某化纖廠供配電系統(tǒng)設(shè)計報告

1、某化纖廠供配電系統(tǒng)設(shè)計報告 專業(yè)班級： 自動化1104班 學(xué) 號： 0909112006 姓 名： 葉奎 指導(dǎo)老師： 前言電力行業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)工業(yè)，它的發(fā)展直接關(guān)系到國家經(jīng)濟建設(shè)的興衰成敗，它為現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科學(xué)技術(shù)和國防提供必不可少的動力。隨著現(xiàn)代文明的發(fā)展與進步，社會生產(chǎn)和生活對電能供應(yīng)的質(zhì)量和管理提出了越來越高的要求。工廠供電系統(tǒng)的核心部分是變電所。因此，設(shè)計和建造一個安全、經(jīng)濟的變電所，是極為重要的。電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動力，做好工廠供電設(shè)計對于發(fā)展工業(yè)生產(chǎn)、實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化，具有十分重要的意義。工廠供電系統(tǒng)首先要能滿足工廠生產(chǎn)和生活用電的需要，其次要確保安全，供電可靠，

2、技術(shù)先進和經(jīng)濟合理，并做好節(jié)能。 本次設(shè)計主要包括變電所總體分析、電力系統(tǒng)分析、主接線選擇、主變選擇、無功補償設(shè)備選擇、短路電流的計算、電氣設(shè)備的選擇、防雷設(shè)計、配電裝置和平面設(shè)置等。在主接線設(shè)計中，在10KV側(cè)我們把兩種接線方式在經(jīng)濟性、靈活性、可靠性三個方面進行比較，最后選擇10KV采用單母線分段接線方式，在10KV側(cè)采用單母分段接線方式。因此，必需合理設(shè)計變電所各個系統(tǒng)和運用先進的電氣設(shè)備，這對滿足變電所安全供電是極為重要的，而經(jīng)濟性就是要求電氣設(shè)備的初期投資與運行費用達到經(jīng)濟合理，只有滿足這幾項要求，才能使工廠生產(chǎn)不受影響 本設(shè)計根據(jù)化纖廠所能取得的供電電源和該廠用電負(fù)荷的實際情況，并

3、適當(dāng)考慮生產(chǎn)的發(fā)展，按工廠供電的基本要求，對各車間進行負(fù)荷計算和無功補償；確定出了各變電所的位置及各變電所變壓器臺數(shù)、數(shù)量和型式；計算了短路電流；選擇了各線路導(dǎo)線截面和變電所高低壓設(shè)備；配置了繼電保護裝置、防雷和接地裝置；繪出設(shè)計圖樣，完成了化纖廠的供配電系統(tǒng)設(shè)計。通過設(shè)計可以使我在分析計算，掌握工程設(shè)計的技術(shù)經(jīng)濟規(guī)定，查閱工具書等技能方面得以提高，為以后的工作打下良好的基礎(chǔ)。(關(guān)鍵詞:變壓器 變電所設(shè)計;負(fù)荷統(tǒng)計;短路電流計算;繼電保護的配置)目錄前言1第一章 工廠簡介及設(shè)計要求41.1、原始資料41.2、設(shè)計內(nèi)容51.3、要求設(shè)計成果5第二章 負(fù)荷計算及功率因素補償計算52.1、計算廠總降

4、壓變負(fù)荷52.2、各車間的負(fù)荷計算72.3、城北變電壓等級的確定13第三章 車間供電系統(tǒng)設(shè)計143.1、變電所所址的選擇143.2、車間變電所的確定153.3、變電所變壓器臺數(shù)的確定153.4、變壓器容量的確定163.5、線路截面選擇及線路損耗計算193.5.1.引自區(qū)域變電所的10KV線路193.5.2、引自其他廠的10KV電纜線路203.5.3、10KV線路母排截面計算213.5.4、變壓器高壓側(cè)線路截面計算213.5.5、變壓器低壓側(cè)線路及母排截面計算223.5.6、車間I線路截面計算223.5.7、2號車間線路截面計算233.5.8、3號車間線路截面計算23第四章 短路電流計算244.

5、1、計算短路電流的目的和任務(wù)254.2、限制短路電流的措施254.3、計算短路電流25第五章 繼電保護裝置315.1、繼電保護的任務(wù)315.2、變壓器保護315.2.1、瓦斯保護315.2.2、過電流保護325.2.3、電流速斷保護345.2.4、過負(fù)荷保護355.3、10KV線路保護36第六章 防雷與接地396.1、防雷保護設(shè)計396.2、接地裝置設(shè)計39第七章 電氣設(shè)備選擇417.1、電氣設(shè)備選擇的一般原則417.1.1、按工作環(huán)境及正常工作條件選擇電氣設(shè)備417.1.2、短路條件校驗設(shè)備的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定427.1.3、開關(guān)電器的斷流能力校驗427.2 高壓電氣設(shè)備的選擇437.2.1 高

6、壓電氣設(shè)備的選擇437.3 變電所一次設(shè)備的選擇校驗表457.3.1、10KV側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗457.3.2、 380側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗46結(jié)束語48參考文獻49第一章 工廠簡介及設(shè)計要求 某化纖廠供配電系統(tǒng)設(shè)計1.1、原始資料1.工廠負(fù)荷數(shù)據(jù)：工廠多數(shù)車間為2班制，年最大負(fù)荷利用小時數(shù)4600小時。工廠負(fù)荷統(tǒng)計資料見表1。設(shè)計需要考慮工廠5年發(fā)展規(guī)劃負(fù)荷（工廠負(fù)荷年增長率按2%）。表1：化纖廠負(fù)荷情況表序號車間（單位）名稱設(shè)備容量/kWKd計算負(fù)荷車間變電所代號變壓器臺數(shù)及容量/kVAP30/kWQ30/kvarS30/kVAI30/A1制條車間3400.80.800.75No.1車變

7、1 紡紗車間3400.80.800.75飲水站860.650.800.75鍛工車間370.20.651.17機修車間2960.30.501.73幼兒園12.80.60.601.33倉庫380.30.501.73小計（K=0.9）2織造車間5250.80.800.75No.2車變1 染整車間4900.80.800.75浴室、理發(fā)室50.81.00食堂400.750.800.75單身宿舍500.81.00小計（K=0.9）3鍋爐房1510.750.800.75No.3車變1 水泵房1180.750.800.75化驗室500.750.800.75油泵房280.750.800.75小計（K=0.9）2

8、.供電電源請況：按與供電局協(xié)議，本廠可由16公里處的城北變電所（110/38.5/11kV），90MVA變壓器供電，供電電壓可任選。另外，與本廠相距5公里處的其他工廠可以引入10kV電纜做備用電源，但容量只能滿足本廠負(fù)荷的20%（重要負(fù)荷），平時不準(zhǔn)投入，只在本廠主要電源故障或檢修時投入。3.電源的短路容量（城北變電所）：35kV母線的出線斷路器斷流容量為400MVA；10kV母線的出線斷路器斷流容量為350MVA。4.電費制度：按兩部制電費計算。變壓安裝容量每1kVA為18元/月，電費為0.5元/ kWh。5.氣象資料：本廠地區(qū)最高溫度為38度，最熱月平均最高氣溫為30度。6.地質(zhì)水文資料：

9、本廠地區(qū)海拔60m，底層以砂粘土為主，地下水位為2 m。1.2、設(shè)計內(nèi)容1總降壓變電站設(shè)計（1）負(fù)荷計算（2）主結(jié)線設(shè)計：根據(jù)設(shè)計任務(wù)書，分析原始資料與數(shù)據(jù)，列出技術(shù)上可能實現(xiàn)的多個方案，根據(jù)改方案初選主變壓器及高壓開關(guān)等設(shè)備，經(jīng)過概略分析比較，留下23個較優(yōu)方案，對較優(yōu)方案進行詳細計算和分析比較，（經(jīng)濟計算分析時，設(shè)備價格、使用綜合投資指標(biāo)），確定最優(yōu)方案。（3）短路電流計算：根據(jù)電氣設(shè)備選擇和繼電保護的需要，確定短路計算點，計算三相短路電流，計算結(jié)果列出匯總表。（4）主要電氣設(shè)備選擇：主要電氣設(shè)備的選擇，包括斷路器、隔離開關(guān)、互感器、導(dǎo)線截面和型號、絕緣子等設(shè)備的選擇及校驗。選用設(shè)備型號、

10、數(shù)量、匯成設(shè)備一覽表。（5）主要設(shè)備繼電保護設(shè)計：包括主變壓器、線路等元件的保護方式選擇和整定計算。（6）配電裝置設(shè)計：包括配電裝置布置型式的選擇、設(shè)備布置圖。（7）防雷、接地設(shè)計：包括直擊雷保護、進行波保護和接地網(wǎng)設(shè)計。2車間變電所設(shè)計根據(jù)車間負(fù)荷情況，選擇車間變壓器的臺數(shù)、容量，以及變電所位置的原則考慮。3 廠區(qū)380V配電系統(tǒng)設(shè)計根據(jù)所給資料，列出配電系統(tǒng)結(jié)線方案，經(jīng)過詳細計算和分析比較，確定最優(yōu)方案。1.3、要求設(shè)計成果1設(shè)計說明書，包括全部設(shè)計內(nèi)容，負(fù)荷計算，短路計算及設(shè)備選擇要求列表；2電氣主接線圖（三號圖紙）； 3繼電保護配置圖（三號圖紙）；第二章 負(fù)荷計算及功率因素補償計算2.

11、1、計算廠總降壓變負(fù)荷一.計算負(fù)荷概念供電系統(tǒng)要能夠在正常條件下可靠運行，則其中各個元件（包括電力變壓器、開關(guān)設(shè)備及導(dǎo)線、電纜等）都必須選擇得當(dāng)，除了應(yīng)滿足工作電壓和頻率的要求外，最重要的就是要滿足負(fù)荷電流的要求。因此有必要對供電系統(tǒng)中各個環(huán)節(jié)的電力負(fù)荷進行統(tǒng)計計算。通過負(fù)荷的統(tǒng)計計算求出的，來選擇供電系統(tǒng)中設(shè)備。 二.計算負(fù)荷目的計算負(fù)荷是供電設(shè)計計算的基本依據(jù)，計算負(fù)荷確定得是否正確合理，直接影響到電器和導(dǎo)線電纜的選擇是否經(jīng)濟合理。如計算負(fù)荷確定過大，將使電器和導(dǎo)線選得過大，造成投資和有色金屬的消耗浪費，如計算負(fù)荷確定過小又將使電器和導(dǎo)線電纜處子過早老化甚至燒毀，造成重大損失，由此可見正確

12、確定計算負(fù)荷重要性。三.計算負(fù)荷方法目前負(fù)荷計算常用需要系數(shù)法、二項式法、和利用系數(shù)法,前二種方法在國內(nèi)設(shè)計單位的使用最為普遍。此外還有一些尚未推廣的方法如單位產(chǎn)品耗電法、單位面積功率法、變值系數(shù)法和ABC法等. 常采用需用系數(shù)法計算用電設(shè)備組的負(fù)荷時，應(yīng)將性質(zhì)相同的用電設(shè)備劃作一組，并根據(jù)該組用電設(shè)備的類別，查出相應(yīng)的需用系數(shù)，然后按照表一給出的公式求出該組用電設(shè)備的計算負(fù)荷。此設(shè)計采用的是需用系數(shù)法來對電力負(fù)荷計算的。因為，需用系數(shù)是用設(shè)備功率乘以需用系數(shù)和同時系數(shù)，直接求出計算負(fù)荷。這種方法簡便，應(yīng)用廣泛，尤其適用于配、變電所的負(fù)荷計算。采用利用系數(shù)法求出最大負(fù)荷的平均負(fù)荷，再考慮設(shè)備臺

13、數(shù)和功率差異的影響，乘以與有效臺數(shù)有關(guān)的最大系數(shù)得出計算負(fù)荷，計算過程十分繁瑣。而單位面積功率法和單位指標(biāo)法主要多用于民用建筑；單位產(chǎn)品耗電量法主要適用于某些工業(yè)。需要系數(shù)法，是把用電設(shè)備的總設(shè)備容量乘以需要系數(shù)和同時系數(shù)，直接求出計算負(fù)荷的一種簡便方法。需要系數(shù)法主要用于工程初步設(shè)計及施工圖設(shè)計階段，對變電所母線、干線進行負(fù)荷計算。當(dāng)用電設(shè)備臺數(shù)較多，各種設(shè)備容量相差不懸殊時，其供電線路的負(fù)荷計算也采用需要技術(shù)法。需要技術(shù)時一個綜合性系數(shù)，它是指用電設(shè)備組投入運行時，從供電網(wǎng)絡(luò)實際取用的功率與用電設(shè)備組的設(shè)備功率之比。需要系數(shù)與用電設(shè)備組的運行規(guī)律、負(fù)荷率、運行效率、線路的供電效率等因數(shù)有關(guān)

14、，工程上很難準(zhǔn)確確定，只能靠測量確定。如果從供電形式的角度來講：負(fù)荷計算可以分為單相和三相用電設(shè)備的負(fù)荷計算兩種形式。從供電系統(tǒng)中所在的位置角度來講：負(fù)荷計算可分為一組用電設(shè)備、多組用電設(shè)備的負(fù)荷計算。但無論是那種形式，用需要系數(shù)法確定計算負(fù)荷都有如表2的通用公式：表2：公式表名稱公式備注用電設(shè)備組的容量設(shè)備的額定容量設(shè)備組的同時系數(shù)設(shè)備組的負(fù)荷系數(shù)設(shè)備組的平均效率配電線路的平均效率對應(yīng)用電設(shè)備組的正切值用電設(shè)備組的平均功率因數(shù)用電設(shè)備組的額定電壓以上參數(shù)由用電設(shè)備組計算負(fù)荷直接相加來計算時取。用電設(shè)備組有功計算負(fù)荷需要系數(shù) 無功計算負(fù)荷視在計算負(fù)荷計算電流有功負(fù)荷的同時系數(shù)無功負(fù)荷的同時系數(shù)

15、總的有功計算負(fù)荷總的無功計算負(fù)荷總的視在計算負(fù)荷2.2、各車間的負(fù)荷計算.各車間計算負(fù)荷和無功補償（需要系數(shù)法）1.車間1單臺機械負(fù)荷計算a.制條車間已知：，故：b.紡紗車間已知：，。故：c.飲水站已知：，。故：d.脫水機已知：,，。故：e.通風(fēng)機已知：，。故：f.淋洗機已知：，。故：g.變頻機已知：，。故：h.傳送機已知：，。故：紡練車間單臺機械負(fù)荷統(tǒng)計見表4。表4：紡練車間負(fù)荷統(tǒng)計列表序號車間設(shè)備名稱安裝容 計算負(fù)荷 1紡絲機2000.80.78160124.82筒絞機300.750.7522.516.883烘干機850.751.0263.7565.034脫水機120.60.87.25.7

16、65通風(fēng)機1800.70.7512694.56淋洗機60.750.784.53.517變頻機8400.80.7672470.48傳送機400.80.73222.4 9小計13931087.95803.282.車間計算負(fù)荷統(tǒng)計(計及同時系數(shù)）取同時系數(shù)：，3.其余各車間負(fù)荷計算a.原液車間已知：，。故：b.酸站照明已知：，。故：c.鍋爐房照明已知：，。故：d.排毒車間已知：，。故：e.其他車間已知：，。故：4.全廠計算負(fù)荷計算各車間計算負(fù)荷統(tǒng)計見表5。表5：各車間計算負(fù)荷統(tǒng)計列表序號車間設(shè)備名稱安裝容量 1紡練車間13931033.55 779.18 1294.352原液車間照明10407805

17、469523酸站照明260169118.3206.34鍋爐房照明3202401803005排毒車間照明16011267.2130.66其他車間照明2401681262105.考慮五年的發(fā)展，年增長率按2%計算，各車間計算負(fù)荷按下列公式計算： 計算各車間負(fù)荷五年發(fā)展表格見表6表6、考慮5年的發(fā)展后車間計算負(fù)荷序號車間設(shè)備名稱安裝容量 1紡練車間13931141.12 860.18 1429.072原液車間照明1040860.2602.8 1050.43酸站照明260186.6130.6 227.84鍋爐房照明320265198.7 331.25排毒車間照明160123.774.2 144.26其

18、他車間照明240185.5139.1 231.92.3、城北變電壓等級的確定輸電線路電壓等級的確定應(yīng)符合國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)電壓等級，選擇電壓等級時，應(yīng)根據(jù)輸送容量和輸電距離，以及接入電網(wǎng)的額定電壓的情況來確定，輸送容量應(yīng)該考慮變電所總負(fù)荷和五年發(fā)展規(guī)劃。一.電壓等級的確定電網(wǎng)電壓等級的確定，是與供電方式、供電負(fù)荷、供電距離等因素有關(guān)的。 有關(guān)資料提供了供電電壓與輸送容量的關(guān)系： 1.當(dāng)負(fù)荷為時，供電電壓易選，輸送距離在公里； 2.當(dāng)負(fù)荷為時，供電電壓易選，輸送距離在公里； 3.當(dāng)負(fù)荷為時，供電電壓易選，輸送距離在公里； 4.當(dāng)負(fù)荷為時，供電電壓易選，輸送距離在公里； 5.當(dāng)負(fù)荷為時，供電電壓易選，

19、輸送距離在公里； 6.當(dāng)負(fù)荷為以上時，供電電壓易選，輸送距離在公里以上。 但近年來，隨著電氣設(shè)備的進步及電力技術(shù)的發(fā)展，輸送容量及距離有了很大進步。二.本廠電壓等級的確定設(shè)計任務(wù)書提供了三個電壓等級：在要 考慮工廠5年發(fā)展規(guī)劃負(fù)荷（工廠負(fù)荷年增長率按），五年以后的最大功率為2979.49KVA并且輸送距離為16公里，因此我選用負(fù)荷為3000-5000KW，供電電壓易選10KV，輸送距離在5-15公里。第三章 車間供電系統(tǒng)設(shè)計3.1、變電所所址的選擇變電所所址的選擇是否合理,直接影響供配電系統(tǒng)的造價和運行。工廠變配電所所址的選擇,應(yīng)考慮以下原則:1.盡量靠近負(fù)荷中心,以便減少電壓損耗、電能損耗和

20、有色金屬消耗量。2.節(jié)約用電,不占或少占耕地及經(jīng)濟效益高的土地。3.與城鄉(xiāng)或工礦企業(yè)規(guī)劃相協(xié)調(diào),便于架空線路和電纜線路的引入和引出。4.交通運輸方便。5.盡量避開污染源或選擇在污染源的上風(fēng)側(cè)。6.應(yīng)考慮變電所與周圍環(huán)境、鄰近設(shè)施的相互影響。7.盡量不設(shè)在低洼積水場所及其下方。8.應(yīng)遠離易燃易爆等危險場所。3.2、車間變電所的確定根據(jù)各車間計算負(fù)荷大小，決定設(shè)立3個車間變電所，各自供電范圍如下：變電所：紡煉車間。變電所：原液車間。變電所：鍋爐房、排毒車間、酸站、其他車間。3.3、變電所變壓器臺數(shù)的確定一.確定原則1.對于大城市郊區(qū)的一次變電所在中低壓側(cè)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電所以裝設(shè)兩臺變壓器為

21、宜。2.對地區(qū)性孤立的一次變電所或大型工業(yè)專用變電所在設(shè)計時應(yīng)考慮裝設(shè)三臺變壓器。3.對于規(guī)劃只裝設(shè)兩臺變壓器的變電所，其變壓器基礎(chǔ)宜按大于變壓器容量的 12 級設(shè)計，以便負(fù)荷發(fā)展時，更換變壓器的容量。二.選擇變壓器臺數(shù)時,應(yīng)考慮以下因素:1.應(yīng)滿足用電負(fù)荷對供電的可靠性的要求，對供有大量一、二級負(fù)荷的變電所，宜采用兩臺變壓器，以便當(dāng)一臺變壓器發(fā)生故障或檢修時，另一臺能對一、二級負(fù)荷繼續(xù)供電。2.對于一級負(fù)荷的場所，鄰近又無備用電源聯(lián)絡(luò)線可接,或季節(jié)性負(fù)荷變化較大時,宜采用兩臺變壓器。3.是否裝設(shè)變壓器，應(yīng)視其負(fù)荷的大小和鄰近變電所的距離而定。當(dāng)負(fù)荷超過320KVA時，任何距離都應(yīng)裝設(shè)變壓器。

22、三.變電所選擇一臺或兩臺變壓器各有其優(yōu)點和缺點：1. 選用兩臺變壓器的變電所，當(dāng)一臺變壓器發(fā)生故障或檢修時，另一臺能對一、二級負(fù)荷繼續(xù)供電。當(dāng)負(fù)荷大時候，兩臺變壓器又可以配合運用。但是兩臺變壓器的投資比較大，一般小的變電所甚至承擔(dān)不起這樣的消耗,運行損耗也比較大，它工作時候兩個鐵心同時運行,這樣勢必增大了運行成本。2.選用一臺變壓器的變電所，當(dāng)變壓器發(fā)生故障或檢修時，那么將會出現(xiàn)全廠停電的嚴(yán)重情況，如果一級負(fù)荷遇到了停電情況,那么損失將會是無法估算的，因此一臺變壓器的供殿可靠性比較差，但是一臺變壓器的投資小、運行損耗小，因為太工作時只要一個鐵心在工作，這樣勢必減少了運行成本。3.綜上所述，選用

23、兩臺變壓器雖然它有一些缺點，但是它的優(yōu)點早已經(jīng)把這些缺點給掩蓋，優(yōu)點遠遠大于它的缺點，而選用一臺變壓器雖然它有一些優(yōu)點,但是它的弊端太明顯也很嚴(yán)重。 變電縮通常為了生產(chǎn)、生活、用電等的需要，都會選用兩臺變壓器，因為它的優(yōu)點太明顯了，而且非常的多。四本次畢業(yè)設(shè)計是設(shè)計對某化纖廠進行供電，根據(jù)全廠計算負(fù)荷，應(yīng)該用三臺變壓器供電。3.4、變壓器容量的確定一.變壓器容量選擇時應(yīng)遵循的原則1.只裝有一臺變壓器的變電所，變壓器的額定容量應(yīng)滿足全部用電設(shè)備計算負(fù)荷的需要。2.裝有兩臺變壓器的變電所，每臺變壓器的額定容量應(yīng)同時滿足以下兩個條件：a.任一臺變壓器單獨運行時，應(yīng)滿足全部一、二級負(fù)荷的需要；b.任一

24、臺變壓器單獨運行時，宜滿足全部用電容量設(shè)備的需要。3.變壓器正常運行時的負(fù)荷率應(yīng)控制在額定容量的為宜，以提高運行率。二.各車間變壓器臺數(shù)及容量選擇1.變電所I 變壓器及容量選擇a.變電所I的供電負(fù)荷統(tǒng)計。由表6有， b.變壓所I得的無功補償（提高功率因數(shù)到0.92以上）。無功補償試?。貉a償以后： c.變電所I的變壓器選擇。查工廠供電附表5：選擇變壓器型號S9-1250，額定容量為1250 KVA，一臺，Dyn11聯(lián)結(jié)。查表得出變壓器的各項參數(shù)：阻抗電壓 d.計算變壓器的功率損耗?？捎煤喕?jīng)驗公式：2.變壓所變壓器臺數(shù)及容量選擇a.變壓所的供電負(fù)荷統(tǒng)計。由表6，,b.變壓所的無功補償（提高功率因

25、數(shù)到0.92以上）。無功補償試?。貉a償以后：c.變電所的變壓器選擇。查工廠供電附表5：選擇變壓器型號S9-1000，額定容量為1000 KVA，一臺，Dyn11聯(lián)結(jié)。查表得出變壓器的各項參數(shù)：阻抗電壓 d.計算變壓器的功率損耗。可用簡化經(jīng)驗公式：3.變壓所變壓器臺數(shù)及容量選擇a.變壓所的供電負(fù)荷統(tǒng)計。由表6有， b.變壓所的無功補償（提高功率因數(shù)到0.92以上）。無功補償試?。貉a償以后： c.變電所的變壓器選擇。查工廠供電附表5：選擇變壓器型號S9-1000，額定容量為1000 KVA，一臺，Dyn11聯(lián)結(jié)。查表得出變壓器的各項參數(shù)：阻抗電壓 d.計算變壓器的功率損耗?？捎煤喕?jīng)驗公式：表7.

26、無功功率補償后各車間的計算負(fù)荷及變壓器損耗車間P（kw）Q（Kvar）S（KVA）（Kw）(Kvar)P+(Kw)Q+(Kvar)(KVA)（A）11141.12460.3123812.461.91153.5522.21266.273.12861.2362.8934.59.346.7870.5409.596255.53-6722.8306.37857.939.3730.7345.6808.346.7共計2754.71277.3同時系數(shù)0.950.97計算負(fù)荷261712392895.5補償150總計算負(fù)荷261710892834.5163.63.5、線路截面選擇及線路損耗計算3.5.1.引自區(qū)

27、域變電所的10KV線路按經(jīng)濟電流密度計算：由于任務(wù)書中給出的最大負(fù)荷利用小時數(shù)為小時，查表可得：架空線的經(jīng)濟電流密度 為。所以可得經(jīng)濟截面：可選用導(dǎo)線型號LGJ-185，其允許載流量為。相應(yīng)參數(shù)為，。在按發(fā)熱條件檢驗：由上式可知，所選導(dǎo)線符合長期發(fā)熱條件。線路長度為16km，其功率損耗：電壓損耗校驗：,合格。3.5.2、引自其他廠的10KV電纜線路引自其他廠的10kv電纜線路容量滿足全廠總負(fù)荷的20%：按經(jīng)濟電流密度計算：由于任務(wù)書中給出的最大負(fù)荷利用小時數(shù)為小時，查表可得：電纜的經(jīng)濟電流密度 為。所以可得經(jīng)濟截面： 可選用電纜型號VLV-10-(3*25+1*16)-DB，其允許載流量為。

28、相應(yīng)參數(shù)為，。a.按發(fā)熱條件檢驗：由上式可知，所選導(dǎo)線符合長期發(fā)熱條件。b.復(fù)核電壓降：線路長度為5km，電壓損耗校驗：,合格。3.5.3、10KV線路母排截面計算查工廠供電附錄表17，選單條平放，其允許載流量為。滿足,符合條件。3.5.4、變壓器高壓側(cè)線路截面計算由表7有，,選用電纜進線查工廠供電附錄表18，對變電所I選用，其允許載流量為90A73.1A,滿足條件；對變電所選用，其允許載流量為75A55.5A,滿足條件；對變壓所選用，其允許載流量為55A46.7A滿足條件。3.5.5、變壓器低壓側(cè)線路及母排截面計算查工廠供電附錄表17，車間I選用，單條豎放，其允許載流量為1955A1881A

29、,滿足條件;車間選用，單條平放，允許載流量為1427A1420A，滿足條件;車間選用，單條平放，允許載流量為1274A1193A，滿足條件。3.5.6、車間I線路截面計算計算車間各設(shè)備的實際工作電流由公式,得 表8、1號車間線路截面計算表車間設(shè)備額定功率(Kw)工作電流I（A）溫度矯正I（A）截面型號紡織機200357.5380.3BV-500-(3*185+1*95)-WS筒絞機3053.657.0BV-500-(3*10+1*6)-WS烘干機85151.9160.6BV-500-(3*50+1*25)-WS脫水機1221.422.8BV-500-(3*4+1*2.5)-WS通風(fēng)機18032

30、1.7341.5BV-500-(3*150+1*95)-WS淋洗機610.711.4BV-500-(3*1.5+1*1)-WS變頻機8401501.51597.3BV-500-(3*800+1*400)-WS傳送機4071.576.1BV-500-(3*16+1*10)-WS3.5.7、2號車間線路截面計算 表9、2號車間線路截面計算表車間設(shè)備額定功率(Kw)工作電流I（A）溫度矯正I（A）截面型號原液車間照明1115.6206.6219.8BLV-500-(3*95+1*50)-WS原液車間照明2115.6206.6219.8BLV-500-(3*95+1*50)-WS原液車間照明3115.

31、6206.6219.8BLV-500-(3*95+1*50)-WS原液車間照明4115.6206.6219.8BLV-500-(3*95+1*50)-WS原液車間照明5115.6206.6219.8BLV-500-(3*95+1*50)-WS原液車間照明6115.6206.6219.8BLV-500-(3*95+1*50)-WS原液車間照明7115.6206.6219.8BLV-500-(3*95+1*50)-WS原液車間照明8115.6206.6219.8BLV-500-(3*95+1*50)-WS原液車間照明9115.6206.6219.8BLV-500-(3*95+1*50)-WS3.5

32、.8、3號車間線路截面計算計算車間各設(shè)備的實際工作電流由公式,得 表10、3-6號車間線路截面計算表車間設(shè)備額定功率(Kw)工作電流I（A）溫度矯正I（A）截面型號酸站照明1130232.4246.8BLV-500-(3*95+1*50)-WS酸站照明2130232.4246.8BLV-500-(3*95+1*50)-WS鍋爐房照明1106.7190.7202.1BLV-500-(3*95+1*50)-WS鍋爐房照明2106.7190.7 202.1BLV-500-(3*95+1*50)-WS鍋爐房照明3106.7190.7 202.1BLV-500-(3*95+1*50)-WS排毒車間照明1

33、80143 152.1BLV-500-(3*70+1*35)-WS排毒車間照明280143 152.1BLV-500-(3*70+1*35)-WS其他車間照明1120214.5 227.7BLV-500-(3*95+1*50)-WS其他車間照明2120214.5 227.7BLV-500-(3*95+1*50)-WS第四章 短路電流計算 短路就是指不同電位的導(dǎo)電部分之間的低阻性短接。短路后，短路電流比正常電流大得多；在大電力系統(tǒng)中，短路電流可達幾萬安甚至幾十萬安。如此大的電流可對供電系統(tǒng)產(chǎn)生極大的危害。因此必須盡力設(shè)法消除可能引起短路的一切因素；同時需要進行短路電流的計算，以便正確的選擇電氣設(shè)

34、備，使設(shè)備具有足夠的動穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，以保證在發(fā)生可能有的最大電流時不致?lián)p壞。為了選擇切除短路故障的開關(guān)電器、整定短路保護的繼電保護裝置和選擇限制短路電流的元件等，也必須計算短路電流。4.1、計算短路電流的目的和任務(wù)a.選擇設(shè)備。b.選擇和整定繼電保護裝置。c.確定接線和運行方式。d.選擇限流電抗器。4.2、限制短路電流的措施當(dāng)電力網(wǎng)短路電流數(shù)值與系統(tǒng)運行和發(fā)展不適應(yīng)時，應(yīng)采取措施限制短路電流，一般可以從電力網(wǎng)結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)運行和設(shè)備等方面采取措施：a. 電力網(wǎng)結(jié)構(gòu)方面：在保持合理電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，及時發(fā)展高一級電壓、電網(wǎng)互聯(lián)或新建線路時注意減少網(wǎng)絡(luò)的緊密性，大容量發(fā)電廠盡量接入最高一級電壓電網(wǎng)

35、，合理選擇開閉所的位置及直流聯(lián)網(wǎng)等，要經(jīng)過全面技術(shù)經(jīng)濟比較后決定。b. 系統(tǒng)運行方面：高一級電壓電網(wǎng)形成后及時將低一級電壓電網(wǎng)分片運行、多母線分列運行和母線分段運行等。c.設(shè)備方面：結(jié)合電力網(wǎng)具體情況，可采用高阻抗變壓器、分裂電抗器等常用措施，在高壓電網(wǎng)必要時可采用LC諧振式或晶閘管控制式短路電流限制裝置。4.3、計算短路電流短路電流的計算見表11。表11:公式及參數(shù)列表參數(shù)名稱有名值標(biāo)幺值說明功率S一般取Sd=100MVA電壓U一般取Ud=Uev電流I電抗X=是以Sd為基準(zhǔn)容量的標(biāo)幺值變壓器電抗線路電抗為線路每公里電抗值電抗器電抗%為電抗器銘牌上數(shù)值系統(tǒng)等值電抗為某點短路容量，為該點的三相短

36、路電流電動機電抗為啟動電流倍數(shù)k-2k-1 G該工廠的供電系統(tǒng)圖如下：k-3k-4 (1)、確定基準(zhǔn)值取,(2) 、計算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)幺值1） 、電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值由任務(wù)書得，因此2) 、10KV架空線路的電抗標(biāo)幺值查表得：3）、電力變壓器的電抗標(biāo)幺值由附錄表5查得，因此繪短路等效電路如下圖，圖上標(biāo)出各元件的序號和電抗標(biāo)幺值，并標(biāo)明短路計算點。(3)、計算k-1點的短路電路總電抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量 1）、總電抗標(biāo)幺值 2)、三相短路電流周期分量有效值 3)、其他三相短路容量 4)、三相短路容量 (4) 、計算k-2點的短路電路總電抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量 1

37、）、總電抗標(biāo)幺值 2)、三相短路電流周期分量有效值 3)、其他三相短路容量 4)、三相短路容量 (5) 、計算k-3點的短路電路總電抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量 1）、總電抗標(biāo)幺值 2)、三相短路電流周期分量有效值 3)、其他三相短路容量 4）、三相短路容量 （6） k-4點的計算與k-3的計算一樣（7） 綜上有三相短路電流表12表12、三相短路電流表 短路計算點三相短路電流(KA)(MVA)K-11.021.021.022.61.5418.6K-215.415.415.428.316.810.7K-313.913.913.925.615.29.6K-413.913.913.925.615

38、.29.6第五章 繼電保護裝置5.1、繼電保護的任務(wù) 1.供電系統(tǒng)需迅速地切斷故障，并保護系統(tǒng)無故障部分繼續(xù)運行。 2.當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)非正常工作狀態(tài)時，要給值班人員發(fā)出信號，使值班人員及時進行處理，以免引起設(shè)備故障。5.2、變壓器保護根據(jù)規(guī)程規(guī)定400kVA變壓器應(yīng)設(shè)下列保護：1.瓦斯保護防御變壓器內(nèi)部短路和油面降低，輕瓦斯動作于信號，重瓦斯動作于跳閘。2.電流速斷保護防御變壓器線圈和引出線的多相短路，動作于跳閘。3.過電流保護防御外部相同短路并作為瓦斯保護及電流速斷保護的后備保護，動作于跳閘。4.過負(fù)荷保護防御變壓器本身的對稱過負(fù)荷及外部短路引起的過載。5.2.1、瓦斯保護 瓦斯保護又稱氣體繼電

39、保護，是保護油浸式電力變壓器內(nèi)部故障的一種基本的相當(dāng)靈敏的保護裝置。按GB 50062-1992規(guī)定，800KVA及以上的油浸式變壓器和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。其工作原理：當(dāng)變壓器漏油造成油面過低，或發(fā)生輕微故障產(chǎn)生少量氣體使油面下降，致使瓦斯繼電器有一對觸點接通，發(fā)出輕瓦斯警報信號。當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障時，電弧電流使變壓器油強烈氣化，體積驟然膨脹，在瓦斯繼電器內(nèi)形成沖擊的油流，使另一對觸點接通，并發(fā)出重瓦斯跳閘的信號和命令。油浸式電力變壓器瓦斯保護的接線如下圖所示：5.2.2、過電流保護防御外部相同短路并作為瓦斯保護及電流速斷保護的后備保護，動作于跳閘。

40、總降壓變電所內(nèi)的變壓器，一般裝設(shè)過電流保護，如過電流的保護動作時限超過0.5秒時，還需增設(shè)電流速斷保護，保護裝置設(shè)在變壓器的電源側(cè)，它既能反應(yīng)外部故障，還可作為變壓器內(nèi)部故障的后備保護。變壓器的過電流保護動作電流的整定原則與線路過電流保護相同，按躲過變壓器一次側(cè)可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流來整定。過電流保護的整定計算一般包括動作電流的計算，動作時限的整定和靈敏度的校驗。（1） 、過電流保護裝置動作電流計算 過電流保護的最小起動電流必須按兩個條件整定：一是必須躲過正常工作的最大負(fù)荷電流，二是躲過外部故障切斷后各電動機的自起動電流。過電流保護裝置的一次側(cè)起動電流可按下式計算：對于DL型電流繼電器，可靠系

41、數(shù)=1.2，接線系數(shù)=1，最大負(fù)荷電流=(1.5-3),返回系數(shù)=0.8表13、過電流保護的動作電流整定計算變壓器(A)（A)一號車間2073.18.216.4二號車間2055.56.212.5三到六號車間2046.75.310.5(2)、過電流保護的動作時限 選擇線路過電流保護的動作時限，應(yīng)從距離電源最遠的保護裝置（末級）開始，越靠近電源，動作時限越長。如末級保護裝置的動作時間為t,則與之相鄰的保護裝置動作時間為，為一個時限階段，一般DL型繼電器取0.50.6秒；GL型取0.7秒。5.2.3、電流速斷保護過電流保護的動作時限大于0.5秒時，為使故障變壓器能迅速的從系統(tǒng)中切除，還需裝設(shè)電流速斷

42、保護。變壓器的速斷保護設(shè)在電源側(cè)，通常采用兩相不完全星形接線，整定其動作電流應(yīng)躲開系統(tǒng)最大運行方式時變壓器二次側(cè)母線短路時最大短路電流。電流速斷保護的動作電流整定計算公式為 對于DL型電流繼電器， 可靠系數(shù)=1.2， 接線系數(shù)=1，表14、電流速斷保護的動作電流整定計算變壓器(KA)（KA)一號車間2015.40.9二號車間2013.90.8三到六號車間2013.90.85.2.4、過負(fù)荷保護變壓器正常運行時的過載情況，設(shè)置過負(fù)荷保護。一般只動作于信號。因變壓器的過負(fù)荷電流多為三相對稱，所以過負(fù)荷保護只需在一相裝設(shè)電流繼電器，為防止在大電機起動等短時沖擊電流或外部短路故障時發(fā)出不必要的信號，過

43、負(fù)荷保護的動作時限整定為10-15秒，其動作電流整定值要躲過變壓器額定一次電流,即其整定計算公式為表15、過負(fù)荷保護的動作電流整定計算變壓器(A)（A)一號車間2072.24.34.7二號車間2057.73.53.8三到六號車間2057.73.53.8下圖為變壓器定時限過電流保護電流速斷保護和過負(fù)荷保護的綜合電路圖：5.3、10KV線路保護對于366KV電力線路，應(yīng)裝設(shè)相間短路保護、單相接地保護和過負(fù)荷保護。（1) 相間短路保護，主要采用帶時限的過電流保護和瞬時動作的電流速斷保護，動作于跳閘；（2）單相接地保護有兩種形式：絕緣監(jiān)視裝置，動作于信號；有選擇性的單相接地保護，動作于信號；（3）過負(fù)

44、荷的電纜線路，應(yīng)裝設(shè)過負(fù)荷保護，動作于信號。 各個保護的具體整定計算如下：（1） 、過電流保護 1）動作電流整定 采用三個電流互感器接成全星形接線方式，以提高保護動作靈敏度，繼電器采用DL-11型保護動作電流按躲過變壓器一次側(cè)可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流來整定，即：可靠系數(shù)=1.2，接線系數(shù)=1，最大負(fù)荷電流=(1.5-3),返回系數(shù)=0.8表16、過電流保護的動作電流整定計算(A)（A)10KV線路100163.63.77.4 2）過電流保護的動作時限 過電流保護的動作時限，應(yīng)按“階梯原則”進行整定，以保證前后兩級保護裝置動作的選擇性，也就是前一級保護的動作時間，應(yīng)比后一級保護中最長的動作時間大一

45、個時間級差，即對于定時限過電流保護，可取定時限過電流保護的動作時限，利用時間繼電器（DS型）來整定。（2） 、電流速斷保護 整定公式： 對于DL型電流繼電器， 可靠系數(shù)=1.2， 接線系數(shù)=1，表17、過電流保護的動作電流整定計算(KA)（A)10KV線路1001.0212.2（3） 、過負(fù)荷保護 其整定計算公式為 表18、過負(fù)荷保護的動作電流整定計算(A)（A)10KV線路100163.622.1電力線路過負(fù)荷保護的動作時間一般為10-15秒。（4） 、單相接地保護動作電流的整定公式：可靠系數(shù)=1.52為單相接地電流表19、單相接地保護的動作電流整定計算(A)（A)10KV線路1005.50

46、.080.11第六章 防雷與接地6.1、防雷保護設(shè)計避雷器是用來防止雷電產(chǎn)生的過電壓沿線路侵入變配電所或其他建筑內(nèi)，以免危及被保護設(shè)備的絕緣。避雷器應(yīng)與被保護設(shè)備并聯(lián)，裝在被保護設(shè)備的電源側(cè)，避雷器的放電電壓低于被保護設(shè)備絕緣的耐壓值。本設(shè)計各處變壓器和母線的防雷裝置可如以下設(shè)計。1）對于10kV母線處、饋線引入的過電壓和10kV變壓器低壓出口處，主要選用型號FS-10閥式避雷器。2）10kV及以下設(shè)備的絕緣水平低，所避雷針不得裝設(shè)在配電設(shè)備的構(gòu)架上，且為防反擊要求避雷針與配電裝置導(dǎo)電部分的空氣距離不得少于5米。6.2、接地裝置設(shè)計接地要求：本變電所的公共接地裝置的接地電阻應(yīng)該滿足以下條件：

47、（7.1）（7.2）（7.3）式中電網(wǎng)額定電壓，單位km。 電網(wǎng)中架空線路總長度，單位km。 電網(wǎng)中電纜線路總長度，單位km。因此公共接地裝置電阻應(yīng)滿足。接地裝置的設(shè)計：采用長2.5m、50mm的鍍鋅鋼管數(shù)，初選16根，沿變電所三面均勻布置，管距5m，垂直打入地下，管頂離地面0.6m。管間用40mm4mm的鍍鋅扁鋼焊接相連。變壓器室有兩條接地干線、高低壓配電室各有一條接地干線與室外公共接地裝置焊接相連。接地干線采用25mm4mm的鍍鋅扁鋼。接地電阻驗算：滿足要求。第七章 電氣設(shè)備選擇7.1、電氣設(shè)備選擇的一般原則7.1.1、按工作環(huán)境及正常工作條件選擇電氣設(shè)備 1）溫度和濕度 一般高壓電氣設(shè)備

48、可在環(huán)境溫度30 +40 C的范圍內(nèi)長期正常運行。當(dāng)使用環(huán)境溫度低于30C時，應(yīng)選用適合高寒地區(qū)的產(chǎn)品；若使用環(huán)境溫度超過+40C時，應(yīng)選用型號帶“TA字樣的干熱帶型產(chǎn)品。 一般高壓電氣設(shè)備可在溫度為 +20C ，相對濕度為 90%的環(huán)境下長期正常運行。當(dāng)環(huán)境的相對濕度超過標(biāo)準(zhǔn)時，應(yīng)選用型號帶有“TH”字樣的濕度熱帶型產(chǎn)品。 2）污染環(huán)境 安裝在污染嚴(yán)重，有腐蝕性物質(zhì)、煙氣、粉塵等惡劣環(huán)境中的電氣設(shè)備，應(yīng)選用防污型產(chǎn)品或?qū)⒃O(shè)備布置在室內(nèi)。 3）海拔高度 一般電氣設(shè)備的使用條件為不超過1000m。當(dāng)用在高原地區(qū)時，由于氣壓較底，設(shè)備的外絕緣水平將相應(yīng)下降。因此，設(shè)備應(yīng)選用高原型產(chǎn)品或外絕緣提高一

49、線的產(chǎn)品。現(xiàn)行電壓等級為110kV及以下的設(shè)備，其外絕緣都有一定的裕度，實際上均可使用在海拔不超過2000m的地區(qū)。 4）安裝地點 配電裝置為室內(nèi)布置時，設(shè)備應(yīng)選戶內(nèi)式；配電裝置為室外布置時，設(shè)備則選戶外式。此外，還應(yīng)考慮地形、地質(zhì)條件以及地震影響等。5）按正常工作電壓選擇設(shè)備額定電壓 所選電氣設(shè)備的最高允許電壓，必須高于或等于所在電網(wǎng)的最高運行電壓。 設(shè)備允許長期承受的最高工作電壓，廠家一般規(guī)定為相應(yīng)電網(wǎng)額定電壓的1.11.15倍，而電網(wǎng)實際的最高工作電壓也在此范圍，故選擇時只要滿足下式即可： UN UNS；式中UNS 設(shè)備所在電網(wǎng)的額定電壓；UN 為設(shè)備的額定電壓。 6）按工作電流選擇設(shè)備額定電流