2022年2022年降压变电所电气一次系统设计 .pdf
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1、X 学院课程设计降压变电所电气一次系统设计学生:学号:指导教师:专业:电气工程及其自动化二 O 一 O 年六月名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共 35 页 - - - - - - - - - 重庆大学城市科技学院课程设计(报告书 ) 前言I 前言课程设计是教学过程中的一个重要环节,通过课程设计可以巩固本课程理论知识,了解变电所设计的基本方法,了解变电所电能分配等各种实际问题,培养独立分析和解决实际工程技术问题的能力,同时对电力工业的有关政策、方针、技术规程有一
2、定的了解,在计算绘图、编号、设计说明书等方面得到训练,为今后的学习工作奠定基础。本设计可以分为三大部分,分别为设计任务书一份、设计计划书一份及设计图纸两张。 (见附图一、附图二)设计计划书又可分为八部分:负荷计算和无功功率计算及补偿;变电所位置和形式的选择; 变电所主变压器台数、 容量及类型的选择; 变电所主接线方案的设计;短路电流的计算;变电所一次设备的选择与校验;变电所进出线的选择与校验;课程设计总结;附参考文献。设计图纸两张 (以附图的形式给出) :附图一变电所电气平面布置图1 张(4号图纸) ,附图二变电所主接线图1 张(4 号图纸) 。由于小组对理论知识掌握的深度和广度有限,故对于所
3、有内容采用小组讨论整体出稿校验的方式进行此次课程设计。在实际课程设计中,小组成员选择一到两个部分进行编写,重复部分取较优版本留存汇总。本设计尚有不完善的地方,敬请老师、同学们批评指正,小组成员不胜感激!学号姓名负责范围20070149 杨永伟5变电所主接线方案的选择7 一次设备的选择与校验8 进出线的选择与校验20070151 马文会2荷计算和无功功率补偿计算5 变电所主接线方案的选择6 短路电流计算8 进出线的选择与校验* Word 文档录入排版20070152 殷乐龙7 一次设备的选择与校验20070160 孔理达2荷计算和无功功率补偿计算3变电所位置和形式的选择4变电所主变压器台数、容量
4、、类型的选择5短路电流计算* Word 文档录入排版* CAD 图纸绘制课程设计小组全体成员2010-6-13名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页,共 35 页 - - - - - - - - - 重庆大学城市科技学院课程设计(报告书 ) 目录II 目录1 设计任务书 . 12 负荷计算和无功功率补偿计算. 42.1 负荷计算和无功功率补偿 . 4 2.1.1各用电车间及生活区负荷计算.4 2.1.2 全厂负荷计算 .9 2.2 无功功率补偿 .9 2.2.1补偿方
5、式选择.9 2.2.2无功功率补偿计算.10 3 变电所位置和形式的选择 . 113.1 变电所所址的选择.113.1.1变电所所址选择的一般原则.11 3.1.2变电所所址选择方案.11 3.2 变电所形式选择. 124 变电所主变压器和主接线方案的选择. 13 5 变电所主接线方案的选择 . 14 5.1 接线方案备案 . 14 5.2 装设一台主变压器的主接线方案. 14 5.3 装设两台主变压器的主接线方案. 15 5.4 主接线方案的比较. 16 6 短路电流计算 . 17 6.1 短路电流计算目的. 17 6.2 短路电流计算方法:标幺值法 . 17 6.3 短路电流计算图 . 1
6、7 6.4 电力系统中各元件的标幺值. 17 6.5 实际短路计算 . 18 6.5.1第一点短路 .18 6.5.2电力系统电抗标幺值.18 6.5.3电力变压器的电抗标幺值.19 6.5.4电力线路的电抗标幺值.19 6.5.5总阻抗标幺值.19 6.5.6三相短路周期分量.19 6.5.7高压侧冲击电流.19 6.5.8第二点短路 .20 6.5.9总阻抗标幺值.20 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页,共 35 页 - - - - - - - - - 重庆
7、大学城市科技学院课程设计(报告书 ) 目录III 6.5.10三相短路电流周期分量.20 6.5.11低压侧短路冲击电流.20 7 变电所进出线的选择校验 . 21 7.1 电气设备的选择与校验. 21 7.1.1按正常工作条件选择额定电压和额定电流.21 7.1.2按短路情况来校验电气设备的动稳定性和热稳定性.21 7.1.3按照装置地点的三相短路容量来校验开关电器的断流能力.21 7.1.4按照装置地点、工作环境、使用要求及供货条件来选择电气设备.21 7.2 变压器高压侧设备的选择与校验. 22 7.2.1高压电器动稳定度校验.23 7.2.2高压设备的热稳定性校验.23 7.2.3变压
8、器低压侧设备的选择校验.23 8 进出线的选择与校验 . 24 8.1 进出线选择的方法. 24 8.2 进出线的校验方法. 24 8.2.1高压进线的校验.24 8.2.2低压出线的电压损失校验.24 8.2.3低压进出线的热稳定校验.24 8.3 10KV 进线的选择 . 25 8.3.1 10KV主干线的选取.25 8.3.2邻厂备用线的选用.25 8.4 380V 侧出线的选择与校验 . 25 8.4.1至铸造车间 .25 8.4.2至锻造车间 .25 8.4.3至金工车间 .25 8.4.4至工具车间 .25 8.4.5至电镀车间 .26 8.4.6至热处理室 .26 8.4.7至装
9、配车间 .26 8.4.8至机修车间 .26 8.4.9至锅炉房 .26 8.4.10至仓库 .26 8.4.11至生活区 .26 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页,共 35 页 - - - - - - - - - 重庆大学城市科技学院课程设计(报告书 ) 目录IV 9 结语. 27 8 附录. 28 10.1 附图一 . 28 10.2 附图二 . 29 8 参考文献 . 30 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - -
10、- - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页,共 35 页 - - - - - - - - - 重庆大学城市科技学院课程设计(报告书 ) 1 设计任务书- 1 - 1设计任务书课程设计题目降压变电所电气一次系统设计学院电气信息学院专业电气工程及其自动化年级2007 设计要求:要求根据企业所能取得的电源及本厂用电负荷的实际情况,并考虑到企业生产的发展,按照安全可靠、技术先进、经济合理和节能减排的要求,设计方案达到科学合理。设计任务要求:1、确定变电所的位置与型式。2、确定供电电源及其进线回路数。3、确定变电所主变压器的台数、容量及类型。4、拟定可能采用的主
11、接线形式。5、高低压设备及高低压进出线。6、按要求写出设计说明书,绘出设计图样。设计依据1、企业总平面图图 1 企业总平面图2、企业负荷情况:企业多数车间为两班制, 年最大负荷利用小时为5000h,日最大负荷持续时间为8h。该企业铸造车间、电镀车间和锅炉房属二级负荷,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。详细负荷见表 1。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页,共 35 页 - - - - - -
12、- - - 重庆大学城市科技学院课程设计(报告书 ) 1 设计任务书- 2 - 3.供电电源情况:按照企业与当地供电部门签订的供用电协议规定,本企业可由附近一条10KV 的公用电源干线取得工作电源。该干线的走向参看企业总平面图。该干线的导线型号为 LGJ-185,导线为等边三角形排列,线距为2.0m。干线首端(即电力系统的馈电变电站)距离本企业约10km.。干线首端所装设的高压断路器断流容量为500MWA,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 1.2s。为满足企业二级负荷的要求,可采用高压联络线由邻近的单位取得备用电源。已知与本企业高压侧有电气联系的架
13、空线路总长度为100km,电缆线路长度为 25km。表 1 工厂负荷统计资料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400 0.4 0.70 照明10 0.8 1.00 2 锻造车间动力300 0.2 0.65 照明10 0.8 1.00 3 金工车间动力350 0.2 0.65 照明10 0.7 1.00 4 工具车间动力380 0.2 0.60 照明10 0.8 1.00 5 电镀车间动力260 0.5 0.80 照明7 0.7 1.00 6 热处理室动力200 0.5 0.75 照明8 0.7 1.00 7 装配车间动力150 0.4 0.70 照明5 0
14、.8 1.00 8 机修车间动力150 0.3 0.60 照明4 0.7 1.00 9 锅炉房动力80 0.7 0.8 照明1 0.9 1.00 10 仓库动力25 0.4 0.80 照明1 0.9 1.00 11 生活区动力300 0.8 1.00 4、气象条件:本企业所在地区的年最高气温为38,年平均气温为 23,年最低气温为 -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0.8m 处的平均温度为 25。当地主导风向为东北向风,年暴日数为20。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整
15、理 - - - - - - - 第 7 页,共 35 页 - - - - - - - - - 重庆大学城市科技学院课程设计(报告书 ) 1 设计任务书- 3 - 5、地质水文条件:本企业所在的地区平均海拔500m。 地层以砂粘土 (土质)为主;地下水位为 4m。6、电费制度:本企业与当地供电部门达成协议,在本企业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/kwh,照明(含家电)电费为0.5 元/kwh。企业最大负荷时的功率因数不得低于 0.93。此外,电力用户需按新装变压器容量计算,一次性地向供电部门交供电
16、补贴费: 610KV 为 800 元/KVA。设计任务要求在规定时间内独立完成下列工作量:1、 设计说明书 1 份,包括:设计任务书负荷计算和无功功率补偿变电所位置和型式的选择变电所主变压器台数、容量、类型的选择变电所主接线方案的设计短路电流的计算变电所一次设备的选择与校验变电所进出线的选择与校验2、 设计图纸变电所电气平面布置图1 张(4 号图纸)变电所主接线图1 张(4 号图纸)设计时间2010 年 06 月 14 日 至2010 年 06 月 25 日 (2 周)参考资料:1 余健明等 . 供电技术 . 第 4 版. 北京: 机械工业出版社 , 2008. 2 翁双安 . 供电工程 .
17、第 1 版. 北京: 机械工业出版社 , 2004. 3 刘介才 . 工厂供电 . 第 4 版. 北京: 机械工业出版社 , 2004. 4 唐定曾等 . 建筑电气技术 . 第 2 版. 北京: 机械工业出版社 , 2003. 5 李英姿等 . 现代建筑电气供配电设计技术. 第 1 版. 北京: 中国电力工业出版社, 2008.任务下达日期 2010年 6 月 11日完成日期2010年 6 月 24 日指导教师(签名)学生(签名)名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页
18、,共 35 页 - - - - - - - - - 重庆大学城市科技学院课程设计(报告书 ) 2 负荷计算和无功功率计算- 4 - 333332 负荷计算和无功功率补偿计算2.1 负荷计算2.1.1各用电车间及生活区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。主要计算公式有:有功功率: PC=Kd ? PN无功功率 : QC=PC ? tan 视在功率 : SC=PC / cos 计算电流 : IC=SC / UN根据要求及负荷计算公式, 分别计算各车间的PC、QC、SC、IC,然后列出表格。2.1.1.1铸造车间动力负荷: PN=400kW Kd=0.4 co
19、s= 0.7 tan =tanarccos =1.02 PC=Kd ? PN=400*0.4= 160kW QC=PC ? tan =160*1.02=163.2 kvar SC=PC / cos = 160/0.7 = 228.6kvA IC=SC / UN= 346.4A 照明负荷: PN=10kW Kd=0.8 cos= 1 tan =tanarccos =0 PC=Kd ? PN=0.8*10=8kW QC=PC ? tan =8*0=0 kvar SC=PC / cos= 8 / 1=8 kvA IC=SC / UN=21.1 A 本车间 : I C=346.4+21.1=367.5
20、 A 2.1.1.2锻造车间动力负荷: PN=300kW Kd=0.2 cos= 0.65 tan =tanarccos =1.16 PC=Kd ? PN=0.65*300= 60kW QC=PC ? tan =60*1.16=70.1 kvar SC=PC / cos =60 / 0.65=92.3 kvA IC=SC / UN=139.8 A 照明负荷: PN=10kW Kd=0.8 cos=1tan =tanarccos =0PC=Kd ? PN=0.8*10=8 kW QC=PC ? tan =8*0=0 kvarSC=PC / cos =8 / 1=8 kvAIC=SC / UN=2
21、1.1 A 本车间 : I C=139.8+21.1=160.9 A 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页,共 35 页 - - - - - - - - - 重庆大学城市科技学院课程设计(报告书 ) 2 负荷计算和无功功率计算- 5 - 3333332.1.1.3金工车间动力负荷: PN=350kW Kd=0.2 cos=0.65tan =tanarccos =1.16PC=Kd ? PN=0.2*350=70 kW QC=PC ? tan =70*1.16=81.
22、8 kvar SC=PC / cos =70 / 0.65=107.7 kvA IC=SC / UN=163.1 A 照明负荷: PN=10kW Kd=0.7 cos=1tan =tanarccos =0PC=Kd ? PN=0.7*10=7 kW QC=PC ? tan =7*0=0 kvar SC=PC / cos =7 / 1=7 kvA IC=SC / UN=18.4 A 本车间 : I C=163.1+18.4= 181.5A 2.1.1.4工具车间动力负荷: PN=380kW Kd=0.2 cos= 0.6 tan =tanarccos =1.33 PC=Kd ? PN=0.2*3
23、80=76 kW QC=PC ? tan =76*1.33=101.3 kvar SC=PC / cos =76 / 0.6=126.7 kvA IC=SC / UN=192 A 照明负荷: PN=10kW Kd=0.8 cos=1tan =tanarccos =0PC=Kd ? PN=0.8*10=8 kW QC=PC ? tan =8*0=0 kvar SC=PC / cos =8 / 1=8 kvAIC=SC / UN=21.1 A 本车间 : I C=192+21.1=213.1 A 2.1.1.5电镀车间动力负荷: PN=260kW Kd=0.5 cos= 0.8 tan =tana
24、rccos =0.75 PC=Kd ? PN=260*0.5=130 kW QC=PC ? tan =130*0.75=97.5 kvar SC=PC / cos =130 / 0.8=162.5 kvA IC=SC / UN=246.2 A 照明负荷: PN=7kW Kd=0.7 cos= 1.0 tan =tanarccos =0 PC=Kd ? PN=0.4*7=4.9 kW QC=PC ? tan =4.9*0=0 kvar SC=PC / cos =4.9 / 1=4.9 kvA IC=SC / UN= 12.9A 本车间 : I C=246.2+12.9=259.1 A 名师资料总
25、结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页,共 35 页 - - - - - - - - - 重庆大学城市科技学院课程设计(报告书 ) 2 负荷计算和无功功率计算- 6 - 3333332.1.1.6热处理室动力负荷: PN=200kW Kd=0.5 cos= 0.75 tan =tanarccos =0.88 PC=Kd ? PN=0.5*200=100 kW QC=PC ? tan =100*0.88=88 kvar SC=PC / cos =100 / 0.75=133.3
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