某塑料制品厂全厂总配变电所及配电系统的设计faoy.docx
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1、 摘 要要某塑料制制品厂全全厂总配配变电所所及配电电系统设设计是对对工厂供供电的设设计。本本设计对对工厂供供电方式式、主要要设备的的选择、保保护装置置的配置置及防雷雷接地系系统进行行了相应应的叙述述,其中中还包括括全厂的的负荷计计算、高高压侧和和低压侧侧的短路路计算、设设备选择择及校验验、主要要设备继继电保护护设计、配配电装置置设计、防防雷和接接地设计计等。本本设计通通过计算算出的有有功、无无功和视视在功率率选择变变压器的的大小和和相应主主要设备备的主要要参数,再再根据用用户对电电压的要要求,计计算补偿偿功率,从从而得出出所需补补偿电容容的大小小与个数数。根据国家家供电部部门的相相关规定定,画
2、出出总配变变电所及及配电系系统的主主接线图图。电气气主接线线对电气气设备的的选择,配配电所的的布置,运运行的安安全性、可可靠性和和灵活性性,对电电力工程程建设和和运行的的经济节节约等,都都有很大大的影响响。,关键词:变电所所,负荷荷计算,设设备选型型,继电电保护目 录录第1章 绪论论- 11 -1.1 工厂厂供电的的意义- 1 -1.2 工厂厂供电的的要求- 1 -1.3 工厂厂平面图图- 11 -第2章 主接接线的设设计- 3 -2.1 总配配电所的的主接线线设计的的原则和和意义- 3 -2.2 变配配电所主主接线方方案的技技术经济济指标- 3 -2.3 主接接线图- 4 -第3章 负荷荷计
3、算- 6 -3.1 负荷荷计算的的意义- 6 -3.2 负荷荷计算的的方法- 6 -3.3 负荷荷计算示示意图- 7 -3.4 具体体数据和和负荷计计算举例例- 77 -3.4.1 原始数数据- 7 -3.4.2 负荷计计算- 8 -第4章 功率率补偿计计算及变变压器的的选择- 122 -4.1 功率率补偿计计算- 112 -4.2 变压压器容量量的选择择- 114 -第5章 短路路电流计计算- 16 -5.1 短路路电流计计算方法法及意义义- 116 -5.2 短路路计算- 166 -5.2.1 短路电电流计算算等效示示意图- 166 -5.2.2 短路电电流及容容量的计计算- 16 -第6
4、章 进线线、母线线及电器器设备的的选择- 199 -6.1 总配配电所架架空线进进线的选选择- 19 -6.2 高压压侧与低低压侧母母线的选选择- 19 -6.3 各变变电所进进线选择择- 119 -6.4 变电电所低压压出线的的选择- 200 -6.5 设备备的选择择- 221 -6.5.1 高压侧侧设备的的选择- 211 -6.5.2 各车间间进线设设备的选选择- 21 -6.5.3各变变电所低低压侧出出线回路路设备选选择与校校验表- 222 -第7章 过电电流保护护- 225 -7.1 高压压进线的的继电保保护- 225 -7.2 各变变电所进进线的保保护- 26 -7.3 变压压器继电
5、电保护- 288 -第8章 防雷雷与接地地保护- 311 -8.1 防雷雷保护- 311 -8.2 接地地装置- 331 -结论- 33 -参考文献献- 334 -致 谢谢- 335 -第1章 绪论论1.1 工厂厂供电的的意义工厂供电电(ellecttricc poowerr suupplly ffor inddusttriaal pplannts),就就是指工工厂所需需电能的的供应和和分配。在在工厂里里,电能能虽然是是工业生生产的主主要能源源和动力力,但是是它在产产品成本本中所占占的比重重一般很很小。例例如在机机械工业业中,电电费的开开支仅占占产品成成本的55%左右右。因此此电能在在工业生生
6、产中的的重要性性,并不不在于它它在产品品成本中中或投资资总额中中所占的的比重多多少,而而在于工工业生产产实现电电气自动动化以后后可以大大大增加加产量,提提高产品品质量,提提高劳动动生产率率,降低低生产成成本,减减轻工人人的劳动动强度,改改善工人人的劳动动条件,有有利于实实现生产产过程的的自动化化。从另另一方面面说,如如果工厂厂的电能能供应突突然中断断,对工工业生产产可能造造成严重重的后果果。例如如某些供供电可靠靠性要求求很高的的工厂,即即使是极极短暂的的停电,也也会引起起重大的的设备损损坏,或或引起大大量的产产品报废废,甚至至可能发发生重大大的人身身事故,给给国家和和人民带带来经济济上甚至至政
7、治上上的重大大损失。所所以,工工厂应该该根据本本厂环境境条件和和供电要要求来选选择适当当的电气气设备和和确定其其各项参参数,保保证工厂厂正常运运行时安安全可靠靠,出现现故障时时不致出出现严重重的后果果,并在在合理的的情况下下注意节节约,还还应该根根据工厂厂生产情情况与供供应能力力统筹兼兼顾。因因此,一一套完整整的现代代化供电电系统对对于一个个工厂实实现生产产自动化化、提高高成品质质量是不不可缺少少的。 1.2 工厂厂供电的的要求在工厂供供电的过过程中要要切实保保证工厂厂生产和和生活的的需要,还还要做好好节能工工作,就就应该做做到以下下要求: 可靠 要要满足供供电可靠靠性的要要求。 安全 要要满
8、足在在电能的的使用中中不应发发生设备备和人身身事故。 优质 要要保证用用户对电电能质量量的要求求。 经济 尽尽量减少少供电系系统中不不必要的的投资,并并尽可能能地节约约电能。此外,在在设计工工厂配电电系统的的时候还还要考虑虑到当地地的天气气设计防防雷接地地装置,合合理地处处理当前前和长远远的关系系,既要要节约能能源,又又要保证证工厂生生产和生生活的需需要。1.3 工厂厂平面图图图1.11 塑料厂厂平面布布置图第2章 主接接线的设设计根据本厂厂与供电电部签定定的供用用电协议议,供电电电压为为从电业业部门某某6到110千伏伏变电所所用100千伏架架空线路路向本厂厂供电,该该所在厂厂南侧ll公里,工
9、作电源仅采用10千伏电压一种。总配电所内的10KV母线采用母线不分段,电源进线均用断路器控制。单母线不不分段接接线。当当只有一一路电源源进线时时,常用用这种接接线方式式,其每每路进线线和出线线中都配配有一组组开关电电器。断断路器用用于通断断正常的的负荷电电流,并并能切断断短路电电流。2.1 总配配电所的的主接线线设计的的原则和和意义一次接线线图也叫叫做主接接线图,是是指在发发电厂、变变电所、电电力系统统中,为为满足预预定的功功率传送送和运行行等要求求而设计计的、表表明高压压电气设设备之间间相互连连接关系系的传送送电能的的电路。电电路中的的高压电电气设备备包括发发电机、变变压器、母母线、断断路器
10、、隔隔离刀闸闸、线路路等。电电气一次次设备是是指直接接用于生生产、输输送和分分配电能能的生产产过程的的高压电电气设备备。它包包括发电电机、变变压器、断断路器、隔隔离开关关、自动动开关、接接触器、刀刀开关、母母线、输输电线路路、电力力电缆、电电抗器、电电动机等等。对工厂变变电所主主接线应应满足以以下几点点要求:1) 安全:应应符合有有关国家家标准和和技术规规范的要要求,能能充分保保证人身身和设备备的安全。2) 可靠:应应满足电电力负荷荷对供电电可靠性性的要求求。3) 灵活:应应能适应应必要的的各种运运行方式式,便于于操作和和检修,且且适应负负荷的发发展。4) 经济:在在满足上上述要求求的前提提下
11、,尽尽量使主主接线简简单,投投资少,运运行费用用低,并节约电电能和有有色金属属消耗量量。2.2 变配配电所主主接线方方案的技技术经济济指标设计变配配电所主主接线,应应根据所所选主变变压器的的容量以以及负荷荷对供电电可靠性性的要求求,初步步确定223个个比较合合适的主主接线方方案来进进行技术术经济比比较,择择其优着着作为选选定的变变配电所所主接线线方案。主主接线的的基本方方式有以以下四种种:1. 单母线接接线母线是连连接电源源和引出出线的中中间环节节,起汇汇集和分分配电能能的作用用,只有有一组母母线的接接线称为为单母线线.单母母线接线线简单明明了,操操作方便便,便于于扩建,投投资少。2. 双母线
12、连连线在单母线线连线的的基础上上,设备备备用母母线,就就成为双双母线。它它在供电电可靠性性和运行行灵活性性方面是是最好的的一种主主接线。可可投资大大,开关关电器多多,配电电装置复复杂,占占地面积积大,不不适合一一般配电电所。3. 桥式接线线当配电所所只有两两回路电电源进线线和两台台主变压压器时,采采用桥式式接线用用的断路路器台数数最少,投投资低。4. 线路一变变压器组组单元接接线当单回路路单台变变压器供供电时,宜宜采用此此进线,所所有的电电气设备备少,配配电装置置简单,节节约建设设投资。2.3 主接接线图方案1,只只装一台台变压器器的主接接线图。图2.11 装装一台变变压器的的主接线线图方案2
13、,装装有两台台变压器器的主接接线图。图2.22 装装两台变变压器的的主接线线图经过对比比方案11比方案案2更经经济就、简简单,并并且满足足本设计计的需要要,所以以本设计计选择方方案1。第3章 负荷荷计算3.1 负荷荷计算的的意义计算负荷荷是供电电系统设设计计算算的基础础,为选选择变压压器台数数和容量量,选择择电气设设备,确确定测量量仪表的的量程,选选择继电电保护装装置等提提供重要要的数据据依据。所所以负荷荷计算准准确与否否直接影影响着供供电设计计的质量量。工厂厂供电系系统运行行时的实实际负荷荷并不等等于所有有用电设设备额定定功率之之和。这这是因为为用电设设备不可可能全部部同时运运行,每每台设备
14、备也不可可能全部部满负荷荷,各种种用电设设备的功功率因数数也不可可能完全全相同。因因此,工工厂供电电系统在在设计过过程中,必必须找出出这些用用电设备备的等效效负荷。所所谓等效效是指这这些用电电设备在在实际运运行中所所产生的的最大热热效应与与等效负负荷产生生的热效效应相等等,产生生的最大大温升与与等效负负荷产生生的最高高温升相相等。我我们按照照等效负负荷,从从满足用用电设备备发热的的条件来来选择用用电设备备,用以以计算的的负荷功功率或负负荷电流流称为“计算负负荷”。通常常规定取取30分分钟(mmin)平均最最大负荷荷、和作为该该用户的的“计算负负荷”,并用用、和分别表表示其有有功、无无功、视视在
15、和电电流计算算负荷。计算负荷荷也称需需要负荷荷或最大大负荷,目目的是为为了合理理地选择择工厂各各级电压压供电网网络、变变压器容容量和设设备型号号等。3.2 负荷荷计算的的方法计算负荷荷的确定定是工厂厂供电设设计中很很重要的的一环,汁汁算负荷荷的确定定是否合合理,直直接影响响到电气气设备选选择的合合理性、经经济性。如如果汁算算负荷确确定的过过大,将将使电气气设备选选得过大大,造成成投资利利有色金金属的浪浪费;而而计算负负荷确定定的过小小,则电电气设备备运行时时电能损损耗增加加,并产产生过热热,使其其绝缘过过于老化化,甚至至烧毁、造造成经济济损失。因因此,在在供电设设计中,应应根据不不同的情情况,
16、选选择正确确的计算算入法来来确定汁汁算负荷荷。常用用的负荷荷计算方方法有需需要系数数法、二二项式法法、利用用系数法法和面积积功率法法等。在在实际工工程配电电设计中中,广泛泛采用系系数法,因因其计算算方便,多多采用方方案估算算,初步步设计和和全厂大大型车间间变电所所的施工工设计。按需要系系数法确确定计算算,应从从实际每每台用电电设备开开始,逐逐级向电电源推进进,一直直计算到到电源,用用每一级级的计算算负荷为为选择该该用电器器的依据据。需用用系数法法的计算算,现在在己普遍遍应用于于供配电电设计中中,其缺缺点是它它未考虑虑到用电电设备中中少数容容量特大大的设备备对计算算负荷的的影响。本本设计的的情况
17、符符合需要要系数法法,因此此本设计计中的负负荷计算算都用需需要系数数法进行行计算。3.3 负荷荷计算示示意图本设计所所采用的的电力负负荷计算算示意图图如图33.1所所示,将将每个计计算点编编号,由由用电设设备依次次逆推到到电源侧侧。图3.11 电力负负荷计算算示意图图3.4 具体体数据和和负荷计计算举例例3.4.1 原始数数据个车间的的数据如如表3.1所示示表3.11 所所有变电电所负荷荷计算表表序号车间或用用电单位位名称设备容量量(千瓦瓦)需用系数数Kd功率因数数 功率因数数正切(1)NNO1变变电所1薄膜车间间140000.60.61.3332原料库300.2550.51.7333生活间1
18、00.814成品库(一一)250.30.51.7335成品库(二二)240.30.51.7336包装材料料库200.30.51.733(2)NNO2变变电所1单丝车间间138550.60.61.3332水泵房及及其附属属设备200.6550.80.755(3)NNO3变变电所1油塑车间间1890.40.61.3332管材车间间8800.3550.61.333(4)NNO4变变电所1备料复制制车间1380.60.51.7332生活间100.813浴室30.814钳工车间间300.30.6551.1775原料、生生活间150.816仓库150.30.51.7337机修模具具车间1000.2550.
19、6551.1778处理车间间1500.60.71.0229车间1800.30.51.733(5)NNO5变变电所1锅炉房2000.70.7550.8882试验室1250.2550.51.7333辅助材料料库1100.20.51.7334油泵房150.6550.80.7555加油站100.6550.80.7556办公楼、招招待所、食食堂150.60.61.3333.4.2 负荷计计算现以NOO.5变变电所车车间负荷荷计算为为例,计计算过程程如下:(在计计算各车车间变电电所负荷荷合计时时,同时时系数分分别取值值:=00.9;=0.95)NO.55变电所所(1) 锅炉房有功功率率:=20000.77
20、=1440 KKW无功功率率:= =14400.888=1123.2 KKvarr视在功率率:=14400.775=1186.67 KVA(2) 试验室有功功率率:=12250.225=331.225 KKW无功功率率:= =311.2551.773=554.006 KKvarr视在功率率:=311.2550.55=622.5 KVA(3) 辅助材料料库有功功率率:=11100.22=222 KWW无功功率率:= =2221.773=338.006 KKvarr视在功率率:=2220.55=444 KVVA(4) 油泵房有功功率率:=1550.665=99.755 KWW无功功率率:= =9.
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