海宁红狮宝盛科技有限公司供配电设计毕业设计.doc
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1、ZHEJIANG WATER CONSERVANCY AND HYDROPOWER COLLEGE毕业设计说明书题目: 海宁红狮宝盛科技有限公司供配电设计 系 (部): 电气系 专业班级: 电力101 姓 名: 顾沈佳 学 号: 201006023 指导教师: 彭学虎 2013 年 4 月 20 日摘 要 工厂供电是将从电力系统中获得的电能经过合理的传输变换, 分配到工厂的 车间里的用电设备上。伴随着社会的发展,工厂对电能的质量,供电可靠性以及 经济性等要求也越来越高。工厂供电设计是否完善不仅影响工厂的生产,而且也 反映到工厂供电的可靠性与安全生产上,它与企业的经济效益,设备安全运行以 及工人
2、的人身安全密切相关,因此,搞好工厂供电工作对于整个工厂的生产发展 有十分重要的意义。 本设计是对工厂供电一次部分的设计,对工厂的负荷计算,短路电流计算, 变电所变压器的选择,校验,无功补偿等进行了设计说明,该设计从全局出发, 按照负荷性质,用电容量等做出了合理的设计。关键词配电线路;变压器;负荷;短路电流;电气设备。ABSTRACT Power supply in factory is mean to electricity energy which is obtained fro m the power system is transferred reasonable, and it is
3、distributed to the electric device of the factory floor. With the development of the society, the quality, re liability and economy demands of the electricity energy were increasing to the factory. Whether the design of the factory electricity supply is perfect not only affect the plants production,
4、 but also reflects the reliability of power supply to the factor y and safety, it is closely related to the economic benefit of enterprises, equipment, safe operation and safety of workers, it is important for the development of production for doing a good job of the factory power supply work. This
5、design is a part of power plant design, including of the plant load calculation, short circuit current calculation, and the choice of transformer substations, verification, reactive power compensation for the design specification, it make a reasonable design followed the load nature and electricity
6、capacity ,standing on the overall situation.KEY WORDS: distribution list,supply transformer,power load,Short circuit current,electric apparatus目 录摘要与关键字2第1章 绪论51.1 本设计的目的及意义51.2 本设计的设计依据51.3 本设计的任务概况61.4 本设计的研究方法6第2章 计算负荷和无功功率补偿9 2.1 概述92.2 负荷计算的方法92.3 各车间用电负荷计算92.4 无功功率补偿计算13第3章 变电所高、低压线路的选择143.1 高
7、压线路导线的选择143.2 低压线路导线的选择14第4章 变电所主变压器和主接线方案154.1 年耗电量的估算154.2 主变压器台数的选择154.3 变电所主变压器容量的选择154.4 一次主接线图164.5 变电所位置、型式的选择16第5章 短路电流计算的目的和方法175.1 短路电流计算的目的175.2 短路电流计算的方法17第6章 变电所一次设备的选择和校验的原则18 6.1 一次设备的选择与校验的原则186.2 变电所高压侧一次设备选择186.3 变电所低压侧一次设备选择18第7章 防雷与接地197.1变电所的防雷保护197.2接地和接地装置20第8章 个人总结22附录24参考文献2
8、6第1章 绪论1.1本设计的目的及意义工厂供电,就是指工厂所需电能的供应和分配。除某些特殊的大型工业企业带有自备发电站以外,工厂都是由电力系统的终端降压变配电所,即总降(配)变电所提供电能。总降(配)变电所、供电线路和用电设备构成了一个完整的工厂供电系统。供电系统一旦确定,就决定了用户内部用电负荷的供电可靠性和供电质量。电能易于转换,易于传输,分配简单经济,便于调节、控制和测量等特点,使得电能成为了工业生产的主要能源。能否保证供电的可靠性和电能质量直接影响到工业生产能否正常进行,能否做到合理用电、节约用电、高质量用电成为决定工业生产力和企业效益的重要因素。因此,设计符合工厂具体负荷情况的供电系
9、统是工业生产的必备条件。根据电力用户所处的地理环境、生产工艺对负荷的要求、各个车间的负荷数量和性质、负荷布局以及地区供电条件进行供配电设计,供电系统能安全、可靠、经济的分配电能,满足工业生产的需要。搞好工厂供电对于企业的发展、工业现代化的实现以及节能减排有重要意义。因此切实保证工厂的正常供电,必须使供电系统在电能的供应、分配和使用中能够安全、可靠、经济、稳定的运行。为此在供电的设计过程中既要考虑到技术因素,又要考虑到工厂的实际情况,在严格按照供电设计规程及在国家方针政策的引导下,最终确定一个经济、安全、可靠、稳定的方案。1.2 设计依据1.2.1 供用电协议本厂与电业部门签订的供用电协议主要内
10、容如下:(1) 从电业部门某10KV变电所用10KV架空线路向本厂供电,供电距离8KM(2) 电业部门变电做配出线路定时限过电流保护装置的整定时间为1.7秒(3) 要求本厂的功率因数大于0.9(4) 供电系统数据:该变电所10KV母线为无穷大电源系统,短路容量为500兆伏安1.2.2. 供电方式由相邻的工厂引入10kV电缆作为备用电源,一般不投入,在该厂的主电源发生故障或检修时,提供照明及部分重要负荷用电。输电容量不得超过全厂计算负荷的20%。本厂的负荷性质大多数车间为两班制,全年最大负荷利用小时数为4600,日最大负荷持续时间为6小时。低压动力设备均为三相,额定电压为380V,电气照明和其他
11、家用电器为单相,额定电压为220V.1.2.3 电费制度本厂与当地供电部门达成协议,在工厂变电所高压测计量电能,设专用计量柜,按两个电费制度缴纳电费,每月基本电费18元/kwa,动力电费0.2/kwh,照明及家用电费为0.5/kwh1.2.4 气象、地质、水文资料本地属亚热带季风气候,温和湿润,四季分明,光热资源丰富,雨热同期年平均气温在17左右,平均气温以七月份最高,为29.3,一月份最低,为4.2。年平均无霜期为243天左右。年平均降水量为1100-1600毫米之间,年平均日照2129.7小时。1.3 本设计的任务概况(1)负荷计算和功率补偿(2)供电方案和厂区配电电压选择(3)一次电气主
12、接线及厂区高低压配电系统设计(4)车间变压器台数和容量选择(5)短路电流计算(6)导线的选择(7)防雷与接地1.4 本设计的研究方法对于工厂供配电设计这个选题,要结合理论的系统性和实用性,围绕供电技术的基本知识来认识工程设计的方法。对设计每一步都要遵循国家的线性技术标准和规范来设计。1.4.1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、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
13、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,有必要了解和掌握工厂供电设计的有关知识,以便适应设计工作的需要。设计内容及步骤 全厂总降压
14、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、表达计算成果。 2、工厂总降压变电所的位置和主变压器的台数及容量选择参考电源进线方向,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,确定变压器的台数和容量。 3、工厂总降压变电所主结线设计根据变电所配电回路数,负荷要求的可
15、靠性级别和计算负荷数综合主变压器台数,确定变电所高、低接线方式。对它的基本要求,即要安全可靠有要灵活经济,安装容易维修方便。 4、厂区高压配电系统设计根据厂内负荷情况,从技术和经济合理性确定厂区配电电压。参考负荷布局及总降压变电所位置,比较几种可行的高压配电网布置放案,计算出导线截面及电压损失,由不同放案的可靠性,电压损失,基建投资,年运行费用,有色金属消耗量等综合技术经济条件列表比值,择优选用。按选定配电系统作线路结构与敷设方式设计。用厂区高压线路平面布置图,敷设要求和架空线路杆位明细表以及工程预算书表达设计成果。 5、工厂供、配电系统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
16、行小于电网容量,皆可按无限容量系统供电进行短路计算。由系统不同运行方式下的短 路参数,求出不同运行方式下各点的三相及两相短路电流。 6、改善功率因数装置设计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。由手册或厂品样本选用所需 移相 电容器的规格和数量,并选用合适的电容器柜或放电装置。如工厂有大型同步电动机还可以采用控制电机励磁电流方式提供无功功率,改善功率因数。 7、变电所高、低压侧设备选择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,选择变电所高、低压侧电器设备,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
17、根据需要进行热稳定和力稳定检验。用总降压变电所主结线图,设备材料表和投资概算表达设计成果。 8、变电所防雷装置设计参考本地区气象地质材料,设计防雷装置。进行防直击的避雷针保护范围计算,避免产生反击现象的空间距离计算,按避雷器的基本参数选择防雷电冲击波的避雷器的规格型号,并确定其接线部位。进行避雷灭弧电压,频放电电压和最大允许安装距离检验以及冲击接地 电阻计算。第2章 计算负荷和无功功率补偿2.1 概述负荷在电力系统中有以下几种含义:(1) 电力负荷是指电力系统中一切用电设备所消耗的总功率,这称为电系统的用电负荷。用电负荷加上电网的损耗功率,称为电力系统的供电负荷。供电负荷加上发电厂的厂用电,就
18、是各发电厂应发的总功率,称为电力系统的发电负荷。(2) 电力负荷有时又指用电设备,包括异步电动机,同步电动机,整流设备,电热炉和照明设备等。如风味动力负荷,照明负荷,三相负荷,单相负荷等。(3) 电力负荷有时也指用电设备或用电单位锁消耗的电流。如轻负荷,重负荷,空负荷,满负荷等。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。本设计采用需要系数法确定。主要计算公式有: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 各车间用电负荷计算各车间用电情况详见电力负荷计算表(表1)。厂房编号厂房名称负荷类别设备容量(kW)需要
19、系数Kd功率因数coos tan 1锻压车间动力2400.30.651.17照明100.91.002金工车间动力3900.320.651.02照明100.91.003工具车间动力2900.350.651.33照明100.91.004喷漆车间动力2600.620.820.82照明100.91.005电镀车间动力4500.60.80.75照明100.91.006装配车间动力1700.40.751.02照明100.91.007机修车间动力1000.30.71.17照明50.91.008仓库动力500.40.90.75照明20.91.009生活区照明4000.81.00.48 (表1)1.锻压车间动力
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