《中南大学电气工程课程设计--某冶金机械厂全厂供电系统的电气设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《中南大学电气工程课程设计--某冶金机械厂全厂供电系统的电气设计（65页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、电气工程基础课程设计 日期：2014年12月20日 CENTRAL SOUTH UNIVERSITY设计题目：某冶金机械厂全厂供电系统的电气设计姓 名： 班 级： 指导老师： 摘 要本文是某冶金机械厂全厂供电系统的设计说明。设计的目的是通过对该电力用户所处的地理环境、地区供电条件、生产工艺和公用工程等用电负荷资料的分析，为该工厂寻找完善的供配电系统设计方案。电能是工业生产的主要能源，对整个工厂的正常生产起着举足轻重的作用，因此如何进行合理用电、安全用电、节约用电、高质量用电已经成为工厂建设和运行的主要问题之一。工厂的安全正常生产、节电节能、提高劳动生产率，都必须有一个安全、可靠、经济、合理供配
2、电能和使用电能的系统作保障，才能实现企业利润的最大化。 关键词：工厂供电；总降压（总配）变电所；电气主接线；短路计算；供电可靠性；电气设备选择；继电保护 目 录冶金机械厂全厂供电系统电气设计说明书1一、概述11.1 设计目的1设计内容11.3 设计要求1二、设计基础资料2总平面布置图2供用电协议2负荷情况2自然条件情况3其他4三、主变压器选择及主接线设计43.1 电力负荷计算43.1.1 需要系数法进行车间负荷计算53.1.2 电力线路损耗的计算143.1.3 电力变压器功率损耗计算153.1.4 无功补偿及补偿容量确定153.2 工厂变配电所电气主接线设计183.2.1 车间变电所位置的确定
3、183.2.2 车间变电所电压等级确定和主接线方案设计21四、短路计算254.1 计算短路电流的目的和任务254.2 短路计算的方法与步骤264.3 短路计算27五、电气设备的选择295.1 高低压电力网导线的选择295.1.1 10KV高压进线和引入电缆的选择305.1.2 低压出线的型号及截面选择315.1.3 备用电源高压联络线的型号及截面选择345.2 变电所一次设备的选择与校验35选择与校验电器的原则355.2.2 10KV高压电气设备的选择与校验375.3 380V低压电气设备的选择与校验445.3.1 低压开关电器：熔断器、断路器、刀开关。445.3.2 低压侧电流互感器和电压互
4、感器的选择46六、继电保护与二次回路方案设计476.1 继电保护486.2 电力变压器的保护49二次回路方案的选择556.2.2 变电所测量及计量仪表。566.2.3 中央信号装置。56七、其他577.1 防雷与接地57接地587.2 照明系统设计59照明系统设计的要求59总配电所照明系统设计的大致步骤59八、课程设计总结与心得60参考文献60附图全厂供电系统电气主接线图冶金机械厂全厂供电系统电气设计说明书一、概述1.1 设计目的 在电气工程基础学习的基础上，加强对供电理论的应用。 培养综合运用所学知识，分析问题并解决问题的能力 培养初步的工程设计能力，掌握电气工程设计的步骤及方法，编写设计说
5、明书，并按国家标准绘制工程图样。本次课程设计针对给定的某冶金机械厂，只完成电气部分的初步设计，未进行施工图设计。具体设计内容如下：1) 由配出电压和用电设备的电压要求，参考国家规定的标准电压等级确定车间变电所的电压级别2) 采用需要系数法计算负荷。按对负荷可靠性要求，确定车间变电所电气主接线；按车间变电所低压母线的计算负荷确定变电器的容量和台数3) 选择高低压电力网的导线型号与截面。支线和干线按发热条件选择，进线电缆按经济性、电流密度选择，按允许发热、电压损失和短路的热进行校验4) 改善功率因数装置设计（高压侧最大功率时功率因数不应低于0.9，低压侧不应低于0.85）5) 短路电流计算，绘制计
6、算电流和等值电路图，确定短路点，计算出各短路点的最大和最小短路电流值及短路容量6) 车间变电所一次设备的选择与校验7) 继电保护装置的设计8) 变电所防雷保护的装置设计（选做）1.3 设计要求要求根据本厂所能取得的电源及本厂用电负荷情况，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，选择变电所主接线方案及高低压设备与进出线，确定二次回路方案，选择整定继电保护装置，确定防雷和接地装置，最后按要求提交设计计算书及说明书，绘出设计图纸。二、设计基础资料设计总平面布置图如下图2-1所示图2-1 设计总平面布置图按照工厂与当地
7、供电部门签订的供用电协议规定，本厂可由附近一条10Kv的公用电源线取得工作电源。该干线的走向参看工厂总平面图。该干线的导线牌号为LGJ185,导线为等边三角形排列，线距为米；电力系统馈电变电站距本厂6km,该干线首端所装高压断路器的断流容量为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秒。为满足工厂二级负荷的要求，可采用高压或低压联络线由邻近的单位取得备用电源。本厂多数车间为两班制，年最大负荷利用小时为4800h，日最大负荷持续时间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。低压动力设备均为三相，额定电压为380V。照
8、明及家用电器均为单相，额定电压为220V。全厂各车间负荷计算表如表2-1所示表2-1 全厂各车间负荷计算参考表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仓库动力72照明42铸造车间动力320照明103锻压车间动力250照明104金工车间动力240照明85工具车间动力350照明106电镀车间动力220照明107热处理车间动力200照明88装配车间动力200照明109机修车间动力150照明610锅炉房动力160照明3宿舍区照明250（1）气象条件 最热月平均最高气温为31.5； 年最高气温为40； 土壤中米深处一年中最热月平均温度为； 年雷暴日为天； 土壤冻结深度为米； 夏季主导
9、风向为东风。（2）地质及水文条件 本厂所在地区平均海拔130m 地层以沙粘土为主， 地下水位为3m考虑安全可靠、技术先进、经济合理的要求进行设计，未尽事宜按照设计常规假设。三、主变压器选择及主接线设计 3.1 电力负荷计算供电系统要能安全可靠的正常运行，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，除了应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。因此有必要对供电系统中各个环节的电力负荷进行统计计算。计算负荷（calculated load），即通过负荷统计计算求的，用来按发热条件选择供电系统中各元件的负荷值。根据计算负荷仙子的电气设备和导线电缆，如果
10、以计算负荷连续运行，其发热温度不会超过允许值。由于导体通过电流达到稳定温升的时间大约需要（3-4），为发热时间常数。截面在16以上的导体，其，因此载流导体大约经过30min(半小时)后可达到稳定温升值。由此可见，计算负荷实际上与从负荷曲线上查得的半小时最大负荷（亦即年最大负荷）是基本相当的，所以计算负荷也可认为就是半小时最大负荷。工厂供电系统负荷计算的目的是确定工厂最大负荷，作为按允许发热条件选择供电变压器、输电线路导线及开关电器等电气设备的依据。负荷计算的内容包括： 设备容量（装机容量），是设备铭牌上的额定容量或额定功率。本项值在基础资料负荷计算参考表中已提供，无须计算。 计算容量（计算负荷
11、）：是选择变压器、确定备用电源容量，确定无功功率补偿容量的依据。 计算电流：是计算负荷在额定电压下的电流。是寻找变压器、电器元件、电缆、导线，计算电压偏差、功率损耗的依据。 尖峰电流：是负荷起动时的最大电流。是计算电压降、电压波动，选择电缆、导线，选择电气元件及保护元件的依据。电力负荷计算的方法主要有需要系数法、二项式法和单位产值耗电量法。需要系数法计算简单，对任何工业企业都适用，特别适用于长期工作制用电设备占主要负荷的车间，计算结果基本符合实际。二项式法稍微麻烦一点，但它考虑了用电设备的数量和大容量用电设备负荷的影响，计算结果偏大。在实际工程配电设计中，广泛采用系数法。综合考虑，本设计中选用
12、了需要系数法进行负荷的计算。3.1.1 需要系数法进行车间负荷计算下面对需要系数法的计算进行说明：l 三相用电设备组的计算负荷根据用电设备组的设备容量，即可算得设备的计算负荷：有功计算负荷 无功计算负荷 视在计算负荷 计算电流 式中 设备组的需要系数； 设备组设备容量（KW）； 用电设备功率因数角；U 线电压（V）； 计算电流（A）。上述公式适用计算三相用电设备组的计算负荷l 单相用电设备的计算负荷单相设备接在三相线路上，应尽可能均衡分配，使三相负荷尽可能均衡。如果三相线路中单相设备的总容量不超过三相设备总容量的15%，则不论单相设备如何分配，单相设备可与三相设备综合按照三相负荷平衡计算。如果
13、单相设备容量超过三相设备容量的15%时，则应将单相设备容量换算为等效三相设备容量，再与三相设备容量相加。换算方法按以下两种情况进行换算。 相负荷 在供配电设计中，应将相负荷尽量均匀地分配到三相之中，按照最大的单相设备乘以3，求得等效的三相设备容量，然后按上述公式求得计算电流（线电流）。（最大负荷相的单相设备容量） 线间负荷 线间负荷是指额定工作电压为线电压的单相用电负荷，正常工作时，线间负荷换算为等效的相负荷，再按照相负荷求得计算电流。（ 接于线电压的单相设备容量）l 配电干线或变电所的计算负荷 用电设备按类型分组后的多个用电设备组均连接在配电干线或变电所的低压母线上，考虑到各个用电设备组并不同时都以最大负荷运行，配电干线或变电所的计算负荷应等于各个用电设备组的计算负荷求和以后，再乘以一个同时系数，即配电干线或变电所低压母线上的计算负荷为：有功计算负荷 无功计算负荷 视在计算负荷 计算电流 式中
