化纖毛紡織廠總配電及配電系統(tǒng)設(shè)計_畢業(yè)設(shè)計1.doc

1、.化纖毛紡織廠總配電及配電系統(tǒng)設(shè)計目錄前言2一、全廠負荷計算1二、無功功率的補償及變壓器的選擇3三、主接線設(shè)計4四、短路電流計算54.1短路電流計算方法：54.2短路電流的計算5五、變電所的一次設(shè)備選擇和校驗115.1高壓設(shè)備器件的選擇及校驗115.2低壓設(shè)備器件的選擇及校驗13六、變壓器保護及二次回路繼電保護158.1 變壓器保護158.2 二次回路繼電保護17七、結(jié)束語19 前言工廠供電就是指工廠所需電能的供應(yīng)和分配，也被稱之為工廠配電眾所周知，電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和核心動力，在飛速發(fā)展的今天它扮演著越來越來重要的作用。電能既易于能的輸送的分配既簡單經(jīng)濟，又便于控制，調(diào)節(jié)和測量，有

2、利于實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。因此，電能在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)及整個國民經(jīng)濟生活中應(yīng)用極為廣泛。 本課程設(shè)計針對10KV側(cè)的一化纖毛紡廠的總變電所及配電系統(tǒng)進行設(shè)計，主要涉及到分配電能，其基本內(nèi)容有以下幾方面：進線電壓的選擇，變配電所位置的電氣設(shè)計，短路電流的計算及繼電保護，電氣設(shè)備的選擇，車間變電所位置和變壓器數(shù)量,容量的選擇，防雷接地裝置設(shè)計等。同時本課程設(shè)計著重考察學(xué)生的實際操作能力和處理問題的能力，具有針對性和實用性。此外，在供電工作中，應(yīng)合理地處理局部和全局，當(dāng)前和長遠等關(guān)系，既要照顧局部的當(dāng)前利益，又要有全局觀點，能顧全大局，適應(yīng)社會的發(fā)展。為了保證工廠供電的正常運轉(zhuǎn)，就必須要有一套完整的保護，

3、監(jiān)視和測量裝置。目前多以采用自動裝置，將計算機應(yīng)用到工廠配電控制系統(tǒng)中去。*;一、全廠負荷計算 1單組用電設(shè)備計算負荷的計算公式a) 有功計算負荷(單位為KW)=×，為需要系數(shù)b) 無功計算負荷(單位為kvA)=×tanc）視在計算負荷(單位為kvA)d計算電流，為用電設(shè)備的額定電壓。2多組用電設(shè)備計算負荷的計算公式a)有功計算負荷(單位為KW)式中是所有設(shè)備組有功計算負荷之和，是有功負荷同時系數(shù)，可?。?.85-0.95）b）計算無功負荷(單位為kvar),其中：是所有設(shè)備無功之和；是無功負荷同時系數(shù)，可取0.90.97c）視在計算負荷（單位kva） d）計算電流（單位A

4、） 經(jīng)過計算，得到各廠房和生活區(qū)的負荷計算表，如下圖所示（額定電壓取380v）序號車間或用電單位名稱設(shè)備容量(KW)計算負荷變壓器臺數(shù)及容量備注(KW)()(KVA)（1）No.1變電所1制條車間3400.80.80.7527220434010.92紡紗車間3400.80.80.752722043403軟水站86.10.650.80.755642704鍛工車間36.90.30.651.171113175機修車間296.20.30.51.73891541786托1兒所，幼兒園12.80.60.61.33811137倉庫37.960.30.51.171119228小計1123647582882（2

5、）No.2變電所1織造車間5250.80.80.7542031552510.92染整車間4900.80.80.753922944903浴室、理發(fā)室1.880.81-1.501.54食堂20.640.750.80.7515.511.620.65獨身宿舍200.81-160166小計1057.5760.5558.5947.8（3）No.3變電所1鍋爐房1510.750.80.75113.385141.620.92水泵房1180.750.80.7588.566.4110.63花驗房500.750.80.7537.528474卸油泵房280.750.80.752115.8265小計347234.317

6、5.7292.7全廠合計：=1478, =1251, =1936二、無功功率的補償及變壓器的選擇 1.無功功率補償變壓器本身無功的消耗對變壓器容量的選擇影響較大，故應(yīng)該先進行無功補償才能選出合適的容量。取 = =高壓側(cè)計算負荷=1478KW=1251高壓側(cè)總?cè)萘浚?1936kvA補償前的功率因數(shù)：=0.76補償后功率因數(shù)：=0.95需要補償?shù)臒o功功率：=813補償電容器的個數(shù)為n=813/5017，取n=17補償后的無功功率：補償后的視在容量：補償后的計算電流：A高壓側(cè)功率因數(shù)；，滿足要求。 2.各變電所變壓器選擇安裝一臺變壓器，其容量按SN.T=965.6根據(jù)電力工程電氣設(shè)備手冊選 接線方式

7、Yyn0。安裝一臺變壓器，其容量按SN.T=1051.845根據(jù)電力工程電氣設(shè)備手冊選SL7-1250/10型低損耗配電變壓器，其聯(lián)接組別采用Yyn0。安裝一臺變壓器，其容量按SN.T=325.2根據(jù)電力工程電氣設(shè)備手冊選SL7-400/10型低損耗配電變壓器，其聯(lián)接組別采用Yyn0。三、主接線設(shè)計 1主接線因為該廠是二級負荷切考慮到經(jīng)濟因素故本方案采用10kV雙回進線，單母線分段供電方式，在NO.3車變中接明備用變壓器。采用這種接線方式的優(yōu)點有可靠性和靈活性較好，當(dāng)雙回路同時供電時，正常時，分段斷路器可合也可開斷運行，兩路電源進線一用一備，分段斷路器接通，此時，任一段母線故障，分段與故障斷路

8、器都會在繼電保護作用下自動斷開。故障母線切除后，非故障段可以繼續(xù)工作。當(dāng)兩路電源同時工作互為備用試，分段斷路器則斷開，若任一電源故障，電源進線斷路器自動斷開，分段斷路器自動投入，保證繼續(xù)供電。 具體接線圖附圖1。 2. 架空線選擇（1）按經(jīng)濟電流密度選擇導(dǎo)線線路在工作時的最大工作電流：該生產(chǎn)車間為三班制，部分車間為單班或兩班制，全年最大負荷利用時數(shù)為6000小時，屬于二級負荷。其鋼芯鋁線的電流密度J=0.9所以導(dǎo)線的經(jīng)濟截面面積：考慮到線路投入使用的長期發(fā)展遠景，選用截面積為150 mm2的導(dǎo)線，所以10KV架空線為LGJ-150的導(dǎo)線。（1） 查表得LGJ-150型裸導(dǎo)線的長時允許電流,當(dāng)環(huán)

9、境溫度為30度時，導(dǎo)線最高工作溫度為70度。（2）查表得LGJ-150導(dǎo)線的單位長度電阻和電抗為： 表2.3 LGJ-150型鋼芯鋁絞線規(guī)格型號額定截面股數(shù)及直徑/mm計算直徑/mm電阻單位重量長期容許電流/A鋁股鋼芯LGJ-15015028×2.537×2.216.720.21598445 注：1.額定截面系指導(dǎo)電部分的鋁截面，不包括鋼芯截面。2.電阻系指導(dǎo)線溫度為20時的數(shù)值3.長期容許電流系指在周圍空氣溫度為25時的數(shù)值。四、短路電流計算4.1三相短路電流計算目的 進行短路電流計算的目的是為了保證電力系統(tǒng)的安全運行，在設(shè)計選擇電氣設(shè)備時都要用可能流經(jīng)該設(shè)備的最大短路電

10、流進行熱穩(wěn)定校驗和動穩(wěn)定校驗，以保證該設(shè)備在運行中能夠經(jīng)受住突發(fā)故障引起的發(fā)熱效應(yīng)和電動力效應(yīng)的巨大沖擊。4.2短路電流的計算采用標(biāo)幺值計算短路電流。具體公式如下：基準電流 三相短路電流周期分量有效值三相短路容量的計算公式在10/0.4KV變壓器二次側(cè)低壓母線發(fā)生三相短路時，一般取基準容量S=100MVA。高壓側(cè)基準電壓U=10.5KV，低壓側(cè)基準電壓U=0.4，高壓側(cè)基準電流I=5.5KA，低壓側(cè)基準電流=144.34KA，系統(tǒng)最小阻抗標(biāo)幺值系統(tǒng)最大標(biāo)幺值變壓器阻抗標(biāo)幺值：所以 X=4.5 X=3.6 X=10總配進線：X=0.409=0.2045 X= X=0.2045=0.185最小運行

11、方式下：繪制等效電路圖 圖3-21最大運行方式下等效電路圖對于K點發(fā)生三相短路： =0.535+=0.627 I=5.5kA I=8.78kA i=2.55I=22.35kA I=13.256kA 對于 點發(fā)生三相短路： 對于點發(fā)生三相短路 對于點發(fā)生三相短路： 最大運行方式下： 圖3-2 最小運行方式下等效電路圖對于點發(fā)生三相短路： 對于點發(fā)生短路： 對于發(fā)生三相短路： 對于點發(fā)生三相短路： 表格 4-1 最小運行方式 短路點（KA） (KA) (KA)三相短路容量（MVA）8.7822.3513.26516024.7851.79630.6119.534.262.937.223.713.62

12、514.87.4 表格4-2 最大運行方式短路點（）（）（）三相短路容量（MVA）5137872240.12415.827462818.9102012.458.13五、變電所的一次設(shè)備選擇和校驗 供電系統(tǒng)的電氣設(shè)備主要有斷路器、負荷開關(guān)、隔離開關(guān)、熔斷器、電抗器、互感器、母線裝置及成套電設(shè)備等。電氣設(shè)備選擇的一般要求必須滿足一次電路正常條件下和短路故障條件下的工作要求，同時設(shè)備應(yīng)工作安全可靠，運行方便，投資經(jīng)濟合理。 電氣設(shè)備按在正常條件下工作進行選擇，就是要考慮電氣裝置的環(huán)境條件和電氣要求。環(huán)境條件是指電氣裝置所處的位置（室內(nèi)或室外）、環(huán)境溫度、海拔高度以及有無防塵、防腐、防火、防爆等要求；

13、對一些斷流電器如開關(guān)、熔斷器等，應(yīng)考慮斷流能力。5.1高壓設(shè)備器件的選擇及校驗計算數(shù)據(jù)斷路器隔離開關(guān)電流互感器電壓互感器高壓熔斷器型號SN10-10IGW1-6（10）/400LA-10（D級）JDZ-10RW10U=10kV10kV10kV10kV11000/10010kV=110A630A400A200/52A=8.78kA16kA =160MVA300MVA200MVA=22.35kA40kA25kAt=×t×2×5 個數(shù)6122225.1.1斷路器的選擇與校驗斷路器額定電壓及額定電流=10kV=630A>=110A(3)動穩(wěn)定校驗斷路器最大動穩(wěn)試驗電

14、流峰值不小于斷路器安裝處的短路沖擊電流值即=40kA>=22.35A(4)熱穩(wěn)定校驗要求斷路器的最高溫升不超過最高允許溫度即即>5.1.2隔離開關(guān)的選擇與校驗（1） 隔離開關(guān)的額定電壓及額定電流=10kV=200>=110A（2） 動穩(wěn)定校驗=25.5kA>=22.35kA（3） 熱穩(wěn)定校驗>即5.1.3電流互感器選擇與校驗（高壓側(cè)電流互感器）10kV電流互感器（1） 該電流互感器額定電壓安裝地點的電網(wǎng)額定電壓即（2） 電流互感器一次側(cè)額定電流（3） 動穩(wěn)定校驗動穩(wěn)定倍數(shù)Kd=160 =22.8A一次側(cè)額定電流則即動穩(wěn)定性滿足（4）熱穩(wěn)定性校驗熱穩(wěn)定倍數(shù)Kt=90

15、熱穩(wěn)定時間=0.15=8.94kA即=熱穩(wěn)定性滿足5.1.4 電壓互感器的選擇與校驗經(jīng)查表該型號電壓互感器額定容量所以滿足要求5.2低壓設(shè)備器件的選擇及校驗低壓斷路器隔離開關(guān)電流互感器DW48-1600HD1114LMZ-0.50.4kV0.4kV0.4kV1600A1000A1000/550kA60kA（杠桿式）1357532231、低壓斷路器的選擇與校驗（1）按工作環(huán)境選型：戶外式（2）斷路器額定電壓及額定電流=0.4kV=2、隔離開關(guān)的選擇與校驗(1)按工作環(huán)境選型：戶外型(2)隔離開關(guān)的額定電壓及額定電流 =0.4kV= =1000=1154.7A>=933.96A 滿足要求(3

16、)動穩(wěn)定校驗 =60kA>=49.13Ka 滿足要求(4)熱穩(wěn)定校驗 =1=900 =107 所以> 滿足要求3、電流互感器選擇與校驗（低壓側(cè)電流互感器） (1)該電流互感器額定電壓不小于安裝地點的電網(wǎng)額定電壓，即 (2)電流互感器一次側(cè)額定電流>=933.06A 滿足要求 (3)動穩(wěn)定校驗（Kd=135） 滿足要求 (4)熱穩(wěn)定校驗（Kt=75） =7.4 =< 滿足要求六變壓器保護及二次回路繼電保護6.1變壓器的保護裝置變壓器的繼電保護裝置對于高壓側(cè)為610kV的車間變電所主變壓器來說，通常裝設(shè)有帶時限的過電流保護；如果電流保護的動作時間大于0.50.7秒時，還應(yīng)裝

17、設(shè)電流速斷保護。容量在800kVA及以上的油侵式變壓器和400kVA及以上的車間內(nèi)油侵式變壓器，按規(guī)定應(yīng)專設(shè)瓦斯保護。瓦斯保護在變壓器輕微故障時，動作于信號，而其他保護包括瓦斯保護在變壓器發(fā)生嚴重故障時，一般均動作于跳閘。但是，如果單臺運行的變壓器容量在10000kVA及以上和并列運行的變壓器每臺容量在6300KVA及以上時，則要求裝設(shè)縱連差動保護來取代電流速斷保護。經(jīng)分析整定計算后本方案確定采用過電流保護，單相接地短路保護過負荷保護和瓦斯保護。變壓器保護原理圖及展開圖見附圖 。a.變壓器過電流保護動作跳閘，應(yīng)作如下檢查和處理：（1）檢查母線及母線上的設(shè)備是否有短路；（2）檢查變壓器及各側(cè)設(shè)備

18、是否短路；（3）檢查低壓側(cè)保護是否動作，各條線路的保護有無動作；（4）確認母線無電時，應(yīng)拉開該母線所帶的線路；（5）如是母線故障，應(yīng)視該站母線設(shè)置情況，用倒母線或轉(zhuǎn)帶負荷的方法處理；（6）經(jīng)檢查確認是否越級跳閘，如是，應(yīng)試送變壓器；（7）試送良好，應(yīng)逐路檢查故障線路。 1.裝設(shè)瓦斯保護當(dāng)變壓器油箱內(nèi)故障產(chǎn)生輕微瓦斯或油面下降時，瞬時動作于信號；當(dāng)產(chǎn)生大量瓦斯時，應(yīng)動作于高壓斷路器。2.裝設(shè)反時限過電流保護采用GL15型感應(yīng)式過電流繼電器，兩相兩繼電器式接法，去分流跳閘的操作方式。(1)過電流保護動作電流的整定利用下式,對于容量為1000kVA的變壓器因此動作電流為A整定為10A6.2.二次回路繼電保護 （1）速斷電流的整定 速斷電流倍數(shù)整定為 滿足規(guī)定的倍數(shù)。（2）電流速斷保護靈敏度系數(shù)的校驗： ,A 所以 滿足規(guī)定的靈敏系數(shù)1.5的要求。（3）過電流動作電流的整定 式中：為 變壓器的最大負荷電流 取為2.5 為可靠系數(shù)，對定時限取1.2，對反時限取1.3； 接線系數(shù)，對相電流接線取1，對相電流差接線取； 繼電器返回系數(shù)，一般取0.8； 電流互感器的電流比。 注意：對GL型繼電器，應(yīng)整定為整數(shù)，且在10A以內(nèi)。 因此 A 故：動作電流整定為6A（4）過電流保護電流動作時間的整定過電流保護動作時間tt-t=1.5-1=0.5s故其過電流保護的動作時間