工厂供电毕业论文.doc
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1、 综合实践(能力训练) 题 目: 工厂供电 所属教研室: 电气教研室 专业班级: 电气一班 学生姓名: 指导教师: 2012年 10 月 10 日毕业综合实践(能力训练)任务书1.毕业综合实践(能力训练)题目:工厂供电2. 毕业综合实践(能力训练)题目来源:虚拟( ) 顶岗实习( )3.毕业综合实践(能力训练)课题任务的内容和要求(技术要求、工作要求等):1、 阐述一种电工(电子)仪器仪表的历史和发展趋势。2、 说明这种仪器的工作原理。3、 说明这种仪器的使用方式和注意事项,并指出这种产品的优点和缺点。4、 针对这种产品的不足,提出自己对这种仪器的改进方法。4 成绩评定标准(指导教师30%,评
2、审小组30%,答辩委员会40%):毕业综合实践(能力训练)任务书5.本毕业综合实践(能力训练)课题工作进度计划:起 迄 日 期 工 作 内 容 完成情况教研室审查意见:主任: 年 月 日院系意见:领导: 年 月 日毕业综合实践(能力训练)评审表学生姓名:专业班级: 所属系部:题 目:指导教师评语:初评成绩: 指导教师签字: 年 月 日评审小组意见: 评审小组成员签字: 年 月 日 终评成绩:年 月 日目录摘要I目录1工厂供电21负荷计算与无功功率的补偿21.1负荷计算21.1.1 负荷计算的意义21.1.2 负荷计算的方法21.1.3负荷计算31.1.4 全厂负荷计算61.2 无功功率补偿61
3、.2.1补偿电容器选择72 变压器的选择82.1 主变压器台数的选择82.2 变电所主变压器容量及型号的选择83 主接线方案的设计83.1 电气主接线的意义及重要性83.2 电气主接线方案94 短路计算114.1 短路说明114.2短路计算125 设备的选择与校验155.1 设备的选择校验要求155.2 设备校验的一般原则155.2.1 短路热稳定校验165.2.2 动力稳定校验165.3 高压设备的选择165.4 母线的选择校验185.4.1 10KV母线选择校验195.4.2 35KV母线选择校验205.4.3 35kV架空线选择206防雷与接地216.1 防雷216.1.1 防雷设备21
4、6.1.2 防雷措施226.2 接地22结论23工厂供电1负荷计算与无功功率的补偿1.1负荷计算1.1.1 负荷计算的意义工厂进行电力设计的基本原始资料是工艺部门提供的用电设备安装容量,但是这种原始资料要变成电力设计所需要的假想负荷称为计算负荷,从而根据计算负荷按照允许发热条件选择供电系统的导线截面,确定变压器容量,制订提高功率因数的措施,选择及整定保护设备以及校验供电电压的质量等,是一件较为复杂的事。电力装备设计部门对机械设备进行电气配套设计时总有一定的裕度,即使电动机功率完全门分机械计算的配套要求。在工厂中使用的情况不同,也会影响到电力负荷的大小,但是这种电气计算负荷还必须认真地确定因为它
5、的浓度程度,直接影响整个工厂供电设计的质量 3 。如计算过高,将增加供电设备的容量,浪费有色金属,增加初投资。计算过低则可能使供电元件过热,加速其绝缘损坏增大电能影响供电系统的正常运行。还会给工程扩建将来很大的困难。更有甚者,由于工厂企业是国家电力的主要用户,以不合理的工厂计算负荷为基础的国家电力系统的建设,将给国民经济带来很大的浪费和危害,而且使电力系统的建设和运行受到影响,给国民经济带来很大损失。所以对于本设计来说,负荷计算尤其重要。1.1.2 负荷计算的方法常用负荷计算的方法:(1)需要系数法(2)二项式系数法(3)形状系数法。在此次设计中考虑采用需要系数法。需要系数法的主要步骤:(1)
6、将用电设备分组,求出各组用电设备的总额定容量。(2)查出各组用电设备相应需要系数及对应的功率因数。(3)用需要系数法求车间或全厂的计算负荷时,需要在各级配电点乘以同期系数K。负荷计算的主要公式有:(1)有功计算负荷(单位为KW)错误!未找到引用源。(2)无功计算负荷(单位为KVar)错误!未找到引用源。(3)视在计算负荷(单位为KVA)(4)计算电流(单位为A)表1-1工厂负荷统计资料名称设备容量/kw需要系数Kd功率因数costan洗涤车间2450.70.80.75制条车间3700.60.51.73纺纱车间3200.70.51.73织造车间4200.80.651.17染整车间3500.80.
7、80.75水泵房1050.70.80.75锅炉房1500.150.51.73仓库500.40.81.171.1.3负荷计算 采用需要系数法对各个车间进行计算具体步骤如下: 1)洗涤车间=2450.7=171.5kw;=171.50.75=128.6kvar;=171.50.8=214.4kvA=214.4(1.7310)=12.38A2)制条车间 =3700.6=222kw Q30 =tan=2221.73=384.1kvar =2220.5=444kvA =444(1.7310)=25.64A3)纺纱车间=3200.7=224kw= tan=2241.73=387.5kvar=2240.5=
8、448kvA=448(1.7310)=25.87A4)织造车间 =4200.8=336kw =tan=3361.17=393.1kvar =3360.65=516.9kvA =516.9(1.7310)=29.84A5)染整车间 =3500.8=280kw =tan=2800.75=210kvar=2800.8=350kvA =350(1.7310)=20.21A6)水泵房 =1050.7=73.5kw =tan=73.50.75=55.13kvar =73.50.8=91.9kvA =91.9(1.730.4)=5.31A7)锅炉房 =1500.15=22.5kw =tan=22.51.73
9、=38.9kvar =22.50.5=45kvA =45(1.7310)=2.60A8)仓库 =500.4=20kw =tan=201.17=23.4kvar =200.8=25kvA =25(1.7310)=1.44A表1-2各车间负荷计算结果名称设备容量/kw需要系数Kd功率因数costan/kw/kvar/A/kvA洗涤车间2450.70.80.75171.5128.612.38214.4制条车间3700.60.51.73222384.125.64444纺纱车间3200.70.51.73224387.525.87448织造车间4200.80.651.17336393.129.84516.
10、9染整车间3500.80.80.7528021020.21350水泵房1050.70.80.7573.555.15.3191.9锅炉房1500.150.51.7322.538.92.6045仓库500.40.81.172023.41.44251.1.4 全厂负荷计算取全厂的同时系数为:,则全厂总的计算负荷为: (1)= P30i=0.95(171.5+222+224+336+280+73.5+22.5+20)= 1282.0kw (1)=0.97( 128.6+384.1+387.5+393.1+210+55.1+38.9+23.4)=1572.1kvar(1)= 2028.5kvA 117.
11、12A 1.2 无功功率补偿供电单位在工厂进行初步设计时对功率因数都要提出一定的要求,它是根据工厂电源进线、电力系统发电厂的相对位置以及工厂负荷的容量决定的。根据全国供用电规则的规定,本设计要求用户的功率因数cos 0.9。供电单位对工厂功率因数这样高的要求,仅仅依靠提高自然功率因数的办法,一般不能满足要求。因此,工厂便需要装设无功补偿装置,对功率因数进行人工补偿。1.2.1补偿电容器选择由以上计算可得变压器低压侧的视在计算负荷为:=2066.4kvA这时低压侧的功率因数为:cos=0.63 ,而要求该厂35KV进线侧最大负荷时功率因数不低于0.90。考虑到主变压器的无功损耗远大于有功损耗,因
12、此380V侧最大负荷时功率因数应稍大于0.90,赞取0.95来计算380V侧所需的无功功率补偿容量:=1572.1(tan arccos0.63-tan arccos0.95)=1421.2 kvar取=1500kvA,并联电容根据补偿柜的规格要求,初选BWF10.5-100-1,每组容量qN.C =100kvar,则需要安装的电容组数为:n= QN.C /qN.C =1500 kvar/100 kvar=15,而由于电容器是单相的,所以应为3的倍数,取15个满足设计要求。 无功补偿后,变电所低压侧的视在计算负荷为:=1572.1-1500=72.1kvar,=1284.02kvA变压器的功率
13、损耗:0.015 S30=0.0151284.02=19.26kw0.06 S30=0.061284.02=77.04kvar变电所高压侧计算负荷为:P(高)=(1) +=1282.0+19.26=1301.26kwQ(高)=+=120.7+77.04=197.74kvarS(高)=( P(高)2+ Q(高)2)=1316.2kvA 补偿后的功率因数为: cos= P(高)/ S(高)=0.98表1-3无功补偿后的计算负荷项目COS计算负荷/KW/Kvar/kvA/A10V侧补偿前负荷0.621282.01572.12028.5117.1210kv侧无功补偿容量-150010kV侧补偿后负荷0
14、.991282.0120.71287.774.35主变压器功率损耗=19.26=77.0435kv侧负荷计算0.981301.26197.741316.221.71 2 变压器的选择2.1 主变压器台数的选择 由于该厂的负荷属于二级负荷,对电源的供电可靠性要求较高,宜采用两台变压器,以便当一台变压器发生故障后检修时,另一台变压器能对一、二级负荷继续供电,故选两台变压器。2.2 变电所主变压器容量及型号的选择正确选择变压器的容量十分重要,若变压器的容量选择的过小,会使变压器经常处于过载状态,这样易烧毁变压器;反之,若变压器的容量选择的太大,一方面增加自身设备的投资,另一方面变压器得不到充分利用,
15、造成效率因数降低,线路损耗和变压器本身损耗变大。变电所装设两台主变压器,每台容量SNT 不应小于总的计算负荷S30 的60%,最好为总计算负荷的70%左右,即SNT(0.60.7)S30同时每台主变压器容量SNT不应小于全部一、二级负荷之和S30(),即 SNTS30()由于S30=1316.2 KVA,因为该厂都是二级负荷所以按条件选变压器。ST(0.60.7)1316.2=(789.72912.34)KVASTS30(+),因此选两台S9-1000/35型低损耗配电变压器,其联接组别采用Yd11。3 主接线方案的设计3.1 电气主接线的意义及重要性电气主接线主要是指在发电厂、变电所、电力系
16、统中,为满足预定的功率传送和运行等要求而设计的、表明高压电气设备之间相互连接关系的传送电能的电路。电路中的高压电气设备包括发电机、变压器、母线、断路器、隔离刀闸、线路等。它们的连接方式对供电可靠性、运行灵活性及经济合理性等起着决定性作用。一般在研究主接线方案和运行方式时,为了清晰和方便,通常将三相电路图描绘成单线图。在绘制主接线全图时,将互感器、避雷器、电容器、中性点设备以及载波通信用的通道加工元件(也称高频阻波器)等也表示出来。 对一个电厂而言,电气主接线在电厂设计时就根据机组容量、电厂规模及电厂在电力系统中的地位等,从供电的可靠性、运行的灵活性和方便性、经济性、发展和扩建的可能性等方面,经
17、综合比较后确定。它的接线方式能反映正常和事故情况下的供送电情况。电气主接线又称电气一次接线图。 电气主接线应满足以下几点要求: 1)运行的可靠性:主接线系统应保证对用户供电的可靠性,特别是保证对重要负荷的供电。2)运行的灵活性:主接线系统应能灵活地适应各种工作情况,特别是当一部分设备检修或工作情况发生变化时,能够通过倒换开关的运行方式,做到调度灵活,不中断向用户的供电。在扩建时应能很方便的从初期建设到最终接线。 3)主接线系统还应保证运行操作的方便以及在保证满足技术条件的要求下,做到经济合理,尽量减少占地面积,节省投资.3.2 电气主接线方案对于电源进线电压为35KV及以上的大中型工厂,通常是
18、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。总降压变电所主接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、隔离开关等)及其连接线组成,通常用单线表示。主接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。对于具有两条电源进线,两台变压器的工厂总降压变电所,可采用桥式接线。其特点是在两条电源进线之间有一条跨接“桥”。它比单母线分段接线简单,可减少断路器的数量。根据跨接桥横跨位置不同,有分为内桥式接线和外桥式接线两种。1. 内桥式接线这种接线的跨接桥靠近变压
19、器侧,断路器QF3装在线路器QF1和QF2内侧,变压器回路仅装隔离开关,不装断路器。采用内桥接线可提高输电线路改变运行方式的灵活性。一般情况下,内桥式接线适用于电源较长,故障检修机会较多,且变压器不需经常切换的总降压变电所。2 .外桥式接线这种接线的跨接桥靠近线路侧,断路器QF3装在变压器断路QF1和QF2外侧,进线仅装隔离开关,不装断路器,使外桥式接线对变压器的切除和投入都比较方便,但对电源进线回路操作不方便。一般情况下,外桥式接线适用于电源线路较短,故障检修机会较少,但变电所负荷变动较大且需经常切换变压器的总降压变电所。本设计中采用内桥式接线。根据运行需要,对总降压变电所提出以下要求。(1
20、)系统为两路35KV供电,来自不同的电站,进户处设置接地隔离开关、避雷器、电压互感器。其中隔离开关的设置目的是线路停电时,该接地隔离开关闭合接地,站内可进行检修,减去了挂零时接地线的工作。(2)变电所装设两台1250KVA,35/10KV的降压变压器,与35KV两路架空线路接成线路一变压器组。为了便于检修,运行,控制和管理,在变压器高压侧处应设置高压断路器。(3)据规定,两台变压器互为备用,内桥上的断路器QF3在一般情况下是断开的,当其中一路线路有故障或检修时才允许投入。变压器二次侧(10KV)设置少油断路器,与35KV桥上的断路器QF3组成备用电源自动投入装置(APD),当工作电源失去电压时
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