某電機(jī)修造廠35kv終端變電所設(shè)計(jì)

某電機(jī)修造廠35ky終端變電所設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目某電機(jī)修造廠35kv終端變電所設(shè)計(jì)成績課程設(shè)計(jì)主要內(nèi)容設(shè)計(jì)依據(jù)：1、全廠車間負(fù)荷數(shù)據(jù)表2、供電協(xié)議3、負(fù)荷性質(zhì)4、工廠的自然條件設(shè)計(jì)范圍及內(nèi)容：1、全廠及各車間負(fù)荷計(jì)算，無功補(bǔ)償4、全廠總降變電所變壓器臺(tái)數(shù)及容量的選擇5、車間總配電所變壓器臺(tái)數(shù)及容量的選擇6、總配變電所(包括車間變)主接線設(shè)計(jì)9、防雷設(shè)計(jì)(未要求，選做)指導(dǎo)教師評(píng)語摘要 2一、任務(wù)書 3二、工廠供電設(shè)計(jì)的內(nèi)容及分析 52.1變電所所址選擇和環(huán)境條件 52.1.1變電所所址和所區(qū)布置 52.1.2環(huán)境條件 62.1.3.該電機(jī)修造廠變電所位置 62.2負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算及無功功率補(bǔ)償 62.2.1負(fù)荷的分類及其供電要求 62.2.2負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算 72.2.3無功功率補(bǔ)償 2.3變壓器選擇 2.3.135kV主變壓器的選擇 2.3.210(6)kV主變壓器的選擇 2.3.3該電機(jī)修造廠變電所選擇變壓器容量及臺(tái)數(shù) 2.4主接線設(shè)計(jì) 2.4.1工廠變電所常用主接線 2.4.2該電機(jī)修造廠主接線初步設(shè)計(jì)方案 2.5短路電流計(jì)算 2.5.1短路的類型及危害 2.5.2短路電流計(jì)算 2.6電氣設(shè)備的選擇 2.6.1電氣設(shè)備選擇的一般條件 2.6.2主要電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn) 三、計(jì)算書 3.2短路計(jì)算 參考文獻(xiàn) 本設(shè)計(jì)主要為某電機(jī)修造廠35kv終端設(shè)計(jì)變電所及其配電系等多方面問題的了解以及電力工程和工廠供電知識(shí)的應(yīng)用，全面分某電機(jī)修造廠35kv終端變電所設(shè)計(jì)1、廠區(qū)平面布置圖(略)2、全廠各車間負(fù)荷表如下：序號(hào)車間名稱負(fù)荷容量(KVA)無功補(bǔ)償(kvar)變壓器容量(KVA)1一車間2二車間3三車間4四車間5五車間待計(jì)算全場(chǎng)合計(jì)備注：1)工廠含有大量的6kv電動(dòng)機(jī)，廠電力負(fù)荷年增長率為5%。2)五車間的設(shè)備如下：序號(hào)設(shè)備名稱型號(hào)規(guī)格數(shù)量(臺(tái))設(shè)備容量單位容量總?cè)萘?牛頭刨B66542普通車床C66523普通車床C63024普通車床CW140A15普通車床C618K26鉆床Z52537普通車床C63018普通車床C62019普通車床C620普通車床C6151插床B501普通車床C6203砂輪機(jī)1鉆床1龍門刨1鏜床T617起重機(jī)1磨床1滾齒床Y381銑床X62銑床1工具磨M6025C13外圓磨M31315×1000砂輪機(jī)落地式1工廠與電業(yè)部門所簽訂的供電協(xié)議內(nèi)容如下：(1)變電所35kv出線定時(shí)限過電流保護(hù)裝置的整定時(shí)間為2s,工廠總降不應(yīng)大于1.5s。(2)對(duì)功率因數(shù)要求：35kv供電時(shí)cosφ=0.95。本廠為兩班制，年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為5000小時(shí)，為二級(jí)(1)工廠供電教科書2.1變電所所址選擇和環(huán)境條件發(fā)電廠生產(chǎn)的電能除直接供廠用電和附近的地區(qū)負(fù)荷，其余電能需要經(jīng)長距離輸電線路率損耗以及線路上的電壓損耗就越小，故須經(jīng)過變壓器升壓后送給遠(yuǎn)方用戶(電網(wǎng)),亦即高壓輸電。而一般用電設(shè)備的額定電壓較低(10kV以下),為此又必須將高壓電經(jīng)過降壓變壓器降到一定值，有時(shí)需要經(jīng)過幾次降壓后才能向用戶供電。所以變電所是改變電壓、調(diào)整主變電所——35~220kV變電所所址的選擇車間變電所——10kV及以下變電所所址的選擇1)接近負(fù)荷中心；1)有腐蝕性氣體的場(chǎng)所，三、選擇導(dǎo)體和電器的相對(duì)濕度，應(yīng)采用當(dāng)?shù)貪穸茸罡咴路莸钠骄鄬?duì)濕度平均最大風(fēng)速。設(shè)計(jì)最大風(fēng)速超過35m/s的地區(qū)，在屋外配電裝置的布置中，宜采取降低電氣設(shè)備的安裝高度、加強(qiáng)設(shè)備與基礎(chǔ)的固定等措施。七、海拔超過1000m的地區(qū)，配電裝置應(yīng)選擇適用于該海拔高度的電器和電瓷產(chǎn)品，其外部絕緣的沖擊和工頻試驗(yàn)電壓應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定。二、車間變電所：靠近負(fù)荷中心處2.2負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算及無功功率補(bǔ)償一、負(fù)荷分級(jí)原則電力負(fù)荷應(yīng)根據(jù)對(duì)供電可靠性的要求及1)一級(jí)負(fù)荷：①中斷供電將造成人身傷亡時(shí)。②中斷供電將在政治、經(jīng)濟(jì)上造成重大損失時(shí)。③中斷供電將影響有重大政治、經(jīng)濟(jì)意義的用電單位的正常工作。④當(dāng)中斷供電將發(fā)生中毒、爆炸和火災(zāi)等情況的負(fù)荷，以及特別重要場(chǎng)所的2)二級(jí)負(fù)荷：①中斷供電將在政治、經(jīng)濟(jì)上造成較大損失時(shí)。②中斷供電將影響重要用電單位的正常工作。二、負(fù)荷的供電要求一級(jí)負(fù)荷的供電電源應(yīng)符合下列規(guī)定：①一級(jí)負(fù)荷應(yīng)由兩個(gè)電源供電；當(dāng)一個(gè)電源發(fā)生外，尚應(yīng)增設(shè)應(yīng)急電源(獨(dú)立于正常電源的發(fā)電機(jī)組；供電網(wǎng)絡(luò)中獨(dú)立于正常電源的專用的饋電線路；蓄電池；干電池),并嚴(yán)禁將其它負(fù)荷接入應(yīng)急供電系統(tǒng)。二級(jí)負(fù)荷的供電系統(tǒng)，宜由兩回線路供電，供電變壓器亦用兩臺(tái)(兩臺(tái)變壓器不一定在同一變電所)。做到當(dāng)發(fā)生電力變壓器故障或電力線路常見故障時(shí)不致中斷供電或中斷后能迅速恢復(fù)。三級(jí)負(fù)荷的供電系統(tǒng)，三級(jí)負(fù)荷為不重要的一般負(fù)荷，對(duì)供電電源無特殊要求。三、該工廠負(fù)荷性質(zhì)本廠為兩班制，年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為5000小時(shí)，為二級(jí)負(fù)荷。工廠與電業(yè)部門所簽訂的供電協(xié)議內(nèi)容如下：1、從10千米外上級(jí)變電所A的35kv母線處引入電源，其最大和最小短路容量分別為800MVA和600MVA;從8千米外上級(jí)變電所B的35kv母線處引入電源，其最大和最小容量分別為700MVA和540MVA。2、供電部門對(duì)本場(chǎng)提出的技術(shù)要求：(1)變電所35kv出線定時(shí)限過電流保護(hù)裝置的整定時(shí)間為2s,工廠總降不應(yīng)大于1.5s。(2)對(duì)功率因數(shù)要求：35kv供電時(shí)cosφ=0.95。2.2.2負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算電力系統(tǒng)的總負(fù)荷指的是系統(tǒng)中千萬個(gè)用電設(shè)備所需功率的總和(如異步電動(dòng)機(jī)、同步電動(dòng)機(jī)、電熱爐、整流設(shè)備、照明等)。綜合用電負(fù)荷是工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸和市政生活所需的功率之和。而供電負(fù)荷則包括綜合用電負(fù)荷和網(wǎng)絡(luò)損耗。發(fā)電負(fù)荷是供電負(fù)荷和廠用電之和。負(fù)荷曲線是反映電力負(fù)荷隨時(shí)間變化的曲線。負(fù)荷曲線按負(fù)荷種類可分為：有功負(fù)荷曲線，無功負(fù)荷曲線。相對(duì)來講，無功負(fù)荷曲線用途較小，實(shí)際只是隔一段時(shí)間編制一次無功功率平衡表或各樞紐點(diǎn)電壓曲線。按時(shí)間長短可分為：日負(fù)荷曲線，月負(fù)荷、年負(fù)荷曲線。按計(jì)量地點(diǎn)可分為：個(gè)別用戶、電力線路、變電所、發(fā)電廠乃至整個(gè)地區(qū)、整個(gè)系統(tǒng)。常用的負(fù)荷特征參數(shù)包括：最大負(fù)荷P,即全年中負(fù)荷最大的工作班內(nèi)(這一工作班的最大負(fù)荷不是偶然出現(xiàn)的，而是全年最少出現(xiàn)過2～3次)消耗電能最大的半小時(shí)的平均功率，因此年最大負(fù)荷也稱為半小時(shí)最大負(fù)荷?！褡钚∝?fù)荷P;●全年的電能全日的電能年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)又稱為年最大負(fù)荷使用時(shí)間，它是一個(gè)假想時(shí)間，在次時(shí)間內(nèi)，電力負(fù)荷按年最大負(fù)荷持續(xù)運(yùn)行所消耗的電能，恰好等于該電力負(fù)荷全年實(shí)際消耗的電能。,就是電力負(fù)荷在一定時(shí)間t內(nèi)消耗的功率，也就是電力負(fù)荷在該時(shí)間t內(nèi)消耗的電能Wt除以時(shí)間t的值。一、二級(jí)負(fù)荷：用于確定備用電源和應(yīng)急電源。進(jìn)行電力負(fù)荷計(jì)算的目的是為了合理化選擇供電系統(tǒng)中的導(dǎo)線、開關(guān)電器、變壓器等元件，使電氣設(shè)備和材料得到充分利用，提高供電系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。計(jì)算負(fù)荷又稱需要負(fù)荷或最大負(fù)荷。計(jì)算負(fù)荷是通過負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算求出的、用來按發(fā)有15%,25%,40%,60%;電焊設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)暫載率有50%,65%,75%,100%。重復(fù)短時(shí)①若單相負(fù)荷接于相電壓時(shí)，按最大負(fù)荷相所接的單相設(shè)備容量p的三倍計(jì)算：②若單相負(fù)荷接于同一線電壓時(shí)，其等效三相設(shè)備容量為p=√33p;③若單相負(fù)荷接于不同的線電壓時(shí)，設(shè)P>P?>P?,且cosφ?≠cosφ?≠cosφ,,Pe=√3P?+(3-√5)P?=1.73P?+1.27P?PA=PAB-APAB+PCA-cPCAQA=qAB-AQAB+qcA-cQcAPB=pBC-BPBC+PAB-BPABQB=qBC-BQBC+qBC-BQABQ?=3Qmax(pA,pg,pc)三、需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷對(duì)單個(gè)白熾燈、單臺(tái)電熱設(shè)備、電爐變壓器等，設(shè)備額定容量就作為計(jì)算負(fù)荷。即Pea-1=P對(duì)于斷續(xù)周期工作制的用電設(shè)備的額定功率應(yīng)換算到統(tǒng)一負(fù)荷持續(xù)率下的設(shè)備功率。2)用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷Pea?。進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算時(shí)，需要將用電設(shè)備按其性質(zhì)分為不同的用電設(shè)備組，然后確定設(shè)備功率。將工藝性質(zhì)相同的、且需要系數(shù)相近的用電設(shè)備合并成組。用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷，是指用電設(shè)備組從供電系統(tǒng)中取用的半小時(shí)最大負(fù)荷。三臺(tái)及以下時(shí)，計(jì)算負(fù)荷等于設(shè)備容量的總和。長期工作制的電動(dòng)機(jī)取cosφ=0.8,反復(fù)短時(shí)工作制的電動(dòng)機(jī)取cosφ=0.5。四臺(tái)用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷，取設(shè)備功率之和乘以0.9的系數(shù)。當(dāng)用電設(shè)備組的設(shè)備臺(tái)數(shù)大于四臺(tái)時(shí)：Pa-2=K?·ZP其中為Ka需要系數(shù)，不僅與用電設(shè)備組的工作性質(zhì)、設(shè)備臺(tái)數(shù)、設(shè)備效率和線路損耗等因素有關(guān)，而且與操作人員的技能和生產(chǎn)組織等多種因素有關(guān)，因此，盡可能的通過實(shí)測(cè)分析確定，使之盡量接近實(shí)際。Ux為用電設(shè)備額定電壓(線電壓),kV。圖4-5負(fù)荷計(jì)算用供電系統(tǒng)注：數(shù)字1-8為各級(jí)計(jì)算費(fèi)荷的下標(biāo)。將該電機(jī)修造廠五車間的設(shè)備分為四組：1.9臺(tái)普通車床(屬小批生產(chǎn)的金屬冷加工機(jī)床電動(dòng)機(jī)Ka=0.18cos=0.5tanφ=1.73)P=20.6KWQ=35.6Kvars=41KVAcosφ=0.5tanφ=1.73)P=16.6KWQ=28.7Kvars=33.1KVA機(jī)械Ka=0.55cosφ=0.75tanφ=0.88)P=22.6KWo、=19.9KvarP√=8.85KWo=14.7Kvars=17KVA全廠各車間負(fù)荷表如下分組車間名稱車間負(fù)荷容量(KVA)每組負(fù)荷容量(KVA)1一車間2二車間3三車間4四車間90+j60五車間61+j94Pa-3=Ksp·ZP Qa-6≈Qcf(kvar)Qca-s=Kzo·ZQ-6-Qc(kvar)2.2.3無功功率補(bǔ)償該電機(jī)修造廠采用了在車間分組補(bǔ)償及6kv母線上集中補(bǔ)償。2)補(bǔ)償容量的計(jì)算Qc=Qca-Q`ca=Pca(tanφ—tanφ)分組負(fù)荷容量功率因數(shù)COSφ補(bǔ)償功率因數(shù)COSφ無功補(bǔ)償補(bǔ)償后負(fù)荷容量12346ky母線554+j139 無功補(bǔ)償電容選取表型號(hào)額定容量(kva)額定電容(μF)個(gè)數(shù)BCMJ0.4-50-33BCMJ0.4-40-34BCMJ0.4-25-31BCMJ0.4-15-3BWF6.3-14-322.3變壓器選擇2.3.135kV主變壓器的選擇裝有兩臺(tái)及以上的主變壓器的變電所中，當(dāng)斷開一臺(tái)時(shí)，其余主變壓器的容量應(yīng)保證用戶的一、二級(jí)符合，且不應(yīng)小于60%的全部負(fù)荷。具有三種電壓的變電所中，如通過主變壓器各側(cè)繞組的功率均達(dá)到該變壓器容量15%以上，主變壓器宜采用三繞組變壓器。2.3.210(6)kV主變壓器的選擇2.3.3該電機(jī)修造廠變電所選擇變壓器容量及臺(tái)數(shù)臺(tái)數(shù)型號(hào)額定容量/KVA額定電壓/KV連接組標(biāo)號(hào)損耗/W空載電流阻抗電壓一次二次空載負(fù)載車間變1S9-250/10(6)6Dyn1143S9-200/10(6)6Dyn114主變2SL?-800/35Yd11質(zhì)量/kg外形尺寸油重器身重41702400×1570×27302)可靠應(yīng)滿足用電設(shè)備對(duì)供電可靠性的要求。2.4.1工廠變電所常用主接線優(yōu)：接線簡(jiǎn)單，所用電氣設(shè)備少，配電裝置簡(jiǎn)單，節(jié)約了建設(shè)投資活母線故障或檢修時(shí)仍有50%用戶停電對(duì)供電連續(xù)性要求不高的三級(jí)用戶或有備用電源的2.4.2該電機(jī)修造廠主接線初步設(shè)計(jì)方案2.5短路電流計(jì)算2.5.1短路的類型及危害在三相系統(tǒng)中，短路有三種形式：三相短路、兩相短路、單相短路；其中三相短路的(2)短路時(shí)電網(wǎng)電壓突然下降，影響其他電氣設(shè)備的正常運(yùn)行；(3)嚴(yán)重的短路會(huì)影響整個(gè)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性，使系統(tǒng)瓦解而造成大面積停電；2.5.2短路電流計(jì)算在發(fā)電廠變電所以及整個(gè)電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作中，都必須事先進(jìn)行短路計(jì)算。其作用(1)選擇電氣設(shè)備。在部分電氣設(shè)備的選擇及動(dòng)穩(wěn)定和熱(5)在設(shè)計(jì)110KV及以上電壓等級(jí)的線路時(shí)，要計(jì)算短路電流確定通信干擾程度。①短路計(jì)算電路圖2.6電氣設(shè)備的選擇2.6.1電氣設(shè)備選擇的一般條件I2·t≥Q=I2·tec短路沖擊電流通過設(shè)備產(chǎn)生的點(diǎn)動(dòng)力不應(yīng)超過廠家規(guī)定值(is=2.55I2.6.2主要電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn)各種電氣設(shè)備的選擇和校驗(yàn)項(xiàng)目如下表所列：設(shè)備名稱一般選擇條件特殊選擇項(xiàng)目額定電壓額定電流熱穩(wěn)定動(dòng)穩(wěn)定斷路器√√√√斷流能力校驗(yàn)隔離開關(guān)√√√√電流互感器√準(zhǔn)確度等級(jí)校驗(yàn)電壓互感器√√√√準(zhǔn)確度等級(jí)校驗(yàn)高壓熔斷器√√√√斷流能力校驗(yàn)硬母線√√√電暈電壓校驗(yàn)軟母線√√電暈電壓校驗(yàn)電纜√√√——電壓損失校驗(yàn)2.6.3該電機(jī)修造廠變電所設(shè)備選取設(shè)備名稱隔離開關(guān)斷路器電壓互感器電流互感器主變壓器高壓側(cè)GN2-35T/400-52LN2-35ILCZ-40.5主變壓器低壓側(cè)GN??-67/200一6ky母線GN??-67/200一LZZBJ9-6車間變壓器高壓側(cè)GN??-67/200ZN-10I—LZZBJ9-6車間變壓器低壓側(cè)—車間內(nèi)HD138BXMTLMZI-0.66三、計(jì)算書3.1負(fù)荷計(jì)算P?=2P?+2P?+P?+2Pxs+Pv+P+P+P×1o+2P?+3P=114.25P?=4P+3Px+P?+P+PN?+Ps+Px+Px?9+Pv?o+P?P?=Px?+PN?g+Pk?2+PN?3+P?4=41.05P?=P=8.5五車間五車間Q?=tanφ,P?′=35.6KvarQ?=tanφ?P?′=28.7KvarK?=0.18tanφ?=0.88tanφ?=0.88則S=160+j30Sca-z=163二車變：二車間S=130+j100三車變：三車間S=120+j90三車變：三車間S=120+j90四車變：四、五車間S=ks2p+K(3)車間變電所高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷Pea?Q?=Qa-2+0.06S-2=30+10=40考慮增長s=S(1.05)2=174考慮增長s=S(1.05)°=161考慮增長s=S