[工学]中南大学工厂供电课程设计报告14.docx

工厂供电课程设计报告某小型轧钢车间供电系统设计学院：信息科学与工程学院班级：自动化0801姓名：杨文秀学号：0909080125指导老师：杨明安王击日期：2011年8月28日刖百电力已成为人类历史发展的主要动力资源，要科学合理的驾驭电力，必须从电力工程的设计原则和方法上理解和掌握其精髓，提高电力系统的安全可靠性和运行速率，从而降低生产成本，提高经济效益的目的。变电所担负着从电力系统受电，经过变压然后配电的任务。车间变电所主要用于负荷大而集中、设备布置比较稳定的大型厂房内。变电所是工厂供电系统的枢纽，在工厂里占有特殊重要的地位，因而设计一个合理的变电所对于整个工厂的可靠、经济运行至关重要。本次课程设计是在这学期学习了工厂供电的基础上完成的。既是对所学课程的加深巩固，又是在此基础上把所学理论知识加以应用，使我们有实际应用的提升。课程设计要求我们对所有所学的知识融会贯通，充分发挥自身潜力，开拓思路设计出合适的方案。通过该课程设计可以进一步考察学生对所学知识的掌握，了解变电所的基本原理和设计方法,培养独立分析问题和解决问题的能力。本次课程设计的题目是某小型轧钢车间供电系统设计。要求设计内容有计算小型轧钢车间总负荷及确定为提高功率因数所需的补偿容量；选择小型轧钢车间变压器的台数和容量；选择和确定小型轧钢车间供电系统（包括高、低压供电电压，高、低压供电系统图，车间低压电力网接线）；选择该车间高低压电力网的导线型号及截面；选择高低压供电系统一次元件（包括校验）；以及选择低压干线、支线的熔丝及型号。本设计根据车间所能取得的电源及用电负荷的实际情况，确定主变压器的台数及变压器的台数、容量及类型。选择变电所主接线方案及高、低压设备进、出线。最后按照要求写出设计说明书，绘制设计图样。本设计按要求共分为七章：第一章负荷计算和无功功率补偿；第二章变电所变压器导线及互感器的选择；第三章变电所主接线方案设计；第四章高、低压电力网的导线型号及截面选择第五章短路电流计算；第六章变电所一次设备的选择与校验；第七章低压干线、支线上的熔丝及型号的选择。本文最后附有变电所主接线图至各分厂变电所接线图和低压供电系统一次接线图各一张。本次课程设计涉及面较广，需查阅大量资料，上一学期才刚接触本专业课，对一些知识点理解仍需加深，故而错误与疏漏之处再所难免，望老师批评指正。目录第一章负荷计算和无功功率补偿1.1负荷分类及定义-2-1.2本设计中的负荷分析-2-1.3负荷计算的目的和重要性-2-1.4 负荷计算的内容和目的-2-1.5 负荷计算的方法-3-1.5.1 5.1需要系数法计算原理-3-1.5.2 由附表对每个车间的用电设备按照需要系数分组-4-1.5.3 负荷计算-4-1.5.4 总车间的负荷统计资料整理表-8-1.6 全车间负荷计算-8-1.7 无功功率补偿-10-1.7 .1无功功率补偿的意义-10-1.8 .2无功补偿方案设计-10-第二章变电所变压器导线及互感器的选择2.1 变压器台数和容量选择-14-1. 1.1变压器台数选择-14-2. 1.2变压器容量选择-14-第三章变电所主接线方案设计3.1主接线要求及形式-16-3. 1.1主接线的基本要求-16-3.1.2主接线的基本接线形式-16-3.2主接线方案选择-19-3. 2.1高、低压侧主接线的基本形式-19-第四章高、低压电力网的导线型号及截面选择4.1电力线路的类别-21-4. 1.1架空线路-21-4. 1.2电缆线路-21-4. 1.3车间线路-22-4.2 导线类型和截面选择原则-22-4.3 35kV侧进线和引入导线选择-23-4 .3.135kV侧进线的选择校验-23-5 .3.2由高压配电室至主变的一段引入电缆的选择校验-23-4.4IokV侧母线及出线选择-23-4. 5380V低压出线选择-24-第五章短路电流计算4.1 短路与短路电流概述-25-5. 1.1短路的原因-25-5.1.2短路的后果-255.1.3短路计算的目的与方法-265.2标幺制法计算高压侧短路电流-265.2.1绘制计算电路-265.2.2短路电流计算-27第六章变电所一次设备的选择与校验6.1 一次设备选择与校验原则-296. 1.1按工作电压选则-297. 1.2按工作电流选择-298. 1.3按断流能力选择-299. 1.4隔离开关、负荷开关和断路器的短路稳定度校验-296.2 IOkV侧一次设备的选择及校验-306.3变电所低压一次设备的选择-32第七章低压干线、支线上的熔丝及型号的选择7.1 熔断器及其熔体的选择原则-337.2 低压干线、支线熔断器选择结果-33附录1工厂供电课程设计任务书-1第一章负荷计算和无功功率补偿1.1负荷分类及定义1、一级负荷：中断供电将造成人身伤亡或重大设计损坏，且难以挽回，带来极大的政治、经济损失者属于一级负荷。一级负荷要求有两个独立电源供电。2、二级负荷：中断供电将造成设计局部破坏或生产流程紊乱，且较长时间才能修复或大量产品报废，重要产品大量减产，属于二级负荷。二级负荷应由两回线供电。但当两回线路有困难时（如边远地区），允许有一回专用架空线路供电。3、三级负荷：不属于一级和二级的一般电力负荷。三级负荷对供电无特殊要求,允许较长时间停电，可用单回线路供电。1.2本设计中的负荷分析工厂负荷情况：本总厂多数分厂为两班制，年最大负荷小时数为6500小时，日最大负荷持续时间为9小时。车间内所有的设备为二级负荷。本总厂的负荷统计资料如附表所示。1.3负荷计算的目的和重要性供电系统要能安全可靠地正常运行，其中各个元件（包括电力变压器、开关设备及导线、电缆等）都必须选择得当，除了应满足工作电压和频率的要求外，最重要的就是要满足负荷电流的要求。因此有必要对供电系统中各个环节的电力负荷进行统计计算。通过负荷的统计计算求出的、用来按发热条件选择供电系统中各元件的负荷值，称为计算负荷。它是供电系统设计计算的基本依据。计算负荷确定得是否正确合理，直接影响到电器和导线电缆的选择是否经济合理。如计算负荷确定过大，将使电器和导线选得过大，造成投资和有色金属的消耗浪费，如计算负荷确定过小又将使电器和导线电缆处子过早老化甚至烧毁,造成重大损失，由此可见正确确定计算负荷重要性。L4负荷计算的内容和目的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分钟的最大平均负荷作为按发热条件选择电器或导线的依据。2、尖峰电流指单台或多台用电设备持续1秒左右的最大负荷电流。一般取启动电流上午周期分量作为计算电压损失、电压波动和电压下降以及选择电器和保护元件等的依据。在校验瞬动元件时，还应考虑启动电流的非周期分量。3、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。1.5负荷计算的方法1.5.1需要系数法计算原理负荷计算的方法有需要系数法、利用系数法及二项式等，本设计采用需要系数法确定。主要计算公式有：总容量：E=ZPN(设备台数)有功功率：>0=Kdpe(KW)无功功率：Q30=勺tan(KVAR)视在功率：$30=-(KVA)COSe或=+(v)计算电流：（八）其中及为用电设备组所有设备(不含备用设备)的额定容量之和，Kd为需要系数,tane为对应于用电设备组CoSo的正切值，CoSe为用电设备组的平均功率因素，UN为用电设备组的额定电压。计算多组用电设备时，需要对有功负荷和无功负荷分别计入同时系数K3,和总的有功计算负荷总的无功计算负荷总的视在计算负荷总的计算电流130 = S30 / N1.5.2由附表对每个车间的用电设备按照需要系数分组表1-1车间的用电设备按照需要系数分组组号包含具体用电设备1推钢机、推出机、毛坯升降台2热剪电动机、水泵电动机、鸭咀剪电动机、润滑油泵电动机、切料辑、冷剪电动机3500轧机前工作短道、500轧机后跑槽短道、热剪前输送崔道、热剪前工作短道、热剪后输送混道、成品出口辐道4加热炉鼓风机、加热炉输出辐道5500轧机电动机、300轧机电动机6全厂照明73吨起重机JCe%=25、5吨起重机JCe%=251.5.3负荷计算1）第一组总容量：Pe=PNX（设备台数=2×35×(25+l×13×(I25+1×35=76.5(KW)有功功率：Ao=dPe=0.25x76.5=19.125(KW)无功功率：030=/tan。=0.25×(2×35×25×0.75+l×13×025×0.8+l×35×0.75>=14.425(Kvar)视在功率：=2+302=19.1252+14.4252=23.955(KVA)计算电流：AO=全一=36.396（八）6UN2)第二组：总容量：Pe=ZPN(设备台数)x/加=l×45×O25+2×45+l×13+4×5+5×18÷l×45=280.5(KW)有功功率：P3q=KdPe=0.3×280.5=84.15(KW)无功功率：Q30=Z3n°=0.3×<l×45×25×0.87+2×45×0.87+l×13×0.8+4×5×0.85+5×18×0.76÷l×45×0.84>=69.4425(KVar)视在功率：S30=2+G302=152+69.44252=109.103(KVA)q计算电流：q=-=165.765（八）WUN3)第三组：总容量：Pe=ZPnx(设备台数)XJ底=1X40XJO.25+1×5×V.25+1×5×0.25+1×8×0.25+1×5×J.25+4×5=51.5(KW)有功功率：>0=Kdpe=0.5×51.5=25.75(KW)无功功率：Q30=22勺tan0=0.5×(l×40×25×0.75+l×5×25×0.75+l×5×25×0.75+1×8×025×0.75+1×5×025×0.75+4×5×0.8>=19.8125(Kvar)视在功率：S30=JV+Q)2=25.752+19.81252=32.49(KVA)计算电流：Ao=F=扫一=49.363（八）石UN4)第四组：总容量Pe=EPnx(设备台数)xJ怎=l×40+3×4.5×O25=46.75(KW)有功功率：Pio=KdPe=0.7x46.75=32.73(KW)无功功率：23o=tancP=0.7×<l×40×0.57+3×4.5×025×0.75>=19.50(Kvar)视在功率：=02+302=32,732+19.502=38.10(KVA)计算电流：AO=-J=57.89（八）5)第五组：总容量：Pe=YP(设备台数)j友=1×1OOO+1×1(XX)=2OOO(KW)有功功率：P30=KdPe=0.25×2000=50