2022年某冶金机械厂总降压变电所及配电系统方案设计书 .docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 某冶金机械厂总降压变电所及配电系统设计 二、生产任务及车间组成 1、本厂产品及生产规模 本厂主要承担全国冶金工业系统矿山、冶炼和轧钢设备的配件生产,即以生产铸造、锻造、铆焊、毛坯件为主体,生产规模为:铸钢件 1 万件、铸铁件 3 千吨、锻件 1 千吨、铆焊件 2 千 5 百吨;2、本厂车间组成(1) 铸钢车间;(2)铸铁车间;(3)锻造车间;(4)铆焊车间;(5)木型车间及木型库;(6)机修车间;( 7)砂库;( 8)制材场;( 9)空压站;(10)锅炉房;( 11)综合楼;( 12)水塔;(13)水泵房;( 14)污水提升站等;三、设计依据
2、1 全车间各车间负荷运算表如下:2、供用电协议工厂与电业部门所鉴定的供用电协议主要内容如下:(1) 工厂拟从电业部门某220/35 千伏变压所,用35 千伏双回架空线引入本厂,其中一个做为工作电源,一个做为备用电源,两个电源不并列运行,该变电所距厂东侧 8 公里;(2) 供电系统短路技术数据名师归纳总结 系统运行方式短路容量说明第 1 页,共 45 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 最大运行方式3 S d max200兆伏安最小运行方式3 S d min175兆伏安供电系统如图()(3) 电业部门对本厂提出的技术要求 区域变电所 35 千伏配出线路定
3、时限过流爱护装置的整定时间为 2 秒,工厂“ 总降” 不应大于 1.5 秒;在总降压变电所 35 千伏侧进行计量;本厂的功率因数值应字 0.9 以上 四、本厂负荷性质本厂为三班工作制,最大有功负荷年利用小时数为 负荷;五、本厂的自然条件 1、气象条件(1) 最热月平均最高温度为 30;6000 小时;属于二级(2) 土壤中 0.71M 深处一年中最热月平均温度 20;(3) 年雷暴日为 31 天;(4) 土壤冻结深度为 1.10M;(5) 夏季主导风向为南风;2、地质及水文条件 依据工程地质勘探资料获悉,厂区地址原为耕地,地势平整,地层以砂质名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,
4、共 45 页精选学习资料 - - - - - - - - - 粘土为主,地质条件较好,地下水位为2.85.3M;地耐压力为20 吨/ 平方M;六、设计任务及设计大纲 1、总降压变电站设计(1) 主结线设计;(2) 短路电流运算:依据电气设备挑选和继电爱护的需要确定短路计 算点,运算三相短路电流,运算结果列出汇总表;(3) 主要电气设备挑选:主要电气设备的挑选,包括断路器、隔离开 关、互感器、导线截面和型号等设备的挑选和校验;选用设备型 号、数量汇成设备一览表;(4) 主要设备继电爱护设计:包括主变压器、线路等元件的爱护方式 挑选和整定运算;(5) 配电装置设计;(6) 防雷、接地设计;2、车间
5、变电所设计 依据车间负荷情形,挑选车间变压器的台数、容量,以及变电所位置的原 就考虑;3、厂区 10 千伏配电系统设计 依据所给资料,列出配电系统结线方案,经过具体运算和分析比较,确定 最优方案;名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 45 页精选学习资料 - - - - - - - - - 七、设计成果1、设计说明书内容包括设计过程中涉及的运算、挑选、整定等的具体过程,并附有必要的运算表格;2、设计图纸(1) 总降压站电气主结线单线图;(2) 主变压器爱护原理接线图;(3) 进线断路器掌握及爱护原理图;第一章 负荷系统运算名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共
6、 45 页精选学习资料 - - - - - - - - - 一 负荷运算的意义及方法 运算负荷是供电系统设计的基础,负荷运算的的目的是确定供电系统的最大 负荷(也称运算负荷);它是挑选供电系统变压器,导线以及开关等电气设备 的依据;企业进行电力设计的基本原始资料是工艺部门供应的用电设备的安装容 量,这些用电设备品种多,数量大,工作情形复杂;估算的精确程度,影响工 厂的电力设计的质量,如估算过高,将增加供电设备的容量,使工厂电网复 杂,铺张有色金属,增加初投资和运行治理工作量,特殊是由于工厂是国家电 力的主要用户;不合理的工厂电力需用量是作为基础的国家电力系统的建设,将给国民经济建设带来很大的危
7、害;如估算过低,又会使工厂投入生产后,供 电系统的线路及电气设备由于承担不了实际电流而过热,如加速绝缘老化的速 度,降低使用寿命,增大电能损耗,影响供电系统的正确牢靠运行;确定全厂的运算负荷的方法许多,需要系数法是最常用的一种,即先从用 电端求逐级起往电源方向运算,第一依据需要系数法求得各车间低压侧有功及 无功运算负荷,加上本车间变电所的变压器有功及无功功率损耗,既得车间变 电所高压侧的运算负荷;其次是将全厂各车间高压侧负荷相加(如有高压用电 设备,也加上高压用电设备的运算负荷),同时加上厂区配电线路的功率损 耗,再乘以同时系数,便得出工厂总降压变电所低压侧运算负荷,然后考虑无 功功率的影响和
8、总降压变电所主变压器的功率损耗,其总和就是全厂的运算负 荷;名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 45 页精选学习资料 - - - - - - - - - 式中 P 30 i、Q 30为各用电组一、用电设备组的运算负荷,是指用电设备 组从供电系统中取用的半小时最大符合 P30 ,用电设备组的设备容量 Pe 是指用 电设备组所以设备的额定容量 PN 只和即 Pe = P N用电设备组的有功运算负荷应为 P30=KeKLP eP e=Kd ,Kd 就称为需要系数;实际上,需式中 Pe 为设备容量,令WLKLKeWL要系数仍与操作人员的技能及生产等多种因素有关;由上式可知需要系数的
9、定义为: Kd= P30/ Pe由此可得较需要系数发的确定三相用电设备组有功运算负荷的基本公式为 P30= Kd P e在求出有功运算负荷 无功运算符合P30 后,可按以下各式分别求出其余的运算符合 Q 30 = P 30 tan tan 对应于用点设备组 cos 的正切值视在运算符合 S 30= P30/cos 运算电流 I 30=S30/ 3 UNUN 额定电压对单台电机,白炽灯,电热设备,电炉变压器等,设备的额定容量的值就是名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 45 页精选学习资料 - - - - - - - - - 运算负荷,即: P e= PN对单台反复短时工作制的
10、设备末期额定容量均作为运算符合,不过对于吊车,如 J c 25% ,电焊机 J c 100%,就相应的换算为 对多组用电设备的符合运算就应采纳以下步骤:25%或 100%的设备容量; 将用电设备分组,求出各用电设备的总额定容量; 查出各组用电设备响应的需要系数及对应的功率因数就:于是 P30=P .iQ2P30.= Kd.1 P N 11Q30.= P30 1. tan P30.= Kd2. P N 22Q30.= P30.2 tan Q30=Q 30 .i S30=2 P 3030的运算负荷; 用需要系数法求车间或全厂运算符合时,需要在各级配电点乘以同时系数名师归纳总结 Ki,Ki取值一般为
11、0.850.95 ,但是他们的连乘积建议不小于0.8 ,由第 7 页,共 45 页于愈趋向电流端,负荷愈平稳,所以对应的Ki也愈大,依据以上负荷计算的原就,得到负荷运算表如表1 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 由工厂各车间设备进行工厂负荷统计得运算负荷具体如下表:项目用电名称设备容量需用系数功率因数运算负荷负荷车间号KVAKdCos有功功率 Kw 无功功率 Kvar视在功率 KVA类型NO.1铸钢车间20000.400.658009361231 类NO.2铸钢车间10000.400.70400408571 类砂车1100.700.6077102.41
12、28小计11100.300.15477510.4699 类NO.3铆焊 1 #水泵房1200360713799280.750.80211528小计12280.850.75381728827 类空压站390332292442机修车间1500.250.65385769锻造车间2200.300.6566100120NO.4木型车间185.850.350.606587108制材场200.280.60679 类综合楼200.901.0018018小计985.855255433240.750.80锅炉房300225169281仓库88.120.300.65263140NO.5污水提升站 2 #水泵房140
13、.650.809711280.750.80211626小计4302812233590.900.87千伏电弧炉2*1250225012832590工频炉2*3OO0.800.9148023532 类高压空压机2*2500.850.90425264500负荷小计3600315517773621总计9353.855646.24712.27336.7P30.i =5646.2Kw 由以上电力负荷统计表可得:Q30.i =4712.2 Kvar取 K P=0.92 KQ=0.95 就有有功功率 P 30=KP P30.i =0.92 5646.2 = 5194.4 Kw 无功功率 Q30=KQQ30.i
14、 =0.95 4712.2 = 4476.6 Kvar 视在功率 S30=2 P 30Q2=6857.4 KVA 30功率因数 Cos =P30/S 30=5194.4/6857.4=0.76 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 45 页精选学习资料 - - - - - - - - - 其次章 功率因数补偿和变压器挑选 在工厂系统中,绝大多数用电设备都具有电感的特性,这些设备不仅需要 从电力系统中吸取有功功率,仍要吸取无功功率,以产生这些设备正常工作所 必要的交变磁场,然而在输送有功功率肯定的情形下,无功功率增大,就会降 低功率因数,因此功率因数是衡量工厂供电系统电能利用程
15、度及电气设备使用 状况的一个具有代表性的重要指标;依据该工厂的实际设计要求,工厂功率因数补偿采纳集中补偿为主,对其 他电气设备采纳就地补偿;一 功率因数的分析 对于新厂,在最初设计时,补偿容量可按下式确定 Q C =P30( tan tan )tan 补偿前平均功率因数角 Cos 对应的正切 值tan 补偿后功率因数角tan 对应的正切值 P30 设计时求得的平均负荷(KW)由于 Cos = 0.76达不到电业部门对本工厂用电的要求,故要在变压器名师归纳总结 的低压侧进行无功补偿,这里我取Cos = 0.93 ;要使低压侧功率因数由第 9 页,共 45 页- - - - - - -精选学习资料
16、 - - - - - - - - - 0.76 提高到 0.93 低压侧需装设的并联电容的容量为 Q C =P30( tan tan ) =5194.4 tanarccos0.76 =2389.2 Kvar 补偿后变电所低压侧的视在计负荷为 tanarccos0.93 变压器的功耗为S =2 P 30Q30QC2=5598.2 KVA . PT0.015S302 =0.015 5641.5=83.973 Kw QT0.06S302 =0.06 5641.5=335.9 Kvar 变电所高压侧的运算负荷为 P302 =P30 + PT=5278 Kw Q302 =Q30 QC+ QT=2423.
17、3Kvar S302 =2 P 3022 Q 302=5807.7 KVA 补偿后工厂的功率因数为 Cos 二 变压器的挑选 21 变压器的分类=P302 /S 302 =0.908 变压器分类方法比较多,按功能分有升压变压器和降压变压器;按相数分有单 相和三相两类;按绕组导体的材质分有铜绕组变压器;按冷却方式和绕组绝缘 分有油浸式、干式两大类,其油浸式变压器又有油浸自冷式、油浸风冷式、油 浸水冷式和强迫油循环冷却方式等,而干式变压器又有绕注式、开启式、冲七 式( SF6)等;按用途分又可分为一般变压器和特种变压器;22 变压器台数的确定名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共
18、 45 页精选学习资料 - - - - - - - - - 在挑选变压器时,应选用低损耗节能型变压器,如S9 系列或 S10 系列;变压器需安装在楼内时,就应挑选干式变压器;在多尘或有腐蚀性气体严峻影响变 压器安全的场所,应挑选密闭型变压器或防腐蚀型变压器;变压器台数的挑选 应考虑以下原就:a 满意用电负荷对牢靠性的要求;在有一、二级负荷的变电所中,宜选 择两台主变压器,当在技术经济上比较合理时,主变压器也可挑选多 于两台;三级负荷一般挑选一台主变压器,假如负荷较大时,也可选 择两台主变压器;b 对负荷变化较大宜采纳经济运行方式的变电所,应挑选两台变压器;c 在挑选变电所主变压器台数时,应适当
19、考虑负荷的进展,留有扩展增 容的余地;23 器容量确定 i. 单台变压器容量的确定 单台变压器的额定容量 Sn 应能满意全部用电设备的运算负荷 Sc, 留有余 量,并考虑变压器的经济运行,即: Sn=1.151.4Sc 工厂车间变电所中,单台变压器容量不宜超过1000KVA,对装设在二层楼以上的干式变压器,其容量不宜大于 630KVA;ii. 装有两台变压器容量的确定任意一台变压器容量Sn应同时满意以下两个条件:名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 45 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1.当任意一台变压器单独运行时,应满意总运算负荷的60%70%的要求
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