工厂供电课程设计DOC

供配电课程设计11概述通过这个供配电系统的设计，能对工厂供电的知识有一个系统的认识和更深入的了解，对书中的很多理论知识能更深入了解，能将书中的知识都系统化。本次课程设计是对南阳防爆厂降压变电所的电气设计，设计的主要内容包括：（1）负荷计算与负荷等级确定；（2）变压器选择与主接线设计；（3）短路电流计算；（4）电气设备选择；工厂负荷统计资料表（1）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铸造车间动力3000.40.7照明60.71.02锻压车间动力5000.30.65照明80.71.03金工车间动力5000.30.65照明90.71.04工具车间动力3000.30.6照明70.71.05电镀车间动力3000.60.8照明70.71.06热处理车间动力2000.60.8照明80.71.07装配车间动力1000.40.7照明70.71.08焊接车间动力2000.30.65照明40.71.09锅炉房动力800.60.65照明20.71.0生活区照明2000.71.0供配电课程设计2供配电课程设计32负荷计算与负荷等级确定2.1各车间负荷计算在负荷计算时，采用需要系数法对各个车间进行计算，并将照明计算，主要涉及的计算公式如下：有功功率计算：deKPP30无功功率计算:tan3030PQ视在功率计算:cos3030PS计算电流：NUSI33030下面以铸造车间为例计算：动力部分的计算：kWP1204.0300304.12202.112030QkvarkVAS4.1714.12212022304.26038.034.17130I照明部分的计算：kWP2.47.0630030QkVAS2.430AI381.638.032.430小计：kWP2.1242.412030var4.12230kQkVAS4.1744.1222.1242230供配电课程设计4KAI0.26538.034.17430计算各车间的动力和照明计算负荷如表2-1所示。表2-1各车间参数和计算负荷厂房编号编号名称负荷性质设备容量kW需要系数功率因数Tan计算负荷P30(kw)Q30(kvar)S30(KVA)I30（A)1铸造车间动力3000.40.71.02120122.4171.4260.4照明60.71.004.204.26.3812车间锻压动力5000.30.651.17150175.4230.8350.7照明80.71.005.605.68.5083金工车间动力5000.30.651.17150175.4230.8350.7照明90.71.006.306.39.5724工具车间动力3000.30.61.3390120150227.9照明70.71.004.904.97.4455电镀车间动力3000.60.80.75180135225341.9照明70.71.004.904.97.4456热处理车间动力2000.60.80.7512090150227.9照明80.71.006.406.49.7247装配车动力1000.40.71.024040.857.186.8供配电课程设计5间142照明70.71.004.904.97.4458焊接车间动力2000.30.651.176070.1592.31140.3照明40.71.002.802.84.2549锅炉房动力800.60.651.174856.1273.85112.2照明20.71.001.401.42.127生活区照明2000.71.001400140212.72.2全厂负荷计算用需要系数法计算全厂负荷。取同时系数PK=0.90。动力部分：)(30iP120+150+150+90+180+120+40+60+48=958KW照明部分：照明P4.2+5.6+6.3+4.9+4.9+5.6+4.9+2.8+1.4+140=180.6KW全厂有功功率：)()(3030照明PPKPi=0.9×(958+180.6)=1024.74KW全厂无功功率：)(3030iQKQq=0.95x(122.4+175.4+175.4+120+135+90+40.81+70.15+56.12)=936.02KVARkVAS88.1387)02.93674.1024(2230无功补偿计算：由以上计算可得变压器低压侧的视在计算负荷为：KVAS88.138730这时低压侧的功率因数为:7384.088.138774.10242COS为使高压侧的功率因数92.01COS，则低压侧补偿后的功率因数应高于0.92，取：95.0'2COS,要使低压侧的功率因数由0.769提高到0.95，则低压侧需装设的并联电容器容量为：var33.499)92.0arccostan7384.0arccos(tan74.1024kQC供配电课程设计6取:CQ=600vark则补偿后变电所低压侧的视在计算负荷为：kVAS64.1113)50002.936(74.1024'230)2(AI29.229628.0364.1113)2(30'变压器的功率损耗为：kWSPT14.1164.111301.0'01.0)2(30var68.5564.111305.005.0)2(30kSPT补偿后高压侧的计算负荷为：kWP88.103514.1174.1024)1(30'var7.49168.5550002.936)1(30'kQkVAS65.11467.49188.10352230')1(AI91.1835365.1146')1(30补偿后高压侧的功率因数为9034.065.114688.1035cos'1，满足要求。2.3年耗电量的估算年有功电能消耗量及年无功电能耗电量可由下式计算得到：年有功电能消耗量：30pWPT年无功电能耗电量：30qWQT结合本厂的情况，年负荷利用小时数T为4000h，取年平均有功负荷系数75.0，年平均无功负荷系数82.0。由此可得本厂：年有功耗电量：kWhWap3107640400088.103575.0.年无功耗电量：kWhWaq161277640007.49182.0.供配电课程设计72.4负荷等级确定根据用电设备在工艺生产中的作用，以及供电中断对人身和设备安全的影响，电力负荷通常可分为三个等级：一级负荷：为中断供电将造成人身伤亡，或重大设备损坏难以修复带来极大的政治经济损失者。一级负荷要求有两个独立电源供电。本矿属于国有能源部门，其中断供电将有可能造成人员伤亡及重大经济损失，属于一级负荷。二级负荷：为中断供电将造成设备局部破坏或生产流程紊乱且需较长时间才能恢复或大量产品报废，重要产品大量减产造成较大经济损失者。二级负荷应由两回线路供电，但当两回线路有困难时（如边远地区）允许由一回架空线路供电。三级负荷：不属于一级和二级负荷的一般电力负荷，三级负荷对供电无特殊要求，允许长时间停电，可用单回线路供电。该厂的铸造车间、锻压车间和锅炉房属于二级负荷，其余的均为三级负荷。二级负荷的计算：kWP3.2964.1486.51502.41209.0）（二级var3.33512.564.1754.12295.0kQ）（二级kVAS5.4473.3353.29622二级可见二级负荷所占的比例较大。华侨大学信息科学与工程学院课程设计883变压器选择及主接线设计3.1变电所主变压器台数的选择变压器台数的选择应考虑一下原则：1）应满足用电负荷对供电可靠性的要求。对供有大量一、二级负荷的变电所，应采用两台变压器，以便当一台变压器法伤故障或者检修时，另一台变压器能对一二级负荷继续供电。对职业二级而无一级负荷的变电所，也可以采用一台别有情趣，但必须在低压侧敷设与其他变电所相连的联络线作为备用电源，或另有自备电源。2）对季节货昼夜负荷变动较大而宜于采用经济运行方式的变电所，也可以考虑采用两台变压器。3）除上述两种情况外，一般车间变电所宜采用一台变压器。但是负荷集中且容量相对较大的变电所，虽为三级负荷，也可以采用两台或多台变压器。4）在确定变电所主变压器台数时，应适当考虑负荷的发展，留有一定的余地。结合本厂的情况，经过上面的计算可知，二级负荷所占的比例较大，考虑到二级重要负荷的供电安全可靠，故选择两台主变压器。3.2变电所主变压器容量选择每台变压器的容量NTS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)NTSS（2）任一台变压器单独运行时，应满足：30(111)NTSS，即满足全部一、二级负荷需求。所以，kVASTN66.80265.11467.0.该厂的铸造车间、锻压车间和锅炉房属于二级负荷，其余的均为三级负荷，经计算，该厂的二级负荷为447.5KVA故）ITNSS(30.，满足全部一、二级负荷。所以变压器的时机容量取最大kVASTN66.802.，为满足使用要求，同时又考虑到未来5~10年的负荷发展，初步取kVASN1000考虑到安全性和可靠性的问题，确定变压器为SC9系列树脂浇注干式变压器。型号：S9-1000/35，其主要技术指标如下表所示：华侨大学信息科学与工程学院课程设计99变压器型号额定容量/kVA额定电压/kV联结组型号损耗/kW空载电流I%短路阻抗U%高压低压空载负载S9-1000/351000350.4Yyn01.4512.151.46.53.3变电所主接线设计方案一单母线不分段接线如图3-1所示。图3-1电气主接线方案一华侨大学信息科学与工程学院课程设计1010方案二单母线分段接线如图3-2所示图3-2电气主接线方案二方案一种采用单母线不分段接线，虽然简单，但其可靠性不高。当母线需要检修或者发生故障时，会导致所有用电设备停电。且变电所的负荷大部分均为Ⅰ类、Ⅱ类负荷，因此方案一中的单母线不分段接线不能满足Ⅰ类、Ⅱ类负荷供电可靠性的要求。方案二中采用单母线分段接线的两段母线可看成是两个独立的电源，提高了供电的可靠性。可以保证当任一母线发生故障或检修时，都不会中断对Ⅰ类负荷的供电。综合比较本矿的35kv侧采取全桥形式的主接线，全桥型接线灵活可靠。380V侧则选用单母线分段接线。3.4变电所位置的选择变电所的位置选择应根据选择原则，经技术、经济比较后确定。1、变电所位置的选择原则：(1)尽可能接近负荷中心，以降低配电系统的电能损耗、电压损耗和有色金属消耗量；华侨大学信息科学与工程学院课程设计1111(2)考虑电源的进线方向，偏向电源侧；(3)进出线方便；(4)不应妨碍企业的发展，考虑扩建的可能性；(5)设备运输方便；(6)尽量避开有腐蚀气体和污秽的地段；(7)变电所屋外配电装置与其他建筑物之间的防火间距符合规定；(8)变电所建筑物、变压器及屋外配电装置应与附近的冷却塔或喷水池之间的距离负荷规定。2、负荷中心的确定用负荷功率矩法确定负荷中心。如图3-1所示为铜冶炼厂平面图选直角坐标系如图所示，假设各车间负荷分布均匀，则各车间的负荷中心即为车间平面几何中心，在所选直角坐标系中确定各车间负荷中心坐标，计算总厂负荷中心。各车间的总的有功功率及负荷中心坐标则负荷中心坐标为：6.56.113831.6396iiiPxPx7.56.113807.6524iiiPyPy12345功率Pi/w124.2155.6156.394.9184.9坐标(x,y)(2.3,3.5)(2.7,5.8)(4.8,8.2)(7.2,2.4)(7.7,4.5)678910(生活区)功率Pi/w125.644.962.849.4140坐标(x,y)(8.1,6.5)(8.6,8.4)(11.4,2.7)(11.9,4.5)(0.9,9)华侨大学信息科学与工程学院课程设计1212华侨大学信息科学与工程学院课程