纺织厂降压变电所电气设计-毕业论文.doc
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1、毕业设计某纺织厂降压变电所电气毕业设计毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名: 日 期: 指导教师签名: 日期: 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校
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3、参看图一)2.工厂生产任务,规模及产品规格本厂生产化纤产品,年生产能力为2300000米,其中厚织物占50%,中织物占30%,薄织物占20%。全部产品中以腈纶为主体的混合物占60%,以涤纶为主体的混合物占40%。3. 工厂负荷情况 本厂的供电除二级负荷(制条车间,纺纱车间,锅炉房)外,均为三级负荷,统计资料如表所示 工厂负荷统计资料(1-1)厂房编号厂房名称负荷类别设备容量/kw需要系数功率因数1制条车间动力3400.80.80照明70.81.02纺纱车间动力3400.80.80照明70.81.03锻工车间动力370.20.65照明60.81.04机修车间动力2960.30.5照明60.81.
4、05仓库动力38.030.6照明30.81.06织造车间动力5250.80.8照明80.81.07染整车间动力4900.80.8照明80.81.08锅炉房动力1510.750.8照明20.81.09电修车间动力2500.30.65照明40.81.010生活区照明3500.70.90 .供电电源请况:按与供电局协议,公司可由附近一条10kv的公用电源干线取得工作电源。该干线的走向参看工厂总平面图。该干线的导线牌号为LGJ-150,导线为等边三角形排列,线距了2m;干线首端所装设的高压断路器断流容量为500MVA。此断路器配备有定时限过电流保护和电流速断保护,定时限电流保护整定的动作时间为1.7s
5、。为满足工厂二级负荷的要求,可采用高压联络线由邻近的单位取得备用电源。已知与本厂高压侧有电气联系的架空线路总长度为80km,电缆线路总长度为25Km。.电费制度:按两部制电费计算。变压安装容量每为18元/月,动力电费为0.20元/,照明电费为0.50元/此外电力用户按新装变压器容量计算,一次性地向供电部门交纳供电贴费:6-10KV为800元/KVA。.工厂最大负荷时功率因数不小于0.9。.气象资料:本厂地区最高温度为38度,最热月平均最高气温为30度。地质水文资料:本厂地区海拔,底层以杀粘土为主,地下水位为。二 负荷计算和无功功率补偿 XX纺织厂负荷计算表(2-1)厂房编号厂房名称负荷类别设备
6、容量/kw需要系数功率因数cosQtanQ计算负荷P/kwQ/kwS/KVAI/A1制条车间动力3400.80.800.75272204照明70.81.005.60小计347277.6204344.55232纺纱车间动力3400.80.800.75272204照明70.81.005.60小计347277.6204344.55233锻工车间动力370.20.651.177.48.7照明60.81.004.80小计4312.28.71522.84机修车间动力2960.30.51.7388.8153.6照明60.81.004.80小计30293.6153.61802735仓库动力38.030.61.
7、3311.415.2照明30.81.002.40小计4113.815.220.5316织造车间动力5250.80.80.75420315照明80.81.006.40小计533426.43155308057染整车间动力4900.80.80.75392294照明80.81.006.40小计498398.42944957528锅炉房动力1510.750.80.75113.384.9照明20.81.001.60小计153114.984.9142.82179电修车间动力2500.30.651.177587.8照明40.81.003.20小计25478.287.811817910生活区照明3500.70.
8、90.48245117.627241311总计380V侧动力24671692.71367.2照明401计入K=0.8K=0.850.761354.21162.117842711无功功率补偿 由上表(2-1)可知,该厂380v侧最大负荷时的功率因数只有0.76,而供电部门要求该厂10KV进线侧最大负荷不应低于0.90。考虑到主变压器的无功损耗远大于有功损耗,因此380V侧最大负荷时功率因数应稍大于0.90,暂时取0.92来计算380V侧所需无功功率补偿容量:Qc = Pm (tan&1 - tan&2) = 1354.2tan(arccos0.76) tan(arccos0.92)kvar =
9、581kvar根据相关资料,并参照图选择PGJ1型低压自动补偿屏*并联电容器为BW0.4-14-3型,采用方案1(主屏)和方案3(辅屏)6台相组合,总共容量为84*7=588kvar。因此无功功率补偿后工厂380V侧和10KV侧的负荷计算如下表(2-2)所示。 (每步投入14kvar)项目cosQP/kwQ/kwS/KVAI/A380v侧补偿前负荷0.761354.21162.117842711380V侧无功补偿容量-588380V侧补偿后负荷0.921354.2574.114702235主变压器功率损耗0.015*S=220.06*S=8810KV侧负荷总计0.901376.2662.315
10、2788 由于无功功率的补偿可以知道,Q补后 =Q30-Q补偿,而低压侧补偿后的容量由上式可以计算得 Q补偿后=1162.1-588=574.1KW 而主变压器的有功功率损耗计算由公式(新型低损耗配电变压器按此公式计算) 无功功率损耗由公式计算 三 变配电所及主变压器的选择变电所位置和型式的选择 变电所的位置应尽量接近工厂的负荷中心。工厂的负荷中心按功率矩法来确定,计算公式根据参考书毕业指导,见下 在工厂平面图的下边和左侧,任作一直角坐标的x轴和y轴,测出各车间和宿舍区负荷点的坐标位置,例如P1(x1,y1),P2(x2,y2)等。而工厂的负荷中心设在P(x,y), P为P1+P2+P3+=
11、。因此,仿照力学中计算重心的力矩方程,可得负荷中心的坐标: (3-1) (3-2)参照工厂平面图,制作坐标,确定坐标位置,如表3-1。 7 6 *(3.3,6.1) 机修5 *(1,4.5) *(3.3,4.5) *(7.4,4.5)4 制条 仓库 锅炉房3 *(1,2.9) *(3.3,2.9) *(6.7,3) 纺纱 织造 电修2 1 *(1,1.2) *(3.3,1.2) 锻工 染整0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 表3-1从上图带入数据进行计算: = 3 = 3 根据计算,工厂的负荷中心在6(织造车间)号厂房东北侧,既在5(仓库)号和6号厂房之间。考虑到方便进线及周围环境情况,决
12、定在5号厂房(仓库)东南侧紧靠厂房修建工厂车间变电所,其型式为附设式。(二):变电所主变压器和主结线方案的选择(参考资料供电工程) 1:装一台主变压器的变电所 主变压器容量应不小于总的计算负荷S,即 (3-3) 2:装有两台主变压器的变电所 每台主变压器容量不应小于总的计算负荷S的60%,最好为负荷的70%左右,即 (3-4)同时每台主变压器容量不应小于全部一、二级负荷之和,即 (3-5)3:主变压器单台容量上限 单台配电变压器(低压为0.4V)的容量一般不宜大于1250kva。当用电设备容量较大、负荷集中且运行合理时,亦可选用较大容量(例如1600-2000kva)的配电变压器。 针对本厂的
13、负荷性质和电源情况,工厂变电所的主要变压器可有下列两种方案: 方案一:选用一台主变压器 型式采用S9(S9-S:油浸式变压器 9:设计代号;) 选用,即选一台S9-1600/10型低损耗配电压器。至于工厂二级负荷的备用电源,由邻近的工厂相联的高压联络线来承担。 方案二:装设两台主变压器 型式同上,每台的容量根据式(3-4)和(3-5)选择,即 而且 因此选择两台S9-1000/10型低损耗配电压器。工厂二级负荷的备用电源同方案一。主变压器的联结组别均采用Yyn0。变电所主要结线方案的选择 按上面考虑的两种主变压器的方案可设计两种主结线方案:装设一台主变压器的主结线方案 见设计附图1;装设两台主
14、变压器的主结线方案 见设计附图2;两种主结线方案的技术经济比较见表3-2 表3-2比较项目装设一台主变的方案装设两台主变的方案技术指标供电安全性满足要求满足要求供电可靠性基本满足要求满足要求供电质量由于一台主变,电压损耗较大由于两台主变并列,电压损耗略小灵活方便性只有一台主变,灵活性稍差由于有两台主变,灵活性较好扩建适应性稍差一些更好一些经济指标电力变压器的综合投资额查表得S9-1600单价为15.18万元,但变压器综合投资为其单价2倍,因此其综合投资为15.18*2=30.36万元查表得S9-1000单价为10.76万元,其综合投资为4*10.76=43.04万元,比一台多投资12.68万元
15、高压开关柜(含计算柜)的综合投资额查表得GG-1A(F)型柜按每台3.5万元计,其综合投资为单价1.5倍,因此综合投资为4*1.5*3.5=21万元本方案采用了6台GG-1A(F)柜,总投资为6*1.5*3.5=31.5万元,比一台多投资10.5万元电力变压器和高压开关柜的年运行费参照资料计算,主变和高压开关柜的折旧和维修管理费每年为5.335万元(其余略)主变压器和高开关柜的折旧率和维修管理费每年为6.599万元,比一台多投资1.264万元交供电部门的一次性供电补贴按800元/kva计,贴费为1600*0.08=128万元按800元/kva计,贴费为1000*0.08*2=160万元 备注:
16、以上数据均由参考工厂供电设计指导查表得。从上表可以看出,按技术指标,装设两台主变的主接线方案略优于装设一台主变方案,但是从经济指标看,装设一台主变方案远远优于装设两台主变方案,因此决定采用装设一台主变的方案四 短路电流的计算一:绘制计算电路(图4-1) 图4-1 短路计算电路二:确定基准值 设Sd=1600MVA ,Ud=Uc,即高压侧Ud1=10.5kv,低压侧Ud2=0.4kv,则 三:计算短路电路中各元件的电抗标幺值(公式参考工厂供电)(1) 电力系统 (2) 架空线路 参考架空线路设计,查表得LGJ-150的x。= 0.36/km,而线路长8km,故 (2) 电力变压器 参考工厂供电设
17、计指导,查表得,故因此绘等效电路,如果4-2 图4-2 等效电路四:计算k-1点(10.5kv侧)的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量(1) 总电抗标幺值(2) 三相短路电流周期分量有效值(3) 其他短路电流(4) 三相短路容量 五:计算k-2点(0.4kV侧)的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量(1)总电抗标幺值 (2)三相短路电流周期分量有效值(3)其他短路电流(4) 三相短路容量以上计算结果综合如表4-1短路计算点三相短路电路/kA三相短路容量/MVAk-11.961.961.965.02.9635.7k-225.725.725.747.2827.517.9 五 变电所一次设备的
18、选择校验一:10KV侧一次设备的选择校验 本设计中,选择的是一号主接线方案,故将选择的高压开关柜按进线顺序编号。开关柜编号开关柜接线编号NO.101GG-1A(J)-03NO.102GG-1A(F)-54NO.103GG-1A(F)-07NO.104GG-1A(F)-07(备用电源) 首先对于高压断路器的选择,在NO.103和NO.104开关柜中,装设真空断路器的柜价约比少油断路器的柜价高出一万元。但考虑到现在市面上,少油断路器基本已被淘汰,室内广泛使用真空断路器,考虑到维护以及更换,本设计中使用真空断路器。此设计中,进线的计算电流为88A,配电所母线的三相短路电流周期分量有效值,继电保护的动
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