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1、电力工程课程设计评语：考勤（10）守纪（10）设计过程（40）设计报告（30）小组答辩（10）总成绩（100）专业：电气工程及其自动化班级：电气1404姓名：张勇学号：201209927指导教师：王思华兰州交通大学自动化与电气工程学院2015年7月17日1。某轧钢厂降压变电所的电气设计1。1设计依据1。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5200h，日 最大负荷持续时间为6。5h。该厂除冶炼车间、制坯车间和热轧车间属二级负荷外， 其余均属三级负荷。低压动力设备均为三相，额定电压为380V.电气照明及家用电 器均为单相，额定电压为220V.本厂的负荷统计资料如表l所示。2。供电
2、电源情况 按照工厂与当地供电部门签订的供用电协议规定，本厂可 由附近一条6kV的公用电源干线取得工作电源.该电源干线的走向参看工厂总平面 图。该干线的导线牌号为LGJ240，导线为等边三角形排列，线距为1.5m；干线 首端（即电力系统的馈电变电站）距离本厂约5km.干线首端所装设的高压断路器断 流容量为600MVA。此断路器配备有定时限过电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。5s.为满足工厂二级负荷的要求，可采用高压联络 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 为40km，联络线电缆线路总长度为15km。3。气象资料 本厂所在地区的年最高
3、气温为40C，年平均气温为25C，年最 低气温为-3C,年最热月平均最高气温为36C,年最热月平均气温为29C，年最热月 地下0.8m处平均温度为25C.当地主导风向为东风，年雷暴日数为25。4。地质水文资料本厂所在地区平均海拔300m，地层以砂粘土为主；地下水 位为2m。5。电费制度 本厂与当地供电部门达成协议，在工厂变电所高压侧计量电能， 设专用计量柜，按两部电费制交纳电费：每月基本电费按主变压器容量计为20元 /kVA,动力电费为0。3元/kW - h，照明（含家电）电费为0。4元/kW-hoX厂最 大负荷时的功率因数不得低于0。9.表1轧钢厂负荷统计资料厂房编号厂房名称负荷类别设备功率
4、/kW需要系数Kd功率因数cose1原料仓库动力2100。30。65照明50.61。02燃料车间动力1500.60。80照明50.81.03办公楼动力450.40.65照明120.71.04冶炼车间动力3600。50。65照明80。91.05制坯车间动力2400.650。80照明80。81.06热轧车间动力4500.60。80照明150。81。07机修车间动力2600。350。70照明70。81.08冷轧车间动力3800.50。65照明100.81.09成品仓库动力800.40。80照明90。81.010生活区照明2100。650.91。2要完成的内容根据以上所给条件完成该轧钢厂降压变电所的设
5、计，要求完成各车间负荷计算 以及全厂负荷计算和无功计算，完成无功补偿，然后针对计算结果完成主变压器 容量选择并设计变电所主接线图。2。计算与分析2。1计算的意义供电系统要能安全可靠地正常运行，其中各个元件（包括电力变压器、开关设 备及导线、电缆等）都必须选择得当，除了满足工作电压和频率的要求外，最重 要的就是要满足负荷电流的要求.因次，有必要对供电系统中各个环节的电力负荷 进行统计计算.通过负荷计算与无功计算才可以保证在安全性、可靠性和经济性均 满足要求的前提下完成无功补偿装置与主变压器容量的选择以及主接线图的设计. 计算负荷是供电设计计算的基本依据。计算负荷确定的是否正确合理，直接影响 到电
6、器和导线电缆的选择是否经济合理。如果计算负荷确定的过大，将使电器和 导线电缆选的过大，造成投资和有色金属的浪费.如果计算负荷确定的过小，又将使 电器和导线电缆处于过负荷下运行，增加电能损耗，产生过热，导致绝缘过早老 化甚至燃烧引起火灾，同样会造成更大损失。由此可见，正确确定计算负荷意义重 大。2.2详细计算负荷计算的方法有需要系数法、利用系数法及二项式法等几种。本设计采用需 要系数法确定.2.2。1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）P30 = Kp，Kd为系数b）无功计算负荷（单位为kvar）Q = P tan 中c）视在计算负荷（单位为kVA）PS 3030 cos
7、 中d）计算电流（单位为A）130 =二3，N为用电设备的额定电压（单位为kV）N2。2.2多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）、. P 匕式中Pi0是所有设备组有功计算负荷pio之和,K p是有功负荷同时系数，可取0.85 0.95b）无功计算负荷（单位为kvar）K q是无功负荷同时系数，可0-z取 0.90。97Q30 K.q Q30.i 式中Q是所有设备无功计算负荷Q10之和；c） 视在计算负荷（单位为kVA）S XP2 + Q2303030d） 计算电流（单位为A）I - S3030如 3UN表2负荷统计表编 号名 称类别容量Pe/kWK dcos 9tan
8、9计算负荷P30/kWQ30/kvarS30/kVAI30/A1原料仓库动力2100。30。651。1763.0073.71照明50.610。003.000。00_小计_66.0073。7198。94150.322燃料车间动力1500。60.80.7590.0067。50_照明50.810.004.000。00小计94。0067.50115.72175。 833办公楼动力450.40.651。1718.0021。06照明120.710.008.400。00小计_26.4021。0633。7751.294冶动力3600.50.651.17180。00210.60炼 车间照明80.910。007。
9、200。00-小计-187.20210.60281.77428。 115制坯车间动力2400.650.80。75156。00117.00照明80。810。006。400。00-小计-162。40117。 00200.16304.116热轧车间动力4500.60。80.75270.00202.50-照明150.810。0012。000。00小计-282.00202.50347。 17527。487机修 车间动力2600.350.71.0291.0092。82-照明70.810。005.600。00-小计-96.6092。82133.97203。 548冷轧车间动力3800。50.651.1719
10、0.00222.3-照明100.810。008.000.00-小计-198。 00222。3297.70452.39成品仓库动力800.40.80.7532.0024.00-照明90.810.007.200.00-小计-39.2024.0045.9669。831 0生活区照明2100.650.90。48136。5065.28151.31229.89总计动力2175-1090。001031。49-照明289-198.3065。28-总计2464-1288.301097。77K Zp =0。8K Zq =0。850.74-1030。64932.251389。 722111.462.2.3无功计算与
11、无功补偿无功功率的补偿装置主要有同步补偿机和静电电容器两种。由于同步补偿器容 量较小，其单位kvar的造价越高，即使容量很大的同步补偿器也远较静电电容器 昂贵，加上其容量组成不灵活，运行维护也比较复杂，故在供电系统中应用静电 电容器最为普遍。由上表可知，该厂380V侧最大负荷时的功率因数只有0.74。而供电部门要求该 厂6kV进线侧最大负荷时功率因数不低于0。9.考虑到主变压器的无功损耗元大于 有功损耗，因此380V侧最大负荷时功率因数应稍大于0。9,暂取0.92来计算380V 侧所需无功功率补偿容量：Q C= P (tan中 1 tan中)=1030。64tan(arccos0。74)- t
12、an (arccos0.92) =497.73 kvar补偿时按500 kvar选取无功补偿器件.补偿前后，变压器低压侧的有功计算负荷基本不变，而无功计算负荷Q=30(932.25-500) kvar=432.25 kvar,视在功率S30 =必 + Q; =1117。61 kVA,计算=1698.03 A,功率因数提高为cos虹=二=0。922。NS30在无功补偿前，该变电所主变压器T的容量为应选为1600kVA,才能满足负荷 用电的需要；而采取无功补偿后，主变压器T的容量选为1250kVA的就足够了。同 时由于计算电流的减少，使补偿点在供电系统中各元件上的功率损耗也相应减小， 因此无功补偿的经济效益十分可观。无功补偿后工厂380V侧和6kV侧的负荷计 算如表3所示。表3无功补偿后工厂的计算负荷项目cos中计算负荷P30/kWQ /kvarS30/kVA130/A380V侧补偿前负荷0.741030。 64932。 251389。 722111。 46380V侧无功补
