工厂变配电所毕业设计论文.pdf
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1、目录第一章车间用电负荷计算及变压器选型1.1 载荷计算的目的.31.2 加氢裂化装置负荷计算方法及主要原料.31.3 按需求系数法确定负荷计算.71.4 峰值电流.111.5 车间变压器选型.13第二章短路和短路电流的计算2.1 短路概述.182.2 电网短路计算.21第三章导体及其截面的选择3.1 导体和电缆的选择.293.2 导体横截面的选择和校准方法.30第四章车间高低压电气设备及其选型4.1 低压电器的选择与校准条件.354.2 高压电气选型及校准条件.37第五章车间变电所及供配电系统主接线5.1 车间变电站选址要求.475.2 车间变电所总体布置及要求.485.3 车间供电系统主连接
2、线.49第六章供电系统继电保护6.1 继电保护概述.536.2 普通继电保护的接线与整定计算.536.3 车间部分装置继电保护.55第七章防雷接地7.1 变电站防雷.577.2 配电变压器和电容器的保护.587.3 接地保护.59辞职.60参考.61概括工业企业生产所需的电能通常由电力系统提供,但大型厂矿企业自建电厂 供电部分除外。工业企业使用的电能通过企业各级变电站变压后分配给各种用 电设备。因此,工业企业变电站可以说是企业供电的枢纽,其地位十分重要。我为炼油厂1。00万吨/年炼油系统改造项目200万吨/年加氢裂化装置设计了供配电系统。对电能质量的要求非常高。当电源突然中断时,这种负载会 造
3、成人身伤害或造成重大设备损坏且难以修复,或给国民经济带来巨大损失。因此,如何正确计算和选择各级变电站的功率、变压器容量等主要用电设备,是保证企业安全可靠供电的重要前提。计算企业用电负荷的主要目的是为正确 选择企业各级变电站的变压器容量、各种用电设备的型号规格、使用的电线等 级提供科学依据。供电网络。一般企业用电负荷计算常用的方法有需量系数法、利用系数法、单位面积用电量法、单位指标法和单位产品用电量法。本设计中 加氢裂化装置的功率负荷和最大短路电流分别采用系数法和单位值法计算。经 过优化计算,科学合理选择配电室的位置和布局,选用新一代S10系列节能变 压器,最大限度地为企业节约投资和运行成本,确
4、保加氢裂化装置供配电系统 的安全稳定。节能可靠运行和优质电源提供了有力保障。第一章车间用电负荷计算及变压器选型1.1 载荷计算的目的工业企业生产所需的电能通常由电力系统提供,但大型厂矿企业自建电厂 供电部分除外。工业企业使用的电能通过企业各级变电站变压后分配给各种用 电设备。因此,工业企业变电站可以说是企业供电的枢纽,其地位十分重要。如何正确计算和选择各级变电站的变压器容量等主要电气设备,是保证企业安 全可靠供电的重要前提。计算企业用电负荷的主要目的是为正确选择企业各级 变电站的变压器容量、各种用电设备的型号规格、使用的电线等级提供科学依 据。供电网络。1.2 加氢裂化装置负荷计算方法及主要来
5、源数据一般企业用电负荷计算常用的方法有需量系数法、利用系数法、单位面积 用电量法、单位指标法和单位产品用电量法。本设计采用系数法计算加氢裂化装置的功率负荷。因为需求因子是设备功率乘以需求因子和同时因子,所以可以直接得到计 算负荷。这种方法简单,应用广泛,特别适用于配电和变电站的负荷计算。使 用系数法得到最大负荷的平均负荷,然后考虑设备数量和功率差异的影响,乘 以与有效机组数相关的最大系数得到计算负荷。计算过程非常繁琐。单位面积 功率法和单位指数法主要用于民用建筑;单位产品功耗法主要适用于某些行业。(表L1)加氢裂化装置列表及相关参数设备名称单位数量规格佩(千瓦)Ue(V)即(一)分像塔顶置冷凝
6、泵2YB132 S-45.538011.6硫化剂泵1YB2 00L-43038056.8反冲洗污水泵2YB2 00L-43038056.8循环氢气压缩机1YB132 S1-25.538011.1重污油泵1YB180M-2二十二38042轻污油泵1YB180M-2二十二38042新型氢气压缩机水站水泵2YB2 00L1-23038056.9新型氢气压缩机水站水箱23038045加热器热聚合物空气冷却器8YB2 00L1-23038056.9热低分子气体/喷气燃料空气冷却器6YB2 00L1-23038056.9硫化氢汽提塔顶部空气冷却器6YB2 00L1-23038056.9分偏塔顶置空气冷却器
7、8YB180M-2二十二38042柴油空气冷却器8YB180M-2二十二38042稳定塔顶空冷器6YB180M-2二十二38042新型氢气压缩机辅助油泵电机3YB160M2-2153802 9.4新型氢气压缩机油箱电加热器3153802 2.8吸收塔中段回流泵1YB160L-218.538035.5吸收塔第二中段回流泵2YB160L-218.538035.5稳定塔入口泵2YB2 2 5M-24538083.9塔顶循环泵2YB2 80S-275380140.1抽吸塔底泵2YB2 2 5M-24538083.9喷气燃料泵2YB2 50M-255380102.7氨喷射泵1YB160M2-215380
8、2 9.4K-3101新型氢气压缩3YB132 S2-27.538015机转向电机阻垢剂泵2YB801-40.553801.5引风机1YB2 80S-275380140.1压缩机车间起重机1YB2 80S-275380140.1重石脑油泵2YB2 50M-290380167柴油泵3YB2 80S-275380140.1K-3102循环氢压缩机油泵电机2YB2 00L1-23038056.9抗氧泵2YB801-40.553801.5缓蚀剂泵2YB90L-22.23804.7分储塔断续回流泵2YB2 80S-275380140.1低压脱硫贫胺液泵2YB2 50M-255380102.7硫化氢汽提塔
9、顶置泵2YB2 80S-275380140.1启动循环泵2YB801-40.553801.5石脑油分储塔顶回流泵2YB2 00L1-23038056.9热低分子气体/喷气燃料空气冷却器1YB2 00L1-23038056.9硫化氢汽提塔顶部空气冷却器1YB2 00L1-23038056.9新型氢气压缩机注油电机3YB90S-21.53803.4分储塔顶置回流泵2YB2 50M-290380167(表L2)加氢裂化装置技术参数一览表尾油泵(P-32 06A/B)2JR1410-8280600036滑塔进料泵2JR1410-8280600036反应进料泵2YK2 2 00-2 9902200600
10、0261新型氢气压缩机(K-3101)主机3TAW2 000-2 0/260020006000223喷射泵(P-3103/ABC)3JR138-4280600035新型氢气压缩机3YB160M-4113802 2.6办公室外中央空调室外机68438012 7.6办公室外的中央空调307.538011.4控制室空气恒温恒湿空调21763802 67.4配电室风冷空调23038045.6设备名称Pe(千瓦)k xc osc ptan c p分储塔顶置冷凝泵5.50.80.840.646硫化剂泵300.80.870.567循环氢气压缩机5.50.80.880.54重污油泵二十二0.80.880.54
11、轻污油泵二十二0.80.880.54分储塔顶置空气冷却器二十二0.80.880.54稳定塔顶空冷器二十二0.80.880.54柴油空气冷却器二十二0.80.880.54反冲洗污水泵300.80.890.512新型氢气压缩机辅助油泵电机150.80.840.646新型氢气压缩机油箱电加热器150.50.651.17吸收塔中段回流泵18.50.80.890.512新型氢气压缩机水站水泵300.80.890.512稳定塔入口泵450.80.890.512热聚合物空气冷却器300.80.890.512塔顶循环泵750.80.890.512抽吸塔底泵450.80.890.512喷气燃料泵550.80.8
12、90.512氨喷射泵150.80.840.646新型氢气压缩机曲轴电机7.50.80.880.54阻垢剂泵0.550.80.760.882引风机750.80.890.512压缩机车间起重机750.80.890.512柴油泵重石脑油泵900.80.890.512循环氢压缩机油泵电机300.80.890.512抗氧泵0.550.80.760.882缓蚀剂泵2.20.80.860.593热低分子气体/喷气燃料空气冷却器300.80.890.512硫化氢汽提塔顶部空气冷却器300.80.890.512分储塔间断回流750.80.890.512低压脱硫贫胺液泵550.80.890.512硫化氢汽提塔顶置
13、泵750.80.890.512启动循环泵550.80.890.512分储塔顶置冷凝泵150.80.880.54石脑油分储塔顶回流泵450.80.890.512新型氢气压缩机注油电机30.80.870.567分镭塔顶置回流泵900.80.890.512滑塔进料泵(P-32 04A/B)2800.80.850.62新型氢气压缩机(K-3101)主机20000.9-0.90.36尾泵2800.80.850.62反应进料泵22000.80.850.62喷射泵2800.80.850.62新型氢气压缩机110.80.840.646办公室外中央空调室外机840.80.840.646办公室外的中央空调7.50
14、.80.840.646控制室空气恒温恒湿空调1760.80.840.646配电室风冷空调300.80.840.6461.3 根据需求系数法确定负荷计算1.3.1 系数法计算荷载的相关公式A、确定用电设备组或用电单元负荷计算公式:一个。有功计算负荷(KW)P30=KPe;式中,为Kx用电设备组或用电单元的需量系 数;P。是用电设备组或用电单元的设备总容量;湾。无功功率计算负载KvarQ3O=P3o*tan 式tan。中为设备铭牌给定功率因数角的功率因数角的正切值或用电量单位功率因数角的正 切值。Co表观计算负荷(KV-A)S30=PV/V V/otp*do公式中的Un计算电流(A)ho=S%Un
15、为电气设备组或电气单元的电源电压(K V)的额定值B、多组电气设备组或多台电气单元的总计算负荷确定公式:一个。主动计算负载(KW)P30=KZPP30i式中,Pq为每组计算负荷(KW);KP为有功负荷同时系数,KP设备组计算车间配 电干线负荷时取0.850.95,设备组直接计算变电站低压母线总负荷K2 P.0.8到0.9。湾。无功功率计算负载KvarQ30=KZqZQ30i式中,Q3.i为各组无功功率计算负荷(Kvar);为无功负荷同时系数,设备组计算车间配电干线负荷时,设备组直接计算车间低压母线总负荷时,取。.9。.97变电站理 想 Kq=0.85 0.95。Co 表观计算负荷(KV-A)S
16、302=P302+Q302do公式中Un计算出的电流(A)I3o=S%Un为电气设备的额定电压(KV)e.无功补偿公式Qc=P30 (tan 0-tan%)补偿前c os0=0.85,tan。=0.62补偿后 c os/=695,tan(2=0.331.3.2 系数法计算载荷的结果(表1.3)加氢裂化装置计算负荷清单设备名称p30.i(千瓦)Q.30 i(克瓦)S3OS(千伏安)分储塔顶置冷凝泵4.42.8425.2 4硫化剂泵2413.6082 7.589反冲洗污水泵2413.6082 7.589循环氢气压缩机4.42.3765重污油泵17.69.520轻污油泵17.69.520热低分子气体
17、/喷气燃料空气冷却器15096.89硫化氢汽提塔顶部空气冷却器15096.89分储塔顶置空气冷却器134.482.2 94稳定塔顶空冷器100.862.47柴油空气冷却器134.482.2 94新型氢气压缩机水站水泵2412.2 882 6.963新型氢气压缩机水站水箱加热器30030热聚合物空气冷却器20012 9.187新型氢气压缩机辅助油泵电机2415.5052 8.57新型氢气压缩机油箱电加热器30030吸收塔中段回流泵14.87.57816.62 7吸收塔第二中段回流泵14.87.57816.62 7稳定塔入口泵3618.43240.445塔顶循环泵6030.7267.407抽吸塔底
18、泵3618.43240.445喷气燃料泵442 2.52 849.432氨喷射泵126.4813.638新型氢气压缩机曲轴电机127.437阻垢剂泵0.440.3880.587引风机6030.7267.407柴油泵71.846.614压缩机车间起重机6030.7267.407重石脑油泵7236.86480.89循环氢压缩机油泵电机2412.2 882 6.963抗氧泵0.440.3880.587减速泵1.761.0432.046办公室外中央空调室外机67.250.4分储塔断续回流泵6030.7267.407低压脱硫贫胺液泵442 2.52 849.432硫化氢汽提塔顶置泵6030.7267.4
19、07启动循环泵8845.056办公室外的中央空调64.5控制室空气恒温恒湿空调140.8105.6配电室风冷空调2418石脑油分储塔顶回流泵2412.2 882 6.963新型氢气压缩机注油电机2.41.8分镭塔顶置回流泵7236.86480.89新型氢气压缩机3.62.2 324.2 36车间低压装置总数P30(千瓦)Q30(千瓦)S30(千伏安)(380V)2 594.91734.42312 1.17乘以同时因子Kp=0.9Kq=0.952 335.411647.69992 1.052低压无功补偿-677.2 689计算补偿后的负载2 335.41970.43012 52 9.01(根据此
20、数据选择车间变压器)新型氢气压缩机主机3600-12 96滑塔进料泵224138.882 63.56尾泵224138.882 63.56反应进料泵17601091.22 070.83喷射泵4482 76.76总车间10632.3152 58.2 801备注:低压(380V)侧:Lo=3842.5A;高压(6KV)侧:I30=946.1A乘以同时因子Kp=0.9Kq=0.959569.0794995.366112 108.11高压无功补偿-2 775.032计算补偿后的负载9569.0792 2 2 0.33417670.476车间变压器损耗4.4042 1.126KV侧计算负荷9573.483
21、2 2 41.45419832.381.4 尖峰电流峰值电流是指持续时间仅为12 s左右的短期最大负载电流。它对电线和电 气设备有很大的破坏作用。一般用作选择和校验熔断器、自动开关、断路器等 设备的依据。.1.4.1 峰值电流的计算(1)单个用电设备的峰值电流Ipk=1st=KstIn式中,Ipk为峰值电流;Kst是设备的启动电流倍数1st;是设备的启动电流;一般鼠笼式异步电动机Kst=67;4级的鼠鼠式异步电动机,Kst一般取7级。顺序是计算依据,可以计算出整个加氢裂化车间各装置的峰值电流。计算结果如表1.4所示。低压380V车间总设备峰值电流L=I30+(Ist-InLx已知车间低压设备总
22、计算电流130=3842.5A所以IpK=l3o+(IsTlN)max=3842.5+2 67.4 6=5446.9A(表1.4)加氢裂化装置的峰值电流和计算电流汇总设备名称即(一)KTS _IPK我30(一)分储塔顶置冷凝泵11.6781.27.96硫化剂泵56.87397.641.92氨喷射泵2 9.472 05.82 0.72循环氢气压缩机11.1777.77.6重污油泵42729430.39轻污油泵42729430.39分储塔顶置空气冷却器42729430.39稳定塔顶空冷器42729430.39柴油空气冷却器42729430.39反冲洗污水泵56.97398.340.97新型氢气压缩
23、机辅助油泵电机2 9.472 05.82 0.72新型氢气压缩机水站水泵56.97398.340.97热低分子气体/喷气燃料空气冷却器56.97398.340.97硫化氢汽提塔顶部空气冷却器56.97398.340.97新型氢气压缩机油箱电加热器45.67398.340.97热聚合物空气冷却器56.97398.340.97吸收塔中段回流泵35.572 48.52 5.2 6吸收塔第二中段回流泵35.572 48.52 5.2 6稳定塔入口泵83.97587.361.45塔顶循环泵140.17980.7102.42抽吸塔底泵83.97587.361.45喷气燃料泵102.77718.975.11
24、阻垢剂泵1.5710.50.89引风机140.17980.7102.42压缩机车间起重机140.17980.7102.42柴油泵140.17980.7102.42重石脑油泵1677116912 2.9循环氢压缩机油泵电机15710510.36抗氧泵1.5710.50.89减速泵4.7732.93.11分储塔间断回流140.17980.7102.42低压脱硫贫胺液泵102.77718.975.11硫化氢汽提塔顶置泵140.17980.7102.42启动循环泵102.77718.975.11硫化氢汽提塔顶置泵140.17980.7102.42分储塔顶置冷凝泵2 9.472 05.82 0.72石脑
25、油分储塔顶回流泵15710510.36新型氢气压缩机注油电机3.472 3.82.15分储塔顶置回流泵1677116912 2.9尾泵3672522 4.5滑塔进料泵3672522 4.5反应进料泵2615.21357.2199.2 7新型氢气压缩机主机2235.21159.6199.2 7喷射泵3572452 4.5加药装置加药泵3.472 3.82.15控制室新风净化器3.472 3.82.15新型氢气压缩机2 2.67158.215.921.5 车间变压器的选择变压器是电力系统中数量非常多的电气设备,其地位非常重要。它的作用 是增加和减少电压。车间变电所变压器台数的选择原则:(1)对于一
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