某化纖毛紡織廠全廠總配電所及配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

電氣與信息工程課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)某化纖毛紡織廠全廠總配電所及配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)院（部）：電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)班級(jí)：電氣09-7組別：第五組成員：李明明劉楠鐘志祥吳波胡松貴許超指導(dǎo)教師：楊岸2012年7月4日摘要電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動(dòng)力，其應(yīng)用極為廣泛。

本課程設(shè)計(jì)是有關(guān)化纖毛紡織廠全廠總配變電所及配電系統(tǒng)。根據(jù)該廠負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料，并適當(dāng)考慮相關(guān)要求，完成工廠供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)將分六章，第一章講了設(shè)計(jì)任務(wù)的要求和原始材料的分析。。第二章講述了變電所一次側(cè)電氣設(shè)備選型。其中包括無(wú)功補(bǔ)償電容器選擇、各車(chē)間變壓器選擇及架空線的選擇。第三章講的短路電流計(jì)算。第四章講的是電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn)。然后第五章是基于自然風(fēng)向和氣候條件以及地址條件選擇配電所位置和機(jī)構(gòu)。第六章考慮防雷的相關(guān)設(shè)計(jì)。最后總結(jié)在此次工廠供電設(shè)計(jì)重點(diǎn)一些收獲和體會(huì)。關(guān)鍵詞：電能，配電所，配電系統(tǒng)，工廠供電目錄摘要 總計(jì)注：由于各組設(shè)備的功率因數(shù)不一定相同，因此總的視在計(jì)算負(fù)荷和計(jì)算電流一般不能用各組的視在計(jì)算負(fù)荷或計(jì)算電流之和來(lái)計(jì)算。在計(jì)算多組設(shè)備總的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，為了簡(jiǎn)化和統(tǒng)一，各組的設(shè)備臺(tái)數(shù)不論多少，各組的計(jì)算負(fù)荷均按表2.1所列的計(jì)算系數(shù)計(jì)算，而不必考慮設(shè)備臺(tái)數(shù)少而適當(dāng)增大和cosθ。根據(jù)供電協(xié)議的功率因數(shù)要求，取補(bǔ)償后的高壓側(cè)功率因數(shù)，集中補(bǔ)償?shù)娜萘坑?jì)算如下：總視在功率S=2358.007kva，總有功功率P=1824.574。未補(bǔ)償前的功率因數(shù)<0.9，所以需要進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。因?yàn)椋嗜?lái)計(jì)算低壓側(cè)所需無(wú)功功率補(bǔ)償容量。補(bǔ)償無(wú)功功率=Kvar采用9個(gè)BWF6.3-100-1并聯(lián)電容器進(jìn)行補(bǔ)償，總共補(bǔ)償容量安裝一臺(tái)變壓器，其容量按因此選擇型變壓器，其連接組別采用Y,yn0.安裝一臺(tái)變壓器，其容量按因此選擇型變壓器，其連接組別為Y,d11.按要求安裝兩臺(tái)變壓器，且明備用，其容量按因此選擇兩臺(tái)型變壓器，其連接組別均為Y,yn0.表2-1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)載選一臺(tái)10Yyn0180011600選一臺(tái)10Yyn0220013800兩臺(tái)明備用10Yyn092058004因?yàn)楸緩S由電業(yè)部門(mén)某一35/10千伏變電所供電，選擇兩條架空線互為暗備用：,因?yàn)榛榘祩溆?，故每條架空線額定電流該生產(chǎn)車(chē)間為三班制，部分車(chē)間為單班或兩班制，全年最大負(fù)荷利用時(shí)數(shù)為6000小時(shí)，屬于二級(jí)負(fù)荷。其鋼芯鋁線的電流密度J=0.9所以導(dǎo)線的經(jīng)濟(jì)截面面積：截面選得越大，電能損耗就越小，但線路投資及維修管理費(fèi)用就越高；截面選得小，線路投資及維修管理費(fèi)用雖然低，但電能損耗則增加?？紤]到線路投入使用的長(zhǎng)期發(fā)展遠(yuǎn)景，選用截面積為70mm2的導(dǎo)線，所以10KV架空線為L(zhǎng)GJ-70的導(dǎo)線。（2）.按允許載流量選擇導(dǎo)線、電纜截面查表得LGJ-50型裸導(dǎo)線的長(zhǎng)時(shí)允許電流當(dāng)環(huán)境溫度為30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：當(dāng)一臺(tái)變壓器滿(mǎn)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：由于,所以符合要求。（3）.按電壓損耗選擇導(dǎo)線和電纜截面查表得LGJ-70導(dǎo)線的單位長(zhǎng)度電阻和電抗為：電壓損失百分比為：（注：為線路額定電壓的5%）所以導(dǎo)線符合要求。（4）.按機(jī)械強(qiáng)度校驗(yàn)導(dǎo)線截面鋼芯鋁線非居民區(qū)10KV最小允許截面為10mm2所以符合要求。短路電流計(jì)算是供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與運(yùn)行的基礎(chǔ)，主要用于解決以下問(wèn)題。選擇和校驗(yàn)各種電氣設(shè)備，例如斷路器、互感器、電抗器、母線等。合理配置繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置。作為選擇和評(píng)價(jià)電氣主接線方案的依據(jù)。3.2短路電流的計(jì)算公式（標(biāo)幺值計(jì)算方法）：基準(zhǔn)容量QUOTE，高壓側(cè)基準(zhǔn)電壓QUOTE，低壓側(cè)基準(zhǔn)電壓QUOTE基準(zhǔn)電流QUOTE,電力變壓器的電抗標(biāo)幺值：QUOTE三相短路電流周期分量有效值：在無(wú)限大容量系統(tǒng)中，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))三相短路容量：QUOTE，，3.3各母線電流列表取基準(zhǔn)容量QUOTE，高壓側(cè)基準(zhǔn)電壓QUOTE，低壓側(cè)基準(zhǔn)電壓QUOTE高壓側(cè)基準(zhǔn)電流低壓側(cè)基準(zhǔn)電流系統(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QUOTEQUOTE總配進(jìn)線：QUOTE最大運(yùn)行方式下：繪制等效電路圖圖3-1最大運(yùn)行方式下等效電路圖對(duì)于點(diǎn)發(fā)生三相短路:QUOTEQUOTEQUOTE對(duì)于QUOTE點(diǎn)發(fā)生三相短路:QUOTEQUOTEQUOTE對(duì)于QUOTE點(diǎn)發(fā)生三相短路:QUOTEQUOTEQUOTEQUOTEQUOTE對(duì)于K4點(diǎn)發(fā)生三相短路:QUOTEQUOTEQUOTEQUOTEQUOTE最小運(yùn)行方式下：繪制等效電路圖圖3-2最小運(yùn)行方式下等效電路圖對(duì)于QUOTE點(diǎn)發(fā)生三相短路:QUOTEQUOTEQUOTEQUOTEQUOTE對(duì)于QUOTE點(diǎn)發(fā)生三相短路:QUOTEQUOTEQUOTEQUOTEQUOTE對(duì)于QUOTE點(diǎn)發(fā)生三相短路:QUOTEQUOTEQUOTEQUOTEQUOTE對(duì)于QUOTE點(diǎn)發(fā)生三相短路:QUOTEQUOTEQUOTEQUOTEQUOTE將以上數(shù)據(jù)列成短路計(jì)算表，如表3.1和表3.2所示：表3-1最大運(yùn)行方式短路點(diǎn)（kA）（kA）（kA）三相短路容量（MVA）533315表3-2最小運(yùn)行方式短路點(diǎn)（kA）（kA）（kA）三相短路容量（MVA）1464.10kv高壓開(kāi)關(guān)電柜選型故三個(gè)開(kāi)關(guān)柜選型如下：參數(shù)名稱(chēng)單位參數(shù)額定電流A63010001250-3150主母線額定電流A630-3150額定電壓kV3.67.212額定頻率HZ50額定動(dòng)穩(wěn)電流kA4080100額定熱穩(wěn)電流kA1640額定熱穩(wěn)時(shí)間S4/1min額定開(kāi)斷電流kA1640額定短路持續(xù)時(shí)間S4防護(hù)等級(jí)IP4X額定絕緣水平1min工頻電壓kV42沖擊電壓kV75動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)熱穩(wěn)定校驗(yàn)符合要求.項(xiàng)目單位數(shù)據(jù)額定電壓kV10最高工作電壓kV121min工頻耐壓kV42雷電沖擊電壓kV75輔助回路1min工頻耐壓kV2額定頻率Hz50額定電流kA1250-40004s熱穩(wěn)電流kA31.54050額定動(dòng)穩(wěn)電流6380100125配用斷路器真空斷路器防護(hù)等級(jí)外殼IP4X,各隔離室隔板IP2X動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)熱穩(wěn)定校驗(yàn)符合要求項(xiàng)目單位數(shù)據(jù)額定電壓kV3.67.212額定電流A10001250-3000額定開(kāi)斷電流kA12.5202531.540額定關(guān)合電流kA31.5506380100額定動(dòng)穩(wěn)電流kA31.5506380100額定熱穩(wěn)電流kA12.5202531.540熱穩(wěn)時(shí)間s4防護(hù)等級(jí)IP2X母線系統(tǒng)單母線帶架空操作方式電磁式外形尺寸（寬*高*寬）mm1100*1520*2650動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)熱穩(wěn)定校驗(yàn)符合要求.5變電所繼電保護(hù)裝置配置繼電保護(hù)裝置應(yīng)該滿(mǎn)足可靠性、選擇性、靈敏性和速動(dòng)性。電力設(shè)備和線路短路故障的保護(hù)應(yīng)設(shè)有主保護(hù)和后備保護(hù)，必要時(shí)再增加輔助保護(hù)。選變壓器NO.1進(jìn)行保護(hù)。（1）線路過(guò)電流保護(hù)線路過(guò)電流保護(hù)接線原理圖和展開(kāi)圖 圖5-1線路過(guò)電流保護(hù)接線原理圖和展開(kāi)圖各參數(shù)整定計(jì)算如下：，取整數(shù)6A保護(hù)時(shí)限<1s靈敏系數(shù)校驗(yàn)：合格電流速斷保護(hù)電流速斷保護(hù)原理圖和展開(kāi)圖接線圖如下：圖5-2電流速斷保護(hù)原理圖和展開(kāi)圖各參數(shù)整定計(jì)算如下：=繼電保護(hù)動(dòng)作電流==動(dòng)作時(shí)間t=0s保護(hù)范圍校驗(yàn)==-59.6%其中所以無(wú)保護(hù)范圍對(duì)于高壓側(cè)為6~10kV的車(chē)間變電所主變壓器來(lái)說(shuō)，通常裝設(shè)有帶時(shí)限的過(guò)電流保護(hù)；如果電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間大于0.5~0.7秒時(shí)，還應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)。容量在800kVA及以上的油侵式變壓器和400kVA及以上的車(chē)間內(nèi)油侵式變壓器，按規(guī)定應(yīng)專(zhuān)設(shè)瓦斯保護(hù)。瓦斯保護(hù)在變壓器輕微故障時(shí)，動(dòng)作于信號(hào)，而其他保護(hù)包括瓦斯保護(hù)在變壓器發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)，一般均動(dòng)作于跳閘。但是，如果單臺(tái)運(yùn)行的變壓器容量在10000kVA及以上和并列運(yùn)行的變壓器每臺(tái)容量在6300KVA及以上時(shí)，則要求裝設(shè)縱連差動(dòng)保護(hù)來(lái)取代電流速斷保護(hù)。經(jīng)分析整定計(jì)算后本方案確定采用過(guò)電流保護(hù)，單相接地短路保護(hù)過(guò)負(fù)荷保護(hù)和瓦斯保護(hù)。a.變壓器過(guò)電流保護(hù)動(dòng)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)備是否短路；（3）檢查低壓側(cè)保護(hù)是否動(dòng)作，各條線路的保護(hù)有無(wú)動(dòng)作；（4）確認(rèn)母線無(wú)電時(shí)，應(yīng)拉開(kāi)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(fù)荷的方法處理；（6）經(jīng)檢查確認(rèn)是否越級(jí)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。變壓器過(guò)電流保護(hù)保護(hù)裝置一次側(cè)動(dòng)作電流為電流繼電器動(dòng)作電流為靈敏系數(shù)校驗(yàn)保護(hù)時(shí)限因?yàn)樽儔浩鬟^(guò)電流保護(hù)時(shí)限大于0.5s所以變壓器應(yīng)設(shè)電流速斷保護(hù)。11600/=696A696在變壓器高壓側(cè)設(shè)置過(guò)負(fù)荷保護(hù)，因?yàn)樨?fù)荷多數(shù)情況下是三相對(duì)稱(chēng)的，因此過(guò)負(fù)荷只用一個(gè)電流繼電器接于一相電流，經(jīng)延時(shí)9~10s作用于預(yù)告信號(hào)。保護(hù)裝置一次側(cè)動(dòng)作電流和電流繼電器的動(dòng)作電流為==d.變壓器低壓側(cè)單相接地短路保護(hù)，利用高壓側(cè)三相過(guò)電流保護(hù)兼做單相接地短路保護(hù)。圖5-3瓦斯保護(hù)設(shè)計(jì)心得這次課程設(shè)計(jì)歷時(shí)二個(gè)星期，通過(guò)這兩個(gè)星期的學(xué)習(xí)，發(fā)現(xiàn)了自己的很多不足，無(wú)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(kāi)團(tuán)隊(duì)，必須發(fā)揚(yáng)團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神。剛開(kāi)始的時(shí)候，大家就分配好了各自的任務(wù)，大家積極查詢(xún)相關(guān)資料，并且經(jīng)常聚在一起討論