工廠變配電所畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、目錄第一章車間電力負(fù)荷計(jì)算及變壓器的選擇1.1負(fù)荷計(jì)算的目的 31.2負(fù)荷計(jì)算的方法及加氫裂化裝置主要原始資料 31.3按需要系數(shù)法確定負(fù)荷計(jì)算 71.4尖峰電流 111.5車間變壓器選擇 13第 2 章 短路及短路電流的計(jì)算2.1短路的概述 182.2電力網(wǎng)路中的短路計(jì)算 21第 3 章 導(dǎo)線及其截面的選擇3.1導(dǎo)線和電纜的選擇 293.2導(dǎo)線截面選擇及校驗(yàn)的方法 30第 4 章 車間高、低壓電氣設(shè)備及其選擇4.1低壓電氣的選擇及校驗(yàn)條件 354.2高壓電氣選擇及校驗(yàn)條件 37第 5章 車間變電所和供配電系統(tǒng)的主結(jié)線5.1 車間變電所所址選擇的要求 475.2 車間變電所的總體布置及要求 4

2、85.3車間供電系統(tǒng)的主結(jié)線 49第 6 章供電系統(tǒng)的繼電保護(hù)6.1 繼電保護(hù)的概述 536.2常用繼電保護(hù)的結(jié)線及整定計(jì)算 536.3 車間部分裝置的繼電保護(hù) 55第 7 章 防雷和接地7.1 變電所的防雷保護(hù) 577.2 配電變壓器和電容器的保護(hù) 587.3 接地保護(hù) 59謝 辭 60參考文獻(xiàn) 61摘要工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)所需要的電能，除大型廠礦企業(yè)建有自備發(fā)電廠可供應(yīng)部分外，通常均由電力系統(tǒng)供給。工業(yè)企業(yè)所使用的電能都是通過企業(yè)的各級變電 站經(jīng)過變換電壓后，分配到各用電設(shè)備。因此，工業(yè)企業(yè)變電站可以說是企業(yè) 電力供應(yīng)的樞紐，所處地位十分重要。本人對煉油廠 1000萬噸/ 年煉油系統(tǒng)改造工程 -2

3、00 萬噸/ 年加氫裂化裝置供 配電系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì) , 石化企業(yè)負(fù)荷等級屬等一類負(fù)荷 , 它對供電的可靠性和 電能品質(zhì)的要求很高 , 這類負(fù)荷在供電突然中斷時(shí)將造成人身傷害危險(xiǎn)或造成 重大設(shè)備損壞且難以修復(fù) ,或給國民經(jīng)濟(jì)帶來極大損失 . 所以, 如何正確地計(jì)算 選擇各級變電站的變壓器容量及其它主要電氣設(shè)備，這是保證企業(yè)安全可靠供 電的重要前提。進(jìn)行企業(yè)電力負(fù)荷計(jì)算的主要目的就是為了正確選擇企業(yè)各級 變電站的變壓器容量，各種電氣設(shè)備的型號、規(guī)格以及供電網(wǎng)絡(luò)所用導(dǎo)線牌號 等提供科學(xué)的依據(jù)。一般常用于企業(yè)電力負(fù)荷計(jì)算的方法有需用系數(shù)法、利用 系數(shù)法、單位面積功率法、單位指標(biāo)法和單位產(chǎn)品耗電量法。此

4、設(shè)計(jì)采用的是 需用系數(shù)法、標(biāo)幺值法等方法對加氫裂化裝置電力負(fù)荷、最大短路電流等進(jìn)行 了計(jì)算的。經(jīng)過優(yōu)化計(jì)算 , 科學(xué)合理對配電間進(jìn)行選址、布局 , 并選用新一代S10系列節(jié)能型變壓器，最大化的為企業(yè)節(jié)省投資、運(yùn)行成本，為加氫裂化裝 置供配電系統(tǒng)方面的安全穩(wěn)定節(jié)能可靠運(yùn)行、保證優(yōu)質(zhì)供電提供了強(qiáng)有力的保 證.第1章 車間電力負(fù)荷計(jì)算及變壓器的選擇1.1 負(fù)荷計(jì)算的目的 工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)所需要的電能，除大型廠礦企業(yè)建有自備發(fā)電廠可供應(yīng)部分外，通常均由電力系統(tǒng)共給。工業(yè)企業(yè)所使用的電能都是通過企業(yè)的各級變電 站經(jīng)過變換電壓后，分配到各用電設(shè)備。因此，工業(yè)企業(yè)變電站可以說是企業(yè) 電力供應(yīng)的樞紐，所處地位十分

5、重要。如何正確地計(jì)算選擇各級變電站的變壓 器容量及其它主要電氣設(shè)備，這是保證企業(yè)安全可靠供電的重要前提。進(jìn)行企 業(yè)電力負(fù)荷計(jì)算的主要目的就是為了正確選擇企業(yè)各級變電站的變壓器容量， 各種電氣設(shè)備的型號、規(guī)格以及供電網(wǎng)絡(luò)所用導(dǎo)線牌號等提供科學(xué)的依據(jù)。1.2 負(fù)荷計(jì)算的方法及加氫裂化裝置主要原始資料般常用于企業(yè)電力負(fù)荷計(jì)算的方法有需用系數(shù)法、利用系數(shù)法、單位面積功率法、單位指標(biāo)法和單位產(chǎn)品耗電量法。此設(shè)計(jì)采用的是需用系數(shù)法來對加氫裂化裝置進(jìn)行電力負(fù)荷計(jì)算的。因?yàn)?，需用系?shù)是用設(shè)備功率乘以需用系數(shù)和同時(shí)系數(shù)，直接求出計(jì)算負(fù) 荷。這種方法簡便，應(yīng)用廣泛，尤其適用于配、變電所的負(fù)荷計(jì)算。采用利用 系數(shù)法

6、求出最大負(fù)荷的平均負(fù)荷，再考慮設(shè)備臺(tái)數(shù)和功率差異的影響，乘以與 有效臺(tái)數(shù)有關(guān)的最大系數(shù)得出計(jì)算負(fù)荷，計(jì)算過程十分繁瑣。而單位面積功率 法和單位指標(biāo)法主要多用于民用建筑；單位產(chǎn)品耗電量法主要適用于某些工 業(yè)。（表 1.1）加氫裂化裝置及相關(guān)參數(shù)一覽表裝置名稱臺(tái)數(shù)規(guī)格型號Pe( KWUe(V)Ie(A)分餾塔頂冷凝水泵2YB132S-45.538011.6硫化劑泵1YB200L-43038056.8反沖洗污油泵2YB200L-43038056.8循環(huán)氫壓縮機(jī)1YB132S1-25.538011.1重污油抽油泵1YB180M-22238042輕污油抽油泵1YB180M-22238042新氫壓縮機(jī)水站

7、水泵2YB200L1-23038056.9新氫壓縮機(jī)水站水箱加熱器23038045熱高分子空冷器8YB200L1-23038056.9熱低分子氣/航煤空冷器6YB200L1-23038056.9硫化氫氣提塔頂空冷器6YB200L1-23038056.9分餾塔頂空冷器8YB180M-22238042柴油空冷器8YB180M-22238042穩(wěn)定塔頂空冷器6YB180M-22238042新氫壓縮機(jī)輔助油泵電機(jī)3YB160M2-21538029.4新氫壓縮機(jī)油箱電加熱器31538022.8吸收塔一中段回流泵1YB160L-218.538035.5吸收塔二中段回流泵2YB160L-218.538035

8、.5穩(wěn)定塔進(jìn)泵2YB225M-24538083.9塔頂循環(huán)回流泵2YB280S-275380140.1脫吸塔底泵2YB225M-24538083.9航煤泵2YB250M-255380102.7注氨泵1YB160M2-21538029.4K-3101新氫壓縮機(jī)盤車電機(jī)3YB132S2-27.538015阻垢劑泵2YB801-40.553801.5引風(fēng)機(jī)1YB280S-275380140.1壓縮機(jī)廠房吊車1YB280S-275380140.1重石腦油泵2YB250M-290380167柴油泵3YB280S-275380140.1K-3102循環(huán)氫壓縮機(jī)油泵電機(jī)2YB200L1-23038056.9

9、抗氧劑泵2YB801-40.553801.5緩蝕劑泵2YB90L-22.23804.7分餾塔中斷回流泵2YB280S-275380140.1低壓脫硫貧胺液泵2YB250M-255380102.7硫化氫汽提塔頂泵2YB280S-275380140.1開工循環(huán)泵2YB801-40.553801.5石腦油分餾塔頂回流泵2YB200L1-23038056.9熱低分子氣/航煤空冷器1YB200L1-23038056.9硫化氫氣提塔頂空冷器1YB200L1-23038056.9新氫壓縮機(jī)注油器電機(jī)3YB90S-21.53803.4分餾塔頂回流泵2YB250M-290380167尾油泵(P-3206A/B)

10、2JR1410-8280600036分溜塔進(jìn)料泵2JR1410-8280600036反應(yīng)進(jìn)料泵2YK2200-299022006000261新氫壓縮機(jī)(K-3101)主機(jī)3TAW2000-20/2600200060002233JR138-4280600035新氫壓縮機(jī)3YB160M-41138022.6辦公室外中央空調(diào)室外機(jī)684380127.6辦公室外中央空調(diào)室內(nèi)機(jī)307.538011.4控制室風(fēng)恒溫恒濕空調(diào)機(jī)2176380267.4配電間風(fēng)冷空調(diào)機(jī)23038045.6(表1.2)加氫裂化裝置技術(shù)參數(shù)一覽表裝置名稱Pe(kw)kxcos $tan $分餾塔頂冷凝水泵5.50.80.840.6

11、46硫化劑泵300.80.870.567循環(huán)氫壓縮機(jī)5.50.80.880.54重污油抽油泵220.80.880.54輕污油抽油泵220.80.880.54分餾塔頂空冷器220.80.880.54穩(wěn)定塔頂空冷器220.80.880.54柴油空冷器220.80.880.54反沖洗污油泵300.80.890.512新氫壓縮機(jī)輔助油泵電機(jī)150.80.840.646新氫壓縮機(jī)油箱電加熱器150.50.651.17吸收塔中段回流泵18.50.80.890.512新氫壓縮機(jī)水站水泵300.80.890.512穩(wěn)定塔進(jìn)泵450.80.890.512熱高分子空冷器300.80.890.512塔頂循環(huán)回流泵7

12、50.80.890.512脫吸塔底泵450.80.890.512航煤泵550.80.890.512注氨泵150.80.840.646新氫壓縮機(jī)盤車電機(jī)7.50.80.880.54阻垢劑泵0.550.80.760.882引風(fēng)機(jī)750.80.890.512壓縮機(jī)廠房吊車750.80.890.512柴油泵重石腦油泵900.80.890.512循環(huán)氫壓縮機(jī)油泵電機(jī)300.80.890.512抗氧劑泵0.550.80.760.882緩蝕劑泵2.20.80.860.593熱低分子氣/航煤空冷器300.80.890.512硫化氫氣提塔頂空冷器300.80.890.512分餾塔中斷回流750.80.890.5

13、12低壓脫硫貧胺液泵550.80.890.512硫化氫氣提塔頂泵750.80.890.512開工循環(huán)泵550.80.890.512分餾塔頂冷凝水泵150.80.880.54石腦油分餾塔頂回流泵450.80.890.512新氫壓縮機(jī)注油器電機(jī)30.80.870.567分餾塔頂回流泵900.80.890.512分溜塔進(jìn)料泵（P-3204A/B）2800.80.850.62新氫壓縮機(jī)（K-3101）主機(jī)20000.9-0.90.36尾油泵2800.80.850.62反應(yīng)進(jìn)料泵22000.80.850.62注水泵2800.80.850.62新氫壓縮機(jī)110.80.840.646辦公室外中央空調(diào)室外機(jī)8

14、40.80.840.646辦公室外中央空調(diào)室內(nèi)機(jī)7.50.80.840.646控制室風(fēng)恒溫恒濕空調(diào)機(jī)1760.80.840.646配電間風(fēng)冷空調(diào)機(jī)300.80.840.6461.3按需要系數(shù)法確定負(fù)荷計(jì)算1.3.1需用系數(shù)法計(jì)算負(fù)荷的有關(guān)公式A. 確定用電設(shè)備組或用電單位計(jì)算負(fù)荷的公式：a. 有功計(jì)算負(fù)荷（KWP30=KxPe ；式中，Kx為用電設(shè)備組或用電單位的需要系數(shù)；Pe為用電設(shè)備組或用電單位的總設(shè)備容量；b. 無功計(jì)算負(fù)荷Kvar Q30二P30tan '：式中，tan為設(shè)備銘牌給定功率因數(shù)角用電設(shè)備組或用電單位功率因數(shù)角的正切值C.視在計(jì)算負(fù)荷（KV A）S30二卩30 co

15、s'd.計(jì)算電流（A） I30 =S30 3 Un 式中Un為用電設(shè)備組或用電單位供電電壓額定值（KV）B. 確定多組用電設(shè)備組或多個(gè)用電單位總計(jì)算負(fù)荷的公式：a. 有功計(jì)算負(fù)荷（KW）P30=KX PM F30i.式中，P30i.為各組的計(jì)算負(fù)荷（KW） ;P為有功負(fù)荷同時(shí)系數(shù)，由設(shè)備組計(jì)算車間配電干線負(fù)荷時(shí)可取K V P=0.850.95，由設(shè)備組直接計(jì)算變電所低壓母線總負(fù)荷時(shí)可取KV P=0.80.9。b. 無功計(jì)算負(fù)荷KvarQ30 二 K 二.q二.Q30i-式中，Q30i.為各組無功計(jì)算負(fù)荷（Kvar） ； Kq為無功負(fù)荷同時(shí)系數(shù)，由設(shè)備組計(jì)算車間配電干線負(fù)荷時(shí)可取K7 q

16、 =0.90.97，由設(shè)備組直接計(jì)算變電所低壓母線總負(fù)荷時(shí)可取K- q =0.85 0.952 2 2c. 視在計(jì)算負(fù)荷（KV A）氐=：Ro - Q30d. 計(jì)算電流（A） I30 =S30 3 Un式中Un為用電設(shè)備電壓額定值 （KV）e. 無功補(bǔ)償公式Qc =P30 *（ta門！ -ta n2）補(bǔ)償前 cos 1 =0.85, tan =0.62補(bǔ)償后 cos2 =0.95, tan2=0.331.3.2需用系數(shù)法計(jì)算負(fù)荷的結(jié)果（表 1.3 ）加氫裂化裝置計(jì)算負(fù)荷一覽表裝置名稱P30i.( KW)Q30L ( Kvar)S30L ( KVA分餾塔頂冷凝水泵4.42.8425.24硫化劑泵

17、2413.60827.589反沖洗污油泵2413.60827.589循環(huán)氫壓縮機(jī)4.42.3765重污油抽油泵17.69.520輕污油抽油泵17.69.520熱低分子氣/航煤空冷器15096.89硫化氫氣提塔頂空冷器15096.89分餾塔頂空冷器134.482.294穩(wěn)定塔頂空冷器100.862.47柴油空冷器134.482.294新氫壓縮機(jī)水站水泵2412.28826.963新氫壓縮機(jī)水站水箱加熱器30030熱高分子空冷器200129.187新氫壓縮機(jī)輔助油泵電機(jī)2415.50528.57新氫壓縮機(jī)油箱電加熱器30030吸收塔一中段回流泵14.87.57816.627吸收塔二中段回流泵14.

18、87.57816.627穩(wěn)定塔進(jìn)泵3618.43240.445塔頂循環(huán)回流泵6030.7267.407脫吸塔底泵3618.43240.445航煤泵4422.52849.432注氨泵126.4813.638新氫壓縮機(jī)盤車電機(jī)127.437阻垢劑泵0.440.3880.587引風(fēng)機(jī)6030.7267.407柴油泵71.846.614壓縮機(jī)廠房吊車6030.7267.407重石腦油泵7236.86480.89循環(huán)氫壓縮機(jī)油泵電機(jī)2412.28826.963抗氧劑泵0.440.3880.587緩侍劑泵1.761.0432.046辦公室外中央空調(diào)室外機(jī)67.250.4分餾塔中斷回流泵6030.7267.

19、407低壓脫硫貧胺液泵4422.52849.432硫化氫汽提塔頂泵6030.7267.407開工循環(huán)泵8845.056辦公室外中央空調(diào)室內(nèi)機(jī)64.5控制室風(fēng)恒溫恒濕空調(diào)機(jī)140.8105.6配電間風(fēng)冷空調(diào)機(jī)2418石腦油分餾塔頂回流泵2412.28826.963新氫壓縮機(jī)注油器電機(jī)2.41.8分餾塔頂回流泵7236.86480.89新氫壓縮機(jī)3.62.2324.236車間低壓裝置合計(jì)P30（ KWQ30（ Kvar）S30（ KVA）（380V）2594.91734.423121.17乘以同時(shí)系數(shù)Kp=0.9Kq=0.952335.411647.699921.052低壓無功補(bǔ)償-677.268

20、9補(bǔ)償后計(jì)算負(fù)荷2335.41970.43012529.01（依此數(shù)據(jù)選車間變壓器 ）新氫壓縮機(jī)主機(jī)3600-1296分溜塔進(jìn)料泵224138.88263.56尾油泵224138.88263.56反應(yīng)進(jìn)料泵17601091.22070.83注水泵448276.76車間總合計(jì)10632.315258.2801乘以同時(shí)系數(shù)Kp=0.9Kq=0.959569.0794995.366112108.11高壓無功補(bǔ)償-2775.032補(bǔ)償后計(jì)算負(fù)荷9569.0792220.33417670.476車間變壓器損耗4.40421.126KV側(cè)計(jì)算負(fù)荷9573.4832241.45419832.38備注： 低壓

21、(380V)側(cè)：l3o=3842.5A ;高壓(6KV)側(cè)：丨30=946.仏1.4尖峰電流尖峰電流是指持續(xù)時(shí)間只 12s左右的短時(shí)最大負(fù)荷電流，它對導(dǎo)線和電 器設(shè)備有很大的損害作用，一般用來作為選擇校驗(yàn)熔斷器、自動(dòng)開關(guān)、斷路器 等設(shè)備的依據(jù)。1.4.1尖峰電流的計(jì)算(1) 單臺(tái)用電設(shè)備的尖峰電流IpK = 1st二Kst * I N式中，Ipk為尖峰電流；Kst為設(shè)備的啟動(dòng)電流倍數(shù)；1st為設(shè)備的啟動(dòng)電流；對一般的籠型異步電動(dòng)機(jī)而言Kst =67 ;對于級數(shù)w 4的籠型異步電機(jī) K ST 一般取7。依次為計(jì)算依據(jù)，可以計(jì)算岀整個(gè)加氫裂化車間各裝置的尖峰電流，計(jì)算結(jié)果如表1.4所示。(2) 低

22、壓380V的車間總設(shè)備的尖峰電流Ipk =丨30 Tst In max已知車間低壓設(shè)備的總計(jì)算電流I 30 =3842.5A所以 Ipk T30 * 1st Tn m a =3842.5+267.4 6=5446.9A(表1.4)加氫裂化裝置的尖峰電流和計(jì)算電流一覽表裝置名稱le(A)KTSIPK (A)I 30 (A)分餾塔頂冷凝水泵11.6781.27.96硫化劑泵56.87397.641.92注氨泵29.47205.820.72循環(huán)氫壓縮機(jī)11.1777.77.6重污油抽油泵42729430.39輕污油抽油泵42729430.39分餾塔頂空冷器42729430.39穩(wěn)定塔頂空冷器4272

23、9430.39柴油空冷器42729430.39反沖洗污油泵56.97398.340.97新氫壓縮機(jī)輔助油泵電機(jī)29.47205.820.72新氫壓縮機(jī)水站水泵56.97398.340.97熱低分子氣/航煤空冷器56.97398.340.97硫化氫氣提塔頂空冷器56.97398.340.97新氫壓縮機(jī)油箱電加熱器45.67398.340.97熱高分子空冷器56.97398.340.97吸收塔一中段回流泵35.57248.525.26吸收塔二中段回流泵35.57248.525.26穩(wěn)定塔進(jìn)泵83.97587.361.45塔頂循環(huán)回流泵140.17980.7102.42脫吸塔底泵83.97587.3

24、61.45航煤泵102.77718.975.11阻垢劑泵1.5710.50.89引風(fēng)機(jī)140.17980.7102.42壓縮機(jī)廠房吊車140.17980.7102.42柴油泵140.17980.7102.42重石腦油泵16771169122.9循環(huán)氫壓縮機(jī)油泵電機(jī)15710510.36抗氧劑泵1.5710.50.89緩侍劑泵4.7732.93.11分餾塔中斷回流140.17980.7102.42低壓脫硫貧胺液泵102.77718.975.11硫化氫氣提塔頂泵140.17980.7102.42開工循環(huán)泵102.77718.975.11硫化氫氣提塔頂泵140.17980.7102.42分餾塔頂冷凝

25、水泵29.47205.820.72石腦油分餾塔頂回流泵15710510.36新氫壓縮機(jī)注油器電機(jī)3.4723.82.15分餾塔頂回流泵16771169122.9尾油泵36725224.5分溜塔進(jìn)料泵36725224.5反應(yīng)進(jìn)料泵2615.21357.2199.27新氫壓縮機(jī)主機(jī)2235.21159.6199.27注水泵35724524.5加藥裝置加藥泵3.4723.82.15控制室新風(fēng)凈化機(jī)3.4723.82.15新氫壓縮機(jī)22.67158.215.921.5車間變壓器的選擇變壓器是電力系統(tǒng)中數(shù)量極多且地位十分重要的電器設(shè)備，它的作用就是 升高和降低電壓。車間變電站變壓器臺(tái)數(shù)的選擇原則：（1）

26、對于一般的生產(chǎn)車間盡量裝設(shè)一臺(tái)變壓器；（2）如果車間的一、二級負(fù)荷所占比重較大，必須兩個(gè)電源供電時(shí)，則應(yīng)裝設(shè)兩臺(tái)變壓器。每臺(tái)變壓器均能承擔(dān)對全部一、二級負(fù)荷的供電任務(wù)。如果 與相鄰車間有聯(lián)絡(luò)線時(shí)，當(dāng)車間變電站出現(xiàn)故障時(shí)，其一、二級負(fù)荷可通過聯(lián) 絡(luò)線保證繼續(xù)供電，則亦可以只選用一臺(tái)變壓器。（3） 當(dāng)車間負(fù)荷晝夜變化較大時(shí)，或由獨(dú)立 （公用）車間變電站向幾個(gè)負(fù)荷曲線相差懸殊的車間供電時(shí)，如選用一臺(tái)變壓器在技術(shù)經(jīng)濟(jì)上顯然是不合理的，則亦裝設(shè)兩臺(tái)變壓器。變壓器容量的選擇：（1）變壓器的容量ST （可近似地認(rèn)為是其額定容量 SNT）應(yīng)滿足車間 內(nèi)所有用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷 S30的需要，即ST> S30

27、 ;（2 ）低壓為0.4KV的主變壓器單臺(tái)容量一般不宜大于1000KV- A（JGJ/T16 92規(guī)定）或1250 KV A （GB50053-94規(guī)定）。如果用電設(shè)備容量較大、負(fù)荷集中且運(yùn)行合理時(shí)，亦可選用較大容量的變壓器。 這樣選擇的原因：一是由于一般車間的負(fù)荷密度，選用1000-1250 KV A的變壓器更接近于負(fù)荷中心，減少低壓配電線路的電能損耗、電壓損耗和有色金屬消耗量；另 一是限于變壓器低壓側(cè)總開關(guān)的斷流容量。 低壓為230/400V的配電變壓器聯(lián)結(jié)組別的選擇：(1) 選擇 Y,yn0 聯(lián)結(jié)組別的幾種情況： 三相負(fù)荷基本平衡，其低壓中性線電流不致超過低壓繞組額定電流25%時(shí)； 供電

28、系統(tǒng)中高次諧波干擾不嚴(yán)重時(shí)； 低壓單相接地短路保護(hù)的動(dòng)作靈敏度達(dá)到要求時(shí)；(2) 選擇 D,yn11 聯(lián)結(jié)組別的幾種情況： 由單相不平衡負(fù)荷引起的中性電流超過變壓器低壓繞組額定電流 25% 時(shí)； 供電系統(tǒng)中存在較大的“諧波源”，三次及以上高次次諧波電流比較 突出時(shí)； 需要增大單相短路電流值，以確保低壓單相接地短路保護(hù)的動(dòng)作靈敏度；除此之外 , 考慮到加氫裂化裝置在整個(gè)廠生產(chǎn)過程中所起到的作用，車間 應(yīng)該設(shè)有四臺(tái)變壓器，四套設(shè)備同時(shí)運(yùn)行；每臺(tái)變壓器承擔(dān)50%的計(jì)算負(fù)荷，兩臺(tái)變壓器互為暗備用；但兩臺(tái)變壓器的容量均按計(jì)算負(fù)荷的70% 80%來選擇。這樣，變壓器在正常運(yùn)行時(shí)的負(fù)載率B不超過下列百分值：

29、B =(50/80)% s(50/70)% 62.5加71%基本上滿足經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求。在故障的情況下 , 不用考慮變壓器的過負(fù)荷能力 就能擔(dān)負(fù)起對全部負(fù)荷供電的任務(wù)。綜上所述 :依據(jù)車間低壓裝置的計(jì)算負(fù)荷可以選定催化車間變壓器為：選用10KV級S10系列節(jié)能型電力變壓器四臺(tái)。其技術(shù)參數(shù)如下：額定容量： 1600KVA 一次側(cè)額定電壓： 6000V二次側(cè)額定電壓：400V聯(lián)結(jié)組別：Y,ynO或Dyn 11空載損耗： Pk=2.20KW 短路損耗： Pe=13.8KW短路電壓百分值： ud %=4.5 空載電流百分值： Ik %=O.6當(dāng)電流通過變壓器時(shí)，就要引起有功功率和無功功率的損耗，這部分功

30、率 損耗也需要由電力系統(tǒng)供給。因此，在確定車間主結(jié)母線時(shí)需要考慮到這部分 功率損耗。變壓器的負(fù)荷率：B 二S30/Se =2529.01/1600 440%變壓器的有功損耗為： Pb=A Pk+B 2 PePb =2.20+0.42 13.8=4.408Kw變壓器的無功損耗為： QbM Qk+B 2 Qe Qb = Ik %/100 Se+B 2 ud %/100 Se =0.6/100 1600+0.42 4.5/100 1600 =21.12Kvar第2章 短路及短路電流的計(jì)算2.1 短路的概述“短路”是電力系統(tǒng)中常發(fā)生的一種故障。所謂短路是指電網(wǎng)某一相導(dǎo)體 未通過任何負(fù)荷而直接與另一相導(dǎo)

31、體或地接觸。電器設(shè)備載流部分絕緣損壞是 形成短路的主要原因，它帶來的危害也是相當(dāng)嚴(yán)重的。后果：（1）損壞電氣設(shè)備：短路電路要產(chǎn)生很大的電動(dòng)力和很高的溫度，可使故 障設(shè)備造成嚴(yán)重的損壞，并可能損壞電路其它設(shè)備。（2）造成停電事故：由于電路中裝設(shè)有短路保護(hù)裝置，因此在電路短路 時(shí)，將使得短路電路斷開，從而造成停電。短路點(diǎn)越靠近電源，短路引起停電 的范圍越大，給國民經(jīng)濟(jì)造成的損失越大。（3）引起電壓驟降：短路時(shí)電壓要驟降，從而嚴(yán)重影響電氣設(shè)備的運(yùn)行。 電壓的嚴(yán)重下降，還可能破壞各發(fā)電廠并列運(yùn)行的穩(wěn)定性，使得并列運(yùn)行的發(fā) 電機(jī)組失去同步，造成系統(tǒng)解列.（4）造成電磁干擾：不對稱短路電流產(chǎn)生的不平衡磁場

32、，對附近的通信線 路、信號系統(tǒng)及電子設(shè)備等產(chǎn)生嚴(yán)重的干擾，影響其正常運(yùn)行，甚至可能造成 誤動(dòng)作。常見的幾種短路類型（1）對稱短路： 三相短路k：A（2）不對稱短路：兩相短路k|兩相接地短路k（1.1） 單相短路k：進(jìn)行短路電流計(jì)算的目的是為了保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行，在設(shè)計(jì)選擇電 器設(shè)備時(shí)都要用可能流經(jīng)該設(shè)備的最大短路電流進(jìn)行熱穩(wěn)定校驗(yàn)和動(dòng)穩(wěn)定校 驗(yàn)，以保證該設(shè)備在運(yùn)行中能夠經(jīng)受住突發(fā)短路故障引起的發(fā)熱效應(yīng)和電動(dòng) 理效應(yīng)的巨大沖擊。同時(shí)，為了盡快切斷電源對短路點(diǎn)的供電，采用了各種 繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置，這些裝置的整定計(jì)算也需要準(zhǔn)確的短路電流數(shù)據(jù)。為了校驗(yàn)各種電器設(shè)備，必須找出可能出現(xiàn)的最嚴(yán)重的短路電

33、流。經(jīng)分 析，發(fā)現(xiàn)在空載線路上且恰好當(dāng)某一相電壓過零時(shí)刻發(fā)生三相短路，在該相 中就會(huì)出現(xiàn)最為嚴(yán)重的短路電流。2.2電力網(wǎng)絡(luò)中的短路計(jì)算221短路計(jì)算的相關(guān)公式（表2.1 ）有名值與標(biāo)幺值換算公式參數(shù)名稱有名值標(biāo)幺值說明功率S一般取Sd=100MVA電壓U一般取 Ud=Uev電流I電抗XXX =XSdXXd 一 u2x*是以Sd為基準(zhǔn)容量的標(biāo)幺值變壓器電抗線路電抗Xi為線路每公里電抗值電抗器電抗X R %為電抗器銘牌上數(shù)值系統(tǒng)等值電抗、/SdSdXS* 一一 lSk 西IkUnSk（ MVA）Ik（ KA）Sk為某點(diǎn)短路容 量，Ik為該點(diǎn)的三 相短路電流電動(dòng)機(jī)電抗Kst為啟動(dòng)電流倍數(shù)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值，

34、一般6KV電壓級的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)如下示:Sd=100MVA Ud=Uav;基準(zhǔn)電壓為 6.3KV;基準(zhǔn)電抗為 0.3970 ;基準(zhǔn)電流為9.16KA高壓網(wǎng)絡(luò)中對于無窮大電源系統(tǒng)三相短路標(biāo)幺值法計(jì)算公式：| -11. = ' -x三.為系統(tǒng)電源到短路點(diǎn)間的總阻抗；|" =|二=：1 Sd( KA) Ud為短路點(diǎn)處的平均電壓，I''為次暫態(tài)短路電流；-X*3UdSk = 3 1 U n ( MVA )；ish 2ksh(ka) ish為沖擊電流，ksh為短路電流沖擊系數(shù);低壓配電網(wǎng)絡(luò)中短路電流的計(jì)算(1)高壓側(cè)系統(tǒng)的的等值電抗配電變壓器容量較小，阻抗值較大，一般可認(rèn)為短

35、路時(shí)其高壓側(cè)母線電壓保持不變，即為無窮大電源系統(tǒng)?？蓳?jù)下式算出系統(tǒng)的等值阻抗(折算到400V 側(cè))：2Sk配電變壓側(cè)短路容量，KVAZS 二 400 mi打 RS : 0.1XS； XS : 0.995ZSm； SK(2) 變壓器的阻抗式中，Pk的單位為KVy U n的單位為V；Sn的單位為KVA(3)低壓電網(wǎng)內(nèi)電阻值較大，不能略去。用Z = <R2 X2來代替計(jì)算中的電抗X。(4) 一般采用標(biāo)幺值法或有名值計(jì)算比較簡便。采用有名值計(jì)算時(shí)電壓單位用 V,電流用KA容量用KVA阻抗用 m。有關(guān)計(jì)算公式式中，Z -為短路回路每相的總阻抗，mi；R 、X三分別為短路回路每相的總 電阻、總電抗，

36、m" ； Uav為平均額定線電壓，V。222短路計(jì)算中應(yīng)注意的問題1. 短路電流沖擊系數(shù)ksh的取值在高壓電網(wǎng)中其它地點(diǎn)短路取 1.8 ;在1000V及以下變壓器低壓側(cè)0.4KV短路時(shí)取1.3 ；2. 對電網(wǎng)中異步電動(dòng)機(jī)負(fù)荷的處理一些接在短路點(diǎn)附近（5m內(nèi)）且容量較大的異步電動(dòng)機(jī)（電動(dòng)機(jī)容量大于 100KW或總?cè)萘看笥?00 KW的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)），在短路初瞬次暫態(tài)階段，短路點(diǎn) 的電壓為零，這些電動(dòng)機(jī)因?yàn)橛休^大的慣性，轉(zhuǎn)速不能立即降到零，因此其反 電動(dòng)勢大于電網(wǎng)的剩余電壓。此時(shí)看作一臺(tái)發(fā)電機(jī)，能向短路點(diǎn)反饋次暫態(tài)短 路電流和沖擊短路電流。可按下公式計(jì)算:5.3IMNEm 0.9 .L 1

37、 MN - 一 1 MNXm0.17i sh(M)2Ksh(M)5.3I mn-7.48K shI MN ；式中，Em為電動(dòng)機(jī)次暫態(tài)電勢標(biāo)幺值，一般取 0.9 ；Xm .為電動(dòng)機(jī)次暫態(tài)電抗標(biāo)幺值，一般取 0.17 ； Ksh（M）為電動(dòng)機(jī)短路電流沖擊系數(shù)，一般高壓電動(dòng)機(jī)取1.41.6，低壓電動(dòng)機(jī)取1.0 ；3. 系統(tǒng)等值電抗的估算：SdXs，SkSk為系統(tǒng)分界母線處的短路容量（有時(shí)用該處斷路器額定斷流容量代替）4. 短路時(shí)母線殘壓的計(jì)算:電網(wǎng)中發(fā)生三相短路時(shí)，短路點(diǎn)的電壓降為零，短路點(diǎn)附近的電壓也大為 降低。為分析短路時(shí)電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)或因繼電保護(hù)整定計(jì)算的要求，需要 計(jì)算系統(tǒng)中某點(diǎn)在短路時(shí)

38、的電壓（殘壓）Ure，l：X. X “為由短路點(diǎn)算起到系統(tǒng)某點(diǎn)的電抗標(biāo)幺值;高壓側(cè)三相短路電流計(jì)算系統(tǒng)圖（表 2.2）高壓側(cè)三相短路電流計(jì)算一覽表短路點(diǎn)八、|(3)|i'1 Zq 一1 比一1(KA(KA(KA(KA(KA(MVAd 1、8327.68494.8831.65831.653575.56d 2254.44384.2645.77645.772773.14d 3、295.48446.17749.932.93752.863220.4413d4、101.78153.69258.320.4258.721109.310d 5、101.78153.69258.320.39258.7111

39、09.311d6、101.78153.69258.320.39258.711109.312d 7、9295.48446.17749.932.93752.863220.44備注：（1）慣-為三相短路時(shí)周期分量的有效值，用來作為推算其它各短路 電流計(jì)算量的基本依據(jù)。（2）|：-為三相短路電流的穩(wěn)態(tài)有效值，用來校驗(yàn)電器和電路中載流部 件的熱穩(wěn)定性。（3）I''-為次暫態(tài)短路電流，用來作繼電保護(hù)的整定計(jì)算和校驗(yàn)斷路器 的額定斷流量。（4）Ish-為三相短路后第一周期內(nèi)短路電流（指最嚴(yán)重情況下的最嚴(yán)重相的第一周期的電流峰值）的有效值，用來校驗(yàn)電器設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定性，有時(shí)也用作校驗(yàn)斷路器的額定

40、斷流量（5）ish-為三相短路沖擊電流（指最嚴(yán)重短路情況下，三相短路電流中 最嚴(yán)重相的第一周期的電流峰值），用來校驗(yàn)電器設(shè)備和母線的動(dòng)穩(wěn)定性。（6）S"-為次暫態(tài)三相短路容量，用來校驗(yàn)斷路器的遮斷能力。（7）i sh（M）-為電動(dòng)機(jī)的反饋沖擊電流（8）ishL-為考慮了電動(dòng)機(jī)的反饋電流后短路電流的沖擊值低壓側(cè)三相短路電流計(jì)算系統(tǒng)圖（表 2.3）低壓側(cè)三相短路電流計(jì)算一覽表短路點(diǎn)iZq =I"(KA)(KA(KA)(MVAd1、9148.81344.67162.2102.98d 227.1861.1329.6318.81d 385.41192.0993.159.1d 420.

41、1345.2721.9412.66d 5117.35263.92127.9181.21d 610.3523.2811.287.17d 78.3718.829.125.79d 833.6575.6836.6823.28ooooooooooooooo第3章導(dǎo)線及其截面的選擇3.1導(dǎo)線和電纜的選擇導(dǎo)線和電纜選擇是工業(yè)企業(yè)供電網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要組成部分，因?yàn)樗?們是構(gòu)成供電網(wǎng)絡(luò)的主要元件，電能必須依靠它們來輸送分配。在選擇導(dǎo)線和 電纜的型號及截面時(shí)，既要保證供電的安全可靠，又要充分利用導(dǎo)線和電纜的 負(fù)載能力。選擇導(dǎo)線和電纜截面時(shí)，必須考慮以下幾個(gè)因素，這些因素也是我們的選 擇原則：（1）發(fā)熱問題 電

42、流通過導(dǎo)線或電纜時(shí)將引起發(fā)熱，從而使其溫度升高。 當(dāng)通過的電流超過其允許電流時(shí)，將其絕緣線和電纜的絕緣加速老化，嚴(yán)重時(shí) 將燒毀導(dǎo)線或電纜，或引起其它的事故，不能保證安全供電。另一方面為了避 免浪費(fèi)有色金屬，應(yīng)該充分利用導(dǎo)線和電纜的負(fù)荷能力。因此，必須按導(dǎo)線或 電纜的允許載流量來選擇其截面。（2）電壓損失問題電流通過導(dǎo)線時(shí)，除產(chǎn)生電能損耗外，由于線路上有電阻和電抗，還產(chǎn)生電壓損失。當(dāng)電壓損失超過一定的范圍后，將使用電設(shè)備 端子上的電壓不足，嚴(yán)重影響用電設(shè)備的正常運(yùn)行。（3）架空線路的機(jī)械強(qiáng)度架空線路經(jīng)受風(fēng)、雪、覆冰和溫度變化的影響，因此必須有足夠的機(jī)械強(qiáng)度以保證其安全運(yùn)行，其截面不得小于某一最小

43、 允許截面。（4）經(jīng)濟(jì)條件 導(dǎo)線和電纜截面的大小，直接影響網(wǎng)絡(luò)的出投資及電能損 耗的大小。截面選的小些，可節(jié)約有色金屬和減少電網(wǎng)投資，但網(wǎng)絡(luò)中的電能 損耗增大。反之，網(wǎng)路中的電能損耗雖然減少，但有色金屬耗用量和電網(wǎng)投資 都隨之增大。因此這里有一個(gè)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的問題，即所謂按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo) 線和電纜截面，此時(shí)網(wǎng)路中的年運(yùn)行費(fèi)用最小。3.2 導(dǎo)線截面選擇及校驗(yàn)的方法常用選擇導(dǎo)線截面的方法有：按發(fā)熱條件選擇；按照允許電壓損失條件選 擇；按照機(jī)械強(qiáng)度條件選擇；按照經(jīng)濟(jì)電流密度條件選擇。從原則上講，上述四個(gè)條件都滿足，以其中最大的截面作為我們應(yīng)該選取 的導(dǎo)線截面。但是，對一般工業(yè)企業(yè) 610KV線路來說

44、，因?yàn)殡娏€路不長, 如按照經(jīng)濟(jì)電流密度來選擇導(dǎo)線的截面，則往往偏大，所以一般只作為參考數(shù) 據(jù)。只有大型工業(yè)企業(yè)的外部電源線路，但負(fù)荷較大、線路較長時(shí)，特別是 35KV及以上的輸電線路，主要應(yīng)按經(jīng)濟(jì)電流密度來選擇導(dǎo)線截面。對于一般的工業(yè)企業(yè)內(nèi)部 610KV線路，因線路不長，其電壓損失不大， 所以一般按發(fā)熱條件選擇，然后按其它條件進(jìn)行校驗(yàn)。對于380V低壓線路,雖然線路不長，但因電流較大，在按發(fā)熱條件選擇的同時(shí)，還應(yīng)按允許電壓損 失的條件進(jìn)行校驗(yàn)。按照允許電壓損失條件選擇條件:n、' qaLa < 5%進(jìn)行校驗(yàn)，各設(shè)備導(dǎo)線的選擇均滿足此1條件 式中，Ro、Xo為每公里線路的電阻和電

45、抗;n210UN' PaLa為由有功負(fù)荷及電阻引起的電壓損失;XoiouN1nqaLa為由無功負(fù)荷及電抗引起的電壓損失;1除此校驗(yàn)條件外，還需考慮到熔斷器和自動(dòng)開關(guān)與導(dǎo)線截面的配合問題,它們之間也需要滿足一定的關(guān)系：(1)對于動(dòng)力支線采用電纜敷設(shè)時(shí)，熔斷器和電纜允許電流的倍數(shù)關(guān)系是erIy-2.5 ( Ier為熔斷器熔體的額定電流,A； Iy為電纜允許的電流，A)；自動(dòng)開關(guān)和電纜允許電流的倍數(shù)關(guān)系是gzdIy:1.0 ,丨szdIy:4.5(Igzd為長延時(shí)脫扣器整定電流，Iszd為瞬時(shí)脫扣器整定電流，A)(2)對于動(dòng)力干線采用電纜敷設(shè)時(shí)，熔斷器和電纜允許電流的倍數(shù)關(guān)系是er:1.5

46、；自動(dòng)開關(guān)和電纜允許電流的倍數(shù)關(guān)系是1 gzdIy:1.0，1 szdIy(3) 對于有爆炸危險(xiǎn)的廠房中選擇電纜截面的條件為1-25綜上所述:加氫裂化車間各用電設(shè)備導(dǎo)線及其截面的選擇和校驗(yàn)情況如下表所示:(表 3.1)車間各用電設(shè)備導(dǎo)線截面的選擇和校驗(yàn)設(shè)備名稱電纜型號Iy( A)In (A)1 Y>1.251 N分餾塔頂冷凝水泵VLV29-3 匯 43011.6合格硫化劑泵VLV29-3 X258756.8合格循環(huán)氫壓縮機(jī)VLV29-3 X43011.1合格重污油抽油泵VLV29-3 漢166742合格輕污油抽油泵VLV29-3 漢166742合格分餾塔頂空冷器VLV29-3166742

47、合格穩(wěn)定塔頂空冷器VLV29-3 "66742合格柴油空冷器VLV29-3 x 166742合格新氫壓縮機(jī)水站水泵VLV29-3 x258756.8合格新氫壓縮機(jī)水站水箱加熱器VLV29-3 x258756.8合格熱高分子空冷器VLV29-3 x258756.8合格熱低分子氣/航煤空冷器VLV29-3 x258756.8合格硫化氫氣提塔頂空冷器VLV29-3 x258756.8合格新氫壓縮機(jī)輔助油泵電機(jī)VLV29-3 x63829.4合格新氫壓縮機(jī)油箱電加 熱器VLV29-3 x43011.1合格反沖洗污油泵VLV29-3 X258756.9合格新氫壓縮機(jī)水站水泵VLV29-3 X2

48、58756.9合格吸收塔一中回流泵VLV29-3 X 105135.5合格吸收塔二中回流泵VLV29-3 X 105135.5合格穩(wěn)定塔進(jìn)料泵VLV29-3 X3510883.9合格塔頂循環(huán)回流泵VLV29-3 X95192140.1合格脫吸塔底泵VLV29-3 X3510883.9合格航煤泵VLV29-3 X50132102.7合格注氨泵VLV29-3 乂63829.4合格新氫壓縮機(jī)盤車電機(jī)VLV29-3 況43015合格阻垢劑泵VLV29-3 X4301.5合格引風(fēng)機(jī)VLV29-3 漢 95192140.1合格柴油泵VLV29-3 漢 95192140.1合格壓縮機(jī)廠房吊車VLV29-3 漢95192140.1合格重石腦油泵VLV29-3 X120218167合格循環(huán)氫壓縮機(jī)油泵電VLV29-3 漢 258756.9合格機(jī)抗氧劑泵VLV29-3 況4301.5合格緩侍劑