工廠供電課程設計---某機械廠降壓變電所的電氣設計

1、<p><b>　　前言</b></p><p>　　工廠供電（plant power supply），就是指工廠所需電能的供應和分配，亦稱工廠供電。</p><p>　　在工廠里，電能雖然是工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動力，但它在產(chǎn)品成本中所占的比重一般很小，電能在工業(yè)生產(chǎn)中的重要性，并不在于它在產(chǎn)品成本中或投資額中所占的比重多少，而在于工業(yè)生產(chǎn)實現(xiàn)電氣化以后可以

2、大大增加產(chǎn)量，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高勞動生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，減輕工人的勞動強度，改善工人的勞動條件，有利于實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。從另一方面來說，如果工廠的電能供應突然中斷，則對工業(yè)生產(chǎn)可能造成嚴重的后果。</p><p>　　做好工廠供電工作對于發(fā)展工業(yè)生產(chǎn)，實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化，具有十分重要的意義。由于能源節(jié)約是工廠供電工作的一個重要方面，而能源節(jié)約對于國家經(jīng)濟建設具有十分重要的戰(zhàn)略意義。</p><

3、p>　　工廠供電工作要很好的為工業(yè)生產(chǎn)服務，切實保證工廠生產(chǎn)和生活用電的需要，并做好節(jié)能工作，就必須達到以下基本要求：</p><p>　　安全 在電能的供應，分配和使用中，不應發(fā)生人身和設備事故</p><p>　　可靠 應滿足電能用戶對供電可靠性的要求</p><p>　　優(yōu)質(zhì) 應滿足電能用戶對電壓和頻率等質(zhì)量的要求</p><p

4、>　　經(jīng)濟 供電系統(tǒng)的投資要少，運費要低，并盡可能的節(jié)約電能和減少有色金屬的消耗量。</p><p>　　此外，在供電工作中，應合理的處理局部和全局，當前和長遠等關系，既要照顧局部的當前利益，又要有全局觀點，能顧全大局，適應發(fā)展。</p><p>　　本設計的任務，主要是對某機械制造廠減壓變電所的電氣設計，其中包括工廠負荷的統(tǒng)計計算，確定變電所的位置和型式，確定變電所主變壓器的臺數(shù)

5、、容量與類型，進行短路計算，選擇變電所主接線方案，一次設備的選擇，高低壓設備和進出線，確定防雷和接地裝置。并通過設計對中小型工廠的供配電系統(tǒng)和電氣照明運行維護和設計計算對工廠供電理論知識有了更加深刻的鞏固和復習，為今后從事工廠供電技術工作奠定一定的基礎。</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　第一章 負荷計算和無功功率補償5</p&g

6、t;<p>　　1.1、負荷計算5</p><p>　　1.2、無功功率補償6</p><p>　　第二章變電所位置與型式的選擇7</p><p>　　2.2、變配電所的類型7</p><p>　　第三章 變電所主變壓器及主接線方案的選擇8</p><p>　　3.1、變電所主變壓器的選擇

7、8</p><p>　　3.1.1、變壓器型號的選擇8</p><p>　　3.2、變電所主接線方案的選擇8</p><p>　　第四章 短路電流的計算9</p><p>　　4.1、繪制計算電路9</p><p>　　4.2、確定短路計算基準值9</p><p>　　4.3、計算短

8、路電路中各個元件的電抗標幺值9</p><p>　　4.3.1、電力系統(tǒng)9</p><p>　　4.3.2、架空線路9</p><p>　　4.3.3、電力變壓器9</p><p>　　4.4 、k-1點（10.5kV側）的相關計算10</p><p>　　4.4.1、總電抗標幺值錯誤！未定義書簽。<

9、/p><p>　　4.4.2、三相短路電流周期分量有效值錯誤！未定義書簽。</p><p>　　4.4.3、其他短路電流錯誤！未定義書簽。</p><p>　　4.4.4、三相短路容量錯誤！未定義書簽。</p><p>　　4.5 、k-2點（0.4kV側）的相關計算10</p><p>　　4.5.1、總電抗標幺

10、值錯誤！未定義書簽。</p><p>　　4.5.3、其他短路電流錯誤！未定義書簽。</p><p>　　4.5.4、三相短路容量錯誤！未定義書簽。</p><p>　　第五章 變電所一次設備的選擇校驗錯誤！未定義書簽。</p><p>　　5.1、10kV側一次設備的選擇校驗錯誤！未定義書簽。</p><p

11、>　　5.2、380V側一次設備的選擇校驗錯誤！未定義書簽。</p><p>　　5.3、高低壓母線的選擇錯誤！未定義書簽。</p><p>　　第六章 降壓變電所防雷與接地裝置的設計錯誤！未定義書簽。</p><p>　　6.1、變電所的防雷保護錯誤！未定義書簽。</p><p>　　6.1.1、直接防雷保護錯誤！未定義書

12、簽。</p><p>　　6.1.2、雷電侵入波的防護錯誤！未定義書簽。</p><p>　　6.2、變電所公共接地裝置的設計錯誤！未定義書簽。</p><p>　　6.2.1、接地電阻的要求錯誤！未定義書簽。</p><p>　　6.2.2、接地裝置的設計錯誤！未定義書簽。</p><p>　　結論錯誤！未

13、定義書簽。</p><p>　　參考文獻錯誤！未定義書簽。</p><p>　　致謝錯誤！未定義書簽。</p><p>　?。ㄒ唬┴摵捎嬎愫蜔o功功率補償</p><p>　　1.負荷計算 各廠房和生活區(qū)的負荷計算如下表1.1所示</p><p>　　表1.1各廠房和生活區(qū)的負荷統(tǒng)計表</p>

14、<p>　　2.無功功率補償 由表1.1可知，由于本廠380V側最大負荷時的功率因數(shù)只有0.71。而供電部門要求該廠10KV進線側最大負荷時功率因數(shù)不低于0.9?？紤]到主變壓器的無功損耗遠大于有功損耗，因此380V側最大負荷時功率因數(shù)應稍大于0.9，這里取0.92來計算380V側所需無功功率補償容量：</p><p>　　=(tan - tan)=918.08[tan(arccos0.71) -

15、 tan(arccos0.92) ] = 519.55 kvar</p><p>　　選擇PGJ1型低壓自動補償評屏，并聯(lián)電容器為BW0.4-14-3型，采用其1臺主屏與4臺輔屏相結合，總共容量為：112kvar5=560kvar。因此無功補償后工廠380V側和10KV側的負荷計算如表1.2所示。</p><p>　　表1.2無功補償后工廠的計算負荷</p><p&

16、gt;　?。ǘ┳冸娝恢煤托褪降倪x擇</p><p>　　變電所的位置應盡量接近工廠的負荷中心。工廠的負荷中心按負荷功率矩法來確定，計算公式為下式所示</p><p>　　X=(65.35*18+97.34*20+102.35*36+116.12*55+9.596*58+118.42*61+70.12*65+142.19*87+106.56*90+45.55*98+320.4*6）/11

17、47.6</p><p>　　Y=(65.35*28+97.34*48+102.35*67+116.12*20+9.596*36+118.42*51+70.12*67+142.19*21+106.56*37+45.55*68+320.4*74)/1147.6</p><p>　　得出X=46.95 Y=52.72</p><p>　　由計算結果可知，

18、工廠的負荷中心在6號廠房的西側（參看上圖）。考慮到周圍環(huán)境及進出線方便，決定在6號廠房（工具車間）的西側緊靠廠房建造工廠變電所，其型式為附設式。</p><p>　?。ㄈ┳冸娝髯儔浩骷爸鹘泳€方案的選擇</p><p>　　1.變電所主變壓器的選擇 根據(jù)工廠的負荷性質(zhì)和電源情況，工廠變電所的主變壓器選擇下列方案：</p><p>　　（1）裝設兩臺主變壓器

19、型號采用S9型，而每臺容量根據(jù)下式選擇，即</p><p>　　≈（0.6～0.7）*1021.6KVA=（612.96～715.12）</p><p>　　≥（Ⅱ）=（87.54+157.08+213.84）KVA=460KVA</p><p>　　因此選擇兩臺S9-630/10型低損耗配電變壓器。工廠二級負荷所需的備用電源亦由與鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡線來承擔。&

20、lt;/p><p>　　主變壓器的聯(lián)絡組均采用Yyn0。</p><p>　　2.變電所主接線方案的選擇 按上面考慮的主變壓器方案可設計下列主接線方案：</p><p>　?。?）裝設兩臺主變壓器的主接線方案 如下圖所示（低壓側主接線從略）。</p><p>　?。ㄋ模┒搪冯娏鞯挠嬎?lt;/p><p>　　1.繪制計算

21、電路 如下圖所示。</p><p>　　2.確定短路計算基準值</p><p>　　設基準容量=100MVA，基準電壓==1.05，為短路計算電壓，即高壓側=10.5kV，低壓側=0.4kV，則</p><p>　　3.計算短路電路中各元件的電抗標幺值</p><p>　　（1）電力系統(tǒng) 已知電力系統(tǒng)出口斷路器的斷流容量=300MVA，

22、故=100MVA/300MVA=0.3</p><p>　?。?）架空線路 查表8-37得LGJ-120的線路電抗=0.29 ，而線路長5km，故=（0.29*5）*100MVA/ =1.3</p><p>　　(3)電力變壓器 查表3-1得=4.5，故</p><p><b>　　=4.5</b></p><p&

23、gt;　　因此繪短路計算等效電路如下圖所示。</p><p>　　4.計算k—1點（10.5KV側）的短路電路總電抗及三相短路電流和短路容量</p><p><b>　?。?）總電抗標幺值</b></p><p>　　=0.3+1.3=1.6</p><p>　?。?）三相短路電流周期分量有效值</p>&

24、lt;p>　　得出=5.5KA/1.6=3.44KA</p><p><b>　　(3)其他短路電流</b></p><p><b>　　=3.44KA</b></p><p>　　=2.55*3.44KA=8.77KA</p><p>　　=1.51*3.44KA=5.19KA</p&

25、gt;<p><b>　　(4)三相短路容量</b></p><p>　　得出=100MVA/1.6=62.5MVA</p><p>　　5.計算k-2點（0.4KV側）的短路電路總電抗及三相短路電流和短路容量</p><p><b>　?。?）總電抗標幺值</b></p><p>　

26、　=0.3+1.3+4.5/2=3.85</p><p>　?。?）三相短路電流周期分量有效值</p><p>　　得出=144KA/3.85=37.40KA</p><p><b>　　(3)其他短路電流</b></p><p><b>　　=37.40KA</b></p><

27、p><b>　　=68.82KA</b></p><p><b>　　=40.77KA</b></p><p><b>　　(4)三相短路容量</b></p><p>　　得出=100MVA/3.85=25.97</p><p>　　以上短路計算結果綜合如下表1.3所示。

28、</p><p>　?。ㄎ澹┳冸娝淮卧O備的選擇校驗</p><p>　　表1.4 10 kV一次側設備的選擇校驗</p><p>　　5.2 380V側一次設備的選擇校驗</p><p>　　同樣，做出380V側一次設備的選擇校驗，如表6-2所示，所選數(shù)據(jù)均滿足要求。</p><p>　　表6-2 380V一次側