工廠供電課程設(shè)計

工廠供電課程設(shè)計工廠供電課程設(shè)計工廠供電課程設(shè)計資料僅供參考文件編號：2022年4月工廠供電課程設(shè)計版本號：A修改號：1頁次：1.0審核：批準(zhǔn):發(fā)布日期：工廠供電課程設(shè)計姓名：學(xué)號：32專業(yè)班級：自動化1421指導(dǎo)老師：時間：地點：儀表樓417成績：目錄TOC\o"1-3"\h\u21621第一章原始資料 116269工廠負(fù)荷情況 124860供電電源情況 124605氣象資料 221369地質(zhì)水文資料 25623電費制度 228602第二章負(fù)荷統(tǒng)計 223019需要系數(shù)法 225436二次項系數(shù)法 29129負(fù)荷計算 328370第三章無功功率補償 417237第四章主變選擇 521827第五章高壓進(jìn)線 5736510KV高壓進(jìn)線和引人電纜的選擇 52895380V低壓出線的選擇 531151作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線的選擇校驗 69477第六章電力主接線設(shè)計 74690主接線概念 717512在選擇主接線時的設(shè)計依據(jù) 710338主接線設(shè)計的基本要求 85427變電所主接線方案的選擇 811828兩種主接線方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較 81989電力主接線設(shè)計小結(jié) 91158主接線圖 919542第七章短路電流計算 1027483繪制計算電路圖 1022755確定短路計算基準(zhǔn)值 1026292計算短路電路中各元件的電抗標(biāo)幺值 1022391計算短路電流總電抗及三相短路電流和短路容量 117738k-1點（側(cè)） 111977k-2點（側(cè)） 1114101計算結(jié)果 1113797第八章高壓設(shè)備選擇 122495510kV側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗 1215004380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗 1224511高低壓母線的選擇 1321042第九章結(jié)論 1315089參考文獻(xiàn) 14第一章原始資料工廠負(fù)荷情況本廠多數(shù)車間為兩班制，年最大負(fù)荷利用小時為4600h，日最大負(fù)持續(xù)時間為6h。該機械廠擁有鑄造車間，鍛壓車間，金工車間，工具車間，電鍍車間，熱處理車間，裝配車間，機修車間，鍋爐房，倉庫和生活區(qū)。除鑄造車間、電鍍車間和鍋爐房屬二級負(fù)荷外，其余均屬三級負(fù)荷，本廠的負(fù)荷統(tǒng)計資料如表1-1所示。廠房編號廠房名稱負(fù)荷類別設(shè)備容量/kW需要系數(shù)功率因數(shù)1鑄造車間動力300照明62鍛壓車間動力350照明87金工車間動力400照明106工具車間動力360照明74電鍍車間動力250照明53熱處理車間動力150照明59裝配車間動力180照明610機修車間動力160照明48鍋爐房動力50照明15倉庫動力20照明1生活區(qū)照明350表1-1工廠負(fù)荷統(tǒng)計資料（示例）供電電源情況按照工廠與當(dāng)?shù)毓╇姴块T簽訂的供用電協(xié)議規(guī)定，本廠可由附近一條10kV的公用電源干線取得工作電源。該干線的導(dǎo)線型號為LGJ-150,導(dǎo)線為等邊三角形排列，線距離2m;干線首端距離本廠約8km。干線首端所裝設(shè)的高壓斷路器斷流容量為500MVA。此斷路器配備有定時限過電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)，定時限過電流保護(hù)整定的動作時間為。為滿足工廠二級負(fù)荷的要求，可采用高壓聯(lián)絡(luò)線由鄰近的單位取得備用電源。已知與本廠高壓側(cè)有電氣聯(lián)系的架空線路總長度為80km,電纜線路總長度為25km。氣象資料本廠所在地區(qū)的年最高氣溫為38℃，年平均氣溫為23℃,年最低氣溫為-8℃，年最熱月平均最高氣溫為33℃，年最熱月平均氣溫為26℃,年最熱月地下處平均溫度為25地質(zhì)水文資料本廠所在地區(qū)平均海拔500m,地層以砂粘土為主，地下水位為2電費制度本廠與當(dāng)?shù)毓╇姴块T達(dá)成協(xié)議，在工廠變電所高壓側(cè)計量電能，設(shè)專用計量柜，按兩部電費制交納電費。每月基本電費按主變壓器容量計為18元/kVA，動力電費為元/kWh,照明電費為元/kWh工廠最大負(fù)荷時的功率因數(shù)不得低于。此外，電力用戶需按新裝變壓器容量計算，一次性地向供電部門交納供電貼費：6～10kV為800元/kVA。第二章負(fù)荷統(tǒng)計我國目前普遍采用的確定設(shè)備計算負(fù)荷的方法有需要系數(shù)法和二項式法兩種，而前者應(yīng)用最為普遍。需要系數(shù)法用設(shè)備功率乘以需要系數(shù)和同時系數(shù)，直接求出計算計算負(fù)荷。當(dāng)用電設(shè)備臺數(shù)較多、各臺設(shè)備容量相差不甚懸殊時，通常都采用需要系數(shù)法計算。二次項系數(shù)法將符合分為基本負(fù)荷和附加負(fù)荷，后者考慮一定數(shù)量大容量設(shè)備影響。當(dāng)用電設(shè)備臺數(shù)少而容量相差懸殊，用二項式法。本設(shè)計結(jié)合實際情況，采用需要系數(shù)法確定。主要計算公式有：有功計算負(fù)載：P30=KdPe無功計算負(fù)載：Q30=P30tanΦ視在計算負(fù)載：S30=P30/√3UN計算電流：I30=S30/√3UN負(fù)荷計算各廠房和生活區(qū)的負(fù)荷計算如表2-1所示。表2-1機械廠負(fù)荷計算表第三章無功功率補償工廠中由于有大量的感應(yīng)電動機、電焊機、電弧爐及氣體放電燈等感性負(fù)荷，從而使功率因數(shù)降低。如果在充分發(fā)揮設(shè)備潛力、改善設(shè)備運行性能、提高其自然功率因數(shù)的情況下，尚未達(dá)到規(guī)定的功率因數(shù)要求時，則需考慮人工的無功功率補償。由表11-4可知，該廠380V側(cè)最大負(fù)荷時的功率因數(shù)只有。而供電部門要求該廠10kV進(jìn)線側(cè)最大負(fù)荷時功率因數(shù)不應(yīng)低于。而本次課程設(shè)計要求功率因數(shù)不低于，考慮到主變壓器的無功損耗遠(yuǎn)大于有功損耗，因此380V側(cè)最大負(fù)荷時功率因數(shù)應(yīng)稍大于,暫取來計算380V側(cè)所需無功功率補償容量：Qc=P30(tanΦ1-tanΦ2)=[tan(arccos0.75)-tan]kvar=選PGJ1型低壓自動補償屏，并聯(lián)電容器為型，采用其方案1(主屏）1臺與方案3(輔屏）4臺相組合，總共容量14kVarx36=504kvar。因此無功補償后工廠380V側(cè)和10kV側(cè)的負(fù)荷計算如表3-1所示。表3-1無功補償后工廠的計算負(fù)荷由上表可知，無功功率補償后，由于低壓側(cè)總的計算負(fù)荷減小，從而可使變電所主變壓器的容量選得小一些。這不僅降低了變電所的初投資，而且減少了工廠的電費開支，從而使工廠獲得一定的經(jīng)濟(jì)實惠。第四章主變選擇根據(jù)工廠的負(fù)荷性質(zhì)和電源情況，工廠變電所的主變壓器，考慮有下列兩種可供選擇的方案：（1）裝設(shè)一臺主變壓器型號采用S9型，而容量選=1000kVA>S30=900kVA，即選一臺S9-1000/10型低損耗配電變壓器。至于工廠二級負(fù)荷所需的備用電源，考慮由與鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來承擔(dān)。（2）裝設(shè)兩臺主變壓器型號亦采用S9型，而每臺變壓器容量下式計算，即≈～×900kVA=(540～630)kVA；≧S30(II)=(132+160+kVA=。因此選兩臺S9430/10型低損耗配電變壓器。工廠二級負(fù)荷所需的備用電源亦由與鄰近單位相聯(lián)的高莊聯(lián)絡(luò)線來承擔(dān)。主變壓器的聯(lián)結(jié)組均采用YynO。第五章高壓進(jìn)線10KV高壓進(jìn)線和引人電纜的選擇（1）10kV高壓進(jìn)線的選擇校驗采用LJ型鋁絞線架空敷設(shè)，接往10kV公用干線。（2）由髙壓配電室至主變的一段引入電纜的選擇校驗采用YJI22-10000型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。380V低壓出線的選擇（1）饋電給1號廠房（鑄造車間）的線路采用VLV22-1000型聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。（2）饋電給2號廠房（鍛壓車間）的線路亦采用VLV22-1000-3×240+1×120的四芯聚氯乙餘絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)。（3）饋電給3號廠房（熱處理車間）的線路亦采用VLV22-1000-3×240+1×120的四芯聚氯乙錄絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)。（4）饋電給4號廠房（電鍍車間）的線路亦采用VLV22-1000-3×240+1×120的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)。（5）饋電給5號廠房（倉庫）的線路由于倉庫就在變電所旁邊，而且共一建筑物，因此采用聚氯乙稀絕緣鋁芯導(dǎo)線BLV-1000型（見表8-30)5根（包括3根相線、1根N線、1根PE線）穿硬塑料管埋地敷設(shè)。（6）饋電給6號廠房（工具車間）的線路亦采用VLV22-1000-3×240+1×120的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)。（7）饋電給7號廠房（金工車間）的線路亦采用VLV22-1000-3×240+1×120的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)。（8）饋電給8號廠房(鍋爐房）的線路亦采用VLV22-1000-3×240+1×120的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)。（9）饋電給9號廠房（裝配車間）的線路亦采甩VLV22-1000-3×240+l×l20的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)。（10）饋電給10號廠房（機修車間）的線路亦采用VLV22-1000-3×240+1×120的四芯聚氯乙稀絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)。（11）饋電給生活區(qū)的線路采用BLX-1000型鋁芯橡皮絕緣線架空敷設(shè)。^作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線的選擇校驗采用YJI22-10000型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜，直接埋地敷設(shè)，與相距約2km的鄰近單位變配電所的10kV（1）按發(fā)熱條件選擇工廠二級負(fù)荷容量共,I30=(√3×10kV)=，而最熱月土壤平均溫度為25°C，因此査表可得，初選纜芯截面為25mm2的交聯(lián)聚乙烯絕緣鋁芯電纜（注：該型電纜最小芯線截面積為25mm2),（2）校驗電壓損耗查表可得纜芯為25mm2的鋁芯電纜的R0=Ω/km(纜芯溫度按80℃計），X0=0.12Ω/km，而二級負(fù)荷的（P30=，Q30=kvar，線路長度按2由此可見該電纜滿足允許電壓損耗要求。（3）短路熱穩(wěn)定校驗按本變電所高壓側(cè)短路校驗，由前述引入電纜的短路熱穩(wěn)定校驗，可知纜芯25mm2的交聯(lián)電纜是滿足短路熱穩(wěn)定要求的。由于鄰近單位l0kV的短路數(shù)據(jù)不詳，因此該聯(lián)絡(luò)線的短綜合以上所選變電所進(jìn)出線和聯(lián)絡(luò)線的導(dǎo)線和電纜型號規(guī)格如表5-1所示。線路名稱導(dǎo)線或電纜的型號規(guī)格10kV電源進(jìn)線LJ-35鋁絞線(三相三線架空）主變引入電纜YJL22-10000-3X25交聯(lián)電纜(直埋）380V低壓出線至1號廠房VLV22-1000-3×240+1×120四芯塑料電纜（直埋）至2號廠房VLV22-1000-3×240+1×120四芯塑料電纜（直埋）至3號廠房VLV22-1000-3×240+1×120四芯塑料電纜（直埋）至4號廠房VLV22-1000-3×240+1×120四芯塑料電纜（直埋）至5號廠房BLV-1000-1×4鋁芯塑料線5根穿內(nèi)徑25mm硬塑管至6號廠房VLV22-1000-3×24+1×120四芯塑料電纜（直埋）至7號廠房VLV22-1000-3×240+1×120四芯塑料電纜（直埋）至8號廠房VLV22-1000-3x240+1×120四芯塑料電纜（直埋）至9號廠房VLV22-1000-3×240+1×120四芯塑料電纜（直埋）至10號廠房VLV22-1000-3×240+1×120四芯塑料電纜（直埋）至生活區(qū)四回路，每回路3xBLX-1000-1×120+1×BLX-1000-1×75橡皮線（三相四線架空）與鄰近單位10kV聯(lián)絡(luò)線YJI22-10000-3x25交聯(lián)電纜（直埋）表5-1變電所進(jìn)出線和聯(lián)絡(luò)線的型號規(guī)格第六章電力主接線設(shè)計主接線概念變電所中的一次設(shè)備、按一定要求和順序連接成的電路，稱為電氣主接線，也成主電路。它把各電源送來的電能匯集起來，并分給各用戶。它表明各種一次設(shè)備的數(shù)量和作用，設(shè)備間的連接方式，以及與電力系統(tǒng)的連接情況。所以電氣主接線是變電所電氣部分的主體，對變電所以及電力系統(tǒng)的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運行起著重要作用，并對電氣設(shè)備選擇、配電裝置配置、繼電保護(hù)和控制方式的擬定有較大影響。在選擇主接線時的設(shè)計依據(jù)(1)變電所所在電力系統(tǒng)中的地位和作用。 (2)變電所的分期和最終建設(shè)規(guī)模。(3)負(fù)荷大小和重要性。(4)系統(tǒng)備用容量大小。主接線設(shè)計的基本要求（1）安全性：安全包括設(shè)備安全和人身安全。（2）可靠性：可靠就是變電所的主接線應(yīng)能滿足各級負(fù)荷對供電可靠性的要求。（3）靈活性：靈活就是在保障安全可靠的前提下主接線能夠適應(yīng)不同的運行方式。（4）經(jīng)濟(jì)性：滿足以上要求的前提下，盡量降低建設(shè)投資和年運行費用。變電所主接線方案的選擇按上面考慮的兩種主變壓器方案可設(shè)計下列兩種主接線方案：（1）裝設(shè)一臺主變壓器的主接線方案。（2）裝設(shè)兩臺主變壓器的主接線方案。兩種主接線方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較比較項目裝設(shè)一臺主變的方案裝設(shè)兩臺主變的方案技術(shù)指標(biāo)供電安全性滿足要求滿足要求供電可靠性滿足基本要求滿足要求供電質(zhì)量由于一臺主變，電壓損耗較大由于兩臺主變并列，電壓損耗略小靈活方便性只一臺主變，靈活性稍差由于有兩臺主變，靈活性較好擴建適應(yīng)性稍差一些更好一些經(jīng)濟(jì)指標(biāo)電力變壓器的綜合投資額查表得S9-1000/10的單價約為15.1萬元，而變壓器綜合投資約為其單價的2倍，因此其綜合投資約為2×15.萬元=萬元查表得S9430/10的單價約為萬元，因此兩臺變壓器的綜合投資約為4×5萬元=42萬元，比一臺主變方案多投資8萬元高壓開關(guān)柜（含計量柜）的綜合投資額查表得GG-1A(F)型柜可按每臺4萬元計，而其綜合投資可按設(shè)備價的倍計，因此高壓開關(guān)柜的綜合投資約為4××4萬元=24萬元本方案采用6臺GG-1A(F〉柜，其綜合投資約為6××4萬元=3萬元，比一臺主變方案多投資12萬元經(jīng)濟(jì)指標(biāo)電力變壓器和高壓開關(guān)柜的年運行費按規(guī)定計算,主變的折舊費=萬元×=萬元;高壓開關(guān)柜的折舊費=24萬元×=萬元;變配電設(shè)備的維修管理費=+24)萬元×=3.25萬元。因此主變和高壓開關(guān)設(shè)備的折舊和維修管理費=++萬元=萬元(其余項目從略）主變的折舊費=42萬元=2.1萬元;高壓開關(guān)柜的折舊費=36萬元×=萬元;變配電設(shè)備的維修管理費=(42+36)萬元×0.06=4.68萬元。因此主變和高壓幵關(guān)設(shè)備的折舊和維修管理費=++萬元=萬元，比一臺主變方案多耗資2.74萬元供電貼費按主變?nèi)萘棵縦VA90元計，供電貼費=1000kVA×萬/kVA=90萬元供電貼費=2×630kVA×萬元=萬元，比一臺主變方案多交萬元6-1兩種主接線方案的比較電力主接線設(shè)計小結(jié)從上表可以看出，按技術(shù)指標(biāo)，裝設(shè)兩臺主變的主接線方案略優(yōu)于裝設(shè)一臺主變的主接線方案，但按經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，則裝設(shè)一臺主變的方案遠(yuǎn)優(yōu)于裝設(shè)兩臺主變的方案，因此決定采用裝設(shè)一臺主變的方案。(說明：如果工廠負(fù)荷近期可有較大增長的話，則宜采用裝設(shè)兩臺主變的方案)主接線圖6-2主接線圖第七章短路電流計算繪制計算電路圖表7-1短路計算電路確定短路計算基準(zhǔn)值設(shè)Sd=100MVA,Ud=Uc=,即高壓側(cè)Ud1=,低壓側(cè)Ud2=,則Id1=Sd/√3Ud1=100MVA/√3×=Id2=Sd/√3Ud2=100MVA/√3×=144KA計算短路電路中各元件的電抗標(biāo)幺值(1)電力系統(tǒng)已知Soc=500MVA,故X1*=100MVA/500MVA=(2)架空線路查表可知LGJ-150的χ0=Ω/km,而線路長8km,故X2*=（×8）Ω×100MVA/（）2=(3)電力變壓器查表得Uk%=，故X3*=100×100MVA/1000KVA=因此繪短路計算等效電路如圖7-2所示。表7-2短路計算等效電路計算短路電流總電抗及三相短路電流和短路容量k-1點（側(cè)）(1)總電抗標(biāo)幺值X*Σ（k-1）=X1*+X2*=+=(2)三相短路電流周期分量有效值I(3)k-1=Id1/X*Σ（k-1）==(3)其他短路電流I″（3）=I∞（3）=I(3)k-1=ish（3）=I″（3）=×=Ish（3）=I″（3）=×=(4)三相短路計算S(3)k-1=Sd/X*Σ（k-1）=100MVA/=k-2點（側(cè)）(1)總電抗標(biāo)幺值X*Σ（k-2）=X1*+X2*+X3*=++=(2)三相短路電流周期分量有效值I(3)k-2=Id2/X*Σ（k-2）=144KA/=(3)其他短路電流I″（3）=I∞（3）=I(3)k-2=ish（3）=I″（3）=×=Ish（3）=I″（3）=×=(4)三相短路計算S(3)k-2=Sd/X*Σ（k-2）=100MVA/=計算結(jié)果以上短路計算結(jié)果綜合如表7-3所示。短路計算點三相短路電流/kA三相短路容量/MVAIk（3）I”（3）I∞（3）ish（3）Ish（3）SK（3）K-1K-27-3短路計算結(jié)果第八章高壓設(shè)備選擇10kV側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗表8-110kV側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗上表所選一次設(shè)備均滿足要求。380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗表8-2380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗上表所選一次設(shè)備均滿足要求。高低壓母線的選擇10kV母線選LMY-3(40×4),即母線尺寸為40mm×4mm；380V母線選1LMJ-3(120×10)+80×6，即相母線尺寸為120mm×10mm第九章結(jié)論一周的課程設(shè)計結(jié)束了，這對于自己以后的學(xué)習(xí)有很大的幫助。在這次的設(shè)計過程中遇到了很多實際性的問題，在實際設(shè)計中才發(fā)現(xiàn)，書本上理論性的東西與在實際運用中還是有一定的出入的，所以有些問題不但要深入的理解，而且要不斷地更