工廠供配電課程設(shè)計某塑料制品工廠

1、湖南理工職業(yè)技術(shù)學(xué)院工廠供配電技術(shù)課程設(shè)計題 目： 湖南理工職院實(shí)習(xí)工廠供配電系統(tǒng)的電氣設(shè)計年級專業(yè)： 資源工程系機(jī)電1095班-28 學(xué)生姓名： X X X 指導(dǎo)老師： 周 迎 春 2011年04月29日摘 要 本說明書敘述了對一個年產(chǎn)量為萬噸聚乙烯塑料制品工廠全廠總配變電所及配電系統(tǒng)的設(shè)計。本設(shè)計首先根據(jù)廠方給定的全廠各車間電氣設(shè)備及車間變電所負(fù)荷計算表進(jìn)行電力負(fù)荷計算，然后根據(jù)對計算負(fù)荷的分析選定主變壓器和各車間變電所的變壓器型號及其聯(lián)接組別，在設(shè)計中根據(jù)本廠供電電源和廠供電要求進(jìn)行架空線路的選擇，根據(jù)電力部門對工廠功率因數(shù)的要求計算出需要補(bǔ)償?shù)臒o功功率并以此選擇相應(yīng)的補(bǔ)償電容器。然后對

2、線路設(shè)定短路點(diǎn)進(jìn)行短路電流的計算作為各設(shè)備的選型依據(jù)?？紤]到對變壓器的保護(hù)在設(shè)計中對主變壓器設(shè)置了以下繼電保護(hù)：瓦斯保護(hù)、過電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)。 關(guān)鍵詞：電力負(fù)荷計算、無功補(bǔ)償、短路電流計算、繼電保護(hù)。目 錄1.設(shè)計任務(wù)及原始資料11.1 設(shè)計任務(wù)11.2 原始資料11.3 電力負(fù)荷計算12.變電所高壓電氣設(shè)備選型32.1 補(bǔ)償電容器選擇32.2 主變壓器的選擇32.3 各變電所變壓器選擇32.4 架空線的選擇43.短路電流的計算53.1 三相短路電流計算目的53.2 短路電流計算公式53.3 各母線短路電流列表64.主變壓器繼電保護(hù)74.1 保護(hù)要求74.2 保護(hù)裝置及整定計算75.變電

3、所設(shè)計說明8主接線圖9設(shè)計體會及今后的改進(jìn)意10參考文獻(xiàn)111設(shè)計任務(wù)及原始資料1.1設(shè)計任務(wù)為某塑料制品廠設(shè)計全廠總配變電所及配電系統(tǒng)。1. 變電所電氣主接線設(shè)計。2. 短路電流計算。3. 主要電氣設(shè)備選擇。1.2原始資料 （1）本廠設(shè)有薄膜、單絲、管材、注射等四個車間，設(shè)備選型全部采用我國新定型設(shè)備其外還有輔助車間及其它設(shè)施。（2）全廠各車間電氣設(shè)備及車間變電所負(fù)荷計算表（380伏側(cè)）。（3）該廠由處于廠南側(cè)一公里的110/35千伏變電所用35千伏架空線路向其供電，電業(yè)部門變電所配出線路定時限過電流保護(hù)裝置的整定時間為2秒，工廠配電所應(yīng)不大于1.3秒，工廠的功率因數(shù)值要求在0.9以上。（4

4、）生產(chǎn)車間為三班制，部分車間為單班或兩班制，全年最大負(fù)荷利用時間為5000小時，屬于三級負(fù)荷。（5）本地區(qū)最熱月平均最高溫度為35攝氏度，土壤中0.71深處一年最熱月平均溫度為20攝氏度，年暴雷日為30天，土壤凍結(jié)深度為1.10米，主導(dǎo)風(fēng)向夏季為南風(fēng)。（6）本廠地表面比較平坦，土壤主要成分為積土及砂質(zhì)粘土，層厚為1.67米不等，地下水位一般為0.7米，地耐壓力為20噸/平方米。1.3電力負(fù)荷計算表1.1 全廠各車間電氣設(shè)備及車間變電所負(fù)荷計算表（380伏側(cè)）序號車間或用電設(shè)備組名稱設(shè)備容量（千瓦）需要系數(shù)功率因數(shù)Cos功率因數(shù)腳正切tan計算負(fù)荷有功 (千瓦)無功(千乏)視在(千伏安)（1）變

5、電所1薄膜車間14000.60.61.338401117.214002原料庫300.250.51.737.512.975153生活間100.810884成品庫（一）250.30.51.737.512.975155成品庫（二）240.30.51.737.212.45614.46包裝材料庫200.30.51.73610.38127小計1509876.21165.9861458.5（2）變電所1單絲車間13850.60.61.338311105.2313852水泵及設(shè)備200.650.80.75139.7516.253小981398.4（3）變電所1注塑車間1890.40.

6、61.3375.6100.5481262管材車間8800.350.61.33308409.64513.3333小計1069383.6510.188638.31（4）變電所1復(fù)制車間1380.60.51.7382.8143.244165.62生活室100.81883浴室30.812.42.44鍛工車間300.30.651.17910.5313.8465原料生活間150.8112126倉庫150.30.51.174.57.78597機(jī)修模具車間1000.250.651.732529.2538.4628熱處理車間1500.60.71.029091.8128.5719鉚焊車間1800.30.51.73

7、5493.4210810小計641287.7376.029473.46（5）變電所1鍋爐房2000.70.750.88140123.2186.6672實(shí)驗(yàn)室1250.250.51.7331.2554.062562.53輔助材料庫1100.20.51.732238.06444油泵房150.650.80.759.757.312512.18755加油站100.650.80.756.54.8758.1256辦公室150.60.61.33911.97157小計475218.5239.48324.188全廠合計509926103406.669乘以參差系數(shù)全廠合計（=0.9，=0.95）0.58723493

8、236.333998.96根據(jù)公式： =*=* tan=/ Cos分別計算出各車間的有功和無功功率及視在功率的計算值填入表1.1。2變電所高壓電器設(shè)備選型2.1補(bǔ)償電容器選擇由于本設(shè)計中上級要求cos0.9,而全廠自然功率因數(shù)：cos=Pjs/Qjs=2349/3998.95=0.5870.9，因此需要進(jìn)行無功補(bǔ)償?？紤]到主變壓器的無功損耗遠(yuǎn)大于有功損耗，因此暫取cos=0.92來計算380V側(cè)所需無功功率補(bǔ)償容量。 故：補(bǔ)償無功功率Qc =Pjs(tan1-tan2) =2349tan(arccos0.587)-tan(arccos0.92)=2239.06Kvar采用24個BWF6.3-1

9、00-1并聯(lián)電容器進(jìn)行補(bǔ)償，總共補(bǔ)償容量100Kvar*24=2400 Kvar。2.2主變壓器的選擇由于該廠的負(fù)荷屬于二級負(fù)荷，對電源的供電可靠性要求較高，宜采用兩臺變壓器，以便當(dāng)一臺變壓器發(fā)生故障后檢修時，另一臺變壓器能對一、二級負(fù)荷繼續(xù)供電，故選兩臺變壓器（暗備用），每臺容量按SN.T0.82493.44kVA=1994.8kVA因此選兩臺S9-2000/10型低損耗配電變壓器，其聯(lián)接組別采用Yyn0。因此無功補(bǔ)償后工廠380V側(cè)和35KV側(cè)的負(fù)荷計算如表2.1所示。表2.1 無功補(bǔ)償后工廠的計算負(fù)荷項目cos計算負(fù)荷/kW/kvar/kVA380V側(cè)補(bǔ)償前負(fù)荷0.58723493236

10、.333998.96380V側(cè)無功補(bǔ)償容量-2400380V側(cè)補(bǔ)償后負(fù)荷0.942349836.332493.44主變壓器功率損耗0.015=370.06=15035KV側(cè)負(fù)荷總計0.922386986.332581.832.3各變電所變壓器選擇安裝兩臺變壓器互相暗備用，其容量按SN.T0.7=0.71458.5 kVA =1020.95 kVA因此選兩臺S9-1250/10型低損耗配電變壓器，其聯(lián)接組別采用Yyn0。安裝兩臺變壓器互相暗備用，其容量按SN.T0.7=0.71398.4 kVA =978.88kVA因此選兩臺S9-1000/10型低損耗配電變壓器，其聯(lián)接組別采用Yyn0。安裝一

11、臺變壓器，其容量按SN.T=638.31 kVA因此選一臺S9-800/10型低損耗配電變壓器，其聯(lián)接組別采用Yyn0。安裝一臺變壓器，其容量按SN.T=473.46 kVA因此選一臺S9-500/10型低損耗配電變壓器，其聯(lián)接組別采用Yyn0。安裝兩臺變壓器互相暗備用，其容量按SN.T0.7=0.7324.18 kVA =226.93kVA因此選兩臺S9-250/10型低損耗配電變壓器，其聯(lián)接組別采用Yyn0。表2.2 各變壓器型號及其參數(shù)型號額定電壓/kV連接組別損耗/W空載電流（%）阻抗電壓（%）高壓低壓空載負(fù)載主變壓器兩臺暗備用S9-2000/35356.3Yyn02600190000

12、.756.5兩臺暗備用S9-1250/106.30.4Yyn01950120000.64.5兩臺暗備用S9-1000/106.30.4Yyn01700103000.74.5選一臺S9-800/106.30.4Yyn0140075000.84.5選一臺S9-500/106.30.4Yyn096051001.04兩臺暗備用S9-250/106.30.4Yyn056030501.242.4 架空線的選擇1.由于本廠由電業(yè)部門某一110/35千伏變電所供電且兩臺主變壓器互相暗備用所以架空線選擇兩條互相明備用。2.架空線截面積的選擇1).按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面積線路在工作時的最大工作電流：Ig=/（

13、*）=2581.83/（*35）=42.6A該生產(chǎn)車間為三班制，部分車間為單班或兩班制，全年最大負(fù)荷利用時數(shù)為5000小時，屬于三級負(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：Sj=Ig/J=42.6/0.9=47.33mm2考慮到線路投入使用的長期發(fā)展遠(yuǎn)景，選用截面積為50 mm2的導(dǎo)線，所以35KV架空線為LGJ-50的導(dǎo)線。2).按長時允許電流校驗(yàn)導(dǎo)線截面積。查表得LGJ-50型裸導(dǎo)線的長時允許電流Iy=220A(=25 )當(dāng)環(huán)境溫度為35度時，導(dǎo)線最高工作溫度為70度。其長時允許電流為：=Iy=194.02A當(dāng)一臺變壓器滿載，一條輸電線檢修時導(dǎo)線負(fù)荷最大，這時的負(fù)荷電流

14、為：Ie=Se/（*Un）=33A由于Ie,所以符合要求。3).按電壓損失校驗(yàn)查表得LGJ-50導(dǎo)線的單位長度電阻和電流為：R0=0.65 X0=0.42 線路總的電壓損失為：U=( P*R+ Q*X)/Un=56.15V電壓損失百分比為：U%=U/Un=0.00161.5滿足規(guī)定的靈敏系數(shù)1.5的要求。 3.裝設(shè)電流速斷保護(hù) 采用GL15型繼電器的電流速斷裝置來實(shí)現(xiàn)。（1）速斷電流的整定Ik.max=4.25KA Iqb= KrelKWIk.max/(KiKT)=1.414.25KA/(205.56)=53.5A速斷電流倍數(shù)整定為 Kqb=53.5/7=7.6滿足規(guī)定的倍數(shù)。（2）電流速斷保

15、護(hù)靈敏度系數(shù)的整定Ik.min= =0.8662.94=2.55KA, Iqb.1= IqbKi/KW= 6320/1=1260A 所以 Sp=2550/1260=2.022滿足規(guī)定的靈敏系數(shù)2的要求。5變電所設(shè)計說明5.1概述 該設(shè)計為35KV地面變電所一次設(shè)計，該變電所是針對全場全年生產(chǎn)能力為萬噸聚乙烯及烴塑料制品設(shè)計的，變電所內(nèi)一次設(shè)備主要有：兩臺主要變壓器（SJL1-2500/35）和多油斷路器，隔離開關(guān)，電源變壓器，所用變壓器，避雷針，高壓開關(guān)柜進(jìn)線柜等。5.2室內(nèi)布置 整個主控制室和高壓配電室坐南朝北，這樣便于主控制室采光，變電所房屋建筑布置見室內(nèi)平面圖。 主控制室內(nèi)裝設(shè)有低位配電

16、屏，主變保護(hù)屏，中央信號，中央信號繼電器及電度表屏，主變保護(hù)控制屏，主變控制屏，中央信號布置在北側(cè)，正對著值班人員。 母線的配電裝置分別設(shè)在兩個單獨(dú)的房間內(nèi)，兩個配電室之間通過兩面雙開鋼門相連接，另外兩個配電室來由一個外開式雙開鋼門。 電容器應(yīng)單獨(dú)放置在一個房間內(nèi)。5.3室外布置35KV電源線由變電所東部引進(jìn)，配電裝置采用低式布置，避雷器，電源變壓器及它的保護(hù)用的熔斷器，低式布置在母線兩端，避雷器，電源變壓器布置在主控制器的東側(cè)，6KV高壓電纜從高壓配電室引進(jìn)來，低電壓經(jīng)穿墻套管進(jìn)入主控制室，配電裝置間隔為5米，進(jìn)線相間距離為1.3米，最大允許尺度為0.7米。主接線圖設(shè)計體會及今后的改進(jìn)意見這

17、次課程設(shè)計歷時二個星期，通過這兩個星期的學(xué)習(xí)，發(fā)現(xiàn)了自己的很多不足，無論是對知識的理解還是實(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)計也讓我看到了團(tuán)隊的力量，設(shè)計工作是一個團(tuán)隊的工作，團(tuán)隊需要個人，個人也離不開團(tuán)隊，必須發(fā)揚(yáng)團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神。剛開始的時候，大家就分配好了各自的任務(wù)，組長負(fù)責(zé)繼電保護(hù)部分，責(zé)補(bǔ)償電器選擇部分，責(zé)短路電流計算部分，負(fù)責(zé)變壓器與架空線的選擇部分，責(zé)電力負(fù)荷計算以及畫圖部分，大家積極查詢相關(guān)資料，并且經(jīng)常聚在一起討論各個方案的可行性。在課程設(shè)計中只有一兩個人知道原理是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，必須讓每個人都知道，否則一個人的錯誤，就有可能導(dǎo)致整個工作失敗。團(tuán)結(jié)協(xié)作是我們成

18、功的一項非常重要的保證。而這次設(shè)計也正好鍛煉我們這一點(diǎn)，這也是非常寶貴的。 在這個過程中，我也曾經(jīng)因?yàn)殄e誤失落過，也曾經(jīng)因?yàn)樾∮谐煽兌鵁崆楦邼q。正如生活一樣，汗水預(yù)示著結(jié)果也見證著收獲。雖然這只是一次的極簡單的課程設(shè)計，可是平心而論，也耗費(fèi)了我們不少的心血，這才意識到老一輩對我們社會的付出，為了人們的生活更美好，他們?yōu)槲覀兩鐣冻龆嗌傩难。?通過這次課程設(shè)計，我感到：為完成這次課程設(shè)計我們確實(shí)很辛苦，但苦中仍有樂，和團(tuán)隊人員這十幾天的一起工作的日子，讓我們有說有笑，相互幫助，配合默契，多少人間歡樂在這里灑下，大學(xué)里一年的相處還趕不上這十來天的實(shí)習(xí)，我感覺我和同學(xué)們之間的距離更加近了。這個工程確實(shí)很累，但當(dāng)我們實(shí)驗(yàn)成功的時候，我們的心中就不免興奮，不免激動。以前種種艱辛這時就變成了最甜美的回憶！ 對我而言，知識上的收獲重要，精神上的豐收更加可喜。讓我知道了學(xué)無止境的道理。我們每一個人永