化纤毛纺厂总配变电所及高压配电系统设计范本.docx
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1、化纤毛纺厂总配变电所及高压配电系统设计492020年4月19日文档仅供参考目 录1. 绪 论11.1. 工厂供电目的及意义11.2. 本次设计的任务要求11.3. 设计资料21.4. 工厂平面图22. 负荷计算和无功功率补偿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. 无功功率补偿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的选择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
2、所主接线接线方式94.2. 变电所主接线图95. 短路电流计算105.1. 短路电流计算方法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. 变电所一次设备的选择与校验236.1. 一次设备选择与校验的条件与项目236.1.1.正常工作条件选择236.1.2.短路条件校验246.2. 10kV侧一次设备选择与校验256.3. 0.4kV侧一次设备选择与校验267. 变电所进出线选择与校验277.1. 变电所进出线选择条件与校验277.2. 变电所进线选择277.3. 变电所出线选择2
3、88. 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31参考文献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的命脉,为社会主义现代化建设奠定了坚实的基础。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,根据任务书要求,查阅了大量的相关资料文献,结合大学所学的知识,对某化纤毛纺厂配电系统进行总体设计和详细分析说明,包括:负荷计算、无功
4、功率补偿、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与校验、变电所出线选择、变电所二次回路方案选择与继电保护整定、防雷保护与接地装置。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 facto
5、ry substation and high voltage power supply system 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
6、 calculation, reactive power compensation, to 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, li
7、ghtning protection and grounding device.Keywords: Load calculations, short circuit current , relay protection, lightning protection and grounding1. 绪 论1.1. 工厂供电目的及意义电力行业是中国经济建设的基础,其为工业、农业、交通运输及人们的生活提供电能。随着经济的不断发展,对电能的需求量不断增加,同时对供电的安全性、可靠性、灵活性、电能质量等提出了更高的要求。尽管工业生产中电能消耗占产品的比例为5%左右,供电设备在工业投资所占的比重为5%左右。
8、工厂供电能够提高生产效率、降低成本、提高产品的质量,便于实现生产的自动化。可是也存在一定的问题,如果供电中断,那么可能导致重大事故发生、机械设备受损等后果,给工厂及国家带来较大的经济损失。因此,做好工厂供电对于发展工业生产,实现工业现代化,减少事故伤害都有着重要的意义。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的要求,保证安全可靠供电的前提下,尽量的降低投资成本。1.2. 本次设计的任务要求某化纤毛纺厂总配变电所及高压配电系统设计,是依据每个车间的负荷数量以及性质、生产工艺对电能的要求、结合中国的供电状况,设计的内容如下: 1)负荷计算、无功功率补偿2)变
9、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与校验6)变电所进出线的选择与校验7)变电所二次回路方案的选择与继电保护的整定8)防雷保护与接地装置的设计1.3. 设计资料 1)供电电源来自35/10kV区域变电所电源,采用双回路10KV架空线引至工厂,距工厂南0.5km。2)电力系统短路数据,如下表1-1所示。供电系统图,如下图所示。表1-1 10kV母线短路数据运行方式短路数据最大运行方式187MVA最小运行方式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
10、厂的总平均功率因数值不低于0.9。4)工厂负荷性质,本厂车间基本为三班制,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,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布置图2. 负荷计算和无功功率补偿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
11、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幼儿园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、理发室50.84食堂400.750.753022.5单身宿舍5
12、00.840小计1110886631.510883号车间锅炉房1510.750.75113.2584.9水泵房1180.750.7588.566.4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. 无功功率补偿本文在10KV侧进行无功功率补偿。进行无功补偿以后,能够降低10KV侧的视在功率,降低变压器的容量,降低变电所的投资成本。无功补偿容量: (2-11) (2-12)其中,为计算有功功率
13、,为一个电容器容量;为并联电容器个数。本次设计中,变电所10kV侧功率因数为:根据要求,该厂的功率因数值高于0.9,考虑到变压器功率损耗,进行无功功率补偿时,10kV侧补偿后的功率因数应高于0.9,取。10kV侧功率因数升至0.92,10kV侧需并联电容器容量为:取补偿后变电所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:补偿后功率因数:选择补偿电容器型号为BW0.4-35-1,额定容量为35kvar,根据式(2-12)可得并联电容器的数量为:,无功补偿前后计算负荷如下表所示。表2-2 无功补偿前后计算负荷项目功率因数计算负荷补偿前负荷0.771718.514162227128
14、.6无功补偿容量-700补偿后容量0.9231718.57161862107.5变压器功率损耗18.6293.1变电所10kV侧负荷0.9071737.127081916110.63. 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一般中小型工厂,对供电负荷没有特殊要求,因此从电力系统的35kV/10kV变电站直接向车间变电所供电。本次设计的三个变电所均为车间变电所,根据其负荷性质和供电要求,设计时采用一台变压器。3.2. 总降压变电所主变压器容量选择变电所选用1台主变压器容量时,每台变压器的容量SNT 需符合下面的要求:一台变压器独立运行时,符合总计算负荷需要: (3-3
15、)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的选择选取变压器型式为油浸式。主变压器联结组别包括Yyn0、Dyn11、Yd11这三种。其中Yyn0、Dyn11适用于10KV系统。Yd11适用于
16、35kV配电系统。本设计的三个车间变电所均采用Yyn0联结的配电变压器。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式1)有工厂总降压变电所或高压配电所的非独立式变电所其高压侧的开关电器、保护装置和测量仪表等,一般都安装在高压配电线路的首端,即总变配电所的高压配电室内,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,或只装简单的隔离开关、熔断器和避雷器等。2)无工厂总降压变电所和高压配电所的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的降压变电所,
17、其高压侧的开关电器、保护装置和测量仪表等都必须配备齐全,因此一般要设置高压配电室。在变压器容量较小、供电可靠性要求不高的情况下也可不设高压配电室,其高压侧的开关电器就装设在变压器室的墙上或电杆上,在低压侧计量电能;或者高压开关柜就装在低压配电室内,在高压侧计量电能6。100KV侧选用单母线分段接线方式。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. 短路电流计算方法本次设计中采用标幺值法进行短路电流计算。基准容量选取基准电压选取。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
18、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)系统最大运行方式时1)绘制计算电路图5-1 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的,线路长0.5km,故c.电力变压器电抗标幺值:查表得,故短路等效电路如图5-2所示。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
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