2022年电气设计0001 .pdf
《2022年电气设计0001 .pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2022年电气设计0001 .pdf(24页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、工厂供电课程设计题目:某机械厂厂用变电所电气设计专业班级:学生:同组成员:指导教师:设计时间: 2013年 01 月精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 24 页目录前言2 一、设计任务书1 一、负荷计算3 二、无功功率计算及补偿6 三、变电所主变压器台数和容量及主接线方案的选择7 四、短路电流的计算8 五、变电所一次设备的选择与校验10 六、变电所高、低压线路的选择13 七、变电所二次回路方案选择及继电保护的整定15 八、防雷和接地装置确实定18 九、心得体会19 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总
2、结 - - - - - - -第 2 页,共 24 页设计任务书题目 4:某机械厂厂用变电所设计设计基本资料:1. 全厂各车间负荷计算表如下:表 1 机械厂负荷统计资料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 金工车间动力360 照明10 2 工具车间动力360 照明10 3 电镀车间动力310 照明10 4 热处理车间动力260 照明10 5 装配车间动力260 照明10 6 机修车间动力180 照明5 7 锅炉房动力180 照明2 8 仓库动力130 照明2 9 铸造车间动力360 照明10 10 锻压车间动力360 照明10 宿舍住宅区照明460 2. 工厂负荷情
3、况: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。3. 供电电源情况: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LGJ-185, 导线为等边三角形排列,线距为;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500MV.A,此断路器配备有定时限过电流保护和电流速断
4、保护,精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 24 页其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,可采用高压或低压联络线由邻近的单位取得备用电源。 4. 气象资料:本厂所在地区泰山区的年最高气温为40,年平均气温为20年,年最低气温为 -22.7 ,年最热月平均最高气温为31.5 ,年最热月平均气温为26.3 ,年最热月地下处平均温度28.7 。年主导风向为东风,年雷暴日数31.3 。5. 地质水文资料: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. 6. 电费制度:本厂与当地供电
5、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。一部分为基本电费,按所装用的主变压器容量来计费。另一部分为电度电费, 按每月时机耗用的电能计费。工厂最大负荷时的高压侧功率因数不低于0.9 。设计任务及要求:1由总降压变电所的配电电压和用电设备的变压要求,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计算负荷采用需要系数法,计算出单台设备、用电负荷组和车间变电所低压母线和进线的计算负荷;3按照负荷结算结果,确定补偿方式,计算电容器个数和电容器柜个数;4按照负荷可靠性要求,确定变电所电气主接线;5按照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;6短路
6、电流计算7选择导线截面,支线和干线按发热条件选择,进行电缆按经济电流密度选择,按允许发热,电压损失和短路热效应进行校验;8确定二次回路方案,选择整定继电保护,确定防雷和接地装置。9绘制电气主接线图、车间配电系统图。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 24 页引言工厂供电,就是指工厂所需电能的供给和分配,亦称工厂配电。 电能是现代工业生产的主要能源和动力。 电能既易于由其它形式的能量转换而来,又易于转换为其它形式的能量以供给用;电能的输送的分配既简单经济,又便于控制、 调节和测量, 有利于实现生产过程自动化。因此,电能在现代工
7、业生产及整个国民经济生活中应用极为广泛。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。 从另一方面来说,如果工厂的电能供给突然中断,则对工业生产可能造成严重的后果。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
8、要的战略意义, 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。 工厂供电工作要很好地为工业生产服务,切实保证工厂生产和生活用电的需要,并做好节能工作,就必须到达以下基本要求:1安全 : 在电能的供给、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消耗量。此外,在供电工作中,应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系,既要照顾局部的当前的利益,又要有全局观点,能顾全大局,适应发展。本设计书论述了
9、供配系统的整体功能和相关的技术知识,重点介绍了工厂供配电系统的组成和部分。 系统的设计和计算相关系统的运行与管理,并根据工厂所能取得的电源及工厂用电负荷的实际情况,并适当考虑到工厂的发展, 按照安全可靠、技术先进、 经济合理的要求, 确定了变电所的位置与形式及变电所至变压的台数与容量、类型及选择变电所主接线方案及高低设备与进出线。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 24 页本设计书共分部分, 包括:负荷计算和无功功率补偿、 变电所主变压器的台数、类型容量及主接线方案的选择、短路电流的计算、 变电所一次设备的选择与校验、 变电
10、所电气主结线图、 防雷和接地保护、 导线选择以及二次回路方案选定。一、负荷计算按照需要系数法计算如下: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= 30Ptanc) 视在计算负荷单位为kvA30S=cos30Pd)计算电流单位为A30I=NUS330, NU为用电设备的额定电压单位为 KV 金工车间动力部分:kWP108360.3011var64.14333.110811kQKVAP1806.0108cosS1111AUSIN48.27338.0318031111照明部分:kWP910.9012012Q同理得出其他车间负荷统计于下表:编号单
11、位 名称负荷性质设备容量ePkW需要系数dKcostan计 算 负 荷30PkW30varQk30SkVA30IA1 金 工 车间动力360 108 180 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 24 页照明10 0 9 0 2 工 具 车间动力360 108 180 照明10 0 9 0 3 电 镀 车间动力310 186 照明10 0 9 0 4 热 处 理车间动力260 156 照明10 0 9 0 5 装 配 车间动力260 104 160 照明10 0 9 0 6 机 修 车间动力180 54 90 照明5 0 0
12、7 锅炉房动力180 108 照明2 0 0 8 仓库动力130 39 65 照明2 0 0 9 锻 造 车间动力360 144 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 24 页照明10 0 9 0 10 锻 压 车间动力360 108 180 照明10 0 9 0 11 宿 舍 住宅区照明460 0 368 368 计及同时系数pK和qK,车间干线取pK,qK0.97 ;对车间低压母线取pK0.95 ,qK0.97;此题暂取pK=0.90,qK总计380V侧动力1880 照明352 计入pKqK二、无功功率计算及补偿由上表表
13、2 可知,该厂 380侧最大负荷是的功率因数只有0.75 。而供电部门要求该厂 10KV进线侧最大负荷时功率因数不应低于0.9 。考虑到主变电器的无功损耗远大于有功损耗,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:Qc=P30(ta1-tan 2)=1398.69tan(arccos0.74)-tan(arccos0.92)=675.47 kvar 在无功补偿装置中首选并联电容器,选用PGJ1型低压自动补偿屏,并联电容器为 BWF6.3-120-1W 。采用 1 台主屏与 5 台辅屏相结合。总容量为:120kvar6=720kvar
14、 因此无功功率补偿后工厂380V侧和 10KV侧的负荷计算如表所示精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 24 页项目cos计算负荷P30/KW Q30/kvar S30/KVA I30/A 380V侧补偿前负荷380V侧无功补偿容量-756 380V侧补偿后负荷4 2 主变压器功率损耗5 0.06S30=89092 10KV侧负荷总计2 4 604.31 1544.20 三、变电所主变压器台数和容量及主接线方案的选择1、每台变压器的容量N TS应同时满足以下两个条件:1) 任一台变压器单独运行时,宜满足:30(0.6 0.7)
15、N TSS2) 任一台变压器单独运行时,应满足:30(1 11)N TSS,即满足全部一、二级负荷需求。代入数据可得:N TS= =4 kV A。,考虑到未来 510年的负荷发展, 初步取N TS=1250kV A 。又考虑到本厂的气象资料年平均气温为20 C ,再加上户内变电所变压器容量会减少8% ,因此所选变压器的实际容量: 1-8%1250kva=1150kva 为也满足使用要求,由于场内负荷较多而且较为集中,因此选两台S9-1250/10 型低损耗配电变压器。2、工厂二级负荷的备用电源亦由与邻近单位相联的高压联络线来承担。3、主变压器的联结组别均采用Yyn0 4、主接线形式选择:高压采
16、用单母线、低压单母线分段。优点:任一主变压器检修或发生故障时,通过切换操作,即可迅速恢复对整个变电所的供电。缺点:在高压母线或电源进线进行检修或发生故障时,整个变电所仍需停电。电气主接线精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 24 页四、短路电流的计算2. 确定基准值设 Sd=100MVA ,Ud=Uc, 即高压侧 Ud1=10.5KV,低压侧 Ud2=0.4KV,则kAkvMVASkAkvMVAUIUSIdddddd1444 .0310035.55.103100322213. 计算短路电路中各元件的电抗标幺值(1) 电力系统2
17、 .0500/100*1MVAMVAkAX2架空线路查表得 LGJ-185 的 x0=0.35/km,而线路长 6km ,故9.1)5.10(100)635.0(2*2KVMVAX3电力变压器查表 2-8,得 UZ%=4.5,故6. 312501001005.4*3KVAMVAX因此绘等效电路图精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 24 页4. 计算 k-l点(10.5kv 侧) 的短路总电抗及三相短路电流和短路容量(1 ) 总电抗标幺值1 .29.12.0*2*1*)1(XXXk2三相短路电流周期分量有效值kAkAXIIk
18、dk62.21 .25. 5*)1(1)3(1其他短路电流KAIIkAIikAIIIshk96.351.168.655.262.2)3()3()3()3()3(1)3()3(4三相短路容量MVAMVAXSSkdk62.471. 2100*)1()3(15. 计算 k-2 点(0.4KV 侧) 的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量1总电抗标幺值9 . 32/6. 32. 32. 0*3*2*1*)2(XXXXk2三相短路电流周期分量有效值kAkAXIIkdk92.369 .3144*)2(2)3(23其它短路电流kAIIIk92.36)3(2)3()3(kAkAIIkAkAIishsh24.
19、402.1809. 109. 193.672.1884. 184. 1)3()3()3()3(4三相短路容量MVAXSSkdk64.25*)2()3(2以上计算结果综合如表11-7 所示. 表 11-7 短路计算结果短路计算点三相短路电流 /KA 三相短路容量 /MVA )3(KI)(3I)3(I)3(shi)3(ihI)3(kSk-1 k-2 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 24 页五、变电所一次设备的选择与校验高压电气设备选择的一般条件和原则为了保障高压电气设备的可靠运行, 高压电气设备选择与校验的一般条件有:按正
20、常工作条件包括电压、电流、频率、开断电流等选择;按短路条件包括动稳定、热稳定校验;按环境工作条件如温度、湿度、海拔等选择。1、额定电压和最高工作电压高压电气设备所在电网的运行电压因调压或负荷的变化,常高于电网的额定电压, 故所选电气设备允许最高工作电压Ualm不得低于所接电网的最高运行电压。一般电气设备允许的最高工作电压可达N,而实际电网的最高运行电压Usm一般不超过Ns,因此在选择电气设备时, 一般可按照电气设备的额定电压UN不低于装置地点电网额定电压UNs的条件选择,即UNUNs 2、额定电流电气设备的额定电流IN是指在额定环境温度下,电气设备的长期允许通过电流。 IN应不小于该回路在各种
21、合理运行方式下的最大持续工作电流Imax, 即 INImax 3、短路电流开端能力校验断路器开端电流大于其安装处的最大三相电流即 IocIk 4、短路热稳定校验短路电流通过电气设备时, 电气设备各部件温度 ( 或发热效应 ) 应不超过允许值。满足热稳定的条件为dztttI22I式中It由生产厂给出的电气设备在时间t 秒内的热稳定电流。I短路稳态电流值。 t与 It相对应的时间。tdz短路电流热效应等值计算时间。5、电动力稳定校验电动力稳定是电气设备承受短路电流机械效应的能力,也称动稳定。满足动稳定的条件为chesii或chesII式中 ich、Ich短路冲击电流幅值及其有效值;ies、Ies电
22、气设备允许通过的动稳定电流的幅值及其有效值。1、 10kV 侧一次设备的选择校验选择校验项目电压电流断流能力动稳定度热稳定度装置地点条件参数NUNI(3)KI(3)shi(3)2imaIt数据10KV A A KA 高压少油断路器SN10-10I/630 10kV 630A 16kA 40kA 1024 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 24 页一次设备型号规格高压隔离开关GN-10/200 10kV 200A KA 500 高压熔断器RN2-10 10kV 50kA 电压互感器JDJ-10 电流互感器LQJ-10 10
23、Kv 150400A 900 避雷器 FS4-10 10kV 户 外 式 高 压隔离开关GW4-15G/200 10kV 200A 25KA 196 2 、380V侧一次设备的选择校验选择校验项目电压电流断流能力装置地点条件参数NU30I(3)KI数据380 一次设备型号规格低压断路器DW15-2500/3D 380V 2500A 60kV 低压刀开关HD13-2500/30 380V 2500A 45kv 电流互感器380V 2500/5A 六、变电所高、低压线路的选择1、 10kV 高压进线和引入电缆的选择110kV 高压进线的选择校验采用 LJ 型铝绞线架空敷设,接往10kV公用干线。精
24、选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 24 页1) 按发热条件选择由AIITN14.89130,查表,初选 LJ-185,其 40 度时的 416AI30满足发热条件。2校验短路热稳定按式CMW计算满足短路热稳定的最小截面222)3(min18568.38mm65.1872620tmmmmCIAima式中 C值由表 5-13 差得;imat按终端变电所保护动作时间0.5s ,加断路器断路时间 s,再加 0.05s 计,故 timax。检验电压损耗查得 LJ-185 线路电阻R0km ,电抗X0km, 所以按公式NpRqXUU得
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 2022年电气设计0001 2022 电气设计 0001
限制150内