電力工程課程設(shè)計匯本報告(終極版)

1、電力工程課程設(shè)計評語：考勤（10）守紀(jì) （10）設(shè)計過程（40）設(shè)計報告（30）小組答辯（10）總成績（100）專業(yè)：電氣工程及其自動化班級：電氣1404姓 名：勇學(xué)號：201209927指導(dǎo)教師：王思華交通大學(xué)自動化與電氣工程學(xué)院2015 年 7 月 17 日某軋鋼廠降壓變電所的電氣設(shè)計1.1設(shè)計依據(jù)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5200h ,日最大負(fù)荷持續(xù)時間為6.5h。該廠除冶煉車間、制坯車間和熱軋車間屬二級負(fù)荷外， 其余均屬三級負(fù)荷。低壓動力設(shè)備均為三相，額定電壓為380V。電氣照明及家用電器均為單相，額定電壓為220V。本廠的負(fù)荷統(tǒng)計資料如表I所示。供電電源

2、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6kV的公用電源干線取得工作電源。該電源干線的走向參看工廠總平面圖。該干線的導(dǎo)線牌號為LGJ-240，導(dǎo)線為等邊三角形排列，線距為1.5m ;干線 首端（即電力系統(tǒng)的饋電變電站）距離本廠約5km。干線首端所裝設(shè)的高壓斷路器 斷流容量為600MVA。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1.5s。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40km，聯(lián)絡(luò)線電纜線路總長度為15km。氣象資料 本廠所在地區(qū)的年最高氣溫為 4

3、0 C,年平均氣溫為25 C,年最 低氣溫為-3 C,年最熱月平均最高氣溫為36 C,年最熱月平均氣溫為29 C,年最 熱月地下0.8m處平均溫度為25 C。當(dāng)?shù)刂鲗?dǎo)風(fēng)向為東風(fēng)，年雷暴日數(shù)為 25。地質(zhì)水文資料 本廠所在地區(qū)平均海拔300m，地層以砂粘土為主；地下水 位為2m。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 20元 /kVA，動力電費為0.3元/kW ，照明（含家電）電費為0.4元/kW h。工廠最大負(fù) 荷時的功率因數(shù)不得低于0.9。表1軋鋼廠負(fù)荷統(tǒng)計資料廠房編號廠房名稱負(fù)荷類別設(shè)備功率/ k

4、W需要系數(shù)Kd功率因數(shù)COS 01原料倉庫動力2100.30.65照明50.61.02燃料車間動力1500.60.80照明50.81.03辦公樓動力450.40.65照明120.71.04冶煉車間動力3600.50.65照明80.91.05制坯車間動力2400.650.80照明80.81.06熱軋車間動力4500.60.80照明150.81.07機(jī)修車間動力2600.350.70照明70.81.08冷軋車間動力3800.50.65照明100.81.09成品倉庫動力800.40.80照明90.81.010生活區(qū)照明2100.650.91.2要完成的容根據(jù)以上所給條件完成該軋鋼廠降壓變電所的設(shè)計，

5、 要求完成各車間負(fù)荷計算 以及全廠負(fù)荷計算和無功計算，完成無功補(bǔ)償，然后針對計算結(jié)果完成主變壓器 容量選擇并設(shè)計變電所主接線圖。計算與分析2.1計算的意義供電系統(tǒng)要能安全可靠地正常運(yùn)行，其中各個元件（包括電力變壓器、開關(guān)設(shè) 備及導(dǎo)線、電纜等）都必須選擇得當(dāng)，除了滿足工作電壓和頻率的要求外，最重 要的就是要滿足負(fù)荷電流的要求。因次，有必要對供電系統(tǒng)中各個環(huán)節(jié)的電力負(fù) 荷進(jìn)行統(tǒng)計計算。通過負(fù)荷計算與無功計算才可以保證在安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì) 性均滿足要求的前提下完成無功補(bǔ)償裝置與主變壓器容量的選擇以及主接線圖的 設(shè)計。計算負(fù)荷是供電設(shè)計計算的基本依據(jù)。計算負(fù)荷確定的是否正確合理，直接影響到電器和導(dǎo)線

6、電纜的選擇是否經(jīng)濟(jì)合理。如果計算負(fù)荷確定的過大，將使 電器和導(dǎo)線電纜選的過大，造成投資和有色金屬的浪費。如果計算負(fù)荷確定的過 小，又將使電器和導(dǎo)線電纜處于過負(fù)荷下運(yùn)行，增加電能損耗，產(chǎn)生過熱，導(dǎo)致 絕緣過早老化甚至燃燒引起火災(zāi)，同樣會造成更大損失。由此可見，正確確定計 算負(fù)荷意義重大。2.2詳細(xì)計算負(fù)荷計算的方法有需要系數(shù)法、利用系數(shù)法及二項式法等幾種。本設(shè)計采用需要系數(shù)法確定。2.2.1單組用電設(shè)備計算負(fù)荷的計算公式a）有功計算負(fù)荷（單位為kW）P30 KdP，Kd為系數(shù)b）無功計算負(fù)荷（單位為kvar）Q30 P30tanc）視在計算負(fù)荷（單位為kVA）P30S30cosd）計算電流（單位

7、為A）I30S30 ，Un為用電設(shè)備的額定電壓（單位為kV）3Un2.2.2多組用電設(shè)備計算負(fù)荷的計算公式a）有功計算負(fù)荷（單位為kW）P0i式中Ri是所有設(shè)備組有功計算負(fù)荷R。之和，K p是有功負(fù)荷同時系數(shù)，可取 0.850.95b）無功計算負(fù)荷（單位為kvar）Q30式中 Q10i是所有設(shè)備無功計算負(fù)荷 Q10之和；K q是無功負(fù)荷同時系數(shù)，可取 0.90.97c）視在計算負(fù)荷（單位為kVA）S30 . P30 qIod）計算電流（單位為A）130 3Un表2負(fù)荷統(tǒng)計表編號名稱類別容量Pe/kWKdcostan計算負(fù)荷P30/kWQ 30 /kvarS30/kVAI30/A1原 料 倉 庫

8、動力2100.30.651.1763.0073.71照明50.610.003.000.00小計66.0073.7198.94150.322燃 料 車 間動力1500.60.80.7590.0067.50照明50.810.004.000.00小計94.0067.50115.72175.833辦公樓動力450.40.651.1718.0021.06照明120.710.008.400.00小計26.4021.0633.7751.294冶 煉 車 間動力3600.50.651.17180.00210.60照明80.910.007.200.00小計187.20210.60281.77428.115制 坯

9、 車 間動力2400.650.80.75156.00117.00照明80.810.006.400.00小計162.40117.00200.16304.116執(zhí)八、軋 車 間動力4500.60.80.75270.00202.50照明150.810.0012.000.00小計282.00202.50347.17527.487機(jī) 修 車 間動力2600.350.71.0291.0092.82照明70.810.005.600.00小計96.6092.82133.97203.548冷動力3800.50.651.17190.00222.3軋車間照明100.810.008.000.00小計198.00222

10、.3297.70452.39成 品 倉 庫動力800.40.80.7532.0024.00照明90.810.007.200.00小計39.2024.0045.9669.8310生活區(qū)照明2100.650.90.48136.5065.28151.31229.89總計動力21751090.001031.49照明289198.3065.28總計24641288.301097.77K p=0.8K q=0.850.741030.64932.251389.722111.46223無功計算與無功補(bǔ)償無功功率的補(bǔ)償裝置主要有同步補(bǔ)償機(jī)和靜電電容器兩種。由于同步補(bǔ)償器容量較小，其單位kvar的造價越高，即使容量很大的同步補(bǔ)償器也遠(yuǎn)較靜電電容器 昂貴，加上其容量組成不靈活，運(yùn)行維護(hù)也比較復(fù)雜，故在供電系統(tǒng)中應(yīng)用靜電 電容器最為普遍。由上表可知，該廠380V側(cè)最大負(fù)荷時的功率因數(shù)只有 0.74。而供電部門要求 該廠6kV進(jìn)線側(cè)最大負(fù)荷時功率因數(shù)不低于0.9?？紤]到主變壓器的無功損耗元大于有功損耗，因此380V側(cè)最大負(fù)荷時功率因數(shù)應(yīng)稍大于0.9，暫取0.92來計算380V側(cè)所需無功功率補(bǔ)償容量：Qc=P30(tan i - tan 2)=1