工廠供電課程設(shè)計(jì)---某機(jī)械廠降壓變電所的電氣設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　前言</b></p><p>　　工廠供電（plant power supply），就是指工廠所需電能的供應(yīng)和分配，亦稱工廠供電。</p><p>　　在工廠里，電能雖然是工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動(dòng)力，但它在產(chǎn)品成本中所占的比重一般很小，電能在工業(yè)生產(chǎn)中的重要性，并不在于它在產(chǎn)品成本中或投資額中所占的比重多少，而在于工業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)電氣化以后可以

2、大大增加產(chǎn)量，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善工人的勞動(dòng)條件，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化。從另一方面來(lái)說(shuō)，如果工廠的電能供應(yīng)突然中斷，則對(duì)工業(yè)生產(chǎn)可能造成嚴(yán)重的后果。</p><p>　　做好工廠供電工作對(duì)于發(fā)展工業(yè)生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化，具有十分重要的意義。由于能源節(jié)約是工廠供電工作的一個(gè)重要方面，而能源節(jié)約對(duì)于國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有十分重要的戰(zhàn)略意義。</p><

3、p>　　工廠供電工作要很好的為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)，切實(shí)保證工廠生產(chǎn)和生活用電的需要，并做好節(jié)能工作，就必須達(dá)到以下基本要求：</p><p>　　安全 在電能的供應(yīng)，分配和使用中，不應(yīng)發(fā)生人身和設(shè)備事故</p><p>　　可靠 應(yīng)滿足電能用戶對(duì)供電可靠性的要求</p><p>　　優(yōu)質(zhì) 應(yīng)滿足電能用戶對(duì)電壓和頻率等質(zhì)量的要求</p><p

4、>　　經(jīng)濟(jì) 供電系統(tǒng)的投資要少，運(yùn)費(fèi)要低，并盡可能的節(jié)約電能和減少有色金屬的消耗量。</p><p>　　此外，在供電工作中，應(yīng)合理的處理局部和全局，當(dāng)前和長(zhǎng)遠(yuǎn)等關(guān)系，既要照顧局部的當(dāng)前利益，又要有全局觀點(diǎn)，能顧全大局，適應(yīng)發(fā)展。</p><p>　　本設(shè)計(jì)的任務(wù)，主要是對(duì)某機(jī)械制造廠減壓變電所的電氣設(shè)計(jì)，其中包括工廠負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算，確定變電所的位置和型式，確定變電所主變壓器的臺(tái)數(shù)

5、、容量與類型，進(jìn)行短路計(jì)算，選擇變電所主接線方案，一次設(shè)備的選擇，高低壓設(shè)備和進(jìn)出線，確定防雷和接地裝置。并通過(guò)設(shè)計(jì)對(duì)中小型工廠的供配電系統(tǒng)和電氣照明運(yùn)行維護(hù)和設(shè)計(jì)計(jì)算對(duì)工廠供電理論知識(shí)有了更加深刻的鞏固和復(fù)習(xí)，為今后從事工廠供電技術(shù)工作奠定一定的基礎(chǔ)。</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　第一章 負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功功率補(bǔ)償5</p&g

6、t;<p>　　1.1、負(fù)荷計(jì)算5</p><p>　　1.2、無(wú)功功率補(bǔ)償6</p><p>　　第二章變電所位置與型式的選擇7</p><p>　　2.2、變配電所的類型7</p><p>　　第三章 變電所主變壓器及主接線方案的選擇8</p><p>　　3.1、變電所主變壓器的選擇

7、8</p><p>　　3.1.1、變壓器型號(hào)的選擇8</p><p>　　3.2、變電所主接線方案的選擇8</p><p>　　第四章 短路電流的計(jì)算9</p><p>　　4.1、繪制計(jì)算電路9</p><p>　　4.2、確定短路計(jì)算基準(zhǔn)值9</p><p>　　4.3、計(jì)算短

8、路電路中各個(gè)元件的電抗標(biāo)幺值9</p><p>　　4.3.1、電力系統(tǒng)9</p><p>　　4.3.2、架空線路9</p><p>　　4.3.3、電力變壓器9</p><p>　　4.4 、k-1點(diǎn)（10.5kV側(cè)）的相關(guān)計(jì)算10</p><p>　　4.4.1、總電抗標(biāo)幺值錯(cuò)誤！未定義書簽。<

9、/p><p>　　4.4.2、三相短路電流周期分量有效值錯(cuò)誤！未定義書簽。</p><p>　　4.4.3、其他短路電流錯(cuò)誤！未定義書簽。</p><p>　　4.4.4、三相短路容量錯(cuò)誤！未定義書簽。</p><p>　　4.5 、k-2點(diǎn)（0.4kV側(cè)）的相關(guān)計(jì)算10</p><p>　　4.5.1、總電抗標(biāo)幺

10、值錯(cuò)誤！未定義書簽。</p><p>　　4.5.3、其他短路電流錯(cuò)誤！未定義書簽。</p><p>　　4.5.4、三相短路容量錯(cuò)誤！未定義書簽。</p><p>　　第五章 變電所一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)錯(cuò)誤！未定義書簽。</p><p>　　5.1、10kV側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)錯(cuò)誤！未定義書簽。</p><p

11、>　　5.2、380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)錯(cuò)誤！未定義書簽。</p><p>　　5.3、高低壓母線的選擇錯(cuò)誤！未定義書簽。</p><p>　　第六章 降壓變電所防雷與接地裝置的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤！未定義書簽。</p><p>　　6.1、變電所的防雷保護(hù)錯(cuò)誤！未定義書簽。</p><p>　　6.1.1、直接防雷保護(hù)錯(cuò)誤！未定義書

12、簽。</p><p>　　6.1.2、雷電侵入波的防護(hù)錯(cuò)誤！未定義書簽。</p><p>　　6.2、變電所公共接地裝置的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤！未定義書簽。</p><p>　　6.2.1、接地電阻的要求錯(cuò)誤！未定義書簽。</p><p>　　6.2.2、接地裝置的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤！未定義書簽。</p><p>　　結(jié)論錯(cuò)誤！未

13、定義書簽。</p><p>　　參考文獻(xiàn)錯(cuò)誤！未定義書簽。</p><p>　　致謝錯(cuò)誤！未定義書簽。</p><p>　?。ㄒ唬┴?fù)荷計(jì)算和無(wú)功功率補(bǔ)償</p><p>　　1.負(fù)荷計(jì)算 各廠房和生活區(qū)的負(fù)荷計(jì)算如下表1.1所示</p><p>　　表1.1各廠房和生活區(qū)的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表</p>

14、<p>　　2.無(wú)功功率補(bǔ)償 由表1.1可知，由于本廠380V側(cè)最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)只有0.71。而供電部門要求該廠10KV進(jìn)線側(cè)最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)不低于0.9。考慮到主變壓器的無(wú)功損耗遠(yuǎn)大于有功損耗，因此380V側(cè)最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)應(yīng)稍大于0.9，這里取0.92來(lái)計(jì)算380V側(cè)所需無(wú)功功率補(bǔ)償容量：</p><p>　　=(tan - tan)=918.08[tan(arccos0.71) -

15、 tan(arccos0.92) ] = 519.55 kvar</p><p>　　選擇PGJ1型低壓自動(dòng)補(bǔ)償評(píng)屏，并聯(lián)電容器為BW0.4-14-3型，采用其1臺(tái)主屏與4臺(tái)輔屏相結(jié)合，總共容量為：112kvar5=560kvar。因此無(wú)功補(bǔ)償后工廠380V側(cè)和10KV側(cè)的負(fù)荷計(jì)算如表1.2所示。</p><p>　　表1.2無(wú)功補(bǔ)償后工廠的計(jì)算負(fù)荷</p><p&

16、gt;　?。ǘ┳冸娝恢煤托褪降倪x擇</p><p>　　變電所的位置應(yīng)盡量接近工廠的負(fù)荷中心。工廠的負(fù)荷中心按負(fù)荷功率矩法來(lái)確定，計(jì)算公式為下式所示</p><p>　　X=(65.35*18+97.34*20+102.35*36+116.12*55+9.596*58+118.42*61+70.12*65+142.19*87+106.56*90+45.55*98+320.4*6）/11

17、47.6</p><p>　　Y=(65.35*28+97.34*48+102.35*67+116.12*20+9.596*36+118.42*51+70.12*67+142.19*21+106.56*37+45.55*68+320.4*74)/1147.6</p><p>　　得出X=46.95 Y=52.72</p><p>　　由計(jì)算結(jié)果可知，

18、工廠的負(fù)荷中心在6號(hào)廠房的西側(cè)（參看上圖）。考慮到周圍環(huán)境及進(jìn)出線方便，決定在6號(hào)廠房（工具車間）的西側(cè)緊靠廠房建造工廠變電所，其型式為附設(shè)式。</p><p>　?。ㄈ┳冸娝髯儔浩骷爸鹘泳€方案的選擇</p><p>　　1.變電所主變壓器的選擇 根據(jù)工廠的負(fù)荷性質(zhì)和電源情況，工廠變電所的主變壓器選擇下列方案：</p><p>　?。?）裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器

19、型號(hào)采用S9型，而每臺(tái)容量根據(jù)下式選擇，即</p><p>　　≈（0.6～0.7）*1021.6KVA=（612.96～715.12）</p><p>　　≥（Ⅱ）=（87.54+157.08+213.84）KVA=460KVA</p><p>　　因此選擇兩臺(tái)S9-630/10型低損耗配電變壓器。工廠二級(jí)負(fù)荷所需的備用電源亦由與鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來(lái)承擔(dān)。&

20、lt;/p><p>　　主變壓器的聯(lián)絡(luò)組均采用Yyn0。</p><p>　　2.變電所主接線方案的選擇 按上面考慮的主變壓器方案可設(shè)計(jì)下列主接線方案：</p><p>　?。?）裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器的主接線方案 如下圖所示（低壓側(cè)主接線從略）。</p><p>　?。ㄋ模┒搪冯娏鞯挠?jì)算</p><p>　　1.繪制計(jì)算

21、電路 如下圖所示。</p><p>　　2.確定短路計(jì)算基準(zhǔn)值</p><p>　　設(shè)基準(zhǔn)容量=100MVA，基準(zhǔn)電壓==1.05，為短路計(jì)算電壓，即高壓側(cè)=10.5kV，低壓側(cè)=0.4kV，則</p><p>　　3.計(jì)算短路電路中各元件的電抗標(biāo)幺值</p><p>　?。?）電力系統(tǒng) 已知電力系統(tǒng)出口斷路器的斷流容量=300MVA，

22、故=100MVA/300MVA=0.3</p><p>　　（2）架空線路 查表8-37得LGJ-120的線路電抗=0.29 ，而線路長(zhǎng)5km，故=（0.29*5）*100MVA/ =1.3</p><p>　　(3)電力變壓器 查表3-1得=4.5，故</p><p><b>　　=4.5</b></p><p&

23、gt;　　因此繪短路計(jì)算等效電路如下圖所示。</p><p>　　4.計(jì)算k—1點(diǎn)（10.5KV側(cè)）的短路電路總電抗及三相短路電流和短路容量</p><p><b>　?。?）總電抗標(biāo)幺值</b></p><p>　　=0.3+1.3=1.6</p><p>　?。?）三相短路電流周期分量有效值</p>&

24、lt;p>　　得出=5.5KA/1.6=3.44KA</p><p><b>　　(3)其他短路電流</b></p><p><b>　　=3.44KA</b></p><p>　　=2.55*3.44KA=8.77KA</p><p>　　=1.51*3.44KA=5.19KA</p&

25、gt;<p><b>　　(4)三相短路容量</b></p><p>　　得出=100MVA/1.6=62.5MVA</p><p>　　5.計(jì)算k-2點(diǎn)（0.4KV側(cè)）的短路電路總電抗及三相短路電流和短路容量</p><p><b>　?。?）總電抗標(biāo)幺值</b></p><p>　

26、　=0.3+1.3+4.5/2=3.85</p><p>　?。?）三相短路電流周期分量有效值</p><p>　　得出=144KA/3.85=37.40KA</p><p><b>　　(3)其他短路電流</b></p><p><b>　　=37.40KA</b></p><

27、p><b>　　=68.82KA</b></p><p><b>　　=40.77KA</b></p><p><b>　　(4)三相短路容量</b></p><p>　　得出=100MVA/3.85=25.97</p><p>　　以上短路計(jì)算結(jié)果綜合如下表1.3所示。

28、</p><p>　?。ㄎ澹┳冸娝淮卧O(shè)備的選擇校驗(yàn)</p><p>　　表1.4 10 kV一次側(cè)設(shè)備的選擇校驗(yàn)</p><p>　　5.2 380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)</p><p>　　同樣，做出380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)，如表6-2所示，所選數(shù)據(jù)均滿足要求。</p><p>　　表6-2 380V一次側(cè)