某標(biāo)準(zhǔn)件廠冷鐓車間低壓配電系統(tǒng)及車間變電所設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

1、某標(biāo)準(zhǔn)件廠冷鐓車間低壓配電系統(tǒng)及車間變電所設(shè)計(jì)畢業(yè)論文 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 題 目:某標(biāo)準(zhǔn)件廠冷鐓車間 低壓配電系統(tǒng)及車間 變電所設(shè)計(jì) 系 別: 電氣工程系 專 業(yè): 電氣自動(dòng)化 班 級(jí): 電氣1133 學(xué)生姓名: 指導(dǎo)教師: 完成日期: 2013.12.20 山東職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書班 級(jí)學(xué)生姓名指導(dǎo)教師設(shè)計(jì)(論文)題目某標(biāo)準(zhǔn)件廠冷鐓車間低壓配電系統(tǒng)及車間變電所設(shè)計(jì) 主要研究內(nèi)容 某標(biāo)準(zhǔn)件廠冷鐓車間低壓配電系統(tǒng)及車間變電所設(shè)計(jì),應(yīng)根據(jù)本廠所能取得的電源及本廠用電負(fù)荷的實(shí)際情況,并適當(dāng)考慮到工廠的發(fā)展,按照安全可靠,技術(shù)先進(jìn),經(jīng)濟(jì)合理的要求,確定變電所的位置與形式,確定變電所主要變壓器

2、的臺(tái)數(shù)與容量,類型。選擇變電所主接線方案及高低壓設(shè)備和進(jìn)出線,確定二次回路方案,選擇整定繼電保護(hù)裝置,最后按要求寫出設(shè)計(jì)說明書,繪出設(shè)計(jì)圖樣。主要技術(shù)指標(biāo)或研究目標(biāo) (1)負(fù)荷計(jì)算和無功功率補(bǔ)償 (2)變電所位置和形式的選擇 (3)變電所主要變壓器的臺(tái)數(shù)與容量,類型的選擇 (4)工廠配電系統(tǒng)的確定 (5)變電所主要接線方案的設(shè)計(jì) (6)短路電流的計(jì)算 (7)變電所一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn) (8)變電所進(jìn)出線的選擇與校驗(yàn) (9)變電所二次回路方案的選擇與繼電保護(hù)的整定 (10)防雷保護(hù)和接地裝置的設(shè)計(jì) 主要參考資料及文獻(xiàn)1.工廠供電實(shí)用手冊劉介才主編 中國電力出版社 2.電氣工程師手冊 機(jī)械工業(yè)出版

3、社摘 要 本次設(shè)計(jì)是關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)件廠冷鐓車間低壓配電系統(tǒng)及車間變電所的設(shè)計(jì)。最先從車間的布局考慮,參考了現(xiàn)在很多工廠的平面設(shè)計(jì)圖,從各部分布局的可用性和經(jīng)濟(jì)性入手,對工廠廠區(qū)的供電進(jìn)行了設(shè)計(jì)。先從各部分的計(jì)算入手,其中包括計(jì)算負(fù)荷和短路電流的計(jì)算、一次設(shè)備穩(wěn)定度的效驗(yàn)。接下來進(jìn)行了對變電所高壓進(jìn)線和低壓出線的選擇,車間配電線路的設(shè)計(jì)。在變電所二次回路設(shè)計(jì)及繼電保護(hù)整定當(dāng)中,考慮了各方面的保護(hù)及對保護(hù)器具的選擇,防雷以及接地保護(hù),考慮到了車間布局的實(shí)際情況進(jìn)行了對防雷接地設(shè)備的選擇和設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞 負(fù)荷統(tǒng)計(jì)變壓器選擇短路電流設(shè)備選擇圖紙?jiān)O(shè)計(jì)目錄摘 要11 緒論41.1 設(shè)計(jì)背景、目的及意義41.2 設(shè)

4、計(jì)內(nèi)容41.3 設(shè)計(jì)原則52 設(shè)計(jì)任務(wù)52.1 車間平面布置圖52.2 車間生產(chǎn)任務(wù)及產(chǎn)品規(guī)格62.3 車間設(shè)備明細(xì)表62.4 車間變電所的供電范圍62.5 車間負(fù)荷性質(zhì)72.6 供電電源條件72.7 車間自然條件73 負(fù)荷計(jì)算和無功功率補(bǔ)償73.1、車間的負(fù)荷計(jì)算73.2無功功率補(bǔ)償104 變電所位置和形式的選擇114.1變電所的位置選擇原則:114.2車間變電所主要有以下兩種類型的變電所。115 變電所主變壓器臺(tái)數(shù)、容量、與類型的選擇125.1確定車間變電所主變壓器型式125.2總降壓變電所主變壓器臺(tái)數(shù)和容量的確定126 變電所主接線方案的設(shè)計(jì)137 短路電流的計(jì)算及變電所一次設(shè)備的選擇校

5、驗(yàn)147.1 短路計(jì)算147.2 點(diǎn)三相短路時(shí)的短路電流和容量的計(jì)算157.3 計(jì)算點(diǎn)三相短路時(shí)的短路電流157.4 一次設(shè)備的選擇167.5 一次設(shè)備的校驗(yàn)178 變電所進(jìn)出線的選擇與校驗(yàn)208.1、高低壓進(jìn)出線208.2、變配電所進(jìn)出線方式的選擇218.3、變配電所進(jìn)出線導(dǎo)線和電纜型式的選擇219 變電所二次回路方案的選擇和繼電保護(hù)的整定249.1、高壓斷路器的操動(dòng)機(jī)構(gòu)控制與信號(hào)回路249.2 、變電所的電能計(jì)量回路259.3、變電所的測量和絕緣監(jiān)察回路259.4、備用電源269.5、整定繼電保護(hù)269.6、作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線的繼電保護(hù)裝置2810 變電所的防雷保護(hù)與接地裝置的設(shè)計(jì)2

6、910.1、防雷保護(hù)2910.2接地裝置2911確定車間低壓配電系統(tǒng)布線方案3011.1、車間配電電壓的選擇3011.2、車間配電級(jí)數(shù)的選擇3011.3、低壓配電線路的選擇3011.4、車間配電系統(tǒng)接線方案的選擇3112、選擇低壓配電系統(tǒng)的導(dǎo)線及控制保護(hù)設(shè)備3212.1、低壓配電系統(tǒng)的導(dǎo)線選擇3212.2、控制保護(hù)設(shè)備的選擇3413設(shè)計(jì)體會(huì)35總結(jié)35致謝37參 考 文 獻(xiàn)381 緒論1.1 設(shè)計(jì)背景、目的及意義 在工廠里,電能雖然是工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動(dòng)力,但是它在產(chǎn)品成本中所占的比重一般很小(除電化工業(yè)外)。電能在工業(yè)生產(chǎn)中的重要性,并不在于它在產(chǎn)品成本中或投資總額中所占的比重多少,而在于

7、工業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)電氣化以后可以大大增加產(chǎn)量,提高產(chǎn)品質(zhì)量,提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,降低生產(chǎn)成本,減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,改善工人的勞動(dòng)條件,有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化。從另一方面來說,如果工廠的電能供應(yīng)突然中斷,則對工業(yè)生產(chǎn)可能造成嚴(yán)重的后果。 因此,如何正確地計(jì)算選擇各級(jí)變電站的變壓器容量及其它主要電氣設(shè)備,這是保證企業(yè)安全可靠供電的重要前提。做好工廠供電工作對于發(fā)展工業(yè)生產(chǎn),實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化,具有十分重要的意義。由于能源節(jié)約是工廠供電工作的一個(gè)重要方面,而能源節(jié)約對于國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有十分重要的戰(zhàn)略意義工廠供電工作要很好地為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù),切實(shí)保證工廠生產(chǎn)和生活用電的需要,并做好節(jié)能工作。根據(jù)該工廠的規(guī)模、負(fù)荷情

8、況、供電條件、技術(shù)要求、自然條件,設(shè)計(jì)其總配變電所及配電系統(tǒng)。1.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容 根據(jù)任務(wù)書的要求,本設(shè)計(jì)主要有以下內(nèi)容: (1)負(fù)荷計(jì)算和無功功率補(bǔ)償 (2)變電所位置和形式的選擇 (3)變電所主要變壓器的臺(tái)數(shù)與容量,類型的選擇 (4)工廠配電系統(tǒng)的確定 (5)變電所主要接線方案的設(shè)計(jì) (6)短路電流的計(jì)算 (7)變電所一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn) (8)變電所進(jìn)出線的選擇與校驗(yàn) (9)變電所二次回路方案的選擇與繼電保護(hù)的整定 (10)防雷保護(hù)和接地裝置的設(shè)計(jì)1.3 設(shè)計(jì)原則 按照國家標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)與民用供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范、低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范等的規(guī)定,進(jìn)行工廠供電設(shè)計(jì)必須遵循以下原則: (1) 必須遵循有關(guān)國

9、家標(biāo)準(zhǔn),認(rèn)真執(zhí)行國家的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策,并應(yīng)作到保障人身和設(shè)備安全,供電可靠,電能質(zhì)量合格,技術(shù)先進(jìn)和合理。 (2) 應(yīng)根據(jù)工程特點(diǎn)、規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃,正確處理近期和遠(yuǎn)期發(fā)展的關(guān)系,作到遠(yuǎn)、近期結(jié)合,以近期為主,適當(dāng)考慮擴(kuò)建的可能。 (3) 必須從全局出發(fā),統(tǒng)籌兼顧,按照負(fù)荷性質(zhì)、用電容量、工程特點(diǎn)和地區(qū)供電條件,合理確定設(shè)計(jì)方案,滿足供電要求。 (4) 應(yīng)注意執(zhí)行節(jié)約能源、節(jié)約有色金屬和“以鋁代銅”等技術(shù)政策。2 設(shè)計(jì)任務(wù)2.1 車間平面布置圖2.2 車間生產(chǎn)任務(wù)及產(chǎn)品規(guī)格 本車間主要承擔(dān)全國機(jī)械及電器制造工業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)螺釘配件生產(chǎn)。標(biāo)準(zhǔn)螺釘元件規(guī)格范圍為m3?m16。2.3 車間設(shè)備明細(xì)表設(shè)備代號(hào)設(shè)

10、備名稱型號(hào)臺(tái)數(shù)單臺(tái)容量kw總?cè)萘縦w設(shè)備代號(hào)設(shè)備名稱型號(hào)臺(tái)數(shù)單臺(tái)容量kw總?cè)萘縦w1冷鐓機(jī)z47-12163149626銑口機(jī)(自制)1772冷鐓機(jī)gb-31555527銑口機(jī)(自制)15.55.53冷鐓機(jī)a1641282828車床c3361334冷鐓機(jī)a1241282829車床1336m14.54.55冷鐓機(jī)a1232204030臺(tái)鉆70.64.26冷鐓機(jī)a1631202031清洗機(jī)(自制)410407冷鐓機(jī)a1691101032包裝機(jī)(自制)34.513.58冷鐓機(jī)z47-671510533涂油槽1-9冷鐓機(jī)82ba1111134車床c620-117710冷鐓機(jī)a12124.79.435車

11、床c620-1m17711冷鐓機(jī)a12023636車床c62017712切邊機(jī)a2332204037車床c618k17713切邊機(jī)a2321141438銑床x62w17.57.514壓力機(jī)60t1101039平面磨床m723017.627.6215壓力機(jī)40t17740牛頭刨床13316切邊機(jī)a231472841立鉆11.51.517切邊機(jī)a23014.54.542砂輪機(jī)60.63.618切邊機(jī)(自制)13343鉗工臺(tái)4-19搓絲機(jī)gwb162102044劃線臺(tái)1-20搓絲機(jī)1141447電葫蘆1.5t12.82.821搓絲機(jī)a25317748電葫蘆1.5t11.11.122搓絲機(jī)a25347

12、2849叉車0.5t2-23雙搓機(jī)1111150叉車0.5t1-24搓絲機(jī)gwb6525.511合計(jì)25搓絲機(jī)z25-41332.4 車間變電所的供電范圍 1)本車間變電所設(shè)在冷鐓車間東北角,除為冷鐓車間供電外,尚需為工具、機(jī)修車間供電。 2)在工廠總配變電所10kv進(jìn)線側(cè)計(jì)量。工廠最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)不得低于0.9. 3)系統(tǒng)變電站10kv母線出口斷路器斷流容量為200mva。其配電系統(tǒng)圖如圖示。 圖2-1配電系統(tǒng)圖2.5 車間負(fù)荷性質(zhì) 生產(chǎn)車間大部分分為三班制,少部分為兩班或單班制,年最大有功負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為5000h。工廠屬三級(jí)負(fù)荷。2.6 供電電源條件 1)電源由35/10kv總降壓變電

13、所采用架空線路受電,線路長300m。 2)工廠總降壓變電所10kv母線上的短路容量按200mva計(jì)。 3)工廠總降壓變電所10kv配電出線定時(shí)限過流保護(hù)裝置的整定時(shí)間top2s。 4)要求車間變電所最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)不得低于0.9。 5)要求在車間變電所10kv側(cè)進(jìn)行計(jì)量。2.7 車間自然條件 a.氣溫 歷年最高氣溫: 40.6 歷年最低氣溫: -7.7 一月最低氣溫: 5.3 七月最高氣溫: 29.6 b.車間內(nèi)計(jì)算氣溫:353 負(fù)荷計(jì)算和無功功率補(bǔ)償3.1、車間的負(fù)荷計(jì)算3.1.1車間設(shè)備組1 表3-1 冷鐓車間設(shè)備組1的負(fù)荷計(jì)算表設(shè)備代號(hào)設(shè)備名稱型號(hào)臺(tái)數(shù)單臺(tái)容量kw總?cè)萘縦w需要系數(shù)kd

14、計(jì)算負(fù)荷/kw/kvar/a1冷鐓機(jī)z47-1216314960.20.51.7399.21711983022冷鐓機(jī)gb-3155550.20.51.73111922333冷鐓機(jī)a164128280.20.51.735.69.711.2174冷鐓機(jī)a124128280.20.51.735.69.711.2175冷鐓機(jī)a123220400.20.51.73813.81624.36冷鐓機(jī)a163120200.20.51.7346.9812.27冷鐓機(jī)a169110100.20.51.7323.4546.18冷鐓機(jī)z47-67151050.20.51.732136.34263.89冷鐓機(jī)82ba11

15、1110.20.51.732.23.84.46.710冷鐓機(jī)a12124.79.40.20.51.731.843.183.685.611冷鐓機(jī)a1202360.20.51.731.22.12.43.712切邊機(jī)a233220400.20.51.73813.81624.313切邊機(jī)a232114140.20.51.732.84.85.68.514壓力機(jī)60t110100.20.51.7323.4546.115壓力機(jī)40t1770.20.51.731.42.42.84.316切邊機(jī)a23147280.20.51.735.69.711.21717切邊機(jī)a23014.54.50.20.51.730.9

16、1.561.82.7518切邊機(jī)(自制)1330.20.51.730.61.031.21.819搓絲機(jī)gwb16210200.20.51.7346.9812.220搓絲機(jī)114140.20.51.732.84.855.68.5621搓絲機(jī)a2531770.20.51.731.42.42.84.322搓絲機(jī)a25347280.20.51.735.69.711.21723雙搓機(jī)111110.20.51.732.23.84.46.724搓絲機(jī)gwb6525.5110.20.51.732.23.84.46.725搓絲機(jī)z25-41330.20.51.730.61.031.21.826銑口機(jī)(自制)17

17、70.20.51.731.42.42.84.327銑口機(jī)(自制)15.55.50.20.51.731.11.92.23.328車床c3361330.20.51.730.61.031.21.829車床1336m14.54.50.20.51.730.91.561.82.7530臺(tái)鉆70.64.20.20.51.730.841.451.682.5731清洗機(jī)(自制)410400.20.51.73813.81624.332包裝機(jī)(自制)34.513.50.20.51.732.74.675.48.2533涂油槽1-34車床c620-11770.20.51.731.42.42.84.335車床c620-1

18、m1770.20.51.731.42.42.84.336車床c6201770.20.51.731.42.42.84.337車床c618k1770.20.51.731.42.42.84.338銑床x62w17.57.50.20.51.731.52.634.639平面磨床m723017.627.620.20.51.731.62.73.24.840牛頭刨床1330.20.51.730.61.031.21.841立鉆11.51.50.20.51.730.30.560.60.942砂輪機(jī)60.63.60.20.51.730.721.251.442.243鉗工臺(tái)4-44劃線臺(tái)1-47電葫蘆1.5t12.8

19、2.80.20.51.730.560.971.121.748電葫蘆1.5t11.11.10.20.51.730.220.380.440.6749叉車0.5t2-50叉車0.5t1-合計(jì)1341.70.20.51.73268464.3536.7815.43.1.2車間設(shè)備組表3-2 冷鐓車間設(shè)備組2的負(fù)荷計(jì)算表 設(shè)備代號(hào)臺(tái)數(shù)單臺(tái)容量kw總?cè)萘縦w需要系數(shù)kd計(jì)算負(fù)荷/kw/kvar/a45橋式吊車218.737.40.150.51.735.619.711.217.146梁式吊車18.28.20.150.51.731.232.12.53.7小計(jì)45.60.150.51.736.8411.813.7

20、20.83.1.3工具、機(jī)修車間負(fù)荷計(jì)算見表3-3 工具、機(jī)修車間的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表序號(hào)車間名稱供電回路代號(hào)設(shè)備容量kw計(jì)算負(fù)荷kwkvarkvaa1工具車間no.1供電回路4714.116.521.732.9no.2供電回路5616.819.725.939.4no.3供電回路4212.614.719.429.5no.4供電回路3510.512.316.224.62機(jī)修車間no.5供電回路15037.543.957.787.7小計(jì)1805463.283.2126.43.1.4車間設(shè)備總負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表3-4冷鐓車間總的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表用電單位名稱設(shè)備容量需要系數(shù)計(jì)算負(fù)荷kw kvar kvaa設(shè)備組1341.7

21、0.20.51.73268.3464.3536.7815.4設(shè)備組45.60.150.51.736.8411.8313.6820.8工具車間1805463.283.2126.4機(jī)修車間15037.543.957.787.7總計(jì)1717.3366.64583.23691.281050.3取0.90 0.95330.0554.0644.8979.73.2無功功率補(bǔ)償 1)補(bǔ)償前的變壓器低壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷為: 因此未進(jìn)行無功補(bǔ)償時(shí),主變壓器容量應(yīng)選為了1000 kv?a。這時(shí)變電所低壓側(cè)的功率因數(shù)為: 2) 無功補(bǔ)償容量按規(guī)定,變電所高壓側(cè)的,考慮到變壓器本身的無功功率損耗遠(yuǎn)大于其有功功率損耗,一

22、般,因此在變壓器低壓側(cè)進(jìn)行無功補(bǔ)償時(shí),低壓側(cè)補(bǔ)償后的功率因數(shù)應(yīng)略高于0.90 ,這里取。要使低壓側(cè)功率因數(shù)由0.51提高到0.92,低壓側(cè)需裝設(shè)的并聯(lián)電容器容量為: 取 3)補(bǔ)償后變電所低壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷為: 變壓器的功率損耗為: 變電所高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為 補(bǔ)償后工廠的功率因數(shù)為 4)車間變電所負(fù)荷計(jì)算 見表3-5:表3-5車間變電所負(fù)荷計(jì)算表序 號(hào)車間名稱需要系數(shù)設(shè)備容量kw計(jì)算負(fù)荷kwkvarkvaa1設(shè)備組10.21341.72268.3464.3175326782設(shè)備組20.1545.66.8411.8313.720.873工具車間1805463.283.13126.974機(jī)修車間1

23、5037.543.957.7388.18總計(jì)1717.32330554644.8979.7380v側(cè)補(bǔ)償前負(fù)荷330554644.8979.7380v側(cè)無功補(bǔ)償容量417380v側(cè)補(bǔ)償后負(fù)荷330137357543變壓器功率損耗5.421.410kv側(cè)負(fù)荷總計(jì)335.4158.437121.44 變電所位置和形式的選擇4.1變電所的位置選擇原則: 應(yīng)盡可能接近負(fù)荷中心,以降低配電系統(tǒng)的電能損耗、電壓損耗和有色金屬消耗量。 考慮電源的進(jìn)線方向,偏向電源側(cè)。 進(jìn)出線方便。 不應(yīng)妨礙企業(yè)的發(fā)展,要考慮擴(kuò)建的可能行。 設(shè)備運(yùn)輸方便。 盡量避開有腐蝕性氣體和污穢的地段,如無法避免,則應(yīng)位于污源的上風(fēng)側(cè)。

24、 變電所屋外配電裝置與其他建筑物、構(gòu)筑物之間的防火間距符合規(guī)定。變電所建筑物、變壓器及屋外配電裝置應(yīng)與附近的冷卻塔或噴水池之間的距離負(fù)荷規(guī)定。 不應(yīng)設(shè)在地勢低洼和可能積水的場所。 高壓配電所應(yīng)盡量與臨近車間變電所或有大量高壓用電設(shè)備的廠房合建在一起。 變電所的位置選擇應(yīng)根據(jù)選擇原則,經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較后確定。根據(jù)接近負(fù)荷中心,偏向電源側(cè)的選擇方法。本車間變電所已給出,位于車間的東北角。4.2車間變電所主要有以下兩種類型的變電所。 車間附設(shè)變電所 內(nèi)附式變電所要占用一定的車間面積,但其在車間內(nèi)部,故對車間外觀沒有影響。外附式變電所在車間的外部,不占用車間面積,便于車間設(shè)備的布置,而且安全性也比內(nèi)附

25、式變電所要高一些。 車間內(nèi)變電所 變配電所有屋內(nèi)式和屋外式兩大型式。屋內(nèi)式運(yùn)行維護(hù)方便,占地面積少。在選擇工廠總變配電型式時(shí),應(yīng)根據(jù)具體地理環(huán)境,因地制宜;技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理時(shí),應(yīng)優(yōu)選用屋內(nèi)式。 由于屋內(nèi)式優(yōu)點(diǎn)眾多,本設(shè)計(jì)采用屋內(nèi)式。 5 變電所主變壓器臺(tái)數(shù)、容量、與類型的選擇5.1確定車間變電所主變壓器型式 在選擇變壓器時(shí),應(yīng)選用低損耗節(jié)能型變壓器,如s9系列或s10系列。高損耗變壓器已被淘汰,不再采用。在多塵或有腐蝕性氣體嚴(yán)重影響變壓器安全的場所,應(yīng)選擇密閉型變壓器或防腐型變壓器;供電系統(tǒng)中沒有特殊要求和民用建筑獨(dú)立變電所常采用三相油浸自冷電力變壓器(s9、s10-m、s11、s11-m等);對

26、于高層建筑、地下建筑、發(fā)電廠、化工等單位對消防要求較高的場所,宜采用干式電力變壓器(sc、scz、sg3、sg10、sc6等);對電網(wǎng)電壓波動(dòng)較大的,為改善電能質(zhì)量應(yīng)采用有載調(diào)壓電力變壓器(sz7、sfsz、sgz3等)。 本設(shè)計(jì)選擇s9系列三相油浸自冷電力變壓器。5.2總降壓變電所主變壓器臺(tái)數(shù)和容量的確定 車間變電所變壓器臺(tái)數(shù)和容量確定原則和總降壓變電所基本相同。即首先保證電能質(zhì)量的要求下,最大限度減少投資、運(yùn)行費(fèi)用和有色金屬耗用量。 車間變電所變壓器臺(tái)數(shù)選擇原則,對于二、三級(jí)負(fù)荷,變電所只設(shè)置一臺(tái)變壓器,其容量可根據(jù)計(jì)算負(fù)荷決定?？梢钥紤]從其他車間的低壓線路取得備用電源,這不僅在故障下可以

27、對重要的二級(jí)負(fù)荷供電,而且在負(fù)荷極不均勻的輕負(fù)荷時(shí),也能使供電系統(tǒng)達(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。對一、二級(jí)負(fù)荷較大的車間,采用兩回獨(dú)立進(jìn)線,設(shè)置兩臺(tái)變壓器,其容量確定和總降壓變電所相同。當(dāng)負(fù)荷分散時(shí),可設(shè)置兩個(gè)各有一臺(tái)變壓器的變電所。車間變電所中,單臺(tái)變壓器容量不宜超過1000kva。 根據(jù)本設(shè)計(jì)屬三級(jí)負(fù)荷,選擇一臺(tái)變壓器。經(jīng)計(jì)算: 變壓器容量選擇630kva。 綜上變壓器選擇s9?630/10,變壓器參數(shù)見表5-1:表5-1 變壓器參數(shù)表額定容量kva額定電壓/kv聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)損耗/w空載電流 阻抗電壓價(jià) 格一次二次空載負(fù)載630100.4yyn0120062000.94.5747006 變電所主接線方案的設(shè)

28、計(jì) 變電所的主結(jié)線,應(yīng)根據(jù)變配電所在供電系統(tǒng)中的地位、進(jìn)出線回路數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)及負(fù)荷性質(zhì)等條件確定,并應(yīng)滿足安全、可靠、靈活和經(jīng)濟(jì)等要求。 按上面兩種主變壓器的方案可設(shè)計(jì)兩種主結(jié)線方案:表6-1 兩種主接線方案的比較比較項(xiàng)目裝設(shè)一臺(tái)主變壓器的方案裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器的方案技術(shù)指標(biāo)供電安全性滿足要求滿足要求供電可靠性基本滿足要求滿足要求供電質(zhì)量由于一臺(tái)主變,電壓損耗略大由于兩臺(tái)主變并列,電壓損耗略小靈活方便性只一臺(tái)主變,靈活性稍差由于有兩臺(tái)主變,靈活性較好擴(kuò)建適應(yīng)性稍差一些更好一些經(jīng)濟(jì)指標(biāo)電力變壓器的綜合投資額查表得s9?630/10單價(jià)為7.47萬元,查表得變壓器綜合投資約為其單價(jià)的2倍,因此其綜合

29、投資為萬元14.94萬查表得s?315/10單價(jià)為4.3萬元,因此兩臺(tái)綜合投資為17.2萬元,比一臺(tái)主變方案多投資2.26萬高壓開關(guān)柜的綜合比較查表得gg?1a(f)型柜按每臺(tái)3.5萬元計(jì),查表得其綜合投資按設(shè)備價(jià)1.5倍計(jì),因此其綜合投資約為萬元21萬元本方案采用6臺(tái)gg?1a(f)柜,其綜合投資約為61.53.531.5萬元,比一臺(tái)主變的方案多投資10.5萬元。電力變壓器和高壓開關(guān)柜的年運(yùn)行費(fèi)查表計(jì)算,主變和高壓開關(guān)柜的折舊和維修管理費(fèi)每年為4.89萬元主變和高壓開關(guān)柜的折舊費(fèi)和維修管理費(fèi)每年為7.067萬元,比1臺(tái)主變壓器的方案多耗2.177萬元交供電部門的一次性供電貼費(fèi)按800元/kv

30、a計(jì),貼費(fèi)為萬元50.4萬元貼費(fèi)為23150.08萬元50.4萬元,和一臺(tái)主變壓器相同 從上表可以看出,按技術(shù)指標(biāo),裝設(shè)兩臺(tái)主變的主結(jié)線方案略優(yōu)于裝設(shè)一臺(tái)主變的主接線方案,但按經(jīng)濟(jì)指標(biāo),則裝設(shè)一臺(tái)主變的方案遠(yuǎn)優(yōu)于裝設(shè)兩臺(tái)主變的方案,因此決定采用裝設(shè)一臺(tái)主變的方案。 主結(jié)線對變電所設(shè)備選擇和布置,運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性,繼電保護(hù)和控制方式都有密切關(guān)系,是供電設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)。供配電系統(tǒng)變電所常用的主接線基本形式有線路?變壓器組接線、單母線接線和橋式接線3種類型。線路?變壓器組接線、單母線接線、橋式接線。 本設(shè)計(jì)采用一次側(cè)為線路變壓器組接線、二次側(cè)為單母線不分段接線。7 短路電流的計(jì)算及變電所一次設(shè)

31、備的選擇校驗(yàn)7.1 短路計(jì)算 1) 確定基準(zhǔn)值 采用標(biāo)幺制法進(jìn)行三相短路計(jì)算,基準(zhǔn)值取: s100 mv?a,u10.5 kv, u0.4 kv 確定基準(zhǔn)值 由 s100 mv?a,u10.5 kv, u0.4 kv 計(jì)算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)幺值 電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值 由表查得, 因此 0.5 電纜線路的電抗標(biāo)幺值 由表3-1查得, 因此 電力變壓器的電抗標(biāo)幺值 查表得 , 因此 x 7.94 繪短路等效電路圖如圖7-1所示, 圖上標(biāo)出各元件的序號(hào)和電抗標(biāo)幺值, 并標(biāo)明短路計(jì)算點(diǎn) 圖7-1 短路等效圖7.2 點(diǎn)三相短路時(shí)的短路電流和容量的計(jì)算 計(jì)算短路回路總阻抗標(biāo)幺值 計(jì)算點(diǎn)所在電壓級(jí)

32、的基準(zhǔn)電流 計(jì)算短路電流各值 7.3 計(jì)算點(diǎn)三相短路時(shí)的短路電流 計(jì)算短路回路總阻抗標(biāo)幺值 計(jì)算點(diǎn)所在電壓級(jí)的基準(zhǔn)電流 計(jì)算短路電流各值 計(jì)算結(jié)果列表7-2:表7-2 短路計(jì)算結(jié)果短路計(jì)算點(diǎn)短路計(jì)算點(diǎn)三相短路電流(ka)電壓(kv)三相短路容量mv?a10.6827.2416.2410.551.517.0331.3318.560.411.87.4 一次設(shè)備的選擇 高壓開關(guān)柜的選擇 高壓開關(guān)柜是成套設(shè)備,柜內(nèi)有斷路器、隔離開關(guān)、互感器設(shè)備等。 選擇開關(guān)柜的型號(hào) 主要根據(jù)負(fù)荷等級(jí)選擇開關(guān)柜的型號(hào),一般一、二級(jí)負(fù)荷選擇移開式開關(guān)柜,如, , 型開關(guān)柜,三級(jí)負(fù)荷選擇固定式開關(guān)柜,如,型開關(guān)柜。 本設(shè)計(jì)

33、屬三級(jí)負(fù)荷,選型開關(guān)柜。 選擇開關(guān)柜回路方案號(hào) 本設(shè)計(jì)是電纜進(jìn)線,因此選擇回路方案號(hào)07。 計(jì)量柜選型,方案號(hào)03。7.5 一次設(shè)備的校驗(yàn)7.5.1 10kv側(cè)一次設(shè)備的校驗(yàn) 表7-3裝設(shè)地點(diǎn)條件選擇校驗(yàn)項(xiàng)目電壓電流斷流能力動(dòng)穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度裝設(shè)地點(diǎn)條件參數(shù)數(shù)據(jù)10kv57.7a10.68ka27.24ka114 高壓斷路器的校驗(yàn) 安裝設(shè)地點(diǎn)額定電壓和額定電流選擇斷路器sn10-10/630。 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn):, , , 滿足要求。 熱穩(wěn)定校驗(yàn): ,滿足要求。 斷流能力校驗(yàn):,滿足要求。 高壓隔離開關(guān) 安裝設(shè)地點(diǎn)額定電壓和額定電流選擇,高壓隔離開關(guān)選gn8-10/200和gn6-10/200,經(jīng)校驗(yàn)

34、,滿足要求。 高壓熔斷器 安裝設(shè)地點(diǎn)額定電壓和額定電流選擇,高壓熔斷器選rn2-10,經(jīng)校驗(yàn),滿足要求。表7-4 10kv側(cè)一次設(shè)備參數(shù)表電氣設(shè)備名稱型號(hào)主要技術(shù)參數(shù)(kv)(a)(ka)其它高壓斷路器sn10-101063016高壓隔離開關(guān)gn8-1010200?高壓熔斷器rn2-10100.550電流互感器lqj-1010100/5?電壓互感器jdzj-10避雷器fs4-1010柜外形尺寸(長寬高)1200mm1200mm3100mm 電壓互感器 安裝設(shè)地點(diǎn)額定電壓選擇,電壓互感器選擇jdzj-10,經(jīng)校驗(yàn)滿足要求。 電流互感器 安裝設(shè)地點(diǎn)額定電壓和額定電流選擇,電壓互感器選擇lqj-10

35、,經(jīng)校驗(yàn)滿足要求。 10kv側(cè)一次設(shè)備參數(shù)見表7-4:表7-5 裝設(shè)地點(diǎn)條件選擇校驗(yàn)項(xiàng)目電壓電流斷流能力動(dòng)穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度裝設(shè)地點(diǎn)條件參數(shù)數(shù)據(jù)380v543a17.03ka31.33ka7.5.2 380側(cè)一次設(shè)備的校驗(yàn)低壓斷路器的校驗(yàn) 安裝設(shè)地點(diǎn)額定電壓和額定電流選擇低壓斷路器dw15-1000/3電動(dòng)。 斷流能力校驗(yàn): ,滿足要求。 380v側(cè)一次設(shè)備的參數(shù)見表7-6:表7-6 380v側(cè)一次設(shè)備的參數(shù)表電氣設(shè)備名稱型號(hào)主要技術(shù)參數(shù)(v)(a)(ka)其它低壓斷路器dw15-1000/3電動(dòng)3801000低壓斷路器dz20-630380630a低壓斷路器dz20-200380200a低壓刀開

36、關(guān)hd13-1500/303801500電流互感器lmzj1-0.55001500/5a外形尺寸(長寬高)600mm600mm2200mm7.5.3 高低壓母線的選擇按經(jīng)濟(jì)截面選擇(鋁母線的經(jīng)濟(jì)電流密度為1.15) 式中,為經(jīng)濟(jì)電流密度;為母線經(jīng)濟(jì)截面;為匯集到母線上的計(jì)算電流。10kv母線按經(jīng)濟(jì)截面選擇: 參照常用硬鋁母線尺寸表母線選,即母線尺寸為40mm4mm。 380v母線按經(jīng)濟(jì)截面選擇: 表7-7 10kv變電所高低壓lmy型硬鋁母線的常用尺寸表(mm)變壓器容量200250315400500630800100012501600高壓母線404低壓母線相母線404505606806808

37、1008120102(10010)2(12010)中性母線4045056068068088010 參照常用硬鋁母線尺寸表80v側(cè)母線選,即相母線尺寸為80mm8mm,中性母線尺寸為50mm5mm。 10kv變電所高低壓lmy型硬鋁母線尺寸見表8-57.5.4 母線的短路穩(wěn)定度校驗(yàn) 、動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn): 式中 ?母線材料的最大允許應(yīng)力,硬銅,硬鋁; ?母線通過時(shí)所受到最大計(jì)算應(yīng)力。 上述最大計(jì)算應(yīng)力按下式計(jì)算: 熱穩(wěn)定校驗(yàn)條件:式中 ?母線截面積 ?滿足短路熱穩(wěn)定條件的最小截面積; ?母線材料的熱穩(wěn)定系數(shù), ?母線通過的三相短路穩(wěn)態(tài)電流。7.5.5 10kv側(cè)母線的校驗(yàn) 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 三相短路電動(dòng)力 故

38、母線滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。 母線熱穩(wěn)定校驗(yàn) 母線實(shí)際截面為 。 故母線也滿足熱穩(wěn)定要求。 380v側(cè)母線的校驗(yàn)方法同上,經(jīng)計(jì)算,母線滿足動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定的要求。7.5.6 支柱絕緣子動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 查表得,支柱絕緣子最大允許機(jī)械破壞負(fù)荷為3.75kn, 故支柱絕緣子滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。8 變電所進(jìn)出線的選擇與校驗(yàn)8.1、高低壓進(jìn)出線 高壓進(jìn)線 如為專用線路,應(yīng)選專用線路的全長。如從公共干線引至變配電所,則僅選從公共干線到變配電所的一段引入線。對于靠墻安裝的高壓開關(guān)柜,柜下進(jìn)線時(shí)一般需經(jīng)電纜引入,因此架空線進(jìn)線至變配電所高壓側(cè),往往需選一段引入電纜。 高壓出線 對于全線一致的電纜出線,應(yīng)選線路的全長。如經(jīng)一段電

39、纜從高壓開關(guān)柜引出再架空配電的線路,則變配電所高壓出線的選擇只選這一段引出電纜。 低壓出線 如采用電纜配電,應(yīng)選線路的全長。如經(jīng)一段穿管絕緣導(dǎo)線引出,再架空配電的線路,則變配電所低壓出線的選擇只選這一段引出的穿墻絕緣導(dǎo)線,而架空配電線路則在廠區(qū)配電線路或車間配電線路的設(shè)計(jì)中考慮。8.2、變配電所進(jìn)出線方式的選擇 架空線 在供電可靠性要求不很高或投資較少的中小型工廠設(shè)計(jì)中優(yōu)先選用。 電纜 在供電可靠性要求較高或投資較高的各類工廠供電設(shè)計(jì)中優(yōu)先選用。 因此,為保證供電可靠性,本設(shè)計(jì)選擇電纜進(jìn)線。8.3、變配電所進(jìn)出線導(dǎo)線和電纜型式的選擇 高壓電纜線 一般環(huán)境和場所,可采用鋁芯電纜;但在有特殊要求的

40、場所,應(yīng)采用銅芯電纜。 埋地敷設(shè)的電纜,應(yīng)采用有外保護(hù)層的鎧裝電纜;但在無機(jī)械損傷可能的場所,可采用塑料護(hù)套電纜或帶外保護(hù)層的鉛包電纜。 在可能發(fā)生位移的土壤中埋地敷設(shè)的電纜,應(yīng)采用鋼絲鎧裝電纜。 敷設(shè)在管內(nèi)或排管內(nèi)的電纜,一般采用塑料護(hù)套電纜,也可采用裸鎧裝電纜。 電纜溝內(nèi)敷設(shè)的電纜,一般采用裸凱裝電纜、塑料護(hù)套電纜或裸鉛包電纜。 交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜具有優(yōu)良的性能,宜優(yōu)先選用。 電纜除按敷設(shè)方式及環(huán)境條件選擇外,還應(yīng)符合線路電壓要求。 低壓穿管絕緣導(dǎo)線 一般采用鋁芯絕緣線。但特別重要的或有特殊要求的線路可采用銅芯絕緣線。 低壓電纜線 一般采用鋁芯電纜,但特別重要的或有特殊要求的線路可采用銅芯

41、電纜。 明敷電纜一般采用裸鎧裝電纜。當(dāng)明敷在無機(jī)械損傷可能的場所,允許采用無鎧裝電纜。明敷在有腐蝕性介質(zhì)場所的電纜,應(yīng)采用塑料護(hù)套電纜或防腐型電纜。 電纜溝內(nèi)電纜,一般采用塑料護(hù)套電纜,也可采用裸鎧裝電纜。 tn系統(tǒng)的出線電纜應(yīng)采用四芯或五芯電纜。 10kv高壓進(jìn)線的選擇和校驗(yàn) 采用yjl?10000?3150型電纜線,接往10kv公用干線。 按發(fā)熱條件選擇。由,及室外溫度30,查表得,滿足發(fā)熱條件。 校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定 。 故滿足要求。 由高壓配電室至主變的一段引入電纜的選擇校驗(yàn) 采用yjl22?10000型交聯(lián)聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。 按發(fā)熱條件選擇。由及土壤溫度25,查表初選纜芯

42、為的交聯(lián)電纜,其,滿足發(fā)熱條件 校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定 電纜線改選纜芯為。 380v低壓出線的選擇 饋電給冷鐓車間的線路采用vlv22?1000型聚氯乙烯絕緣鋁心電纜直接埋地敷設(shè)。 按發(fā)熱條件選擇。由及地下土壤溫度為25,由于一條電纜不能滿組該車間電流,所以采用雙電纜向該車間供電,查表選3條截面為的電纜,其 校驗(yàn)電壓損耗。 由于車間設(shè)備和車間變電所在同一車間,距離很短,不需校驗(yàn)電壓損耗。 校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定性 所選電纜滿足短路熱穩(wěn)定性。 因此冷鐓車間采用3條vlv22?1000?3240+1120的四芯電纜供電。 饋電給工具車間的線路采用vlv22?1000型聚氯乙烯絕緣鋁心電纜直接埋地敷設(shè)。 按發(fā)熱條件

43、選擇。 由及地下土壤溫度為25,查表初選120,其,滿足發(fā)熱條件。 短路熱穩(wěn)定度校驗(yàn)。 求滿足短路熱穩(wěn)定度的最小截面 由于前面所選的纜芯截面小于,不滿足短路熱穩(wěn)定度要求,因此改選纜芯的聚氯乙烯電纜,即vlv22?1000?3240+1120的四芯電纜。 饋電給機(jī)修車間的線路亦采用vlv22?1000聚氯乙烯絕緣鋁心電纜直埋敷設(shè)。 按發(fā)熱條件選擇。 由及地下土壤溫度為25,查表初選120,其,滿足發(fā)熱條件。 短路熱穩(wěn)定度校驗(yàn)。 由于前面所選的纜芯截面小于,不滿足短路熱穩(wěn)定度要求,因此選纜芯為的聚氯乙烯電纜,即采用vlv22?1000?3240+1120的四芯電纜。 備用線路的采用上面截面的最大的

44、導(dǎo)線,即采用一條聚氯乙烯鋁芯vlv22?1000?3240+1120的四芯電纜。 做為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線的選擇校驗(yàn) 采用yjl22?10000型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜,直接埋地敷設(shè),與相距2km的臨近單位變配電所的10kv母線相聯(lián)。 按發(fā)熱條件選擇車間的總計(jì)算負(fù)荷容量為645kva,最熱月土壤平均溫度為25 ,因此初選纜芯截面為的交聯(lián)聚乙烯絕緣鋁芯電纜,其,滿足發(fā)熱條件。 校驗(yàn)電壓損耗 查表可得纜芯為的鋁芯電纜的,而總車間總計(jì)算負(fù)荷的,線路長度按1km計(jì),因此 由此可見滿足允許電壓損耗5%的要求。表8-1 變電所進(jìn)出線和聯(lián)絡(luò)線的型號(hào)規(guī)格線路名稱導(dǎo)線或電纜的型號(hào)規(guī)格10kv電源進(jìn)線yjl?1

45、0000?3150交聯(lián)電纜主變引入電纜yjl22?10000?3120交聯(lián)電纜380v低壓出線至冷鐓車間3vlv22?1000?3240+1120四芯塑料電纜至工具車間vlv22?1000?3240+1120四芯塑料電纜至機(jī)修車間vlv22?1000?3240+1120四芯塑料電纜備用線路vlv22?1000?3240+1120四芯塑料電纜與臨近單位10kv聯(lián)絡(luò)線yjl22?10000?3150交聯(lián)電纜 短路熱穩(wěn)定校驗(yàn) 由于前面所選截面小于,不滿足短路熱穩(wěn)定度要求,因此改選纜芯為的電纜,即yjl22?10000?3150交聯(lián)電纜。 綜合以上所選變電所進(jìn)出線和聯(lián)絡(luò)線的導(dǎo)線及電纜型號(hào)規(guī)格如表9-1所示9 變電所二次回路方案的選擇和繼電保護(hù)的整定9.1、高壓斷路器的操動(dòng)機(jī)構(gòu)控制與信號(hào)回路 斷路器采用手力操動(dòng)機(jī)構(gòu),其控制與信號(hào)回路如圖10-1所示。 wc?控制小母線 wl?燈光指示小母線 wf?閃光信