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课程设计任务书学年第学期2023-20231自动化系电气工程及其自动化专业班级课程设计名称供配电技术课程设计设计题目石河子机械厂供电系统设计完毕期限自年月日至年月日共周202311220231161设计根据、规定及重要内容
一、设计题目石河子机械厂供电系统设计
二、重要内容阅读有关科技文献,查找有关图纸资料
1.熟悉工业与民用建筑电气设计的有关规范和原则
2.熟悉建筑供配电系统设计的措施、环节和内容
3.纯熟掌握整顿和总结设计文档汇报
4.熟悉掌握怎样查找设备手册及有关参数并进行系统设计
5.
三、设计规定第四章变电所主变压器及主接线方案的选择变电所主变压器的选择
3.1根据工厂的负荷性质和电源状况以及对现实状况实日勺际考虑工厂变电所欧变压器做出I如下选择主备用变压器由于要符合二级符合规定,其负载端也许出现二,三级负荷混联的I状况,因此根据容量(侧的总容量为侧总容量为),以380V
5118.74KVA,10KV
522.07KVA及后来厂区扩建和设备的增添综合选择总容量为的|变压器,型号为8000KVA S10-80010000±5%230/
400.因此可以考虑选两台型低损耗配电变压器工厂二级负荷所需日勺备用电源,考S10-/10虑由邻近单位相联的高压联络线来承担主变压器的联结组均为Dynllo相比于来说,联结有下列长处Yyno Dynll()对于联结变压器来说,其次(为正整数)谐波电流在其三角形接线的一1Dynll3n n次绕组内形成环流,从而不致注入公共的高压电网中去,这较之一次绕组接成星形接线日勺联结变压器跟有助于克制高次谐波电流YynO连结变压器的零序阻抗较之连结变压器的零序阻抗小得多,从而更有助2Dynll YynO于低压单相接地短路故障保护的动作和故障的切除当低压侧接用不平衡负荷时,由于联结变压器规定低压中性线电流不超过低压3YynO绕组额定电流的因而严重限制了其借用单相负荷的容量,影响了变压器设备能力日勺发25%,挥为此,《供配电系统设计规范》规定,低压为及系统时,宜采用GB50052-1995TN TTDynll联结变压器联结变压器的低压侧中性线电流容许到达低压绕组额定电流的以上,Dynll75%其承受单相不平衡负荷的能力远比联结变压器大这在现代供配电系统中单相负荷急剧YynO增长的状况下,推广应用联结变压器就显得更有必要Dynll综合考虑以上原因,采用联结更有优势Dynll变电所主接线方案的选择
3.2J按上面考虑的两种主变压器方案可设计主接线方案如下:第五章线型的选择为保证供电系统安全、可靠、优质、经济日勺运行,选择导线和电缆截面时必须满足下列条件发热条件导线和电缆再通过正常最大负荷电流即计算电流时产生日勺发热温度,不应超过其正常运行时日勺最高容许温度电压损耗条件导线和电缆在通过正常最大负荷电流即计算电流时产生日勺电压损耗,不应超过其正常运行时容许日勺电压损耗对于工厂内较短日勺高压线路,可不进行电压损耗校验经济电流密度及以上日勺高电压线路及如下日勺长距离,大电流线路,其导35KV35KV线和电缆截面宜按经济电流密度选择,以使线路日勺年运行费用支出最小机械强度导线截面不应不不小于其最小容许截面,对于电缆,不必校验其机械强度,但需校验其短路热稳定度母线则应校验其短路对口勺动稳定度和热稳定度对于绝缘单线和电缆,还应满足工作电压口勺规定由于当地气象地质条件本厂所在地区的年最高气温为七年平均气温为工年最低气4020温为工年最热月平均最高气温为匚年最热月地下处平均温度为℃年雷暴日数-
8300.8m25o为天,土壤性质以砂质粘土为主且根据规定,及其如下的系统不需要进行经济电流3210KV密度的计算因此线路的敷设方式选择为埋地敷设根据公式计算线路电流如下IC2TIc-------------------KoKeKp由查表得出Ke=L05,,=
0.96,=
0.85各车间线路电缆埋地后实际电流需求表装配办公负生活铸造车铸造车伽焊车机工车试验车压气车车间荷负荷间及备间及备间及备间及备间及备间及备用用用用用用1391A1404A1046A1165A970671908864710A A AAA线型选择如下表:各车间线型及数量选择表铜芯型号根数铝芯型号根数站用线路(1,2)BX-380-3*161WL1备用线路()1,2BX-380-3*161WL2铸造车间及备用BX-380-3*1852BLX-380-3*1851WL3铸造车间及备用BX-380-3*1852BLX-380-3*1851WL4卸焊车间及备用BX-380-3*1852WL5机工车间及备用BX-380-3*1852BLX-380-3*1851WL6试验车间及备用BX-380-3*1852WL7压气车间及备用BLX-380-3*1852WL8装配车间WL9BX-380-3*1851BLX-380-3*1851办公负荷WL10BX-380-3*18511生活负荷WL11BLX-380-3*1852第六章短路电流日勺计算根据电路的进线可得短路电流计算线路图如下:确定短路计算基准值如下;设原则容量=基准电压,为短路计算电压,即100MVA,a==105/高压侧〃低压侧〃则i=
10.5KV,2=
0.4KV,Id\=-^=55KA y[3Uc\c»〃一^=必/2=
144.34图5T短路计算电路
5.2确定短路计算基准值设基准容量基准电压广“二心为短路计算电压,S“nOOMVA,u
1.05q5“loo Am=
5.50L45-1石X
10.5ZVSd100M y4二=
144.34^45-2闻22V3xO.4^V即高压侧低压侧・则U*nO.5kV,U,/2=04kV,
5.3计算供电系统中各重要元件的电抗标幺值由电力系统出口断路器日勺断流容量可知=500MVAX;=100MVA/500MVA=
0.25-3电力系统
5.
3.1查表得日勺线路电抗与/上加,而线路长故LGJ-150=
0.358km,X;=x0昌=
0.35x8Q x]00M=
2.545-42°U
10.5^V2电力变压器
5.
3.3查表得变压器日勺短路电压百分值%%=故
4.5,v*uk%Sd
4.5mMVAA匚X,=-=——X---=
4.53100S1001000^144N5-5式中,为变压器日勺额定容量SN因此绘制短路计算等效电路如图所示5-2图短路计算等效电路5-
25.4k-1点(
10.5kV侧)的计算总电抗标幺值
5.
4.1;;X=X+X=
0.2+
2.54=
2.74乙KT1Z5-6三相短路电流周期分量有效值
5.
4.2其他短路电流
5.
4.3=—^=^^=
2.0MAXs
2.745-7/”⑶=/*==
2.01M5-8婢,⑶5-9=
2.55=
2.55x
2.01ZA=
5.12L4⑶5-10=
1.51/”=L51x
2.0MA=
3.03L4三相短路容量
5.
4.4毗=卢=誓=/
36.5人£攵-1/r乙•
5.5k-2点(
0.4kV侧)的有关计算总电抗标幺值
5.
5.1;5-12;;X k1=x+X+X=
0.2+
2.54+
4.5=
7.24匚二卜=智箸=]公
9.945-13三相短路电流周期分量有效值
5.
5.2其他短路电流
5.
5.3/”⑶=/,=/『
19.94L45-14婢⑶=
1.8=
1.84xl
9.94L4=
36.68L4575/;⑶女=
1.09/”=L09xl994M=
21.73A5-16三相短路容量
5.
5.4⑶Sd100MVAs将计算成°果绘成表格5-17可得表=
13.81MU45-1k-
27.24*2表短路计算成果57三相短路容量三相短路电流KA短路计算/MVA点⑶⑶7/琮⑶/“1k L00k-
12.
012.
012.
015.
123.
0336.50k-
219.
9419.
9419.
9436.
6821.
7313.
81、制定设计方案,确定电源电压、负荷等级及供配电方式
1、确定方案后,绘制各用电设备等布置平面图,绘制高、低压系统图
2、进行设计计算,选择设备容量、整定值、型号、台数等
3、编写设计计算书
4、编制设计阐明书5
四、已知参数,负荷附表1负荷序号负荷名称负荷等级有功负荷无功负荷1锻压车间2800200铸造车间22760180钾焊车间32590190机工车间42650230试验车间52560170压气车间62380120装配车间73420330办公负荷83450240生活负荷93440180同期系数
0.
950.
97.工厂负荷状况本厂工作制为三班制,年最大负荷运用小时小时,日最大负荷25600持续时间为小时,本厂低压动力设备均为三相,额定电压为照明用电器均为单相,24380V额定电压为220V.供电电源状况按照工厂与当地供电部门签订日勺供电协议规定,本厂可由附近两条310KV公共用电源干线供电.系统短路数据干线首端所装设高压断路器断流容量为此断路器配置有定期限过4400MVA电流保护和电流速断保护,定期限过电流保护正定的动作时间为为满足工厂二级负荷规定,可3So采用高压联络线由邻近的单位获得备用电源.电业部门对功率因数规定值工厂最大负荷时勺功率因数不低于5H
0.
90.当地气象地质条件本厂所在地区的年最高气温为七年平均气温为工年最低气温为
6.4020-8匚年最热月平均最高气温为年最热月地下处平均温度为℃年雷暴日数为天,土
300.8m2532o壤性质以砂质粘土为主.本厂与供电部门到达协议,在工厂变电所高压侧计量电能,设专用计量柜,按两部电费只缴5纳电费
五、重要参照资料.供配电工程设计指导,机械工业出版社,翁双安,
12023.现代建筑电气供配电设计技术,中国电力出版社,李英姿等,
220233.・供配电系统设计规范,GB50054-
2023.民用建筑电气设计规范,4GBJGJ_T16-
2023.工业与民用配电设计手册中国电力出版社中国航空工业给画设计院主编52023《工厂供电》刘介才
6.《供配电技术》唐治平
7.指导教师(签字)系主任(签字)同意日期年月日2023116第一章负荷计算及其无功赔偿计算措施首先计算出各车间单组用电设备的计算负荷,再通过取同步系数,运用多组用电设备计算负荷的计算公式计算出整个车间的计算负荷低压侧负荷计算()有功计算负荷(单位为)1KWPc2=Kf/£Pcii=\即:800+760+590+650+560+380+420+450+440*
0.95=
4797.5Pc2=无功计算负荷单位为2kvarnK1EQC2=422Qci1=1即Qc2=200+180+190+230+170+120+330+240+180*
0.97=
1784.8视在计算负荷单位为3kvA=
5118.74Sc2=计算电流单位为4A—Sc/_//-----------=6766Ic=-=高压侧功率因数计算()有功计算负荷(单位为)1KWP CA=Pc2+4P2=
4797.5+
4797.5*
0.015=
4869.46()无功计算负荷(单位为)2kvar=
1784.8+
1784.8*
0.060=
1891.888Q=Q2+AQ2CA CC()视在计算负荷(单位为)3kvA5ci=JQ J+=
5224.07C RJ=
0.932coscp=()功率因数的计算4满足规定最大负荷时功率因数不小于因此不需要无功赔偿
0.90电流计算单位5A=
301.61Id=△UN满足规定最大负荷时功率因数不小于因此不需要无功赔偿
0.90第二章供配电方案选择由负荷计算可以看出,低压侧即侧电流为电流过大,而高压侧即侧,电流380V6766A,10KV为通过对应导线和负荷的考虑给出如下两种供配电选择
301.61A,电压直接引入各个车间,再通过变压和分派直接提供应车间110KV进线通过桥试连接的变压器台,输出端为电压,但由于车间需求的电流很大,210KV2380V因此需要引入多组三相电缆选择方案一,可以尽量防止高电流不好找到对应线缆的问题,但从实际状况来看,这样的方式需要诸多变压器及变配电室还需要诸多的工作人员,不符合实际操作需求选择方案二,重要的问题在于怎样选用电缆的强度,并且需要诸多车间电缆进线但长处在于人员投入少,变压器用量少,易于检修和维护,前期投入较少综合以上状况,本次设计选择方案二如下为方案二中各个车间所需负荷及需求电流日勺状况:2锻压铸造钾焊机工试验压气装配办公生活车间车间车间车间车间车间车间负荷负荷784743590657556379512487453负荷KVA11921203896998831575778740668电流A第三章变压所位位置的选择变压所所址的选择原则变压所所址的选择,应根据如下规定并经技术经济分析比较后确定尽量靠近负荷中心,以减少配电系统的电能损耗,电压损耗和有色金属消耗量1I进出线以便,尤其是要便于架空进出线2靠近电源侧,尤其是工厂日勺总降压变电所和高压配电所3设备运送以便,尤其是要考虑电力变压器和高下压成套配电装辂欧|运送4不应设在有剧烈运动或高温的场所,无法避开时,应有防振和隔热的措5施不适宜设在多尘或有腐蚀性气体的场所,无法远离时,不应设在污染源时下风侧6不应设在厕所、浴室和其他常常积水场所的正下方,且不适宜与上述场所相贴邻7不应设在有爆炸危险环境时正上方或正下方,且不适宜设在有火灾环境时正上方或正8下方当有爆炸或火灾危险环境的建筑物毗连时,应符合现行国标《爆炸和火灾GB50058-1992环境电力装谿设计规范》的规定不应设在地势低洼和有也许积水的场所9J。