工廠供配電課程設(shè)計(jì)某塑料制品工廠

工廠供配電課程設(shè)計(jì)某塑料制品工廠工廠供配電課程設(shè)計(jì)某塑料制品工廠工廠供配電課程設(shè)計(jì)某塑料制品工廠工廠供配電課程設(shè)計(jì)某塑料制品工廠編制僅供參考審核批準(zhǔn)生效日期地址：電話：傳真:郵編:湖南理工職業(yè)技術(shù)學(xué)院工廠供配電技術(shù)課程設(shè)計(jì)題目：湖南理工職院實(shí)習(xí)工廠供配電系統(tǒng)的電氣設(shè)計(jì)年級(jí)專業(yè)：資源工程系機(jī)電1095班-28學(xué)生姓名：XXX指導(dǎo)老師：周迎春20摘要本說明書敘述了對(duì)一個(gè)年產(chǎn)量為萬噸聚乙烯塑料制品工廠全廠總配變電所及配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)首先根據(jù)廠方給定的全廠各車間電氣設(shè)備及車間變電所負(fù)荷計(jì)算表進(jìn)行電力負(fù)荷計(jì)算，然后根據(jù)對(duì)計(jì)算負(fù)荷的分析選定主變壓器和各車間變電所的變壓器型號(hào)及其聯(lián)接組別，在設(shè)計(jì)中根據(jù)本廠供電電源和廠供電要求進(jìn)行架空線路的選擇，根據(jù)電力部門對(duì)工廠功率因數(shù)的要求計(jì)算出需要補(bǔ)償?shù)臒o功功率并以此選擇相應(yīng)的補(bǔ)償電容器。然后對(duì)線路設(shè)定短路點(diǎn)進(jìn)行短路電流的計(jì)算作為各設(shè)備的選型依據(jù)?？紤]到對(duì)變壓器的保護(hù)在設(shè)計(jì)中對(duì)主變壓器設(shè)置了以下繼電保護(hù)：瓦斯保護(hù)、過電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)。關(guān)鍵詞：電力負(fù)荷計(jì)算、無功補(bǔ)償、短路電流計(jì)算、繼電保護(hù)。目錄1.設(shè)計(jì)任務(wù)及原始資料······································································1設(shè)計(jì)任務(wù)···············································································1原始資料···············································································1電力負(fù)荷計(jì)算········································································12.變電所高壓電氣設(shè)備選型······························································3補(bǔ)償電容器選擇···································································3主變壓器的選擇···································································3各變電所變壓器選擇···························································3架空線的選擇······································································43.短路電流的計(jì)算·············································································5三相短路電流計(jì)算目的························································5短路電流計(jì)算公式·······························································5各母線短路電流列表···························································64.主變壓器繼電保護(hù)·········································································7保護(hù)要求··············································································7保護(hù)裝置及整定計(jì)算···························································75.變電所設(shè)計(jì)說明············································································8主接線圖··························································································9設(shè)計(jì)體會(huì)及今后的改進(jìn)意································································10參考文獻(xiàn)··························································································111．設(shè)計(jì)任務(wù)及原始資料設(shè)計(jì)任務(wù)為某塑料制品廠設(shè)計(jì)全廠總配變電所及配電系統(tǒng)。1.變電所電氣主接線設(shè)計(jì)。2.短路電流計(jì)算。3.主要電氣設(shè)備選擇。原始資料（1）本廠設(shè)有薄膜、單絲、管材、注射等四個(gè)車間，設(shè)備選型全部采用我國新定型設(shè)備其外還有輔助車間及其它設(shè)施。（2）全廠各車間電氣設(shè)備及車間變電所負(fù)荷計(jì)算表（380伏側(cè)）。（3）該廠由處于廠南側(cè)一公里的110/35千伏變電所用35千伏架空線路向其供電，電業(yè)部門變電所配出線路定時(shí)限過電流保護(hù)裝置的整定時(shí)間為2秒，工廠配電所應(yīng)不大于秒，工廠的功率因數(shù)值要求在以上。（4）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(fù)荷利用時(shí)間為5000小時(shí)，屬于三級(jí)負(fù)荷。（5）本地區(qū)最熱月平均最高溫度為35攝氏度，土壤中—1深處一年最熱月平均溫度為20攝氏度，年暴雷日為30天，土壤凍結(jié)深度為米，主導(dǎo)風(fēng)向夏季為南風(fēng)。（6）本廠地表面比較平坦，土壤主要成分為積土及砂質(zhì)粘土，層厚為—7米不等，地下水位一般為米，地耐壓力為20噸/平方米。電力負(fù)荷計(jì)算表全廠各車間電氣設(shè)備及車間變電所負(fù)荷計(jì)算表（380伏側(cè)）序號(hào)車間或用電設(shè)備組名稱設(shè)備容量（千瓦）需要系數(shù)功率因數(shù)Cos功率因數(shù)腳正切tan計(jì)算負(fù)荷有功(千瓦)無功(千乏)視在(千伏安)（1）變電所1薄膜車間140084014002原料庫30153生活間1010884成品庫（一）25155成品庫（二）246包裝材料庫206127小計(jì)1509（2）變電所1單絲車間138583113852水泵及設(shè)備20133小計(jì)1405844（3）變電所1注塑車間1891262管材車間8803083小計(jì)1069（4）變電所1復(fù)制車間1382生活室101883浴室314鍛工車間3095原料生活間15112126倉庫1597機(jī)修模具車間100258熱處理車間150909鉚焊車間1805410810小計(jì)641（5）變電所1鍋爐房2001402實(shí)驗(yàn)室1253輔助材料庫11022444油泵房155加油站106辦公室159157小計(jì)4758全廠合計(jì)509926109乘以參差系數(shù)全廠合計(jì)（=，=）2349根據(jù)公式：=*=*tan=/Cos分別計(jì)算出各車間的有功和無功功率及視在功率的計(jì)算值填入表。2．變電所高壓電器設(shè)備選型補(bǔ)償電容器選擇由于本設(shè)計(jì)中上級(jí)要求cosφ≥,而全廠自然功率因數(shù)：cos￠=Pjs/Qjs=2349/=<，因此需要進(jìn)行無功補(bǔ)償?？紤]到主變壓器的無功損耗遠(yuǎn)大于有功損耗，因此暫取cos￠=來計(jì)算380V側(cè)所需無功功率補(bǔ)償容量。故：補(bǔ)償無功功率Qc=Pjs(tan￠1-tan￠2)=2349[tan-tan]=采用24個(gè)并聯(lián)電容器進(jìn)行補(bǔ)償，總共補(bǔ)償容量100Kvar*24=2400Kvar。主變壓器的選擇由于該廠的負(fù)荷屬于二級(jí)負(fù)荷，對(duì)電源的供電可靠性要求較高，宜采用兩臺(tái)變壓器，以便當(dāng)一臺(tái)變壓器發(fā)生故障后檢修時(shí)，另一臺(tái)變壓器能對(duì)一、二級(jí)負(fù)荷繼續(xù)供電，故選兩臺(tái)變壓器（暗備用），每臺(tái)容量按≥×=因此選兩臺(tái)S9-2000/10型低損耗配電變壓器，其聯(lián)接組別采用Yyn0。因此無功補(bǔ)償后工廠380V側(cè)和35KV側(cè)的負(fù)荷計(jì)算如表所示。表無功補(bǔ)償后工廠的計(jì)算負(fù)荷項(xiàng)目cos￠計(jì)算負(fù)荷/kW/kvar/kVA380V側(cè)補(bǔ)償前負(fù)荷2349380V側(cè)無功補(bǔ)償容量-2400380V側(cè)補(bǔ)償后負(fù)荷2349主變壓器功率損耗=37=15035KV側(cè)負(fù)荷總計(jì)2386各變電所變壓器選擇安裝兩臺(tái)變壓器互相暗備用，其容量按≥×=×kVA=kVA因此選兩臺(tái)S9-1250/10型低損耗配電變壓器，其聯(lián)接組別采用Yyn0。安裝兩臺(tái)變壓器互相暗備用，其容量按≥×=×kVA=因此選兩臺(tái)S9-1000/10型低損耗配電變壓器，其聯(lián)接組別采用Yyn0。安裝一臺(tái)變壓器，其容量按≥=kVA因此選一臺(tái)S9-800/10型低損耗配電變壓器，其聯(lián)接組別采用Yyn0。安裝一臺(tái)變壓器，其容量按≥=kVA因此選一臺(tái)S9-500/10型低損耗配電變壓器，其聯(lián)接組別采用Yyn0。安裝兩臺(tái)變壓器互相暗備用，其容量按≥×=×kVA=因此選兩臺(tái)S9-250/10型低損耗配電變壓器，其聯(lián)接組別采用Yyn0。表各變壓器型號(hào)及其參數(shù)型號(hào)額定電壓/kV連接組別損耗/W空載電流（%）阻抗電壓（%）高壓低壓空載負(fù)載主變壓器兩臺(tái)暗備用S9-2000/3535Yyn0260019000兩臺(tái)暗備用S9-1250/10Yyn0195012000兩臺(tái)暗備用S9-1000/10Yyn0170010300選一臺(tái)S9-800/10Yyn014007500選一臺(tái)S9-500/10Yyn096051004兩臺(tái)暗備用S9-250/10Yyn056030504架空線的選擇1.由于本廠由電業(yè)部門某一110/35千伏變電所供電且兩臺(tái)主變壓器互相暗備用所以架空線選擇兩條互相明備用。2.架空線截面積的選擇1).按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面積線路在工作時(shí)的最大工作電流：Ig=/（*）=（*35）=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(fù)荷利用時(shí)數(shù)為5000小時(shí)，屬于三級(jí)負(fù)荷。其鋼芯鋁線的電流密度J=所以導(dǎo)線的經(jīng)濟(jì)截面面積：Sj=Ig/J==考慮到線路投入使用的長(zhǎng)期發(fā)展遠(yuǎn)景，選用截面積為50mm2的導(dǎo)線，所以35KV架空線為L(zhǎng)GJ-50的導(dǎo)線。2).按長(zhǎng)時(shí)允許電流校驗(yàn)導(dǎo)線截面積。查表得LGJ-50型裸導(dǎo)線的長(zhǎng)時(shí)允許電流Iy=220A(=25)當(dāng)環(huán)境溫度為35度時(shí)，導(dǎo)線最高工作溫度為70度。其長(zhǎng)時(shí)允許電流為：=Iy=當(dāng)一臺(tái)變壓器滿載，一條輸電線檢修時(shí)導(dǎo)線負(fù)荷最大，這時(shí)的負(fù)荷電流為：Ie=Se/（*Un）=33A由于Ie<,所以符合要求。3).按電壓損失校驗(yàn)查表得LGJ-50導(dǎo)線的單位長(zhǎng)度電阻和電流為：R0=X0=線路總的電壓損失為：U=(P*R+Q*X)/Un=電壓損失百分比為：U%=U/Un=<所以導(dǎo)線符合要求。4).按機(jī)械強(qiáng)度校驗(yàn)鋼芯鋁線非居民區(qū)35KV最小允許截面為10mm2所以符合要求。3．短路電流的計(jì)算三相短路電流的計(jì)算目的為了保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行，擇電氣設(shè)備時(shí)，要用流過該設(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)，以保證設(shè)備在運(yùn)行中能夠經(jīng)受住突發(fā)短路引起的發(fā)熱和點(diǎn)動(dòng)力的巨大沖擊。同時(shí)，為了盡快切斷電源對(duì)短路點(diǎn)的供電，繼電保護(hù)裝置將自動(dòng)地使有關(guān)斷路器跳閘。繼電保護(hù)裝置的整定和斷路器的選擇，也需要短路電流數(shù)據(jù)。短路電流的計(jì)算公式（標(biāo)幺值計(jì)算方法）：基準(zhǔn)容量Sd，基準(zhǔn)電壓Uav電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值：=Sd/Soc電力線路的電抗標(biāo)幺值：=LSd/電力變壓器的電抗標(biāo)幺值：=Uk%Sd/100SN三相短路電流周期分量有效值：=Id/短路點(diǎn)處的次暫態(tài)短路電流：==短路沖擊電流：=（高壓系統(tǒng)）=(低壓系統(tǒng))沖擊電流有效值：=（高壓系統(tǒng)）=(低壓系統(tǒng))三項(xiàng)短路容量：=Sd/=，=，=各母線短路電流列表根據(jù)下圖和以上公式計(jì)算母線短路電流：圖短路計(jì)算電路圖短路計(jì)算電路圖短路計(jì)算等效電路圖短路計(jì)算等效電路表母線短路電流列表短路計(jì)算點(diǎn)三相短路電流/KA三相短路容量/MVAK-1K-24．主變壓器繼電保護(hù)保護(hù)要求對(duì)于本設(shè)計(jì)中高壓側(cè)為35KV的工廠總降壓變電所主變壓器來說，過電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)。保護(hù)裝置及整定計(jì)算1.瓦斯保護(hù)采用FJ-80型開口杯擋板式氣體繼電器。2.裝設(shè)反時(shí)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。3.電流互感器的選擇高壓側(cè)：I1N=2000/（35×）=電流互感器采用三角形接法，計(jì)算電流互感器變比Ki=（×）/5=5，選用電流互感器變比Ki=100/5=20（1）過電流動(dòng)作電流的整定=×2000KVA/(×35kv)=取Krel=,Ki=100/5=20,KW=1,Kre=因此Iop=Krel×KW×(Kre×Ki)=×1××20)=故動(dòng)作電流整定為7A。（2）過電流保護(hù)電流動(dòng)作時(shí)間的整定過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間△t≥t1-t2==故其過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間可整定為最短的。（3）過電流保護(hù)靈敏系數(shù)的校驗(yàn)=/KT=×(35Kv/==Iop×Ki/KW=7×20/1=140A所以Sp=660/140=>滿足規(guī)定的靈敏系數(shù)的要求。3.裝設(shè)電流速斷保護(hù)采用GL15型繼電器的電流速斷裝置來實(shí)現(xiàn)。（1）速斷電流的整定==Iqb=Krel×KW×(Ki×KT)=×1×(20×=速斷電流倍數(shù)整定為Kqb=7=滿足規(guī)定的倍數(shù)。（2）電流速斷保護(hù)靈敏度系數(shù)的整定==×=,=Iqb×Ki/KW=63×20/1=1260A所以Sp=2550/1260=>2滿足規(guī)定的靈敏系數(shù)2的要求。5．變電所設(shè)計(jì)說明概述該設(shè)計(jì)為35KV地面變電所一次設(shè)計(jì)，該變電所是針對(duì)全場(chǎng)全年生產(chǎn)能力為萬噸聚乙烯及烴塑料制品設(shè)計(jì)的，變電所內(nèi)一次設(shè)備主要有：兩臺(tái)主要變壓器（SJL1-2500/35）和多油斷路器，隔離開關(guān)，電源變壓器，所用變壓器，避雷針，高壓開關(guān)柜進(jìn)線柜等。室內(nèi)布置整個(gè)主控制室和高壓配電室坐南朝北，這樣便于主控制室采光，變電所房屋建筑布置見室內(nèi)平面圖。主控制室內(nèi)裝設(shè)有低位配電屏，主變保護(hù)屏，中央信號(hào)，中央信號(hào)繼電器及電度表屏，主變保護(hù)控制屏，主變控制屏，中央信號(hào)布置在北側(cè)，正對(duì)著值班人員。母線的配電裝置分別設(shè)在兩個(gè)單獨(dú)的房間內(nèi)，兩個(gè)配電室之間通過兩面雙開鋼門相連接，另外兩個(gè)配電室來由一個(gè)外開式雙開鋼門。電容器應(yīng)單獨(dú)放置在一個(gè)房間內(nèi)。室外布置35KV電源線由變電所東部引進(jìn)，配電裝置采用低式布置，避雷器，電源變壓器及它的保護(hù)用的熔斷器，低式布置在母線兩端，避雷器，電源變壓器布置在主控制器的東側(cè)，6KV高壓電纜從高壓配電室引進(jìn)來，低電壓經(jīng)穿墻套管進(jìn)入主控制室，配電裝置間隔為5米，進(jìn)線相間距離為米，最大允許尺度為米。主接線圖主接線圖設(shè)計(jì)體會(huì)及今后的改進(jìn)意見這次課程設(shè)計(jì)歷時(shí)二個(gè)星期，通過這兩個(gè)星期的學(xué)習(xí)，發(fā)現(xiàn)了自己的很多不足，無論是對(duì)知識(shí)的理解還是實(shí)踐能力以及理論聯(lián)系實(shí)際的能力還急需提高。這次的課程設(shè)計(jì)也讓我看到了團(tuán)隊(duì)的力量，設(shè)計(jì)工作是一個(gè)團(tuán)隊(duì)的工作，團(tuán)隊(duì)需要個(gè)人，個(gè)人也離不開團(tuán)隊(duì)，必須發(fā)揚(yáng)團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神。剛開始的時(shí)候，大家就分配好了各自的任務(wù)，組長(zhǎng)負(fù)責(zé)繼電保護(hù)部分，責(zé)補(bǔ)償電器選擇部分，責(zé)短路電流計(jì)算部分，負(fù)責(zé)變壓器與架空線的選擇部分，責(zé)電力負(fù)荷計(jì)算以及畫圖部分，大家積極查詢相關(guān)資料，并且經(jīng)常聚在一起討論各個(gè)方案的可行性。在課程設(shè)計(jì)中只有一兩個(gè)