《机械厂电气系统设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械厂电气系统设计（32页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、前 言工厂供电是指工厂所需电能的供应和分配。在工厂里，电能虽然是工业生产的主要能源和动力，但是它在产品成本中所占的比重一般很小（除电化工业外）。电能在工业生产中的重要性，并不在于它在产品成本中或投资总额中所占的比重多少，而在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产成本，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。如果工厂的电能供应突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果。因此，做好工厂供电工作对于发展工业生产，实现工业现代化，具有十分重要的意义。由于能源节约是工厂供电工作的一个重要方面，而能源节约对于国家经济建设具有十分重要的战略意
2、义，因此做好工厂供电工作，对于节约能源、支援国家经济建设，也具有重大的作用。以下以红星机械厂电气系统设计为例，简要说明一下整个系统从电源线路进厂起到高低压用电设备进线终止的整个电路系统，从各个方面考虑，做到以下要求：（1）安全:在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故（2）可靠:应满足电能用户对供电可靠性的要求。 （3）优质:应满足电能用户对电压和频率等质量的要求 （4）经济:供电系统的投资要少，运行费用要低，并尽可能地节约电能和减少有色金属的目录第1章设计要求11.工厂负荷情况：11. 2供电电源情况11. 3有关情况1第2章负荷计算和无功功率计算及补偿32.1负荷计算 ：32
3、.2无功功率的补偿及变压器的选择82.2.1无功补偿计算82.2.2补偿后的变压器容量及功率因数82.2.3变压器的选择92.2.4变压器的校验9第3章变电所位置和型式的选择103.1根据变配电所位置选择一般原则：103.2变电所方案103.2.1 变电所主接线方案的选择和比较11第4章 短路电流的计算134.1 绘制计算电路134.2 确定短路计算基准值134.3 计算短路电路中个元件的电抗标幺值134.3.1电力系统134.3.2架空线路134.3.3电力变压器144.4 k-1点（10.5kV侧）的相关计算144.4.1总电抗标幺值144.4.2 三相短路电流周期分量有效值144.4.3
4、 其他短路电流144.4.4 三相短路容量154.5 k-2点（0.4kV侧）的相关计算154.5.1总电抗标幺值154.5.2三相短路电流周期分量有效值154.5.3 其他短路电流154.5.4三相短路容量15第5章变电所一次设备的选择校验165.1 10kV侧一次设备的选择校验165.1.1按工作电压选则165.1.2按工作电流选择165.1.3按断流能力选择165.1.4 隔离开关、负荷开关和断路器的短路稳定度校验165.2 380V侧一次设备的选择校验185.3 高低压母线的选择18第6章变压所进出线与邻近单位联络线的选择196.110kV高压进线和引入电缆的选择196.1.110kV
5、高压进线的选择校验196.1.2 由高压配电室至主变的一段引入电缆的选择校验196.2热处理车间380低压出线的选择206.2.1车间线路选择206.2.2生活区线路选择206.3作为备用电源的高压联络线的选择校验206.3.1按发热条件选择216.3.2校验电压损耗216.3.3短路热稳定校验21第7章变电所二次回路方案选择237.1变电所二次回路的选择23第8章降压变电所的防雷268.1变电所的防雷保护268.1.1直接防雷保护268.1.2雷电侵入波的防护26第9章设计总结27参考文献28附录29第1章设计要求1.工厂负荷情况：本厂车间为两班制，年最大负荷利用小时为4800小时，日最大负
6、荷持续时间为6小时，该厂除铸造车间和锅炉房属二级负荷外，其余均属三级负荷。工厂负荷统计如下厂房编号厂房名称负荷类别设备容量/kW需要系数功率因数1铸造车间动力3150.40.752铁铆车间动力2700.30.73金工1车间动力2750.40.754金工2车间动力2100.40.75工具车间动力2200.30.76氧气车间动力2000.30.87热处理车间动力3150.40.88装配车间动力2850.30.79机修车间动力2320.30.7510锅炉房动力750.30.711仓库动力340.40.712生活用电照明1500.71.0表1-1 红星机械厂负荷统计资料1. 2供电电源情况按照工厂与供
7、电协议，本厂由3公里处取得10kV电源进线，干线首端断路器断流容量为500MVA，此断路器配备有定时限过流保护和电流速断保护，定时限过电流保护整定的动作时间为1.7s，为满足工厂二级负荷的要求，可采用高压联络线由2公里处邻近单位取得备用电源。1. 3有关情况本厂所在地区的年最高气温为41度，年平均气温为23度，年最低气温为 - 8度，年最热月平均最高气温为30度，年最热月平均气温为26度，土壤温度25度，年雷暴日为20。本厂所在地区平均海拔500米，底层以砂粘土为主。第2章负荷计算和无功功率计算及补偿2.1负荷计算 ：负荷计算的方法有需要系数法、二项式等几种，本设计采用需要系数法确定。主要计算
8、公式有：有功功率： 无功功率:视在功率: 计算电流:注:由车间干线计算负荷直接相加来计算时，取 ，总的有功计算负荷为 ： 总的无功计算负荷为： 总的视在计算负荷为： 总的计算电流为 ： 根据要求及负荷计算公式，分别计算各车间的,然后列出表格。1铸造车间动力: 查表1得，2.铁铆车间动力：查表1得,3. 金工1车间:动力：查表1得，4.金工2车间：动力：查表1得，5.工具车间：动力：查表1得，6.氧气车间：动力：查表1得，7.热处理车间：动力：查表1得，8.装配车间:动力：查表1得，9机修车间：动力：查表1得，10.锅炉房：动力：查表1得，11.仓库：动力：查表1得，12.生活用电：照明：查表1
9、得，此工厂照明属于单相用电设备,动力属于三相用电设备,但是照明的容量不超过动力总容量的15%,所以单相设备综合按三相负荷平衡计算.则所有厂房总的计算负荷：取 通过以上计算得到以下得负荷汇总表2-1负荷计算表编号名称类别设备容量/kW需要系数costan计算负荷/kW/kvar/kVA/A1铸造车间动力315040750.88126110.881682602铁铆车间动力27003071.028182.62115.711763金工1车间动力275040750.8811096.8146.672204金工2车间动力21004071.028485.681201825工具车间动力22003071.0266
10、67.3294.291436氧气车间动力20003080.756445751147热处理车间动力31504080.7512694.5157352408装配车间动力28503071.0285.587.21122.141869机修车间动力232030750.8869.661.24892.814110锅炉房动力7503071.0222.522.9532.1448.811仓库动力340.40.71.0213.613.87219.4293012生活区照明1500.71.00105010527.56总计动力2431844.2768.08照明150计入=0.95, =0.970.77901.74745.03
11、71169.7017772.2无功功率的补偿及变压器的选择电力变压器得功率损耗：有功损耗： 无功损耗：注意： 以上二式中为变压器二次侧的视在计算负荷。并联电容器得容量： 并联电容器的个数：2.2.1无功补偿计算按规定，变压器高压侧的，考虑到变压器本身得无功功率损耗远大于其有功功率损耗，因此在变压器低压侧进行无功功率补偿时，低压侧补偿后的功率因数应略高与0.90，取。又要使低压侧功率因数又0.77提高到0.92，需装设的并联电容器得容量 查工厂供电附录表4，选用BKMJ0.4-25-3的电容器，其参数为额定容量为25Kvar，额定电容为500uF.电容个数故取2.2.2补偿后的变压器容量及功率因
12、数补偿后的低压侧的视在计算负荷为考虑无功补偿后最终确定变压器：选用型号为S9-1250/10的变压器，其额定容量为1250kVA。2.2.3变压器的选择因工厂得总计算视在功率kVA，查附录表5，选用型号为S9-1250/10得变压器，其参数为：额定容量为1250kVA,高压10kV，空载损耗为1950W,负载损耗为12kW，空载电流（%）为0.6，阻抗电压（%）为4.5。2.2.4变压器的校验变压器的功率损耗为： 变压器高压侧得计算负荷为: 补偿后的功率因数为：这一功率因数满足要求。第3章变电所位置和型式的选择3.1根据变配电所位置选择一般原则：1 尽量靠近负荷中心；2 进出线方便；3 靠近电
13、源侧；4设备运输方便；5 不应设在有剧烈震动或高温的场所；6 不宜设在多尘或有腐蚀性气体的场所；7 不宜设在厕所、浴室或其他经常积水场所的正下方，且不宜与上述场所相贴邻；8 不应设在有爆炸危险环境的正上方或正下方，且不宜设在有火灾危险环境的正上方或正下方；9不应设在地势较洼和可能积水的场所。综合考虑，变电所的型式为：采用独立变电所。建在厂内一侧，有高、低压配电室、值班室及变压器室。值班室有分别通往高、低压配电室的门，且朝值班室开；变压器室的门朝外开，室内设通风窗，进风窗设在变压器室前门的下方，出风窗设在变压器室的上方;高压配电室设不能开启的自然采光窗，窗台距室外地坪1.8，低压配电室设能开启地自然采光窗。3.2变电
