电力系统的课程设计.doc
《电力系统的课程设计.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《电力系统的课程设计.doc(30页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、1 前言工厂供电,就是指工厂所需电能的供应和分配,亦称工厂配电。 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。 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
2、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。1.1设计目的通过本课程设计,巩固和加深在电力系统基础和电力系统分析课程中所学的理论知识,基本掌握变电所电气部分设计的一般方法,提高电气设计的设计能力,为今后从事生产和科研工作打下一定的基础。1.2 设计要求设计要要求根据本厂所能取得的电源及本厂用电负荷的实际情况,并适当考虑到工厂生产的发展,按照安
3、全可靠、技术先进、经济合理的要求、确定变电所的位置与型式,确定变电所主变压器的台数与容量、类型,选择变电所主接线方案及高低压设备和进出线,确定防雷和接地装置,最后按要求写出设计说明书,绘出设计图样。1.3 设计依据1) 工厂总平面图 如图1.1所示图1.1 XX机械工厂总平面图 2)工厂负荷情况 本厂多数车间为两班制,年最大负荷利用小时数为3500h,日最大负荷持续时间为8h。该厂除铸造车间、电镀车间和锅炉房属于二级负荷外,其余均属于三级负荷。低压动力设备均为三相,额定电压为380V。电气照明及家用电器均为单相,额定电压为220V。本厂的负荷统计资料见表1所示。表1.1 工厂负荷统计资料厂房编
4、号厂房名称负荷类别设备容量/KW需要系数Kd功率因数1铸造车间动力3800.350.65照明80.51.02锻压车间动力3800.260.60照明60.71.03金工车间动力3000.20.65照明60.81.04工具车间动力3600.30. 65照明70.81.05电镀车间动力2500.50.75照明70.71.06热处理车间动力1500.550.78照明90.81.07装配车间动力2000.30.70照明80.71.08机修车间动力1500.250.60照明40.81.09锅炉房动力750.60.70照明10.91.010仓库动力250.30. 85照明20.91.0生活区照明3500.8
5、0. 93) 供电电源情况 按照工厂与当地供电部门签定的供用电协议规定,本厂可由附近一条10KV的干线取得工作电源。该干线的走向参看工厂总平面图。该干线的导线牌号为LJ-150,导线为等边三角形排列,线距1.1m ,干线首端距离本厂约8km。干线首端所装设的高压短路器断流容量为 300MVA,此断路器配备有定时限过电流保护和电流速断保护,定时限过电流保护整定的动作时间为1.6s,为满足工厂二级负荷的要求,可采用高压联络线由邻近的单位取得备用电源。已知与本厂高压侧有电气联系的架空线路总长度为60km,电缆线路总长度为20km。4) 气象资料 本厂所在地年最高温度38,年平均气温为16,年最低温度
6、为-10,年最热月平均最高温度30,年最热月平均气温为25,年最热月地下0.8M处平均温度25,常年主导风向为南风,覆冰厚度是3CM,年雷暴日数36天。5) 地质水文资料 平均海拔1100M,地层以沙粘土为主,地下水位3m6)电费制度 供电贴费800元/KVA。每月电费按两部电费制:基本电费为按主变压器容量计为18元/KVA,动力电费为0.2元/KW.H,照明电费为0.5元/KW.H。工厂最大负荷时功率因数不得小于 0.93 。2 负荷计算和无功功率补偿2.1计算负荷的方法1 有功计算负荷(单位为kW)有功计算负荷的计算公式 P30=KdPe 式中Pe 车间或工厂用电设备总容量;Kd车间或工厂
7、的需要系数。2 无功计算负荷(单位为kvar)无功计算负荷的计算公式 Q30=P30tan 式中tan对应于车间或工厂平均功率因数的正切值3 视在计算负荷(单位为kVA)视在计算负荷的计算公式S30=4 计算电流(单位为A)计算电流的计算公司 I30=S30/UN 式中UN车间或工厂的用电设备配电电压(单位为kV)2.2负荷计算各厂房和生活区的负荷计算如表2.1表2.1 机械厂负荷计算表编号名称类别设备容量需要系数计 算 负 荷1铸造车间动力3800.350.651.17133155.49204.62310.88照明80.51.0040418.18小计388137155.49207.23314
8、.862锻压车间动力3800.260.601.3398.8131.40164.67250.19照明60.71.004.204.219.09小计386103131.40166.96253.673金工车间动力3000.20.651.176070.292.31140.25照明60.81.004.804.821.82小计30664.870.295.54145.154工具车间动力3600.30.651.17108126.36166.15252.44照明70.81.005.605.625.45小计367113.6126.36169.92258.165电镀车间动力2500.50.750.8812511016
9、6.67253.23照明70.71.004.904.922.27小计257129.9110170.22258.626热处理车间动力1500.550.780.8082.566105.77160.70照明90.81.007.207.232.73小计15989.766111.36.169.207装配车间动力2000.30.701.026061.285.71130.23照明80.71.005.605.625.45小计20865.661.289.72136.318机修车间动力1500.250.601.3337.549.8862.594.96照明40.81.003.203.214.55小计154 40.7
10、49.8864.3897.819锅炉房动力750.60.701.024545.964.2997.67照明10.91.000.900.94.09小计7645.945.964.9198.6210仓库动力250.30.850.62754.6588.24134.06照明20.91.001.801.88.18小计27-76.84.6576.94116.9011生活区照明3500.80.90.48280134.40311.11472.68总计(380V侧)动力22701147955.481492.832268.13照明408计入=0.9=0.90.771032.3859.931343.552041.312
11、.3无功功率补偿由表2可知,该厂380V侧最大负荷时的功率因数只有0.77。而供电部门要求该厂10kV进线侧最大负荷时功率因数不应该低于0.93。考虑到主变压器的无功损耗远大于有功损耗,因此380V侧最大负荷时负荷功率因数应稍大于0.93,暂取0.97来计算380V侧所需要无功功率补偿容量: QC=P30(tan1-tan2) =1032.3tan(arccos0.77)-tan(arccos0.97)kvar =598.73kavr因为n= QC/ qC =42.77取Qc=4314=602Kar BWF0.4-12-3型的电容器,其额定容量是14kvar,额定电容为280F。因此无功补偿后
12、380V侧补偿后负荷: 1032.3 kw 859.93-602=257.93kvar 1064kVA 1616.63A 0.97变压器的功率损耗为: PT= 0.015 S30(2)= 15.96KWQT=0.06 S30(2)= 63.84Kvar变电所10KV计算负荷为: =1032.315.96=1048.26kw =257.9363.84=321.77kvar 1096.53kVA 1666A无功率补偿后,工厂的功率因数为: = 1048.26KW /1096.53 KVA =0.96则工厂的功率因数为: = 0.96=0.93 满足规定要求参照图2.1,选PGJ1型低压自动补偿,并
13、联电容器为BW0.4-14-3型,因此无功补偿后工厂380V侧和10kV侧的负荷计算如表2.3所示。表2.2 无功补偿后工厂的计算负荷项 目计算负荷380V侧补偿前负荷0.771032.3859.931343.552041.31380V侧无功补偿容量-602380V侧补偿后负荷0.971032.3257.9310641616.58主变压器功率损耗15.9663.8410KV侧负荷总计0.961048.26321.771096.5316663变电所位置和型式的选择3.1变电所位置的选择变电所的位置应尽量接近工厂的负荷中心。在工厂平面图的下边和左侧,分别作一条直角坐标的x轴和y轴,然后测出各车间(
14、建筑)和生活区负荷点的坐标位置p1(1.9,2.9);p2(2.1, 4.9);p3(3.7, 6.7);p4(5.5, 2);p5(5.8, 3.6)p6(6.1, 5.1);p7(6.5, 6.8);p8(8.6, 2.1);p9(9, 3.6);p10(9.8, 6.8);p0(0.7, 7.5)(工厂生活区),而工厂的负荷中心假设在P(x,y),其中P=P1+P2+P3=Pi。仿照力学计算重心的力矩方程,可得负荷中心的坐标如图3-1:=(1371.91032.164.83.7113.65.5129.95.889.76.165.66.540.78.645.9976.89.82800.7)
15、(13710364.8113.6129.989.765.640.745.976.8280)=4779.911147=4.17=(1372.91034.964.86.7113.62129.93.689.75.165.66.840.72.145.93.676.86.82807.5)(13710364.8113.6129.989.765.640.745.976.8280)=5807.51147=5.06 由计算结果可知,工厂的负荷中心在3号厂房的南面,2号厂房的东面。在参考到周围环境及进出线的方便,决定在3号厂房的南侧紧靠厂房建造工厂变电所。3.2变电所型式的选择根据本厂所能取得的电源及本厂用电负荷
16、的实际情况,并适当考虑到工厂生产的发展,按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求,确定变电所的型式为附设式。4变电所主变压器型式和接线方案的选择4.1电所主变压器的台数和容量、类型的选择根据工厂的负荷性质和电源情况,工厂变电所的主变压器考虑有如下两种可供选择的方案:4.1.1装有一台主变压器的变电所选用型号采用S9型,主变压器容量应不小于总的计算负荷S30,即=1000KVAS30 =1096.53KVA,即选一台S9-1000/10型低损耗配电变压器是不可行的。4.1.2 装有两台主变压器的变电所:选用型号亦采用S9型,每台主变压器容量应不小于总的计算负荷S30的60%70%,即(0.60.7
17、)1096.53(657.92767.57)KVA且S30(3)=(207.23170.2264.91)=442.36KVA因此选两台S9-800/10型低损耗配电变压器。工厂二级负荷所需的备用电源亦由与邻近单位相联的高压联络线来承担。主变压器的联结组均采用Yyn0。4.2变电所主接线方案的设计按上面考虑的两种主变压器方案可设计下列两种主接线方案:(1)装设一台主变压器的主接线方案 如图4-1所示(低压侧主接线从略)。(2)装设两台主变压器的主接线方案 如图4-2所示(低压侧主接线从略)。 4.3两种主接线方案的技术的经济比较 图4-1 装设一台主变的变电所主 图4-2 装设两台主变的变电所接
18、线方案(附高压柜列图) 主接线方案(附高压柜列图)表4.1两种主接线方案的比较比较项目装设一台主变的方案(见图4.1)装设两台主变的方案(见图4.2)技术指标供电安全性满足要求满足要求供电可靠性基本满足要求满足要求供电质量由于一台主变,电压损耗较大由于两台变并列,电压损耗略小灵活方便性只一台主变,灵活性稍差由于有两台变并列,灵活性较好扩展适应性稍差一些更好一些经济指标经济指标电力变压器的综合投资额查表得S9-1000/10的单价约为15.1万元,而由表4-1查的变压器综合投资约为其单价的2倍,因此其综合投资约为215.1万元=30.2万元 查表得S9-800/10的单价约为9.11万元,因此两
19、台变压器的综合投资约为49.11万元=36.44万元,比一台主变方案多投资6.24万元高压开关柜(含计量柜)的综合投资额查表得GG-1A(F)型柜可按每台4万元计,而由表4-1知,其综合投资可按设备价的1.5倍计,因此高压开关柜的综合投资约为41.54万元=24万元 本方案采用6台GG-1A(F)柜,其综合投资约为61.54万元=36万元,比一台主变方案多投资12万元比较项目装设一台主变的方案(见图4-1)装设两台主变的方案(见图4-2)电力变压器和高压开关柜的年运行费按规定计算,主变的折旧费=30.2万元0.05=1.51万元;高压开关柜的折旧费=24万元0.06=1.44万元;变配电设备的
20、维修管理费=(30.2+24)万元0.06=3.25万元。因此主变和高压开关设备的折旧和维修管理费=(1.51+1.44+3.25)万元=6.2万元(其余项目从略)主变的折旧费=36.44万元0.05=1.8万元;高压开关柜的折旧费=36万元0.06=2.16万元;变配电设备的维修管理费=(36.44+36)万元0.06=4.35万元。因此主变和高压开关设备的折旧和维修管理费=(1.8+2.16+4.35)万元=8.31万元供电贴费按主变容量每kVA900元计,供电贴费=1000kVA0.08万元/kVA=80万元 供电贴费=2800kVA0.08万元=128万元,比一台主变方案多交28万元如
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 电力系统 课程设计
链接地址:https://www.31ppt.com/p-4194367.html