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1、1 本科课程设计 题目:题目:石油二机厂降压变电所的电气设计院(系)院(系) 信息科学与工程学院信息科学与工程学院 专 业 专 业 电气工程及其自动化 电气工程及其自动化 届 别 届 别 2010 届2010 届 学 号 学 号 姓 名 姓 名 指导老师指导老师 2013 年年 6 月月 16 号号华侨大学信息科学与工程学院课程设计 1 目录 目录 第一章 概述 . 概述 . 2 第二章 负荷计算与负荷等级确定 . 负荷计算与负荷等级确定 . 第三章 变压器选择及主接线设计 . 变压器选择及主接线设计 . 9 第四章 短路电流计算 . 短路电流计算 . 13 第五章 电气设备选择 . 电气设备
2、选择 . 16 第六章 课设体会及总结 . 课设体会及总结 . 24 参考文献 . . 25 附录 . . 26 华侨大学信息科学与工程学院课程设计 2 第一章第一章 概述概述 1.1 1.1 设计任务书设计任务书 (一)(一) 设计题目设计题目 石油二机厂降压变电所的电气设计 (二)(二) 设计要求设计要求 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,绘出设计图样。 (三
3、)(三) 设计依据设计依据 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 3500h,日最大负荷持 续时间为 8h。该厂除铸造车间、电镀车间和锅炉房属二级负荷外,其余均属三级负荷。低华侨大学信息科学与工程学院课程设计 3 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。 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 1 铸造车间 动力 300 0.4 0.7 照明 6 0.7 1.0 2 锻压车间 动力 400 0.3
4、0.65 照明 8 0.7 1.0 3 金工车间 动力 400 0.3 0.65 照明 9 0.7 1.0 4 电镀车间 动力 200 0.6 0.8 照明 7 0.7 1.0 5 热处理车间 动力 200 0.6 0.8 照明 8 0.7 1.0 6 装配车间 动力 200 0.4 0.7 照明 7 0.7 1.0 7 机修车间 动力 200 0.3 0.65 照明 4 0.7 1.0 8 锅炉房 动力 80 0.6 0.65 照明 2 0.7 1.0 9 仓库 动力 20 0.3 0.7 照明 2 0.7 1.0 生活区 照明 200 0.7 1.0 3供电电源情况:按照工厂与当地供电部门
5、签订的供用协议规定,本厂可由附近一条 10kV 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 LGJ95 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 10km,该干线首端所装高压断路器 500MVA,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 2s。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 30km。 4.气象资料 本厂所在地区的年最高气温为 38 , 年平均气温为 23, 年最低
6、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。 1.2 1.2 设计原则及设计任务设计原则及设计任务 一一 供电设计必须遵循的一般原则供电设计必须遵循的一般原则 1) 必须遵守国家的有关法令、标准和规范,执行国家的有关方针、政策,包括节 约能源、节约有色金属等经济政策; 华侨大学信息科学与工程学院课程设计 4 2) 必须从全局出发,统筹兼顾,按照负荷性质、用电性质、用电容量、供电特点 和地区的供电条件,合理设计方案; 3) 应做到保障人
7、生安全、供电可靠、供电可靠、电能质量合格、技术先进和经济 合理,设计中符合国家有关标准的效率高、能耗低、性能先进的电气产品; 4) 一级负荷:中断供电将造成人身伤亡者,中断供电将在政治、经济上造成重大 损失者,例如交通枢纽、重要通信枢纽、重要宾馆、大型体育场所、经常用于 国际活动的集中场所等用电单位的重要电力负荷; 5) 二级负荷:中断供电将在政治、经济上造成重大损失者,例如主要设备损坏、 大量产品报废、重点企业大量减产、连续生产过程被打乱需较长时间恢复等; 中断供电将影响重要供电单位的正常工作者,例如重要通信枢纽、重要宾馆、 大型体育馆所、经常用于国际活动的集中场所等用电单位的重要电力负荷;
8、 6) 三级负荷:不属于一级、二级负荷的电力负荷; 对一级负荷,应由两个电源供电。当一个电源发生故障时,另一个电源不应该同时 受到损坏。一级负荷中特别重要的负荷出应有两个电源供电外,还应增设应急电源,并 严禁将其他符合接入应急供电系统。 对二级负荷,应由两回线路供电。在负荷较小或地区供电条件困难时,二级负荷 可有一回路 6KV 及其以上专用的架空线路或电缆供电。 当采用电缆线路时, 应采用电缆 线路时,应采用两根电缆组成的线路供电,且每根电缆应承受 100%的二级负荷。 二二 企业供电设计的基本内容企业供电设计的基本内容 (一)企业变电所设计 1) 符合计算及无功功率补偿计算; 2) 变电所所
9、址和形式的选择; 3) 主要变压器台数、容量及类型的选择; 4) 主接线方案的设计; 5) 短路电流的计算; 6) 变电所一次设备的选择; 7) 变电所防雷保护与接地装置的设计; (二)车间低压配电线路的设计 1) 车间低压配电系统方案的确定; 2) 低压配电线路负荷的计算; 3) 低压配电线路导线及电缆的选择; 4) 低压配电设备及保护设备的选择; 第二章第二章 负荷计算与负荷等级确定负荷计算与负荷等级确定 2.1 2.1 用电设备组计算负荷的确定用电设备组计算负荷的确定 计算负荷是用来按发热条件选择供电系统中各元件的负荷值。用电负荷的确定,在工 程中常用的有需要系数法和二项式计算法,而前者
10、应用最为普遍。当用电设备台数较多,各华侨大学信息科学与工程学院课程设计 5 台用电设备容量相差不悬殊时,通常采用需要系数法计算,否则适宜采用二项式计算法。无 论采用何种计算法,首先要正确判别用点设备的类型和工作性质,准确的分组。 在石油二机厂中的各台用电设备容量相差不太悬殊,故选用需要系数法来计算工厂的 计算负荷。 一一. . 负荷计算和无功功率补偿负荷计算和无功功率补偿 根据电气工程综合课程设计指导 单组用电设备计算负荷的计算公式 a)有功计算负荷(单位为 KW) 30P=dKeP , dK为系数 b)无功计算负荷(单位为 kvar) 30Q= 30Ptan c)视在计算负荷(单位为 kvA
11、) 30S=cos30Pd)计算电流(单位为 A) 30I=NUS330, NU为用电设备的额定电压(单位为 KV) 得: 1.铸造车间 有功计算负荷 PC11=KD11*PN11=0.4*300 KW =120 KW PC12=KD12*PN12=0.7*6 KW =4.2KW PC1=PC11+PC12=120 KW +4.2 KW =124.2KW 无功计算负荷 QC11=PC11*Tan11=1.02*120 Kvar =122.4 Kvar QC12=PC12*Tan12=0*4.2 Kvar =0 Kvar QC1 = QC11+ QC12=122.4 Kvar +0 Kvar =
12、122.4 Kvar 2. 锻压车间 有功计算负荷 PC21=KD21*PN21=0.3*400 KW =120 KW PC22=KD22*PN22=0.7*8 KW =5.6KW PC2=PC21+PC22=120 KW +5.6=125.6 KW 无功计算负荷 QC21=PC21*Tan21=1.17*120 Kvar =140.4 Kvar QC22=PC22*Tan22=0*5.6 Kvar =0 Kvar QC2 = QC21+ QC22=140.4 Kvar +0 Kvar =140.4 Kvar 3金工车间 有功计算负荷 PC31= KD31 * PN31=0.3*400 KW
13、=120KW PC32 = KD32* PN32=0.7*9 KW =6.3KW PC3=PC31+PC32=120 KW +6.3 KW =126.3KW 无功计算负荷 QC31=PC31*Tan31=1.17*120 Kvar =140.4 Kvar QC32=PC32*Tan32=0*6.3 Kvar =0 Kvar 华侨大学信息科学与工程学院课程设计 6 QC3 = QC31+ QC32=140.4 Kvar +0 Kvar =140.4 Kvar 4电镀车间 有功计算负荷 PC41=KD41*PN41=0.6*200 KW =120 KW PC42=KD42*PN42=0.7*7 KW =4 .9KW PC4=PC41+PC42=120 KW +4.9 KW =124.9 KW 无功计算负荷 QC41=PC41*Tan41=0.75*120 Kvar =90 Kvar QC42=PC42*Tan42=0*4.9 Kvar =0 Kvar QC4 = QC41+ QC42=90 Kvar +0 Kvar =90 Kvar 5热处理车间 有功计算负荷 PC51=KD51*PN51=0.6*200 KW =120KW PC52=KD52*PN