机械加工厂全厂变电所及厂区配电系统设计

CHANGZHOUINSTITUTEOFTECHNOLOGY供电技术课程设计说明书题目：机械加工厂全厂变电所及厂区配电系统设计专业：电气工程及其自动化班级：xxx学生姓名：xxx学号：xxx指导教师姓名：xxx职称：xxx2010年6月供电技术课程设计-1-目录第一章绪论1.1工厂供电的意义……………………………………………………………21.2设计概述……………………………………………………………………21.3设计任务及设计方案………………………………………………………3第二章负荷计算及功率补偿2.1负荷计算的内容和目的……………………………………………………42.2负荷计算的方法……………………………………………………………42.3无功功率补偿………………………………………………………………11第三章变电所一次系统设计3.1变电所配置…………………………………………………………………123.1.1变电所的类型………………………………………………………123.1.2变电所的位置选择…………………………………………………123.2变压器的选择………………………………………………………………133.2.1变压器型号选择……………………………………………………133.2.2变压器台数和容量的确定…………………………………………133.3全厂变电所主接线设计……………………………………………………143.3.1对变电所主接线的要求3.2.1变电所主接线方案3.3.3变电所主接线设计3.4变电所的布置和结构设计…………………………………………………143.4.1变电所的布置设计3.4.2变电所的结构设计第四章电气设备选择4.1短路电流计算………………………………………………………………154.2电气设备选择………………………………………………………………18第五章电力变压器继电保护设计5.1电力变压器继电保护配置…………………………………………………235.2电力继电器继电保护原理展开图设计……………………………………23第六章厂区线路设计6.1电力线路的接线方式………………………………………………………256.2电力线路的结构……………………………………………………………256.3导线和电缆的选择…………………………………………………………266.4厂区照明设计………………………………………………………………26第七章小结………………………………………………………………………28参考文献……………………………………………………………………………28附录1：设备材料表附录2：设计图纸供电技术课程设计-2-第一章绪论1.1工厂供电的意义众所周知，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应用；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，如果工厂的电能供应突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果。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，就必须达到以下基本要求：（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。1.2设计概念设计线路如图1.1所示：图1.11）电源等级10KV；2）电源线路，用一回架空非专用线向本厂供电；3）电源变电所10KV母线短路容量最大运行方式为300MVA，最小运行方式供电技术课程设计-3-为200MVA，单相接地电流为10A；4)电源变电所10KV引出线继电保护的整定时限1.6S5）全厂功率因数以前不低于《供用电规程》。按照国家标准GB50052—95《工配电系统设计规范》、GB50053—93《10KV及以下设计规范》、GB50054—95《低压配电设计规范》等的规定，进行工厂供电设计必须遵循以下原则：（1）遵守规程、执行政策；（2）安全可靠、先进合理；（3）近期为主、考虑发展；（4）全局出发、统筹兼顾。按照实际车间计算的负荷、容量等，合理确定设计方案。以便设计方案能得到应用。1.3设计任务及设计方案一、设计任务：1、设计说明书一份。在设计说明书中应包括以下主要部分：（1）各车间与全厂的负荷计算，功率因数的补偿。（2）变（配）电所位置的确定，变压器数量、容量的决定。（3）全厂供电系统的接线方式与变电所主结线的确定。（4）高压电器设备与导线电缆的选择。（5）短路电流的计算与电气设备的校验。（6）电气设备的选择和校验。（7）厂区电力线路计算。（8）继电器保护整定计算。2、设计图纸：（1）变（配）电所主结线图一张（或将高、低压分开画二张）。（2）工厂变（配）电所和电力线路平面布置图一张。（3）继电保护原理接线图一张。（3）变（配）电所平剖面布置图一张（二张）。二、设计方案：我们根据工厂各车间的实际情况，利用需要系数法计算出负荷、若功率因数不满足供电规程，则需要进行无功补偿。然后按负荷功率距法确定了负荷中心，根据变电所位置选择的原则确定了变电所的位置，如果有车间的视在功率打于320KVA，则须在设计中设一车间变电所，确定变压器的台数和容量，并选择了变压器的型号，根据选择的额定容量计算短路电流，在选择电气设备时，一定要遵循选择的一搬原则。继电保护设计时，要举实际情况选择保护。厂区采用电缆接线方式，高压电缆进线硬母线，变压器是地坪抬高式。设计时尽量设计的方案简供电技术课程设计-4-单、明了，不浪费资源。第二章负荷计算及功率补偿2.1负荷计算的内容和目的由于用电负荷之间存在着同时率（可能在不同的时间运行），荷载率（电机的容量大于被拖动机械的实际容量）等等因素，如果按所有负荷的相加值来选择电源或电源变压器，显然是大于实际需要负荷的。所以需要进行负荷计算计算负荷是确定供电系统、选择变压器容量、电气设备、导线截面和仪表量程的依据，也是整定继电保护的重要数据。计算负荷确定的是否正确合理，直接影响到电器和导线的选择是否合理。如计算负荷确定过大，将使电器和导线截面选择过大，造成投资和有色金属的浪费；如计算负荷确定过小，又将使电器和导线运行时增加电能损耗，并产生过热，引起绝缘过早老化，甚至烧毁，以至发生事故。为此，正确进行负荷计算是供电设计的前提，也是实现供电系统安全、经济运行的必要手段若要使供电系统在正常条件下可靠地运行，必须正确的选择变压器、开关设备及导线、电缆等，这就需要对电力负荷进行计算。计算负荷是供电设计计算的基本依据。计算负荷的确定是否合理，将直接影响到气体设备和导线电缆的选择是否经济合理。2.2负荷计算的方法工程上依据不同的计算目的，针对不同类型的用户和不同类的负荷，在实践中总结出了各种负荷计算的方法：估算法、需要系数法、二项式法、单相负荷计算法等。本次课程设计中，利用的是需要系数法来求解的。一、进行负荷计算时，首先将不同工作制下的用电设备的额定容量换算成同意的设备容量1、长期工作制和短时工作制的用电设备Pe=PN式中Pe—用电设备的设备容量KWPN—用电设备的额定容量2、反复短时工作制的用电设备的设备容量是指换算到统一暂载率下的额定容量1)起重机的设备容量指换算到=25%时的额定功率Pe=PN供电技术课程设计-5-式中PN—起重机的额定有功功率—额定负荷持续率—其值为25%的负荷持续率2)电焊机的设备容量指换算到=100%时的额定功率Pe=PN式中—电焊机的额定有功功率—额定负荷持续率—其值为100%的负荷持续率3）照明设备的设备容量可按建筑物的单位面积容量估算法计算。1000SPe式中—建筑物单位面积照明容量W/m2S—建筑物面积m2二、单组用电设备的计算负荷1、单台用电设备的计算负荷就是其设备容量CP=Pe2、单组用电设备的计算负荷有功功率：edCPKP无功功率：tanCCPQ视在功率：22CCCQPS式中Kd—该用电设备组的需要系数tan—功率因数角的正切值3、多组用电设备的计算负荷有功功率：nicipCPKP1无功功率：niciqCQKQ1视在功率：22CCCQPS供电技术课程设计-6-计算电流：NCCUSI3式中UN—该用电设备组的额定电压KVqK—该组设备的同时系数三、全厂的负荷计算表2-1第二车间用电设备详情序号用电设备型号名称台数每台设备额定容量（千瓦）备注1M2110内圆磨床14.72M2120内圆磨床27.13M7120A平面磨床14.24M7130K平面磨床17.65M131W外圆磨床26.86M8621A花键轴磨床14.57MQ1350A外圆磨床217.68HO57外圆磨床117.69Y2235弧齿轮滚齿轮16.510Y4245剃齿机23.911Y4632珩齿轮14.812YB31125滚齿轮123.613Y38A滚齿轮23.914Y38滚齿轮13.915Y3150滚齿轮23.116C630—1M车床110.117C620—1车床27.618L612020T卧式拉床122.119YB6016花键轴铣床16.820Y5120A插齿机22.421Y54插齿机13.6供电技术课程设计-7-22Y236锥齿轮刨齿机22.923B6050牛头刨床2424B69牛头刨床11125B665牛头刨床2326B5020插床2327B5030插床1428X62W万能铣床19.729X502立式铣床14.930X63万能铣床113.231X53T立式铣床113.332Z535立式铣床14.633Z3040摇臂钻床15.234C6150车床17.635C620—3车床18.336CW6140A车床2837C620—1车床2438C6150车床17.639卧式珩磨机11040C620—1车床17.641C616A车床23.342C868丝杠车床23.143Y7132锥形砂轮倒角机23.4供电技术课程设计-8-44MG1432齿轮倒角机17.545YJ9332齿轮倒角机51.146M3030砂轮机101.547Z521台式铣床100.648Q11—3×1200剪边机2349W67—40板料折边压力机23.850AX—320直流弧焊机11451BS—330—1焊接变压器121KVA单相380伏525吨电动桥式吊车124.21、下面为第二车间的负荷计算：1）冷加工机床（1-47）：dK=0.18，tan=1.73edCPKP=0.18×435.2=78.336kwtanCCPQ=78.336×1.73=135.521kvar2）剪床、压床（48、49）：dK=0.25，tan=1.33edCPKP=0.25×13.6=3.4kwtanCCPQ=3.4×1.33=4.522kvar3）弧焊机（50）：dK=0.35，tan=1.33Pe=PN=5.60×14=11.29kwCP=Pe=11.29kwtanCCPQ=11.29×1.33=15.02kvar4）吊车（52）：dK=0.12，tan=1.73供电技术课程设计-9-Pe=PN=5.20.4/0×24.2=30.61kwCP=Pe=30.61kwtanCCPQ=11.29×1.33=15.02kvar5）焊接变压器（51）：d