机械工厂供电设计.docx
机械工厂供电设计图纸成绩率用K岁角CHANGZHOUINSTITUTEOFTECHNOLOGY课程设计说明书题目：机械工厂供电设计二级学院（直属学部）：专业：班级：学生姓名：学号：指导教师姓名：职称：2013年12月目录第一章绪论0第二章负荷计算及功率补偿22.1负荷计算的内容与目的22.2负荷计算的方法22.3无功功率补偿53.1变电所的配置83.2变压器的选择93.2.1变压器型号选择93.2.2变压器台数与容量的确定93. 3全厂变电所主结线设计93. 3.1对变电所主结线的要求94. 3.2变电所主接线方案IO5. 3.3变电所主接线设计10第四章电气设备选择125.1 短路电流计算124. 2电气设备选择15第五章厂区线路设计205. 1电力线路的接线方式205.2电力线路的结构205.3导线与电缆的选择205.4厂区照明设计21第六章小结23参考文献24附录1设备材料表25附录2设计图纸26第一章绪论1.1 工厂供电的意义工厂供电，就是指工厂所需电能的供应与分配，亦称工厂配电。众所周知，电能是现代工业生产的要紧能源与动力。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，又便于操纵、调节与测量，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。在工厂里，电能尽管是工业生产的要紧能源与动力，但是它在产品成本中所占的比重通常很小（除电化工业外）。电能在工业生产中的重要性，并不在于它在产品成本中或者投资总额中所占的比重多少，而在于工业生产实现电气化以后能够大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产成本，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。1.2 设计概述1、工厂总平面图（参见附图-1）2、使用的各设备型号（参见附表1）3、电源情况（1）电源电压等级:10KV（2）电源线路，用一回架空非专用线向本厂供电，导线型号为LJ70,线路长度为5公里；（3）电源变电所IOKV母线短路容量为200兆伏安，单相接地电流为10安培。（4）电源变电所IOKV引出线继电保护的整定时限为1.6秒。4、全厂功率因数要求不低于供用电规程5、计量要求高供高量6、二部电价制收费：（1）电度电价为0.058元/度（2）设备容量电价4元/KVA月（或者最高量电价6元/KW月）7、工厂为二班制生产，全年工作时数4500小时，最大负荷利用小时3500小时（均为统计参考值）8、厂区内低压配电线路同意电压缺失3.55%9、本地气象、地壤等资料：（I）海拔高度9.2米（2）最热月平均温度28.4°C（3）最热月平均最高温度32.2C（4）极端最高温度38.5°C（5）极端最低温度15.5C（6）雷暴日数35.6日/年（7）最热月地下0.8米的平均温度27.4C1.3 设计任务及方案1、设计任务（1）设计说明书一份其内容包含下列要紧部分：1）各车间与全厂的负荷计算，功率因数的补偿（放电电阻值）2）变（配）电所位置的确定，变压器数量、容量的决定3）全厂供电系统的接线方式与变电所主接线的确定4）高气压电气设备与导线电缆的选择5）短路电流的计算与电气设备的校验（2）设计图纸：1）变（配）电所主接线图高、低压分开画两张2）工厂变配电所与电力线路平面布置图一张（3）要紧设备材料表一份2、设计方案我们根据工厂各车间的实际情况，利用需要系数法计算出各组设备容量、功率因数不满足供电规程，则进行无功补偿。然后按功率距法确定负荷中心，根据变电所位置选择的原则确定了变电所的位置，由于我们组的三号车间的视在功率比较大，因此我们在三号车间单独使用了车间变，再确定变压器的台数与容量，同时也选择了变压器的型号。第二章负荷计算及功率补偿2.1 负荷计算的内容与目的（1）计算负荷又称需要负荷或者最大负荷。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，通常使用30分钟的最大平均负荷作为按发热条件选择电器或者导体的根据。（2）尖峰电流指单台或者多台用电设备持续1秒左右的最大负荷电流。通常取启动电流上午周期分量作为计算电压缺失、电压波动与电压下降与选择电器与保护元件等的根据。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，有的时候也计算年平均负荷。平均负荷用来计算最大负荷与电能消耗量。2. 2负荷计算的方法用需要系数法来求计算负荷，其特点是简单方便，计算结果符合实际，而且长期使用已积存了各类设备的需要系数，因此是世界各国普遍使用的基本方法。计算负荷的需要系数法1 .设备组设备容量使用需要系数法时，首先应将用电设备按类型分组，同一类型的用电设备归为一组，并算出该组用电设备的设备容量。关于长期工作制的用电负荷（如空调机组等），其设备容量就是设备铭牌上所标注的额定功率。2 .用电设备组的计算负荷根据用电设备组的设备容量，即可算得设备的计算负荷：有功计算负荷Pc=KdPe无功计算负荷QC=PCtgf视在计算负荷SC=yPc2+Q2C计算电流师式中Kd设备组的需要系数；Pc设备组设备容量（KW）；f用电设备功率因数角；U线电压（V）；Ic计算电流（八）。上述公式适用计算三相用电设备组的计算负荷，其中计算电流的确定尤为重要，由于计算电流是选择导线截面积与开关容量的重要根据。第一车间（大件加工）第三车间设备如下：序号用电设备型号名称台数每台设备额定容量（千瓦）备注1C6163车床10.52C630车床10.1513SI25车床84C620车床45C630IM车床10.16CW61100车床23.657C61100车床31.98Z39摇臂钻床11.49Z35摇臂钻床8.610T612卧式镇床1711T68卧式链床9.212C516立式车床38.113C512立式车床24.214B2020龙门刨床77.115B20104龙门刨床66.816导轨磨床16.117M3O3O砂轮机1.51815吨电动桥式吊车46.5JC=40%195吨电动桥式吊车20.5JC=40%一、对设备进行分组同时查出相应的Kd与tg中值列表如下:编号设备分组包含设备序号KdtgA冷加工机床1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,0.21.7311,12,13,14,15,16,17B吊车18,190.151.73C照明0.90二、需要系数法确定计算负荷:Pe=10.5+10.151+8+4+10.1+23.65+31.9+11.4+8.6+17+9.2+38.1+24.2+77.1+66.8+16.1+1.54=368.3KWPc=368.3×0.2=73.66KWQc=73.66×1.73=127.43KvarB:Pe=20.4×(46.5+20.5)=84.749KWpc=84.749×0.15=12.71KWQc=12.71×1.73=21.99KvarC:Pe=882×10÷1000=8.82KWPc=0.9×8.82=7.94KWQc=OKvar三、车间计算负荷6PC=KZPE匕=(73.66+12.71+7.94)×0.9=84.88KWI=J6Qi=KyQci=(127.43+21.99)×0.9=134.48KvarSc=+Q1c=84.882÷134.482=159.037CVASc 159.03r373×O.38= 241.62四、全厂无功补偿前的计算负荷与功率因数低压侧的计算负荷为：PCXKXxPC=0.9X(84.88+224+1111+176+158÷68.52)=1640.195KWQC低二KQc=0.9×(134.48÷388+402+108+105)=1080.608KvarSC低=伍丁H=1640.1952+1080.6082=19M.167KVA低压侧功率因数：COS01640.195SC 低 1964.167= 0.835变压器损耗：PT=0.015Sc低=1964.167X0.015=29.463KWQT=0.06Sc妖=1964.167×0.06=117.85Kvar高压侧计算负荷：Pc高=PC低+PT=1640.195+29.463=1669.658KWQe后QC怔+QT=1080.608+117.85=1198.458KvarSC高=JE鬲2+q2,.=1669.6582+1198.4582=2055.252KVA变电所高压侧的功率因数为：cos%= 0.812_Pcfii_1669.6582055.252由于COS岛VO.9故需要进行无功补偿2.3无功功率补偿(1)确定补偿容量通常要求高压侧不低于0.9,而补偿在低压侧进行，考虑变压器损耗，假设低压补偿后的功率因数为0.92来计算需补偿的容量。Qcc=(tanx-tan1)=164().195(tan(arccos()。835)-tan(rcc6>c().92)=382.139Kvar查表可知：与Qc.c相接近的补偿屏组合为：7号组合补偿容量为:Qc,c=448Kvar(2)补偿后的计算负荷与功率因数Qc低=Qc低Qc.c=632.608KVar变压器低压侧视在计算负荷为：Sd氐=J溢低2=1640.1952+632.6082=1757.963XVA如今变压器的功率损耗为：PT,=0.015Sc低'=1757.963×0.015=26.369KWQ,=0.06Sc低'=1757.963X0.06=105.478Kvar补偿后高压侧计算负荷为：Pc通'=Pc抵'+Pt'=1666.564KWQcN=QC低'+Qt'=738.086KvarS京=JP由2+Q滴2=1830.882r½4补偿后的功率因数PC熊1666.564cC)S夕,=r=0.91赛Scjfis1830.882由于COS2/>0.9故补偿正确但是，由于我们的三号车间变电所使用了车间变电所，因此在进行负荷计算与无功补偿的时候我们不需要将第三车间计算在内，将第三车间出去后，补偿前全厂计算负荷与功率因数数据如下：Pctt=KxPc=640.295KWQC低=KQc=698.708KWSC低=J/低2+q2,低=%7.719K3= 0.676匕氐640.295CoSel=
