棉纺厂供配电系统设计

棉纺织厂供配电系统设计姓名王君明学号20107559院、系、部电气工程系班号方1053-4班完成时间2013年7月2日※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※2010级供电技术课程设计目录第1章设计任务.................................................................11.1设计内容................................................................11.2设计依据................................................................1第2章负荷计算和无功功率补偿....................................................32.1负荷计算................................................................32.2无功功率补偿和主变压器的选择.............................................4第3章工厂变电所主接线图........................................................6第4章总配变电所所址选择........................................................7第5章短路电流的计算............................................................95.1短路计算电路图...........................................................95.2短路计算过程.............................................................9第6章变电所一次设备的选择校验.................................................116.110kV侧一次设备的选择校验...............................................116.2380V侧一次设备的选择校验...............................................12第7章工厂电源进线的选择.......................................................13第8章降压变电所防雷保护的设计.................................................148.1直接防雷保护............................................................148.2雷电侵入波的防护........................................................15第9章设计总结................................................................15参考文献........................................................................16石家庄铁道大学四方学院供电技术课程设计1第1章设计任务1.1设计内容根据已知的设计依据，合理设计棉纺厂供配电系统。确定该厂所需变压器的台数与容量、类型。选择变电所主接线方案、高低压设备和进出线。确定防雷接地装置。按要求写出设计说明书。绘制该厂的主接线图和该厂供电系统的平面布线图。要求该厂功率因数不低于0.9。1.2设计依据1.2.1设计条件单位建筑面积照明:纺炼车间、原液车间和酸站按102mw。排毒机房按82mw。办公室和仓库按52mw。锅炉房按42mw。电源情况:本厂供电电源来自本厂西北方向9公里处的35/10kV地区变电站，以10kV双回路架空线供电。电力系统参数:系统最大运行方式时，其短路容量为200MV·A；系统最小运行方式时，其短路容量为175MV·A。气象及地质资料：年最高平均气温为34℃；年平均温度为25℃，年最高气温为38℃，年最低气温为-4℃，年雷暴雨日数为35天，厂区土壤为砂质粘土，ρ=100Ω/cm2，地下水位为2.8~5.3米。1.2.2数据和要求本厂负荷一、二级负荷较多，其车间为三班制，最大负荷利用小时数为6000h，车间负荷情况见表1-1。石家庄铁道大学四方学院供电技术课程设计2表1-1各车间负荷情况表序号车间及设备名称安装容量（kw）需要系数cos1纺炼车间纺丝机1440.800.80筒搅机520.700.75烘干机720.700.70脱水机140.500.75通风机2320.750.80淋洗机3.70.800.80变频机8000.800.70深水泵280.750.80传送机120.750.802原液车间碱站220.700.75冷冻2660.750.80空调1000.700.75工艺设备7080.750.803酸站设备2060.600.804锅炉房设备2040.750.805排毒机房鼓风机2000.750.806其他附属车间设备1500.700.75石家庄铁道大学四方学院供电技术课程设计3第2章负荷计算和无功功率补偿2.1负荷计算2.1.1单组用电设备计算负荷计算公式1.有功计算负荷（单位为kW）30P=dKeP，dK为系数2.无功计算负荷（单位为kvar）30Q=30Ptan3.视在计算负荷（单位为kVA）30S=cosP304.计算电流（单位为A）30I=NU3S30,NU为用电设备的额定电压2.1.2多组用电设备计算负荷计算公式1.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，取0.85～0.95。2.无功计算负荷（单位为kvar）30Q=iqQK30iQ30是所有设备无功30Q之和；qK是无功负荷同时系数，可取0.9～0.97。3.视在计算负荷（单位为kvA）30S=230230QP4.计算电流（单位为A）30I=N30U3S）（5.同时系数经过计算，得到负荷计算表，如表2-1所示。石家庄铁道大学四方学院供电技术课程设计4表2-1负荷计算表2.2无功功率补偿和主变压器的选择2.2.1无功功率补偿1.补偿前的变压器容量和功率因数AKV87.3024S230AKV2117.41~92.18147.0~6.0S230TN）（S76.087.302487.2309cos2.无功功率补偿容量按规定，变电所高压侧的9.0cos考虑到变压器本身的无功功率损耗TQ远大于其有功功率TP，因此在变压器低压侧进行无功功率进行补偿时，低压侧补偿后的功设备功率/kw需要系数功率因数有功计算功率/kw视在计算功率/kV˙A无功计算功率/kvar纺炼车间纺丝机1440.800.80115.20144.0086.40筒搅机520.700.7536.448.5332.10烘干机720.700.7050.4072.0051.42淋洗机3.70.800.802.963.702.22脱水机140.500.757.009.3336.17通风机2320.750.80174.00217.50130.5变频机8000.800.70640914.29568.0深水泵280.750.8021.0026.2515.75传送机120.750.80911.2567.5纺炼车间总和---1003.1621368.67931.26原液车间碱站220.700.7515.420.5313.58冷冻266.0.750.80199.5249.38149.63空调100.0.700.7570.0093.3361.73工艺设备7080.750.80531663.75398.25原液车间总和---775.105982.95604.49酸站2060.600.80123.6154.5193.13锅炉房2040.750.80153191.25114.75排毒机房2000.750.80150.00187.50112.50其他附属车间1500.700.75105.00140.0092.60总和---2309.873024.872048.73石家庄铁道大学四方学院供电技术课程设计5率因数应率高于0.9，取95.0cos。要使低压侧功率因数由0.76提高到0.95，低压侧并联的电容器容量为kvar52.108892.0tanarccos-76.0tanarccos73.2048Qc）（，取kvar1100Qc3.补偿后的变压器容量和功率因数补偿后变压器低压侧的视在计算负荷为AKV12.24971100-73.204887.2309S22230）（AKV1747.98~1498.277.0~6.0S230TN）（S变压器的功率损耗为KW97.24S01.0P230T）（var86.12405.0Q)2(30kST高压侧的计算负荷为KW84.2334KW97.24KW87.2309P130kvar97.1099151.2kvar1100-73.2048Q130）（AKV97.2580S130补偿后的功率因数90.0905.0SPcos130130,符合要求2.2.2主变压器的选择1.主变压器联结组别的选择电力变压器的联结组别，是指变压器一二次绕组因采取不同的联结方式而形成变压器一、二次侧对于的线电压直接不同相位关系。6-10KV配电变压器（二次侧电压为220V/380V）有和两种常见联结组。又因为承受单相不平衡负荷能力比强，所以选择联结组。2.变压器的台数选择应满足用电负荷对供电可靠性的要求。对供有大量一、二级负荷的变电所，应采用两台变压器，以便当一台变压器发生故障或检修时，另一台变压器能对一、二级负荷继续供电。3.两台变压器容量的选择每台变压器的容量应同时满足一下两个条件：AKV2117.41~92.18147.0~6.0S230TN）（S石家庄铁道大学四方学院供电技术课程设计6考虑温度的影响：AKV54.2011~17.1724S10020--1STNav.0T通过查询附录表5，选择主变压器容量为2500KVA，型号为S9-2500/10（6）。经无功补偿后，工厂的功率因数为905.0SPcos130130，该总配变电所主变压器的容量为AKV12.2497S230，AKV1747.98~1498.277.0~6.0S230TN）（S。综上所述，此总变配电所主变压器选择两台型号为S9-2000/10（6），Dyn联结组的变压器。第3章工厂变电所主接线图图3-1总配变电所主接线图石家庄铁道大学四方学院供电技术课程设计7一级负荷属于重要负荷，如果中断供电造成的后果十分严重，因此要求有两路电源供电，当其中一路电源发生故障时，另一路电源应不致同时受到损坏。二级负荷也属于重要负荷，要求有两回路供电，供电变压器也应有两台。在其中一回路或一台变压器发生常见故障时，二级负荷应不致中断电源，或中断后能迅速恢复供电。把单母线分成两段，并在两段之间装设能够分段运行的开关电器，称为单母线分段接线。我们采用高低压侧均为单母线分段的变电所主接线图（如图2-1）这种主接线的两段高压母线，在正常时可以接通运行，也可以分段运行。任一台主变压器或任一路电源进线停电检修或发生故障时，通过切换操作均可迅速恢复整个变电所的供电