課程設(shè)計報告某化纖廠降壓變電所電氣設(shè)計

1、-. z.實訓(xùn)題目：*化纖廠降壓變電所電氣設(shè)計 院 系： 信息工程與自動化學(xué)院 自動化系 專業(yè)班級： 測控101班 姓 名：學(xué) 號：指導(dǎo)教師：第一局部 設(shè)計任務(wù)書一、設(shè)計題目*化纖廠降壓變電所電氣設(shè)計設(shè)計摘要電力行業(yè)的開展直接關(guān)系到國家經(jīng)濟建立的興衰成敗，它為現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科學(xué)技術(shù)和國防提供必不可少的動力。以發(fā)電廠電氣局部、高電壓技術(shù)、繼電保護等專業(yè)知識為理論依據(jù)，主要對該廠變電站高壓局部進展畢業(yè)設(shè)計訓(xùn)練。設(shè)計步驟主要包括：符合統(tǒng)計、負(fù)荷計算、方案比擬、供電方式確定、短路電流計算、電氣設(shè)備選擇與繼電保護整定以及防雷接地等內(nèi)容。三、設(shè)計要求根據(jù)本廠用電負(fù)荷，并適當(dāng)考慮生產(chǎn)的開展，按平安可靠，技

2、術(shù)先進，經(jīng)濟合理的要求，確定工廠變電所的位置與型式，通過負(fù)荷計算，確定主變壓器臺數(shù)以容量，進展短路電流計算，選擇變電所的主接線及高、低壓電氣設(shè)備，選擇整定繼電保護裝置，最后按要求寫出設(shè)計計算說明書，繪出設(shè)計圖紙。四、設(shè)計資料設(shè)計工程工程情況如下工廠總平面圖見圖1圖1 *化學(xué)纖維廠總平面圖工廠負(fù)荷數(shù)據(jù)：本工廠多數(shù)車間為3班制，年最大負(fù)荷利用小時數(shù)6400小時，本廠負(fù)荷統(tǒng)計資料見表1，組合方案見表2 表1 *化學(xué)纖維廠負(fù)荷情況表序號車間設(shè)備名稱安裝容量KWKd tanCos 計算負(fù)荷P(Kw)Q(Kvar)1紡練車間紡絲機2200.800.78筒攪機560.750.75烘干機700.751.02脫

3、水機180.600.80通風(fēng)機2400.700.75淋洗機220.750.78變頻機9500.800.70傳送機300.800.70小計2原液車間照明11600.750.70小計3酸站照明3100.650.70小計4鍋爐房照明2700.750.75小計5排毒車間照明1400.700.60小計6其他車間照明2400.700.75小計78910全廠計算負(fù)荷總計1112表2 組合方案序號紡練車間原液車間酸站鍋爐房排毒車間其他附屬車間1ABCDEF2ABDEFC3ABEFCD4ABFCDE5BACDEF6BADEFC7BAEFCD8BAFCDE供電電源情況：按與供電局協(xié)議，本廠可由東南方19公里處的城

4、北變電所110/38.5/11kV，50MVA變壓器供電，供電電壓可任選。另外，與本廠相距5公里處的其他工廠可以引入10kV線路做備用電源，彈容量只能滿足本廠負(fù)荷的30%重要負(fù)荷，平時不準(zhǔn)投入，只在本廠主要電源故障或檢修時投入。電源的短路容量城北變電所：35kV母線的出線斷路器斷流容量為1500MVA，10kV母線的出線斷路器斷流容量為350MVA。供電局要求的功率因數(shù)：當(dāng)35kV供電時，要求工廠變電所高壓側(cè)Cos0.9；當(dāng)10kV供電時，要求工廠變電所高壓側(cè)Cos0.95。電費制度：按兩部制電費計算。變壓器安裝容量每1kVA為15元/月，動力電費為0.3元/kWh，照明電費為0.55/kWh

5、。氣象資料：本廠地區(qū)最高溫度為38，最熱月平均最高氣溫29,最熱月地下0.8m處平均溫度為22，年主導(dǎo)風(fēng)向為東風(fēng)，年雷暴雨日數(shù)為20天。地質(zhì)水文資料：本廠地區(qū)海拔60m，底層以砂黏土為主，地下水位為2m。四、設(shè)計任務(wù)書一設(shè)計任務(wù)書說明設(shè)計計算的內(nèi)容，按以下標(biāo)題及順序，逐項計算并加以說明。一、各車間計算負(fù)荷和無功補償二、各車間變電所的設(shè)計選擇三、工廠總降壓變電所及接入系統(tǒng)設(shè)計四、短路電流計算五、變電所上下壓電氣設(shè)備的選擇六、繼電保護的配置七、收獲和體會八、參考文獻二設(shè)計圖紙工廠變電所設(shè)計計算用電氣主接線簡圖變電所供電平面布置圖第二局部 設(shè)計計算書一、各車間計算負(fù)荷和無功補償需要系數(shù)法一紡練車間單

6、臺機械負(fù)荷計算紡絲機：故： 筒絞機：故： 烘干機：故： 脫水機：故： 通風(fēng)機：故： 淋洗機：故： 變頻機：故： 傳送機：故： 紡練車間單臺機械負(fù)荷計算統(tǒng)計見表3表3 紡練車間單臺機械負(fù)荷計算統(tǒng)計表序號車間設(shè)備名稱安裝容量KWKd tan計算負(fù)荷P(Kw)Q(Kvar)1紡絲機2200.800.78176137.282筒攪機560.750.754231.53烘干機700.751.0252.553.554脫水機180.600.8010.88.645通風(fēng)機2400.700.751681266淋洗機220.750.7816.512.877變頻機9500.800.707605328傳送機300.800.

7、702416.8小計16061249.8918.64車間計算負(fù)荷統(tǒng)計計及同時系數(shù)取同時系數(shù)： 二其余車間照明負(fù)荷計算原液車間：故： 酸站照明：故： 鍋爐房照明：故： 排毒車間：故： 其他車間：故： 各車間計算負(fù)荷統(tǒng)計見表4 表4 各車間計算統(tǒng)計列表序號車間設(shè)備名稱安裝容量KW(Kw)(Kvar)kVA1紡練車間16061124.82872.711423.672原液車間照明11608706091061.973酸站照明310201.5141.05245.964鍋爐房照明270202.5151.875253.135排毒車間照明1409858.8114.296其他車間照明240168126210二、各

8、車間變電所的設(shè)計選擇一各車間變電所位置及全場供電平面草圖根據(jù)地理位置及各車間計算負(fù)荷大小，決定設(shè)立3個車間變電所，各自供電*圍如下：變壓所 = 1 * ROMAN * MERGEFORMAT I：紡練車間、鍋爐房。變壓所 = 2 * ROMAN * MERGEFORMAT II：原液車間、辦公及生活區(qū)。變壓所 = 3 * ROMAN * MERGEFORMAT III：排毒車間、其他車間、酸站。全廠供電平面圖見圖2圖2 全廠供電平面圖二各車間變壓器臺數(shù)及容量選擇變壓所 = 1 * ROMAN * MERGEFORMAT I變壓器臺數(shù)及容量選擇。變壓所 = 1 * ROMAN * MERGEFO

9、RMAT I的供電負(fù)荷統(tǒng)計。同時系數(shù)?。鹤儔核?= 1 * ROMAN * MERGEFORMAT I的無功補償提高功率因數(shù)到0.9以上。無功補償試?。?補償以后： 變壓所 = 1 * ROMAN * MERGEFORMAT I的變壓器選擇。為保證供電的可靠性，選用兩臺變壓器每臺可供車間總負(fù)荷的70%：選擇變壓器型號為SL7系列，額定容量為1000kVA，兩臺。查表得出變壓器的各項參數(shù)：空載損耗 負(fù)載損耗 阻抗電壓 空載電流 計算每臺變壓器的功率損耗(n=1). 也可用簡化公式：變壓所 = 1 * ROMAN * MERGEFORMAT I = 1 * ROMAN * MERGEFORMAT

10、I變壓器臺數(shù)及容量選擇變壓所 = 1 * ROMAN * MERGEFORMAT I = 1 * ROMAN * MERGEFORMAT I的供電負(fù)荷統(tǒng)計變壓所 = 1 * ROMAN * MERGEFORMAT I = 1 * ROMAN * MERGEFORMAT I的無功補償提高功率因數(shù)到0.9以上無功補償試?。?補償以后： 3變壓所 = 1 * ROMAN * MERGEFORMAT I = 1 * ROMAN * MERGEFORMAT I的變壓器選擇。為保證供電的可靠性，選用兩臺變壓器每臺可供車間總負(fù)荷的70%：選擇變壓器型號為SL7系列，額定容量為630kVA附帶供電給辦公及生活

11、區(qū)。查表得出變壓器的各項參數(shù)：空載損耗 負(fù)載損耗 阻抗電壓 空載電流 4計算每臺變壓器的功率損耗 也可用簡化公式：變壓所 = 1 * ROMAN * MERGEFORMAT I = 1 * ROMAN * MERGEFORMAT I = 1 * ROMAN * MERGEFORMAT I變壓器臺數(shù)及容量選擇1變壓所 = 1 * ROMAN * MERGEFORMAT I = 1 * ROMAN * MERGEFORMAT I = 1 * ROMAN * MERGEFORMAT I的供電負(fù)荷統(tǒng)計同時系數(shù)?。?變壓所 = 1 * ROMAN * MERGEFORMAT I = 1 * ROMAN

12、* MERGEFORMAT I = 1 * ROMAN * MERGEFORMAT I的無功補償提高功率因數(shù)到0.9以上無功補償試?。?補償以后： 3變壓所 = 1 * ROMAN * MERGEFORMAT I = 1 * ROMAN * MERGEFORMAT I = 1 * ROMAN * MERGEFORMAT I的變壓器選擇。為保證供電的可靠性，選用兩臺變壓器每臺可供車間總負(fù)荷的70%：選擇變壓器型號為SL7系列，額定容量為315kVA，兩臺。查表得出變壓器的各項參數(shù)：空載損耗 負(fù)載損耗 阻抗電壓 空載電流 4計算每臺變壓器的功率損耗 也可用簡化公式：三廠內(nèi)10kV線路截面選擇供電給

13、變電所 = 1 * ROMAN * MERGEFORMAT I的10kV線路為保證供電的可靠性選用雙回供電線路，每回供電線路計算負(fù)荷：計及變壓器的損耗：先按經(jīng)濟電流密度選擇導(dǎo)線經(jīng)濟截面：由于任務(wù)書中給出的年最大負(fù)荷利用小時數(shù)為6400h，查表可得：架空線的經(jīng)濟電流密度。所以可得經(jīng)濟截面：可選導(dǎo)線型號為LJ-35，其允許載流量為相應(yīng)參數(shù)為，。再按發(fā)熱條件檢驗：=29，溫度修正系數(shù)為：由上式可知，所選導(dǎo)線符合長期發(fā)熱條件。由于變電所 = 1 * ROMAN * MERGEFORMAT I緊鄰35/11kV主變壓器，10kV線路很短，其功率損耗可忽略不計。線路首端功率：供電給變電所 = 2 * RO

14、MAN * MERGEFORMAT II的10kV線路為保證供電的可靠性選用雙回供電線路，每回供電線路計算負(fù)荷：計及變壓器的損耗：先選經(jīng)濟截面：可選導(dǎo)線型號為LJ-25，其允許載流量為相應(yīng)參數(shù)為，。再按長期發(fā)熱條件檢驗：由上式可知所選導(dǎo)線符合發(fā)熱條件。根據(jù)地理位置圖及比例尺，得到此線路長度為 10kV線路功率損耗：線路首端功率：供電給變電所 = 3 * ROMAN * MERGEFORMAT III的10kV線路為保證供電的可靠性選用雙回供電線路，每回供電線路計算負(fù)荷：計及變壓器的功率損耗：電流很小，按長期發(fā)熱條件可選擇導(dǎo)線為LJ-16，但根據(jù)最小導(dǎo)線截面的規(guī)定，應(yīng)選擇導(dǎo)線為LJ-25，其允許

15、載流量為。相應(yīng)參數(shù)：，。線路長度為：線路功率損耗： 線路首端功率：線路電壓降計算僅計算最長的廠內(nèi)10kV線路電壓降： 合格其余線路也合格4.10kV聯(lián)絡(luò)線與相鄰其他工廠的選擇全廠總負(fù)荷：，。10kV聯(lián)絡(luò)線容量滿足全廠總負(fù)荷30%： 因運用時間很少，可按長期發(fā)熱條件選擇和校驗。選導(dǎo)線LJ-25，其允許載流量為： 相應(yīng)參數(shù)： ，。線路長度：線路電壓降計算： 合格三、工廠總降壓變電所及接入系統(tǒng)設(shè)計1、工廠總降壓變電所主變壓器臺數(shù)及容量的選擇總降變10kV側(cè)無功補償試?。?合格為保證供電的可靠性，選用兩臺主變壓器每臺可供總負(fù)荷的70%：所以選擇變壓器型號為，兩臺。查表得：空載損耗負(fù)載損耗阻抗電阻空載電

16、流2、35kV供電線路截面選擇為保證供電的可靠性，選用兩回35kV供電線路。用簡化公式求變壓器損耗：每回35kV供電線路的計算負(fù)荷：按經(jīng)濟電流密度選擇導(dǎo)線的截面：可選LGJ-25，其允許載流量為：再按長期發(fā)熱條件檢驗：所選導(dǎo)線符合發(fā)熱條件。但根據(jù)機械強度和平安性要求，35kV供電線路截面不應(yīng)小于，因此，改選為LGJ-35. 相應(yīng)參數(shù)： ，。3. 35kV線路功率損耗和電壓降計算135kV線路功率損耗計算。 LGJ-35 參數(shù)：，。線路功率損耗：線路首端功率：235kV線路電壓降計算： 合格四、短路電流計算按無窮大系統(tǒng)供電計算短路電流。短路計算電路圖見圖3。為簡單起見，標(biāo)幺值符號*全去掉。圖3

17、短路計算電路圖1、工廠總降壓變壓器35kV母線短路電流短路點 = 1 * GB3 * MERGEFORMAT 1確定標(biāo)幺值基準(zhǔn)：， 2計算各主要元件的電抗標(biāo)幺值： 系統(tǒng)電抗取斷路器35kV線路電抗LGJ-35求三相短路電流和短路容量： 1總電抗標(biāo)幺值： 2三相短路電流周期分量有效值： 3) 其他三相短路電流周期分量有效值：、 4三相短路容量： 2. 10kV母線短路電流短路點 = 2 * GB3 * MERGEFORMAT 1確定標(biāo)幺值基準(zhǔn)：， 2計算短路電流中各元件的電抗標(biāo)幺值： 1系統(tǒng)電抗： 235kV線路電抗： 335/11kV電力變壓器電抗 3求三相短路電流和短路容量： 1總電抗標(biāo)幺值

18、： 2三相短路電流周期分量有效值： 3其他三相短路電流： 4三相短路電流：3. 0.4kV車間低壓母線短路電流短路點 = 3 * GB3 * MERGEFORMAT 1確定標(biāo)幺值基準(zhǔn)：， 2計算各元件的電抗標(biāo)幺值： 1系統(tǒng)電抗： 235kV 線路電抗： 335/11kV電力變壓器電抗 410kV廠內(nèi)架空線路電抗給變電所 = 1 * ROMAN * MERGEFORMAT I供電： 因這段10kV架空線路很短，電抗可不計。 510/0.4kV電力變壓器1000kVA變壓器：計算三相短路電流和短路容量： 1總電抗標(biāo)幺值： 2三相短路電流周期分量有效值： 3其他三相短路電流： 4三相短路容量： 三相

19、短路電流和短路容量計算結(jié)果列表匯總?cè)绫?所示。 表5 三相短路電流計算列表短路點計算三相短路電流kA三相短路容量 (MVA)35kV點4.254.254.2510.86.427210kV點2.32.32.35.83.541.70.4kV點3131315733.821.5五、變電所上下壓電氣設(shè)備的選擇根據(jù)上述短路電流的計算結(jié)果，按正常工作條件選擇和按短路情況檢驗，總降壓變電所主要上下壓電器設(shè)備確定如下。 1.高壓35kV側(cè)設(shè)備 35kV側(cè)設(shè)備的選擇如表6所示。 2.中壓10kV側(cè)設(shè)備 10kV側(cè)設(shè)備的選擇如表7所示。表6 35kV側(cè)設(shè)備的選擇計算數(shù)據(jù)高壓斷路器SW2-35/600隔離開關(guān)GW2-

20、35G電壓互感器JDJJ2-35電流互感器LB-35避雷器FZ-35備注U=35kV35kV35kV35kV35kV35kVI=22.72A600A600A2*20/56.6kA400MVA17kA42kA3.3*202表7 10kV側(cè)設(shè)備的選擇計算數(shù)據(jù)高壓斷路器SN10-101隔離開關(guān)GN6-10T/200電流互感器 LA-10備注U=10kV10kV10kV10kV采用GG-21上下開關(guān)柜I=39.40A630A200A40/516kA300MVA40kA25.5kA160*402 3.高壓0.4kV側(cè)設(shè)備 0.4kV側(cè)設(shè)備的選擇如表8所示。計算數(shù)據(jù)低壓斷路器DZ20Y-1250隔離開關(guān)H

21、D11-1000電流互感器 LM-0.5備注U=0.4kV0.4kV0.4kV0.4kV采用BFC-0.5G-08低壓開關(guān)柜I=839A1250A1250A1000/550kA六、繼電保護裝置總降壓變壓器所需配置以下繼電保護裝置：主變壓器保護，35kV進線保護，10kV線路保護；此外還需配置以下裝置：備用電源自動投入裝置和絕緣檢查裝置。一主變壓器保護根據(jù)規(guī)程規(guī)定1600kVA變壓器應(yīng)設(shè)以下保護：瓦斯保護防御變壓器內(nèi)部短路和油面降低，輕瓦斯動作于信號，重瓦斯動作于跳閘。電流速斷保護防御變壓器線圈和引出線的多相短路，動作于跳閘。過電流保護防御外部相間短路并作為瓦斯保護及電流速斷保護的后備保護，動作