某化纤厂降压变电所电气设计电力系统综合设计

2012—2013学年第二学期课程名称：电力系统综合设计题目：某化纤厂降压变电所电气设计专业：电气工程及其自动化提交日期：2013年7月23日评语：成绩：评卷人：目录第一部分设计任务书.............................................1一、设计题目......................................................................2二、设计要求......................................................................2三、设计资料......................................................................2四、设计任务书....................................................................5第二部分设计计算书..............................................5一、各车间计算负荷和无功补偿（需要系数法）........................................5二、各车间变电所的设计选择........................................................8三、工厂总降压变电所及接入系统设计...............................................14四、短路电流的计算...............................................................15五、变电所高低压电气设备的选择...................................................19六、继电保护的配置...............................................................20七、心得体会.....................................................................21参考文献.........................................................................21第一部分设计任务书一、设计题目某化纤厂降压变电所电气设计二、设计要求根据本厂用电负荷，并适当考虑生产的发展，按安全可靠，技术先进，经济合理的要求，确定工厂变电所的位置与型式，通过负荷计算，确定主变压器台数及容量，进行短路电流计算，选择变电所的主接线及高、低压电气设备，选择整定继电保护装置，最后按要求写出设计计算说明书，绘出设计图纸。三、设计资料设计工程项目情况如下（1）工厂总平面图见图1，本计算示例选用数据是：安装容量为丙类，组合方案为丙。CDBAF办公楼食堂宿舍宿舍EDECDEBCDEABCDEFABCDE宿舍FABCDE宿舍宿舍FABCDE办公楼食堂宿舍办公楼食堂宿舍宿舍办公楼食堂A宿舍宿舍办公楼食堂BA宿舍宿舍办公楼食堂DBA宿舍宿舍办公楼食堂CDBA宿舍宿舍办公楼食堂ECDBA宿舍宿舍办公楼食堂FECDBA宿舍宿舍办公楼食堂FECDBA宿舍宿舍办公楼食堂FECDBA宿舍宿舍办公楼食堂图1（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表1，学生组合方案见表2。表1序号车间设备名称安装容量（KW）dKtancos计算负荷甲乙丙丁P（kW）Q（kvar）S（kVA）纺炼车间纺1801502002200.80.781丝机筒绞机624030560.750.75烘干机788085700.751.02脱水机201512180.600.80通风机2002201802400.700.75淋洗机1456220.750.78交频机9008008409500.800.70传送机423840300.800.70小计2原液车间照明10121040120011600.750.70小计3酸站照明3042602003100.650.70小计4锅炉照明2803202902700.750.75小计5排毒车间照明1861601801400.700.60小计6其他车间照明3802403002400.700.75小计78910全厂计算负荷总计1112表2序号纺炼车间原液车间酸站锅炉房排毒机房其他附属车间1ABCDEF2ABDEFC3ABEFCD4ABFCDE5BACDEF6BADEFC7BAEFCD8BAFCDE（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）：当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9.0cos：当以10KV供电时，要求工厂高压侧95.0cos。（6）电费制度：按两部分制电费计算。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C38，最热月平均最高气温C29，最热月地下0.8处平均温度为C22，年主导风向为东南风，年雷暴雨日数为20天。（8）地质水文资料：本厂地区海拔60m，底层一砂黏土为主，地下水位为2m。四、设计任务书（一）设计计算说明书（二）设计图纸1.工厂变电所设计计算用电气主接线简图（见附图）2.变电所供电平面布线图第二部分设计计算书一、各车间计算负荷和无功补偿（需要系数法）（一）纺炼车间（数据为丙组）1.单台机械负荷计算（1）纺丝机已知：200,0.80,tan0.78eGPkWK。故：3636362000.80160()tan1600.78124.8(var)edPPKkWQPk（2）筒绞机已知：30,0.75,tan0.75eGPkWK。故：363636300.7522.5()tan22.50.7516.9(var)edPPKkWQPk（3）烘干机已知：85,0.75,tan1.02eGPkWK。故：363636850.7563.8()tan63.81.0265.1(var)edPPKkWQPk（4）脱水机已知：12,0.60,tan0.80eGPkWK。故：363636120.607.2()tan7.20.805.8(var)edPPKkWQPk（5）通风机已知：180,0.7,tan0.75eGPkWK。故：3636361800.70126()tan1260.7594.5(var)edPPKkWQPk（6）淋洗机已知：6,0.75,tan0.78eGPkWK。故：36363660.754.5()tan4.50.783.51(var)edPPKkWQPk（7）变频机已知：840,0.80,tan0.70eGPkWK。故：3636368400.80672()tan6720.70470.4(var)edPPKkWQPk（8）传送机已知：40,0.80,tan0.70eGPkWK。故：363636400.8032()tan320.7022.4(var)edPPKkWQPk纺练车间单台机械负荷计算统计见表3表3纺炼车间（丙）负荷统计列表序号车间设备名称安装容量（甲）（kW）dKtan计算负荷)(30kWPvar)(30kQ1纺丝机2000.80.78160124.82筒绞机300.750.7522.516.93烘干机850.751.0263.865.14脱水机120.600.87.25.85通风机1800.700.7512694.56淋洗机60.750.784.53.517变频机8400.800.70672470.48传送机400.800.703222.4小计13931088803.412．车间计算负荷统计（计及同时系数）取同时系数：95.0,9.0QPKK3636363622223636360.91088979.2()0.95803.41763.24(var)979.2763.241241.5()PQPKPkWQKQkSPQkVA（二）其余车间负荷计算1.原液车间已知：1200,0.75,tan0.70edPkWK。故：363636222236363612000.75900()tan9000.70630(var)9006301098.6()edPPKkWQPkSPQkVA2.酸站照明已知：200,0.65,tan0.70edPkWK。故：36363622223636362000.65130()tan1300.7091(var)13091158.7()edPPKkWQPkSPQkVA3.锅炉房照明已知：290,0.75,tan0.75edPkWK。故：36363622223636362900.75217.5()tan217.50.75163.1(var)217.5163.1271.9()edPPKkWQPkSPQkVA4.排毒车间已知：180,0.70,tan0.60edPkWK。故：36363622223636361800.70126()tan1260.6075.6(var)12675.6146.9()edPPKkWQPkSPQkVA5.其他车间已知：300,0.70,tan0.75edPkWK。故：30303022223030303000.70210()tan2100.75157.5(var)210157.5262.5()edPPKkWQPkSPQkVA各车间计算负荷统计见表4表4各车间计算负荷统计列表序号纺炼车间安装容量（甲）（kW）)(30kWPvar)(30kQ)(30kVAS1纺炼车间1393979.2763.241241.52原液车间12009006301098.63酸站20013091158.74锅炉房290217.5163.1271.95排毒车间18012675.6146.96其他车间300210157.5262.5二、各车间变电所的设计选择（一）各车间变电所位置及全厂供电平面草图根据地理位置及个车间计算负荷大小，决定设立3个变电所，各自供电范围如下：变压所Ⅰ：原液车间、排毒车间。变压所Ⅱ：纺炼厂、办公及生活区。变压所Ⅲ：锅炉房、其他车间、酸站。全厂供电平面图见图2排毒车间F锅炉房E其他车间C酸站D原液车间B纺炼车间A宿舍宿舍办公楼食堂变电所II变电所I变电所IIILJ-25/0.64kmLJ-25/0.32kmLJ-3535kV10kV0.4kV排毒车间F锅炉房E其他车间C酸站D原液车间B纺炼车间A宿舍宿舍办公楼食堂变电所II变电所I变电所IIILJ-25/0.64kmLJ-25/0.32kmLJ-3535kV10kV0.4kV图2全厂供电平面图（1cm=0.1km）（二）各车间变压器台数及容量选择1.变压所Ⅰ变压器台数及容量选择（1）变压所Ⅰ的供电负荷统计：同时系数取95.0,9.0QPKK36363636363