工厂供电系统设计与潮流计算程序设计.docx
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1、毕业设计报告(论文) 工厂供电系统设计与潮流计算程序设计所 属 系 电子电气系 专 业 电力系统 学 号 01506438 姓名 石瑞 指导教师 陈跃 起讫日期 2010.3 - 2010.6 设计地点 东南大学成贤学院 东南大学成贤学院毕业设计报告(论文)诚 信 承 诺本人承诺所呈交的毕业设计报告(论文)及取得的成果是在导师指导下完成,引用他人成果的部分均已列出参考文献。如论文涉及任何知识产权纠纷,本人将承担一切责任。 学生签名: 日 期:III工厂供电系统设计与潮流计算程序设计摘要工厂供电系统就是将电力系统的电能降压再分配电能到各个厂房或车间中去,它由工厂降压变电所,高压配电线路,车间变电
2、所,低压配电线路及用电设备组成。工厂总降压变电所及配电系统设计,是根据各个车间的负荷数量和性质,生产工艺对负荷的要求,以及负荷布局,结合国家供电情况。解决对各部门的安全可靠,经济技术的分配电能问题。电力系统潮流计算是研究电力系统稳态运行情况的一种基本电气计算。它的任务是根据给定的运行条件和网路结构确定整个系统的运行状态,如各母线上的电压(幅值及相角)、网络中的功率分布以及功率损耗等。电力系统潮流计算的结果是电力系统稳定计算和故障分析的基础。关键词:短路电流计算;电气设备选择;电力系统潮流计算Factory power supply system design and flow calculat
3、ion program designAbstract:The factory power supply system is to decline the electric power of electric power system to press to assign electric power again to go to in each factory premises or the car, it is decline by the factory to press a substation, the high pressure goes together with electric
4、 wire road, car substation, the low pressure goes together with electric wire road and uses electricity equipments to constitute. The factory always declines to press a substation and goes together with an electricity system design, is the request which produces a craft to the burden according to bu
5、rden amount and property of each car, and burden layout, combine a national power supply circumstance. Resolve the safe credibility to each section, economy technical allotment electric power problem. Power systems load flow calculation is the steady state power systems of the operation of a fundame
6、ntal electrical calculation. it is based on the number of circuit operating conditions and structure of the system running state, such as the voltage on different generatrix(the value and phase angle), network of power distribution and power loss, etc. Power systems load flow calculation is the outc
7、ome of the power systems stable calculation and analysis.Keywords: The electricity is a part;electricity equipments choice;Power systems load flow calculation目录摘要IAbstract:II第一章 绪论11.1工厂供电的含义和要求11.2工厂供电设计的一般原则11.3工厂负荷性质21.4工厂供配电系统21.4.1总降压变电所31.4.2车间变电所31.4.3配电线路31.5供电半径31.6功率因数4第二章 工厂供电设计内容52.1变配电所
8、设计52.2配电线路的设计52.3电气照明设计5第三章 负荷计算及功率补偿63.1负荷计算63.2负荷计算的内容和目的63.3负荷计算的方法63.4各用电车间负荷计算结果如下表:63.4.1车间一的计算负荷73.4.2车间二的计算负荷83.4.3车间四计算负荷83.4.5生活区的计算负荷93.4.6车间三(高压电机)计算93.5交配电所所址和型式的选择93.5.1交配电所所址选择的一般原则93.6负荷中心的确定103.7变压器的选择113.8车间变电所变压器的确定及补偿电容器的选择113.9主变压器的确定123.9.1主变压器台数的确定123.9.2所选变压器型号及参数13第四章 变配电所主接
9、线方案设计144.1设计原则和要求144.2主接线方案确定15第五章 短路电流计算165.1短路电流的概述165.2短路回路参数的计算165.2.1标么值法165.2.2短路计算过程18第六章 电气设备选择和校验226.1高压电器选择的一般原则226.2设备的选择和校验计算226.2.1导线的选择236.2.2 35KV一次设备选择246.2.3 10KV一次设备选择25第七章 防雷接地267.1防雷保护装置267.2防雷接地设计267.3过电压接地保护27第八章 潮流计算程序设计288.1潮流计算的意义和目的288.2潮流计算用途288.3潮流计算特点288.4 MATLAB程序设计298.
10、5程序设计内容308.6程序运行结果37参考文献49致谢50东南大学成贤学院毕业设计报告第一章 绪论1.1工厂供电的含义和要求工厂供电,就是指工厂所需电能的供应和分配,亦称工厂配电。众所周知,电能是现代工业生产的主要能源和动力。电能既易于由其它形式的能量转换而来,又易于转换为其它形式的能量以供应用;电能的输送的分配既简单经济,又便于控制、调节和测量,有利于实现生产过程自动化。因此,电能在现代工业生产及整个国民经济生活中应用极为广泛。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
11、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,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,因此做好工厂供电工作,对于节约能源、支援国家经济建设,也具有重大的作用。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,就必须达到以下基本要求:(1)
12、安全 在电能的供应、分配和使用中,不应发生人身事故和设备事故。(2)可靠 应满足电能用户对供电可靠性的要求。(3)优质 应满足电能用户对电压和频率等质量的要求(4) 经济 供电系统的投资要少,运行费用要低,并尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗量。此外,在供电工作中,应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系,既要照顾局部的当前的利益,又要有全局观点,能顾全大局,适应发展。 1.2工厂供电设计的一般原则按照国家标准GB50052-95 供配电系统设计规范、GB50053-94 10kv及以下设计规范、GB50054-95 低压配电设计规范等的规定,进行工厂供电设计必须遵循以下原则:(1)遵守规程
13、、执行政策;必须遵守国家的有关规定及标准,执行国家的有关方针政策,包括节约能源,节约有色金属等技术经济政策。(2)安全可靠、先进合理;应做到保障人身和设备的安全,供电可靠,电能质量合格,技术先进和经济合理,采用效率高、能耗低和性能先进的电气产品。(3)近期为主、考虑发展;应根据工作特点、规模和发展规划,正确处理近期建设与远期发展的关系,做到远近结合,适当考虑扩建的可能性。(4)全局出发、统筹兼顾。按负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件等,合理确定设计方案。工厂供电设计是整个工厂设计中的重要组成部分。工厂供电设计的质量直接影响到工厂的生产及发展。作为从事工厂供电工作的人员,有必要了解和掌握
14、工厂供电设计的有关知识,以便适应设计工作的需要。1.3工厂负荷性质按GB50052-5供配电系统设计规范规定,根据电力系统对供电可靠性的要求及中断供电在政治经济上所造成的损失或影响程度,电力负荷分为以下三级:一级负荷 中断供电将造成人身伤亡;中断供电将在政治、经济上造成重大损失时。例如:重大设备损坏、重大产品报废、用重要原料生产的产品大量报废、国民经济中重点企业的连续生产过程被打乱需要长时间才能恢复等;中断供电将影响有重大政治、经济意义的用电单位的正常工作。例如:重要交通枢纽、重要通信枢纽、重要宾馆、大型体育场馆、经常用于国际活动的大量人员集中的公共场所等用电单位中的重要电力负荷。在一级负荷中
15、,当中断供电将发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷,以及特别重要场所的不允许中断供电的负荷,应视为特别重要的负荷。 二级负荷 中断供电将在政治、经济上造成较大损失时。例如:主要设备损坏、大量产品报废、连续生产过程被打乱需较长时间才能恢复、重点企业大量减产等。 中断供电将影响重要用电单位的正常工作。例如:交通枢纽、通信枢纽等用电单位中的重要电力负荷,以及中断供电将造成大型影剧院、大型商场等较多人员集中的重要的公共场所秩序混乱。 三级负荷 不属于一级和二级负荷者应为三级负荷。 对一级负荷一律应由两个独立电源供电。 二级负荷较重要的电力负荷对该类负荷供电的中断,将造成工农业大量减产、工矿交通运输停顿、生
16、产率下降以及市人民正常生活和业务活动遭受重大影响等。一般大型工厂企业、科研院校等都属于二级负荷。 三级负荷 不属于上述一、二级的其他电力负荷,如附属企业、附属车间和某些非生产性场所中不重要的电力负荷等。1.4工厂供配电系统工厂供配电系统由总降压变电所、高压配电线路、车间变电所、低压配电线路及用电设备组成。 1.4.1总降压变电所总降压变电所负责将35110kV的外部供电电压变换为610kV的厂区高压配电电压,给厂区各车间变电所或高压电动机供电。 1.4.2车间变电所车间变电所将610kV的电压降为380/220V,再通过车间低压配电线路,给车间用电设备供电。 1.4.3配电线路配电线路分为厂区
17、高压配电线路和车间低压配电线路。 图1.1大中型工厂供电系统主接线示意图1.5供电半径供电半径就是从电源点开始到其供电的最远的负荷点之间的线路的距离,供电半径指供电线路物理距离,而不是空间距离。 低压供电半径指从配电变压器到最远负荷点的线路的距离,而不是空间距离。 城区中压线路供电半径不宜大于3公里,近郊不宜大于6公里。因电网条件不能满足供电半径要求时,应采取保证客户端电压质量的技术措施。 0.4千伏线路供电半径在市区不宜大于300米。近郊地区不宜大于500米。接户线长度不宜超过20米,不能满足时应采取保证客户端电压质量的技术措施。 供电半径是电气竖井设置的位置及数量最重要的参数。250米为低
18、压的供电半径,考虑50米的室内配电线路,取200米为低压的供电半径,当超过250米时,每100米加大一级电缆。低压配电半径200米左右指的是变电所(二次为380伏)的供电半径,楼内竖井一般以800平方左右设一个,末端箱的配电半径一般3050米。 供电半径取决于以下2个因素的影响: 1、电压等级(电压等级越高,供电半径相对较大) 2、用户终端密集度(即:电力负载越多,供电半径越小) 同种电压等级输电中,电压跌落情况小,那么供电半径就大。 相比较来说:在同能负载情况下,10kV的供电半径要比6kV的供电半径大。 在统一电压等级下,城市或工业区的供电半径要比郊区的供电半径小。 三相供电时,铜线和铝线
19、的最大合理供电半径计算公式(J为经济电流密度): Lst=1.798511.65/j=1773/jm Lsl=1.795011.65/j=1042/jm 铜线和铝线最大合理供电半径计算公式如下。 Ldt=4.551413.91/j=885/jm(11) Ldl=4.558.313.91/j=525/jm(12) 选定经济截面后,其最大合理供电半径,三相都大于0.5km,单相基本为三四百米,因此单纯规定不大于0.5km,对于三相来说是“精力过剩”,对单相来说则“力不从心”。1.6功率因数功率因数是指电力网中线路的视在功率供给有功功率的消耗所占百分比.在电力网的运行中,我们所希望的是功率因数越大越
20、好,若能做到这一点,则电路中的视在功率讲大部分用来供给有功功率,以减少无功功率的消耗.用户功率因数的高低,对于电力系统发、供用电设备的充分利用,有着显著的影响。影响功率因数的主要因素功率因数的产生主要是因为交流用电设备在其工作过程中,除消耗有功功率外,还需要无功功率。当有功功率P一定时,如减少无功功率Q,则功率因数便能提高。因此提高功率因数问题的实质就是减少用电设备的无功功率需要量。异步电动机和电力变压器是耗用无功功率的主要设备异步电动机的定子与转子间的气隙是决定异步电动机需要较多无功的主要因素。而异步电动机所耗用的无功功率是由其空载时的无功功率和一定负载下无功功率增加值两部分所组成。所以要改
21、善异步电动机的功率因数就要防止电动机的空载运行并尽可能提高负载率。变压器消耗无功的主要成份是它的空载无功功率,它和负载率的大小无关第二章 工厂供电设计内容2.1变配电所设计无论工厂总降压变电所或车间变电所,设计的内容都基本相同。工厂高压配电所,则除了没有主变压器的选择外,其余的设计内容也与变电所设计基本相同。变配电所的设计内容应包括:变配电所复核的计算和无功功率的补偿,变配电所所址的选择,变电所主变压器台数和容量、行式的确定,变配电所主结线方案的选择,进出线的选择,短路计算及开关设备的选择,二次回路方案的确定及继电保护的选择与整定,防雷保护与接地和接零的设计,变配电所电气照明的设计等。最后需编
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