工厂10kv总变电所及配电系统设计(共57页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上工厂10kv总变电所及配电系统设计摘 要工厂供电系统就是将电力系统的电能降压再分配电能到各个厂房或车间中去,它由工厂降压变电所,高压配电线路,车间变电所,低压配电线路及用电设备组成。工厂总降压变电所及配电系统设计,是根据各个车间的负荷数量和性质,生产工艺对负荷的要求,以及负荷布局,结合国家供电情况.解决对各部门的安全可靠,经济技术的分配电能问题。其基本内容有以下几方面:进线电压的选择, 变配电所位置的电气设计, 短路电流的计算及继电保护, 电气设备的选择,车间变电所位置和变压器数量、容量的选择, 防雷接地装置设计等。本设计在对化工厂进行供配电调研、论证的基础上,完成了
2、化工厂的负荷计算,无功功率补偿,变配电所位置和型式选择,10KV变配电所主接线设计;还进行了短路电流计算、电气设备的选择与校验。最后对化工厂的变压器进行了保护和供电系统的防雷。关键词:变电所,负荷,短路电流,电力设备 CHEMICAL TOTAL SUBSTATION AND DISTIBUTION SYSTEM DESIGNABSTRACTFactory power supply system is the redistribution of power system power step-down power to each plant or shop floor to it by the
3、 factory step-down transformer substation, high voltage distribution lines, plant and substation, low voltage distribution lines and electrical equipment composition. The total plant step-down substation and distribution system design is based on the load of each number and nature of the workshop, t
4、he production process on the load requirements, and load distribution, combined with the national electricity supply. Address the various departments of the safe, reliable, economic and technological The distribution of electric energy issues. The basic contents of the following areas: incoming line
5、 voltage selection, the location of the electrical substation design, calculation and short circuit current protection, electrical equipment selection, the number of plant and transformer substation location and capacity choices lightning protection grounding design. The design of power distribution
6、 in the chemical plant for research, demonstration, based on the completion of the chemical load calculation, reactive power compensation, power distribution by location and type selection, 10KV substation main wiring design; also conducted short-circuit current calculation, electrical equipment sel
7、ection and validation. Finally, chemical plants and power transformer protection lightning protection system. KEY WORDS: substation ,load ,short-circuit current,power equipment专心-专注-专业目录前言工厂供电,就是指工厂所需电能的供应和分配,亦称工厂配电。 众所周知,电能是现在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;电能的输送分配既简单经济,又便于控制、调节和测量
8、,有利于实现生产过程自动化。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。 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,如果工厂的电能供应突然中断,则对工业生产可能造成严重的后果。 工厂供电工作,不仅对电力工业是一种促进,而且对发展工业生产,实现工业现代化也具有十分重要的意义。随着现
9、代文明的发展和进步,社会生产和生活对电能供应的质量和管理提出了越来越高的要求。作为电能传输与控制的中间枢纽,变电所的作用越来越显著。电能从区域变电站进入工厂后,首先要解决的就是如何对电能进行控制、变换、分配和传输等问题,而变电所就担负这一重任。化工厂总变电所及配电系统的合理设计对于怎样实现电能的合理利用和节约具有重要意义。寻找低耗能,高性能,便于安装维护,快速施工的新型电气设备及配电电器,选择合理的进线电压,设计合理的变配电所位置,进行短路电流的计算及继电保护,电气设备的选择与校验,变压器数量、容量的选择,防雷接地装置的设计等,是现代工厂电力设计的必然趋势。这对于用电管理,电能的优化分配,电压
10、和功率因数的改善和提高,谐波危害的抑制与消除,为工厂企业,设计机构,培养大批技术人员,从事工厂供电方面的设计,研究和维护管理工作是非常必要的。有利于节约资源,降低成本,安全用电,深入贯彻科学发展观,建设资源节约型环境友好型社会。本次设计主要进行了计算负荷、无功功率补偿、变电所位置及形式选择、变压器和主接线方案的选择、短路电流计算、主要电气设备选择及校验(包括断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、母线等)以及防雷保护等的设计。本厂自然条件为:1、气象条件(1)最热月平均最高温度为35度。(2)土壤中0.71米深处最热月平均最高温度为20度。(3)年雷暴日为30天。(4)土壤冻结深度为1.10
11、米。(5)夏季主导风向为南风。2、地质及水文条件(1)根据工程地质资料:厂区地势平坦,底层为沙质粘土,地质条件较好。(2)地下水位为2.05.3米。(3)地表耐压力为20吨/平方米。由于自然条件较好,因此在防雷保护等一些设计中仅作一般性设计。而这些设计是能满足它的要求的。所有设计中有很多是经验设计方法,有长期的实践检验,具有一定的合理性。 第1章 负荷计算1.1 计算负荷计算负荷也称需要负荷或最大负荷。计算负荷是一个假想的持续负荷,其热效应与某一段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,通常采用30分钟的最大平均作为按民热条件选择电器工导体的依据。我国目前普遍采用的确定计算负荷
12、的方法有需要系数法和二项式法。需要系数法的优点是简便,适用于全厂和车间变电所负荷的计算。我们采用需要系数法计算负荷。全厂各车间电气设备及车间变电所负荷计算表(见表1-1至表1-5)设备容量为 单位:KW有功功率为 单位:KW无功功率为 单位:Kvar视在功率为 单位:KVA需要系数为功率因数为同期系数为则 = = =/同期系数当计算负荷小于5000KW时取0.91.0。本处统一取0.95。对于薄膜车间=1440.000.60=864.00(KW) =864.001.33=1149.12(Kvar)=1437.70(KVA)原料库、生活间、成品库1、成品库2、包装材料库计算方法同上。代入数据计算
13、出结果填入表格。小计:=864.00+7.50+8.00+7.50+7.20+6.00=900.20(KW)=1149.12+12.98+10.64+12.98+12.46+7.98=1206.16(Kvar) =1505.39(KVA)在选取,后 =900.200.95=855.19(KW) =1206.160.95=1145.85(Kvar)=1430.12(KVA)则总的计算结果见表1-1。其余车间变电所计算同此。计算结果见表1-2至1-5。1.1.1 一号变电所的计算负荷(表1-1)一号变电所的计算负荷表序号 用电单位名称设备容量(KW)计算负荷(KW)(Kvar)(KVA)1薄膜车间
14、1440.000.600.601.33864.001149.121437.702原料库30.000.250.501.737.5012.9815.003生活间10.000.801.001.338.0010.6413.324成品库25.000.300.501.737.5012.9815.005成品库24.000.300.501.737.2012.4614.396包装材料库20.000.300.501.336.007.989.98小计1549.00900.201206.161505.39选取=0.95=0.950.60855.191145.851430.12同样,对于以下的车间负荷计算均是如此。这里
15、将计算结果填入相应表格。 1.1.2 二号变电所的计算负荷(表1-2)二号变电所的计算负荷表1单丝车间1385.000.600.601.30831.001080.301362.942附属设施20.000.650.800.7513.009.7516.25小计1405.00844.001090.051379.19选取=0.95=0.950.61801.801035.551309.67 1.1.3 三号变电所的计算负荷(表1-3)三号变电所的计算负荷表1注塑车间189.000.400.601.3375.60100.55125.802管材车间880.000.350.601.33308.00409.64
16、512.51小计1069.00383.60509.64638.31选取=0.95=0.950.60364.42484.16605.981.1.4 四号变电所的计算负荷(表1-4)四号变电所的计算负荷表1备料车间138.000.600.501.7382.80143.24165.452生活间10.000.801.000.008.000.008.003原料间15.000.801.000.0012.000.0012.004铆焊车间180.000.300.500.8754.0093.42107.905锻工车间30.000.300.651.179.0010.5313.856机修间100.000.250.5
17、1.7325.0043.2549.967热处理车间150.000.600.701.0290.0091.80128.568仓库15.000.300.501.174.505.276.938浴室3.000.801.000.002.400.002.40小计633.00285.30387.51495.05选取=0.95=0.950.58271.04368.13457.151.1.5五号变电所的计算负荷(表1-5)五号变电所的计算负荷表1锅炉房200.000.700.751.88140.00263.20298.122实验室125.000.250.501.7331.2554.0662.443原料间110.0
18、00.200.501.7322.0038.0643.964泵房15.000.650.800.759.757.3112.195加油站10.000.650.800.756.504.888.136办公楼15.000.600.601.339.0011.9714.98小计475.00218.50379.48439.82选取=0.95=0.950.50207.58360.51416.091.2 无功功率补偿在电力系统中的变电所或直接在电能用户变电所补偿无功功率,以改变电力系统中无功功率的流动,从而提高电力系统的电压水平,减小网络损耗和改善电力系统的动态性能,这种技术措施称为无功功率补偿。1.2.1 一号变
19、电所的无功功率补偿由表1-1可知变电所380V侧最大负荷时的功率因数只有0.60,而供电部门要求该厂10K进线侧最大负荷时功率因数应在0.90以上,考虑到变压器的无功损耗远大于有功损耗,因此在变压器低压侧补偿时,低压侧补偿后的功率因数应略高一些,所以变电所380V侧最大负荷时功率因数暂取0.92来计算380V侧所需无功功率补偿容量:则 =855.19(1.33-0.43) =855.190.90 =769.67(Kvar)则每一相的补偿容量为769.67/3=256.57(Kvar) 查工厂供电(第二版) 陕西机械学院 苏文成 主编 机械工业出版社p328附录表45 并联电容器技术数据 选BW
20、M6.3-334-1W型三个,则总共电容补偿量为 3343=1002(Kvar)取 =1002Kvar无功补偿后的变电所低压侧的视在计算负荷为:=867.20(KVA)变电所变压器的功率损耗为:=0.02867.20=17.34(KW)=0.09867.20=78.05(Kvar)变电所变压器高压侧的计算负荷为:=855.1917.34=872.53(KW)=(1145.85-1002)44.18=188.03(Kvar)=892.56(KVA)无功补偿后,功率因数提高为:=0.98无功补偿前后变压器容量的变化:根据补偿前变压器应选择=1600KVA补偿后则应选择=1000KVA1.2.2 二
21、号变电所的无功功率补偿由表1-2 可知变电所380V侧最大负荷时的功率因数只有0.61,而供电部门要求该厂10K进线侧最大负荷时功率因数应在0.90以上,考虑到变压器的无功损耗远大于有功损耗,因此在变压器低压侧补偿时,低压侧补偿后的功率因数应略高一些,所以变电所380V侧最大负荷时功率因数暂取0.92来计算380V侧所需无功功率补偿容量:则 =801.8(1.30-0.43) =801.80.87 =697.57(Kvar)则每一相的补偿容量为697.57/3=232.52(Kvar) 查工厂供电(第二版) 陕西机械学院 苏文成 主编 机械工业出版社p328附录表45 并联电容器技术数据 选B
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