最新某機(jī)修廠機(jī)加工一車間變電所設(shè)計(jì)

1、廣東石油化工學(xué)院課程設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)題目：某機(jī)修廠電加工車間變電所設(shè)計(jì)班 級(jí)： 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 摘要為使工廠供電工作很好地為工業(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，本設(shè)計(jì)在大量收集資料，并對(duì)原始資料進(jìn)行分析后，做出 35kV 變電 所及變電系統(tǒng)電氣部分的選擇和設(shè)計(jì)，使其達(dá)到以下基本要求： 1、安全 在電能的供應(yīng)、分配和使用中，不發(fā)生人身事故和設(shè)備事故。 2、可靠 滿足電能用戶對(duì)供電可靠性的要求。 3、優(yōu)質(zhì) 滿足電能用戶對(duì)電壓和頻率等質(zhì)量的要求 。4、經(jīng)濟(jì) 供電系統(tǒng)的投資少，運(yùn)行費(fèi)用低，并盡可能地節(jié)約電能和減少有色金屬的消耗 量。 此外，在供電工作中，又合理地處理局部

2、和全局、當(dāng)前和長遠(yuǎn)等關(guān)系，既照顧局部 的當(dāng)前的利益，又要有全局觀點(diǎn)，顧全大局，適應(yīng)發(fā)展。 按照國家標(biāo)準(zhǔn) GB50052-95 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范 、GB50059-92 35110kV 變 電所設(shè)計(jì)規(guī)范 、GB50054-95 低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范等的規(guī)定，工廠供電設(shè)計(jì)遵循以 下原則： 1、遵守規(guī)程、執(zhí)行政策； 遵守國家的有關(guān)規(guī)定及標(biāo)準(zhǔn)，執(zhí)行國家的有關(guān)方針政策，包括節(jié)約能源，節(jié)約有色金屬 等技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策。 2、安全可靠、先進(jìn)合理； 做到保障人身和設(shè)備的安全，供電可靠，電能質(zhì)量合格，技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理，采用效 率高、能耗低和性能先進(jìn)電氣產(chǎn)品。 3、近期為主、考慮發(fā)展； 根據(jù)工作特點(diǎn)、 規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃

3、， 正確處理近期建設(shè)與遠(yuǎn)期發(fā)展的關(guān)系， 做到遠(yuǎn)近結(jié)合， 適當(dāng)考慮擴(kuò)建的可能性。 4、全局出發(fā)、統(tǒng)籌兼顧。 按負(fù)荷性質(zhì)、用電容量、工程特點(diǎn)和地區(qū)供電條件等，合理確定設(shè)計(jì)方案。工廠供電設(shè) 計(jì)是整個(gè)工廠設(shè)計(jì)中的重要組成部分。 工廠供電設(shè)計(jì)的質(zhì)量直接影響到工廠的生產(chǎn)及發(fā) 展。目錄1 原始數(shù)據(jù)51.1 設(shè)計(jì)任務(wù)51.2 設(shè)計(jì)依據(jù)51.3 本車間負(fù)荷性質(zhì)72.負(fù)荷計(jì)算以及變壓器、補(bǔ)償裝置的選擇72.1機(jī)加工車間一的負(fù)荷計(jì)算72.2 車間總體負(fù)荷的計(jì)算95.高、低壓一次設(shè)備選擇135.1 選母線：135.2.選低壓側(cè)QF：135.3高壓側(cè)選QF：135.4高壓側(cè)隔離開關(guān)：145.5電流互感器：146.高壓側(cè)

4、繼電保護(hù)選擇及整定146.1差動(dòng)保護(hù)146.2變壓器的瓦斯保護(hù)15確定供電系統(tǒng)167.心得體會(huì)及參考文獻(xiàn)197.1心得體會(huì)197.2參考文獻(xiàn)：19緒論變電所擔(dān)負(fù)著從電力系統(tǒng)受電，經(jīng)過變壓然后配電的任務(wù)。車間變電所主要用于負(fù)荷大而集中、設(shè)備布置比較穩(wěn)定的大型生廠房內(nèi)。車間變電所一般位于車間的負(fù)荷中心，可以降低電能損耗和有色金屬的消耗量，并能減少輸電線路上的電壓損耗可以保證供電的質(zhì)量。因此，對(duì)這種車間變電所的設(shè)計(jì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)要求比較高。車間變電所是工廠供電系統(tǒng)的樞紐，在工廠里占有特殊重要的地位，因而設(shè)計(jì)一個(gè)合理的變電所對(duì)于整個(gè)工廠供電的可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行至關(guān)重要。本設(shè)計(jì)是從工程的角度出發(fā)，按照變電所設(shè)

5、計(jì)的基本要求，綜合地考慮各個(gè)方面的要素，對(duì)供電系統(tǒng)進(jìn)行了合理的布局，在滿足各項(xiàng)技術(shù)要求的前提下，兼顧運(yùn)行方便、維護(hù)簡(jiǎn)單，盡可能地節(jié)省投資。1 原始數(shù)據(jù)1.1 設(shè)計(jì)任務(wù)本車間承擔(dān)機(jī)修廠機(jī)械修理的配件生產(chǎn)。1.2 設(shè)計(jì)依據(jù)機(jī)加工一車間用電設(shè)備明細(xì)表，見表1-1。車間變電所配電范圍。a.一車間要求三路供電：113，3234為一路，1431為一路，照明為一路（同二車間）。b.車間變電所除為機(jī)加工一車間供電外，還要為機(jī)加工二車，鑄造，鉚焊，電修等車間供電。c.其他個(gè)車間對(duì)參數(shù)和要求見表1-2。表11 機(jī)加工一車間用電設(shè)備明細(xì)表設(shè)備代號(hào)設(shè)備名稱及型號(hào)臺(tái)數(shù)單臺(tái)容量（千瓦）總?cè)萘浚ㄇ撸﹤渥?馬鞍車床C630

6、M110.12510.1252萬能工具磨床M5M12.0752.0753普通車床C620117.6257.6254普通車床C620117.6257.6255普通車床C620117.6257.6256普通車床C620314.6254.6257普通車床C620114.6254.6258普通車床C620114.6254.6259普通車床C620114.6254.62510普通車床C620114.6254.62511普通車床C620114.6254.62512普通車床C620114.6254.62513旋轉(zhuǎn)套絲機(jī)S813913.1253.12514普通車床C620110.12510.12515螺旋紋車

7、床Q11917.6257.62516搖臂鉆床Z3518.58.517圓柱立式鉆床Z504013.1253.12518圓柱立式鉆床Z504013.1253.125195T單梁吊車110.210.220立式砂輪S38l35011.751.7521牛頭刨床B66513322牛頭刨床B66513323萬能升降臺(tái)銑床X63WT1131324萬能升降臺(tái)銑床X52K19.1259.12525滾齒機(jī)Y3614.14.126插床B503214427弓鋸機(jī)G7211.71.728立式鉆床Z51210.60.629井式回火電阻爐1242430箱式電阻爐1454531普通車床CW61，100131.931.932單柱

8、立式車床C5121A135.735.733臥式鏜床J681101034單臂刨床B10101707035小結(jié)34表12 機(jī)加工二，鑄造，鉚焊，電修等車間計(jì)算負(fù)荷表序號(hào)車間名稱容量（千瓦）計(jì)算負(fù)荷備注P30 (千瓦)Q30(千乏)S30(千瓦)1機(jī)加工二車間N01供電回路N02供電回路N03 車間照明1551201046.53654.442.122鑄造車間N01供電回路N02供電回路N03供電回路N04 車間照明160140180864567265.357.1273.443鉚焊車間N01供電回路N02供電回路N03 車間照明1501707455183.1100.984電修車間N01供電回路N02供

9、電回路N03 車間照明150146.2104543.8577.855小結(jié)1.3 本車間負(fù)荷性質(zhì)車間為三班工作制年最大負(fù)荷利用小時(shí)為5500小時(shí)。屬于三級(jí)負(fù)荷。供電電源條件：電源從35/10千伏廠總降壓變電所采用架空線路受電，線路長度為300米。供電系統(tǒng)短路數(shù)據(jù)見下圖所示。廠總降壓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。要求車間變電所功率因數(shù)應(yīng)在0.9以上。當(dāng)?shù)刈顭嵩碌钠骄鶞囟葹?5。2.負(fù)荷計(jì)算以及變壓器、補(bǔ)償裝置的選擇在進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算時(shí)選用需用系數(shù)法，具體計(jì)算公式如下： (i=1,2,3n) 2.1機(jī)加工車間一的負(fù)荷計(jì)算根據(jù)機(jī)加工車間一的負(fù)荷性質(zhì)，將一車間分為三路：113，3234

10、為一路，1431為一路，照明電路為一路。通過分析機(jī)加工車間一的第一路屬于小批生產(chǎn)的金屬冷加工，查表2-1得它的需用系數(shù)為：Kd=0.3 Cos=0.65 tan=1.17Pca1=Kd Pn=0.16*Pn=55.883（KW）Qca1=Pca1*tan=65.383（Kvar）其中：Pn=10.125+2.075+7.65*3+4.625*7+3.125+3.57+10+70=186.275（KW）=86 (KVA)=/130.67 (A)通過分析機(jī)加工車間一的第二路屬于小批熱加工，查表2-1得：Kd=0.3Cos=0.65 tan=1.17Pca2=Kd Pn=0.3*Pn=55.163（

11、KW）Qca1=Pca1*tan=64.54（Kvar）其中Pn=183.875（KW）=84.9 (KVA)=/=129 (A)第三路=10= =10/（*0.4）=14.434（A）通過以上的計(jì)算得到以下的負(fù)荷的匯總：序號(hào)車間名稱容量（千瓦）計(jì)算負(fù)荷備注P30 (千瓦)Q30(千乏)S30(千瓦)1機(jī)加工一車間N01供電回路N02供電回路N03 車間照明85.96383.2551029.80445.96951.56169.4132機(jī)加工二車間N01供電回路N02供電回路N03 車間照明1551201046.53654.442.123鑄造車間N01供電回路N02供電回路N03供電回路N04

12、車間照明160140180864567265.357.1273.444鉚焊車間N01供電回路N02供電回路N03 車間照明1501707455183.1100.985電修車間N01供電回路N02供電回路N03 車間照明150146.2104543.8577.856小結(jié)2.2 車間總體負(fù)荷的計(jì)算 車間名稱有功功率Pn無功功率Qn視在功率Sca負(fù)荷電流In一車間134.80875.227154.377222.831二車間7477.216106.950154.374鑄造車間180176.274251.938363.652鉚焊車間92.7179.982202.452292.223電修車間88.9657

13、0.065113.243163.457根據(jù)附表2-2查得車間的同時(shí)系數(shù)Ksi=0.9，則Pca=（Pn1+Pn4）*Ksi=570.473*0.9=513.426 KW Ica=741.088 AQca=(Qn1+Qn4)*Ksi=578.764*0.9=520.888 KVASca=731.389 KVar COS=Pca/Qca=0.702 tan=1.0142.3無功補(bǔ)償?shù)挠?jì)算和變壓器的選擇 變壓器的預(yù)選變壓器低壓側(cè)：Pca=513.426 KW Qca=520.888 KVA Sca=731.389KVar相關(guān)參數(shù)全部列舉如下：額定容量：800KVA 高壓：10KV 高壓分接范圍（）：

14、±4*2.5 低壓：4KV 連接組標(biāo)號(hào)：Yyn0 空載損耗：1.36KW 負(fù)載損耗：9.4KW 空載電流（）：1.2 阻抗電壓（）：4.5 重量：器身2050Kg 油重-805Kg 總重：3245Kg 外形尺寸（mm）長*高*寬：2445*800*2420無功補(bǔ)償計(jì)算Pt=P0+Pk（Sca/Sn）=1.36+9.4*（731.389/800）=9.2KWQt=0+Qk（Sca/Sn）=（I0/100）*Sn+ （=*800+*800*（）=39.66 KW高壓側(cè)：P高=Pca+Pt=513.426+9.21=522.636 KW Q高=Qca+Qt=520.888+39.66=56

15、0.548 KVA實(shí)際需要變壓器容量：St=766.4 KVA 此時(shí)功率因數(shù)：COS=P高/St=522.636/766.4=0.682 =47.005取補(bǔ)償后要求達(dá)到的功率因數(shù)為COS=0.92 =23.074補(bǔ)償無功：Qc=P高（tan47.005-tan23.074）=337.914KVar根據(jù)以上計(jì)算選擇電力電容器：簡(jiǎn)明電工手冊(cè)P579頁 BWM04-25-1 選15臺(tái)，每三臺(tái)一組，共分5組 Qc=25*15=375KVar考慮無功補(bǔ)償后應(yīng)選的變壓器無功補(bǔ)償后應(yīng)選的變壓器容量為： S=533.750 考慮無功補(bǔ)償后最終確定變壓器： 根據(jù)簡(jiǎn)明電工手冊(cè) 應(yīng)選sz9型， 額定容量為：630k

16、vA（具體參數(shù)見P33頁）（4）變壓器的校驗(yàn)：PT=P0+Pk()=1.12+7.7×()=6.647kwQT=SN+ SN() =630×+630××() =27.41kvar考慮損耗后實(shí)際需要變壓器容量： S實(shí) 548.186<630kvAcos=0.9493.供電系統(tǒng)的選擇從原始資料我們知道車間為三級(jí)負(fù)荷，供電的可靠性要求并不是很高，且通過負(fù)荷計(jì)算我們知道車間的總消耗功率并不是很高，初步估計(jì)了后決定使用一臺(tái)變壓器來為車間供電，同時(shí)為了節(jié)省變電所建造的成本和簡(jiǎn)化總體的布線，所以在設(shè)計(jì)中我們首先考慮了線路變壓器組結(jié)線方式。線路變壓器組結(jié)線方式的優(yōu)

17、點(diǎn)是結(jié)線簡(jiǎn)單，使用設(shè)備少，基建投資省。缺點(diǎn)是供電可靠性低，當(dāng)主結(jié)線中任一設(shè)備（包括供電線路）發(fā)生故障或檢修時(shí)，全部負(fù)荷都將停電。但對(duì)于本設(shè)計(jì)來說線路變壓器組結(jié)線方式已經(jīng)可以達(dá)到設(shè)計(jì)的要求。線路變壓器組結(jié)線方式也按元件的不同組合分為：a進(jìn)線為隔離開關(guān)；b進(jìn)線為跌落式保險(xiǎn)；c進(jìn)線為斷路器。因?yàn)樵O(shè)計(jì)為車間為變電所，所以采用c方式。供電系統(tǒng)短路圖 （a） （b） （c）圖1.1 線路變壓器組結(jié)線a進(jìn)線為隔離開關(guān)；b進(jìn)線為跌落式保險(xiǎn)；c進(jìn)線為斷路器4.短路電流電流計(jì)算4.1各短路點(diǎn)的平均電壓線路的平均電壓Uav1=10.5Kv Uav2=0.4Kv4.2各元件電抗計(jì)算 電源的電抗：Xs=Uav1 /Sk

18、=0.551線路L的電抗：Xl=0.2×0.4=0.08變壓器的電抗;Xt=Uk%×=4.5%×=7.875 4.3各短路點(diǎn)總阻抗 K1點(diǎn)短路：Xk1=Xs+XL=0.551+0.08=0.631 K2點(diǎn)短路Xk2=(0.631+7.875)()=0.01234 4.4根據(jù)電抗值計(jì)算短路電流 K1點(diǎn)短路 k9.61ish2.55Ik1=2.55*9.61=24.51KA Ish1=1.52IK1=1.52*9.61=14.61KA Ica1=30.139A K2點(diǎn)短路時(shí) Ik2=18.715 KA ish2=1.84Ik2=1.84*18.715=34.43565

19、 KA Ish2=1.09Ik2=1.09*18.715=20.3994 KA Ica2=770.42 A5.高、低壓一次設(shè)備選擇5.1 選母線：導(dǎo)體尺寸：63×8 單條，平放：995 矩形鋁導(dǎo)線長期允許載流量和肌膚效應(yīng)系數(shù)Kf導(dǎo)線 尺寸 單條雙條 三條平放 豎放 Kf 平放 豎放 Kf平放 豎放 Kf 63×899510821.03151116441.1190820751.25.2.選低壓側(cè)QF：選Dk21000型，見低壓電器P440 表2.41.1DK2系列低壓真空智能型斷路器主要技術(shù)特征型號(hào) 額定工作電壓（Kv）額定工作電流（A）額定極限分?jǐn)嗄芰Γ╒A）額定短路運(yùn)行分

20、斷能力（KA）1s短時(shí)耐受點(diǎn)（KA）380V660V380V660VDK2-1000380、660100040304030405.3高壓側(cè)選QF：選SN1010I，見供電技術(shù)P125型號(hào)額定電壓kv額定電流A額定開斷電流KA斷流容量MVA動(dòng)穩(wěn)定電流KA熱穩(wěn)定電流(4S)KASW2-3535150024.8150063.424.8SN10-101010002950074295.4高壓側(cè)隔離開關(guān)：選GN610/60052，見發(fā)電廠電氣部分 P346 附表7 隔離開關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù) 型號(hào)額定電壓（KV）額定電流 （KA）極限通過 電流峰值（KA）熱穩(wěn)定電流（KA）4s5sGN6-10/1000-52106

21、0052205.5電流互感器：根據(jù)上述情況初步選用LFZJ1-3型電流互感器.具體參數(shù)如下: 型號(hào) 額定電流比(A)級(jí)次組合準(zhǔn)確級(jí)次二次負(fù)荷準(zhǔn)確級(jí)次(0.5) LFZJ1-320200/50.50.50.8電壓互感器選擇:型號(hào):JDJ-10具體參數(shù)如下:型號(hào) 額定電壓(Kv)一次繞組1額定容量(VA)最大容量(VA)一次繞組二次繞組0.5JDJ-10100.1 806406.高壓側(cè)繼電保護(hù)選擇及整定6.1差動(dòng)保護(hù)變壓器差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作電流應(yīng)滿足以下三個(gè)條件應(yīng)躲過變壓器差動(dòng)保護(hù)區(qū)外出現(xiàn)的最大短路不平衡電流應(yīng)躲過變壓器的勵(lì)磁涌流在電流互感器二次回路端線且變壓器處于最大符合時(shí)，差動(dòng)保護(hù)不應(yīng)動(dòng)作由于車間變

22、電所是三級(jí)負(fù)荷，變壓器容量為500MVA在選用保護(hù)時(shí)選電流限時(shí)電流速斷保護(hù)，而不采用差動(dòng)保護(hù)。1 速斷整定：Idz=Kk×Imax=1.3×16.4844=21.429 Ks=不能滿足靈敏度要求，可使用低壓閉鎖保護(hù)。過電流保護(hù)的整定：Idz=2.18 KA 近后備保護(hù)的靈敏系數(shù)=6.548 2 動(dòng)作時(shí)限：t=0.5s6.2變壓器的瓦斯保護(hù)瓦斯保護(hù)，又稱氣體繼電保護(hù)，是保護(hù)油浸式電力變壓器內(nèi)部故障的一種基本的保護(hù)裝置。按GB5006292規(guī)定，800KVA及以上的一般油浸式變壓器和400KVA及以上的車間內(nèi)油浸式變壓器，均應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。瓦斯保護(hù)的主要元件是氣體繼電器。它裝設(shè)在變壓器的油箱與油枕之間的聯(lián)通管上。為了使油箱內(nèi)產(chǎn)生的氣體能夠順暢地通過氣體繼電器排往油枕，變壓器安裝應(yīng)取1%1.5%的傾斜度；而變壓器在制造時(shí)，聯(lián)通管對(duì)油箱頂蓋也有 2%4%的傾斜度。當(dāng)變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生輕微故障時(shí)，由故障產(chǎn)生的少量氣體慢慢升起，進(jìn)入氣體繼電器的容器，并由上而下地排除其中的油，使油面下降，上油杯因其中盛有殘余的油而使其力矩大于另一端平衡