工厂供电毕业设计方案.doc
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1、工厂供电毕业设计方案目 录绪论第一章变(配)电所位置及形式的确定第一节变(配)电所位置的确定第二节变(配)电所形式的确定第二章变电所的负荷统计与主变压器的选择第一节变电所的负荷统计第二节无功功率的补偿第三节主变压器的选择第三章变电所供电系统的拟定第一节6(10)千伏侧接线第二节低压供电系统的拟定第三节变电所的所用电第四节低压配电系统保护接地形式的确定第四章电线、电缆的选择与敷设第一节电线、电缆型号的选择第二节电线、电缆截面的选择第三节线路的敷设第五章短路电流计算第一节工矿企业低压电网短路电流的计算特点第二节短路电流计算第六章电气设备的选择第一节按使用环境条件选择设备的形式第二节低压电器电气参数
2、的选择和校验第三节低压母线的选择第七章变电所的继电保护第一节交流操作继电保护的类型第二节交流操作继电保护的整定计算第三节低压系统保护装置的整宣扬计算第八章变电所的所用电系统第一节变电所的操作电源第二节变电所的所用电第九章变电所的中央信号装置第一节中央信号装置的设计原则第二节中央信号装置的设计第十章变电所屋内外布置变电所第一节变电所布置的一般要求第二节电气间距、通道与围栏第三节各电气设备室的布置第四节屋外变压器的布置第十一章变电所的防雷与接地第一节变电所的防雷保护第二节配电网的防雷保护第三节变电所的接地系统第十二章电气照明设计第一节电气照明设计的原则与要求第二节电光彩夺目源类型的选择第三节灯具的
3、选择与布置第四节照计算第五节照明供电系统的拟定第六节设备、保护装置及导线的选择与布绪 论一、 毕业设计的目的供电毕业设计是工矿企业电气化和机电等到含电类专业的学生在整个教学过程中最后的综合性实践环节,是学生在毕业前的一项综合性技能训练。对学生的职业能力培养和实践技能训练具有相当重要的意义。因此,毕业设计应体现出专业培养目标中有关业务知识、能力培养和技能训练方面的基本要求。毕业设计的主要目的在于;通过设计使学生能综合运用所学知识,分析和解决工矿企业供电设计方面的技术问题;巩固和扩展学生的知识领域,培养学生严肃认真的科学态度,提高学生独立工作的能力。通过设计使学生掌握供电设计的方法;熟悉国家有关技
4、术经济方面的方针政策和安全方面的规程和措施;训练学生使用各种规程、设计手册和技术资料的能力;培养学生编写技术文件、绘制图纸的能力;完成电气技术人员供电设计能力的基本训练。二、 对设计的要求(1) 设计必须符合国家各项技术经济政策和有关规程各项规定。(2) 设计应尽量采用国家定型的成套设备和系列产品,尽量采用新技术、新产品和国产先进设备,以确保技术的先进性。(3) 设计应在保证供电可靠性、安全性和供电质量的基础上尽量节约投资,减少有色金属消耗量,降低电能损耗和年运行费用。做到既经济合理又安全适用。(4) 设计应从生产实际出发,选择设备时应考虑备品配件的来源和本企业的施工、维护和检修条件。(5)
5、设计要严肃认真,提倡既有科学严谨的态度又有大胆创新的精神。三、 对设计就明书的要求(1)设计说明书要反映出基本的设计思想、设计步骤、设计计算结果、方案比较情况、设计选择结果及其技术特征。说明书的前面应有目录,后面应有主要参考资料和必要的附录等。说明书中还应编入收集到的原始资料和工矿企业概况的简要就明等内容。(2)说明书的文字叙述要层次分明、条理清楚、简明扼要,书写格式要规范统一。说明书的插图应整洁美观,图形及文字符号要符合新的国家标准。(3)说明书的计算部分应写出公式、代入数据、求出结果、注明单位,避免出现数学运算的中间步骤。对公式中各物理量含义应予说明,必要时还应注明公式的来源。公式中的文字
6、符号要前后统一并符合国家标准,公式中物理量的单位应采用法定计量单位。(4)对设计中的计算和设备选择结果应以表格形式出现。对方案选择比较也应列表分析,并对方案选择结果加以说明。对相同的计算和选择内容,为了避免重复,可选一例计算和选择,其余结果可通过表格反映出来。 第一章变(配)电所位置及形式的确定第一节变(配)电所位置的确定一。配(变)电所的位置1。接近负荷中心,进出线方便,便于设备运输;2。应尽量设在污源的上风侧,尽量避开多尘、震动、高温、潮湿和有爆炸、火灾危险的场所;3。不应设在厕所、浴室或生产过程中地面上经常潮湿和容易水场所的下面;4。考虑发展余地,不应妨碍工厂和车间的发展;5。配电所兼作
7、车间变电所,或车间变电所与本车间商有防火间距要求。二。有以上所定:我们考虑平煤一矿兼顾地面工厂供电和主井、副井的供电,把配(变)电所的位置定在矿区东南方向。第二节变(配)电所形式确定一。配(变)电所的形式1。企业总配电所一般为独立式建筑物。也可附于负荷较大的车间,并兼作该车间的变电所。2。的分布情况,车间变电所的形式有独立变电所,车间内变电所等,其独立变电所结构特点是变电所建筑物独立,适用场合对几个车间供电的变电所,其负荷中心不在某个车间时或为了远离爆炸、火灾及腐蚀场所时。,车间内变电所的结构特点设于车间内部,不与车间外墙相连,占车间面积,适应场合负荷大的多跨厂房中间允许设置变配电装置时。二根
8、据以上配电所所采用的形式,我们平煤一矿采用独立式建筑物,因为它适负荷不大的车间。第二章变电所的负荷统计与主变压器的选择第一节变电所的负荷统计一。变电所的负荷统计变电所的负荷统计仍采用需用系数法计算。在负荷统计时,应首先把不同工作制下低压用电设备的额定功率或额定容量,换算成统一工作制下的额定功率,单相负荷换算成等效的三相负荷。然后计算各组低压用电设备的计算负荷,将各组低压负荷汇总求出低压总负荷后再选择变压器。选出变压器以后将变压器低压计算负荷与变压器损耗相加求出变压器一次侧的高压计算负荷。将该高压负荷与全所其他高压负荷汇总,即可求出全所负荷。负荷统计数据仍以表格形式出现,为了避免表格太乱,可将低
9、压负荷与全所高压负荷的统计分别列表统计。二。以上方式我们对平煤一矿进行负荷统计计算,功率补偿因数见表21平煤一矿负荷统计表。序号用电设备名称额定电压 kv设备台数设备容量 ,KW功率因数cos 有功功率kw无功功率kvar计算电流A年最大负荷利用小时数h年电能损耗mwh重要负荷比例工作台数安装台数安装容量工作容量123456789101112131412345671234一、 地面低压地面工业广场所用变压器机修厂坑木厂选煤厂工人村其它用电设备二、 地面高压压风机通风机主井提升机副井提升机666666666663231211211118001600200016001879.64.38882473
10、16473568250080020000.7730.7780.650.630.80.70.70.80.820.810.851273.53.0355.298.81898.4367.5341.0960.0560.01800.01280.01044.33.1415.6100.81423.8374.5347.8262.5-420.01116.0793.6158.50.452.613.6228.346.9102.667.4203.8144.9300020002300150036008000522020006003400025505303.012.01654.3710.398.61302.24905.21
11、6564025520.3526.210080802510025100100100100123456三、 统计结果全矿合计全矿计算负荷电容器补偿容量补偿后负荷主变压器损耗全矿总负荷66666325891.97200kvar0.8390.9710.95618073.516266.216266.291.716357.911087.110532.7-6530.64002.11107.85109.91611157.1876073441.9803.374245.2表21平煤一矿负荷统计表第二节无功功率的补偿一无功功率的补偿,应采取补偿措施。1。电容器补偿方案的确定电容器补偿方案一般可以有以下几种:(1)
12、在变电所6kv母线上集中补偿。(2) 在变电所6kv母线上和变压器低压侧,高、低压混合补偿。(3) 在变电所6kv母线上和高压线路末端,集中和分散混合补偿(一般装天下级变电所母线,当变电所负荷较集中,且对其他分散的单个负荷不便管理时,可不采用分散补偿)。(4) 在变压器低侧补偿。 对上述几种补偿方案应从补偿效果、维护管理的难得程度和设备投资等几方面经技术经济比较后确定。2、高压与低压补偿方式的选择对某一台变压器来讲,低压补偿方式的低压电容器容量为 (C1-Ch)Uw2Qec2Qca 103 YctTcR式中Qec低压补偿方式的低压电容器经济容量,kvar;Qca低压计算负荷无功功率,kvar;
13、C1低压电容器每千乏的投资,元/kvar;Ch高压电容器每千乏的投资,元/kvar;Uw低压线路的线电压,kv;Y附加一次投资的还本年限数,一般取5年;Ct电能单价,元/(kwh);R高压与低压电容器装设地点之间的电阻,Tc电容器组年利用小时数(对一班制企业取2600h,二班制企业取4800h,三班制企业取6600h),h。若实际所需补偿容量大天低压电容器经济容量,则宜用高压补偿方式,否则宜用低压补偿方式。二。按以上方式我们对平煤一矿进行负荷统计计算,功率补偿因数见表21平煤一矿负荷统计表。第三节主变压器的选择一。变电所中主变压器的容量应按补偿后变电所的负荷总容量及主变压器的台数和运行方式确定
14、,还应考虑5年10年的发展规划。主变压器应选择低损耗变压器,同一变电所中的几台主变压器的型号和容量应该相同。我们平煤一矿变电所变压器的台数,是根据负荷的重要程度来确定的。当选择两台主变压器而且两台同时运行时,其中一台故障,另一台必须保证我矿负荷正常用电,并不得少于变电所总计算负荷的80%或70%。即每台变压器的容量应为 S = Cosac式中变电所总的有功计算负荷,变压器的额定容量,变电所人工补偿合的功率因数,;变电所人工补偿后的视在容量,故障保证系数,根据全企业一、二类负荷所占比例确定(,)。故障保证系数应按一段母线退出运行,只有一半无功补偿装置运行,由一台变压器担负全所一、二类负荷供电任务
15、的条件计算。当两台变压器采用一台工作一台备用的运行方式时,则变压器的容量应按下式计算:当选择三台变压器,两台工作一台备用时,每台变压器的容量应不小于变电所总计算容量的50%,即 当变电所只选一台变压器时,主变压器容量S应满足全部用电负荷的需要。此外,一般还应考虑15%25%的富裕容量,即 我们在选择变压器的台数和容量时,常常用以上计算方法,拿几种方案进行比较,最后确定最佳方案。第三章变电所供电系统的拟定第一节6(10)千伏侧接线一。我们所设计的变电所有两个电源,采用的是单母线分段接线。变电所的母线联络开关采用的是隔离开关。但当事故时需要切换电源,或需要带负荷操作,或继电保护和自动装置有要求,当
16、具有其中一个条件时则必需装设断路器。二。变压器的容量为320KVA ,为平煤一矿地面工厂变电所,在电源线路末端应装设避雷器。第二节低压供电系统的拟定一。我们平煤一矿地面工厂变电所只有二台变压器,采用单母线分段接线;母线联络开关采用刀开关,当需要自动切换时,或母线联络开关不允许停电操作时,我们采用自动开关。变压器低压侧总开关,如果要求带负荷切换或自动切换时,还采用自动开关。否则,宜采用刀开关。对低压配出线,动力与照明应当分开供电;个别较远的用电负荷,我们采用动力与照明混合线路;对重要负荷采用双回路供电。低压开关的选择,对负荷容量不大且不重要的负荷采用刀开关或组合开关;对负荷较大或对保护时限有要求
17、时,我们采用自动开关;对远距离操作的我们采用接触器。第三节变电所的所用电一。我们采用手动操作的变电所,当所内照明电源可由邻近变压器供给时,可不装所用变压器,其控制、信号电源可由母线电压互感器供给,仅在必在时才装一台所用变压器。所内事故照明采用手电筒或矿灯。还采用其他方式操作的变电所,当只有一路电源时,在受电断路器的电源装一台所用变压器,并尽量取得备用电源;两路电源时,一般装两台所用变压器,分别接在受电断路器的电源侧,或接在两段母线上,互为备用;若有可靠的低压电源,也可只装一台所用变压器。当变电所装有380V配电变压器能满足所用电要求时,我们设专用的所用变压器。所用电负荷可由配电变压器兼供。二。
18、平煤一矿配电所是分三路供电的,有660V,380V,220V,它们各负责各区,互不干扰。第四节低压配系统保护接地形式的确定一。低压配电系统保护接地的形式共有TN、TT及IT三大类,其中TN系统又分为TN-S、TN-C及TN-C-S三种。在确定低压配电系统保护接地的形式时,我们采用的是TT系统保护接地形式,现作如下介绍:TT系统接线图: 1 T系统接地特点:系统中电子表源有一个直接接地点(通常为电源中性点),电气设备的外露可导电部分单独直接接地。电源的接地与电气设备的接地在电气上没有联系。2 T系统性能特点:单相碰壳接地故障电流较小,对较大功率的设备不足以使其过流保护装置动作。设备外壳将带有危险
19、电压,安全性较差,该设备需要有漏电保护装置。3 TT系统适用范围:适用于功率不大的设备,或作为精密电子仪器设备的屏蔽接地。第四章电线、电缆的选择与敷设第一节电线、电缆型号的选择一。我们所设计的供电系统电线、电缆的型号是根据电压等级和使用场所来选择的。1、 线路类型的确定架空线路投资少,容易发现和排除故障,所以输电线路大多采用架空线路。但架空线路占有空间大,且受自然条件影响大,所以在建筑物密集、人员较多、运输频繁的地区和受空间、安全及美观的限制和需要不宜敷设架空线的地方应用电缆线路。2、 导线材料选择导线应尽量采用铝导线。但在有爆炸危险、剧烈震动、腐蚀严重的场所,以及用于移动设备、重要操作回路和
20、配电装置的二次回路应采用铜导线。10KV及以下的架空线路一般选用铝绞线,对机械强度要求较高的应选用钢芯铝绞线,在有腐蚀的地区应采用防腐型钢芯绞线。3、 绝缘护套及铠装层的选择架空线路一般均选用无绝缘的裸导线。但我们用的是塑料绝缘电线,电缆按其绝缘材料、护套和铠装层的不同,所选用的是普通外护套(仅用于铝护套)铝护套重量轻、价格低、所以我们选用它。第二节电线、电缆截面的选择一低压电线、电缆的截面应满足允许温升、电压损失、机械强度要求。1、 按允许温升选择导线截面供电线路导线的长时允许电流应大于等于线路的最大长时工作电流;直接连接用电设备的导线其长时允许电流应大于等于设备的额定电流。各种导线的长时允
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