某冶金机械厂总降压变电所及配电系统设计.docx

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1、某冶金机械厂总降压变电所及配电系统设计二、生产任务及车间构成1、本厂产品及生产规模本厂要紧承担全国冶金工业系统矿山、冶炼与轧钢设备的配件生产，即以生产铸造、锻造、钾焊、毛坯件为主体，生产规模为：铸钢件1万件、铸铁件3千吨、锻件1千吨、钾焊件2千5百吨。2、本厂车间构成（1）铸钢车间；（2）铸铁车间；（3）锻造车间；（4）卸焊车间；（5）木型车间及木型库；（6）机修车间；（7）砂库；（8）制材场；（9）空压站;（10）锅炉房；（11）综合楼；（12）水塔；（13）水泵房；（14）污水提升站等。三、设计根据1全车间各车间负荷计算表如下：2、供用电协议工厂与电业部门所鉴定的供用电协议要紧内容如下：（

2、1）工厂拟从电业部门某220/35千伏变压所，用35千伏双回架空线引入本厂，其中一个做为工作电源，一个做为备用电源，两个电源不并列运行，该变电所距厂东侧8公里。（2）供电系统短路技术数据系统运行方式短路容量说明最大运行方式最小运行方式SflL=200兆伏安S乩=175兆伏安供电系统如图()(3)电业部门对本厂提出的技术要求区域变电所35千伏配出线路定时限过流保护装置的整定时间为2秒，工厂“总降”不应大于L5秒；在总降压变电所35千伏侧进行计量；本厂的功率因数值应字0.9以上四、本厂负荷性质本厂为三班工作制，最大有功负荷年利用小时数为6000小时。属于二级负荷O五、本厂的自然条件1、气象条件(1

3、)最热月平均最高温度为30；(2)土壤中0.7l米深处一年中最热月平均温度20；(3)年雷暴日为31天；(4)土壤冻结深度为Llo米；(5)夏季主导风向为南风。2、地质及水文条件根据工程地质勘探资料获悉，厂区地址原为耕地，地势平坦，地层以砂质粘土为主，地质条件较好，地下水位为2.85.3米。地耐压力为20吨/平方米。六、设计任务及设计大纲1、总降压变电站设计（1）主结线设计。（2）短路电流计算：根据电气设备选择与继电保护的需要确定短路计算点，计算三相短路电流，计算结果列出汇总表。（3）要紧电气设备选择：要紧电气设备的选择，包含断路器、隔离开关、互感器、导线截面与型号等设备的选择与校验。选用设备

4、型号、数量汇成设备一览表。（4）要紧设备继电保护设计：包含主变压器、线路等元件的保护方式选择与整定计算。（5）配电装置设计。（6）防雷、接地设计。2、车间变电所设计根据车间负荷情况，选择车间变压器的台数、容量，与变电所位置的原则考虑。3、厂区10千伏配电系统设计根据所给资料，列出配电系统结线方案，通过全面计算与分析比较，确定最优方案。七、设计成果1、设计说明书内容包含设计过程中涉及的计算、选择、整定等的具体过程，并附有必要的计算表格。2、设计图纸（1）总降压站电气主结线单线图。（2）主变压器保护原理接线图。（3）进线断路器操纵及保护原理图。第一章负荷系统计算一负荷计算的意义及方法计算负荷是供电

5、系统设计的基础，负荷计算的的目的是确定供电系统的最大负荷（也称计算负荷）。它是选择供电系统变压器，导线与开关等电气设备的根据。企业进行电力设计的基本原始资料是工艺部门提供的用电设备的安装容量，这些用电设备品种多，数量大，工作情况复杂。估算的准确程度，影响工厂的电力设计的质量，如估算过高，将增加供电设备的容量，使工厂电网复杂，浪费有色金属，增加初投资与运行管理工作量,特别是由于工厂是国家电力的要紧用户。不合理的工厂电力需用量是作为基础的国家电力系统的建设，将给国民经济建设带来很大的危害。如估算过低，又会使工厂投入生产后，供电系统的线路及电气设备由于承担不了实际电流而过热，如加速绝缘老化的速度，降

6、低使用寿命，增大电能损耗，影响供电系统的正确可靠运行。确定全厂的计算负荷的方法很多，需要系数法是最常用的一种，即先从用电端求逐级起往电源方向计算，首先按照需要系数法求得各车间低压侧有功及无功计算负荷，加上本车间变电所的变压器有功及无功功率损耗，既得车间变电所高压侧的计算负荷。其次是将全厂各车间高压侧负荷相加（如有高压用电设备，也加上高压用电设备的计算负荷），同时加上厂区配电线路的功率损耗，再乘以同时系数，便得出工厂总降压变电所低压侧计算负荷，然后考虑无功功率的影响与总降压变电所主变压器的功率损耗，其总与就是全厂的计算负荷。式中P30lQm为各用电组一、用电设备组的计算负荷，是指用电设备组从供电

7、系统中取用的半小时最大符合P3。，用电设备组的设备容量P,是指用电设备组因此设备的额定容量PN只与即P,二XPn用电设备组的有功计算负荷应为KSKl式中匕为设备容量，令工一Pe=KiffKd就称之需要系数。实际上，需要簿WL系数还与操作人员的技能及生产等多种因素有关。由上式可知需要系数的定义为：KLP30/Pe由此可得较需要系数发的确定三相用电设备组有功计算负荷的基本公式为P3O=KdXPe在求出有功计算负荷P30后，可按下列各式分别求出其余的计算符合无功计算符合Q30=P3Otantan一对应于用点设备组COS中的正切值视在计算符合S30=P3o/cos计算电流I3o=S3o3UjvUN额定

8、电压对单台电机，白炽灯，电热设备，电炉变压器等，设备的额定容量的值就是计算负荷，即:Pt.=PN对单台反复短时工作制的设备末期额定容量均作为计算符合，只是关于吊车，如Jc25%,电焊机JcWlO0%,则相应的换算为25%或者100%的设备容量。对多组用电设备的符合计算则应使用下列步骤：将用电设备分组，求出各用电设备的总额定容量。查出各组用电设备响应的需要系数及对应的功率因数则：P30,i=Krf,1PNlQ30.i=P3。XtanlP302Kd.2XPN2Q3O.2=p30,2tan2因此P30=7的计算负荷。用需要系数法求车间或者全厂计算符合时，需要在各级配电点乘以同时系数KA取值通常为0.

9、850.95,但是他们的连乘积建议不小于0.8,由于愈趋向电流端，负荷愈平稳，因此对应的Kzj也愈大，根据以上负荷计算的原则，得到负荷计算表如表1由工厂各车间设备进行工厂负荷统计得计算负荷具体如下表:项目用电名称设备容量需用系数功率因数计算负荷负荷车而、KVALCos，有功功率KW无功功率KVar视在功率KVA类型NO.1铸钢车间20000.400.658009361231I类NO.2铸钢车间100O0.400.70400408571I类砂车IlO0.700.6077102.4128小计HlO477510.4699NO.3钾焊12000.300.1536071379911类1#水泵房280.7

10、50.80211528小计1228381728827NO.4空压站3900.850.75332292442II类机修车间1500.250.65385769锻造车间2200.300.6566100120木型车间185.850.350.606587108制材场200.280.60679综合楼200.901.0018O18小计985.85525543324NO.5锅炉房3000.750.8022516928111类仓库88.120.300.65263140污水提升站140.650.80971120水泵房280.750.80211626小计430281223359伏压荷千高负电弧炉2*12500.90

11、0.87225012832590I类工频炉2*3000.800.9148023532空压机2*2500.850.90425264500小计3600315517773621总计9353.855646.24712.27336.7由以上电力负荷统计表可得：LP3o.i=5646.2KwQ30.i=4712.2Kvar取心P=O.92Kq=0.95则有有功功率P30=KepP3i=0.92X5646.2=5194.4Kw无功功率Q30=KqQ30.1=0.95X4712.2=4476.6Kvar视在功率S30=+=6857.4KVA功率因数Cosf=P3oS3o=5194.4/6857.4=0.76第

12、二章功率因数补偿与变压器选择在工厂系统中，绝大多数用电设备都具有电感的特性，这些设备不仅需要从电力系统中汲取有功功率，还要汲取无功功率，以产生这些设备正常工作所必要的交变磁场，然而在输送有功功率一定的情况下，无功功率增大，就会降低功率因数，因此功率因数是衡量工厂供电系统电能利用程度及电气设备使用状况的一个具有代表性的重要指标。根据该工厂的实际设计要求，工厂功率因数补偿使用集中补偿为主，对其他电气设备使用就地补偿。一功率因数的分析关于新厂，在最初设计时，补偿容量可按下式确定Qc=P3O(tanf-tanf,)tan0-补偿前平均功率因数角Cos0对应的正切值tan补偿后功率因数角tan“对应的正

13、切值P30设计时求得的平均负荷(KW)由于COS=0.76达不到电业部门对本工厂用电的要求，故要在变压器的低压侧进行无功补偿，这里我取Cos=0.93。要使低压侧功率因数由0.76提高到0.93低压侧需装设的并联电容的容量为Qc-P30(tanf-tan)=5194.4(tanarccosO.76-tanarccosO.93)=2389.2Kvar补偿后变电所低压侧的视在计负荷为5；。=+(-2c)2=5598.2KVA变压器的功耗为P0.O15S3o=O.06X5641.5=335.9Kvar变电所高压侧的计算负荷为P30(2)P30 +ZP=5278 KwQ30二(Q30一Qc)+Q-24

14、23.3KvarS3。=J&+Qj(2)=58077KVA补偿后工厂的功率因数为Cos =P30/$30(2)=0. 908二变压器的选择2.1变压器的分类变压器分类方法比较多，按功能分有升压变压器与降压变压器；按相数分有单相与三相两类；按绕组导体的材质分有铜绕组变压器；按冷却方式与绕组绝缘分有油浸式、干式两大类，其油浸式变压器又有油浸自冷式、油浸风冷式、油浸水冷式与强迫油循环冷却方式等，而干式变压器又有绕注式、开启式、冲七式（SF6）等；按用途分又可分为普通变压器与特种变压器。2.2变压器台数的确定在选择变压器时，应选用低损耗节能型变压器，如S9系列或者SIo系列。变压器需安装在楼内时，则应选择干式变压器。在多尘或者有腐蚀性气体严重影响