冶金机械厂降压变电所的电气设计.doc
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1、某冶金机械厂降压变电所得电气设计1. 设计资料1.1 工厂总平面图工厂总平面图如图1所示图1 工厂总平面图1.2 工厂负荷情况该厂多数车间为两班制,年最大负荷小时数为4600h,日最大负荷持续时间为6h。该厂除铸造车间、电镀车间与锅炉房属二级负荷处,其余为三级负荷。该厂得负荷统计资料如下表1。表1 工厂各车间负荷情况厂房编号厂房名称负荷类别设备容量(kW)需要系数Kd功率因数costan1铸造车间动力5200、40、71、02照明100、91、002锻压车间动力2400、30、651、17照明100、91、003金工车间动力3900、320、651、12照明100、91、004工具车间动力29
2、00、350、651、33照明100、91、00续表1厂房编号厂房名称负荷类别设备容量(kW)需要系数Kd功率因数costan5电镀车间动力4500、60、800、75照明100、91、006热处理车间动力2600、620、820、82照明100、91、007装配车间动力1700、40、751、02照明100、91、008机修车间动力1000、30、71、17照明50、91、009锅炉车间动力1150、80、81、05照明30、91、0010仓库动力500、40、90、75照明20、91、0011生活区照明4000、81、00、481.3 供电电源情况按照工厂与当地供电部门登定得供用电协议规定
3、,本厂可由附近一条10kV得公用电源干线取得工作电源。该干线得走向参瞧工厂总平面图。该干线得导线牌号为LGT-150(0、36 ),干线首端距离本厂约8km。干线首端所装设得高压断路器断流容量为500MVA。为满足工厂二级负荷得要求,可采用高压联络线由邻近得单位取得备用电源。1.4 气象资料本地区得年最高气温为38,年平均气温为23,年最低气温为-8,年最热月平均气温为33,年最热月平均气温为26,年最热月地下0、8m处平均温度为25。主导风向为东北风,年暴雨日数为20天。1.5 地质水文资料本地区平均海拔500m,地层以砂粘土为主,地下水位为2m。2. 负荷计算与无功功率补偿2.1 负荷计算
4、得目得与方法负荷计算得内容与目得(1)求计算负荷,就是选择确定变压器容量得依据;(2)求计算电流,就是选择缆线与开关设备得依据;(3)求有功计算负荷与无功计算负荷,就是确定静电电容器容量得依据。负荷计算得方法:(1)需要系数法用设备功率乘以需要系数与同时系数,直接求出计算负荷。用于设备数量多,容量差别不大得工程计算,尤其适用于配、变电所与干线得负荷计算。(2)利用系数法采用利用系数求出最大负荷区间内得平均负荷,再考虑设备台数与功率差异得影响,乘以与有效台数有关得最大系数,得出计算负荷。适用于各种范围得负荷计算,但计算过程稍繁。2.2 全厂负荷计算得过程本设计各车间计算负荷采用需要系数法确定。主
5、要计算公式有 有功计算负荷(kW): (2-1)无功计算负荷(kvar): (2-2)视在计算负荷(kVA): (2-3)计算电流(A): (2-4)具体车间计算负荷如附录A表2-1与表2-2所示。从附录I表2、1与表2、2中可知有功计算负荷:无功计算负荷:视在计算负荷:再乘以同时系数 , 此时 功率因素 , 所以要进行无功功率补偿。2.3 无功功率补偿由于本设计中,此需要进行功率补偿。由公式可知: (2-5) 式中, 补偿前得自然平均功率因数对应得正切值。 补偿后得功率因数对应得正切值。采用低压侧集中补偿得方法,为使高压侧功率因数达到0、9,则补偿后得低压功率因数应达到0、92。校正前 校正
6、后 本次设计采用低压无功功率自动补偿屏,无功补偿总容量取650kvar无功补偿后无功负荷为:补偿后得功率因数为: 满足要求补偿后得负荷如附录B表2-3所示。3. 变电所得选择及主变压器得选择3.1 变电所得位置与型式选择按负荷功率矩法确定负荷中心工厂就是10kV以下,变电所得位置应尽量接近工厂得负荷中心,工厂得负荷中心按负荷功率矩法来确定。在工厂得平面图下侧与左侧,分别作一条直角坐标得x轴与y轴,然后测出各车间与宿舍区负荷点得坐标位置,P1,P2,P10分别代表厂房1、2、310号得功率,设定P1, P2,P10并设定P11为生活区得中心负荷,如图3-1所示。图3-1 负荷矩阵法确定负荷中心而
7、工厂得负荷中心得力矩方程,可得负荷中心得坐标: (3-1) (3-2)把各车间得坐标带入上述2个公式,得到x=5、38,y=5、38、由计算结果可知,工厂得负荷中心在1号厂房得东北角。考虑到周围环境与进出线方便,所以变电所设在1号车间得右方。负荷中心位置如图3-2所示 图3-2 负荷中心位置3.2 主变压器得类型、台数与容量得选择(1)考虑到变压器在车间建筑内,故选用10/0、4kV三相干式双绕组电力变压器。变压器采用无载调压方式,分接头,联接组别Dyn11。(2)由于工厂总负荷容量较大,且存在多个二级负荷,对电源得供电可靠性要求较高,宜采用两台变压器,以便当一台变压器发生故障后检修时,另一台
8、变压器能对二级负荷继续供电,故选两台变压器。(3)变压器容量就是根据无功补偿后得计算负荷确定得。补偿后得总计算负荷为,每台变压器得容量,工厂二级负荷为620、109, ,故每台变压器得容量为。4. 变电所主要结线方案得设计在前面选择变压器时选择2台主变压器,且本厂可由附近一条10kV得公用电源干线取得工作电源;为满足工厂二级负荷得要求,可采用高压联络线由邻近得单位取得备用电源。所以采用一用一备得运行方式,故变压器高压侧采用单母线接线,而低压侧采用单母线分段接线。该方案根据当地供电部门得要求,两路电源均设置电能计量柜,且设置在电源进线主开关后。变电所采用直流操作电源,为监视工作电源与备用电源得电
9、压,在母线上与备用进线断路器之前均安装有电压互感器。当工作电源停电且备用电源电压正常时,先断开工作电源进线断路器,然后接通备用电源进线断路器,由备用电源提供所有负荷。备用电源得投入方式可采用手动投入,也可采用自动投入。进线柜与出线柜均采用电缆进线与电缆出线。 结合短路电流计算选择相关器件型号见附录B表4。电气主接线图见附录C图4。5. 短路电流得计算5.1 短路及其原因、后果短路:指供电系统中不同电位得导电部分(各相导体、地线等)之间发生得低阻性短接。短路就是电力系统最常见得一种故障,也就是最严重得一种故障。短路主要原因:电气设备载流部分得绝缘损坏,其次就是人员误操作、鸟兽危害等。 短路后果:
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