化纤厂降压变电所电气设计[1]

工厂供电课程设计设计题目：化纤厂降压变电所电气设计系别：电子信息与控制工程系专业班级：姓名：学号：指导老师：小组序号：日期：前言国家经济发展每时每刻都离不开统计信息，电力行业作为基础产业，国家经济建设电力能源供应的保障，面对电力可以适度超前发展的机遇和国家大力倡导节能减排的局面，政府相关部门及电力行业相关领导随时掌握电力行业统计信息，依据数字分析和判断，制定行业战略规划、发展计划，对于行业更好更快的发展起着至关重要的作用。新时期下，电力行业统计工作的重要性也逐渐从幕后走到了台前。电力行业是国民经济的基础工业，它的发展直接关系到国家经济建设的兴衰成败，它为现代工业、农业、科学技术和国防提供必不可少的动力。随着现代文明的发展与进步，社会生产和生活对电能供应的质量和管理提出了越来越高的要求。工厂供电系统的核心部分是变电所。因此，设计和建造一个安全、经济的变电所，是极为重要的。电能是现代工业生产的主要能源和动力，做好工厂供电设计对于发展工业生产、实现工业现代化，具有十分重要的意义。工厂供电系统首先要能满足工厂生产和生活用电的需要，其次要确保安全，供电可靠，技术先进和经济合理，并做好节能。本设计根据化纤厂所能取得的供电电源和该厂用电负荷的实际情况，并适当考虑生产的发展，按工厂供电的基本要求，对各车间进行负荷计算和无功补偿；确定出了各变电所的位置及各变电所变压器台数、数量和型式；计算了短路电流；选择了各线路导线截面和变电所高低压设备；配置了继电保护装置、防雷和接地装置；绘出设计图样，完成了化纤厂的供配电系统设计。(关键词:变压器变电所设计;负荷统计;短路电流计算;继电保护的配置)设计任务书1.主要内容：（1）各车间负荷计算及无功补偿。（2）各车间变电所的设计与选择。（3）工厂总降压变电所及接入系统设计。（4）变电所主接线方案的设计。（5）短路电流计算。（6）变电所高低压电气设备选择与校验。（7）继电保护的配置。2.基本要求：根据工厂所能取得的电源及用电负荷的实际情况，并适当考虑生产发展，按照安全可靠，技术先进、经济合理的要求，完成设计任务，并按要求写出设计论文，绘制设计图样：降压变电所电气主接线图（A3）、工厂变电所平面图（A3）。3.设计依据：（1）工厂总平面图（2）工厂负荷数据：本工厂多数车间为3班制，年最大负荷利用小时数6400小时。本厂负荷统计资料见下表：序号车间设备名称安装容量dKtan计算负荷P（kW）Q（kvar）S（kVA）1纺炼车间纺丝机1800.800.78筒绞机620.750.75酸站锅炉房原夜车间纺炼车间其他附属车间办公楼食堂宿舍宿舍排毒机房烘干机780.751.02脱水机200.600.80通风机2000.700.75淋洗机140.750.78变频机9000.800.70传送机420.800.70小计2原液车间照明10120.750.70小计3酸站照明3040.650.70小计4锅炉房照明2800.750.75小计5排毒车间照明1860.700.60小计6其他车间照明3800.700.75小计7全厂计算负荷（3）供电电源情况：按与供电局协议，本厂可由东南方19公里处的城北变电所110/38.5/11kV，50MVA变压器供电，供电电压可任选。另外，与本厂相距5公里处的其他工厂可以引入10kV线路做备用电源，但容量只能满足本厂负荷的30%重要负荷，平时不准投入，只在本厂主要电源故障或检修时投入。（4）电源的短路容量（城北变电所）：35kV母线的出线断路器断流容量为1500MVA；10KV母线的出线断路器断流容量为350MVA。（5）供电局要求的功率因数：当35KV供电时，要求工厂变电所高压侧cos≥0.9；当以10kV供电时，要求工厂变电所高压侧为cos≥0.95。（6）电费制度：按两部制电费计算。变压器安装容量每1kVA为15元/月，动力电费为0.3元/kWh，照明电费为0.55元（kw·h）.（7）气象资料：本厂地区最高温度为38℃，最热月平均最高气温29℃，最热月地下0.8m处平均温度为22℃，年主导风向为东风，年雷暴雨日数为20天。（8）地质水文资料：本厂地区海拔60m，地层以砂黏土为主，地下水位为2m。目录一各车间计算负荷和无功补偿.......................错误!未定义书签。1.1计算负荷方法...................................................11.2设备容量的确定.................................................31.3提高功率因数方法..............................................41.4动力支路负荷计算...........................................51.5全厂计算负荷计算...........................................61.6电压等级的确定.............................................7二各车间变电所的设计选择.........................................82.1变电所位置的选择..........................................82.2车间变电所位置的确定......................................92.3变电所形式................................................9三工厂总降压变电所的接入系统设...............................93.1接入线形式的选择..........................................93.2接入线截面的选择.........................................10四变电所主变压器台数和容量、类型的选择及无功补偿.............114.1变电所变压器台数的确定...................................114.2变压器容量的确定.........................................124.3各车间变压器台数及容量选择和无功补偿.....................124.4工厂总降压变电所主变压器台数、容量选择及无功补偿……….…15五变电所主接线方案的设计………………………………………………165.1主接线的设计原则和要求………………………………………………165.2主接线的设计步骤.........................................195.3基本接线形式.............................................205.4主接线初步设计方案……………………………………………………22六短路电流的计算............................................23七变电所一次设备的选择与校验…………………………………………277.1各种电器设备的选择.......................................277.2本变电所高低压电气设备的选择………………………………………317.3变电所进出线的选择与校验……………………………………………337.4厂内10kV线路截面选择………………………………………………34八变电所二次回路方案的选择及继电保护的整定………………………398.1单母线分段接线及双母线接线…………………………………………398.2继电保护的配置...........................................408.3防雷保护和接地装置的设计.................................41九绘制图样..................................................439.1工厂变电所平面图.........................................439.2工厂变电所系统图.........................................44心得体会.....................................................45参考文献.....................................................451一.各车间计算负荷和无功补偿1.1计算负荷方法目前负荷计算常用需要系数法、二项式法、和利用系数法,前二种方法在国内设计单位的使用最为普遍。此外还有一些尚未推广的方法如单位产品耗电法、单位面积功率法、变值系数法和ABC法等.常采用需用系数法计算用电设备组的负荷时，应将性质相同的用电设备划作一组，并根据该组用电设备的类别，查出相应的需用系数dK，然后按照表一给出的公式求出该组用电设备的计算负荷。此设计采用的是需用系数法来对电力负荷计算的。因为，需用系数是用设备功率乘以需用系数和同时系数，直接求出计算负荷。这种方法简便，应用广泛，尤其适用于配、变电所的负荷计算。采用利用系数法求出最大负荷的平均负荷，再考虑设备台数和功率差异的影响，乘以与有效台数有关的最大系数得出计算负荷，计算过程十分繁琐。而单位面积功率法和单位指标法主要多用于民用建筑；单位产品耗电量法主要适用于某些工业。需要系数法，是把用电设备的总设备容量乘以需要系数和同时系数，直接求出计算负荷的一种简便方法。需要系数法主要用于工程初步设计及施工图设计阶段，对变电所母线、干线进行负荷计算。当用电设备台数较多，各种设备容量相差不悬殊时，其供电线路的负荷计算也采用需要技术法。需要技术时一个综合性系数，它是指用电设备组投入运行时，从供电网络实际取用的功率与用电设备组的设备功率之比。需要系数与用电设备组的运行规律、负荷率、运行效率、线路的供电效率等因数有关，工程上很难准确确定，只能靠测量确定。一般工业与民用建筑中的用电负荷主要有单位负荷（如照明负荷）以及三相负荷（如动力负荷），其供电系统一般分为照明支路及动力支路进行供电。照明支路主要供照明灯具、一般单相插座以及其他额定电压为220V的电气设备。器特点为用电负荷的额定电压均为单相220V求分布在A、B、C三相。这类负荷也叫做相负荷。动力支路主要供电梯、水泵、服务行业的厨房饮食设备、电热开水器、工业生产中的各种加工设备以及其他额定电压为380V的三相用电器等用电。特点为用电负荷的额定电压均为380V且都是三相对称负荷。在工业生产中还有一些额定电压为380V的单项负荷，接在两条相线之间，我们称之为间负荷，线间负荷可用照明支路供电，也可用动力支路2供电。各种负荷的供电线路组成如图所示，如果从供电形式的角度来讲：负荷计算可以分为单相和三相用电设备的负荷计算两种形式。从供电系统中所在的位置角度来讲：负荷计算可分为一组用电设备、多组用电设备的负荷计算。但无论是那种形式，用需要系数法确定计算负荷都有如表1.1的通用公式：名称公式备注用电设备组的容量PPnePn—设备的额定容量K－设备组的同时系数KL－设备组的负荷系数e－设备组的平均效率wl－配电线路的平均效率tan－对应用电设备组cos的正切值cos－用电设备组的平均功率因数UN－用电设备组的额定电压以上参数由用电设备组计算负荷直接相加来计算时取。用电设备组有功计算负荷pKKPewleL30需要系数PPKeddel30wleLdKKKPKPed30无功计算负荷tan3030PQ视在计算负荷cos3030PS计算电流USIN33030有功负荷的同时系数90.0~80.0Kp无功负荷的同时系