某机械厂供配电降压变电所的设计

-1-课程设计说明书（2015/2016学年第一学期）课程名称：企业供电系统工程设计题目：某机械厂降压变电所的电气设计专业班级：自动化1225学生姓名:叶锦霖学号：指导教师：王巍、王书强、王静爽、苗敬利、王艳芬设计周数：1周设计成绩：2016年1月15日-2-目录第一章负荷计算和无功功率补偿............................................................................................................-3-1.1负荷计算........................................................................................................................................-3-1.2无功功率补偿................................................................................................................................-5-第二章变电所位置与型式的选择..............................................................................................................-6-第三章变电所主变压器及主接线方案的选择..........................................................................................-7-3.1变电所主变压器的选择..................................................................................................................-7-3.2变电所主接线方案的选择..............................................................................................................-7-3.3主接线方案的技术经济比较..........................................................................................................-9-第四章变电所高、低压线路的选择........................................................................................................-10-4.110kV高压进线和引入电缆的选择...............................................................................................-10-4.2380低压出线的选择.....................................................................................................................-11-4.3作为备用电源的高压联络线的选择校验....................................................................................-13-第五章变电所二次回路方案的选择与继电保护的整定........................................................................-15-5.1变电所二次回路方案的选择.........................................................................................................-15-5.2变电所继电保护装置....................................................................................................................-15-5.3装设电流速断保护.........................................................................................................................-16-5.4作为备用电源的高压联络线的继电保护装置.............................................................................-16-参考文献及心得体会....................................................................................................................................-17--3-第一章负荷计算和无功功率补偿1.1负荷计算1.1.1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）30P=dKeP，dK为系数b)无功计算负荷（单位为kvar）30Q=30Ptanc)视在计算负荷（单位为kvA）30S=cos30Pd)计算电流（单位为A）30I=NUS330,NU为用电设备的额定电压（单位为KV）1.1.2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）30P=ipPK30式中iP30是所有设备组有功计算负荷30P之和，pK是有功负荷同时系数，可取0.85~0.95b)无功计算负荷（单位为kvar）30Q=iqQK30，iQ30是所有设备无功30Q之和；qK是无功负荷同时系数，可取0.9~0.97c)视在计算负荷（单位为kvA）30S=230230QPd)计算电流（单位为A）30I=NUS330经过计算，得到各厂房和生活区的负荷计算表，如表2.1所示（额定电压取380V）-4-表2.1各厂房和生活区的负荷计算表编号名称类别设备容量eP/kW需要系数dKcostan计算负荷30P/kW30Q/kvar30S/kVA30I/A1铸造车间动力2950.40.651.028081.6————照明80.91.004.20————小计303——84.281.61182012锻压车间动力3850.30.61.1790105.3————照明70.91.005.60————小计392——95.6105.31442517金工车间动力3500.20.651.1790105.3————照明80.91.006.30————小计358——96.3105.31451946工具车间动力3700.250.621.3390119.7————照明80.771.004.90————小计378——94.9119.71552804电镀车间动力2800.450.730.75300225————照明70.711.004.90————小计287——304.92253802443热处理车间动力1800.420.770.7512090————照明70.81.005.60————小计187——125.690155.61769装配车间动力1700.340.651.026061.2————照明90.761.004.90————小计179——64.961.290.612210机修车间动力1650.210.631.176070.2————照明40.861.002.80————小计169——62.870.295.2788锅炉车间动力650.60.651.754884————照明20.71.001.40————小计67——49.48475.2675仓库动力250.380.8-0.91.0266.12————照明10.891.001.40————小计26——7.46.129.916.211生活区照明3850.850.901400140413总计动力22851134.1948.4————照明446计入pK=0.8,qK=0.850.75771.2644.81508.51655-5-1.2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单、运行维护方便、有功损耗小以及组装灵活、扩容方便等优点，因此并联电抗器在供电系统中应用最为普遍。由表2.1可知，该厂380V侧最大负荷时的功率因数只有0.75。而供电部门要求该厂10KV进线侧最大负荷时功率因数不低于0.9。考虑到主变压器的无功损耗元大于有功损耗，因此380V侧最大负荷时功率因数应稍大于0.9，暂取0.92来计算380V侧所需无功功率补偿容量：CQ=30P(tan1-tan2)=810.8[tan(arccos0.75)-tan(arccos0.92)]=369.66kvar参照图2，选PGJ1型低压自动补偿评屏，并联电容器为BW0.4-14-3型，采用其方案1（主屏）1台与方案3（辅屏）4台相结合，总共容量为84kvar5=420kvar。补偿前后，变压器低压侧的有功计算负荷基本不变，而无功计算负荷'30Q=（727.6-420）kvar=307.6kvar，视在功率2'30230'30QPS=867.2kVA，计算电流NUSI3'30'30=1317.6A,功率因数提高为cos'='3030SP=0.935。在无功补偿前，该变电所主变压器T的容量为应选为1250kVA,才能满足负荷用电的需要；而采取无功补偿后，主变压器T的容量选为1000kVA的就足够了。同时由于计算电流的减少，使补偿点在供电系统中各元件上的功率损耗也相应减小，因此无功补偿的经济效益十分可观。因此无功补偿后工厂380V侧和10kV侧的负荷计算如表3所示。主屏辅屏1#方案6支路3#方案6支路2#方案8支路4#方案8支路CCC图2.1PGJ1型低压无功功率自动补偿屏的接线方案-6-表2.2无功补偿后工厂的计算负荷项目cos计算负荷30P/KW30Q/kvar30S/kVA30I/A380V侧补偿前负荷0.75810.8727.610891655380V侧无功补偿容量-420380V侧补偿后负荷0.935810.8307.6867.21317.6主变压器功率损耗0.01530S=130.0630S=5210KV侧负荷计算0.935823.8359.6898.952第二章变电所位置与型式的选择变电所的位置应尽量接近工厂的负荷中心，工厂的负荷中心按负荷功率矩法来确定。在工厂平面图的下边和左侧，分别作一直角坐标的x轴和y轴，然后测出各车间（建筑）和宿舍区负荷点的坐标位置，1P、2P、3P10P分别代表厂房1、2、3...10号的功率，设定1P（2.5，5.6）、2P（3.6，3.6）、3P（5.7，1.5）、4P（4，6.6）、5P（6.2，6.6）、6P（6.2，5.2）、7P（6.2，3.5）、8P（8.8，6.6）、9P（8.8，5.2）、10P（8.8，3.5），并设11P（1.2，1.2）为生活区的中心负荷，如图3-1所示。而工厂的负荷中心假设在P(x,y),其中P=1P+2P+3P+11P=iP。因此仿照《力学》中计算中