某紡織廠供配電系統(tǒng)設計(DOC25頁)

1、 某紡織廠供配電系統(tǒng)設計班 級： 15電氣二班 學 號： 姓 名： 2017年月日 可修改 歡迎下載 精品 Word目錄序、題目3一、各車間的負荷計算5二、供電電壓和初步方案確定7三、車間供電系統(tǒng)的設計9四、變電所主變壓器的選擇及主接線說明12五、短路電流的計算13六、設備的選擇與校驗18七丶導線的選擇22八、主接線圖及器件匯總23題目2某紡織廠供配電系統(tǒng)設計一.原始資料1.工廠負荷數(shù)據(jù)：工廠多數(shù)車間為2班制，年最大負荷利用小時數(shù)4600小時。工廠負荷統(tǒng)計資料見表1。設計需要考慮工廠5年發(fā)展規(guī)劃負荷（工廠負荷年增長率按2%）。表1：化纖廠負荷情況表序號車間及設備安裝容量(kW)需要系數(shù)1紡練車

2、間紡絲機2000.800.78筒絞機300.750.75烘干機850.751.02脫水機120.600.80通風機1800.700.75淋洗機60.750.78變頻機8400.800.70傳送機400.800.702原液車間照明10400.750.703酸站照明2600.650.704鍋爐房照明3200.750.755排毒車間照明1600.700.606其他車間照明2400.700.752.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

3、滿足本廠負荷的20%（重要負荷），平時不準投入，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/ kW·h。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：本廠地區(qū)海拔60m，底層以砂粘土為主，地下水位為2 m。二設計內(nèi)容1總降壓變電站設計（1）負荷計算（2）主結(jié)線設計：根據(jù)設計任務書，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

4、主變壓器及高壓開關(guān)等設備，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，設備價格、使用綜合投資指標），確定最優(yōu)方案。（3）短路電流計算：根據(jù)電氣設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）主要電氣設備選擇：主要電氣設備的選擇，包括斷路器、隔離開關(guān)、互感器、導線截面和型號、絕緣子等設備的選擇及校驗。選用設備型號、數(shù)量、匯成設備一覽表。2車間變電所設計根據(jù)車間負荷情況，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

5、最優(yōu)方案。三設計成果1設計說明書，包括全部設計內(nèi)容，負荷計算，短路計算及設備選擇要求列表；2電氣主接線圖（三號圖紙）；答疑地點：13-15周周五上午：9；00-11；00，下午：3:00-17；00，機電實驗大樓A226參考文獻：1、翁雙安主編，供配電工程設計指導M，機械工業(yè)出版社 2、劉介才，工廠供電設計指導M，機械工業(yè)出版社一、各車間的負荷計算1.紡練車間紡絲機： 筒絞機： 烘干機: 脫水機: 通風機: 淋洗機: 變頻機: 傳送機: 車間總計算負荷 對于車間負荷系數(shù)取K P=0.95 K q=0.972.原液車間照明： 總的計算負荷3.酸站照明: 總的計算負荷， 4.鍋爐房照明： 總的計算

6、負荷， 5.排毒車間照明： 總的計算負荷， 6.其他車間照明： 總的計算負荷， （注：最后一頁附表1為各車間計算負荷統(tǒng)計）對于全廠負荷系數(shù)，取K P=0.90 K q=0.95考慮5年的發(fā)展，年增長率按2%計算，全廠計算負荷二、供電電壓和初步方案確定電壓等級的確定工廠供電的電壓，主要取決于當?shù)仉娋W(wǎng)的供電等級，同時也要考慮工廠用電設備的電壓、容量和供電距離等因素。題目提供了三個電壓等級：110/38.5/11kV。由計算可知五年后工廠的最大功率為2486.7kW，且輸送距離為16km。查工廠供電表1-3可知，選用線路電壓35kV，輸送功率202210000kW,輸送距離在2050km。然后再從與

7、本廠相距5公里處的其他工廠引入10kV電纜做備用電源。供電方式的確定初步確定為兩種方案：（1）如果當?shù)仉娋W(wǎng)供電電壓為35kV，而廠區(qū)環(huán)境條件又允許采用35kV架空線和較經(jīng)濟的35kV電氣設備時，可考慮采用35kV作為高壓配電電壓深入工廠各車間負荷中心，并經(jīng)車間變電所直接降為低壓用電設備所需電壓。（2）設立一個主降壓變電，工作電源采用35kV，由變電所引入一回架空線路，備用電源采用 10kV電壓，由其他工廠引入一回架空線路。對于只有二級負荷而無一級負荷的變電所，可以只采用一臺變壓器，但必須另有備用電源，所以僅需一臺主變壓器即可，10kV側(cè)仍采用單母線分段的主接線，正常時由主變壓器供電，故障時由1

8、0kV備用電源供電。方案一優(yōu)點：供電電壓高，線路功率損耗少。電壓損失小，調(diào)壓問題容易解決。要求的功率因數(shù)值低，所需補償容量小，可減少投資。缺點：需要的廠區(qū)環(huán)境比較嚴格方案二優(yōu)點：方案既能滿足供電可靠性的要求，投資也相對較少；設立了總變電所，便于工廠供電系統(tǒng)的集中管理和調(diào)度缺點：設立總變電所，占地面積較多。且所需的主變壓器容量太大，可考慮用兩臺容量低的變壓器并列運行（注：技術(shù)發(fā)展，現(xiàn)在支持大容量的變壓器）選擇方案二正常時以35kV單回架空線路供電，由于工廠的計算負荷（以五年后計算），考慮設一臺變壓器，選取主變壓器容量為,型號為SL7-3150/35。其電壓比為,主要技術(shù)參數(shù)如下：,。正常運行時變

9、壓器的負荷率為：則主變壓器的有功功率為：無功功率為：工廠進線的計算負荷：功率因數(shù)不滿足要求，需要進行補償選用BWF10.5-100-1W的并聯(lián)電容進行補償，則所需的電容個數(shù)：，為保持三相平衡，n=12所以無功功率補償后的計算負荷：功率因數(shù)滿足要求35kV供電線路架空線截面積的選擇負荷電流A） 按經(jīng)濟電流密度選取導線本廠地區(qū)最高溫度為38度，最熱月平均最高氣溫為30度。環(huán)境溫度一般取當?shù)刈顭嵩缕骄罡邭鉁?，故選擇為30度。計算其經(jīng)濟截面：查工廠供電表5-3，年最大負荷利用小時數(shù)4600小時，jec=1.15A/mm2選取與其接近的標準截面面積，即LGJ-50型鋁絞線。B)校驗發(fā)熱條件，因此滿足發(fā)

10、熱條件C）校驗機械強度查工廠供電附錄表14，可知35KV架空鋼芯鋁絞線最小截面積,滿足機械強度。D） 校驗電壓損耗查工廠供電設計指導表8-3架空線路的檔距，城區(qū)35KV高壓線路為60100m。查工廠供電設計指導表8-4,架空線路導線間最小距離，采用懸式絕緣子的35KV線路，導線水平排列。導線間最小距離為1.5m。初步采用導線間距1.6m。aav=1.26×1.6=2m查工廠供電附錄表6，R0=0.68/km ，X0=0.39/km線路電壓損耗為滿足電壓損耗要求當工作電源出現(xiàn)故障時，采用10kV的備用電源，其容量滿足全部負荷的20%的需要，即，10kV供電線路電纜線截面積的選擇負荷電流

11、A）按經(jīng)濟電流密度選取導線本廠地區(qū)最高溫度為38度，最熱月平均最高氣溫為30度。環(huán)境溫度一般取當?shù)刈顭嵩缕骄罡邭鉁?，故選擇為30度。計算其經(jīng)濟截面：查工廠供電表5-3，年最大負荷利用小時數(shù)4600小時，jec=1.73A/mm2選取與其接近的標準截面面積，查工廠供電附錄表18，采用截面積為25mm2不滴流紙絕緣電力電纜，鋪設在空氣中。B）校驗發(fā)熱條件載流量較正系數(shù)為1.18，因此滿足發(fā)熱條件C）校驗電壓損耗查工廠供電附錄表6，R0=1.41/km ，X0=0.098/km線路電壓損耗為滿足電壓損耗要 三、車間供電系統(tǒng)的設計變配電所的選擇根據(jù)各車間計算負荷大小，決定設立3個車間變電所，各自供電

12、范圍如下：變電所：紡煉車間照明、鍋爐房照明。變電所：原液車間照明變電所：排毒車間照明、其他車間照明、酸站照明。變壓器的選擇（1） 變電所 紡煉車間照明、排毒車間照明取K P=0.90 K q=0.95所以必須進行補償選用BWF10.5-50-1W的并聯(lián)電容進行補償，則所需的電容個數(shù)：，為保持三相平衡，取n=9所以無功功率補償后的計算負荷：為保證供電的可靠性，選取兩臺變壓器，所以選取的變壓器容量應滿足：選取S9-1000/10型號的變壓器兩臺，變比為10/0.4kV，為Yyn0聯(lián)結(jié)方式,負荷率：有功功率損耗為：無功功率損耗為：變壓器一次側(cè)的計算負荷為：（2） 變電所 原液車間照明所以必須進行補償

13、選用BWF10.5-50-1W的并聯(lián)電容進行補償，則所需的電容個數(shù)：，為保持三相平衡，取n=6所以無功功率補償后的計算負荷：符合要求為保證供電的可靠性，選取兩臺變壓器，所以選取的變壓器容量應滿足：選取S9-630/10型號的變壓器兩臺，變比為10/0.4kV，為Yyn0聯(lián)結(jié)方式,負荷率：有功功率損耗為：無功功率損耗為：變壓器一次側(cè)的計算負荷為：（3）變電所 排毒車間照明、其他車間照明、酸站照明。取K P=0.90 K q=0.95所以必須進行補償選用BWF10.5-50-1W的并聯(lián)電容進行補償，則所需的電容個數(shù)：，為保持三相平衡，取n=3所以無功功率補償后的計算負荷：為保證供電的可靠性，選取兩

14、臺變壓器，所以選取的變壓器容量應滿足：選取S9-315/10型號的變壓器兩臺，變比為10/0.4kV，為Yyn0聯(lián)結(jié)方式,負荷率：有功功率損耗為：無功功率損耗為：變壓器一次側(cè)的計算負荷為：匯總到10kv母線側(cè)取K P=0.90 K q=0.95滿足要求四、變電所主變壓器的選擇及主接線說明主變壓器的選擇變電所主變壓器臺數(shù)的選擇應根據(jù)負荷大小，負荷對供電可靠性的要求、經(jīng)濟性及用電發(fā)展規(guī)劃等因素綜合考慮確定。變壓器的臺數(shù)越多，供電的可靠性就越高，但是設備投資大，運行費用高，因此，在滿足供電可靠的前提下，變壓器的臺數(shù)越少越好。在確定變壓器臺數(shù)時，還用適當考慮負荷的發(fā)展，留有一定的余地。本變電所為一回3

15、5kV工作電源進線，及一回10kV備用電源，僅需一臺主變壓器即可，主變壓器的容量選擇：，即主變壓器選擇SL7-3150/35型變壓器車間變電所變壓器的選取對有大量一、二級負荷的變電所，應滿足電力負荷對供電可靠性的要求，應采用兩臺變壓器。對只有二級負荷而沒有一級負荷的變電所，且能從鄰近車間變電所取得低壓備用電源時，可以采用一臺變壓器。對季節(jié)性負荷或晝夜負荷變化較大時，應使變壓器在經(jīng)濟運行狀態(tài)下運行，可用兩臺變壓器供電，以便再低谷時切除一臺變壓器。除上述情況外，車間變電所可采用一臺變壓器。但是，當集中負荷較大時，雖是三級負荷，也可以采用兩臺或者多臺變壓器。根據(jù)本廠的各車間負荷計算，得出各車間變電所

16、所需的變壓器臺數(shù)及其容量，如下表所示序號型號臺數(shù)主變壓器SL7-3150/351變電所S9-1000/102變電所S9-630/102變電所S9-315/102主接線說明本次設計根據(jù)前面的技術(shù)、經(jīng)濟比較選擇方案三：正常運行時采用35KV供，35KV供電系統(tǒng)故障或檢修時，采用10KV備用電源系統(tǒng)供電。10KV配電系統(tǒng)采用單線分段接線1）總降壓變電所設一臺主變壓器，型號為SL7-3150/35， 以35KV架空線從電力網(wǎng)中經(jīng)隔離開關(guān)引入作為工作電源。經(jīng)在變壓器的高壓側(cè)裝設一臺SW2-35/1000型真空斷路器，便于變電所的控制和檢修。 2）主變壓器低壓側(cè)SN-10-10/630經(jīng)真空斷路器再經(jīng)隔離

17、開關(guān)接在10KV I段母線上。10KV備用電源經(jīng)電纜線路引入經(jīng)SN-10-10/630型真空斷路器再經(jīng)隔離開關(guān)接在10KVII段母線上，I、II段之間設母聯(lián)斷路器，隔離開關(guān)。3）總降壓變電所的10KV側(cè)采用單母線分段接線，各車間的二級負荷都由兩段母線供電，提高了供電的可靠性。4）根據(jù)規(guī)定，10KV備用電源只有在35KV主電源停運及主變壓器故障或檢修時，才能投入使用。因此，在正常運行方式下，主變壓器兩側(cè)開關(guān)合上，10KV母線分段開關(guān)合上，備用電源開關(guān)斷開。在備用電源開關(guān)上裝設備用電源自動投入裝置（APD），當工作電源故障時，自動投入備用電源，保證一級負荷車間的正常供電。5）當主變壓器檢修時，只需

18、合上10KV備用電源進線開關(guān)就可以實現(xiàn)一級負荷車間的正常供電。 五、短路電流的計算工廠總降壓變母線短路電流（k-1點，k-2點）（1）確定標幺值基準：取，（2）計算短路電路中個主要元件的電抗標幺值2）電力系統(tǒng)電抗3） 架空線路 查工廠供電設計指導表8-36，得LGJ-50型的，又線路長為16m4）電力變壓器 查工廠供電設計指導表2-8，得，故繪制等效電路，如下圖所示 （3） 計算k-1點（37kV側(cè)）的短路電流總阻抗標幺值及三相短路電流和短路容量1）總阻抗標幺值2） 三相短路電流周期分量有效值3）其他短路電流4）三相短路容量（4）計算k-2點（10kV側(cè)）的短路電流總阻抗標幺值及三相短路電流和

19、短路容量1）總阻抗標幺值2）三相短路電流周期分量有效值3）其他短路電流4）三相短路容量工廠車間短路電流（k-3點，k-4點，k-5點）（1）確定標幺值基準：取，（2）計算短路電路中個主要元件的電抗標幺值1）電力系統(tǒng)電抗2）架空線路 查工廠供電設計指導表8-36，得LGJ-50型的，又線路長為16m3）電力變壓器（SL7-3150/35） 查工廠供電設計指導表2-8，得，故4）10kV廠內(nèi)架空線路電抗（給變電所、變電所、變電所供電）因這段架空線路很短，電抗可不計5）電力變壓器（S9-1000/10、S9-630/10、S9-315/10） 查工廠供電附表5，得4) ，故繪制等效電路，如下圖所示（

20、3）計算k-3點（變電所側(cè)）的短路電流總阻抗標幺值及三相短路電流和短路容量1）總阻抗標幺值3） 三相短路電流周期分量有效值3）其他短路電流4）三相短路容量（4）計算k-4點（變電所側(cè)）的短路電流總阻抗標幺值及三相短路電流和短路容量1）總阻抗標幺值4） 三相短路電流周期分量有效值3）其他短路電流4）三相短路容量（5）計算k-5點（變電所側(cè)）的短路電流總阻抗標幺值及三相短路電流和短路容量1）總阻抗標幺值5） 三相短路電流周期分量有效值3）其他短路電流4）三相短路容量備用電源母線短路電流（k-6）（1）確定標幺值基準：取，（2）計算短路電路中個主要元件的電抗標幺值1）電力系統(tǒng)電抗2）電纜線路 查工廠

21、供電設計指導表8-41，得，又線路長為5km繪制等效電路，如下圖所示 3）計算k-6點的短路電流總阻抗標幺值及三相短路電流和短路容量1）總阻抗標幺值6） 三相短路電流周期分量有效值3）其他短路電流4）三相短路容量以上結(jié)果綜合如下表 短路計算點三相短路電流/kA三相短路容量/MVAK-12.182.182.185.603.29140.8K-21.971.971.975.022.9734.1K-327.8627.8627.8651.2630.3719.3K-422.2122.2122.2140.8724.2115.38K-515.5515.5515.5528.6116.9510.78K-67.97

22、7.977.9720.3212.03144.9六、設備的選擇與校驗（一）高壓器件的選擇高壓斷路器的選擇1、按工作電壓選擇 設備的額定電壓UN.e不應小于所在線路的額定電壓UN，即UN.eUN。2、按工作電流選擇 設備的額定電流IN.e不應小于所在電路的計算電流I30，即IN.eI30。3、按斷流能力選擇 設備的額定開斷電流Ioc或斷流容量Soc不應小于設備封端瞬間的短路電流有效值Ik或短路容量Sk，即Ioc Ik或SocSk。4、按短路條件校驗 就是校驗電器和導體在短路時的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。高壓隔離開關(guān)的選擇1、按工作電壓選擇 設備的額定電壓UN.e不應小于所在線路的額定電壓UN，即UN.eUN

23、。2、按工作電流選擇 設備的額定電流IN.e不應小于所在電路的計算電流I30，即IN.eI30。3、按短路條件校驗 就是校驗電器和導體在短路時的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。（注查工廠供電設及查工廠供電設計指導，都未找到額定電壓35kV的高壓隔離開關(guān)，型號待定）主變35kV側(cè)主變35kV側(cè)的計算電流為安裝地點的電氣條件所選設備的技術(shù)參數(shù)項目數(shù)據(jù)項目SW2-35/1000353544.4710002.8416.55.64516.52×4=1089所以選擇高壓斷路器SW2-35/1000型，參數(shù)如下表主變10kV側(cè)主變10kV側(cè)的計算電流為所以選擇高壓斷路器SN-10-10/630型，隔離開關(guān)選取GN

24、19-10/400型，參數(shù)如下表安裝地點的電氣條件所選設備的技術(shù)參數(shù)項目數(shù)據(jù)項目SN-10-10/630GN19-10/400101010126.73004001.97165.024031.5162×4=102412.52×4=625備用電源10kV側(cè)備用電源10kV側(cè)的計算電流為所以選擇高壓斷路器SN-10-10/630型，隔離開關(guān)選取GN19-10/400型，參數(shù)如下表安裝地點的電氣條件所選設備的技術(shù)參數(shù)項目數(shù)據(jù)項目SN-10-10/630GN19-10/40010101031.93004007.971620.324031.5162×4=102412.52&#

25、215;4=625（二）低壓器件的選擇低壓斷路器的選擇一）低壓斷路器過電流脫扣器的選擇1、脫扣器額定電流IN.OR應不小于所在線路的計算電流I30，即IN.ORI30。2、瞬時和短延時過電流脫扣器動作電流Iop應躲過線路的尖峰電流Ipk，即IopKrelIpk。二）低壓斷路器電壓、電流規(guī)格的選擇與校驗1、斷路器的額定電壓UN.QF應不低于所在線路的額定電壓UN，即UN.QFUN。2、斷路器的額定電流IN.QF應不小于所在線路的額定電流IN，即IN.QFIN。3、斷路器斷流能力的校驗條件 對于DZ型，為IocIsh（3） 對于DW型，為IocIk（3）變電所選擇DW16-2022型號，脫扣器額定

26、電流2022A。單臺用電設備的尖峰電流Ipk=KstIN多臺用電設備的線路上的尖峰電流Ipk=I30+(Ist-IN)max(Ist-IN)max為用電設備中各臺設備啟動電流與額定電流之差的最大值，此處未知，故取IpkI30對于DW型斷路器，Krel可取1.35瞬時脫扣電流整定為Iop（0）=4800A> KrelIpk=1785A 滿足躲過尖峰電流的要求。低壓斷路器選擇DW16-2022型號，低壓刀開關(guān)選擇HD13-1500/31型刀開關(guān)，參數(shù)如下表安裝地點的電氣條件所選設備的技術(shù)參數(shù)項目數(shù)據(jù)項目DW16-2022HD13-1500/31380380380V1345.316001500

27、27.86501816.24800變電所選擇DW16-1000型號，脫扣器額定電流1000A。單臺用電設備的尖峰電流Ipk=KstIN多臺用電設備的線路上的尖峰電流Ipk=I30+(Ist-IN)max(Ist-IN)max為用電設備中各臺設備啟動電流與額定電流之差的最大值，此處未知，故取IpkI30對于DW型斷路器，Krel可取1.35瞬時脫扣電流整定為Iop（0）=3000A> KrelIpk=1350A 滿足躲過尖峰電流的要求。低壓斷路器選擇DW16-1000型號，低壓刀開關(guān)選擇HD13-1000/31型刀開關(guān)，參數(shù)如下表安裝地點的電氣條件所選設備的技術(shù)參數(shù)項目數(shù)據(jù)項目DW16-1

28、000HD13-1000/31380380380883.11000100022.215013503000變電所選擇DW16-630型號，脫扣器額定電流630A。單臺用電設備的尖峰電流Ipk=KstIN多臺用電設備的線路上的尖峰電流Ipk=I30+(Ist-IN)max(Ist-IN)max為用電設備中各臺設備啟動電流與額定電流之差的最大值，此處未知，故取IpkI30對于DW型斷路器，Krel可取1.35瞬時脫扣電流整定為Iop（0）=1890A> KrelIpk=632.9A 滿足躲過尖峰電流的要求。低壓斷路器選擇DW16-630型號，低壓刀開關(guān)選擇HD13-600/31型刀開關(guān)，參數(shù)如

29、下表安裝地點的電氣條件所選設備的技術(shù)參數(shù)項目數(shù)據(jù)項目DW16-630HD13-600/31380380380468.863060015.5550632.91890七丶導線的選擇10kV匯流母線B） 按經(jīng)濟電流密度選取導線本廠地區(qū)最高溫度為38度，最熱月平均最高氣溫為30度。環(huán)境溫度一般取當?shù)刈顭嵩缕骄罡邭鉁?，故選擇為30度。計算其經(jīng)濟截面：查工廠供電表5-3，年最大負荷利用小時數(shù)4600小時，jec=1.15A/mm2選取與其接近的標準截面面積，即LGJ-150型鋁絞線。B)校驗發(fā)熱條件，因此滿足發(fā)熱條件C）校驗機械強度查工廠供電附錄表14，可知10KV架空鋼芯鋁絞線最小截面積,滿足機械強度主變壓器10kV側(cè)出線與上面計算過程相同，也選擇LGJ-150型鋁絞線變電所：A）按發(fā)熱條件選擇導線查工廠供電附錄表16，LJ-16的所以初選LJ-16型鋁絞線。C） 校驗機械強度查工廠供電附錄表14，可知10KV架空鋁絞線最小截面積25mm2,不滿足機械強度，所以選擇LJ-25型鋁絞線C）校驗電壓損耗無匯流母線到10/0.4kv變壓器的距離，無法校驗變電所：A）按發(fā)熱條件選擇導線查工廠供電附錄表16，LJ-10的所以初選LJ-10型鋁絞線。D） 校驗機械強