毕业设计（论文）--东方厂高压电器线路设计 14页

目录摘要、关键词………………………………………………………………2第一章工厂供配电的意义和要求……………………………………2第二章全厂负荷计算及功率因素补偿………………………………32.1负荷计算的内容和目的…………………………………………32.2各用电车间负荷计算结果………………………………………32.3补偿电容个数的确定……………………………………………42.4补偿后功率因数的计算…………………………………………4第三章高压一次主接线图及高压柜安装图的设计………………53.1变压器台数的选择………………………………………………53.2高压一次主接线图………………………………………………63.3所需高压主要材料表……………………………………………73.4高压柜平面安装图………………………………………………7第四章变压器的继电器保护………………………………………74.1设计内容…………………………………………………………74.2变压器的继电器保护……………………………………………84.3保护整定值计算…………………………………………………10小结……………………………………………………………………13参考文献………………………………………………………………13致谢……………………………………………………………………1414 东方厂高压电气主线路设计作者：许飞【摘要】：该厂变、配电所是工厂供配电系统的核心，在工厂中占有特别重要的地位。本设计通过史为婷同学计算出工厂各车间的计算负荷，我计算出人工无功补偿功率来确定工厂的无功补偿电力电容,以及确定变压器的台数。变压器是供电系统中的重要电器元件,我根据其容量的大小和重要程度来决定保护的形式。选择性能良好，动作可靠的保护装置，确保变压器的正常运行。根据长期的运行经验和有关规定。对于高压侧为10KV的车间变电所主要变压器装几种保护装置如：带时限的过电流保护装置，电流速断的保护装置，瓦斯保护装置，过负荷保护装置，温度保护装置。我根据高压一次图所需元件确定了5个高压柜，并画出来高压柜的安装图。配电装置图是一种简化了得机械装置图，在现场施工运行维护中有相当重要的作用。【关键词】：计算负荷功率因数无功补偿继电器保护第一章工厂配电的意义一、工厂供电，就是指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂配电。二、在工厂里，电能虽然是工业生产的主要能源和动力，但是在工业生产中的重要性，并不在于它在产品成本中或投资总额中所占的比重多少，而在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产成本，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。从另一方面来说，如果工厂的电能供应突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果。工厂供电工作要很好地为工业生产服务，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并做好节能工作，就必须达到以下基本要求：　　（1）安全在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。（2）可靠应满足电能用户对供电可靠性的要求。　　（3）优质应满足电能用户对电压和频率等质量的要求。　　（4）经济供电系统的投资要少，运行费用要低，并尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗量。此外，在供电工作中，应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，既要照顾局部的当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应发展。14 第二章全厂负荷计算及功率补偿2.1负荷计算的内容和目的计算负荷又称需要负荷或最大负荷。计算负荷是一个假象的持续性的负荷，其热效应与同一时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。在配电所设计中，通常采用30分钟的最大平均负荷作为按发热条件选择电气或导体的依据。平均负荷为一段时间内用电设备所消耗的电能与该段时间之比。常选用最大负荷班（即有代表性的一昼夜内电能消耗量最多的一个班）的平均负荷，有事也计算年平均负荷。平均负荷用来计算最大负荷和电能消耗量。2.2各用电车间负荷计算结果如下表：序号车间名称设备容量（KW）P30(KW)Q30(kvar)S30(KVA)I30(A)1生活照明504004060.82厂区照明353503553.23水泵电机129103.277.4129196.04一车间电动机748598.4448.87481136.45二车间电动机297.5238178.5297.5452.06三车间电动机420336252420638.17三车间电炉225157.50157.5239.38维修车间电动机4.53.62.74.56.39维修车间电焊机60.521.156.860.692.110维修车间行吊355.39.110.516.011合计2004.51538.11025.31902.62890.2根据史为婷同学提供的各车间的计算负荷计算全厂的计算负荷：由于此工厂是24小时连续不断的工作，所以取同时系数K=0.85根据前面同学计算的负荷值14 总的有功计算负荷：P30=P30i•K=1538.1×0.85=1307.4kW：总的无功计算负荷：Q30=K•Q30i=0.85×1902.6=1617.2kvar总的视在计算负荷：S30==2079.6kVA总的计算电流：I30=S30/UN=2079.6/（×0.38）=3159.5A根据前面同学的结果计算出自然功率因数cosφ=P30/S30=1307.4/2079.6即cosφ10.63无功补偿容量。按相关规定，补偿后变电所高压侧的功率因数不应低于0.9，即COS≧0.9。在变压器低压侧进行补偿时，因为考虑到变压器的无功功率损耗远大于有功功率损耗，所以低压侧补偿后的低压侧功率因数应略高于0.9.这里取cosφ=0.92。因此，低压侧需要装设并联电容器容量为：Qc=1307.4×(tanarccos0.63-tanarccos0.92)kvar=1056kvar2.3补偿电容的个数确定在确定了总的补偿容量Qc后，还应选择补偿电容器的单台容量qc和电容器的数量n。在选择了移相电容器的单个容量qc后，根据公式确定电容器的个数。n=Qc/qcn=1056/2150.3由上式计算求出的电容器个数n，对于单相电容器，应取为3的倍数，一边三相平均分配安装，这里取电容器的个数为52因此，采用低压600V电力电容补偿，三相电容器的容量是21Kvar，52个。无功补偿值电容柜5个，其中一个柜子装12只电容。2.4补偿后功率因素的计算补偿后，变电所低压侧的视在计算负荷为：=kVA=1409kVA因此，无功功率补偿后的主变压器的容量可选为1600kVA。⑴补偿后变压器的功率损耗为：△P≈0.015=0.015×1409kVA=21.1kW△≈0.06=0.06×1409kvar=84.5kvar14 ⑵补偿后高压侧的计算负荷为：=1307.4kW+21.1kW=1329kW=(1617.2－21×52)kvar+84.5kvar=610kvar=kVA=1462kVA变压器低压侧电流==2110A变压器高压侧电流==80.4A⑶补偿后工厂的功率因数为：=1329/1462=0.909>0.9满足相关规定的要求。因此，选1600KVA的变压器满足设计要求。第三章高压一次主接线图及高压柜的安装图的设计3.1变压器台数的选择本颜料厂是24不间断连续生产，属于二级负荷。所以采用两台变压器，一台为主变压器，另一台作为备用变压器。3.2高压一次主接线图14 3.314 所需高压主要材料表序号元件名称规格数量(个)1变压器S9-M-1600/1022断路器ZN10-10Ⅰ33电流互感器100/564电流互感器200/535电压互感器10000/10046熔断器2N1-10/10017三相五芯柱式电压互感器JSJW-1013.4高压柜平面安装图第四章变压器的继电器保护4.1设计内容根据设计任务书的要求，结合国家供电情况，解决对各部门的安全可靠，经济的分配电能问题，其基本内容有：①过流保护14 在供电系统中发生过载或短路时，主要特征是在供电线路上的电流增大。因此必须设置过电流保护装置，对供电线路进行过电流保护。能使保护装置启动的最小电流称为保护装置的动作电流。带时限的过电流保护装置的动作电流应躲过线路正常运行时流经本线路的最大负荷电流，起保护装置的返回也必须躲过线路的最大负荷电流②速断保护带时限的过电流保护有一个明显的缺点，就是越靠近电源短路时，尽管短路电流很大，而保护装置的动作时间却很长，为了克服这一缺点，可以采用电流速断保护装置。电流速断保护实质上是一种瞬间动作的过电流保护。线路中短路电流的大小决定于短路点与电源间的阻抗大小，短路点离电源越远短路电流越小。为了保证前后两级瞬动的电流速断保护的选择性，因此电流速断保护的动作电流应按躲过它所保护线路的末端最大短路电流来整定。因为只有这样整定，才能避免在后一级速断所保护的线路首端发生短路时前一级速断保护误动作的可能性，以保证选择性。③过负荷保护线路的过负荷保护只对可能出现的电缆线路才予以装设，一般延时动作发出信号。4.2变压器的继电器保护根据设计要求及同组同学的设计结果,在变压器高压侧安装过负荷,速断和过流保护装置.以达到对工厂电力变压器的保护和控制的目的图4—1二次电流回路图14 图4—2保护原理图14 图4-3保护接线图4.3保护整定值计算（1）过电流保护装置的整定计算公式：Iop=KrelKw/KreKiIL.max14 式中；Iop-----过电流继电器的动作电流Krel----保护装置的可靠系数，对DL型继电器1.2，对GL型继电器取1.3Kw------保护装置的接线系数，三相式、两相式接线取1，两相差式取Kre-----保护装置的返回系数，对DL型继电器取0.85，对GL型继电器取0.8Ki------电流互感器变比IL.max—线路最大负荷电流，可取（1.5～3）I30计算：根据同组同学的设计计算结果,取得变压器容量为1600KVA.即:1600KVA=U线I线I线=1600KVA//10KVA=92.3A查表取Ki=100/5=20即选用100/5的电流互感器再根据同组同学的设计计算结果,得I30=92.3AIL.max=2I30=292.3=184.6AIop=[1.21/(0.8520)]184.6=13.0A即过电流保护装置的动作电流为13.0A。（1）电流速断保护的整定计算公式：Iqp=（KrelKw/Ki）IK.max式中：Iqp------速断电流IK.max---被保护线路末端短路时得最大短路电流根据上同学计算变压器阻抗值计算：Ik=10.5KV/（3.110-3）=1.96KAIk.max=1.960.86=1.68KAIqp=（KrelKw/Ki）Ik=（1.21/20）1.68103A=0.061.68103100A(Krel取1.2Kw取1)即电流速断保护的动作电流约为100A。（3）变压器的过负荷保护公式：Iop=（1.2～1.3/Ki）I3014 式中：I30为计算电流，动作时间一般取10～15S计算：Iop=1.2/2092.3=5.54A所需主要材料表序号继电器名称规格数量备注1电流继电器DL-106返回系数总是小于1一般取0.82时间继电器JSK30/12延时范围（0.1-30）S动作方式通电延时3信号继电器DX-1134中间继电器JL14-JG1返回系数大于0.614 小结:我做的是东方颜料厂全厂配电所的设计，我加深了对工厂供电知识的理解。作为大学阶段最后一次重要的学习经历，我感觉自己收益匪浅，同时深深的感觉到自己的学习能力在不断提升。这次设计使我对工厂供电有了新的认识，对配电所的设计一无所知到现在的一定程度的掌握，起了非常重要的作用，对杨云辉老师的关心和指导，我们有感于心。不久的以后我们将要走上工作岗位，大学生活将要结束，感到有点舍不得，我们非常珍惜这次做毕业设计的一个月。【参考文献】（1）高晓平《电气安全》[M]机械工业出版社2007（2）陈小虎《工厂供电技术》[M]高等教育出版社2010-05（1）李宗纲，刘玉林等[M]《工厂供电技术》机械工业出版社2002（2）苏文成《工厂供配电技术》[M]机械工业出版社2003-3（3）张莹《工厂供配电技术》[M]电子工业出版社2006-1214 致谢毕业设计的顺利完成，首先我要感谢我的指导老师杨老师，老师渊博的专业知识，严谨的治学态度，精益求精的工作作风，诲人不倦的高尚师德，严以律己、宽以待人的崇高风范，朴实无华、平易近人的人格魅力对我影响深远。不仅使我树立了远大的学术目标、掌握了基本的研究方法，还使我明白了许多待人接物与为人处世的道理。本论文从选题到完成，每一步都是在导师的指导下完成的，倾注了导师大量的心血。在此，谨向导师表示崇高的敬意和衷心的感谢！同时也感谢周围同学朋友的帮助，感谢他们提出宝贵的意见和建议。另外，要感谢在大学期间所有传授我知识的老师们，是你们的悉心教导使我有了良好的专业课知识，这也是我的设计得以完成的基础。毕业设计的完成标志着学生时代的结束，标志着新的人生经历的开始。不久我们将走上工作岗位，这样的学习机会对我们来说已经不多了，我非常重视。再次由衷的感谢我的指导老师杨老师和所有教授过我知识的老师们，向你们说声谢谢。14