电修车间低压配电系统及车间变电所设计.docx
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1、电修车间低压配电系统及车间变电所设计 电修车间低压配电系统及车间变电所设计 摘 要 随着经济的发展和现代工业建设的快速崛起,供电系统的设计越来越全面、系统,工厂用电量快速增长,对电能质量、技术经济状况、供电的牢靠性指标也日益提高,因此对供电设计也有了更高、更完善的要求。设计是否合理,不仅干脆影响基建投资、运行费用和有色金属的消耗量,也会反映在供电的牢靠性和平安生产方面,它和企业的经济效益、设备人身平安亲密相关。 变电所的设计,必需从全局动身,统筹兼顾,根据负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件,结合国情合理地确定设计方案;变电所的设计,必需坚持节约用地的原则。变电所应建在靠近负荷中心位置,
2、这样可以节约线材,降低电能损耗,提高电压质量,这是供配电系统设计的一条重要原则。随着电力技术高新化、困难化的快速发展,电力系统在从发电到供电的全部领域中,通过新技术的运用,都在不断的发生改变。变电所作为电力系统中一个关键的环节也同样在新技术领域得到了充分的发展。 关键词:供电系统;变电所设计 Metallurgy machine repair shop and low-voltage power distribution system substation design workshop Abstract With the economic development and modern ind
3、ustrial building of the rapid rise of the design of the power supply system more and more comprehensive, systematic, and rapid growth of electricity consumption in factories, on the power quality, technical and economic conditions, indicators of the reliability of electricity supply improves, so Des
4、ign of power supply has been higher and more comprehensive requirements. The design is reasonable, not only directly affects the investment in infrastructure, operation costs and the consumption of non-ferrous metals, will be reflected in the electricity supply reliability and security of production
5、, it is the economic efficiency of enterprises, is closely related to personal safety equipment. The transformer substation design, must embark from the overall situation, has unified planning, according to the load nature, the using electricity capacity, the project characteristic and the local pow
6、er supply condition, the union national condition determines the design proposal reasonably; The transformer substation design, must insist that saves the land principle. The transformer substation should construct is approaching the load center position, like this may save the wire rod, reduces the
7、 electrical energy to lose, improves the voltage quality, this is for an electrical power distribution system design cardinal principle. With high-power technology, and the complexity of the rapid development of the power system in the supply of electricity from power generation in all areas, throug
8、h the use of new technologies are constantly changing. Substation power system as a key link in the same field of new technologies has been fully developed. Key words : Power supply system ; Transformer substation design 书目 绪论 5 第一章 设计任务 6 1.1设计要求 6 1.2设计依据 6 1.2.1车间负荷状况 6 1.2.2供电电源状况 6 1.2.3自然条件 7
9、1.2.4电费制度 7 其次章 负荷计算和无功功率补偿 7 2.1负荷计算 7 2.1.1单组用电设备计算负荷的计算公式 7 2.1.2多组用电设备计算负荷的计算公式 8 2.2电修车间负荷安排 9 2.3无功功率补偿 11 第三章 变电所主变压器及主接线方案的选择 13 3.1 变电所主变压器的选择 13 3.2 变电所主接线方案的选择 13 3.2.1装设一台主变压器的主接线方案 13 3.2.2装设两台主变压器的主接线方案 14 3.3主接线方案的技术经济比较 16 第四章 短路电流的计算 17 4.1绘制计算电路 17 4.2确定短路计算基准值 17 4.3计算短路电路中个元件的电抗标
10、幺值 17 4.3.1电力系统 17 4.3.2电缆线路 17 4.3.3电力变压器 18 4.4 k点(10.5kV侧)的相关计算 18 4.4.1总电抗标幺值 18 4.4.2 三相短路电流周期重量有效值 18 4.4.3 其他短路电流 18 4.4.4 三相短路容量 18 第五章 变电所一次设备的选择校验 19 5.1 10kV侧一次设备的选择校验 19 5.1.1按工作电压选则 19 5.1.2按工作电流选择 19 5.1.3按断流实力选择 19 5.1.4 隔离开关、负荷开关和断路器的短路稳定度校验 19 5.2凹凸压母线的选择 21 第六章 变电所进出线与邻近单位联络线的选择 21
11、 6.1 10kV高压进线和引入电缆的选择 21 6.1.1 10kV高压进线的选择校验 21 6.1.2 由高压配电室至主变的一段引入电缆的选择校验 21 6.2 380低压出线的选择 22 6.2.1金工工段 22 6.2.2铸造工段 22 6.2.3热处理工段 22 6.2.4木模工段 22 6.2.5检修工段 23 6.3作为备用电源的高压联络线的选择校验 23 6.3.1按发热条件选择 23 6.3.2校验电压损耗 23 6.3.3短路热稳定校验 24 第七章 变电所二次回路方案的选择与继电爱护的整定 25 7.1变电所二次回路方案的选择 25 7.2 变电所继电爱护装置 25 7.
12、2.1主变压器的继电爱护装置 25 7.2.2护动作电流整定 25 7.2.3过电流爱护动作时间的整定 26 7.2.4过电流爱护灵敏度系数的检验 26 7.3装设电流速断爱护 26 7.3.1速断电流的整定 26 7.3.2 电流速断爱护灵敏度系数的检验 26 7.4作为备用电源的高压联络线的继电爱护装置 27 7.4.1装设反时限过电流爱护 27 7.4.2装设电流速断爱护 27 7.4.3变电所低压侧的爱护装置 27 第八章 降压变电所防雷与接地装置的设计 28 8.1变电所的防雷爱护 28 8.1.1 干脆防雷爱护 28 8.1.2 雷电侵入波的防护 28 8.2 变电所公共接地装置的
13、设计 28 8.2.1接地电阻的要求 28 8.2.2接地装置的设计 29 参考文献 30 总结 31 谢辞 32 参考文献 总结 谢辞 附录 绪论 变电站是电力系统的一个重要组成部分,由电器设备及配电网络按肯定的接线方式所构成,他从电力系统取得电能,通过其变换、安排、输送与爱护等功能,然后将电能平安、牢靠、经济的输送到每一个用电设备的转设场所。作为电能传输与限制的枢纽,变电站必需变更传统的设计和限制模式,才能适应现代电力系统、现代化工业生产和社会生活的发展趋势。随着计算机技术、现代通讯和网络技术的发展,为目前变电站的监视、限制、爱护和计量装置及系统分隔的状态供应了优化组合和系统集成的技术基础
14、。 根据平安、牢靠、优质、经济的供配电基本原则,我们提出工厂车间供电的设计方案 。本次设计主要是关于某机修厂机加工一车间及车间变电所低压配电系统设计。依据变电所担负的任务及用户负荷等状况,选择所址,利用用户数据进行负荷计算,确定用户无功功率补偿装置。同时进行各种变压器的选择,从而确定变电站的接线方式,再进行短路电流计算,选择送配电网络及导线,进行短路电流计算。选择变电站凹凸压电气设备,为变电所平面及剖面图供应依据。本变电所的初步设计包括了:(1)总体方案的确定(2)负荷分析(3)短路电流的计算(4)凹凸压配电系统设计与系统接线方案选择(5)继电爱护的选择与整定(6)防雷与接地爱护等内容。 第一
15、章 设计任务 1.1设计要求 要求依据本厂所能取得的电源及本厂用电负荷的实际状况,并适当考虑到工厂生产的发展,根据平安牢靠、技术先进、经济合理的要求,确定变电所的位置和型式,确定变电所主变压器的台数、容量与类型,选择变电所主接线方案及凹凸压设备和进出线,确定二次回路方案,选择整定继电爱护,确定防雷和接地装置。最终按要求写出设计说明书,绘出设计图纸。 1.2设计依据 1.2.1车间负荷状况 本车间为三班工作制,年最大有功负荷利用小时数为3500h,属三级负荷。1.2.2供电电源状况 (1) 本车间变电所从35/10KV 厂总降压变电所用电缆线路引进10KV 电源,线路长度为200米。(2) 配电
16、系统系数以及配电系统如图1-1。(3) 要求车间变电所功率因数应在0.9以上。(4) 厂总降压变电所配电线路定时限过流爱护装置的整定时间为2s。三相短路容量Sk=200MVA. (5) 要求在车间变电所10KV进行测量。 图1-1 1.2.3自然条件 (1) 车间内最热月份平均温度为30。 (2) 地中最热月份平均温度为25(当埋地深度在0.5以内),而埋地深度为1m以上时平均温度为20。(3) 土壤冻结深度为1.10m。(4) 车间正常为干燥环境,地层以亚粘土、矿质粘土为主。1.2.4电费制度 本厂与当地供电部门达成协议,在工厂变电所低压侧计量电能,供电贴费为800元/kVA。每月基本电费按
17、两部电费制交纳电费:基本电费为18元/kVA,动力电费为0.9元/Kw.h,照明电费为0.5元/Kw.h。工厂最大负荷时的功率因数不得低于0.9。 其次章 负荷计算和无功功率补偿 2.1负荷计算 2.1.1单组用电设备计算负荷的计算公式 a)有功计算负荷(单位为KW) = , 为系数 b)无功计算负荷(单位为kvar) = tan c)视在计算负荷(单位为kvA) = d)计算电流(单位为A) =, 为用电设备的额定电压(单位为KV) 2.1.2多组用电设备计算负荷的计算公式 a)有功计算负荷(单位为KW) = 式中是全部设备组有功计算负荷之和,是有功负荷同时系数,可取0.850.95 b)无
18、功计算负荷(单位为kvar) =,是全部设备无功之和;是无功负荷同时系数,可取0.90.97 c)视在计算负荷(单位为kvA) = d)计算电流(单位为A) = 经过计算,得到各车间的负荷计算表,如表2-1、2-2所示(额定电压取380V)。 表2-1 电修车间用电设备明细表 序号 设备名称、型号 台数 单台容量/kw 总容量 /kw 备注 3 感应调压器TSJA-100/0.5 1 100KVA 100KVA 单相 4 沟通试验台 1 77 77 5、6 试验台 7 小型沟通试验箱 1 77 77 8、9 平整台 10 电动机线圈绕线机 1 1.7 1.7 11 立式砂轮机 1 1.5 1.
19、5 12 台式砂轮机 1 0.5 0.5 13 台式钻床Z512 1 0.6 0.6 14 吹灰用通风机 1 3.0 3.0 15 低电压大电流变压器DCT 1 10KVA 10KVA 单相380V 16 沟通电焊机BX1 1 421KVA 21KVA 单相380V 17、20 拆卸装置、贮存箱 18 电动单梁起重起Q=3t 1 7.2 7.2 19 铝制烘箱 1 1.5 1.5 21 滤油机 1 2.2 2.2 22、23 油缸、热烘箱 24 电热烘箱限制箱 1 40 40 25、27 小车、储油槽 26 手动单轨小车Q=0.5t 28 浸油槽通风机 1 2.2 2.2 2938 各类工作台
20、 CDP 13 试验、仪表、修理接线箱 3*1 3*16 3*16 各位 16KW XM 照明配电箱 1 10 10 CD 伺服电机 1 0.37 0.37 合计 403.77 2.2电修车间负荷安排 由车间平面布置图,依据设备位置与负荷均因安排可把电修车间的设备分为3组,每组设备为一个回路,回路代号分别为NO.7、NO.8、NO.9分组如下:(其中的数字为设备代号,详情见表3及车间平面布置图) NO.7:3、9、10、11、30、12、13、18、29、31、32、32、19、20、21、22 配电箱编号:N1(3、9、10、11、30)、N2(12、13、18、29、31、32、 32)、
21、N3(19、20、21、22) NO.8:4、5、6、8、CDP-1、23、24、25、26、27、28 、29、30、31、32、33、34、35、36、CDP-2、CDP-3 配电箱编号:N4(4、5、6、8、CDP-1)、N5(23、24、25、26、27、28)N6(29、30、31、32、33、34、35、36、CDP-2、CDP-3) NO.9:7、25、14、38、CD、16、17、15、XM 配电箱编号:N7(7、25、14、38、CD)、N8(16、17、15、XM) 配电箱的型号选择如下图,此处只列出NO. 7回路中配电箱的型号,其他配电箱型号见车间平面布置图。 表2-2
22、电修、机修车间计算负荷明细表 序号 建筑物名称 供电回路代号 设备容量 /KW 计算负荷 Pca/KW Qca/Kvar Sca/KVA Ica/A 1 金工工段 No.1供电回路 443.3 78.64 117.76 141.6 215 2 铸造工段 No.2供电回路 165.25 47.48 57.4 74.49 113.2 3 热处理工段 No.3供电回路 331.42 116.17 160.56 198.18 301 4 木模工段 No.4供电回路 257.2 176.91 134.71 222.40 337.9 5 检修工段 No5供电回路 23.23 8.69 9.9 13.17
23、20 6 仓库 No.6供电回路 5.3 3.8 7 生活间 4.32 3.46 8 车间办公室 6.2 5 9 电 修 车 间 No.7供电回路 113.5 90.8 80.07 121.06 183.93 10 No.8供电回路 167.2 133.76 178.34 222.93 338.7 11 No.9供电回路 121.77 97.42 129.88 162.36 246.68 总计 1656.22 762.13 868.02 1156.19 1756.41 2.3无功功率补偿 无功功率的人工补偿装置:主要有同步补偿机和并联电抗器两种。由于并联电抗器具有安装简洁、运行维护便利、有功损
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