KV变电所一次系统设计 .docx
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1、精品名师归纳总结封面可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结作者: PanHongliang仅供个人学习1 前言1.1 毕业设计背景随着工业自动化的进一步的深化, 工业生产过程自动化的要求, 合理、经济和运行牢靠的供配电设计已成为工业生产和电力系统的一个重要课题. 工厂供电 , 就是指工厂所需电能的供应和支配 , 亦称工厂配电 . 众所周知 , 电能是现代工业生产的主要能源和动力. 电能既易于由其它形式的能量转换而来, 又易于转换为其它形式的能量以供应用。电能的输送和支配既简可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结单经济 , 又便于把握、调剂和测量, 有利于实现生产过程自动化.
2、 因此 , 电能在现代工业生产及整个国民经济生活中应用极为广泛.1.2 毕业设计意义在工厂里 , 电能虽然是工业生产的主要能源和动力, 但是它在产品成本中所占的比重一般很小(除电化工业外). 电能在工业生产中的重要性, 并不在于它在产品成本中或投资总额中所占的比重多少 , 而在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量, 提高产品质量 , 提高劳动生产率 , 降低生产成本 , 减轻工人的劳动强度, 改善工人的劳动条件, 有利于实现生产过程自动化 . 从另一方面来说 , 假如工厂的电能供应突然中断, 就对工业生产可能造成严肃的后果.其中包括严肃的经济缺失和人的生命财产安全.因此 , 做好工厂供电工
3、作对于进展工业生产, 实现工业现代化, 具有特殊重要的意义. 由于能源节约是工厂供电工作的一个重要方面, 而能源节约对于国家经济建设具有特殊重要的战略意义 , 因此做好工厂供电工作, 对于节约能源、支援国家经济建设, 也具有重大的作用.1.3 设计主要内容本设计主要从大致的35kV 变电所一次系统设计动身, 对 35kV 变电所各个车间进行简洁的设计和运算 . 第一 , 对已知的设计原始资料进行分析和舍取, 可以大致的明白变电所的设计要求. 接着 , 对变电所各个车间变电所以及各组设备的负荷进行运算, 统计总负荷和功率因数以及电力系统的损耗 . 同时 , 依据运算负荷选择总降压变电所的主变压器
4、的台数和容量 . 依据设计资料确定电源进线和电力来源 , 进一步可以大致拟定供电系统图 . 再对其进行短路运算 , 选择高压开关柜及相应的校验 . 选择高压进、出线路以及设置需要的继电爱惜 .本设计说明书包括了共 11 章:第 1 章、前言。第 2 章、设计原始资料。第 3 章、负荷统计。第 4 章、总降压变电所主变压器的选择。第 5 章、确定供电系统。第 6 章、短路电流运算。第 7 章、高压设备选择。第 8 章、高压线路选择。第 9 章、继电爱惜设置。第 10章、防雷与接的设计。第 11 章、结论 .本说明书在编写过程中 , 参考了许多相关的教材和专著 , 在此向全部作者表示真诚的谢意!由
5、于说明书编写时间和资料范畴有限, 说明书中难免有错漏之处, 敬请老师指正 .2 设计原始资料2.1 工厂简况本厂是为冶金系统的矿山、冶炼和轧钢行业生产各种机电设备和配件的企业. 工厂共有铸钢车间、铸铁车间、锻造车间、铆焊车间、模型车间、机加车间、变压器修造车间、电气装配车间等生产车间 , 此外仍有砂库、变压站、1 号,2 号水泵房、锅炉房、综合楼、污水提升站、料场、仓库等帮忙部门. 工厂拟设立总降压变电所一座, 车间变电所七个 .2.2 设计的基础资料工厂负荷中除了380V 的低压负荷以外 , 仍有 10kV 的高压负荷 , 全厂各车间的负荷情形见表2-1.表 2-1工厂各车间负荷统计表序 号
6、 车间或用电单位名称设备容量 /KW需用系数 K cos tan 运算负荷I /A备注P / kw Q / kvarS / kV.ANo.1 变电所1铸钢车间20000.40.651.17No.2 变电所可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1铸铁车间10000.40.71.022砂库1100.70.61.333小计No.31变电所铆焊车间12000.30.451.9821 号水泵房280.750.80.753小计No.4变电所1空压站 3900.850.750.882锻造车间3200.30.551.523模型车间1920.350.61.334料场350.280.61.335综合楼
7、300.9106厂区照明200.9107小计续表2-1工厂各车间负荷统计表No.5变电所1锅炉房 3000.750.80.7522 号水泵房280.750.80.753仓库880.30.651.174污水提升站140.650.80.755小计No.6变电所1变压器修造车间6800.350.651.17No.7 变电所1电气装配车间3500.30.71.02各车间高压负荷( 10kV)1电弧炉 2 125 0.90.870.57No.12共频炉 2 300 0.80.90.48No.33空压机 2 250 0.850.850.62No.44试验变压器2 100 0.35No.60.80.752.
8、2.1布置图全厂的总平面图见图2-1.图 2-1全厂的总平面图2.2.2 工厂负荷性质工厂实行三班制生产 , 年最大负荷利用小时数为5800h, 整个工厂属于二级负荷 .2.2.3 供用电协议和当的供电部门签订的供用电协议内容如下:1) 电业局从本的区某电力系统变电所的35KV 母线上 , 引出两回线 , 接受双回架空线路向工厂供电 , 其中一回作为工作电源, 另一回作为备用电源, 未经电力系统调度同意, 两回电源不能并列影响 , 该变电所在工厂的东北方向, 距工厂 8km.电力系统变电所和工厂总降压变电所的连会见图 2-2.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结图 2-2电力系统变
9、电所和工厂总降压变电所的连接图2) 电力系统变电所35kV 母线上的短路数据如下:在最大运行方式下电力系统变电所35kV 母线上的短路容量为S =200MV.A。 在最小运行方式下电力系统变电所35kV 母线上的短路容量为S =175MV.A.3) 电力系统变电所35kV 出线上的定时限过流爱惜的动作时间为2s. 即工厂总降压变电所的过流爱惜的动作时间不得大于1.5s.4) 电业局要求工厂在高压侧进行用电计量, 并要求工厂在进线侧的功率因数不得低于0.9, 电业局对工厂实行二部电价制, 电费单价为 0.2元/kW.h, 基本电价为每月每千伏安4 元. 其它有关电力建设的附加费用按有关的国家政策
10、执行.2.2.4 气象、水文、的质资料和工厂供电系统设计有关的气象、水文、的质资料为:1 )工厂所在处的年最热月的平均最高温度为30 , 土壤中 0.7 1m 深处的年最热月的平均温度为 20 .2 )年平均雷暴日数为31d.3 )土壤的冻结深度为1.10m.4 )年主导风向为偏南风.5 )厂区的势平整 , 土壤为粘土 , 的下水位在 2.8 5.3m 以上 .3 负荷统计3.1 负荷统计的内容和目的3.1.1 负荷运算的概念运算负荷又称需要负荷或最大负荷 . 运算负荷是一个假想的连续性的负荷 , 其热应与同一时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等 . 在配电设计中 , 通常接受 30 分钟
11、的最大平均负荷作为按发热条件选择电器或导线的依据 .3.1.2 尖峰电流尖峰电流指单台或多台用电设备连续1 秒左右的最大负荷电流. 一般取起动电流的周期重量作为运算电压缺失、电压波动和电压下降以及选择电器和爱惜元件等的依据. 在校验瞬动元件时 , 仍应考虑起动电流的非周期重量.3.1.3 平均负荷平均负荷为一段时间内用电设备所消耗的电能与该段时间之比. 常选用最大负荷班(即有代表性的一昼夜内电能消耗量最多的一个班)的平均负荷, 有时也运算年平均负荷. 平均负荷用来运算最大负荷和电能消耗量.3.2 负荷运算的方法负荷运算的方法有需要系数法、利用系数法等几种. 本设计接受需要系数法确定.主要运算公
12、式有:有功运算负荷:P = K P无功运算负荷: Q = P tg视在运算负荷: S = P /运算电流: I = S / U3.2.1 各用电车间负荷运算NO.4 变电所所供电的部门及相关数据的情形见表3-1.表 3-1 NO.4变电所所供电的部门及相关数据的情形序 号 车间或用电单位名称设备容量 /KW需用系数 K cos tan 运算负荷可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结I /A备注P / kw Q / kvarS / kV.ANo.4 变电所1空压站 3900.850.750.882锻造车间3200.30.551.52续表 3-1 NO.4变电所所供电的部门及相关数据的情
13、形3模型车间1920.350.61.334料场350.280.61.335综合楼 300.9106厂区照明200.9107小计空压站的运算:P =K P =0.85 390kW=331.5kwQ = P tan =331.5kW 0.88=291.72kvar S = P / cos =331.5kw/0.75=442kV.AI = S / U =442kV.A/0.38 =671.57A同理可得锻造车间、模型车间、料场、综合楼、厂区照明的负荷情形.查表取 K =0.9K =0.9P = K P =0.9( 331.5+96+67.2+9.8+27+18) kw =494.55 kwQ = K
14、 Q =0.9( 291.72+145.92+89.38+13.03)kvar=486.05 kvar S = = =693.41 kV.AI = S / U =693.41 kV.A/0.38 =1053.56ANO.4 变电所所供电的部门的负荷统计见表3-2.表 3-2 NO.4变电所负荷统计表序 号 车间或用电单位名称设备容量 /KW需用系数 K cos tan 运算负荷I /A备注P / kw Q / kvarS / kV.ANo.4变电所1空压站 3900.850.750.88331.5291.72 442671.572锻造车间3200.30.551.5296145.92 174.5
15、5 265.213模型车间1920.350.61.3367.289.38112170.174料场350.280.61.339.813.0316.3324.815综合楼 300.9102702741.02续表3-2 NO.4变电所负荷统计表6厂区照明200.9101801827.357小计987494.55 486.05 693.41 1053.56同理可得工厂各车间的负荷情形见表3-3.表 3-3工厂各车间负荷统计表可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结序 号 车间或用电单位名称设备容量 /KW需用系数 Kcos tan 运算负荷I /A备注P / kwQ / kvarS / kV.
16、ANo.1 变电所1铸钢车间20001870.020.40.651.178009361230.77No.2 变电所1铸铁车间10000.40.71.02400408571.43 868.222砂库1100.70.61.3377102.41 128.33 194.983小计1110429.3459.37 628.74 955.30No.3 1变电所铆焊车间12000.30.451.98360712.88001215.5121 号水泵房280.750.80.752115.7526.2539.883小计1228342.9655.70 739.95 1124.27No.4 变电所1空压站 3900.8
17、50.750.88331.5291.72 442671.572锻造车间3200.30.551.5296145.92 174.55 265.213模型车间1920.350.61.3367.289.38112170.174料场350.280.61.339.813.0316.3324.815综合楼 300.9102702741.026厂区照明200.9101801827.357小计987494.55 486.05 693.41 1053.56No.5变电所1锅炉房 3000.750.80.75225168.75 281.25 427.3322 号水泵房280.750.80.752115.7526.2
18、539.88续表3-3工厂各车间负荷统计表3仓库880.30.651.1726.430.8940.6261.724污水提升站140.650.80.759.16.8311.3817.295小计430253.35 200322.78 490.43No.6 变电所1变压器修造车间6800.350.651.17238278.46 366.15556.32No.7 变电所1电气装配车间3500.30.71.02105107.1150227.91各车间高压负荷( 10kV)1电弧炉 2 125 0.90.870.57225128.25 258.62 14.93No.12共频炉2 300 0.80.90.4
19、8480230.43空压机2 250 0.850.850.62425263.54试验变压器2 100 0.350.80.7570No.6533.33 30.79No.350028.87No.452.587.55.05可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结3.2.2 各个车间功率补偿的运算和变压器的损耗运算图 3-1 NO.4变电所的草图如图 3-1 NO.4变电所的草图所示:已知: A 点的运算负荷: P =494.55kw Q =486.05kvar S =693.41kV.A I =1053.56Acos=0.713补偿容量 Q =494.55 tan (arccos0.713)
20、 -tan ( arccos0.9) =246.83kvar初选 BSMJ0.4-25-3 型自愈式并联电容器 , 每组容量 q =25kvar n= Q / q =246.83kvar/25kvar=10组补偿后 A 点: P =494.55kw Q =236.05kvar S =548kV.A由于 S =548kV.A, 所以变压器应选 S -630/10 Dyn11即 S =630kV.A所以变压器的损耗P =1.3kw P =5.8kw I %=3.0 U %=4.5P = P + P ( S / S) =1.3+5.8( 548/630 ) =5.69kwQ = S I %/100+
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