化工厂车间变电所及低压配电系统毕业设计(共24页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上摘要遵循安全、可靠、优质、经济的基本原则,提出工厂厂区供电的设计方案 。 本次设计是关于化工厂氯乙烯车间变电所及车间低压配电系统设计。其中包括对车间进行了负荷计算,变压器的选择,短路电流的计算以及主接线,二次回路,继电保护等各个方面的设计。首先根据设计的任务和条件进行了各个部分的计算,然后根据计算的结果进行了车间电气设备的选择及一、二次接线的设计,最后进行了继电保护及防雷和接地的设计。关键词: 方案设计;工厂供电; 短路电流; 一、二次设备Abstract According to the basic principles of safety, reliability
2、, high quality and economic results, The power supply design program of the factory district is put forward. It is about design the Chemical plant to give or get an electric shock and the cartful a low pressure goes together with to give or get an electric shock system. The design includes the calcu
3、lation of loads and short-circuit, electric current, the select of transformer and circuit, and design of main-circuit ,the second circuit ,protect. According to the duty and the condition of the design. carried the computation of each parts, then the basic on the result of the computation the works
4、hop electrical equipment choice and one、two times wiring design, finally has carried on the protection andanti-radar and the earth design.Keywords: scheme design; plant power supply; the calculation carries; short-circuit electric current; one、 two times equipments目录 专心-专注-专业前 言工厂厂区供电设计是整个工厂建设设计中的重要
5、组成部分。供电设计质量,会直接影响到日后工厂的生产与发展。尤其对那些工业生产自动化程度很高的大型现代化工厂,如果能有一个高质量的供电系统,那么,就有利于企业的快速发展。稳定可靠的供电系统,有助于工厂增加产品产量,提高产品质量,降低生产成本,增加企业经济效益。如果供电系统设计质量不高,将会给企业,给国家造成不可估量的损失。本次设计从工厂电力负荷及其计算,短路电流及其计算,工厂配电所及其一次设备,工厂电力线路,工厂供电系统的过电流保护,二次回路和防雷保护还有电气照明等方面入手按照国家的一些技术标准设计。1设计任务和条件1.1设计内容本设计包括年产10万吨氯乙烯单体工程 氯乙烯界区内的电石除尘,电石
6、破碎、乙炔发生、清静配置、渣浆输送、氯乙烯合成、单体压缩、精馏及污水处理、热水泵房、单体储罐、气柜、盐酸脱析、渣浆处理等工序的动力、防雷、防静电接地设计。1.2设计依据由工艺、动力、给排水、采暖通风、土建等专业提供的车间用电设备见表1。1.3车间变电所配电范围车间变电所设在氯乙烯单体车间西北角,承担为氯乙烯单体车间配电的任务1.4负荷性质及电气设备选择标准本厂为三班工作制,年最大负荷利用小时数为7000小时,属一级负荷。危险区域划分及其电气设备选型。本装置内气、单体压缩、精馏及污水处理、单体储罐、电石除尘、电石破碎、乙炔发生、清静配置盐酸脱析等工序划分为防爆二区。其它工序为非防爆区。在防爆区域
7、所有电气设备均选用防爆电气设备,电动机为YB系列,操作柱为BZC 51系列,灯具选用BAD52系列,照明配电箱选用BXM51系列. 防爆等级为: Exde II BT4。在非防爆区域所有 电气设备均选用防水防尘防腐型.电动机为Y系列,操作柱为LNZ系列,灯具选用FAD系列。表1 氯乙烯单体车间装置及相关参数一览表装置名称台数规格型号Pe(KW)Ue(V)Ie(A)冷凝水泵2YB132S-45.538011.6污水泵1YB200L-43038056.8喷雾冷却塔2YB200L-43038056.8发生器给水泵1YB132S1-25.538011.11皮带机1YB180M-222380422皮带机
8、1YB180M-22238042压缩机水站水泵2YB200L1-23038056.9压缩机辅助油泵电机3YB160M2-21538029.4粗破机1YB160L-218.538035.5细破机2YB160L-218.538035.5稳定塔进泵2YB225M-24538083.9水环压缩机2YB315M-4132380230脱吸塔底泵2YB225M-24538083.9清夜冷却泵2YB250M-255380102.7水环真空泵1YB160M2-21538029.4阻垢剂泵2YB801-40.553801.5引风机1YB280S-275380140.1压缩机厂房吊车1YB280S-27538014
9、0.1渣浆泵2YB250M-290380167抗氧剂泵2YB801-40.553801.5缓蚀剂泵2YB90L-22.23804.7渣浆输送泵2YB250M-255380102.7碱液循环泵2YB280S-275380140.1清夜泵2YB200L1-23038056.9表2 氯乙烯单体装置技术参数一览表装置名称Pe(kw)kxcostan冷凝水泵5.50.80.840.646污水泵300.80.870.567发生器给水泵5.50.80.880.541皮带机220.80.880.542皮带机220.80.880.54喷雾冷却塔300.80.890.512压缩机辅助油泵电机150.80.840.
10、646压缩机水站水泵300.80.890.512稳定塔进泵450.80.890.512水环压缩机1320.80.890.512脱吸塔底泵450.80.890.512清夜冷却泵550.80.890.512水环真空泵150.80.840.646新氢压缩机盘车电机7.50.80.880.54阻垢剂泵0.550.80.760.882引风机750.80.890.512压缩机厂房吊车750.80.890.512渣浆泵900.80.890.512发生器给水泵油泵电机300.80.890.512抗氧剂泵0.550.80.760.882缓蚀剂泵2.20.80.860.593渣浆输送泵550.80.890.512
11、冷凝水泵150.80.880.54清夜泵450.80.890.5122 总体方案设计 本次设计是关于化工厂氯乙烯单体车间变电所及车间低压配电系统设计,我们最先从车间的布局考虑,参考了现在很多工厂的平面设计图对各部分的布局的可用性和经济性入手。接下来开始进入工厂厂区的供电设计部分。先从各部分的计算入手,其中包括计算负荷和短路电流的计算和一次设备稳定度的效验,及低压配电屏的选择。接下来我们进行了对变电所高压进线和低压出线的选择,车间配电线路的设计。在变电所二次回路设计及继电保护整定当中我们考虑了个方面的保护及对保护器具的选择。3 各部分计算3.1车间负荷计算 一般常用于企业电力负荷计算的方法有需用
12、系数法、利用系数法、单位面积功率法、单位指标法和单位产品耗电量法。此设计采用的是需用系数法来对车间装置进行电力负荷计算的。因为,需用系数是用设备功率乘以需用系数和同时系数,直接求出计算负荷。这种方法简便,应用广泛,尤其适用于配、变电所的负荷计算。采用利用系数法求出最大负荷的平均负荷,再考虑设备台数和功率差异的影响,乘以与有效台数有关的最大系数得出计算负荷,计算过程十分繁琐。而单位面积功率法和单位指标法主要多用于民用建筑;单位产品耗电量法主要适用于某些工业。3.1.1 按需要系数法确定负荷计算3.1.1.1 需用系数法计算负荷的有关公式A. 确定用电设备组或用电单位计算负荷的公式:a. 有功计算
13、负荷 (KW) ;式中,为用电设备组或用电单位的需要系数;为用电设备组或用电单位的总设备容量;b. 无功计算负荷 Kvar 式中,为设备铭牌给定功率因数角用电设备组或用电单位功率因数角的正切值c. 视在计算负荷(KVA) d. 计算电流(A) 式中为用电单位供电电压额定值B. 确定多组用电设备组或多个用电单位总计算负荷的公式:a. 有功计算负荷 (KW) 式中,为各组的计算负荷(KW);为有功负荷同时系数,由设备组计算车间配电干线负荷时可取=0.850.95,由设备组直接计算变电所低压母线总负荷时可取=0.80.9。b. 无功计算负荷 Kvar式中,为各组无功计算负荷(Kvar);为无功负荷同
14、时系数,由设备组计算车间配电干线负荷时可取=0.90.97,由设备组直接计算变电所低压母线总负荷时可取=0.850.95 。 c. 视在计算负荷(KVA) d. 计算电流(A) 式中为用电设备电压额定值(KV)e. 无功补偿公式 补偿前 , , 补偿后, 3.1.1.2 需用系数法计算负荷的结果表3 氯乙烯车间装置 计 算 负 荷 一 览 表装置名称(KW)(Kvar)(KVA)冷凝水泵4.42.8425.24污水泵2413.60827.589喷雾冷却塔2413.60827.589发生器给水泵4.42.37651皮带机17.69.5202皮带机17.69.520压缩机水站水泵2412.2882
15、6.963压缩机辅助油泵电机2415.50528.57粗破机14.87.57816.627细破机14.87.57816.627稳定塔进泵3618.43240.445水环压缩机105.654.07118.655脱吸塔底泵3618.43240.445清夜冷却泵4422.52849.432水环真空泵126.4813.638阻垢剂泵0.440.3880.587引风机6030.7267.407压缩机厂房吊车6030.7267.407渣浆泵7236.86480.89发生器给水泵油泵电机2412.28826.963抗氧剂泵0.440.3880.587缓侍剂泵1.761.0432.046渣浆输送泵4422.5
16、2849.432碱液循环泵6030.7267.407清夜泵2412.28826.963压缩机3.62.2324.236车间低压装置合计P30(KW)Q30(Kvar)S30(KVA) 1349.28786.601446.12乘以同时系数Kp=0.9Kq=0.951214.35747.27低压无功补偿-352.16补偿后计算负荷1214.35395.101278.26(依此数据选车间变压器)3.2无功功率补偿工厂中由于有大量的感应电动机等感性负荷,从而使功率因数降低。如在充分发挥设备潜力、改善设备运行性能、提高其自然功率因数的情况下,尚达不到规定的工厂规律因数要求时,则考虑人工补偿。工厂供电的功
17、率因数,是衡量工厂对电能的利用程度及电气设备使用状况的一个具有代表性的重要指标。根据国家标准345883评价企业合理用电技术导则规定,工业企业供电的功率因数应达到0. 9以上。又据国家标准5005295供配电系统设计规范规定,“当采用提高自然功率因数措施后,仍达不到电网合理运行要求时,应采用并联电力电容器作为无功补偿装置。只有在经过技术经济比较确认采用同步电动机作为无功补偿装置合理时,才可采用同步电动机。电力电容器选择计算:用于调整母线电压时所需电容量式中,为要实现的电压变化百分数,一般为1.5%2.5%左右;为该母线处系统的短路容量,MVA对于380V母线:根据车间的负荷的无功补偿容量的计算
18、可知,380V母线的无功补偿容量为352.10Kvar380V母线侧并联电容器台数的选择计算:(台)综上所述: PGJ1型低压无功功率自动补偿屏 图1 PGJ1型低压无功功率自动补偿屏01号方案结线图电容器为BW0.4143型,每屏六个,84kvar;采用6步控制,每步投入14kvar。4 车间变电所主变压器的选择变压器是电力系统中数量极多且地位十分重要的电器设备,它的作用就是升高和降低电压。车间变电站变压器台数的选择原则:(1) 对于一般的生产车间尽量装设一台变压器;(2)如果车间的一、二级负荷所占比重较大,必须两个电源供电时,则应装设两台变压器。每台变压器均能承担对全部一、二级负荷的供电任
19、务。如果与相邻车间有联络线时,当车间变电站出现故障时,其一、二级负荷可通过联络线保证继续供电,则亦可以只选用一台变压器。(3)当车间负荷昼夜变化较大时,或由独立(公用)车间变电站向几个负荷曲线相差悬殊的车间供电时,如选用一台变压器在技术经济上显然是不合理的,则亦装设两台变压器。变压器容量的选择:(1) 变压器的容量ST(可近似地认为是其额定容量SNT)应满足车间内所有用电设备计算负荷S30的需要,即 STS30 ;(2)低压为0.4Kv的主变压器单台容量一般不宜大于1000KVA(JGJ/T1692规定)或1250 KVA(GB5005394规定)。如果用电设备容量较大、负荷集中且运行合理时,
20、亦可选用较大容量的变压器。这样选择的原因:一是由于一般车间的负荷密度,选用1000-1250 KVA的变压器更接近于负荷中心,减少低压配电线路的电能损耗、电压损耗和有色金属消耗量;另一是限于变压器低压侧总开关的断流容量。除此之外,考虑到加氯乙烯单体车间在整个厂生产过程中所起到的作用,车间应该设有两台变压器,两套设备同时运行;每台变压器承担50%的计算负荷,两台变压器互为暗备用;装有两台变压器的变电所,每台变压器的容量ST应同时满足一下两个条件任一台变压器单独运行时,应满足总计算负荷的60%70%的需要,即 ST=(0.60.7)S30任一台变压器单独运行时,应满足全部一 、二级负荷S30(+)
21、的需要即 STS30(+)综上所述:依据车间低压装置的计算负荷可以选定氯乙烯单体车间变压器为:选用10KV级S10系列节能型电力变压器两台。其技术参数如下:额定容量:1600KVA 一次侧额定电压:10000V二次侧额定电压:400V 联结组别:Y,yn0或Dyn11空载损耗:Pk=2.20KW 短路损耗:Pe=13.8KW短路电压百分值:ud %=4.5 空载电流百分值:Ik %=0.65 变电所主接线的设计电气主接线是由高压电器通过连接线,按其功能要求组成接受和分配电能的电路,成为传输强电流、高电压的网络,故又成为一次接线或电气主系统。用规定的设备文字或图形符号并按工作顺序排列,详细的表示
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