某机械加工车间低压配电系统及车间变电所设计

1某机械加工车间低压配电系统及车间变电所设计2008年7月2日目录一、负荷计算..............................................错误!未定义书签。二、变电所主变压器和主结线方案的选择.............................3三、短路电流的计算.................................................................4四、变电所一次设备的选择校验.............................................6五、变电所进出线和与邻近单位联络线的选择.....................8六、变电所二次回路方案的选择与继电保护的整定.............9七、设计图样............................................................................10八、车间平面布置图...............................................................11九、心得体会..............................................错误!未定义书签。一、负荷计算1．由车间平面布置图，可把一车间的设备分成5组，分组如下：NO.1：29、30、31配电箱的位置：D-②靠墙放置NO.2：14——28配电箱的位置：C-③靠墙放置NO.3：1、32、33、34、35配电箱的位置：B-⑤靠柱放置NO.4：6、7、11、12、13配电箱的位置：B-④靠柱放置NO.5：2、3、4、5、8、9、10配电箱的位置：B-⑥靠柱放置2．总负荷计算表如表1所示。表1机加工一车间和铸造、铆焊、电修等车间负荷计算表编号名称类别供电回路代号设备容量Pe/KW需要系数KdcosΦtanΦ计算负荷P30/KWQ30/KvarS30/KVAI30/ANo.1供电回路1040.70.950.3372.824.076.7116.5No.221机加工一车间动力供电回路82.90.20.51.7316.628.733.250.4No.3供电回路157.70.20.51.7331.554.663.095.7No.4供电回路22.50.20.51.734.57.89.013.7No.5供电回路38.60.20.51.737.713.415.423.42铸造车间动力No.6供电回路1600.40.71.026465.391.4138.9No.7供电回路1400.40.71.025657.180.0121.5No.8供电回路1800.40.71.027273.4102.8156.2照明No.9供电回路80.8106.406.49.73铆焊车间动力No.10供电回路1500.30.452.04589.199.8151.6No.11供电回路1700.30.452.051101113.1171.9照明No.12供电回路70.8105.605.68.54电修车间动力No.13供电回路1500.30.51.73457890.0136.8No.14供电回路1460.30.561.48446578.5119.3照明No.15供电回路100.81080812.2总计动力1501.70.671.12586.1657.4880.71338.2照253(380V侧)明计入KΣp=0.8KΣq=0.850.641.19468.9558.8729.51108.33.无功功率补偿由表1可知，该厂380V侧最大负荷时的功率因素只有0.64。而供电部门要求该厂10KV进线最大负荷时的功率因素不应地于0.90。考虑到主变压器的无功损耗远大于有功损耗，因此380V侧最大负荷时的功率因素应稍大于0.90，暂取0.92来计算380V侧所需无功功率补偿容量:Qc=P30(tanΦ1-tanΦ2)=468.9[tan(arccos0.64)-tan(arccos0.92)]Kvar=361.1Kvar参照图2-6，选PGJ1型低压自动补偿屏，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台相组合，总容量84Kvar×5=420Kvar。因此无功补偿后工厂380V侧和10KV侧的负荷计算如下表：表2无功补偿后工厂的计算负荷项目cosΦ计算负荷P30/KWQ30/KvarS30/KVAI30/A380V侧补偿前负荷0.64468.9558.3729.51108.3380V侧无功补偿容量-420380V侧补偿后负荷0.96468.9138.3488.9742.8主变压器功率损耗0.015S30=7.30.06S30=29.310KV侧负荷总计0.94476.2167.6504.829.1二、变电所主变压器和主结线方案的选择1．变电所主变压器的选择根据工厂的负荷性质和电源情况，工厂变电所的主变压器可以有下列两种方案：（1）装设一台主变压器型式采用S9，而容量根据SN。T=630KVAS30=504.8KVA选择，即选一台S9-630/10型低损耗配电变压器。至于工厂二级负荷的备用电源，由与邻近单位相联的高压联络线来承担。（2）装设两台主变压器型式也采用S9，每台容量按式SN·T≈（0.6～0.7）S30选择，即SN·T≈（0.6～0.7）×504.8kVA=(302.9～353.36)kVA因此选两台S9-400/10型低损耗配电变压器。主变压器的联结组别均采用Yyn0。2．变电所主结线方案的选择按上面考虑的两种主变压器的方案可设计下列两种主结线方案：（1）装设一台主变压器的主结线方案。4（2）装设两台主变压器的主结线方案。（3）两种主结线方案的技术经济比较（表3）。表3两种主结线方案的比较比较项目装设一台主变的方案装设两台主变的方案技术指标供电安全性满足要求满足要求供电可靠性基本满足要求满足要求供电质量由于一台主变，电压损耗略大由于两台主变并列，电压损耗略小灵活方便性只一台主变，灵活性稍差由于有两台主变，灵活性较好扩建适应性稍差一些更好一些经济指标电力变压器的综合投资额由表2-8差得S9-630的单价为7.47万元，而由表4－1查得变压器综合投资约为其单价的2倍，因此其综合投资为2×7.47万元＝14.94万元由表2-8差得S9-400的单价为5.31万元，因此两台综合投资为4×5.31万元＝21.24万元，比一台主变方案多投资6.3万元高压开关柜（含计量柜）的综合投资额查表4-10得GG-1A(F)型柜按每台3.5万元计，查表得其综合投资按设备价1.5倍计，因此其综合投资约为4×1.5×3.5万元＝21万元本方案采用6台GG-1A(F)柜，其综合投资约为6×1.5×3.5万元＝31.5万元，比一台主变方案多投资10.5万元电力变压器和高压开关柜的年运行费参照表4-2计算，主变和高压开关柜的折旧和维修管理费每年为3.706万元（其余略）主变和高压开关柜的折旧和维修管理费每年为6.752万元，比一台主变方案多耗3.046万元交供电部门的一次性供电贴费按800元/kVA计，贴费为630×0.08万元＝50.4万元贴费为2×400×0.08万元＝64万元，比一台主变方案多交13.6万元从上表可以看出，按技术指标，装设两台主变的主结线方案略优于装设一台主变的主结线方案，但按经济指标，则装设一台主变的方案远优于装设两台主变的方案，因此决定采用装设一台主变的方案。（说明：如果工厂负荷近期有较大增长的话，则宜采用装设两台主变的方案。三、短路电流的计算1．绘制计算电路（图1）图1短路计算电路52．确定基准值设Sd=100MVA，Ud1=10.5kV，低压侧Ud2=0.4kV，则kVMVAUIdd5.510.5kV31003S1d1kAkVMVAUSIddd1444.031003223.计算短路电路中各元件的电抗标幺值（1）电力系统5.0200/100*1MVAMVAX（2）架空线路由LGJ-150的kVx/36.00，而线路长0.3km,故098.05.10100)3.036.0(2*2kVMVAX（3）电力变压器有5.4%ZU，故1.76301001005.4*3kVAMVAX因此绘等效电路，如图2所示。图2等效电路4．计算k-1点（10.5kV侧）的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量（1）总电抗标幺值598.0098.05.0*2*1*)1(XXXk（2）三相短路电流周期分量有效值kAkAXIIkdk2.9598.0/5.5/*)1(1)3(1（3）其他短路电流kAIIIk2.9)3(1)3(3）（kAIish5.232.955.255.23)3(）（kAIIsh9.132.951.151.13)3(）（（4）三相短路容量MVAMVAXSSkdk2.167598.0/100/*)1()3(165．计算k-2点（0.4kV侧）的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量（1）总电抗标幺值7.71.7098.05.0*3*2*1*)1(XXXXk（2）三相短路电流周期分量有效值kAkAXIIkdk7.187.7/144/*)1(2)3(2（3）其他短路电流kAIIIk7.18)3(2)3(3）（kAIish4.347.1884.184.13)3(）（kAIIsh4.207.1809.109.13)3(）（（4）三相短路容量MVAMVAXSSkdk0.137.7/100/*)2()3(2以上计算结果综合如表4所示。表4短路计算结果短路计算点三相短路电流/kA三相短路容量/MVA)3(kII’’(3)(3)I)3(shi)3(shI)3(kSk－19.29.29.223.513.9167.2k－218.718.718.734.420.413.0四、变电所一次设备的选择校验1．10kV侧一次设备的选择校验（表5）表510kV侧一次设备的选择校验选择校验项目电压电流断流能力动稳定度热稳定度台数装置地点条件参数UNI30)3(kI)3(shi(3)I2tima数据10kV36.4A(I1N·T)9.2kA23．5kA9.22×1.9=160.8一次额定参数UNINIocimax2tIt高压少油断路器10kV630A16kV40kA162×2=51227设备型号规格SN10-10I/630高压隔离开关GN68-10/20010kV200A－25.5kA102×5=5005高压熔断器RN2-1010kV0.5A50kA－－2电压互感器JDJ-1010/0.1kV－－－－1电压互感器JDJZ-10310/31.0/31.0kV－－－－1电流互感器LQJ-1010kV100/5A－31.8KA813避雷器FS4-1010kV－－－－2户外式高压隔离开关GW4-15G/20015kV200A－－－1表5所选设备均满足要求。2．380侧一次设备的选择校验（表6）表6380V侧一次设备的选择校验选择校验项目电压电流断流能力动稳定度热稳定度台数装置地点条件参数UNI30)3(kI)3(shi(3)I2tima数据380V总742.8A18.7kA34.4kA18.72×0.7=244.8一次设额定参数UNINIocimax2tIt低压断路380V1500A40kV18备型号规格器DW15－1500/3低压断路器DZ20－630380V630A(大于I30)一般30kA12低压断路器DZ20－200380V200A(大于I30)一般25kA3低压刀开关HD13－1500/30380V1500A－1电流互感器LMZJ1－0.5500V1500/5A－1电流互感器LMZ1－0.5500V160/5A100/5A－1表6所选设备均满足要求。3．高低压母线