工厂供配电课程设计

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1、摘要3工厂供配电课程设计任务书4第一章 负荷计算及功率补偿54、功率补偿14第二章 变电所主变压器151、 主变压器台数的选择152、 变电所主变压器容量的选择15第三章 主结线方案的选择161、方案选择162、方案确定19第四章 短路计算191、确定基准值202、计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值203、求k-1点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量214、求k-2点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量215、短路电流计算结果：22第五章 导线型号及截面的选择231、导体材料的选择232、导线绝缘的选择233、导线截面的选择23第六章 高、低压设备的选择241、工厂变电

2、所高压开关柜母线选择242、配电所高压开关柜的选择24第七章 变压器的继电保护241、过电流保护242、差动保护243、变压器的过电流保护25第八章 防雷与接地261、确定接地电阻263、确定方案26总结27参考文献28摘要供配电技术，就是研究电力的供应及分配的问题。电力，是现代工业生产、民用住宅、及企事业单位的主要能源和动力，是现代文明的物质技术基础。没有电力，就没有国民经济的现代化。现代社会的信息化和网络化，都是建立在电气化的基础之上的。因此，电力供应如果突然中断，则将对这些用电部门造成严重的和深远的影响。故，作好供配电工作，对于保证正常的工作、学习、生活将有十分重要的意义。供配电工作要很

3、好的为用电部门及整个国民经济服务，必须达到以下的基本要求：（1） 安全在电力的供应、分配及使用中，不发生人身事故和设备事故。（2） 可靠应满足电力用户对供电可靠性和连续性的要求。（3） 优质应满足电力用户对电压质量和频率质量的要求。（4） 经济应使供配电系统投资少，运行费用低，并尽可能的节约电能和减少有色金属消耗量。 另外，在供配电工作中，还应合理的处理局部和全局，当前与长远的关系，即要照顾局部和当前利益，又要有全局观点，能照顾大局，适应发展。关键词：工厂供电 负荷计算 变压器 防雷工厂供配电课程设计任务书一、目的通过设计,系统地复习,巩固工厂供电的基本知识,提高设计计算能力和综合分析能力,为

4、今后的工作奠定初步的基础.二、任务某机械厂供配电系统设计 ,具体数据如下:序号车间名称金属切削机床（三相）通风机（三相）电阻炉（三相）电热干燥箱（220V单相）对焊机（380V单项）1原料车间6KW*34KW*310KW*410KW*42电镀车间3KW*34KW*320KW*410KW*23锅炉车间10KW*24KW*510KW*44加工中心30KW*35KW*34KW*220KW*4注：各单相设备尽量平衡接入系统，负荷持续率均已经换算为100。三、基本要求按照国家标准GB50052-95供配电系统设计规范, GB50053-9410kv及以下变电所设计规范及GB50054-95低压配电设计规

5、范等规范,进行工厂供电设计.做到安全,可靠,优质,经济的基本要求.并处理好局部与全局,当前与长远利益的关系,以便适应今后发展的需要,同时还要注意电能和有色金属的节约等问题.四、设计内容及步骤1、工厂负荷计算及功率补偿，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3、工厂总降压变电所主结线设计4、工厂供、配电系统短路电流计算5、导线型号及截面的选择6、合理确定无功补偿.要求10kv侧cos=0.92.五、编写设计说明书的具体要求 1、设计说明书应包括设计题目,方案论证,负荷计算,设备及导线的选择,动稳定度,热稳定度和断流能力校验等.2、设计说明书要求方案可行

6、,计算方法正确,图纸规范无误,条理清楚,语言通顺.有关说明:1、电源:工厂东北方向2公里有一降压变电所110/35/10kv,12150kva变压器一台作为工厂的主电源,允许用35kv或10kv中的一种电压,以单回架空线向工厂供电.此外,由正北方向其他工厂引入10kv电缆作为备用电源,平时不准投入,只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,输送容量不得超过全厂计算负荷的20%.2、负荷类型:本厂除三车间和五车间有部分二级负荷外,其余均为三级负荷.3、工厂为两班制,全年工作时数为4500h,最大负荷利用时数为4000h.(参考值)第一章 负荷计算及功率补偿1.负荷计算l 各用电

7、车间计算负荷a. 原料车间通风机组 查表得：Kd=0.8,cos=0.8，tan=0.75 Pe=6*3kw=18kw P30(1)= Kd*Pe=0.8*18kw=14.4kw Q30(1)=P30tan=14.4*0.75kvar=10.8kvar电阻炉组 查表得：Kd=0.7,cos=1.0, tan=0 Pe=4*3kw=12kw P30(2)= Kd*Pe=0.7*12kw=8.4kw Q30(2)= P30(2)tan=8.4*0=0电热干燥箱组 查表得：Kd=0.7,cos=1.0, tan=0pAB-A=pBC-B=pCA-C=0.8,pAB-B=pBC-C=pCA-A=0.2

8、,qAB-A=qBC-B=qCA-C=0.22,q AB-B=q BC-C=q CA-A=0.8有四台电热干燥箱2台接于AN相间A相 P30.A=0.7*2*10kw=14kwB相 P30.B=0.7*10kw=7kwC相P30.C=0.7*10kw=7kw 等效三相计算负荷 P30（3）=3P30。A=3*14kw=42kw Q30（3）= 0 对焊机组 查表得：Kd=0.35，cos=0.7，tan=1.02pAB-A=pBC-B=pCA-C=0.8,pAB-B=pBC-C=pCA-A=0.2,qAB-A=qBC-B=qCA-C=0.22,q AB-B=q BC-C=q CA-A=0.8有

9、四台单项对焊机 AB相间接2台，其余接一台A相 PA=0.8*10*2kw+0.2*10kw=18kw QA=0.22*10*2kvar+0.8*10kvar=12.4kvarB相 PB=0.8*10kw+0.2*10*2kw=12kw QB=0.22*10kvar+0.8*10*2kvar=18.2kvarC相 PC=0.8*10kw+0.2*10kw=10kw QC=0.22*10kvar+0.8*10kvar=10.2kvar各相的有功和无功计算负荷为A相 P30。A=0.35*18kw=6.3kw Q30。A=0.35*12.4kvar=4.34kvarB相 P30。B=0.35*12

10、kw=4.2kw Q30。B=0.35*18.2kvar=6.37kvarC相 P30。C=0.35*10kw=3.5kw Q30。C=0.35*10.2kvar=3.57kvar总的等效三相计算负荷 P30(4)=3P30。A=3*6.3kw=18.9kw Q30(4)=3Q30。B=3*6.37kvar=19.11kvar取Kp=0.95 Kq=0.97整个车间总的计算负荷为 P30=Kp(P30(1)+ P30(2)+ P30(3) + P30(4) =0.95(14.4+8.4+42+18.9)kw=79.52kw Q30= Kq(Q30(1)+ Q30(2)+ Q30(3) =0.9

11、7(10.8+0+0+19.11)kvar =29.01kvarS30=84.64kV.Ab. 电镀车间通风机组 查表得：Kd=0.8,cos=0.8，tan=0.75 Pe=3*3kw=9kw P30(1)= Kd*Pe=0.8*9kw=7.2kw Q30(1)= P30(1)tan=7.2*0.75kvar=5.4kvar电阻炉组 查表得：Kd=0.7,cos=1.0, tan=0 Pe=4*3kw=12kw P30(2)= Kd*Pe=0.7*12kw=8.4kw Q30(2)=P30tan=8.4*0=0电热干燥箱组 查表得：Kd=0.7,cos=1.0, tan=0pAB-A=pBC

12、-B=pCA-C=0.8,pAB-B=pBC-C=pCA-A=0.2,qAB-A=qBC-B=qCA-C=0.22,q AB-B=q BC-C=q CA-A=0.8有四台电热干燥箱2台接于AN相间A相 P30.A=0.7*2*20kw=28kwB相 P30.B=0.7*20kw=14kwC相P30.C=0.7*20kw=14kw 等效三相计算负荷 P30（3）=3P30。A=3*28kw=84kw Q30（3）= 0 对焊机组 查表得：Kd=0.35，cos=0.7，tan=1.02pAB-A=pBC-B=pCA-C=0.8,pAB-B=pBC-C=pCA-A=0.2,qAB-A=qBC-B=

13、qCA-C=0.22,q AB-B=q BC-C=q CA-A=0.8有两台单项对焊机接于AB BC间A相 PA=0.8*10kw=8kw QA=0.22*10k.var=2.2k.var B相 PB=0.2*2*10kw+0.8*10kw=12kw QB=0.8*2*10kvar+0.22*10kvar=18.2kvar C相 PC=0.2*10kw=2kw QC=0.8*10kvar=8kvar各相的有功无功计算负荷为 A相 P30。A=0.35*8kw=2.8kw Q30。A=0.35*2.2kvar=0.77kvar B相 P30。B=0.35*12kw=4.2kw Q30。B=0.3

14、5*18.2kvar=6.37kvarC相 P30。C=0.35*2kw=0.7kw Q30。C=0.35*8kvar=2.8kvar等效三相计算负荷 P30(4)=3P30。B=3*4.2kw=12.6kw Q30(4)=3Q30。B=3*6.37kvar=19.11var取Kp=0.95 Kq=0.97整个车间总的计算负荷为 P30=Kp(P30(1)+ P30(2)+ P30(3) + P30(4) =0.95(7.2+8.4+84+12.6)kw= 106.59kw Q30= Kq(Q30(1)+ Q30(2)+ Q30(3) + Q30(4) =0.97(5.4+0+0+19.11)

15、kvar =23.77kvarS30=109.21kV.Ac. 锅炉车间 通风机组 查表得：Kd=0.8,cos=0.8，tan=0.75Pe=2*10kw=20kw P30(1)= Kd*Pe=0.8*20kw=16kwQ30(1)= P30(1)tan=16*0.75kvar=12kvar电阻炉组 查表得：Kd=0.7,cos=1.0, tan=0Pe=5*4kw=20kw P30(2)= Kd*Pe=0.7*20kw=14kwQ30(2)= P30(2)tan=0对焊机组 查表得：Kd=0.35，cos=0.7，tan=1.02pAB-A=pBC-B=pCA-C=0.8,pAB-B=pB

16、C-C=pCA-A=0.2,qAB-A=qBC-B=qCA-C=0.22,q AB-B=q BC-C=q CA-A=0.8有四台单项对焊机 AB相间接2台，其余接一台A相 PA=0.8*10*2kw+0.2*10kw=18kw QA=0.22*10*2kvar+0.8*10kvar=12.4kvarB相 PB=0.8*10kw+0.2*10*2kw=12kw QB=0.22*10kvar+0.8*10*2kvar=18.2kvarC相 PC=0.8*10kw+0.2*10kw=10kw QC=0.22*10kvar+0.8*10kvar=10.2kvar各相的有功和无功计算负荷为A相 P30。

17、A=0.35*18kw=6.3kw Q30。A=0.35*12.4kvar=4.34kvarB相 P30。B=0.35*12kw=4.2kw Q30。B=0.35*18.2kvar=6.37kvarC相 P30。C=0.35*10kw=3.5kw Q30。C=0.35*10.2kvar=3.57kvar总的等效三相计算负荷 P30(3)=3P30。A=3*6.3kw=18.9kw Q30(3)=3Q30。B=3*6.37kvar=19.11kvar取Kp=0.95 Kq=0.97整个车间总的计算负荷为 P30=Kp(P30(1)+ P30(2)+ P30(3) =0.95(16+14+18.9

18、)kw=46.46kw Q30= Kq(Q30(1)+ Q30(2)+ Q30(3) =0.97(12+0+19.11)kvar =30.18kvarS30=55.40kV.Ad. 加工中心金属切削机床组查表得：Kd=0.2,cos=0.5，tan=1.73Pe=3*30kw=90kw P30(1)= Kd*Pe=0.2*90kw=18kw Q30(1)= P30(1)tan=18*1.73kvar=31.14kvar通风机组 查表得：Kd=0.8,cos=0.8，tan=0.75Pe=3*5kw=15kw P30(2)= Kd*Pe=0.8*15kw=12kwQ30(2)= P30(2)ta

19、n=12*0.75kvar=9kvar电阻炉组 查表得：Kd=0.7,cos=1.0, tan=0 Pe=4*2kw=8kw P30(2)= Kd*Pe=0.7*8kw=5.6kw Q30(2)=P30tan=5.6*0=0电热干燥箱组 查表得：Kd=0.7,cos=1.0, tan=0pAB-A=pBC-B=pCA-C=0.8,pAB-B=pBC-C=pCA-A=0.2,qAB-A=qBC-B=qCA-C=0.22,q AB-B=q BC-C=q CA-A=0.8有四台电热干燥箱2台接于AN相间A相 P30.A=0.7*2*20kw=28kwB相 P30.B=0.7*20kw=14kwC相P

20、30.C=0.7*20kw=14kw 等效三相计算负荷 P30（4）=3P30。A=3*28kw=84kw Q30（4）= 0取Kp=0.95 Kq=0.97整个车间总的计算负荷为 P30=Kp(P30(1)+ P30(2)+ P30(3) + P30(4) =0.95(18+12+5.6+84)kw=113.62kw Q30= Kq(Q30(1)+ Q30(2)+ Q30(3) + Q30(4) =0.97(31.14+9+0+0)kvar =38.94kvarS30=120.11kV.A 各用电车间负荷计算结果如下表：序号车间名称设备容量计算负荷变压器台数及容量P30(千瓦)Q30千乏)S

21、30(千伏安)1原料车间11079.5229.0184.641*1002电镀车间121106.5923.77109.211*1253锅炉车间6246.4630.1855.401*1004加工中心193113.6238.94120.111*125 全厂负荷计算 取Kp=0.95 Kq=0.97 = （79.52+106.59+46.46+113.62)kw=346.19kw =(29.01+23.77+30.18+38.94)kvar=121.9kvar P30=Kp=0.95*346.19kw=328.88kw Q30= Kq=0.97*121.9kvar=118.24kvar S30=(P3

22、0*P30+Q30*Q30)0.5=373.3kv.A = /(UN=380V) 531.00A cos=P30/S30=328.88/373.3=88.1%4、功率补偿设计中要求COS0.9,而由上面计算可知COS=0.841.5满足保护灵敏度的要求4、变压器的过负荷保护过负荷保护动作电流的整定(OL) = 1.3/ = 1.3104/40A = 3A动作时间取1015s第八章 防雷与接地1、确定接地电阻 250V/IE 式中IE的计算为 = = 60(60354)A/350 = 34.3A 故： 350V/34.3A = 10.2 综上可知，此配电所总的接地电阻应为RE102、单根钢管接地

23、电阻选直径50mm、长2.5m的钢管作接地体查相关资料得土质的 = 100m单根钢管接地电阻 100m/2.5m = 40以n = 15和a/l = 2再查有关资料可得E 0.66。 因此可得：n = /(E) = 40/(0.664) 153、确定方案综合上面因素再考虑到接地体的均匀对称布置，选16根直径50mm、长2.5m的钢管作 地体，用404mm2的扁钢连接，环形布置。配电所屋顶及边缘敷设避雷带，经2根引下线与接地装置相连总结本设计遵循电气设计的一般规律和原则，着重于电气的安全可靠性研究。限于篇幅，对电气设计的适用性和经济性涉及偏少。本设计在学习的基础上，汲取前人的经验和积累，力求贴近

24、实际。但由于电气内容广泛，无法兼顾，许多方面涉及尚浅，设计制图还有很多不足之处。电气的设计与研究需要丰富的实践经验，更由于其行业的综合性，须要多专业的通力合作，才能设计出实用、经济的方案。电气设计的基础和依据就是对工厂供电负荷的计算和估测。计算的准确与否，对合理选择设备，安全可靠与经济运行，均起决定性作用。设计详细介绍了负荷计算的方法。在对设备的选择方面更要密切关注市场信息，在满足技术要求的前提下，合理的选择产品，这对工厂的安全稳定运行也是非常重要的，同时还能提高经济性要求，降低投资。课程设计是检验和锻炼学生实际工程设计能力的一项教学环节。在此次设计中，我综合运用所学知识，认真执行相关规范，理论联系，培养锻炼了独立分析和解决工厂供电方面问题的能力，为将来的工作奠定了基础。参考文献工厂供电刘介才 主编 北京 机械工业出版社2004.5工厂供电设计李宗纲、刘玉林、施慕云、韩春生 主编电气工程专业毕业设计指南供配电分册 中国水利水电出版社电气工程专业毕业设计指南继电保护分册中国水利水电出版社工厂供电设计指导主编刘介才机械工业出版社