电气工程及自动化毕业设计(论文)工程机械制造厂供电系统设计(全套图纸).doc
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1、完整版全套CAD图纸,翻译,开题报告等,加153893706第 1 章 概述1.1工厂供电意义和要求众所周知,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;电能的输送和分配既简单经济,又便于控制、调节和测量,有利于实现生产过程自动化。 在工程机械制造厂里,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。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
2、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: 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。 可靠 应满足电能用户对供电可靠性的要求。 优质 应满足电能用户对电压和频率等质量
3、的要求 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设计原则按照国家标准GB50052-95供配电系统设计规范、GB 50059-9235110kV变电所设计规范、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、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
4、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,有必要了解和掌握工厂供电设计的有关知识,以便适应设计工作的需要。1.3内容及步骤全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
5、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,经济的分配电能问题。其基本内容有以下几方面。1、负荷计算 全厂总降压变电所的负荷计算,是在车间负荷计算的基础上进行的。考虑车间变电所变压器的功率损耗,从而求出全厂总降压变电所高压侧计算负荷及总功率因数。列出负荷计算表、显示计算结果。2、一次系统图 跟据负荷类别及对供电可靠性的要求进行负荷计算,绘制一次系统图,确定变电所高、低接线方式。对它的基本要求,即要安全可靠又要灵活经济,安装容易维修方便。3、电容补偿 按负荷计算求出总降压变电所的功率因数,通过查表或计算求出达到供电部门要求数值所需补偿的无功率。由手册或产品样本选用所需无功
6、功率补偿柜的规格和数量。4、变压器选择及变电所布置 根据电源进线方向,综合考虑设置总降压变电所的有关因素,结合全厂计算负荷以及扩建和备用的需要,确定变压器型号及全厂供电平面图。5、短路电流计算 工厂用电,通常为国家电网的末端负荷,其容量运行小于电网容量,皆可按无限大容量系统供电进行短路计算。求出各短路点的三相短路电流及相应有关参数。6、高、低压设备选择及校验 参照短路电流计算数据和各回路计算负荷以及对应的额定值,选择高、低压配电设备,如隔离开关、断路器、母线、电缆、绝缘子、避雷器、互感器、开关柜等设备。并根据需要进行热稳定和力稳定检验,并列表表示。7、导线、电缆的选择 为了保证供电系统安全、可
7、靠、优质、经济地运行,进行导线和电缆截面选择时必须满足发热条件:导线和电缆(包括母线)在通过正常最大负荷电流即线路计算电流时产生的发热温度,不应超过其正常运行时的最高允许温度。8、整定及二次保护 为了监视、控制和保证安全可靠运行,各用电设备,皆需设置相应的控制、信号、检测和继电器保护装置。并对保护装置做出整定计算。给出二次系统图。9、防雷与接地 参考本地区气象及地质资料,设计防雷接地装置,绘制防雷接地平面图。第 2 章 负荷计算2.1 定义1、计算负荷又称需要负荷或最大负荷。计算负荷是一个假想的持续性的负荷,其热效应与同一时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。在配电设计中,通常采用30分钟
8、的最大平均负荷作为按发热条件选择电器或导体的依据。2、平均负荷为一段时间内用电设备所消耗的电能与该段时间之比。常选用最大负荷班(即有代表性的一昼夜内电能消耗量最多的一个班)的平均负荷,有时也计算年平均负荷。平均负荷用来计算最大负荷和电能消耗量。2.2 负荷计算的方法 负荷计算的方法有需要系数法、利用系数法及二项式等几种。本设计将采用需要系数法予以确定。所用公式有: 有功功率 (2-1)无功功率 (2-2)视在功率 (2-3)计算电流 (2-4)2.3负荷计算结果 见表2-12-6表21 动力负荷计算表用电单位名称负荷性质设备容量(KW)需要系数Kdcostan计算负荷(KW)(Kvar)(KV
9、A)(A)办公大楼50.850.80.754.253.195.318.07试验楼1200.60.80.75725490136.74汽车库350.350.71.0212.2512.517.526.59材料与成品库500.40.850.622012.423.5335.75食堂900.81072072109.4热处理车间4000.60.71.02240244.8342.86520.93木工车间1800.350.651.176373.7196.92147.26装配车间11000.470.750.88517454.96689.331047.36机加工车间一10000.250.61.33250332.54
10、16.67633.08机加工车间二见表22铸工车间70%6000.40.651.17240280.8369.23561锻工车间5000.30.61.33150199.5250379.85空气压缩机站2800.850.750.88238209.44317.33482.15锅炉房1200.750.80.759067.5112.5170.93水泵站1500.650.80.7597.573.13121.88185.18露天煤矿露天材料库危险品库50.60.651.1733.514.627.01传达室表22 机加工车间二(动力)设备名称电机总容量(KW)总容量和Kdcostan总P30总Q30C6158
11、.755175.60.250.51.7343.8979.5487.79133.38133.71123.79C6168.25C62021.375C315016.5Z357.25Z5121.8Z53512.1T6166.25M60253.5M71151.45175.60.250.51.7343.8979.5487.79133.38133.71123.79X62W15.25X5238.125B60506.5B101213.05砂轮4.4G22811排风机18180.80.80.7514.410.81827.35电机吊车26.126.10.150.51.733.926.777.8411.91电阻炉24
12、240.75105405482.05电焊变压器35350.50.51.7317.530.283553.2表23 照明负荷名称面积(m2)单位容量Kdcostan办公大楼1500150.81018试验楼1800150.91024.3汽车库48690.7103.06材料与成品库124270.7106.09食堂360140.95104.79热处理车间486130.9105.69木工车间486120.9105.25装配车间2376110.91023.52机加工车间一1512100.91013.61机加工车间二1596100.91014.36铸工车间792100.9107.13锻工车间67590.910
13、5.47空气压缩机站30070.8101.68锅炉房53280.9103.83水泵站162100.9101.46露天煤矿4露天材料库4危险品库2887350.6101.3传达室10860.75100.49表24 车变一总负荷车变一名称P30Q30动力P30动力Q30照明插座及局部照明动力照明动力办公楼4.25183.191076.5(未乘同时系数0.95)1069.96(未乘同时系0.97数)65.48(未乘同时系数0.95)75汽车库12.253.0612.51.5热处理车间2405.69244.80木工车间635.2573.710装配车间51723.52454.960铸工车间2405.47
14、280.80露天材料库40传达室10.490.5表25 车变二总负荷车变二名称P30Q30动力P30动力Q30照明插座及局部照明动力照明动力实验楼7224.3541126.21(未乘同时系数0.95)1075.77(未乘同时系0.97数)81.38(未乘同时系数0.95)90材料与成品库206.0912.40食堂724.7900机加工车间一25013.61332.50机加工车间二133.7114.36123.792锻工车间1505.47199.50空气压缩机站2381.68209.441126.21(未乘同时系数0.95)1075.77(未乘同时系0.97数)81.38(未乘同时系数0.95)
15、0锅炉房903.8367.50水泵站97.51.4673.130露天煤矿040危险品库31.33.510收发传达室200.490.5表26 各用电设备计算电流值车变一名称P30+照明+插座Q30S30I30办公楼4.25+18+753.1997.3148传达室10.49+0.5012铸工车间240+5.69280.8373567装配车间517+23.52454.96706.511073热处理车间240+5.69244.8346.83527木工车间63+5.2573.71100.5153汽车库12.25+3.06+112.520.9432露天材料库4046道路及厂区照明5005076主变用电20
16、02030车变二水泵房97.5+1.4673.13123.05187锻工车间150+5.47199.5252.93384实验楼72+24.3+9054193.97295露天煤矿4046锅炉房90+3.8367.5115.59176机加工车间一250+13.61332.5424.32645机加工车间二133.71+14.36123.79193294食堂72+4.790117117传达室20.49+0.5022材料与成品库20+6.0912.44444危险品库3+1.33.5188空气压缩机站238+1.68209.44484484道路及厂区照明5007676第 3 章 供电系统及方式3.1 方案
17、选择1、当满足运行要求时,应尽量少用或不用断路器,以节省投资。2、当变电所有两台变压器同时运行时,二次侧应采用断路器分段的单母线接线。3、当供电电源只有一回线路,变电所装设单台变压器时,宜采用线路变压器组、接线。4、为了限制配出线短路电流,具有多台主变压器同时运行的变电所,应采用变压器分列运行。5、接在线路上的避雷器,不宜装设隔离开关;但接在母线上的避雷器,可与电压互感器合用一组隔离开关。6、610KV固定式配电装置的出线侧,在架空线路或有反馈可能的电缆出线回路中,应装设线路隔离开关。7、采用610 KV熔断器负荷开关固定式配电装置时,应在电源侧装设隔离开关。8、由地区电网供电的变配电所电源出
18、线处,宜装设供计费用的专用电压、电流互感器。9、变压器低压侧为0.4KV的总开关宜采用低压断路器或隔离开关。当有继电保护或自动切换电源要求时,低压侧总开关和母线分段开关均应采用低压断路器。10、当低压母线为双电源,变压器低压侧总开关和母线分段开关采用低压断路器时,在总开关的出线侧及母线分段开关的两侧,宜装设刀开关或隔离触头。3.2 主接线方案1、对于电源进线电压为35KV及以上的大中型工厂,通常是先经工厂总降压变电所降为610KV的高压配电电压,然后经车间变电所,降为一般低压设备所需的电压。总降压变电所主结线图表示工厂接受和分配电能的路径,由各种电力设备(变压器、避雷器、断路器、互感器、隔离开
19、关等)及其连接线组成,通常用单线表示。主结线对变电所设备选择和布置,运行的可靠性和经济性,继电保护和控制方式都有密切关系,是供电设计中的重要环节。2、本厂变配电主接线采用单母线分段制,且与10KV备用电源互投。根据厂区建筑物及负荷情况,拟定该厂由一35KV变电所和两个10KV车间变电所组成,两车间变电所尽量靠近负荷中心。位置选定为35KV主变与一号车变和建于该厂西北角,车变二建在靠近锅炉房左侧尽量避开露天煤矿。这种接线的运行灵活性较好,供电可靠性较高,适用于一、二级负荷的工厂。任何一路出现故障时都能做到自动切除故障负荷。3、作为主变照明及应急用电,本设计采用由主变一次侧单引一个35/0.4的小
20、型干式变压器供电,并在车变一的低压配电柜中引出一路作为主变照明及应急用电的备用电源,与35/0.4的干式变压器供电互备,并加直流屏,以保证供电系统检修和维护的可靠性。3.3 一次配电系统图 见附图第 4 章 电容补偿4.1意义在变电所低压侧装设无功补偿后,由于低压侧总的视在计算负荷减小,从而可使变电所主变压器容量选的小一些,这不仅可以降低变电所的初投资,而且可减少工厂的电费开支,因为我国供电企业对工业用户是实行的“两部电费制”;一部分叫基本电费,按所装用的主变压器容量来计算,规定每月按容量大小缴纳电费,容量越大,缴纳的基本电费越多,容量越小,缴纳的基本电费就越少。另一部分叫电能电费,按每月实际
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