《某机械厂供配电设计.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《某机械厂供配电设计.doc（32页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、课程设计（论文）题 目 某机械厂供配电系统设计 学 院 机电与车辆工程学院 专 业 电气工程与自动化 学 生 学 号 631324220205 指导教师 2016 年前言3第一章 选题背景4设计的意义4第二章 系统总体方案设计52.1设计内容及步骤5第三章 负荷计算63.1计算负荷及无功功率补偿63.2全厂负荷计算：8第四章 变电所位置和型式的选择11第五章 变电所变压器和主接线方案设计135.1 主变压器的选择135.2 变电所主接线方案的选择135.3装设一台主变压器的主接线方案135.3.1 主接线方案的选择14第六章 短路电流的计算156.1确定短路计算基准值156.2计算短路电路中各
2、元件的电抗标幺值15（1）.电力系统的电抗标幺值15（2）.架空线路的电抗标幺值16（3）.电力变压器的电抗标幺值166.3 K-1点（10.5kV侧）的相关计算16（1）.总电抗标幺值16（2）.三相短路电流周期分量有效值16（3）.其他三相短路电流16（4）.三相短路容量176.4 K-2点（0.4kV侧）的相关计算17（1）.总电抗标幺值17（2）.三相短路电流周期分量有效值17（3）.其他三相短路电流17（4）.三相短路容量17第七章 变电所一次设备的选择校验187.1 10kv侧一次设备的选择校验187.1.1按工作电压选择187.1.2按照工作电流选择187.1.3按断流能力选择1
3、87.1.4隔离开关，负荷开关和断路器的短路稳定度校验187.2 380V侧一次设备的选择校验227.3高低压母线的选择24第八章 变压所进出与邻近单位联络线的选择258.1 10KV高压进线和引入电缆的选择258.1.1 10KV高压进线的选择校验258.1.2 由高压配电室至主变的一段引入电缆的选择校验258.2 作为备用电源的高压联络线的选择校验268.2.1 按发热条件选择268.2.2校验电压损耗26第九章 降压变电所防雷与接地装置的设计289.1 变电所的防雷保护289.1.1直击雷防护289.1.2 雷电波入侵的防护289.2 变电所公共接地装置的设置28第十章 设计总结3010
4、.1总结30参考文献31前言 电能是现代工业生产的主要能源和动力，电能不仅易于转换为其他形式的能量加以运用，而且容易从其他形式的能量转换而来：电能的输送有利于实现生产过程自动化，因为它的分配十分简单经济，便于控制，调节和测量。 在工厂里面，电能虽然是工业生产的主要能源和动力，但是他在生产成本中占得比重却不是很大。电能在工业生产中十分重要，这并不能从它在产品成本或投资总额中所占比重看出来，而在于工业中实现电气化以后可以大大增加生产，提高产量，提高劳动生产率，降低生产成本，减轻工人的劳动程度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。从另一方面来说，如果工厂的电能供应突然中断，则可对工业生产带
5、来严重的损失。 那么，做好工厂供电工作对于发展工业生产，实现工业现代化十分重要。由于能源节约是工厂供电工作中一个重要项目，而能源节约对于一个国家的能源建设也是具有十分重要的战略意义的。因此，做好工厂供电工作，对于节约能源，支援国家经济建设，也具有十分重大的作用。 为了让工厂供电工作很好的为工业生产服务，切实保证工业生产和生活用电的需求，我们需努力使其达到安全，可靠，优质，经济这四个要求。此外，在供配电工作中，应合理的处理局部和全局，当前和长远等关系，既要照顾局部的当前利益，又要有全局观念，顾全大局，适应发展。第1章 选题背景电能在我们生活中都可以随处可见，它不仅在生活发挥着重要的作用，在工业生
6、产上也必不可少。随着我国经济的飞速发展，电能的使用已经成为制约经济发展的一个重要因素。为保证正常的供电需求，各地都在兴建一系列供电装置，国家也投入大规模人力物力修建供电系统，例如三峡大坝水力供电等。在工业现代化迅速发展的今天，工厂的发展给国家带来巨大利益的同时，其用电负荷也越来越大，特别是负荷容量大、用电设备多。我们这里的设计针对某机械厂的10Kv供配电系统。所以本设计主要围绕10Kv的供配电系统的设计思路、设计步骤等进行阐述，并进行了相关设备的计算和检验。此外，介绍了变电所的主接线是其中的一个至关重要的因素，它决定变电所的功能、建设投资、运行质量、维护条件和供电可靠性。所以在熟悉变电所的设计
7、要求和设计过程，对从事电力过程设计，故障分析和判断是很有帮助的。设计的意义：通过设计，不仅可以系统的复习、巩固工厂供配电的知识，而且提高了我们的设计能力和创新思维能力，并能对在设计过程中出现的问题学会了分析和处理，为我们今后在工作和学习中提供了极其重要的帮助。第二章 系统总体方案设计2.1设计内容及步骤1、 确定全厂计算负荷，编制负荷总表；合理确定无功补偿。要求10Kv侧.2、 拟定供配电方案，确定变配电所位置。3、 合理确定变压器台数及数量，选择其规格型号。4、 拟定变电所主接线方案，并选择元件和设备的型号规格。5、 短路电流的计算。6、 变电所一次设备的选择及检验。7、 变压所进出线与邻近
8、单位联络线的选择。8、 变电所防雷与接地装置的设计。 第三章 负荷计算3.1计算负荷及无功功率补偿确定计算负荷的方法有很多，如二项式法、需要系数法等。这里我们采用需要系数法确定计算负荷。 其公式如下：有功功率：无功功率：视在功率：计算电流：式中：该用电设备组的需要系数 该用电设备组的容量 功率因数角的正切值 用电设备的额定电压，单位KV所以本厂的负荷计算方法如下（以铸造车间为例）：有功计算负荷：=200x0.3=60KW无功计算负荷: =60x1.02=61.2Kvar视在计算负荷：= =85.71KV A计算电流：=130.22A各车间及生活区负荷计算如表3.1表3.1 电力负荷计算表厂房编
9、号车间名称负荷类别设备容量/kw需要系数功率因数有功功率无功功率视在功率计算电流1铸造车间动力2000.30.76061.285.71130.22照明50.81.04046.082锻压车间动力3500.30.65105122.85161.54245.43照明80.71.05.605.68.517金工车间动力3000.20.656070.292.31140.25照明100.81.080812.15续表3.16工具车间动力1500.30.64559.8575113.95照明70.91.06.306.39.574电镀车间动力2000.50.810075125189.92照明50.81.04046.0
10、83热处理车间动力1500.60.89067.5112.5170.93照明50.81.04046.089装配车间动力1800.30.75455.0877.14117.21照明60.81.04.804.87.2910机修车间动力1600.20.653237.4449.2374.80照明40.81.03.203.24.868锅炉车间动力500.70.83526.2543.7566.47照明10.81.00.800.81.225仓库动力200.40.8861015.19照明10.81.00.800.81.22生活区照明3500.70.9245272.22117.6413.60 3.2全厂负荷计算：取
11、=0.9，=0.95根据上表可以算出 =875.5KW，=698.97Kvar=1145.9KVA式中, 是所有设备组的有功计算负荷之和，是所有设备的无功计算负荷之和。因此可以求出全厂的总计算负荷为：=0.9875.5=787.95KW=0.95698.97=664.02Kvar=1030.43 KVA=1565.58A= = =0.76要使低压侧功率从0.76提高到0.92，低压侧需要并联电容器，其大小为：=787.95 =787.95 （0.855-0.426） =338.03Kvar取=350Kvar经考虑，可选用的电容器，其额定电容为198uF。因此，电容个数，因为电容是单相的，所以取
12、3的倍数，即最后取n=36个，补偿后低压侧的视在计算功率为变压器的功率损耗：变电所高压侧的计算负荷为：补偿后的功率因数为：，满足要求第四章 变电所位置和型式的选择变电所位置的选择，应该根据要求并经济技术和经济性分析比较后得出的变配电所选址的一般原则来确定。总的来说，变电所的选址应该尽量靠近负荷中心。关于工厂的负荷中心，可用负荷指示图或者负荷功率矩法来近似的确定。这里我们采用负荷功率矩法来确定负荷中心的位置。在工厂平面图的左下角，作一直角坐标的X轴和Y轴，然后测出各车间（建筑）和宿舍区负荷点的位置坐标，例如等，其中等代表厂房1、2、310号的功率，工厂的负荷中心假设在位置,则总负荷。仿照力学中求重心的力矩方程可得按照比例K在工厂平面图中测出各车间和宿舍区负荷点的坐标位置如下表所示：表4.1 各车间和宿舍区的负荷点的坐标位置坐标轴12345678910X（cm）2.34.77.12.34.77.12.34.77.13.7Y（cm）5.55.55.53.83.83.82.12.12.18.2由计算结果可知，x=4.89,y=5.47，
