泵站自动化课设说明书样本.docx
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1、3目录31 课程设计规定及有关资料3 1.1课程设计目 3 1.2设计原始资料4 1.2.1泵站电气负荷 5 1.2.2当前更新改造初步设计5 51.3设计规定6 1.4设计环节7 1.5绘图和整顿设计阐明书72 主接线设计7 2.1泵站负荷记录8 2.1.1主电动机计算负荷100000 2.1.2站用电负荷记录10 2.1.3选取站变12 2.1.4泵站总计算负荷12 2.2主接线方案比较12 2.2.1主变选取13 2.2.2接线方案设计14 2.2.3方案投资比较15 2.2.4供电导线选取16 2.3主接线方案拟定163 短路电流计算16 3.1分段母线间开关闭合时短路电流计算16 3
2、.1.1画等值电路图,选取短路点17 3.1.2元件参数计算20 3.1.3各短路点短路电流计算20 3.2分段母线间开关断开时短路电流计算20 3.2.1画等值电路图,选取短路点23 3.2.2各短路点短路电流计算234 主电动机起动校验23 4.1电动机起动影响24 4.2电动机起动电压降规定24 4.3起动校验计算255 电气设备选取25 5.1 6kV侧配电设备 5.1.1 6kV侧开关柜2725 5.1.2 6kV侧断路器30 5.1.3电力电缆32 5.1.4 6kV侧母线选取33 5.1.5 6kV侧电压互感器选取36 5.1.6 6kV侧电流互感器选取 5.2高压侧(35kV)
3、配电设备36 5.2.1高压侧架空线 36 5.2.2高压侧断路器37 6 泵站电气主接线图38参照资料 1 课程设计规定及有关资料1.1 课程设计目 通过设计巩固已学知识,培养分析和解决问题能力,初步掌握泵站电气某些设计办法。1.2 设计原始资料1.2.1 原设计八一泵站位于黄梅县八一圩境内,刘佐乡西侧,即湖北省华阳河流域梅济港以南平原湖区,其排区(八一圩)承雨面积132km2,并可通过军圩港、军圩闸与清江口泵站排区(潘兴圩)连通,缓和清江口排区提派能力局限性。图1八一泵站是1977年投产大型泵站。泵站装机6台64ZLB-50型立式轴流泵,总排涝流量为51米3 /秒,配用TDL215/312
4、4型同步电动机6台。TDL215/3124型同步电动机单机额定功率800千瓦,额定电压6千伏,额定电流93安,额定功率因素0.9(超前),额定转速250转/分,电机效率为92%,配用KGLF11-1-300/75型可控硅励磁装置。原供电电源由孔垄变成电站35KV引入,架设23km输电线路,接人站内35kv变电站,站内安装两台3150KVA 35/6.3KV 变压器供六台主机电源,两台160KVA 35/0.4KV变压器和400KVA 6.3/0.4KV变压器供泵站厂用电源;电气主接线为单母线扩大单元接线。两台主变压器高低压侧分别并接于各自母线。站用电源接于6KV母线。1.2.2 当前更新改造初
5、步设计(1)水泵机组选型依照本阶段复核八一泵站扬程,流量等特性参数以及泵站30年运营状况来分析,原64LB-50型水泵最高扬程不够,在泵站最高净扬程8.71 m工况下不能运营。参照类似工程经验(如黄冈市黄州区白潭湖泵站),本次设计中在满足扬程,流量前提下,水泵选型进行优选,选出最适合本泵站泵型。综合考虑,咱们推荐16CJ-70型全调节轴流泵作为八一泵站更新改造泵型。由于16CJ-70型水泵最大轴功率达到859.43KW,因而原电机必要增容。考虑电机1.05到1.1备有系数,拟将电机增容到1000KW。电机选用TDL1000-20/2150型立式同步电动机6台,其重要参数为:额定功率:1000k
6、w额定转速:300r/min额定电压:6000v定子电流:113.7A效率:94%功率因数:0.9(超前)(2) 供电系统改造依照泵站设计规范(GB/T50265-97),八一泵站更新改造电气工程重要有: 供电电压:供电电压保持现35KV电压级别不变; 输电线路:采用35KV专用直配输电线路供电; 变电站;设专用变电站,采用站、变合一供电管理模式;(3)站用电负荷记录站用负荷,重要是为排水服务各辅机设备负荷。涉及站区生产生活等用电负荷。全站用电负荷记录见表1.1。站用电负荷登记表1.1序号项目数量单位容量总容量运营期间也许最大负荷备注1励磁装置6台15kw60kw60.0kw2轴流通风机18台
7、4kw72kw48.0kw3整流电源1套15KVA15KVA5.0KVA4行车1套21+7.5+432.5kw05供水泵2台15kw30kw15.0kw6排水泵2台11kw22kw11.0kw7空压机1台7.5kw7.5kw7.5kw8真空泵1台37kw74kw37.0kw9检修闸门起吊装置1套17kw17kw010清污机1套30kw30kw30.0kw11拍门起吊装置6套5.533kw3.0kw12修理车间30kw20.0kw13油系统1套10.4kw7.0kw14泵房照明6kw5.5kw15通风采暖15kw10.0kw16电气实验5kw3.0kw17拦污栅起吊1套17kw17kw018电动
8、机负载共计374.9kw178.5kw19总计506.4kw262.0kw1.3 设计规定1.依照关于资料进行泵站电气某些(含变电所)初步设计。2.设计应符合国家经济建设制定各项方针政策、规范等规定。3.在满足供电可靠性、运营灵活前提下,力求技术先进,节约投资和运营费用。4.优先采用新技术和指定先进设备及材料。1.4 设计环节(一)熟悉资料,拟定设计参数1.主机组关于技术参数。2.辅机及其他装备名称、数量、用电安装容量和工作方式。3.供电电源电压、供电方式(架空线还是电缆、专用线还是公用线),供电电源线路回路、长度以及进入泵站方向。4.电力系统短路数据或供电电源线路首端断路器断流容量。5.本地
9、气象、地质资料。(二)电气主接线设计1.泵站电气负荷涉及主电动机计算负荷和站用电计算负荷。2.拟定主变压器型式、台数和容量。3.拟定主接线方案,并进行经济技术比较。4.绘出电气主接线图,图中应标出各电器元件重要技术参数。(三)短路电流计算1.作出计算电路图和等值电路图。2.依照已给数据和已知条件计算系统短路电流,并列出短路计算表。(四)泵站电气设备选取及校核1.熟悉电气设备选取普通规定。2.电器设备选取 需选取重要电气设备涉及断路器、隔离开关、高压熔断器、母线、电流互感器、电压互感器。选用屋内成套配电装置应同步选定开关柜种类及方案编号。(1)型式选取 依照电气设备用途、安装地点、使用条件等状况
10、进行选取,选设备力求技术先进、价格合理,在同一工程应尽量减少同类设备品种。(2)按正常工作电压、电流选取。(3)按短路条件校验 校验时必要对的选取计算短路点和短路计算时间。1.5 绘图和整顿阐明书2 主接线设计2.1 泵站负荷记录2.1.1 主电动机计算负荷对于选用相似型式主电动机泵站,其计算负荷计算公式为: (2-1)式中,全泵站主电动机计算负荷,;主电动机额定功率,;主电动机功率因数;主电动机效率;主电动机负荷系数;同步系数,普通泵站主电动机属于持续运营方式,取=1;配电线路效率,。所选同步电动机TDL1000-20/2150有关参数如下:额定功率额定电流额定转速效率功率因素额定电压100
11、0KW113.7A300r/min94%0.96000V由于本泵站采用同步电动机,满足功率因数规定,因而不需要进行无功功率补偿。由PgPe=859.431000=0.85943,查下表2.1得:=0.86。可算出泵站主电动机计算负荷: Sjs1=KtK1gdcosdPe=160.8610.940.91000=6099.3kW表2.1 主电动机负荷系数Pg/Pe0.810.70.80.60.70.50.6K10.810.740.840.650.770.60.722.1.1 站用电负荷记录按泵站运营实际条件设立站用电设备,其项目及有关参数见下表。表2.2 站用电负荷登记表2.2序号项目数量单位容量
12、总容量运营期间也许最大负荷备注1励磁装置6台15kw60kw60.0kw2轴流通风机18台4kw72kw48.0kw3整流电源1套15KVA15KVA5.0KVA4行车1套21+7.5+432.5kw05供水泵2台15kw30kw15.0kw6排水泵2台11kw22kw11.0kw7空压机1台7.5kw7.5kw7.5kw8真空泵2台37kw74kw37.0kw9检修闸门起吊装置1套17kw17kw010清污机1套30kw30kw30.0kw11拍门起吊装置6套5.533kw3.0kw12修理车间30kw20.0kw13油系统1套10.4kw7.0kw14泵房照明6kw5.5kw15通风采暖1
13、5kw10.0kw16电气实验5kw3.0kw17拦污栅起吊1套17kw17kw018电动机负载共计374.9kw178.5kw19总计506.4kw262.0kw站用电负荷重要是为排水服务各辅助设备负荷,涉及站区生产生活等用电负荷。站用电设备计算负荷由下式求得: (2-2)式中,站用电设备计算负荷,KVA; 站用电动机需要系数,为同步系数,为站用电负荷系数,为配电线路效率(取),为站用电平均功率因数(普通取),为站用电动机平均效率(取d2=0.850.9); 整流设备和照明需要系数,视详细状况而定;整流设备和照明计算负荷,KVA;站用电动机容量之和。 (2-3)式中,经常而持续运营负荷,取经
14、常运营电动机容量之和,即,kW;经常而间断运营负荷,取经常而间断运营电动机容量之和1/2,即,kW;不经常而持续运营负荷,取不经常持续运营电动机容量之和0.35倍,再加上其中三台最大电动机容量之和60%,即,kW;不经常而间断运营负荷,取不经常而间断运营电动机容量之和0.14倍,再加上其中5台最大电动机容量总和40%,即,kW。而依照泵站实际运营状况,取,。由站用电设备使用状况,对各类站用电负荷记录如下表。表2.3 站用电负荷功率记录计算公式计算成果(kW/kVA)P1=60+72+30+30+10.4=202.4Sm=0.96=5.4将上表中详细数据代入站用电负荷计算公式,得=0.8202.
15、4+13.5+106.7+48.7+0.955.4+15=316.42KVA2.1.3 选取站变由计算站变容量,现拟定选用一台站变,接在主电动机电压(6kV)母线上。站变技术参数如下:表2.4 站变技术参数型号额定容量(kVA)额定电压(kV)接法阻抗电压(%)损耗(W)空载电流(%)高压低压空载短路S10-400/1040060.4Y,yn0664049200.952.1.4 泵站总计算负荷泵站变压器功率损耗,涉及有功功率损耗和无功功率损耗。其有功功率大小可按下式计算得出: (2-4)式中,变压器有功功率损耗,;变压器低压侧(总)计算负荷,;变压器额定容量,;变压器空载损耗,;变压器短路损耗
16、,;变压器台数。无功功率由下式计算: (2-5)式中,变压器无功功率损耗,;变压器空载电流与额定电流之比百分数;变压器阻抗电压与额定电压之比百分数。如果在负荷记录时变压器尚未选出,变压器功率损耗可近似地按下式求得 (2-6) (2-7)将主电动机计算负荷、站用电计算负荷以及主变、站变损耗叠加一起,最后求得全泵站计算负荷(详见下表)。记录时,近似地取站用电负荷平均功率因数为0.8,主电动机功率因数取0.9。站变功率损耗按公式(2-4)和(2-5)计算得到。主变功率损耗按式(2-6)和(2-7)计算得出。表2.5 全泵站负荷记录负荷名称平均功率因数计算负荷有功功率无功功率视在功率站用电计算负荷0.
17、8253.1189.9316.421号站变损耗3.7218.82加上1号损耗后站用电损256.82208.726台计算负荷主电动机0.9(超前)5489.37-2658.626099.3主变低压侧负荷5746.19-2449.96246.66主变损耗121.98609.93加上主变损耗计算负荷5868.17-1839.976149.87总计算负荷5868.17-1839.976149.872.2 主接线方案比较2.2.1 主变选取为减少变压器种类和购买以便,本设计中主变压器选取与站变相似SL7系列。主变容量可由下式拟定: (2-8)式中,主变低压侧负荷,之前计算已得出Sjs1=6249.44k
18、VA; 主变额定容量,kVA; 年平均温度修正系数,参照武汉市状况,得。显然,选取2台S10-3150/35或1台S10-6300/35油浸式变压器均能满足规定,这两种主变重要技术参数如下表。表2.6 主变技术参数型号额定容量(kVA)额定电压(kV)接法阻抗电压(%)损耗(W)空载电流(%)高压低压空载短路S10-3150/353150356Yd1174200256001S10-6300/356300356Yd117.57200385000.92.2.2 接线方案设计依照泵站规模、运营方式、重要性等因素,拟定电气主接线应满足接线简朴可靠、操作检修以便、节约投资等规定,故泵站主接线设计方案为:
19、泵站35KV架空线进线一回,35KV侧采用单母线接线,主变压器接于35KV母线。6KV侧采用单母线分段接线,6台主电动机接在该母线上(主电动机较多,低压侧母线分段能较好地保证泵站运营可靠性)。因此选取不同主变压器就相应形成两种设计方案,如下表:表2.7 主接线方案比较方案接入点35KV架空线35KV架空线供电线路长度23km23km主变台数和型号2台S10-3150/351台S10-6300/352.2.3 方案投资比较按投资进行方案比较时,只需估算投资在各方案中不同某些,在本设计中只需比较方案主变投资,涉及初始投资和年运营费用投资。记录如下:表2.8 初始投资比较投资项目及计算公式方案方案主
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