， 按照安全可靠，技术先进、经济合理的要求，完成设计任务，并按要求写出设 计论文，绘制设计图样：降压变电所电气主接线图（A3） 、工厂变电所平面图 （A3） 。3.设计依据：（1）工厂总平面图（2）工厂负荷数据：本工厂多数车间为 3 班制，年最大负荷利用小时数 6400酸 站锅 炉 房原夜车间纺炼车间其他附属车间办公楼食 堂宿 舍宿 舍排毒机房小时。本厂负荷统计资料见下表： 计算负荷序 号车间设备名称安装容量dKtanP（kW）Q（kvar ）S（kVA）纺炼车间纺丝机1600.800.78 筒绞机720.750.75 烘干机800.751.02 脱水机170.600.80 通风机2000.700.75 淋洗机190.750.78 变频机9000.800.70 传送机420.800.701小计1490 原液车间照明10200.750.702小计酸站照明3100.650.703小计锅炉房照明2900.750.754小计排毒车间照明1960.700.605小计其他车间照明3820.700.756小计7全厂计算负荷（3）供电电源情况：按与供电局协议，本厂可由东南方 19 公里处的城北变电 所 11kV11kV，50MVA 变压器供电，供电电压可任选。另外，与本厂相距 5 公里处 的其他工厂可以引入 10kV 线路做备用电源，但容量只能满足本厂负荷的 30%重 要负荷，平时不准投入，只在本厂主要电源故障或检修时投入。 （4）电源的短路容量（城北变电所）：10kV 母线的出线断路器断流容量为 300MVA。 （5）供电局要求的功率因数：以 10kV 供电时，要求工厂变电所高压侧为0.93。cos（6）电费制度：按两部制电费计算。变压器安装容量每 1kVA 为 15 元/月，动 力电费为 0.3 元/kWh，照明电费为 0.55 元（kw·h）. （7）气象资料：本厂地区最高温度为 38，最热月平均最高气温 29，最热 月地下 0.8m 处平均温度为 22，年主导风向为东风，年雷暴雨日数为 20 天。一一. .各车间计算负荷和无功补偿各车间计算负荷和无功补偿1.11.1 计算负荷方法计算负荷方法目前负荷计算常用需要系数法、二项式法、和利用系数法,前二种方法在国内设计单位的使用最为普遍。此外还有一些尚未推广的方法如单位产品耗电法、单位面积功率法、变值系数法和 ABC 法等. 常采用需用系数法计算用电设备组的负荷时，应将性质相同的用电设备划作一组，并根据该组用电设备的类别，查出相应的需用系数，然后按照表一给出的公式求出该组用电设备的计算负dK荷。此设计采用的是需用系数法来对电力负荷计算的。因为，需用系数是用设备功率乘以需用系数和同时系数，直接求出计算负荷。这种方法简便，应用广泛，尤其适用于配、变电所的负荷计算。采用利用系数法求出最大负荷的平均负荷，再考虑设备台数和功率差异的影响，乘以与有效台数有关的最大系数得出计算负荷，计算过程十分繁琐。而单位面积功率法和单位指标法主要多用于民用建筑；单位产品耗电量法主要适用于某些工业。需要系数法，是把用电设备的总设备容量乘以需要系数和同时系数，直接求出计算负荷的一种简便方法。需要系数法主要用于工程初步设计及施工图设计阶段，对变电所母线、干线进行负荷计算。当用电设备台数较多，各种设备容量相差不悬殊时，其供电线路的负荷计算也采用需要技术法。需要技术时一个综合性系数，它是指用电设备组投入运行时，从供电网络实际取用的功率与用电设备组的设备功率之比。需要系数与用电设备组的运行规律、负荷率、运行效率、线路的供电效率等因数有关，工程上很难准确确定，只能靠测量确定。一般工业与民用建筑中的用电负荷主要有单位负荷（如照明负荷）以及三相负荷（如动力负荷） ，其供电系统一般分为照明支路及动力支路进行供电。照明支路主要供照明灯具、一般单相插座以及其他额定电压为 220V 的电气设备。器特点为用电负荷的额定电压均为单相 220V 求分布在 A、B、C 三相。这类负荷也叫做相负荷。动力支路主要供电梯、水泵、服务行业的厨房饮食设备、电热开水器、工业生产中的各种加工设备以及其他额定电压为 380V 的三相用电器等用电。特点为用电负荷的额定电压均为 380V 且都是三相对称负荷。在工业生产中还有一些额定电压为 380V 的单项负荷，接在两条相线之间，我们称之为间负荷，线间负荷可用照明支路供电，也可用动力支路供电。各种负荷的供电线路组成如图所示，如果从供电形式的角度来讲：负荷计算可以分为单相和三相用电设备的负荷计算两种形式。从供电系统中所在的位置角度来讲：负荷计算可分为一组用电设备、多组用电设备的负荷计算。但无论是那种形式，用需要系数法确定计算负荷。1.21.2 设备容量的确定设备容量的确定由于各用电设备的额定工作制不同，在确定计算负荷时，不可以将其额定功率直接相加，应将额定功率换算为统一的设备功率。对于一般长期连续运行工作制和短时工作制的用电设备，包括一般电动机组和电热设备等，其铭牌上的额定功率（额定容量）就等于设备功率即：()eNPPkw式中设备功率，；ePkw用电设备铭牌上的额定功率，。NPkw对于断续或反复短时工作的用电设备，如吊车用电动机，电焊用变压器等，它们的设备功率时将其铭牌上标称下某一分与合持续率时的额定功率统一换算到一个新规定负荷持续率下的额定功率。负荷持续率优势也称负载持续率或赞载率，是用电设备在一个工作周期 内工作时间和工作周期的百分比值，用表示：0/100%/() 100%t Tt tt式中 工作周期；T工作周期内的工作时间；t工作周期内的停歇时间。0t对于电焊机及各类电焊装置的设备功率，是指将额定功率换算到负荷持续率为时的有功功率。当不等时，用下式换算：100%100%100/coseNnnPS式中 换算到时的设备功率，；eP100%kw换算前铭牌上的负荷持续率，应和、相对应NNPnScosN（计算中用小数值） ；、分别为换算前与对应的铭牌上的额定有功NPnScosNN功率、额定视在功率，额定功率因数；kwkw其值为的负荷持续率（计算用） 。100100%1.00对于断续或短时工作制电动机的设备功率，是指将额定功率换算到负载持续率为时的有功功率。当不等于时，用如下公式换算：25%25%25/2eNNNPPkW式中 换算到时的设备功率，；eP25%kw、分别为对应换算前电动机铭牌标称的额定功率，NPN；额定负荷持续率（计算时用小数值） ；kw换算到时的负荷持续率（计算时用小数值） 。2525%1.31.3 无功补偿无功补偿无功补偿使用专用的电力电容器，其规格品种很多，按安装方式分为户内式和户外式，按相数分为单相和三相，按额定电压分为高压和低压电容器等等。a.电容器的选择电容器无功容量的计算 tantanANTacciQPb.电容器（柜）台数的确定需电容器台数：2 NCW nccUUqQN每相所需电容器台数：3Nn 取其相等或稍大的偶数，因为变电所采用单母线分段式结线。c.电容器的补偿方式和联接方式（1）电容器的补偿方式单独就地补偿方式。分散补偿方式。集中补偿方式。适用对象： 0.610大中型煤矿主要补偿方式。 kV（2）电容器的联接方式三角形接法。星形接法。或 Y（双 Y） 优选，因为容量为 Y 的 1/3 且电压低，放电 1 分钟，残压 50V 以下。1000V 以上的电容器应采用电压互感器放电。电容器放电回路中不得装设熔断器或开关，以免放电回路断开，危及人身安全。1.41.4 负荷计算负荷计算每个组内的负荷计算可以采用通用计算公式进行，负荷计算采用下式进行：cpKdePKPtancqKdeQKP22cccSPQ/( 3)ccNISU式中 支路上有功计算负荷，；cPkw支路上无功计算负荷，；cQvark支路上视在计算负荷，；cSkVA、分别为支路上有功同时系数，无功同时系数；pKqK支路上计算电流；cI支路的额定电压。NU纺练车间单台机械负荷统计见表 1.1 计算负荷计算负荷序 号车间设备名称安装容量dKtanP（kW）Q（kvar ）S（kVA）纺炼车间纺丝机1600.800.7812899.84162.33 筒绞机720.750.755440.567.5 烘干机800.751.026061.285.70 脱水机170.600.8010.28.1613.34 通风机2000.700.75140105175 淋洗机190.750.7814.2511.11518.07 变频机9000.800.70720504878.87 传送机420.800.7033.623.5241.011小计14901160.05853.331441.82 表 1.11.5.1.5.全厂计算负荷计算全厂计算负荷计算各车间计算负荷统计见表 1.2计算负荷序 号车间设备名称安装容量dKtanP（kW ）Q（vark ）S（kVA ） 1纺炼车间14901160.05853.331441.82 2原液车间明10200.750.70765535.8933.803酸站照明3100.650.70201.5141.05245.96 4锅炉房照明2900.750.75217.5163.125291.88 5排毒车间照明1960.700.60137.282.32160.006其他车间照明3820.700.75267.4200.55334.25 7小计36882748.651975.8753407.71 表 1.2因为在一定的情况下是不可能发生所有的用电设备同时工作的情况,，如果按照全部用电设备的用电负荷之和来计算全厂计算负荷的话，势必会造成,经济不运行和浪费等,情况,也就是我们常说的大马拉小车。取全部用电负荷之和的，这样在一定程度上就避免了大马拉小车情况90%的发生,提高了运行效率,符合了经济生产、生活的需要。因此，本次课程设计中的全厂计算负荷就为各个设备计算负荷之和的 95%即：全厂计算负荷=(纺练车间计算负荷+原液车间计算负荷+酸站照明计算0.90负荷+锅炉房照明计算负荷+ 排度车间计算负荷+其他车间计算负荷)P= 785.247365.27489 . 0ppKkW（）081.1877875.197595. 0 QQKQvark（）32.3105081.1877785.24732222QPSkVAAUSI28.17910332.31053考虑 5 年的发展，年增长率按 2%计算，全厂计算负荷 795.2867%)31 (5 305 PP05.2176%)31 (5 305 QQ二二. .各车间各车间变电所的设计与选择变电所的设计与选择2.12.1 变电所位置的选择变电所位置的选择变电所位置和数量的选择，实际上就是在整个企业内选择布置供电点。为了使供电系统合理布局及提高电能质量，必须根据企业负荷类型，负荷大小和分布特点，以及企业内部环境条件及生产工艺上的要求进行全面考虑。2.1.12.1.1 配变电所位置选择，应根据下列要求综合考虑确定配变电所位置选择，应根据下列要求综合考虑确定1.接近负荷中心。2.进出线方便。3.接近电源侧。4.设备吊装，运输方便。5.不应设在有剧烈震动的场所。