化纤毛纺厂供配电课程设计.doc
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1、目 录1负荷计算和无功功率补偿81.1负荷计算81.2无功功率补偿12总配电所计算负荷152变电所位置和型式的选择152.1变电所位置的选择152.2变电所型式的选择163变电所主变压器及主接线方案的选择173.1边带所主变压器容量的选择173.2主接线方案的选择173.2.1车间变电所的主接线分类173.2.2主接线电路图184短路电流的计算194.1绘制计算电路194.2确定短路计算的基础值194.3计算短路电路中各元件的电抗标幺值194.4 k-1点(10.5kV侧)的相关计算204.5 k-2点(0.4kV侧)的相关计算204.6 k-3点(0.4kV侧)的相关计算214.7k-4点(
2、0.4kV侧)的相关计算215变电所一次设备的选择校验226变电所进出线及与邻近单位联络线的选择226.1 10KV高压进线和引入电缆的选择226.1.1 10kV高压进线的选择校验226.1.2 高压配电室至车间变电所的引入电缆的选择校验226.1.3 380V低压出线的选择237变电所的防雷保护与接地装置的设计257.1防雷设备257.2变电所接地装置的设计259参考文献27前言课程设计是课程设计是教学过程中的一个重要环节,通过课程设计可以巩固本课程理论知识,掌握供配电设计的基本方法,通过解决各种实际问题,培养独立分析和解决实际工程技术问题的能力,同时对电力工业的有关政策、方针、技术规程有
3、一定的了解,在计算、绘图、设计说明书等方面得到训练,为今后的工作奠定基础。此次课程设计是化纤毛纺厂总配变电所的电气设计,是一个实际的设计课题,能更好的让我们体会到实际的供配电系统是怎么回事。它涵盖了本书几乎所有的内容,包括全厂负荷统计,变压器的选择,短路电流的计算,供电线路的选择,供电设备的选择,无功补偿等等,并要求画变电所主接线图。同时课程设计也是教学过程中的一个重要环节,通过设计可以巩固各课程理论知识,了解工厂供电设计的基本方法,了解工厂供电电能分配等各种实际问题,培养独立分析和解决实际工程技术问题的能力,同时对电力工业的有关政策、方针、技术规程有一定的了解,在计算绘图、编号、设计说明书等
4、方面得到训练,为以后工作奠定基础。1设计背景资料1.1 工厂情况 本厂生产任务、规模及产品规格。本厂生产化纤产品,年生产能力为2.3106m,其中厚1负荷计算和无功功率补偿1.1负荷计算(1)制条车间计算负荷有功功率:P30=KdPe=272KW无功功率:Q30=P30tan=204kvar视在功率:S30=340KVA(2)纺纱车间计算负荷有功功率:P30=KdPe=272KW无功功率:Q30=P30tan=204kvar视在功率:S30=340KVA(3)软水站计算负荷有功功率:P30=KdPe=55.9KW无功功率:Q30=P30tan=41.925kvar视在功率:S30=69.86K
5、VA(4)锻工车间计算负荷有功功率:P30=KdPe=7.4KW无功功率:Q30=P30tan=8.658kvar视在功率:S30=11.38KVA(5)机修车间计算负荷有功功率:P30=KdPe=88.8KW无功功率:Q30=P30tan=153.624kvar视在功率:S30=177.6KVA(6)幼儿园计算负荷有功功率:P30=KdPe=7.68KW无功功率:Q30=P30tan=10.21kvar视在功率:S30=12.8KVA(7)仓库计算负荷有功功率:P30=KdPe=11.4KW无功功率:Q30=P30tan=19.72kvar视在功率:S30=22.8KVA(8)织造车间计算负
6、荷有功功率:P30=KdPe=420KW无功功率:Q30=P30tan=315kvar视在功率:S30=525KVA(9)染整车间计算负荷有功功率:P30=KdPe=392KW无功功率:Q30=P30tan=294kvar视在功率:S30=490KVA(10)浴室、理发室计算负荷有功功率:P30=KdPe=4KW视在功率:S30=4KVA(11)食堂计算负荷有功功率:P30=KdPe=30KW无功功率:Q30=P30tan=22.5kvar视在功率:S30=37.5KVA(12)单身宿舍计算负荷有功功率:P30=KdPe=40KW视在功率:S30=40KVA(13)锅炉房计算负荷有功功率:P3
7、0=KdPe=113.25KW无功功率:Q30=P30tan=84.94kvar视在功率:S30=141.56KVA(14)水泵房计算负荷有功功率:P30=KdPe=88.5KW无功功率:Q30=P30tan=66.38kvar视在功率:S30=110.625KVA(15)化验室计算负荷有功功率:P30=KdPe=37.5KW无功功率:Q30=P30tan=28.125kvar视在功率:S30=46.875KVA(16)油泵房计算负荷有功功率:P30=KdPe=21KW无功功率:Q30=P30tan=15.75kvar视在功率:S30=26.25KVA各厂房和生活区的计算负荷如表1所示。表1
8、化纤毛纺厂各车间负荷计算表序号车间名称设备容量(kW)KdCostan计算负荷车间变电所代号变压器及容量(kVA)P30(kw)Q30(kvar)S30(kVA)I30(A)1制条车间340080800.75272204No.1车变1 x S9-800/10纺纱车间340080800.75272204软水站860650800.7555.941.925锻工车间37020651.177.48.658机修车间296030501.7388.8153.624幼儿园128060601.337.6810.21仓库38030501.7311.419.72小计K=0.90.74643.66577.92865.0
9、41314.292织造车间525080800.75420315No.2车变1 xS9-1000/10 染整车间490080800.75392294浴室、理发室50810-4食堂400750800.753022.5单身宿舍500810-40小计K=0.90.81797.4568.35979.221487.773锅炉房1510750800.75113.2584.94No.1车变1xS9-315/10 水泵房1180750800.7588.566.38化验室500750800.7537.528.125油泵房280750800.752115.75小计K=0.90.80234.25175.68292.7
10、8444.841.2无功功率补偿由表1可知,该厂的三个车间变压器380V侧最大负荷时的功率因数分别只有0.74、0.81和0.80,而供电部门要求10KV进线侧最大负荷时功率因数不应低于0.90。考虑到主变压器的无功损耗远大于有功损耗,因此380V侧最大负荷时功率因数应稍大于0.90,故取0.92来计算380V所需无功功率补偿容量。一号车间:QC=P30(tan1-tan2)=643.66tan(arccos0.74)-tan(arccos0.92)kvar=310.84kvar取QC=320kvar补偿后低压侧的容量693.41KVA变压器功率损耗PT=0.01=6.9KWQT=0.05=3
11、4.67kvar变电所高压侧的计算负荷=679.42+7.4=650.56KW=(622.87-320)+37=292.59kvar=713.33KVA无功功率补偿后一次侧最大负荷时功率因数Cos0.9120.9,满足要求。一号车间无功补偿后的计算负荷如表2-1所示。表2-1 一号车间无功补偿后的计算负荷项目cos计算负荷P30/KWQ30/kvarS30/kVAI30/A380V侧补偿前负荷0.74643.66577.92865.041314.29380V侧无功补偿容量-320380V侧补偿后负荷0.92643.66257.92693.411053.53主变压器功率损耗0.01=6.90.0
12、5=34.6710kV侧负荷总计0.91650.56292.59713.331083.80二号车间:QC=P30(tan1- tan2)=797.4tan(arccos)-tan(arccos0.92)kvar=237.62kvar取QC=240kvar补偿后低压侧的容量862.36KVA变压器功率损耗PT=0.01=8.6KWQT=0.05=43.12kvar变电所高压侧的计算负荷=841.7+9.1=806KW=(612.56-260)+45.63=371.47kvar=887.48KVA无功功率补偿后一次侧最大负荷时功率因数Cos0.9080.9,满足要求。二号车间无功补偿后的计算负荷如
13、表2-2所示。表2-2 二号车间无功补偿后的计算负荷项目cos计算负荷P30/KWQ30/kvarS30/kVAI30/A380V侧补偿前负荷0.81797.4568.35979.221487.77380V侧无功补偿容量-240380V侧补偿后负荷0.92806328.35862.361310.22主变压器功率损耗0.01=8.60.05=43.1210kV侧负荷总计0.908806371.47887.481348.39三号车间:QC=P30(tan1- tan2)=234.25tan(arccos)-tan(arccos0.92)kvar=75.89kvar取QC=80kvar补偿后低压侧的
14、容量253.02KVA变压器功率损耗PT=0.01=2.53KWQT=0.05=12.65kvar变电所高压侧的计算负荷=679.42+7.4=236.78KW=(622.87-320)+37=108.33kvar=260.38KVA无功功率补偿后一次侧最大负荷时功率因数Cos0.9090.9,满足要求。三号车间无功补偿后的计算负荷如表2-1所示。表2-3 三号车间无功补偿后的计算负荷项目cos计算负荷P30/KWQ30/kvarS30/kVAI30/A380V侧补偿前负荷0.80234.25175.68292.78444.84380V侧无功补偿容量-80380V侧补偿后负荷0.92234.2
15、595.68253.02384.42主变压器功率损耗0.01=2.530.05=12.6510kV侧负荷总计0.909236.78108.33260.38395.61总配电所计算负荷P30(总)=(643.66+797.4+234.25)0.95=1591.54KWQ30(总)=(577.92+568.35+175.68)0.97=1282.29kvarS30(总)=2043.84KVAI30(总)=3105.29A2变电所位置和型式的选择2.1变电所位置的选择变电所所址选择的一般原则:(1)接近负荷中心;(2)进出线方便;(3)接近电源侧;(4)设备吊装和运输方便;(5)不应设在有剧烈振动或
16、高温的场所;(6)不宜设在多尘或有腐蚀性气体的场所,当无法远离时,不应设在污染源的下风侧;(7)不应设在厕所、浴室或其他经常积水场所的正下方,且不宜与上述场所贴邻;(8)不应设在有爆炸危险环境的正上方或正下方,且不宜设在有火灾危险环境的正上方或正下方;(9)不应设在地势低洼和可能积水的场所;(10)高压配电所应尽量与邻近车间变电所或有大量高压用电设备的厂房合建在一起。2.2变电所型式的选择变电所有屋内式和屋外式两大型式。屋内式运行维护方便,占地面积少。在选择工厂总变配电所型式时,应根据具体地理环境,因地制宜;技术经济合理时,应优先选择屋内式。 负荷较大的车间,宜设附设式或半露天式变电所。 负荷
17、较大的多跨厂房及高层建筑内,宜设车间内变电所或组合是成套变电站。 负荷小而分散的工厂车间及生活区,或需远离有易燃易爆炸危险环境及有腐蚀性车间时,宜设独立变电所。 工厂的生活区,当变压器容量在315kVA及以下时,宜设杆上式变电台或高台式变电所。根据各车间变电所变压器的容量,本设计所有变电所均选择屋内式。3变电所主变压器及主接线方案的选择3.1边带所主变压器容量的选择 只装一台主变压器的变电所,主变压器容量应满足全部用电设备总计算负荷的需要,即 车间变电所主变压器的单台容量,一般不宜大于1000KV.A。一号变电所主变压器容量的选择由表 可知一号变压器视在负荷为713.33KVA,取 即选一台S
18、9-800/10型低损耗配电变压器。二号变电所主变压器容量的选择由表 可知二号变压器视在负荷为887.48 KVA,取 即选一台S9-1000/10型低损耗配电变压器。三号变电所主变压器容量的选择由表2.2可知三号变压器视在负荷为260.38KVA,取,即选一台S9-315/10型低损耗配电变压器。3.2主接线方案的选择3.2.1车间变电所的主接线分类(1)有工厂总降压变电所或高压配电所的非独立式变电所其高压侧的开关电器、保护装置和测量仪表等,一般都安装在高压配电线路的首端,即总变配电所的高压配电室内,而车间变电所只设变压器和低压配电室,其高压侧多数不装开关,或只装简单的隔离开关、熔断器和避雷
19、器等。(2)无工厂总降压变电所和高压配电所的独立式变电所工厂内无总变、配电所时,其车间变电所就是工厂的降压变电所,其高压侧的开关电器、保护装置和测量仪表等都必须配备齐全,所以一般要设置高压配电室。在变压器容量较小、供电可靠性要求不高的情况下也可不设高压配电室,其高压侧的开关电器就装设在变压器室的墙上或电杆上,在低压侧计量电能;或者高压开关柜就装在低压配电室内,在高压侧计量电能。3.2.2主接线电路图主接线图即主电路图,是表示系统中电能输送和分配路线的电路图,亦称一次电路图。变电所主接线电路图如图2所示。图2 主接线电路图4短路电流的计算4.1绘制计算电路计算电路图如图3所示图3 计算电路图4.
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