32某柴油机厂全厂总配变电所及配电系统设计

第一章全厂负荷计算一、负荷计算的目的及意义负荷计算是正确选择供配电系统中导线、电缆、开关电器、变压器等的基础，也是保障供配电系统安全可靠运行必不可少的环节。因此有必要对供电系统中各个环节的电力负荷进行统计计算。根据负荷统计计算求出的各项数据来选择供电系统中的电气设备。二、全厂负荷初步计算利用需要系数法计算负荷例如：车间1：有功功率30P=xKNP=0.69=5.4kW；无功功率3030PQtan=5.41.02=5.508kWAR；视在功率kVAPS714.77.04.5cos3030；同理：得到全厂各个车间的计算负荷数据如下：序号车间或用电单位名称设备容量(kW)需要系数xKcostg计算负荷变压器台数及容量K变电所30P(kW)30Q(kWAR)30S(kVA)1热处理车间90.60.71.025.45.5087.71420.9№12工具车间470.30.651.1714.116.49721.6922№13机修车间250.250.651.176.257.3139.6152№14冲焊车间2330.30.51.7369.9120.92139.82№15机加一车间15500.30.651.17465544.05715.3820.9№26机动二车间12200.30.651.17366428.22563.082№27装配车间2910.30.651.1787.3102.141134.3082№28铸造车间16120.40.71.02644.8657.696921.14310.9№39熔化车间12810.60.71.02768.6783.972109.810.9№410锅炉房700.750.80.7552.539.37565.62510.9№511空压站(低压)200.850.80.751712.7521.251№512锻工车间352.70.30.651.17105.81123.798162.7851№5三、无功功率补偿1无功补偿的作用①提高用户的功率因数,从而提高电工设备的利用率;②减少电力网络的有功损耗；③合理地控制电力系统的无功功率流动，从而提高电力系统的电压水平，改善电能质量，提高了电力系统的抗干扰能力；④在动态的无功补偿装置上，配置适当的调节器，可以改善电力系统的动态性能，提高输电线的输送能力和稳定性；⑤装设静止无功补偿器(SVS)还能改善电网的电压波形,减小谐波分量和解决负序电流问题。对电容器、电缆、电机、变压器等，还能避免高次谐波引起的附加电能损失和局部过热。2无功补偿补偿方案的选择根据该工厂的负荷特点，我们采取的无功补偿方式是低压集中补偿。做好低压补偿，不但可以减轻上一级电网补偿的压力，而且可提高配电变压器的利用率，改善功率因数和电压质量，并能有效的降低电能损失。3、无功补偿的计算及无功补偿装置的选择按照供电协议的功率因数要求，各个补偿的容量计算如下：①计算补偿前各个车间变低压侧总的有功、无功、视在功率、功率因数注：取各个车间变低压侧有功同期系数9.0Kp，无功同期系数95.0Kq以车间变NO.1为例进行说明：将车间变NO.1所包含的各车间相应量相加再乘以同期系数得到补偿前各个车间变低压侧总的有功、无功、视在功率及功率因数。30PpKP30qKQQ303023023030QPS13产品试验室1500.60.80.759067.5112.51№514理化试验室56.780.60.80.7534.06825.55142.5851№515厂区照明201200201№516木工车间53.10.350.61.3318.58524.71830.9751№517备料库50.120.30.651.1715.03617.59223.1321№518中央计量室100.650.80.756.54.8758.1251№519空压站(高压)2600.850.750.88221194.48294.6710.9№620熔化车间电炉6500.60.71.02390397.8557.14310.9№730301cosSP②确定补偿后功率因数为1，计算要补偿的无功量)tan(tan2130PQ③根据要补偿的无功量选择合适容量的电容器进行补偿。以车间变NO.1为例：选择BW0.4-12-1的电容器43台，每相四台，三相均衡补偿，因此，实际补偿容量为108kvar。同理，七个车间变计算数据如下表：车间变序号30P低压侧(kW)30Q低压侧补偿前（kvar）Q补偿量（kvar）实际补偿量（电容器台数）（kvar）电容器型号NO.186.085135.2205100.81108（9）BW0.4-12-1NO.2826.47966.9699635.56637（49）BW0.4-13-1NO.3580.32591.9264359.8360（30）BW0.4-12-1NO.4691.74705.5748428.88429（33）BW0.4-13-1NO.5323.5491284.5431155.3156（12）BW0.4-13-1NO.6198.9175.03287.5290（3）BW6.3-30-1NO.7351358.02217.62221（17）BW0.4-13-1④各个车间变经过补偿之后低压侧的相应量以车间变为例计算补偿后车间变1低压侧的实际无功功率及视在功率QQQ30'30'30S=2'30230QP注：补偿前后，车间变低压侧的有功几乎不变，即30P不变。同理，可以求得车间变2到7低压侧经过补偿后的无功功率和视在功率，所有的数据现汇总如下表：车间变低压侧(kW)补偿后低压侧的量'30Q（kvar）'30S补偿后低压侧视在功率（kVA）30PNO.186.08527.22590.286NO.2826.47329.9699889.906NO.3580.32231.926624.949NO.4691.74276.575744.98NO.5323.5491128.5431348.148NO.6198.925.032215.92NO.7351137.02376.796四、各个车间变变压器容量的确定1、车间变电所的变压器台数和容量的确定原则①只装一台主变压器时主变压器的额定容量NS应满足全部用电设备总的计算负荷CS的需要，且留有少量余量即可：NS≥CS②装有两台变压器时每台主变压器的额定容量NS应同时满足以下两个条件：NS≥(0.6~0.7）CSNS≥CS)(III其中CS)(III——计算负荷中的全部一、二级负荷。2、车间变电所的变压器台数和容量的计算过程①变压器损耗计算：0Q=NTSI100%0NTKNTSUQ100%TP=0P+2NCcuSSPTQ=0Q+2NCNTSSQ②各个车间变的变压器型号及有功和无功损耗汇总如下：⑤计算各个车间变高压侧有功功率、无功功率、视在功率及功率因数以车间变1为例：TPPP30'TQQQ'30'2'2''QPSSP'cos同理：补偿后最终个车间变高压侧相关计算数据如下：车间变NO.187.73334.82850.93NO.2837.456390.6070.906NO.3589.591278.7320.904NO.4701.865327.7930.906NO.5328.863153.4640.906NO.6202.7151101.2090.896NO.7357.067164.0180.908车间变变压器型号NO.17SL-125／101250.372.454490.2861.6487.608NO.27SL-1000／1010001.811.62.54.5889.90610.98660.637NO.37SL-630／106301.38.134.5624.94899.270646.797NO.47SL-800／108001.549.92.54.5744.9810.12551.218NO.57SL-400／104000.925.83.24348.1485.31424.921NO.67SL-250／102200.543.43.54215.923.8150616.1766NO.77SL400／104000.925.83.24376.7966.06726.998PQCOSTOP.TNCUP..%.TOI%KUCSTPTQTNS.第二章总配电变电所及配电系统设计一．主接线设计二．短路电流计算1、各阻抗计算公式注：取BS=100MVA;BU分别可以取10.5kV、0.4kV；6.3kV；BBBUSI3，取BI可以为5.5kA、144.34kA、91.463kA；（1）电力系统的电抗标幺值（电阻忽略不计）Xs=OCBSS短路点计算电压，取为比所在电网电压高5%电力系统的出口短路的短路容量（2）电力线路的阻抗标幺值电阻Rwl=R0L2CBUS电抗Xwl=X0L2CBUS（3）电力变压器的阻抗标幺值NBKTSSUX310100%单位Sn---变压器的额定容量KvAUc--短路计算点计算电压kVBS--单位取MVA计算短路电流分别对各短路点计算其三相短路电流周期分量)3(kI短路次暂态短路电流)3(''I短路稳态电流)3(I短路冲击电流)3(shi及短路后第一个周期的短路全电流有效值（又称短路冲击电流有效值）)3(shI①三相短路电流：XIIBk)3(注：当3XR时，可不计电阻R②在无限大容量系统下)3()3()3(''kIII③高压电路短路冲击电流及其有效值)3('')3(55.2Iish)3('')3(51.1IIsh④低压电路的短路冲击电流及其有效值)3('')3(84.1Iish)3('')3(09.1IIsh5短路容量：)3()3(3kCkIUS2.短路电流计算的部分计算过程以NO.1为例①max方式439.3232106.0333.0*1**max*maxTlsXXXX441.324.0439.322222*max*max.1lRXZ031.01*max.1*maxZIkAIish233.884.1maxmaxkAiIshsh866.4692.1maxmaxMVASISBk1.3100031.0*max)3(max②min方式773.3232106.0667.0*1**min*minTlsXXXX775.324.0773.322222*min*min.1lRXZkAIIIB475.434.144031.01*maxmax0503.01*min.1*minZI404kA.434.1440305.01*minminBIIIkAIish103.8404.484.184.1minminkAiIshsh789.4692.1103.8692.1maxmaxMVASISBk05.3*min)3(min注：当计算侧电压为6.3kA时，无论计算最大运行方式还是最小运行方式，Iish55.2686.1shshiI3短路计算计算结果汇总总配母线处0.4390.5941.6849.26223.61814.008168.4车间所132.43932.4410.0314.4758.2334.8663.1车间所24.9364.9520.20229.14853.63231.69720.2车间所37.4397.450.13419.37435.6521.06913.4车间所46.046.050.16523.85843.89825.94516.5车间所510.43910.4470.095713.81625.42215.0249.57车间所616.43916.4490.06085.5614.1790.416.08车间所710.43910.4470.095713.81625.42215.