化纤毛纺厂总配变电所及高压配电专业系统设计.docx
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1、目 录1. 绪 论11.1. 工厂供电目标及意义11.2. 此次设计任务要求11.3. 设计资料21.4. 工厂平面图22. 负荷计算和无功功率赔偿32.1. 负荷计算32.1.1.需要系数法负荷计算32.1.2.多组用电设备负荷计算42.1.3.各车间负荷计算表42.1.4.全厂负荷计算52.2. 无功功率赔偿53. 变电所参数确定73.1. 总降压变电所主变压器台数选择73.2. 总降压变电所主变压器容量选择73.3. 总降压变电所主变压器选择83.4 总降压变电所位置84. 变电所主接线方案设计94.1. 变电所主接线接线方法94.2. 变电所主接线图95. 短路电流计算105.1. 短
2、路电流计算方法105.2. 短路电流计算115.2.1.1号车间变电所短路电流计算115.2.2.2号车间变电所短路电流计算155.2.3.3号车间变电所短路电流计算196. 变电所一次设备选择和校验236.1. 一次设备选择和校验条件和项目236.1.1.正常工作条件选择236.1.2.短路条件校验246.2. 10kV侧一次设备选择和校验256.3. 0.4kV侧一次设备选择和校验267. 变电所进出线选择和校验277.1. 变电所进出线选择条件和校验277.2. 变电所进线选择277.3. 变电所出线选择288. 变电所继电保护288.1. 变压器过电流保护整定计算288.2. 变压器电
3、流速断保护整定计算298.3. 变电所保护装置299. 变电所防雷接地保护309.1. 防雷保护309.1.1.电力线路防雷保护309.1.2.变电所防雷保护319.2. 接地保护3110. 结论31参考文件32致谢33某化纤毛纺厂总配变电所及高压配电系统设计摘 要:电力行业是中国经济命脉,为社会主义现代化建设奠定了坚实基础。本设计对某化纤毛纺厂总配变电所及高压配电系统进行设计,依据任务书要求,查阅了大量相关资料文件,结合大学所学知识,对某化纤毛纺厂配电系统进行总体设计和具体分析说明,包含:负荷计算、无功功率赔偿、变电所参数确定、变电所主接线方案、短路电流计算、变电所一次设备选择和校验、变电所
4、出线选择、变电所二次回路方案选择和继电保护整定、防雷保护和接地装置。关键字:负荷计算 短路电流 继电保护 防雷和接地Abstract:The power industry is the lifeblood of the economy of our country, and laid a solid foundation for the construction of socialist modernization. The design of a chemical fiber textile factory substation and high voltage power supply s
5、ystem is designed according to the requirements of the task book, referring to related literatures, combining the knowledge of University, the distribution system of a chemical fiber wool plant for the overall design and detailed analysis, including: load calculation, reactive power compensation, to
6、 determine the parameters of substation, substation main wiring scheme, short-circuit current calculation, a substation equipment selection and validation, substation outlet, substation secondary circuit two scheme selection and relay setting and then, lightning protection and grounding device.Keywo
7、rds: Load calculations, short circuit current , relay protection, lightning protection and grounding1. 绪 论1.1. 工厂供电目标及意义电力行业是中国经济建设基础,其为工业、农业、交通运输及大家生活提供电能。伴随经济不停发展,对电能需求量不停增加,同时对供电安全性、可靠性、灵活性、电能质量等提出了更高要求。尽管工业生产中电能消耗占产品百分比为5%左右,供电设备在工业投资所占比重为5%左右。工厂供电能够提升生产效率、降低成本、提升产品质量,便于实现生产自动化。不过也存在一定问题,假如供电中止,
8、那么可能造成重大事故发生、机械设备受损等后果,给工厂及国家带来较大经济损失。所以,做好工厂供电对于发展工业生产,实现工业现代化,降低事故伤害全部有着关键意义。本设计是为某化纤毛纺厂总配变电所及高压配电系统设计,设计过程中在符合工厂生产工艺要求,确保安全可靠供电前提下,尽可能降低投资成本。1.2. 此次设计任务要求某化纤毛纺厂总配变电所及高压配电系统设计,是依据每个车间负荷数量和性质、生产工艺对电能要求、结合中国供电情况,设计内容以下: 1)负荷计算、无功功率赔偿2)变电所参数确定3)变电所主接线方案设计4)短路电流计算5)变电所一次设备选择和校验6)变电所进出线选择和校验7)变电所二次回路方案
9、选择和继电保护整定8)防雷保护和接地装置设计1.3. 设计资料 1)供电电源来自35/10kV区域变电所电源,采取双回路10KV架空线引至工厂,距工厂南0.5km。2)电力系统短路数据,以下表1-1所表示。供电系统图,以下图所表示。表1-1 10kV母线短路数据运行方法短路数据最大运行方法187MVA最小运行方法107MVA图1-1 供电系统图 3)供电部门对工厂技术要求:变电所10kV侧过电流保护整定时间为1.5s,工厂总降压变电所过电流保护整定时间低于1s;该厂总平均功率因数值不低于0.9。4)工厂负荷性质,本厂车间基础为三班制,少数车间为一班或两班制,年最大有功负荷利用小时数为6000,
10、本厂属于二级负荷。1.4. 工厂平面图图1-2 某化纤毛纺厂总平面部署图2. 负荷计算和无功功率赔偿2.1. 负荷计算2.1.1.需要系数法负荷计算1)有功功率: (2-1)其中,。2)无功功率: (2-2)3)视在功率: (2-3)4)计算电流: (2-4)2.1.2.多组用电设备负荷计算总有功功率: (2-5)总无功功率: (2-6),。总视在功率: (2-7)总计算电流: (2-8)2.1.3.各车间负荷计算表表2-1 工厂各车间负荷计算表序号用电设备名称总功率需用 系数 Kxtg计算负荷Pjs(kW)Qjs(kvar)Sjs(kvA)1号车间制条车间3400.80.75272204.0
11、纺纱车间3400.80.75272204.0饮水站860.650.7555.941.93锻工车间370.650.7524.0518.04机修车间2960.31.7388.8153.6幼稚园12.80.61.337.6810.2仓库380.650.7524.718.5小计1149.8745.13650.39892号车间织造车间5250.80.75420315染整车间4900.80.75392294浴室、剪发室50.84食堂400.750.753022.5单身宿舍500.840小计1110886631.510883号车间锅炉房1510.750.75113.2584.9水泵房1180.750.758
12、8.566.4化验室880.750.756649.5油泵房140.750.7510.57.875小计371278.25208.693482.1.4.全厂负荷计算变压器有功损耗: (2-9)变压器无功损耗: (2-10)取,由表2-1可计算得:,。总计算负荷: 2.2. 无功功率赔偿本文在10KV侧进行无功功率赔偿。进行无功赔偿以后,能够降低10KV侧视在功率,降低变压器容量,降低变电所投资成本。无功赔偿容量: (2-11) (2-12)其中,为计算有功功率,为一个电容器容量;为并联电容器个数。此次设计中,变电所10kV侧功率因数为:依据要求,该厂功率因数值高于0.9,考虑到变压器功率损耗,进行
13、无功功率赔偿时,10kV侧赔偿后功率因数应高于0.9,取。10kV侧功率因数升至0.92,10kV侧需并联电容器容量为:取赔偿后变电所10kV侧视在功率为主变压器功率损耗: 变电所高压侧计算负荷:赔偿后功率因数:选择赔偿电容器型号为BW0.4-35-1,额定容量为35kvar,依据式(2-12)可得并联电容器数量为:,无功赔偿前后计算负荷以下表所表示。表2-2 无功赔偿前后计算负荷项目功率因数计算负荷赔偿前负荷0.771718.514162227128.6无功赔偿容量-700赔偿后容量0.9231718.57161862107.5变压器功率损耗18.6293.1变电所10kV侧负荷0.9071
14、737.127081916110.63. 变电所参数确定3.1. 总降压变电所主变压器台数选择该化纤毛纺厂属通常中小型工厂,对供电负荷没有特殊要求,所以从电力系统35kV/10kV变电站直接向车间变电所供电。此次设计三个变电所均为车间变电所,依据其负荷性质和供电要求,设计时采取一台变压器。3.2. 总降压变电所主变压器容量选择变电所选择1台主变压器容量时,每台变压器容量SNT 需符合下面要求:一台变压器独立运行时,符合总计算负荷需要: (3-3)1)1号车间变电所主变压器容量选择由表2-1可知1号变压器视在负荷为989 kV.A,取,即选一台S9-M-1000 10/0.4KV变压器。2)2号
15、车间变电所主变压器容量选择由表2-1可知2号变压器视在负荷为1088kV.A,取,即选一台S9-M-1250 10/0.4KV变压器。3)3号车间变电所主变压器容量选择由表2-1可知3号变压器视在负荷为348kV.A,取 即选一台S9-M-400 10/0.4KV变压器。3.3. 总降压变电所主变压器选择选择变压器型式为油浸式。主变压器联结组别包含Yyn0、Dyn11、Yd11这三种。其中Yyn0、Dyn11适适用于10KV系统。Yd11适适用于35kV配电系统。本设计三个车间变电所均采取Yyn0联结配电变压器。3.4 总降压变电所位置区域变电站车间变电所3车间变电所1工厂总配电所车间变电所2
16、新变电所图3-1 总降压变电所位置4. 变电所主接线方案设计4.1. 变电所主接线接线方法1)有工厂总降压变电所或高压配电所非独立式变电所其高压侧开关电器、保护装置和测量仪表等,通常全部安装在高压配电线路首端,即总变配电所高压配电室内,而车间变电所只设变压器和低压配电室,其高压侧多数不装开关,或只装简单隔离开关、熔断器和避雷器等。2)无工厂总降压变电所和高压配电所独立式变电所工厂内无总变、配电所时,其车间变电所就是工厂降压变电所,其高压侧开关电器、保护装置和测量仪表等全部必需配置齐全,所以通常要设置高压配电室。在变压器容量较小、供电可靠性要求不高情况下也可不设高压配电室,其高压侧开关电器就装设
17、在变压器室墙上或电杆上,在低压侧计量电能;或高压开关柜就装在低压配电室内,在高压侧计量电能6。100KV侧选择单母线分段接线方法。4.2. 变电所主接线图图4-1 电气主接线图5. 短路电流计算5.1. 短路电流计算方法此次设计中采取标幺值法进行短路电流计算。基准容量选择基准电压选择。基准电流: (5-1)基准电抗: (5-2)电力系统电抗标幺值: (5-3)变压器电抗标幺值: (5-4)线路电抗标幺值: (5-5)三相短路电流周期分量有效值标幺值: (5-6)三相短路容量计算: (5-7)5.2. 短路电流计算5.2.1.1号车间变电所短路电流计算(1)系统最大运行方法时1)绘制计算电路图5
18、-1 短路计算电路2)确定基准值 3)计算短路电路各元件电抗标幺值:a.电力系统电抗标幺值:b.架空线电抗标幺值:查表得LGJ-150,线路长0.5km,故c.电力变压器电抗标幺值:查表得,故短路等效电路图5-2所表示。图5-2 等效电路4)k-1点三相短路电流、短路容量a.总电抗标幺值:b.三相短路电流周期分量有效值:c.其它短路电流:d.三相短路容量: 5)k-2点三相短路电流、短路容量a.总电抗标幺值b.三相短路电流周期分量有效值c.其它短路电流d.三相短路容量表5-1短路计算结果短路计算点三相短路电流/kA三相短路容量/MVAk-17.977.977.9720.3212.03144.9
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