毕设总

第1章设计的基本资料1.1工厂总平面图1.2负荷情况本厂动力站、房的部分设备为二级负荷，铸钢车间有50%的负荷为二级负荷，热处理车间有60%的负荷为二级负荷，其余均为三级负荷。本厂负荷统计资料见表1。表1：某机械制造厂负荷数据表车间名称1#铸钢车间2#热处理车间3#锻工车间4#焊接车间安装容量（kW）180021001600200车间名称5#金工车间6#总装车间7#空压站8#煤气站安装容量（kW）4002008005001.3电源状况一、工厂东北方向16公里处：有一新建地区降压变电所，110/35/10kV，1x25MVA变压器一台作为工厂的主电源。从本厂用电容量、电源的输送距离，以及考虑今后的发展规划来看，在满足供电电压偏差的允许值范围内，采用35kV或10kV中的电压以一回架空线向工厂供电。二、由正北方向5公里处的其它工厂引入10kV电缆作为备用电源，一般不投入，在该厂的主电源发生故障或检修时，提供照明及部分重要负荷用电。输电容量不得超过全厂计算负荷的20%。1.4电源短路容量35kV侧系统最大三相短路容量1000MVA35kV侧系统最小三相短路容量500MVA1.5供电部门对功率因数要求值：35kV供电时0.910kV供电时0.951.6电价两部电价制：变压器安装容量每1kVA20元/月电度电价：供电电压为35kV时，0.55元/kWh供电电压为10kV时，0.58元/kWh工厂为二班制，全年工作时数4500小时，最大负荷利用时数4000小时。线路的功率损失在发电厂引起的附加投资：0.01元/kW1.7气象、地质、水文资料本厂地处江苏平原地区，平均海拔8.5米，地质以砂粘土为主，地下水位2米，最热月平均最高温度26℃，最热月地下0.8米处平均温度20℃，极端最高温度40℃，极端最低温度-10℃。第二章负荷计算和无功功率补偿2.1负荷计算2.1.1负荷计算的目的负荷计算的目的是确定供电系统、选择变压器容量、电气设备、导线截面和仪表量程的依据，也是合理地进行无功功率补偿的重要依据。计算负荷确定得是否正确合理，直接影响到电气设备和导线电缆的选择是否经济合理。如计算负荷确定过大，将使电器和导线电缆选得过大，造成投资和有色金属的浪费。如计算负荷确定过小，又将使电气设备和导线电缆处于过负荷下运行，增加电能损耗，产生过热，导致绝缘过早老化甚至烧毁，同样要造成损失。由此可见，正确确定计算负荷意义重大。在进行负荷计算时，要考虑环境及社会因素的影响，并应为将来的发展留有适当余量。2.1.2单组用电设备计算负荷的计算公式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=30Ptanc)视在计算负荷（单位为kvA）3030cospsd)计算电流（单位为A）30303NSIU,NU为用电设备的额定电压（单位为KV）2.1.3多组用电设备计算负荷的计算公式a)有功计算负荷（单位为KW）30P=ipPK30式中iP30是所有设备组有功计算负荷30P之和，pK是有功负荷同时系数，可取0.85~0.95b)无功计算负荷（单位为kvar）30Q=iqQK30，iQ30是所有设备无功30Q之和；qK是无功负荷同时系数，可取0.9~0.97c)视在计算负荷（单位为kvA）30S=230230QPd)计算电流（单位为A）30I=NUS3302.1.4本设计的各车间用电负荷计算各车间用电情况详见电力负荷计算表（表2）。取9.0pK,95.0qK,根据表2可算出：3686iPkW,3471iQkVar则4.331736869.0iPpKPkW5.3297347195.0iQqKQkVar46775.32974.33172222QPSkVA71.04677/4.3317/SPCos表2：电力负荷计算表序号车间设备名称容量φφ计算负荷PQ(kS(kW)Var)(kVA)铸钢车间动力18000.50.61.3390011971500照明300.824合计183092411971512热处理车间动力21000.50.80.751050787.51313照明300.824合计21301074787.51332锻工车间动力16000.250.601.33400532666照明300.824合计1630424532680焊接车间动力2000.50.71.02100102143照明300.824合计230124102161金工车间动力4000.250.61.33100133166照明400.832合计440132133187总装车间动力2000.150.51.733051.960照明4030.82合计2406251.981空压站动力8000.80.80.75640480800照明300.824合计830664480819煤气站动力5000.50.80.75250187.5313照明400.832合计540282187.53399总计78700.7136863471519210乘以同时系数KΣp=0.9，KΣq=0.95全厂计算负荷3317.43297.5467711无功补偿容量-200012Cosφ补偿到0.9后全厂计算负荷合计0.943317.41297.5362713变压器损耗54.4217.614全厂计算负荷总计78700.420.9123371.81515.136962.2无功功率补偿计算无功补偿是用来提高电压质量、降低网损的有效措施之一，方法是给感性电路中的电感并联电容器，使感性负荷所吸收的无功功率大部分有电容器提供。由于本设计基础资料中规定35kV供电时要求9.0Cos,而由上面计算可知9.071.0Cos，因此需要进行无功补偿。各车间低压计算负荷合计4.3317PkW补偿前71.01Cos补偿后94.02Cos21tgtgPQc(2-5)]94.071.0[4.3317arcCostgarcCostg2086629.04.3317kVar选择补偿2000kVar电容器.无功补偿后，变电所低压侧的计算负荷为：362720005.32974.3317221SkVA变压器的功率损耗为：6.217362706.006.01SQtkVar4.543627015.0015.01SPtkW变电所高压侧计算负荷为：8.33714.544.3317'PkW1.15156.21720005.3297'QkVar36961.15158.337122'SkVA则无功补偿后，工厂的功率因数为：9.0912.03696/8.3371/'''SPCos符合本设计要求2.2.1工厂年电能消耗量计算3371PjskW4500Tnh年有功电能损耗：61092.104500337172.0WnkWh2.2.2负荷分配按对供电可靠性的要求将负荷分为三级：Ⅰ级负荷：指短时（手动切换恢复供电所需的时间）对负荷中断供电，将造成人身事故、设备损坏，将发生废品，使生产秩序长期不能恢复，人民生活发生混乱的负荷。接有Ⅰ级负荷的高、低压厂用母线，应设置备用电源，当备用电源采用明备用方式时，应装设备用电源自动投入装置。Ⅱ级负荷：指允许短时停电，但较长时间停电将造成大量减产，将使人民生活受到影响的负荷。对接有Ⅱ级负荷的厂用母线，应由两路独立电源供电，一般采用手动切换。Ⅲ级负荷：指长时间停电不会直接影响生产者，如工厂的附属车间，小城镇等。根据所提供的负荷情况对本厂负荷分配原则如下表（表3）表3：负荷分配表工厂变电所380V母线本工厂380V负荷（需要容量）Ⅰ段Ⅲ级负荷：1#、2#车间部分负荷及4#、5#车间负荷（1070kW）Ⅱ段Ⅲ级负荷：3#、6#车间负荷及7#、8#车间部分负荷（1246kW）Ⅲ段Ⅱ级负荷：1#、2#、7#、8#车间部分负荷及照明（1400kW）第一章电压等级的确定3.1电压偏差规定《电能质量供电电压允许偏差》（GB12325－2003）规定供电电压允许偏差如下：（1）35kV及以上供电电压正、负偏差的绝对值之和不超过额定电压的10%。（2）10kV及以下三相供电电压允許偏差为額定电压的±7%。（3）220V单相供电电压允許偏差为額定电压的+7%、-10%。对本厂计算电压偏差值如下：3.210kV供电120mm2架空线%387.0%PU/MW·km%7%86.201637.3387.0%U3.335kV供电50mm2架空线%056.0%PU/MW·km%10%02.31637.3056.0%U可见，采用35kV电压以一回架空线向工厂供电，符合国家规范要求。第二章主变压器的选择4.1主变压器的选择依据确定总降压变电所和各车间变电所主变压器的容量和台数，要依据其所供的负荷容量和负荷等级来求。对于装设一台主变压器的变电所，主变压器容量应不小于总的计算负荷，即TNS≥30S对于装设两台主变压器的变电所，每台主变压器的容量应不小于总的计算负荷的60%～70%，一般取最大值，留有一定裕量。同时每台主变压器容量应不小于所有一、二级负荷的总和，即TNS≥（60%～70%）30S（3-1）TNS≥ⅡⅠ30S(3-2)4.2各车间变电所主变压器的选择4.2.1车间变电所Ⅰ主变压器的选择4.2.1.1车间变电所Ⅰ供电范围:铸钢车间、热处理车间、焊接车间、总装车间4.2.1.2其供电负荷统计为：取同时系数pK=0.90，qK=0.95300.9*(924107412462)1965.6PⅠKW300.95*(1197787.510251.9)2031.48QⅠKvar22301965.62031.482826.74SⅠKVA3030cos0.70PSⅠⅠ要求功率因数达到0.90以上，则无功补偿容量可由下式求得CQ=30P(tan1-tan2)（3-3）式中，tan1—补偿前功率因数所对应的正切值tan2—补偿后功率因数所对应的正切值根据式（3-3）计算车间变电所Ⅰ的无功补偿容量。表3-1车间变电所Ⅰ的无功功率补偿计算结果项目cos计算负荷Ⅰ30P/kWⅠ30Q/kvarⅠ30S/kVA380V侧补偿前负荷0.701965.62031.482826.74380V侧无功补偿容量-1167.97380V侧补偿后负荷0.911965.6863.512146.914.2.1.3主变压器的选择：在车间变电所Ⅰ供电负荷中，有二级负荷，为保证供电可靠性，选择两台主变压器，每台供车间70%的负荷，根据式3-1，3-2有：0.7*2146.911502.84NTSKVAⅠ0.5*15000.6*13321549.2NTSKVAⅠ可以选择两台SC9-1600/10，联结组别为Dyn110.015*0.5*2146.9116.10TPKW0.06*0.5*2146.9164.41varTQK4.2.2车间变电所Ⅱ主变压器的选择4.2.2.1车间变电所Ⅱ供电范围：锻工车间、金工车间、空压站、煤气站4.2.2.2其供电负荷统计为：取同时系数pK=0.90，qK=0.95300.9*(424132664282)1351.8PKWⅡ300.95*(532133480187.5)1265.88varQKⅡ22301351.81265.8751851.97SKVAⅡ3030cos0.74PSⅡⅡ根据式（3-3）计算车间变电所Ⅱ的无功补偿容量。表3-2车间变电所Ⅱ无功功率补偿计算结果项目cos计算负荷Ⅱ30P/kWⅡ30Q/kvarⅡ30S/kVA380V侧补偿前负荷0.741351.81265.881851.97380V侧无功补偿容量-652.82380V侧补偿后负荷0.11351.8613.061484.324.2