工廠配電設(shè)計說明書

1、.前言 為使工廠供電工作很好地為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)，切實保證工廠生產(chǎn)和生活用電的需要，并做好節(jié)能工作，本設(shè)計在大量收集資料，并對原始資料進(jìn)行分析后，做出35kV變電所及變電系統(tǒng)電氣部分的選擇和設(shè)計，使其達(dá)到以下基本要求：1、安全 在電能的供應(yīng)、分配和使用中，不發(fā)生人身事故和設(shè)備事故。2、可靠 滿足電能用戶對供電可靠性的要求。3、優(yōu)質(zhì) 滿足電能用戶對電壓和頻率等質(zhì)量的要求4、經(jīng)濟(jì) 供電系統(tǒng)的投資少，運(yùn)行費(fèi)用低，并盡可能地節(jié)約電能和減少有色金屬的消耗量。 此外，在供電工作中，又合理地處理局部和全局、當(dāng)前和長遠(yuǎn)等關(guān)系，既照顧局部的當(dāng)前的利益，又要有全局觀點(diǎn)，顧全大局，適應(yīng)發(fā)展。 目錄一、負(fù)荷計算和無功功率

2、補(bǔ)償31. 負(fù)荷計算 2. 無功功率補(bǔ)償:二、變電所位置和形式的選擇4三、變電所主變壓器及主接線方案的選擇4四、短路電流的計算51. 繪制計算電路2. 確定短路計算基準(zhǔn)值3. 計算短路電路中個元件的電抗標(biāo)幺值4. 計算k-1點(diǎn)（37v側(cè)）的短路電路總電抗及三相短路電流和短路容量。5. 計算k-2點(diǎn)（0.4kv側(cè)）的短路電路總電抗及三相短路電流和短路容量。五、變電所一次設(shè)備的選擇校驗7六、變電所進(jìn)出線及鄰近單位聯(lián)絡(luò)線的選擇81. 35kv高壓進(jìn)線和引入電纜的選擇2. 作為備用電源的高壓聯(lián)線的選擇校驗七、主變壓器繼電保護(hù)的配置與整定。91裝設(shè)瓦斯保護(hù)2裝設(shè)反時限過電流保護(hù)3.裝設(shè)電流速斷保護(hù)4.過

3、負(fù)荷保護(hù)（一） 負(fù)荷計算和無功功率補(bǔ)償1.負(fù)荷計算主變壓器繼電保護(hù)的配置與整定。表1 化纖廠各車間負(fù)荷計算表編號車間設(shè)備名稱設(shè)備容量Pe/kw需要系數(shù)KdCosTanP30Q30S30I301紡煉車間紡絲機(jī)1500.800.790.7812093.6筒絞機(jī)400.750.80.753022.5烘干機(jī)800.750.71.026061.2脫水機(jī)150.600.780.8097.2通風(fēng)機(jī)2200.700.80.75154115.5淋洗機(jī)50.750.790.783.752.93變頻機(jī)8000.800.820.70640448傳送機(jī)380.800.820.7030.421.28小計13481047.

4、15772.291301.141976.942原液車間照明10400.751.00.70780546952.111446.633酸站照明2600.651.00.70169118.3206.29313.444鍋爐房照明3200.751.00.75240180300455.825排毒車間照明1600.701.00.6011267.2130.61198.456其他車間照明2400.701.00.75168126210319.07總計380V側(cè)）動力13482516.151809.79照明2020計入Kp=0.85Kq=0.92138.731628.812688.344084.632. 無功功率補(bǔ)償:

5、cos = =0.8 由表1可知，該廠380v側(cè)最大負(fù)荷時的功率因數(shù)只有0.8.而供電局要求該廠35kv進(jìn)線側(cè)最大負(fù)荷時功率因數(shù)cos>=0.9?？紤]到主變壓器的無功損耗遠(yuǎn)大于有功損耗，因此380v側(cè)最大負(fù)荷時功率因數(shù)應(yīng)稍大于0.90，暫取0.92來計算380v側(cè)所需無功功率補(bǔ)償容量：Qc=P30（tan1tan2）=2138.73*（0.750.43）=684.39kvar選GR1型高壓電容器柜，并聯(lián)電容器為BWO.4-14-3型。采用01#號10臺電容器柜，和1臺03號放電互感器柜相組合?？偣踩萘?0kvar*10=700kvar。因此無功補(bǔ)償后工廠表2 380v側(cè)和35kv側(cè)的負(fù)荷

6、計算如下：項目CosP30/KWQ30/kvarS30/kvaI30/A380v側(cè)補(bǔ)償前負(fù)荷0.82138.731628.812688.344084.63380v側(cè)無功補(bǔ)償容量-700380v側(cè)補(bǔ)償后負(fù)荷0.922138.73928.812331.713542.77主變壓器功率損耗0.015S30=350.06S30=14035kv側(cè)負(fù)荷總計0.902173.731068.812422.28839.96(二) 變電所位置和形式的選擇變電所的位置應(yīng)盡量接近工廠的負(fù)荷中心。利用負(fù)荷功率矩法來確定負(fù)荷中心。如工廠總平面圖。設(shè)負(fù)荷中心為：P（X,Y）X=（p1x1+p2x2+p3x3+p4x4+p5x

7、5+p6x6）/（p1+p2+p3+p4+p5+p6）=5.5Y=（p1y1+p2y2+p3y3+p4y4+p5y5+p6y6）/（p1+p2+p3+p4+p5+p6）=4.9所以，變電所的位置在工廠總平面圖的P（5.5，4.9）。如工廠總平面圖。(三) 變電所主變壓器及主接線方案的選擇1 根據(jù)工廠的負(fù)荷性質(zhì)和電源情況，工廠變電所的主變壓器考慮有下列兩種可供選擇的方案：（1）裝設(shè)一臺主變壓器 型號采用S7-2500/35。容量選SN.T=2500kva>S30=2422.28kva。至于工廠二級負(fù)荷所需的備用電源，考慮由鄰近單位相連的高壓聯(lián)絡(luò)線來承擔(dān)。（2）裝設(shè)兩臺主變壓器 型號采用S7

8、-1600/35。而變壓器容量按下列兩條件選擇：SN.T=（0.60.7）2422.28=（1453.371695.60）KVA且SN.T>=S30()=1301.14KVA因此選兩臺S7-1600/35型的銅繞組三相配電及電力變壓器。工廠二級負(fù)荷所需的備用電源，考慮由鄰近單位相連的高壓聯(lián)絡(luò)線來承擔(dān)。主變壓器的聯(lián)絡(luò)組均采用Yyn0。表3 兩種主接線的比較比較項目 裝設(shè)一臺主變壓器裝設(shè)兩臺主變壓器技術(shù)指標(biāo)供電安全性滿足要求滿足要求供電可靠性滿足要求滿足要求供電質(zhì)量電壓損耗較大電壓損耗略小靈活方便性靈活性稍差靈活性較好擴(kuò)展適應(yīng)性稍差一些更好一些經(jīng)濟(jì)指標(biāo)電力變壓器綜合投資約為30萬元約為42萬

9、元高壓開關(guān)柜綜合投資約為24萬元約為36萬元變壓器和開關(guān)柜年運(yùn)行費(fèi)約為6.2萬元約為8.9萬元供電貼費(fèi)約為90萬元約為113.4萬元根據(jù)上述分析看出，按技術(shù)指標(biāo)，裝設(shè)兩臺主變的主接線方案略優(yōu)于裝設(shè)一臺主變的主接線方案，但按經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，則裝設(shè)一臺主變的主接線方案遠(yuǎn)優(yōu)于裝設(shè)兩臺主變的主接線方案，因此決定采用裝設(shè)一臺主變的主接線方案。（四） 短路電流的計算1. 繪制計算電路2. 確定短路計算基準(zhǔn)值設(shè)Sd=100MVA，Ud=Uc=1.05Un，即高壓側(cè)Ud1=37kv，低壓側(cè)Ud2=0.4kv。則Id1=1.6KAId2=144.3KA3. 計算短路電路中個元件的電抗標(biāo)幺值（1） 電力系統(tǒng) 已知Soc

10、=1500MVA，故 X=0.07(2) 架空線路 查表8-36得（LJ-35型架空線） X=0.4/km。而線路長19km。X=（0.4*19）*=0.56(3) 電力變壓器 查電氣設(shè)備手冊得 U%=6.5X=2.6繪短路計算等效電路圖： 4. 計算k-1點(diǎn)（37v側(cè)）的短路電路總電抗及三相短路電流和短路容量。（1） 總電抗標(biāo)幺值 X=X+X=0.07+0.56=0.63(2) 三相短路電流周期分量有效值I=2.54KA(3) 其他短路電流 I=I=I=2.54KAi=2.55I=2.55*2.54=6.48KAI=1.51I=1.51*2.54=3.84KA(4) 三相短路容量S=158.

11、73MVA5. 計算k-2點(diǎn)（0.4kv側(cè)）的短路電路總電抗及三相短路電流和短路容量。（1） 總電抗標(biāo)幺值 X=X+X+X=0.07+0.56+2.6=3.23(2) 三相短路電流周期分量有效值I=44.67KA(3) 其他短路電流I=I=I=44.67KAi=1.84 I=1.84*44.67=82.19KAI=1.09 I=1.09*44.67=48.69KA(4) 三相短路容量S=30.96MVA表4 短路計算結(jié)果短路計算點(diǎn)三相短路電流/KA三相短路容量/MVAIIIiISK-12.542.542.546.483.84158.73K-244.6744.6744.6782.1948.693

12、0.96（五） 變電所一次設(shè)備的選擇校驗表 5選擇校驗項目額定電壓額定電流斷流能力動穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度其他裝設(shè)地點(diǎn)條件參數(shù)UIIiI*T數(shù)據(jù)35KV40A2.54KA6.48KA9.7一次設(shè)備型號規(guī)格額定參數(shù)UIIiI*T高壓隔離開關(guān) GN2-35T/400-5235KV400A_52KA980高壓少油斷路器SW3-35/63035KV630A6.6KA17KA26.4高壓熔斷器RN2-3535KV0.5A50KA_電壓互感器JDJ-3535KV/0.1_電壓互感器JDZX9-35/_電流互感器LCZ-3535KV600/5A_21.2142.25二次負(fù)荷2避雷器YH5WX5-54/13435KV

13、_戶外隔離開關(guān)GW5-35G/600-7235KV600A_72KA1024所選的一次設(shè)備均滿足要求。（六） 變電所進(jìn)出線及鄰近單位聯(lián)絡(luò)線的選擇1. 35kv高壓進(jìn)線和引入電纜的選擇 （1） 35kv高壓進(jìn)線的選擇校驗 采用LJ型鋁絞線架空敷設(shè)，接往35kv公用干線。1） 按發(fā)熱條件選擇 由I=I=40A，及室外環(huán)境溫度29C。查表8-36，選LJ-16，其30C時的I=98.7A> I,滿足發(fā)熱條件。2） 校驗機(jī)械強(qiáng)度 查表8-34，最小允許截面A=35mm，因此按發(fā)熱條件選擇的LJ-16不滿足機(jī)械強(qiáng)度要求，故改選LJ-35。由于此線路較短，無需校驗電壓損耗。（2） 有高壓配電室至主變

14、的一段引進(jìn)電纜的選擇校驗查電氣設(shè)備手冊（下）表33-43 采用YJL22-10000型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。1）按發(fā)熱條件選擇 由I=I=40A及地下0.8米處土壤平均溫度22C。查電氣設(shè)備手冊（下）表33-43，初選電纜總截面為50mm的交聯(lián)電纜，其I=168A> I,滿足發(fā)熱條件。2）校驗短路熱穩(wěn)定計算滿足短路熱穩(wěn)定的最小截面。A=I=2540*=29mm<A=25mm。式中C值由表5-13查得；t按終端變電所保護(hù)動作時間0.5s，加斷路器短路時間0.2s，再加0.05s，故t=0.75s。因此YJLV22-10000-3*50電纜滿足短路熱穩(wěn)定條件。2. 作為

15、備用電源的高壓聯(lián)線的選擇校驗采用YJL22-10000型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜，直接埋地敷設(shè)，與相距5km的鄰近單位變配電所的10kv母線相聯(lián)。（1） 按發(fā)熱條件選擇 工廠二級負(fù)荷容量共1301.14KVA，I=75.1A,而最熱月土壤平均溫度為22C，查表8-44，初選纜芯截面為25mm的交聯(lián)聚乙烯絕緣鋁芯電纜，其I=90A> I. 滿足發(fā)熱條件。（2） 校驗電壓損耗 由表8-42得纜芯為25mm的鋁芯電纜的R=1.54/km，X=0.12/km，而二級負(fù)荷的P=1047.15KW，Q=772.91kvar。線路長度已知為5km。因此U=97.45VU%=*100%=0.97<

16、U=5%由此可見在電纜滿足允許電壓損耗要求。（七） 主變壓器繼電保護(hù)的配置與整定。1裝設(shè)瓦斯保護(hù) 當(dāng)變壓器內(nèi)部郵箱內(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)因嚴(yán)重故障產(chǎn)生大量瓦斯時，則動作與跳閘。2裝設(shè)反時限過電流保護(hù) 采用GL15型感應(yīng)式過電流繼電器，兩相兩繼電器式接線，去分流跳閘的操作方式。（1）過電流保護(hù)動作電流整定 I=2*I=82.48AKrel=1.3，K=0.8，K=120。因此動作電流為：I=I=*82.48A=1.12A因此過電流保護(hù)動作電流I整定為2A。（2）過電流保護(hù)動作時間的整定由于本變電所為電力系統(tǒng)的終端變電所，故其過電流保護(hù)的動作時間可整定為最短的0.5s。

17、（3）過電流保護(hù)靈敏系數(shù)的校驗 I=0.442KAI=I=2*=240A 因此其保護(hù)靈敏系數(shù)為S=1.84>1.5滿足規(guī)定的靈敏系數(shù)大于1.5的要求。3.裝設(shè)電流速斷保護(hù)利用GL15型繼電器的電流速斷裝置來實現(xiàn)。（1）速斷電流的整定 I=I=44.67，K=1.4，K=1，K=120K=87.5 因此速斷電流為：I=*44670A=6AT=0s 速斷電流倍數(shù)整定為 K=3（2）電流速斷保護(hù)靈敏系數(shù)的校驗I=I=0.866*I=0.866*2.54=2.2KAI=720A 因此其保護(hù)靈敏系數(shù)為：S=3.06>1.5 滿足規(guī)定的靈敏度系數(shù)要求。4.過負(fù)荷保護(hù) 利用GL15型繼電器的電流速斷裝置實現(xiàn)。（1）過負(fù)荷保護(hù)動作時間的整定計算 I=41.240KAK=120I=1.2*=0.4124KA=412.4A（2）過負(fù)荷保護(hù)動作時間T=10s。致謝我的設(shè)計是