汽车修配厂加工车间低压配电系统及车间变电所设计..

供用电工程技术课程设计说明书汽车修配厂加工车间低压配电系统及车间变电所设计学院：电气与信息工程学院学生姓名：何鹏辉指导教师：陈孟娜职称讲师专业：电气工程及其自动化班级：电气本1304班学号：1330140437完成时间：2016年12月28日摘要本设计是汽车修配厂机加工车间的低压配电系统及车间变电所设计。本文首先进行了负荷计算，根据功率因数的要求在低压母线侧进行无功补偿，进而确定对主变器容量、台数，从经济和可靠性出发确定主接线方案。其次通过短路电流计算出最大运行方式和最小运行方式下的短路电流，确定导线型号及各种电气设备。最后根据本厂对继电保护要求，确定相关的保护方案和二次回路方案。本设计采用需要系数法进行负荷计算，无功功率补偿采用低压侧电容并联补偿方法，这种方法能补偿低压侧以前的无功功率、经济效益比较好。根据汽车修配加工车间用电特点和需求，主接线方案采用了高压侧无母线、低压侧单母线分段的主接线方案。根据干式变压器与油浸变压器在经济和安装条件对比，选择两台SC9-500/10系列干式变压器。在仔细研究各负荷的实际数据，并严格按照国家规定，依照以上设计步骤设计本供电系统设计方案，以到达提高生产效益的目的。关键词：低压配电系统；负荷计算；主接线；变电所；短路计算目录1绪论-------------------------------------------------------------11.1设计背景、目的及意义---------------------------------------11.2设计内容---------------------------------------------------12负荷计算及无功补偿------------------------------------------------22.1负荷计算---------------------------------------------------22.1.1负荷计算的方法选择------------------------------------22.1.2需用系数法--------------------------------------------22.1.3负荷确定----------------------------------------------22.2无功功率补偿------------------------------------------------32.3无功补偿容量计算---------------------------------------------42.3.1无功功率补偿方式选择-----------------------------------42.3.2无功补偿容量的确定------------------------------------42.3.3补偿容量计算------------------------------------------43变电所主接线方案设计及变压器选择----------------------------------53.1变电所主变压器台数与容量选择--------------------------------53.1.1选择主变压器台数时应考虑的原则-------------------------53.2总配变电所的主接线------------------------------------------64短路电流的计算及一次设备的选择原则-------------------------------74.1短路计算----------------------------------------------------74.1.1短路电流计算目的---------------------------------------74.1.2采用三相短路电流计算的原因-----------------------------74.1.3短路电流计算-------------------------------------------74.2一次设备选择------------------------------------------------84.2.1一次设备的选择原则-------------------------------------84.2.2按短路情况校验电器的稳定性-----------------------------84.2.3一次设备选择与校验-------------------------------------85车间变电所高低压进出线选择--------------------------------------125.1高压进线选择----------------------------------------------125.2低压出线选择-----------------------------------------------136车间配电线路设计------------------------------------------------146.1车间配电线路接线方案--------------------------------------146.2动力配电箱的选择------------------------------------------147二次回路方案的选择及继电保护整定--------------------------------157.1继电保护的目的--------------------------------------------157.2继电保护--------------------------------------------------157.2.1过电流保护--------------------------------------------157.2.3电流速断保护------------------------------------------157.3变压器保护------------------------------------------------157.3.1车间变电所的各分厂变压器保护--------------------------157.4继电保护的选择与整定--------------------------------------167.4.1继电保护的种类---------------------------------------167.4.2反时限过电流保护-------------------------------------167.4.3变电所低压侧的保护装置--------------------------------168防雷与接地------------------------------------------------------168.1防雷概述--------------------------------------------------168.2防雷与接地------------------------------------------------178.2.1防雷装置----------------------------------------------178.2.2架空线路的防雷保护--------------------------------------178.2.3车间变电所的防雷保护和接地装置的设计-----------------178.2.4电力系统的接地---------------------------------------188.2.5配电所公共接地装置的设计-----------------------------18设计总结-----------------------------------------------------------19参考文献-----------------------------------------------------------20附录一车间变电所主接线图------------------------------------------21附录二汽车修配厂电气平面布置图------------------------------------2211绪论1.1设计背景、目的及意义在工厂里，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。因此，如何正确地计算选择各级变电站的变压器容量及其它主要电气设备容量，这是保证企业安全可靠供电的重要前提。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要的战略意义，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。根据该工厂的规模、负荷情况、供电条件、技术要求、自然条件，设计其总配变电所及配电系统。1.2设计内容根据任务书的要求，本设计主要有以下内容：（1）车间的负荷计算及无功功率补偿；（2）总配电所位置和型式的选择；（3）变电所主变压器台数和容量、类型的选择；（4）变电所主接线方案的设计；（5）短路电流的计算，并进行一次设备的选择与校验；（6）选择车间变电所高低压进出线；（7）选择电源进线的二次回路方案及整定继电保护；（8）车间防雷保护和接地装置的设计；（9）确定车间低压配电系统布线方案；（10选择低压配电系统导线及控制保护设备。22负荷计算及无功补偿2.1负荷计算2.1.1负荷计算的方法及其适用范围电力负荷计算方法包括:利用系数法、需要系数法、二项式系数法。我国一般使用需要系数法和二项式系数法，如表2.1负荷计算方法及适用范围。表2.1负荷计算的方法及其适用范围序号计算方法适用范围①需求系数法当用电设备台数较多、各台设备容量相差不太悬殊时，特别在确定车间和工厂的计算负荷时，宜于采用②二项式法当用电设备台数较少、有的设备相差悬殊时，特别在确定干线和分支线的计算负荷时，宜于采用所以本设计中用需要系数法计算机加工车间的负荷。2.1.2需用系数法用电设备组的计算负荷，是指用电设备级从供电系统中取用的半小时最大负荷30P,设用电设备组的设备容量为eP，它指用电设备组所有设备(不含备用设备)的额定容量之和。由于用电设备组的设备实际上不一定都同时运行，运行的设备也不可能都同时满负荷，同时设备本身存在有功率损耗，因此，用电设备组的有功计算负荷应为：leELPKKP30其中，K∑为设备组的同时系数，即设备组在最大负荷时运行的设备容量与全部设备容量之比；LK为设备的负荷系数，即设备组在最大负荷时的输出功率与运行的设备容量之比：e为设备组的平均效率，即设备组在最大负荷时的输出功率与取用功率之比；L为配电线的平均效率，即配电线路在最大负荷时的末端功率与首端功率之比。令dLeLKKK/，Kd称为需要系数。2.1.3负荷确定根据利用需要系数法对汽车修配厂进行负荷计算，表2.2为汽车修配厂各车间负荷计算表。3表2.2汽车修配工厂负荷计算表序号车间名称供电回路代号设备容量计算负荷KWP30/KWQ30/KvarS30/KVAI30/A0加工一车间NO.1供电回路131.4526.2945.4852.5379.91NO.2供电回路8962.3062.394.77NO.3供电回路160.7132.145