南方冶金机械修造厂总降压变电所及高压配电系统设计-本

课程设计某冶金机械修造厂全厂总压降变电所及配电系统设计AMETALLURGICALMACHINERYPLANTSOURCETOTALPRESSUREDROPSUBSTATIONANDELECTRICALSYSTEMDESIGN学院：电气与信息工程学院专业班级：电气班学生姓名：指导教师：老师2013年7月6日安徽理工大学课程设计I某冶金机械修造厂全厂总压降变电所及配电系统设计摘要现代化工厂的设计是一门综合性技术，而工厂供电系统是其中重要设计内容之一，本文所探讨的就是某冶金机械修造厂全厂总压降变电所及配电系统设计问题。在论文里，认真对工厂所提供的原始资料进行了分析。首先进行电力负荷的运算，根据功率因数的要求在低压母线侧进行无功补偿，进而对主变和各车间变压器进行选择。同时对架空线进行了选择和校验。在论文里，对35KV和6KV母线处发生短路时的短路电流进行了计算，得到了最大运行方式和最小运行方式下的短路电流。根据本厂对继电保护的要求，进行了继电保护装置的整定计算。关键词：电力负荷，变压器，短路电流，继电保护安徽理工大学课程设计IIAMETALLURGICALMACHINERYPLANTSOURCETOTALPRESSUREDROPSUBSTATIONANDELECTRICALSYSTEMDESIGNABSTRACTThedesignofthemodernfactoryisacomprehensivetechnology,andfactoryisoneoftheimportantpowersupplysystemdesign,thispaperdiscussedthecontentoftheisametallurgicalmachineryplantsourcetotalpressuredropsubstationandelectricalsystemdesignproblem.Inthearticle,weprovidedtofactoryearnestlytherawdataisanalyzed.Firstoperationofelectricpowerload,accordingtotherequirementsofthelowvoltagepowerfactorinbusbarsideofthereactivepowercompensation,thenthemaintransformerandtheworkshoptransformerinchoice.Atthesametimeforaerialwerechosenandcalibration.Inthearticle,weto35KVandsixKVshort-circuitedthebusplacewhenshort-circuitcurrentcalculation,gotthebiggestoperationmodeandminimumrunningunderthewayofshort-circuitcurrent.Accordingtoourfactorytotherequirementsoftherelayprotection,relayprotectiondeviceofsettingcalculation.KEYWORDS:electricpowerload,transformer,short-circuitcurrent,relayprotection安徽理工大学课程设计III目录摘要................................................................IABSTRACT...........................................................II1.原始资料及电力负荷计算............................................11.1设计任务...................................................11.2查找资料...................................................11.3电力负荷计算...............................................22.变电所高压电气设备选型............................................52.1主变压器选择...............................................52.2架空线路选择...............................................62.3母线的选择.................................................72.3.135kv母线的选择......................................72.3.26kv母线的选择.......................................82.4补偿电容器选择............................................112.5车间变压器选择............................................113.电气主接线设计...................................................124.短路电流及冲击电流计算...........................................135.电气设备选择及校验...............................................165.135KV高压断路器、隔离开关及熔断器选择.....................175.2电流互感器和电压互感器选择................................185.3开关柜选择................................................196.主变压器继电保护选择.............................................216.1瓦斯保护..................................................226.2装设电流速断保护..........................................226.3变压器纵差动保护..........................................236.4反时限过电流保护..........................................256.5过负荷保护................................................257.防雷、接地设计...................................................26总结...............................................................27参考文献...........................................................28安徽理工大学课程设计11.原始资料及电力负荷计算1.1设计任务完成某冶金机械修造厂全厂总降压变电所及配电系统设计1.2查找资料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1万吨、铸铁件3千吨、锻件1千吨、铆焊件2千5百吨。2.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3.供用电协议工厂与电业部门所签订的供用电协议主要内容如下：（1）工厂电源从电业部门某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）供电系统及短路技术数据图1-1供电系统图表1-1区域变电所35KV母线短路数据如下：系统运行方式短路容量说明最大运行方式200)(maxsdS兆伏安35KV最小运行方式175)(minsdS兆伏安35KV（3）电业部门对本厂提出的技术要求安徽理工大学课程设计2①区域变电所35千伏配出线路定时限过流保护装置的整定时间为2秒，工厂“总降”不应大于1.5秒；②在总降变电所35千伏侧进行计量；③本厂的功率因数值应在0.9以上。4.本厂负荷的性质本厂为三班工作制，最大有功负荷年利用小时数为6000小时，属于二级负荷。5.厂的自然条件(1)气象条件①最热月平均最高温度为30℃；②土壤中0.7~1米深处一年中最热月平均温度为20℃；③年雷暴日为31天；④土壤冻结深度为1.10米；⑤夏季主导风向为南风。(2)地质及水文条件根据工程地质勘探资料获悉，厂区地址原为耕地，地势平坦，底层以砂质粘土为主，地质条件较好，地下水位为2.8~5.3米。地耐压力为20吨/平方米。1.3电力负荷计算（1）荷也称计算容量或最大需要负荷，它是个假定的等效的持续性负荷，其热效应与同一时间内实际的不一定恒稳的负荷所产生的最大热效应相等。在配电设计中，通常采用能让中小截面导体达到稳定温升的时间段（30min）的最大平均负荷作为按发热条件选择配电变压器、导体及相关电器的依据，并用来计算电压损失和功率消耗。在工程上为方便计，也可作为电能消耗量及无功功率补偿的计算依据。（2）相关电力负荷的理论依据：在所计算的范围内（如一条干线、一段母线或一台变压器），用电设备组的计算负荷并不等于其设备容量，两者之间存在一个比值关系，因此引进需要系数的概念，即用电设备组的有功计算负荷应为NWLLPKKP30（2—3）式中K——设备组同时使用系数LK——设备组的平均加权负荷系数——设备的平均加权效率WL——配电线路的平均效率安徽理工大学课程设计3令WLLdKKK，则dK就称为需要系数。由式（2—3）可知dK的定义式为：dNPKP形成该系数的原因有：用电设备的设备容量是指输出容量，它与输入容量之间有一个额定效率；用电设备不一定满负荷运行，因此引入负荷系数；用电设备本身及配电线路有功率损耗，所以引入一个线路平均效率；用电设备组的所有设备不一定同时运行，故引入一个同时系数。实际上，需要系数还与操作人员的技能及生产等多种因素有关。由此可得较需要系数发的确定三相用电设备组的计算负荷的计算方法。a)单用电设备组的计算负荷dNPKPtanQP22cosPSPQ3NSIU式中，dK为需要系数；NP为设备容量；tan为设备功率因数角的正切角。b)多组用电设备组的计算负荷dNPKPqNQKQ22SPQ3NSIU根据以上相关理论全厂各车间计算负荷如下表所示：表1-1全厂各车间负荷计算表各车间380伏负荷序号车间或电单位名称设备容量(千瓦)xKcostg计算负荷变压器台数及容量备注KP(千瓦)Q(千乏)S(千伏安)(1)No1变电所2X8001铸钢车间20000.40.651.17720842.41107.70.9(2)No2变电所2X5001铸铁车间10000.40.71.02400408571.4安徽理工大学课程设计42砂库1100.70.61.3377102.4128.33小计429.3459.36629.730.9(3)No3变电所2X8001铆焊车间12000.30.451.98