畢業(yè)設計（論文）35KV降壓變電所繼電保護的設計

1、 35kv35kv 降壓變電所繼電保護的設計降壓變電所繼電保護的設計 學生姓名學生姓名 院系名稱院系名稱工學院工學院 專業(yè)名稱專業(yè)名稱電氣工程及其自動化電氣工程及其自動化 班班 級級20072007 級級 學學 號號 指導教師指導教師 完成時間完成時間20112011 年年 0505 月月 1515 日日 i 35kv 降壓變電所繼電保護的設計 學生： 指導老師： 內(nèi)容摘要： 本設計根據(jù)設計的原始資料及參考書籍，作出了 35kv 降壓變電站繼電保 護設計。設計說明書內(nèi)容共分為七章，包括負荷計算，功率補償與變壓器，高 壓電器選擇，短路電流計算，繼電保護和防雷措施等。改設計以實際負荷為依 據(jù)，變電

2、所的最佳運行為基礎，按照有關規(guī)定和規(guī)范，完成了滿足改要求的 35kv 降壓變電所繼電保護設計。 變電所電力系統(tǒng)中對電能的電壓和電流進行變換、集中和分配的場所。為 保證電能的質量以及設備的安全，在變電所中還需進行電壓調(diào)整、潮流控制以 及輸配電線路和主要電工設備的保護。 繼電保護對我國電力系統(tǒng)的安全運行,起著不可替代的作用,在我國經(jīng)濟持 續(xù)發(fā)展,對電力要求不斷增大的情況下,要做好繼電保護工作,就要從各方面對繼 電保護的基本任務和意義,以及起保護作用的繼電保護裝置有深刻的了解,并要 及時掌握未來技術發(fā)展的方向。 關鍵詞： 35kv35kv 變電所 繼電保護 the design of 35kv st

3、ep-down substation relay protection abstract : the design according to the design of the original data and reference books, made a 35kv step-down substation relay protection design. design specification is divided into seven chapters, including load calculations, power compensation and transformers,

4、 high voltage electric appliance choice, short- circuit current calculations, relay protection and lightning protection measures. change the design based on actual load, substation based on the best run in accordance with relevant regulations and norms, and completed the requirements to meet the cha

5、nge 35kv step-down substation relay protection design. substation power system voltage and current of electrical energy to transform, focus and allocation of places. to ensure the quality of electricity and equipment safety, the need for the substation voltage regulation, power flow control, and the

6、 main electrical transmission and distribution lines and equipment protection. protection of the safe operation of power system, plays an irreplaceable role in chinas sustained economic development, increasing the power requirements of the case, to do protection work, we should all aspects of the re

7、lay protection of the basic tasks and significance, and the protective relay ii device has a deep understanding of, and to grasp the future direction of technology development. key words: 35kv substation relay protection 目錄目錄 1設計原始資料 .1 1.1某 35kv 變電所主要供電用戶基礎資料.1 1.2水文資料.1 1.3電氣工程技術指標及各材料供應情況.1 1.4工廠

8、與供電部門達成的“供電協(xié)議”內(nèi)容：.1 2負荷計算及功率補償 .2 2.1 鑄鋼車間的計算負荷 .3 2.1.1 補償前應選變壓器容量及功率因素值.3 2.1.2 無功補償容量.3 2.1.3 補償后的變壓器容量和功率因數(shù).3 2.2 下料車間的計算負荷 .4 2.2.1 補償前應選變壓器容量及功率因素值.4 2.2.2 無功補償容量.4 2.2.3 補償后的變壓器容量和功率因數(shù).5 2.3 鑄鐵車間的計算負荷 .5 2.3.1 補償前應選變壓器容量及功率因素值.5 2.3.2 無功補償容量.6 2.3.3 補償后的變壓器容量和功率因數(shù).6 2.4 鐵鑄車間的計算負荷 .6 2.4.1 補償前

9、應選變壓器容量及功率因素值.6 2.4.2 無功補償容量.7 2.4.3 補償后的變壓器容量和功率因數(shù).7 2.5 工具車間的計算負荷 .7 2.5.1 補償前應選變壓器容量及功率因素值.8 2.5.2 無功補償容量.8 2.5.3 補償后的變壓器容量和功率因數(shù).8 2.6 鍛壓車間的計算負荷 .9 2.6.1 補償前應選變壓器容量及功率因素值.9 2.6.2 無功補償容量.9 2.6.3 補償后的變壓器容量和功率因數(shù).9 2.7 鍋爐房的計算負荷 .10 2.7.1 補償前應選變壓器容量及功率因素值.10 2.7.2 無功補償容量.10 2.7.3 補償后的變壓器容量和功率因數(shù).11 2.8

10、 空壓機站的計算負荷 .11 2.8.1 補償前應選變壓器容量及功率因素值.11 2.8.2 無功補償容量.12 iii 2.8.3 補償后的變壓器容量和功率因數(shù).12 2.9 機修車間的計算負荷 .12 2.9.1 補償前應選變壓器容量及功率因素值.12 2.9.2 無功補償容量.13 2.9.3 補償后的變壓器容量和功率因數(shù).13 2.10 化工廠的計算負荷 .13 2.10.1 補償前應選變壓器容量及功率因素值.14 2.10.2 無功補償容量.14 2.10.3 補償后的變壓器容量和功率因數(shù).14 2.11 全廠總計算負荷 .15 2.12 估算總降變壓器功率損耗 .15 3工廠供電系

11、統(tǒng) .16 3.1 廠區(qū)配電電壓選擇 .16 3.2 導線的選擇 .16 3.2.1 架空線的選擇.16 3.2.2 選擇電纜.17 3.3 總電壓變電所所址的選擇 .18 3.4 主變壓器臺數(shù)和容量的選擇 .18 3.5 變壓器主要運行方式確定 .19 3.6 主接線的選擇 .20 3.7 低壓側接線方式的確定 .21 4短路電流計算 .22 4.1 短路電流計算的目的及方法 .22 4.2 最小運行方式 .22 4.3 最大運行方式 .24 4.4 短路電流計算結果 .26 5高壓電器的選擇 .27 5.1 35kv 高壓開關柜的選擇.27 5.2 高壓斷路器的選擇 .27 5.3 高壓隔

12、離開關的選擇 .28 5.4 高壓負荷開關的選擇 .29 5.5 高壓熔斷器的選擇 .30 5.6 互感器的選擇 .32 5.6.1 電壓互感器 .32 5.6.2 電流互感器 .33 6繼電保護設計 .33 6.1 電力變壓器的繼電保護 .33 6.1.1 單相短路.34 6.1.2 過電流保護.34 6.1.3 電流速斷保護.35 6.1.4 差動保護.35 6.1.5 過負荷保護.35 6.1.6 瓦斯保護.36 iv 6.2 低壓側配電保護 .36 6.3 高壓線路的繼電保護 .36 6.3.1 電流速斷保護.36 6.3.2 限時電流速斷保護 .37 6.3.3 定時限過電流保護 .

13、38 6.3.4 過負荷保護 .38 7變電所的防雷、接地與電氣安全 .39 7.1 避雷針 .39 7.2 避雷線 .39 7.3 避雷器 .39 7.4 安全保護接地 .40 7.5 電氣安全 .40 附 錄.41 參考文獻.42 致謝.43 1 1 設計原始資料 1.1 某 35kv 變電所主要供電用戶基礎資料 1工廠情況及擴建計劃 工廠三班工作制。由于工廠受環(huán)境限制，有增加 30% 負荷擴建可能。 2工廠負荷性質 工廠電力負荷情況分析：鑄鐵車間為一級負荷、化工廠（轉供）為二級 負荷，鍋爐房、鑄鐵車間、空壓機站、熱處理車間為二級負荷，其余車 間為三級負荷；住宅區(qū)為 3 級負荷。工廠晝夜負

14、荷變化較大。 1.2 水文資料 1廠區(qū)砂質粘土，土壤允許承載能力為 20 噸/米 2。中等含水量時，實得 土壤電阻率為 0.8104/cm。 2地下水位 3.55m。 3最熱月平均溫度為 23，極端溫度為 38，極最低溫度為-26.5。 4本地區(qū)年雷暴日數(shù)為 36.5 天。 5最熱日地下 0.8m 處，土壤平均溫度為 19.5，冬季冷卻凍結深度為 1.2m。 6本地區(qū)夏季主導風向為西南風，最大風速為 15m/s。 1.3 電氣工程技術指標及各材料供應情況 由于本地區(qū)的電力供應的特定條件，供電部門要求本廠從東北方向 45km 的地區(qū)變電所用 35kv 的兩回線路向本廠供電。該電源短路電抗 電源出

15、口過電流保護時間最大為 2.0s。21 . 0 )*3( max. k x 1.4 工廠與供電部門達成的“供電協(xié)議”內(nèi)容： 1在本廠總變電所高壓側計量。 2 2功率因數(shù)0.92。 3對本廠（按大型工業(yè)用電企業(yè)基本電費）按最大需要量收取為 25.00 元/kw.月,表計電價（或電度電價）為 0.525 元/kw.h。大工業(yè)電 價適用范圍：凡以電為原動力，或以電冶煉、烘熔、熔焊、電解、電化 的一切工業(yè)生產(chǎn)，受電變壓器容量在 315kva 及以上者，均執(zhí)行大工業(yè) 電價。大工業(yè)電價均實行二部制電價，即按電表抄見電度計算的電度電 費和按變變壓器容量（或最大需量）計算的基本電費。 表 1 參考負荷表 設備

16、容量 pe（kw） 需用系數(shù) （kd） 功率因數(shù) （cos） 照明容量 （kw） 總降到車 間長度 （m） 鑄鋼車間 9400.40.657600 下料車間 4000.300.653800 鑄鐵車間 6000.40.761000 鑄鐵車間 9000.350.751500 工具車間 3500.30.656800 鍛壓車間 13000.30.661200 鍋爐房 3000.750.83600 空壓機站 3000.850.81900 機修車間 2500.250.655600 化工廠 24000.830.91365000 2 負荷計算及功率補償 負荷計算是確定供電系統(tǒng)選擇變壓器容量、電氣設備、導線截面

17、和儀表量 程的依據(jù)，也是整定繼電保護的重要依據(jù)。計算負荷確定得是否正確，直接影 響到電器和導線是否經(jīng)濟合理。如計算負荷確定過大將使電器和導線截面選擇 過大，造成投資和有色金屬的浪費；如計算負荷確定過小，又將使電器和導線 運行時增加電能損耗，并產(chǎn)生過熱，引起絕緣過早老化，甚至燒毀，以致發(fā)生 類 別 數(shù) 據(jù) 車 間 3 事故，同樣給造成經(jīng)濟損失。為此，正確進行負荷計算是供電設計的前提，也 是實現(xiàn)供電系統(tǒng)安全、經(jīng)濟運行的必要手段。 無功補償，在電子供電系統(tǒng)中起提高電網(wǎng)的功率因數(shù)的作用，降低供電變 壓器及輸送線路的損耗，提高供電效率，改善供電環(huán)境。所以無功功率補償裝 置在電力供電系統(tǒng)中處在一個不可缺少

18、的非常重要的位置。合理的選擇補償裝 置，可以做到最大限度的減少網(wǎng)絡的損耗，使電網(wǎng)質量提高。反之，如選擇或 使用不當，可能造成供電系統(tǒng)，電壓波動，諧波增大等諸多因素?？紤]用電設 備的經(jīng)濟性，本設計中應選擇用并聯(lián)電容器的方式進行分組補償。它具有投資 少、占位小、安裝容易、配置靈活、維護簡單、事故率低等優(yōu)點。 2.1 鑄鋼車間的計算負荷 由設計任務書可知鑄鋼車間的設備容量，照明容量為，查wkpe 940kw7 工廠供電附錄表 1 可得需要系數(shù)分別為 0.3、0.9。 2.1.1 補償前應選變壓器容量及功率因素值 1. 低壓側電力： kwpekdp2829403 . 0 230 var 3 . 324

19、15 . 1 282tan 230230 kpq 2. 低壓側照明： kw3 . 679 . 0p 230 3. 低壓側的視在計算負荷： 故未進行無功補償時，變壓器容量應選為。kva400 4. 低壓側的功率因素： 66 . 0 92.433/3 . 6282/cos 2302302302 spp 2.1.2 無功補償容量 230230 ppqc c qvar65.27997 . 0 3 . 6282k 取var270kqc 選擇電容器 bcmj0.4-30-3,此電容器單個容量為 30kvar，故電容器需要個 數(shù)。930/270/ c qqcn akvqpps 92.433 3 . 324)

20、 3 . 6282()( 22 2 230 2 230230230 4 2.1.3 補償后的變壓器容量和功率因數(shù) 1. 低壓側的視在計算負荷： 故變壓器容量可選。vak 315 2. 變壓器的功率損耗： kwspt38 . 4 74.291015 . 0 015 . 0 230 var50.1774.29106 . 0 06 . 0 230 ksqt 3. 高壓側的計算負荷： kwpppp t 68.29238 . 4 3 . 6282 230230130 var 9 . 7150.17270 3 . 324 230130 kqqcqq t akvqps 38.301 9 . 7168.292

21、 22 130 2 130 2 130 4. 高壓側的功率因素： 滿足要求 97 . 0 38.301/68.292/cos 130130 sp 2.2 下料車間的計算負荷 由表 1 可知下料車間的設備容量，照明容量為，查工廠kwpe400kw3 供電附錄表 1 可得需要系數(shù)分別為 0.3、0.9。 2.2.1 補償前應選變壓器容量及功率因素值 1. 低壓側電力： kwpekdp1204003 . 0 230 var 4 . 12202 . 1 120tan 230230 kpq 2. 低壓側照明： kw7 . 239 . 0p 230 3. 低壓側的視在計算負荷： 故未進行無功補償時，變壓器

22、容量應選為。vak 175 低壓側的功率因素： 71. 087.251/7 . 2175s/ppcos 2302302302 akvqcqpps 74.291)65.279 3 . 324() 3 . 6282()( 22 2 230 2 230230230 akvqpps 31.173 4 . 122)7 . 2120()( 22 2 230 2 230230230 5 2.2.2 無功補償容量 230230 ppqc c qvark28.11766 . 0 7 . 2175 取vark120qc 選擇電容器 bcmj0.4-30-3,此電容器單個容量為 30kvar，故電容器需要個 數(shù)。

23、430/120q/qcn c 2.2.3 補償后的變壓器容量和功率因數(shù) 1低壓側的視在計算負荷： 故變壓器容量可選。kva200 2. 變壓器的功率損耗： kw81 . 2 08.187015 . 0 s015 . 0 p 230t vark22.1108.18706. 0s06 . 0 q 230t 3. 高壓側的計算負荷： kw51.18081 . 2 7 . 2175pppp t230230130 vark72.6922.11120 5 . 178qqcqq t230130 kvaqps 5 . 19372.69 5 . 180 22 130 2 130 2 130 4. 高壓側的功率因

24、素： 滿足要求 93. 0 5 . 193/5 .180s/pcos 130130 2.3 鑄鐵車間的計算負荷 由表 1 可知鑄鐵車間的設備容量，照明容量為，查工kw1050pe kw6 廠供電附錄表 1 可得需要系數(shù)分別為 0.4、0.9。 2.3.1 補償前應選變壓器容量及功率因素值 1. 低壓側電力： kw42010504 . 0pekdp 230 vark 4 . 42802 . 1 420tanpq 230230 kvaqcqpps08.187)120 5 . 178()7 . 2175()( 22 2 230 2 230230230 6 2. 低壓側照明： kw4 . 569 .

25、0p 230 3. 低壓側的視在計算負荷： 故未進行無功補償時，變壓器容量應選為。vak630 低壓側的功率因素： 7 . 073.603/4 . 5420s/ppcos 2302302302 2.3.2 無功補償容量 230230 ppqc c qvark76.28066 . 0 4 . 5420 取vark300qc 選擇電容器 bcmj0.4-30-3,此電容器單個容量為 30kvar， 故電容器需要個 數(shù)。1030/300q/qcn c 2.3.3 補償后的變壓器容量和功率因數(shù) 1. 低壓側的視在計算負荷： 故變壓器容量可選。vak500 2. 變壓器的功率損耗： kw67 . 6 3

26、6.444015 . 0 s015 . 0 p 230t var66.2636.44406 . 0 06 . 0 230 ksqt 3. 高壓側的計算負荷： kw07.43267 . 6 4 . 5420pppp t230230130 vark06.15566.26300 4 . 428qqcqq t230130 akv05.45906.15507.432qps 22 130 2 130 2 130 4. 高壓側的功率因素： 滿足要求 94. 005.459/07.432s/pcos 130130 akv36.444)3004 .428() 4 . 5420(qcq)pp(s 22 2 230

27、 2 230230230 akv73.6034 .428) 4 . 5420(q)pp(s 22 2 230 2 230230230 7 2.4 鐵鑄車間的計算負荷 由表 1 可知鑄鐵車間的設備容量，照明容量為，查工kw900pe kw5 廠供電附錄表 1 可得需要系數(shù)分別為 0.4、0.9。 2.4.1 補償前應選變壓器容量及功率因素值 1. 低壓側電力： kw3609004 . 0pekdp 230 vark 2 . 36702 . 1 360tanpq 230230 2. 低壓側照明： kw5 . 459 . 0p 230 3. 低壓側的視在計算負荷： 故未進行無功補償時，變壓器容量應選

28、為。vak630 低壓側的功率因素： 7.039.517/5.4360s/ppcos 2302302302 2.4.2 無功補償容量 230230 ppqc c qvark57.24066 . 0 5 . 4360 取vark270qc 選擇電容器 bcmj0.4-30-3,此電容器單個容量為 30kvar， 故電容器需要個 數(shù)。930/270q/qcn c 2.4.3 補償后的變壓器容量和功率因數(shù) 1. 低壓側的視在計算負荷： 故變壓器容量可選。vak400 2. 變壓器的功率損耗： kw66 . 5 24.377015 . 0 s015 . 0 p 230t vark63.2224.377

29、06. 0s06. 0q 230t kvaqcqpps24.377)270 2 . 367() 5 . 4360()( 22 2 230 2 230230230 akv39.5172 .367)5 . 4360(q)pp(s 22 2 230 2 230230230 8 3. 高壓側的計算負荷： kw16.37066 . 5 5 . 4360pppp t230230130 vark83.11963.22270 2 . 367qqcqq t230130 kvaqps07.38983.11916.370 22 130 2 130 2 130 4. 高壓側的功率因素： 滿足要求 95 . 0 07.

30、389/16.370s/pcos 130130 2.5 工具車間的計算負荷 由表 1 可知工具車間的設備容量，照明容量為，查工廠kw360pe kw6 供電附錄表 1 可得需要系數(shù)分別為 0.34、0.9。 2.5.1 補償前應選變壓器容量及功率因素值 1. 低壓側電力： kw4 .12236034. 0pekdp 230 vark21.14317. 1 4 . 122tanpq 230230 2. 低壓側照明： kw4 . 569 . 0p 230 3. 低壓側的視在計算負荷： 故未進行無功補償時，變壓器容量應選為。vak200 低壓側的功率因素： 67 . 0 94.191/4 . 5 4

31、 . 122s/ppcos 2302302302 2.5.2 無功補償容量 230230 ppqc c qvark68.9978 . 0 4 . 5 4 . 122 取vark120qc 選擇電容器 bcmj0.4-30-3,此電容器單個容量為 30kvar，故電容器需要個 數(shù)。430/120q/qcn c kvaqpps94.19121.143) 4 . 5 4 . 122()( 22 2 230 2 230230230 9 2.5.3 補償后的變壓器容量和功率因數(shù) 1. 低壓側的視在計算負荷： 故變壓器容量可選。vak160 2. 變壓器的功率損耗： kw95 . 1 89.129015

32、. 0 s015 . 0 p 230t vark79 . 7 89.12906 . 0 s06 . 0 q 230t 3. 高壓側的計算負荷： kw75.12995 . 1 4 . 5 4 . 122pppp t230230130 vark3179 . 7 12021.143qqcqq t230130 kvaqps 4 . 1333175.129 22 130 2 130 2 130 4. 高壓側的功率因素： 滿足要求 97 . 0 4 .133/75.129s/pcos 130130 2.6 鍛壓車間的計算負荷 由表 1 可知鍛壓車間的設備容量，照明容量為，查工kw1300pe kw6 廠供

33、電附錄表 1 可得需要系數(shù)分別為 0.3、0.9。 2.6.1 補償前應選變壓器容量及功率因素值 1. 低壓側電力： kw39013003 . 0pekdp 230 vark 3 . 45617 . 1 390tanpq 230230 2. 低壓側照明： kw4 . 569 . 0p 230 3. 低壓側的視在計算負荷： 故未進行無功補償時，變壓器容量應選為。vak630 4. 低壓側的功率因素： 65 . 0 78.603/4 . 5390s/ppcos 2302302302 kvaqcqpps89.129)12021.143() 4 . 5 4 . 122()( 22 2 230 2 23

34、0230230 akv78.603 3 . 456)4 . 5390(q)pp(s 22 2 230 2 230230230 10 2.6.2 無功補償容量 230230 ppqc c qvark14.33284. 04 . 5390 取vark360qc 選擇電容器 bcmj0.4-30-3,此電容器單個容量為 30kvar，故電容器需要個 數(shù)。1230/360q/qcn c 2.6.3 補償后的變壓器容量和功率因數(shù) 1. 低壓側的視在計算負荷： 故變壓器容量可選。vak500 2. 變壓器的功率損耗： kw11 . 6 407015 . 0 s015 . 0 p 230t vark42.2

35、440706. 0s06 . 0 q 230t 3. 高壓側的計算負荷： kw51.40111 . 6 4 . 5390pppp t230230130 vark72.12042.24360 3 . 456qqcqq t230130 akv27.41972.12051.401qps 22 130 2 130 2 130 4. 高壓側的功率因素： 滿足要求 96 . 0 27.419/51.401s/pcos 130130 2.7 鍋爐房的計算負荷 由表 1 可知鍋爐房的設備容量，照明容量為，查工廠供kw320pe kw3 電附錄表 1 可得需要系數(shù)分別為 0.75、0.9。 2.7.1 補償前應

36、選變壓器容量及功率因素值 1. 低壓側電力： kw24032075 . 0 pekdp 230 vark18075 . 0 240tanpq 230230 akv407)3603 .456() 4 . 5390(qcq)pp(s 22 2 230 2 230230230 11 2. 低壓側照明： kw7 . 239 . 0p 230 3. 低壓側的視在計算負荷： 故未進行無功補償時，變壓器容量應選為。vak315 4. 低壓側的功率因素： 8 . 016.302/7 . 2240s/ppcos 2302302302 2.7.2 無功補償容量 230230 ppqc c qvark65.9439

37、. 07 . 2240 取vark120qc 選擇電容器 bcmj0.4-30-3,此電容器單個容量為 30kvar，故電容器需要個 數(shù)。 430/120q/qcn c 2.7.3 補償后的變壓器容量和功率因數(shù) 1. 低壓側的視在計算負荷： 故變壓器容量可選。vak315 2. 變壓器的功率損耗： kw75 . 3 250015 . 0 s015 . 0 p 230t vark1525006. 0s06. 0q 230t 3. 高壓側的計算負荷： kw45.24675 . 3 7 . 2240pppp t230230130 vark7515120180qqcqq t230130 akv61.2

38、577545.246qps 22 130 2 130 2 130 4. 高壓側的功率因素： 滿足要求 96 . 0 61.257/45.246s/pcos 130130 akv250)120180() 7 . 2240(qcq)pp(s 22 2 230 2 230230230 akv16.302180)7 . 2240(q)pp(s 22 2 230 2 230230230 12 2.8 空壓機站的計算負荷 由表 1 可知空壓機站的設備容量，照明容量為，查工廠kw120pe kw1 供電附錄表 1 可得需要系數(shù)分別為 0.8、0.9。 2.8.1 補償前應選變壓器容量及功率因素值 1. 低壓

39、側電力： kw961208 . 0pekdp 230 vark7275 . 0 96tanpq 230230 2. 低壓側照明： kw9 . 019 . 0p 230 3. 低壓側的視在計算負荷： 故未進行無功補償時，變壓器容量應選為。vak125 4. 低壓側的功率因素： 8 . 072.120/9 . 096s/ppcos 2302302302 2.8.2 無功補償容量 230230 ppqc c qvark79.3739 . 0 9 . 096 取vark60qc 選擇電容器 bcmj0.4-30-3,此電容器單個容量為 30kvar， 故電容器需要個 數(shù)。 230/60q/qcn c

40、2.8.3 補償后的變壓器容量和功率因數(shù) 1. 低壓側的視在計算負荷： 故變壓器容量可選。vak100 2. 變壓器的功率損耗： kw46 . 1 64.97015 . 0 s015 . 0 p 230t vark86. 564.9706 . 0 s06 . 0 q 230t akv64.97)6072() 9 . 096(qcq)pp(s 22 2 230 2 230230230 akv72.12072)9 . 096(q)pp(s 22 2 230 2 230230230 13 3. 高壓側的計算負荷： kw36.9846 . 1 9 . 096pppp t230230130 vark86

41、.1786 . 5 6072qqcqq t230130 akv97.9986.1736.98qps 22 130 2 130 2 130 4. 高壓側的功率因素： 滿足要求 98 . 0 97.99/36.98s/pcos 130130 2.9 機修車間的計算負荷 由表 1 可知機修車間的設備容量，照明容量為，查工廠kw250pe kw5 供電附錄表 1 可得需要系數(shù)分別為 0.25、0.9。 2.9.1 補償前應選變壓器容量及功率因素值 1. 低壓側電力： kw5 .6225025 . 0 pekdp 230 vark13.10873 . 1 5 . 62tanpq 230230 2. 低壓

42、側照明： kw5 . 459 . 0p 230 3. 低壓側的視在計算負荷: 故未進行無功補償時，變壓器容量應選為。kva160 4. 低壓側的功率因素: 53 . 0 2 .127/5 . 4 5 . 62s/ppcos 2302302302 2.9.2 無功補償容量 230230 ppqc c qvark11.8933 . 1 5 . 4 5 . 62 取vark90qc 選擇電容器 bcmj0.4-30-3,此電容器單個容量為 30kvar， 故電容器需要個 數(shù)。 330/90q/qcn c kvaqpps2 .12713.108) 5 . 4 5 . 62()( 22 2 230 2

43、230230230 14 2.9.3 補償后的變壓器容量和功率因數(shù) 1. 低壓側的視在計算負荷 故變壓器容量可選。vak80 2. 變壓器的功率損耗: kw04 . 1 41.69015. 0s015 . 0 p 230t vark16. 441.6906 . 0 s06 . 0 q 230t 3. 高壓側的計算負荷: kw04.6804 . 1 5 . 4 5 . 62pppp t230230130 vark29.2216 . 4 9013.108qqcqq t230130 akv6 .7129.2204.68qps 22 130 2 130 2 130 4. 高壓側的功率因素: 滿足要求

44、95 . 0 6 . 71/04.68s/pcos 130130 2.10 化工廠的計算負荷 由表 1 可知機修車間的設備容量,查工廠供電附錄表 1 可 kw800pe 得需要系數(shù)為 0.35。 2.10.1 補償前應選變壓器容量及功率因素值 1. 低壓側電力: kw28080035 . 0 pekdp 230 vark 6 . 32717. 1280tanpq 230230 2. 低壓側的視在計算負荷: 故未進行無功補償時，變壓器容量應選為。kva500 3. 低壓側的功率因素: 65 . 0 95.430/280s/pcos 2302302 akv41.69)9013.108() 5 .

45、45 .62(qcq)pp(s 22 2 230 2 230230230 kvaqps95.430 6 . 327280 22 2 230 2 230230 15 2.10.2 無功補償容量 230 pqc c qvark 2 . 23584 . 0 280 取vark240qc 選擇電容器 bcmj0.4-30-3,此電容器單個容量為 30kvar， 故電容器需要個 數(shù)。 830/240q/qcn c 2.10.3 補償后的變壓器容量和功率因數(shù) 1. 低壓側的視在計算負荷 故變壓器容量可選。 kva315 2. 變壓器的功率損耗: kw4 . 438.293015. 0s015 . 0 p

46、230t vark 6 . 1738.29306 . 0 s06 . 0 q 230t 3. 高壓側的計算負荷 kw 4 . 2844 . 4280ppp t230130 vark2 .105 6 . 172406 .327qqcqq t230130 kvaqps23.303 2 . 105 4 . 284 22 130 2 130 2 130 4. 高壓側的功率因素 滿足要求 94 . 0 23.303/ 4 . 284s/pcos 130130 2.11 全廠總計算負荷 根據(jù)經(jīng)驗知線路的損耗與各車間的負荷之和相比可忽略不計。固各車間高 低壓側計算負荷求和后，再乘以同時系數(shù)（取 0.9） ，

47、可得總降壓變電 d k d k 所 1. 10kv 側的計算負荷，即 130d230 pkp 36.9845.24654.40175.12916.37007.4325 .18082.231(9 . 0 kw76.219807.24439 . 0) 4 . 28404.68 kvaqcqps38.293)240 6 . 327(280 22 2 230 2 230230 16 130d 230 qkq 86.177572.1203183.11906.15572.6935.69(9 . 0 vark43.70703.7869 . 0)2 .10529.22 2. 視在計算負荷: kvaqps76.

48、230943.70776.2198 22 230 2 230 2 230 故未進行無功補償時，總降變壓器容量應選為kva2500 3. 功率因數(shù): 滿足要求 95 . 0 76.2309/76.2198s/pcos 230230 2.12 估算總降變壓器功率損耗 kw64.3476.2309015 . 0 s015 . 0 p 230t vark59.13876.230906 . 0 s06. 0q 230t 1. 高壓側的計算負荷: kw4 .223364.3476.2198ppp t230130 vark02.84659.13843.707qqq t230130 kvaqps27.2388

49、02.846 4 . 2233 222 130 2 130130 高壓側的功率因素: 94. 027.2388/ 4 . 2233s/psco 130130 因此，滿足要求。 17 3 工廠供電系統(tǒng) 3.1 廠區(qū)配電電壓選擇 一個地區(qū)的供配電系統(tǒng)如果沒有一個全面的規(guī)劃，往往造成資金浪費、能 耗增加等不合理現(xiàn)象。因此，在供配電系統(tǒng)設計中，應由供電部門與用電單位 全面規(guī)劃，從國家整體利益出發(fā)，判別供配電系統(tǒng)合理性。 如果我們選擇 110kv 高壓電供電的話，我們不但在剛開始投入的時候資金 高，并且在以后的各種設備的選擇之中，比如變壓器、斷路器、互感器等設備 的選擇中，投資也較高，各方面的消耗都較高

50、。相反，如果我們選擇的是 35kv 高壓電供電的話，我們不但在開始的時候投資少，而且在各種設備的選擇上以 及各方面的消耗上的花費都較少。所以，我們選擇 35kv 高壓電供電。 3.2 導線的選擇 為了保證供電系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質、經(jīng)濟地運行，選擇導線截面時必須 滿足下列條件： 1.發(fā)熱條件 2.電壓損耗條件 3.經(jīng)濟電流密度 4.機械強度 一般情況之下，車間內(nèi)以及變電所各車間之間的導線，我們都采取電纜線 路。因為電纜線路與架空線路相比，具有運行可靠、不易受外界的影響、不需 架設電桿、不占地面、不礙觀瞻等優(yōu)點，特別是在有腐蝕性氣體和易燃、易爆 場所，不宜架設架空線路時，只有敷設電纜線路。而且在現(xiàn)

51、代化工廠和城市中， 電纜線路得到了越來越廣泛的應用。 當變電所向各種用戶端輸電時，才常采用架空線路。那是因為架空線路成 本低、投資少、安裝容易、維護和檢修方便、易于發(fā)現(xiàn)和排除故障。所以在長 距離的輸電過程中，為了減小成本等，我們經(jīng)常且普遍采用架空線路。 綜合考慮架空線和電纜各自的優(yōu)點，本次設計中在高壓側采用架空線，低 壓側選擇鋁母線，到各個車間用電纜。 3.2.1 架空線的選擇 35kv 及以上的高壓線路及電壓在 35kv 以下但距離長電流大的線路，其導線 的截面宜按經(jīng)濟電流密度選擇，以使線路的年運行費用支出最小。 1.按經(jīng)濟電流密度選擇 選擇經(jīng)濟截面： a39)94. 0353/(89.22

52、25)cosu3/(pi n13030 ，查工廠供電表 5-3 得年最大負荷 2 ec30ec mm33.439 . 0/39j/ia 18 利用小時按 5000h 以上，取。 2 ec mm/a9 . 0j 選最接近的標準截面，即選 lgj-50 型鋼芯鋁絞線。 2 mm50 2.校驗發(fā)熱條件 導線在通過正常最大負荷電流即計算電流時產(chǎn)生的發(fā)熱溫度，不應超過其 正常運行時的最高允許溫度。lgj-50 的允許載流量（室外）c25o ,因此滿足發(fā)熱條件。 30al ia220i 3.校驗電壓損耗 導線在通過正常最大負荷電流即計算電流時產(chǎn)生的電壓損耗，不應超過正 常運行時允許的電壓損耗。對于工廠內(nèi)較

53、短的高壓線路，可不進行電壓損耗校 驗，但對供電距離較遠、容量較大的架空線來說，應校驗其電壓損失。%u 三相架空線路電壓損耗值，查工廠供電附錄表 3 得，kmr/68 . 0 0 km/39 . 0 x0 v29.1373 35 )39 . 0 26(02.846)68 . 0 26( 4 . 2233 u qxpr u n 電壓損耗百分值： %5%9 . 3%100 kv35 v29.1373 %100 u u %u n 因此所選 lgj-50 滿足允許電壓損耗要求。 4.校驗機械強度 導線（包括裸導線和絕緣導線）截面不應小于其最小允許截面，35kv 架空 線路鋼芯鋁絞線的最小允許截面，因此所

54、選 lgj-50 也滿足機械 2 min mm35a 強度要求。 3.2.2 選擇電纜 10kv 及以下線路，通常不按經(jīng)濟截面電流密度選擇。根據(jù)設計經(jīng)驗，一 般 10kv 及以下高壓線路及低壓動力線路，通常先按發(fā)熱條件選擇截面，再就算 電壓損耗。 1. 按發(fā)熱條件選擇 允許載流量計算電流，根據(jù)第二章各車間的計算負荷可知鑄鐵車間 al i 30 i 的視在功率，故計算電流為 akvs05.459 130 a u s i n 5 . 26 103 05.459 3 130 30 最大。 19 查工廠供電附錄表 22 得三芯電纜（敷設方式空氣中）的允許載流量最 小為 100a，均大于車間的計算電流，

55、滿足發(fā)熱條件，故選擇纜芯截面為。 2 25mm 2. 計算電壓損耗 查工廠供電附錄表 3 得，kmr/41 . 1 1 kmx/12 . 0 1 電壓損耗值： v45.18 10 )12 . 0 3 . 0(06.155)41 . 1 3 . 0(07.423 u qxpr u n 電壓損耗百分值： %5%2 . 0%100 kv10 v45.18 %100 u u %u n 因此滿足允許電壓損耗要求。 3.3 總電壓變電所所址的選擇 變電所的所址選擇也分為規(guī)劃選所和工程選所兩個階段。所址選擇應按審 定的本地區(qū)電力系統(tǒng)遠景發(fā)展規(guī)劃，綜合考慮網(wǎng)絡結構、負荷分布、城建規(guī)劃、 土地征用、出線走廊、交

56、通運輸、水文地質、環(huán)境影響、地震烈度和職工生活 條件等因素，通過技術經(jīng)濟比較和經(jīng)濟效益分析，然后選擇最佳方案。具體原 則有以下幾種： 1. 變電所的設立要有利于電力系統(tǒng)運行性能的提高，便于系統(tǒng)的控制和管 理；110kv 及以下變電所應接近負荷中心。 2. 注意節(jié)約用地，盡量不占或少占耕地，減少拆遷。 3. 充分考慮出線條件，避免或減少相互交叉跨越。 4. 所址應有適宜的地質條件，避開滑坡、滾石、洞穴、明暗河塘、岸邊沖 刷區(qū)等不良的地質結構。 5. 交通運輸方便。 6. 應有滿足生產(chǎn)和生活用水需要的可靠水源。 7. 所址不宜設在大氣嚴重污穢地區(qū)和嚴重鹽霧地區(qū)。 8. 選址時應注意變電所與鄰近設施

57、的相互影響，如軍事設施、通信電臺、 飛機場、導航臺、風暴旅游區(qū)等，應與有關部門達成協(xié)議。 9. 所址的選擇應考慮職工生活方便。 10. 所址位置必將影響企業(yè)供電系統(tǒng)接線方式，送電線路的而已，電網(wǎng)損 失和投資的大小，故所址位置的選擇應與各變電所的數(shù)量、容量、用戶負荷的 分配同時考慮，亦應避免電力倒流。對于相近方案則應進行技術經(jīng)濟比較。 根據(jù)綜合考慮和供電部門的要求變電所應該設在本廠的東北方向 45km 的地 區(qū)。 3.4 主變壓器臺數(shù)和容量的選擇 1. 主變壓器臺數(shù)的選擇 20 由于該廠的二級負荷比較多，對電源的供電可靠性要求較高，宜采用兩臺 變壓器，以便當一臺變壓器發(fā)生故障或檢修時，另一臺變壓

58、器能對一、二級負 荷繼續(xù)供電，故選兩臺變壓器。 2. 主變壓器容量的選擇 裝設兩臺主變壓器的變電所，每臺變壓器的容量應同時滿足以下兩個條件： （1）任一臺單獨運行時， 130t s)7 . 06 . 0(s kvas27.2388 130 kvast)16721433(27.2388)7 . 06 . 0( (2) 任一臺單獨運行時， iii30t ss kvas ii 105023.30397.9961.25707.389 30 akv1050st 因此選容量為的變壓器，35kv 級 9 型三相雙繞組有載調(diào)壓變壓akv2000 器型號為 sz9-2000/35，其技術參數(shù)：聯(lián)結組標號,空載損

59、耗,負載11ydkw9 . 2 損耗,空載電流，短路阻抗。kw72.18%4 . 1%5 . 6 3.5 變壓器主要運行方式確定 1. 變壓器的負載與損耗的關系 變壓器的有功功率損耗是由空載損耗和負載損耗兩部分組成的，空載損耗 是一個常數(shù)，它不隨變壓器負載的變化而變化。而負載損耗則與變壓器負載的 平方成正比，在一定的負載下，變壓器的有功功率損耗為： kw62.2172.189 . 2ppp k0 變壓器在一定負載時總的有功功率損耗為： kw6 .4772.182 2000 27.2388 9 . 2p2 s s pp k e 130 0 2. 兩臺相同容量變壓器的運行方式 此方式可以是單臺變壓

60、器運行(條件是變壓器的負載不大于其中一臺變壓器 的容量)和兩臺變壓器并列運行。假設變壓器單臺運行時，變壓器的負載為 s， 則此時改為兩臺變壓器并列運行時變壓器的總有功功率損耗為： kw1772.182 2000 27.2388 4 1 9 . 22p2 s s 4 1 p2p k e 130 0t2 如果兩臺變壓器的負載由一臺變壓器單獨運行，另一臺備用，則此時變壓 器的有功功率損耗為： k e 0t1 p2 s s pp 21 設實際負荷為 s，當 ss時，單臺變壓器帶全部負載運行的總有功功率 損耗小于兩臺變壓器并列運行的總有功功率損耗；當 ss時，則兩臺變壓器 并列運行較為經(jīng)濟。 令，則可求