某化工降壓變電所電氣設(shè)計_secret

1、目錄第一章 原始資料.1第二章 接入系統(tǒng)設(shè)計.2第三章 車間供電系統(tǒng)設(shè)計.19第四章 工廠總降壓變的選擇.30第五章第六章 主接線設(shè)計.33第七章 短路電流計算.39第八章 電氣設(shè)備選擇.46第九章 繼電保護裝置.54 附圖1 工廠變電所設(shè)計計算電器主接線圖.56結(jié)束語.57參考書目.58第一章 原始資料二、原始資料.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(本表數(shù)據(jù)為設(shè)計方案分配表第九組數(shù)據(jù)）。設(shè)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：某化纖廠負荷情況表.供電電源請況：按與供電局協(xié)議，本人可由16公里處的城北變電所(

2、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。.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。.電費制度：按兩部制電費計算。變壓安裝容量每1kVA為15元/月，動力電費為0.3元/kv.h,照明電費為0.155元/kv.h。.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。 .地質(zhì)水文資料：本廠地區(qū)海拔60m，底層以殺粘土

3、為主，地下水位為2m。第二章 接入系統(tǒng)設(shè)計一、負荷分級及供電要求.負荷分級1.一級負荷a.中斷供電將造成人身傷亡者。b.中斷供電將造成重大政治影響者。c.中斷供電將造成重大經(jīng)濟損失者。d.中斷供電將造成公共場所秩序嚴重混亂者。(1).一級負荷中特別重要的負荷是指：a. 中斷供電將發(fā)生中毒，爆炸和火災(zāi)等情況的負荷；b.特別重要場所的不允許中斷供電的負荷；c.如正常電源中斷時，必須設(shè)有處理安全停產(chǎn)所必須的應(yīng)急照明，通信系統(tǒng)，火災(zāi)報警系統(tǒng)，保證安全停產(chǎn)的自動控制裝置等。d.民用建筑中大型金屬中心的關(guān)鍵電子計算機系統(tǒng)和防盜報警系統(tǒng)，大型國際比賽場的記分系統(tǒng)及監(jiān)控系統(tǒng)等。2.二級負荷a.中斷供電將造成較

4、大政治經(jīng)濟損失的負荷。所謂較大損失指主要設(shè)備損壞，大量產(chǎn)品報廢，連續(xù)生產(chǎn)過程被打亂需要較長時間才能恢復(fù)，重點企業(yè)大量減產(chǎn)等。b. 中斷供電將影響重要用電單位正常工作的負荷。如交通樞紐，通信樞紐用點單位中的重要電力負荷。c.中斷供電造成大型影劇院，商場等較多人員集中的公共場所秩序混亂的負荷。如商業(yè)住宅建筑屬于二級負荷。不屬于一級，二級負荷的均屬于三級負荷。對一些非連續(xù)生產(chǎn)的中小企業(yè)，停業(yè)僅影響產(chǎn)量或?qū)е律倭慨a(chǎn)品報廢的用電設(shè)備，以及一般民用建筑的用電負荷等均屬于三級負荷。3.三級負荷不屬于一級，二級負荷的均屬于三級負荷。對一些非連續(xù)生產(chǎn)的中小企業(yè)，停業(yè)僅影響產(chǎn)量或?qū)е律倭慨a(chǎn)品報廢的用電設(shè)備，以及一

5、般民用建筑的用電負荷等均屬于三級負荷。.各級負荷對電源的要求1.一級負荷一級負荷應(yīng)有兩個回路（或兩個回路以上）的獨立電源供電。兩路電源應(yīng)來自不同電源點或同一變電站的不同變壓器供電的不同母線段。當(dāng)其中一個電源發(fā)生故障時，另一路電源不受影響，且能承擔(dān)全部負載。負荷容量較大或有高雅用電設(shè)備應(yīng)采用兩路高壓電源。如一級容量不大，可從電力系統(tǒng)或鄰近單位取得第二低壓電源。一級負荷中特別重要的負荷，除上述兩路電源外，還必須增設(shè)應(yīng)急電源。為確保對特別重要負荷的.供電，嚴禁將其他負荷介入應(yīng)急供電系統(tǒng)。根據(jù)允許中斷供電的時間可分別選擇下列應(yīng)急電源：UPS)a.蓄電池靜止型不間斷供電裝置(，蓄電池及寫出能帶年級型不間

6、斷供電裝置或柴油機電磁儲能電機型不間斷供電裝置。適用于允許中斷供電時間為毫秒級的負荷。b.適用于自動裝置的2.二級負荷a.二級負荷應(yīng)有兩個電源供電，供電變壓器也應(yīng)由兩臺（兩臺變壓器不一定在同一變電所）。做到當(dāng)發(fā)生貸能力變壓器故障或電力線路常見故障時不致中斷供電或中斷后能迅速恢復(fù)。b.在負荷較小或地區(qū)供電條件困難時，可有一路6kV 及以上專用架空線路供電；當(dāng)采用電纜線路時，采用兩根電纜組成的電纜段供電，每根電纜應(yīng)能承受百分之百的二級負荷；為了解決線路和變配電設(shè)備的檢修以及突然停電后，設(shè)備能安全停產(chǎn)的問題，可采用小容量的柴油發(fā)電站，其容量可有實際需要確定。3.三級負荷三級負荷對供電電源的要求。對松

7、散級負荷供電無特殊要求。二、計算廠總降壓變負荷.計算負荷概念供電系統(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)的電力負荷進行統(tǒng)計計算。通過負荷的統(tǒng)計計算求出的，來選擇供電系統(tǒng)中設(shè)備。.用電負荷所謂電負荷是指用電客戶的用電設(shè)備在某一時刻實際取用的功率總和。從電力系統(tǒng)來講，則是指為了滿足用戶用電所需具備的發(fā)電出力。用電負荷是一個不斷變動的量，對一個地區(qū)而言，負荷變化的特性主要取決于用電行業(yè)結(jié)構(gòu)、地域、季節(jié)變化、經(jīng)濟發(fā)展和生活水平。用電負荷在時間

8、上的不均衡性使得某一時段用電較多，某一時段用電較少，這就形成了用電高峰負荷與低谷負荷。由于用戶的用電性質(zhì)不同，各類用戶最大負荷出現(xiàn)的時間也不相同。當(dāng)用電負荷增加時，電力系統(tǒng)的出力也隨之增加；當(dāng)用電負荷減少時，電力系統(tǒng)的出力也須相應(yīng)減少。如果各類用戶的用電最大負荷出現(xiàn)的時間過分集中，電力系統(tǒng)就得有足夠的出力來滿足用戶需要，否則電力系統(tǒng)的出力和負荷就不能平衡，出現(xiàn)供小于求的狀況造成拉閘限電。當(dāng)用電高峰時段一過，電力供大于求，造成發(fā)電設(shè)備的壓機運行或停機。電網(wǎng)的大峰谷差運行方式會帶來危害，一方面浪費了大量的電力投資，增加了發(fā)、供電成本，另一方面發(fā)電機組的頻繁啟停或壓負荷運行造成能源和電力資源的浪費，

9、并對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行帶來威脅。因此實施電力需求側(cè)管理，合理調(diào)整負荷，優(yōu)化用電方式，避峰、錯峰用電，移峰填谷是一項成本低、收效快的有效措施。.計算負荷目的直接導(dǎo)線選得過大，器和導(dǎo)線電纜處子過早老化甚至燒毀，造成重大損失，荷重要性。.計算負荷定義所謂計算負荷，是指與實際用電負荷較接近的假想負荷，按計算負荷選擇的電氣設(shè)備既能滿足生產(chǎn)和生活、工作需要又不會使設(shè)備選得過大造成浪費和運行不經(jīng)濟。它也是指一組用電負載實際運行時，在線路中形成的或負載自身消耗的最大平均功率。如果某一不變的假想負荷在線路中產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)（使導(dǎo)線產(chǎn)生的平均最高溫升）相等，則把這一不變的假想負荷叫做該組實際負載的計算負荷。所謂負

10、荷計算，是指對某一線路中的實際用電負荷的運行規(guī)律進行分析，從而求出該線路的計算負荷的過程。負荷計算與計算負荷，是兩個不同的概念，不可混淆。在現(xiàn)行的設(shè)計規(guī)范中，負荷計算的內(nèi)容不僅包括確定計算負荷，還包括確定尖峰電流和確定一極、二級負荷的容量已及季節(jié)性負荷的容量。.計算負荷方法目前負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)Kx，然后按照表一給出的公式求出

11、該組用電設(shè)備的計算負荷。此設(shè)計采用的是需用系數(shù)法來對電力負荷計算的。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)，直接求出計算負荷。這種方法簡便，應(yīng)用廣泛，尤其適用于配、變電所的負荷計算。采用利用系數(shù)法求出最大負荷的平均負荷，再考慮設(shè)備臺數(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)得出計算負荷，計算過程十分繁瑣。而單位面積功率法和單位指標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、干線進行負荷計算。當(dāng)用電設(shè)備臺數(shù)較多，各

12、種設(shè)備容量相差不懸殊時，其供電線路的負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) 5律、負荷率、運行效率、線路的供電效率等因數(shù)有關(guān)，工程上很難準確確定，只能靠測量確定。一般工業(yè)與民用建筑中的用電負荷主要有單位負荷（如照明負荷）以及三相負荷（如動力負荷），其供電系統(tǒng)一般分為照明支路及動力支路進行供電。照明支路主要供照明燈具、一般單相插座以及其他額定電壓為220V的電氣設(shè)備。器特點為用電負荷的額定電壓均為單相220V求分布在A、B、C三相。這類負荷也叫做相負荷。為用電負荷的額定電壓均

13、為380V且都是三相對稱負荷在工業(yè)生產(chǎn)中還有一些額定電壓為380V的單項負荷，接在兩條相線之間，我們稱之為間負荷，線間負荷可用照明支路供電，也可用動力支路供電。各種負荷的供電線路組成如圖所示，如果從供電形式的角度來講：負荷計算可以分為單相和三相用電設(shè)備的負荷計算兩種形式。從供電系統(tǒng)中所在的位置角度來講：負荷計算可分為一組用電設(shè)備、多組用電設(shè)備的負荷計算。但無論是那種形式，用需要系數(shù)法確定計算負荷都有如表2的通用公式：表2：公式表.負荷系數(shù)所謂負荷系數(shù)是指實際計算負荷容量與額定負荷容量的比值，應(yīng)用負荷系數(shù)是為了更真實地統(tǒng)計實際的直流負荷，進而更確切地計算設(shè)備的容量。機械工業(yè)需要系數(shù)見表3。表3：

14、機械工業(yè)需要系數(shù)表三、設(shè)備容量的確定由于各用電設(shè)備的額定工作制不同，在確定計算負荷時，不可以將其額定功率直接相加，應(yīng)將額定功率換算為統(tǒng)一的設(shè)備功率。.Pe=PN(kw)式中Pe設(shè)備功率，kw；PN用電設(shè)備銘牌上的額定功率，kw。.對于斷續(xù)或反復(fù)短時工作的用電設(shè)備，如吊車用電動機，電焊用變壓器等，它們的設(shè)備功率時將其銘牌上標稱下某一分與合持續(xù)率時的額定功率統(tǒng)一換算到一個新規(guī)定負荷持續(xù)率下的額定功率。負荷持續(xù)率()優(yōu)勢也稱負載持續(xù)率或贊載率，是用電設(shè)備在一個工作周期內(nèi)工作時間和工作周期的百分比值，用表示：=t/T100%=t/(t+t0)100%式中 T工作周期；t工作周期內(nèi)的工作時間； t0工作

15、周期內(nèi)的停歇時間。.對于電焊機及各類電焊裝置的設(shè)備功率，是指將額定功率換算到負荷持續(xù)率為100%時的有功功率。當(dāng)不等100%時，用下式換算：Pe=ncosn式中 Pe換算到=100%時的設(shè)備功率，kw；N換算前銘牌上的負荷持續(xù)率，應(yīng)和PN、Sn、cosN相對應(yīng)（計算中用小數(shù)值）；PN、Sn、cosN分別為換算前與N對應(yīng)的銘牌上的額定有功功率(kw)、額定視在功率(kw)，額定功率因數(shù)；。 100其值為100%的負荷持續(xù)率（計算用1.00）.對于斷續(xù)或短時工作制電動機的設(shè)備功率，是指將額定功率換算到負載持續(xù)率為25%時的有功功率。當(dāng)不等于25%時，用如下公式換算：Pe=2PNkw)式中 Pe換算

16、到=25%時的設(shè)備功率，kw；PN、N分別為對應(yīng)換算前電動機銘牌標稱的額定功率，kw；額定負荷持續(xù)率（計算時用小數(shù)值）；。 25換算到=25%時的負荷持續(xù)率（計算時用小數(shù)值）.整流器的設(shè)備功率是指額定的輸入功率。.電熱設(shè)備的設(shè)備功率是指電能的輸入功率。.成組用電設(shè)備的設(shè)備功率，不包括備用設(shè)備的設(shè)備功率。.當(dāng)消防用電的計算有功功率大于或在時可能同時切斷的一般電力及照明負荷的計算有功功率時，應(yīng)按未切斷的一般電力、照明負荷加上消防負荷計算低壓總負荷的設(shè)備功率。否則計算低壓總負荷時，不應(yīng)考慮消防負荷。.建筑供電系統(tǒng)中的變配電設(shè)備及建筑物內(nèi)的用電設(shè)備，電抗器、電動機、日光燈、電焊機、高頻爐等大部分都為電

17、感性負載，其功率因數(shù)較低，工作時需要較大的無功功率，在線路中生產(chǎn)較大的無功電流，不利于供電系統(tǒng)的高效率運行，因此，在設(shè)計建筑供電系統(tǒng)時，要根據(jù)實際情況進行合理的無功補償，提高供電系統(tǒng)的功率因數(shù)。按照我國供電部門的規(guī)定，高壓供電的用戶必須保證功率因數(shù)在0.9以上，低壓供電的用戶必須在0.85以上。為了使用戶注意提高功率因數(shù)，供電部門還對大宗用電單位實行按戶月平均功率因數(shù)調(diào)整電費的辦法。調(diào)整功率因數(shù)標準一般為0.85，大于0.85時給以獎勵，低于0.85時便要增收電費甚至罰款，功率因數(shù)很低時供電部門要停止供電。.有關(guān)有關(guān)功率的名詞解釋輸入功率=輸入電流×(乘)輸入電壓;也就決定是我們要用

18、的電量.輸出功率=輸入功率-無用功部分;就是我們實際上的到的功率.輸出功率是各類能源或能源轉(zhuǎn)換設(shè)備（如動力、照明設(shè)備）向外輸出的能量與時間的比值，即單位時間內(nèi)能源或設(shè)備向外界提供的能量。其單位一般為瓦特、千瓦，在電力系統(tǒng)中也常用伏安、千伏安來表示。無功功率:電網(wǎng)中的感性負載（如電機，扼流圈，變壓器，感應(yīng)式加熱器及電焊機等）都會產(chǎn)生不同程度的電滯，即所謂的電感。感性負載具有這樣一種特性 -即使所加電壓改變方向，感性負載的這種滯后仍能將電流的方向（如正向）保持一段時間。一旦存在了這種電流與電壓之間的相位差，就會產(chǎn)生負功率，并被反饋到電網(wǎng)中。電流電壓再次相位相同時，又需要相同大小的電能在感性負載中建

19、立磁場，這種磁場反向電能就被稱作無功功率。無功功率比較抽象，它是用于電路內(nèi)電場與磁場的交換，并用來在電氣設(shè)備中建立和維持磁場的電功率。它不對外做功，而是轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌问降哪芰?。凡是有電磁線圈的電氣設(shè)備，要建立磁場，就要消耗無功功率。無功功率過高：a.無功功率會導(dǎo)致電流增大和視在功率增加，導(dǎo)致系統(tǒng)容量下降；b.無功功率增加，會使總電流增加，從而使設(shè)備和線路的損耗增加； c.使線路的壓降增大，沖擊性無功負載還會使電壓劇烈波動。在交流電路中，由于有感性或容性儲能設(shè)備，電壓與電流有相位差，通俗講就是電壓與電流不在同一時間到達；因此，表面看電壓有多大、電流有多大，實際并沒有做那么大的功，有電源與儲能設(shè)備的

20、能量轉(zhuǎn)換:功率因數(shù)=有功功率/視在功率即cos=W/(VA)功率因數(shù)是在01之間，它表示負載電流做的有用功率的百分比。.提高功率因數(shù)的意義1.提高功率因數(shù)，可以降低線路上的損耗，提高輸出功率。在建筑供電系統(tǒng)中，供電線路，其電阻不可忽略。2.提高功率因數(shù)，可以減少線路上電壓降，提高末端電壓，有利于用電提高供電可靠性?？蓽p少對供配電設(shè)施的投資，增加供配電系統(tǒng)的功率儲備，使用戶獲得直接的經(jīng)濟利益。在同樣的有功功率下，功率因數(shù)提高，負荷電流就減少，而向符合傳輸功率所經(jīng)過的變壓器、開關(guān)、導(dǎo)線等供配電設(shè)備都增加了功率儲備，從而滿足了負荷增長的需要，亦即可以增大原有設(shè)備的供電能力。對尚處于設(shè)計階段的新建筑來

21、說，提高功率因數(shù)則能降低配電設(shè)備的設(shè)備容量，從而減少投資費用。3.充分發(fā)揮電源設(shè)備潛力。.提高功率因數(shù)方法1.通過適當(dāng)措施提高自然功率因數(shù)。據(jù)統(tǒng)計，在建筑供電系統(tǒng)的總無功功率中，電動機和變壓器約占80%左右，其余則消耗在輸電線路及其他感應(yīng)設(shè)備中，因此，提高自然功率因數(shù)可以通過合理選擇感應(yīng)電動機的容量、使用中減少感應(yīng)電動機的空載運行、條件許可時盡量使用同步電動機、以最佳負荷率選擇變壓器等方法達到目的。2.并聯(lián)同步調(diào)相機。同步調(diào)相機是一種專用于補償無功功率的同步電動機，通過調(diào)節(jié)同步調(diào)相機的勵磁電流可補償供電系統(tǒng)的無功功率，從而提高系統(tǒng)的功率因數(shù)。同步調(diào)相機輸出無功功率為無極調(diào)節(jié)方式，調(diào)節(jié)的范圍較大

22、，并且在端電壓下降10%以內(nèi)時，無功輸出基本不變，當(dāng)端電壓下降10%以上時，可強行勵磁增加無功輸出。但是，同步調(diào)相機補償單位無功功率造價高。每輸出1kvar的無功功率要損耗0.5%3%的有功功率，基建安裝要求高、不易擴建、運行維護復(fù)雜，所以一般用于電力系統(tǒng)中的樞紐變電站及地區(qū)降壓變電站。3.并聯(lián)適當(dāng)?shù)撵o電電容器。我們知道，電感性負載并聯(lián)適當(dāng)?shù)碾娙萜骺梢蕴岣吖β室驍?shù)，所以在建筑供電系統(tǒng)中，同樣可以并聯(lián)適當(dāng)?shù)撵o電電容器以提高系統(tǒng)的功率因數(shù)。并聯(lián)電容安裝簡單、容易擴建、運行維護方便，補償單位無功功率的造價低、有功損耗?。ㄐ∮?.3%），因此廣泛用于工廠企業(yè)及民用建筑供電系統(tǒng)中。無功補償使用專用的電力

23、電容器，其規(guī)格品種很多，按安裝方式分為戶內(nèi)式和戶外式，按相數(shù)分為單相和三相，按額定電壓分為高壓和低壓電容器等等。a.電容器的選擇電容器無功容量的計算Qc=Pi(tanANT-tanac)b.電容器（柜）臺數(shù)的確定Qc需電容器臺數(shù)：N= 2UWqnc UNCN線分段式結(jié)線。c.電容器的補償方式和聯(lián)接方式1）電容器的補償方式單獨就地補償方式：接線、優(yōu)缺點、適用對象。分散補償方式：接線、優(yōu)缺點、適用對象。集中補償方式：接線、優(yōu)缺點、適用對象：0.610kV 大中型煤礦主要補償方式，如：平煤各礦2）電容器的聯(lián)接方式三角形接法：優(yōu)缺點星形接法：優(yōu)缺點或Y（雙Y） 優(yōu)選，因為容量為Y的1/3 且電壓低，放

24、電1分鐘，殘壓50V以下。1000V以上的電容器應(yīng)采用電壓互感器放電。電容器放電回路中不得裝設(shè)熔斷器或開關(guān)，以免放電回路斷開，危及人身安全。五、動力支路負荷計算在采用需要系數(shù)法進行動力支路負荷計算時，應(yīng)將計算范圍內(nèi)的用電設(shè)備分組，分別進行各個組內(nèi)的負荷計算并將計算結(jié)果相加得到總的計算負荷，然后根據(jù)用電設(shè)備的臺數(shù)和容量的大小以及用電設(shè)備的性質(zhì)乘以一個同時系數(shù)，得到計算結(jié)果。每個組內(nèi)的負荷計算可以采用通用計算公式進行，動力支路的負荷計算采用下式進行：Pc=KpKdPeQc=KqKdPetanSc=Ic=ScUN)式中 Pc支路上有功計算負荷，kw；Qc支路上無功計算負荷，kvar；Sc支路上視在計

25、算負荷，kVA；Kp、Kq分別為支路上有功同時系數(shù)，無功同時系數(shù)；Ic支路上計算電流；UN支路的額定電壓。在使用上述公式時要注意：1.分組的原則：用電設(shè)備的性質(zhì)相同、功率因數(shù)相同、需要系數(shù)相同的分一組。2.有功、無功同時系數(shù)的概念和數(shù)值是不同的，通常對于同一組用電設(shè)備組無功同時系數(shù)的值比有功同時系數(shù)要大。通常情況下有功同時系數(shù)的范圍(0.80.97)、無功同時系數(shù)范圍(0.81.0)。六、各車間的負荷計算.各車間計算負荷和無功補償（需要系數(shù)法）1.紡練車間單臺機械負荷計算a.紡絲機Q=Ptan=1600.78=124.8(kvar)b.筒絲機已知：Pe=30kw，Kd=0.75，tan=0.7

26、5。故：P=PeKd=300.75=22.5(kw)Q=Ptan=22.50.75=18.88(kvar)c.烘干機已知：Pe=85kw，Kd=0.75，tan=1.02。故：P=PeKd=850.75=63.75(kw)Q=Ptan=63.751.02=65.03(kvar)d.脫水機已知：Pe=18kw，Kd=0.60，tan=0.80。故：P=PeKd=180.60=10.80(kw)Q=Ptan=10.80.80=8.64(kvar)e.通風(fēng)機已知：Pe=180kw，Kd=0.70，tan=0.75。 故：P=PeKd=1800.70=126(kw)Q=Ptan=1260.75=94.

27、5(kvar)f.淋洗機已知：Pe=6kw，Kd=0.75，tan=0.78。 故：P=PeKd=60.75=4.50(kw)Q=Ptan=4.500.78=3.51kvarg.故：P=PeKd=8400.80=672(kw)Q=Ptan=6720.70=470.4(kvar)h.傳送機已知：Pe=40kw，Kd=0.80，tan=0.70。 故：P=PeKd=400.80=32(kw)紡練車間單臺機械負荷統(tǒng)計見表4。表4：紡練車間負荷統(tǒng)計列表Q=Ptan=320.70=22.4(kvar)取同時系數(shù)：KP=0.9，KQ=0.95 P=KPP=0.91091.55=982.4(kw) Q=KQ

28、Q=0.95870.18=826.67(kvar) 3.其余各車間負荷計算a.原液車間 已知：Pe=1040kw，Kd=0.75，tan=0.7。 故：P=PeKd=10400.75=780(kw) Q=Ptan=7800.7=546(kvar)b.酸站照明 已知：Pe=260kw，Kd=0.65，tan=0.7。 故：P=PeKd=2600.65=169(kw) Q=Ptan=1690.7=118.3(kvar)c.鍋爐房照明 已知：Pe=320kw，Kd=0.75，tan=0.75。 故：P=PeKd=3200.75=240(kw) Q=Ptan=2400.75=180(kvar) d.排

29、毒車間 已知：Pe=160kw，Kd=0.7，tan=0.6。 故：P=PeKd=1600.7=112(kw) Q=Ptan=1130.6=67.2(kvar)e.其他車間 已知：Pe=240kw，Kd=0.7，tan=0.75。 故：P=PeKd=2400.7=168(kw)Q=Ptan=1680.75=126(kvar)4.全廠計算負荷計算各車間計算負荷統(tǒng)計見表5。計算全廠的計算負荷時，總的計算負荷要小于每個用電負荷加起來的和，我們在通常情況下取的全部用電負荷之和的95%。因為在一定的情況下是不可能發(fā)生所有的用電設(shè)備同時工作的情況,，如果按照全部用電設(shè)備的用電負荷之和來計算全廠計算負荷的話

30、，勢必會造成,經(jīng)濟不運行和浪費等,情況,也就是我們常說的大馬拉小車。取全部用電負荷之和的90%，這樣在一定程度上就避免了大馬拉小車情況的發(fā)生,提高了運行效率,符合了經(jīng)濟生產(chǎn)、生活的需要。因此，本次課程設(shè)計中的全廠計算負荷就為各個設(shè)備計算負荷之和的95%即：全廠計算負荷=0.90(紡練車間計算負荷+原液車間計算負荷+酸站照明計算負荷+鍋爐房照明計算負荷+ 排度車間計算負荷+其他車間計算負荷)P=KpP=0.9(982.4+780+169+240+112+168)=2206.26(kw)Q=KQQ=0.95(826.67+546+118.3+180+67.2+126)=1700.96(kvar)S

31、=2785.83(kVA)5考慮5年的發(fā)展，年增長率按2%計算，全廠計算負荷 P5=2206.26(1+2%)=2435.89(kw)Q5=1700.96(1+2%)=1878(kvar)5S=輸電線路電壓等級的確定應(yīng)符合國家規(guī)定的標準電壓等級，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)該考慮變電所總負荷和五年發(fā)展規(guī)劃。.電壓等級的規(guī)定1.電壓等級和最高一級電壓的選擇，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)有實際情況和遠景發(fā)展進行慎重研究后確定。應(yīng)盡量簡化變壓層次，一般情況下應(yīng)少于4 個變壓層次。老城市在簡化變壓層次時可以分期分區(qū)進行。2. 標稱電壓應(yīng)符合國家電壓標準。送電電壓

32、為220kV(或110kV)，高壓配電電壓為110、63、35kV，中壓配電電壓為10kV，低壓配電電壓為380/220V，選用電壓等級時，應(yīng)盡量避免重復(fù)降壓?，F(xiàn)有的非標準電壓應(yīng)限制發(fā)展，合理利用，根據(jù)設(shè)備使用壽命與發(fā)展需要分期分批進行改造。3. 一個地區(qū)同一電壓相位和相序應(yīng)相同。4. 現(xiàn)有供電容量嚴重不足或老舊設(shè)備需要全面進行技術(shù)改造時，可采取升壓措施。升壓改造是擴大供電能力的有效措施但應(yīng)結(jié)合遠期規(guī)劃注意做好以下工作：a.研究現(xiàn)在供電設(shè)施全部或部分進行升壓改造的技術(shù)經(jīng)濟合理性；b.升壓改造中應(yīng)對舊設(shè)備的利用或更新以及其它方面制訂有關(guān)的技術(shù)要求，以保證它們的安全運行；c.在升壓過渡期間應(yīng)有妥善

33、可靠的過渡方案及其相應(yīng)的技術(shù)措施，盡量不削弱供電可靠性。.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)負荷為2000kw時，供電電壓易選6kV，輸送距離在3-10公里；2.當(dāng)負荷為3000-5000kw時，供電電壓易選10kV，輸送距離在5-15公里；3.當(dāng)負荷為2000-10000kw時，供電電壓易選35kV，輸送距離在20-50公里；4.當(dāng)負荷為10000-50000kw時，供電電壓易選110kV，輸送距離在50-150公里；5.當(dāng)負荷為50000-200000kw時，供電電壓易選220kV，輸送距離在15

34、0-300公里；6.當(dāng)負荷為200000kw以上時，供電電壓易選500kV，輸送距離在300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。.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：180/38.5/11kV在要 考慮工廠5年發(fā)展規(guī)離在公里。 20-50八、城北變的線路回數(shù)的確定本廠多數(shù)車間為二班制，年最大負荷利用小時為4600小時，并且有20%的重要負荷，考慮到本廠有重要負荷，為了保證重要負荷的供電可靠性，本設(shè)計采用35kV二回路進線，這樣當(dāng)有一回路發(fā)生故障時，另一回路可以繼續(xù)供電。另外，在與本廠相距5公里處引入其他工廠10KV電纜做備用電源，但

35、只能滿足本廠20%的重要負荷，平時不準投入，只有在本廠主要電源故障或檢修時投入。全廠負荷分布，根據(jù)畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書的廠區(qū)平面布置圖。九、確定接入系統(tǒng)每回線路線型、規(guī)格、截面。35kV架空線路導(dǎo)線截面的選擇：選擇原則：計算負荷電流，先按經(jīng)濟密度選導(dǎo)線標稱截面，然后按發(fā)熱復(fù)核。1計算負荷電流：I=44.65A 選擇經(jīng)濟截面：由設(shè)計資料知年最大負荷利用小時為4600小時，根據(jù)電力工程類專題課程設(shè)計與畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)教程P57查表5-4得經(jīng)濟電流密2度J=1.1A/mm，按經(jīng)濟電流密度選擇接入系統(tǒng)每回導(dǎo)線型號、規(guī)格、截面的選擇：截面的選擇： I44.65=40.59mm2A=J1.12正常運行時：N=2 附

36、表6-1，LGJ-50導(dǎo)線的電阻r1=0.63/km；線路電抗取x1=0.42/km。 R=r1L=0.6316=10.08X=x1L=0.4216=6.72PR+QX2435.8910.08+18786.72=1.5%<10% U%=2U22352符合要求故障情況運行時：考慮到一條回路故障切除，另一條回路能保證全部負荷供電PR+QX2453.8910.08+18786.72U%=3%<15% U2352符合要求3復(fù)核發(fā)熱條件：查電力工程類專題課程設(shè)計與畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)教程附表6-5得LGJ-50允許載流量，按環(huán)境溫度30度Ia=234A，查P60表5-7得環(huán)境溫度30度時的溫度校正系

37、數(shù)K=0.94Ie=IaK=2340.94=219.96A>I因此滿足發(fā)熱條件。結(jié)論：經(jīng)上述計算復(fù)核決定采用二回路LGJ-50導(dǎo)線接入系統(tǒng)。 .10工廠總降壓變電所主變壓器臺數(shù)及容量選擇P=2(P'+P'+P')=2(556.13+595.85+205.5)=2714.96(kw) Q=2(Q'+Q'+Q')=2(280.67+198.91+86.17)=1131.5(kvar) P=KPP=0.92714.96=2443.46(kw)Q=KQQ=0.951131.5=1074.93(kvar) 總降壓變10kV側(cè)無功補償試取：QC=300

38、kvar為保證供電的可靠性，選用兩臺主變壓器（每臺可供總負荷的70%）：查表得出變壓器的各項參數(shù)：空載損耗Po=3.4kW；負載損耗Pk=19.8kW；阻抗電壓Uk%=6.5；空載電流Io%=1.1。.35kV供電線路截面選擇為保證供電的可靠性，選用兩回35kV供電線路。用簡化公式求變壓器損耗： P=0.015S'=0.0151290.53=19.36(kw)Q=0.06S'=0.061290.53=77.43(kvar)每回35kV供電線路的計算負荷：P"=P'+P=1221.73+19.36=1241.09(kw)Q"=Q'+Q=415.

39、75+77.43=493.18(kvar)線路的功率損耗：線路首端功率：P=P"+P=1241.09+21.2=1262.29(kw)Q=Q"+Q=493.18+10.02=503.2(kvar)35kV線路電壓降計算：合格第三章 車間供電系統(tǒng)設(shè)計一、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.盡量靠近負荷中心,以便減少電壓損耗、電能損耗和有色金屬消耗量。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

40、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。二、車間變電所位置的確定根據(jù)地理位置及各車間計算負荷大小，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、鍋爐房。變電所：原液車間。變電所：排毒車間、其他車間、酸站。全廠供電平面圖見下圖1三、變電所變壓器臺數(shù)的確定.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

41、于變壓器容量的 12 級設(shè)計，以便負荷發(fā)展時，更換變壓器的容量。.選擇變壓器臺數(shù)時,應(yīng)考慮以下因素:1.應(yīng)滿足用電負荷對供電的可靠性的要求，對供有大量一、二級負荷的變電所，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、二級負荷繼續(xù)供電。2.對于一級負荷的場所，鄰近又無備用電源聯(lián)絡(luò)線可接,或季節(jié)性負荷變化較大時,宜采用兩臺變壓器。3.過320KVA.變壓器絕緣結(jié)構(gòu)的選擇根據(jù)絕緣結(jié)構(gòu)方式不同，一般有礦物油變壓器、硅油變壓器、六氟化硫變壓器、干式變壓器及環(huán)氧樹脂澆變壓器等。多層或高層主體建筑內(nèi)變電所，一般選用不燃或難燃型變壓器.在多塵或有腐蝕性氣體嚴重影響安全運行的場所內(nèi)，應(yīng)選用

42、防塵型或防腐型變壓器。.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、二級負荷繼續(xù)供電。當(dāng)負荷大時候，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)全廠停電的嚴重情況，如果一級負荷遇到了停電情況,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

43、。3.綜上所述，選用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。本次畢業(yè)設(shè)計是設(shè)計對某化纖廠進行供電，因此，應(yīng)該用兩臺變壓器供電，這樣就很難造成一些不必要的損失了。四、變壓器容量的確定.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

44、全部一、二級負荷的需要； b.任一臺變壓器單獨運行時，宜滿足全部用電容量設(shè)備70%的需要。3.變壓器正常運行時的負荷率應(yīng)控制在額定容量的70%80%為宜，以提高運行率。.各車間變壓器臺數(shù)及容量選擇1.變壓所I 變壓器及容量選擇a.變壓所I的供電負荷統(tǒng)計。取同時系數(shù)：KP=0.9，KQ=0.95 b.變壓所I得的無功補償（提高功率因數(shù)到0.9以上）。無功補償試?。篞C=450kvar補償以后：Q=956.34-450=506.34kvar c.變電所I的變壓器選擇。為保證供電的可靠性，選用兩臺變壓器（每臺可供電車間總負荷的70%）： SNT1=0.7S=0.71211.09=847.76(kVA

45、)查課程設(shè)計一畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)教程附表3-2：選擇變壓器型號SL7系列，額定容量為1000kVA，兩臺。查表得出變壓器的各項參數(shù)：空載損耗Po=1.8kW；負載損耗Pk=11.6kW；阻抗電壓Uk%=4.5；空載電流Io%=1.1。d.計算每臺變壓器的功率損耗(n=1)。QT0.06S=0.06605.55=36.33(kvar)2.變壓所變壓器臺數(shù)及容量選擇a.變壓所的供電負荷統(tǒng)計。P=780kWQ=546kvarb.變壓所的無功補償（提高功率因數(shù)到0.9以上）。無功補償試?。篞C=200kvar補償以后：Q=546-200=346kvarc.變電所的變壓器選擇。為保證供電的可靠性，選用兩臺變壓

46、器（每臺可供電車間總負荷的70%）： SNg=0.7S=0.7853.3=597.31(kVA)查課程設(shè)計一畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)教程附表3-2：選擇變壓器型號SL7系列，額定容量為630kVA，兩臺。查表得出變壓器的各項參數(shù)：空載損耗Po=1.3kW；負載損耗Pk=8.1kW；阻抗電壓Uk%=4.5； 空載電流Io%=2。也可用簡化經(jīng)驗公式：3.變壓所變壓器臺數(shù)及容量選擇a.變壓所的供電負荷統(tǒng)計。P=P酸+P排+P其=169+112+168=449(kW)Q=QPQ酸+Q排+Q其=118.3+67.2+126=311.5(kvar)b.變壓所I的供電負荷統(tǒng)計。取同時系數(shù)：KP=0.9，KQ=0.95

47、=KPP=0.9449=404.1(kw)c.變壓所的無功補償（提高功率因數(shù)到0.9以上）。無功補償試?。篞C=150kvar補償以后：Q=295.93-150=145.93kvar =KQQ=0.95311.5=295.93(kvar)變電所的變壓器選擇。為保證供電的可靠性，選用兩臺變壓器（每臺可供電車間總負荷的70%）： SNg=0.7S=0.7429.64=300.75(kVA)查課程設(shè)計一畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)教程附表3-2：選擇變壓器型號SL7系列，額定容量為315kVA，兩臺。查表得出變壓器的各項參數(shù)：空載損耗Po=0.76kW；負載損耗Pk=4.8kW；阻抗電壓Uk%=4；空載電流Io%=

48、2.3。也可用簡化經(jīng)驗公式：PT0.015S=0.015214.82=3.2(kW)QT0.06S=0.06214.82=12.9(kvar).廠內(nèi)10kV線路截面選擇1.供電給變電所的10kV線路P'=P+Pb=550.08+6.05=556.13(kW)Q'=Q+Qb=253.17+27.5=280.67(kvar)由于任務(wù)書中給出的最大負荷利用小時數(shù)為4600小時，查表可得：架空線2jec=0.9A/mm的經(jīng)濟電流密度。所以可得經(jīng)濟截面：可選用導(dǎo)線型號LGJ-50，其允許載流量為Ia1=234A。 相應(yīng)參數(shù)為ro=0.63/km，xo=0.38/km。在按發(fā)熱條件檢驗：由

49、上式可知，所選導(dǎo)線符合長期發(fā)熱條件。由于變電所緊鄰35/11kW主變壓器，10kV線路很短，其功率損耗可忽略不計。線路首端功率：P=P'=556.13(kW)Q=Q'=280.67(kvar)2.供電給變電所的10kV線路P'=P+Pb=390+5.05=395.05(kw)27 Q'=Q+Qb=173+25.71=198.71(kvar)根據(jù)地理位置圖及比例尺，得到此線路長度為l=0.32km。QL=3I2XL=325.5320.350.32=0.2(kvar)線路首端功率：P=P'+P=395.05+0.8=395.85(kW)Q=Q'+Q=

50、198.71+0.2=198.91(kvar)a先按經(jīng)濟電流密度選擇導(dǎo)線經(jīng)濟截面：由于任務(wù)書中給出的最大負荷利用小時數(shù)為4600小時，查表可得：架空線2jec=1A/mm的經(jīng)濟電流密度。所以可得經(jīng)濟截面：2選擇標準截面35mm，即選導(dǎo)線型號為LGJ-35。b復(fù)核電壓降正常運行時：N=2 查電力工程類專題課程設(shè)計與畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)教程附表6-1，LGJ-35導(dǎo)線的電阻 r1=0.9/km；線路電抗取 x1=0.39/km，根據(jù)負荷另供電距離為0.32公里，則R=r1L=0.90.32=0.2X=x1L=0.380.32=0.12PR+QX7800.2+3460.12U%=1%<10% 222U

51、210符合要求故障情況運行時：考慮到一條回路故障切除，另一條回路能保證全部負荷供電PR+QX7800.2+3460.12U%=2%<15% U2102符合要求c.復(fù)核發(fā)熱條件查電力工程類專題課程設(shè)計與畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)教程附表6-5得LGJ-35允許載流量，按環(huán)境溫度30度Ial=189A，查送電線路P233表6-5得環(huán)境溫度30度時的溫度校正系數(shù)K=0.94Ie=IalK=1890.94=177.66A>I30因此滿足發(fā)熱條件。結(jié)論：經(jīng)上述計算復(fù)核變電所決定采用10kV電壓等級二回路LGJ-35導(dǎo)線接入。3.供電給變電所的10kV線路Q'=Q+Qb=147.96+13.11=1

52、61.07(kvar)10kV線路很短功率損耗PL=3I2RL=312.8421.330.64=0.42(kw)QL=3I2XL=312.8420.350.64=0.1(kvar)線路首端功率：P=P'+P=250.04+0.42=205.5(kw)Q=Q'+Q=147.96+0.1=148.06(kvar)線路電壓降計算（僅計算最長廠內(nèi)10kV線路電壓降）：合格（其余線路更合格了） a.按經(jīng)濟電流密度選擇導(dǎo)線經(jīng)濟截面： 由于任務(wù)書中給出的最大負荷利用小時數(shù)為4600小時，查表可得：架空線2jec=1A/mm的經(jīng)濟電流密度。2選擇標準截面25mm符合條件，但根據(jù)最小導(dǎo)線截面積的

53、規(guī)定，應(yīng)選導(dǎo)線型號為LGJ-35。b.復(fù)核電壓降正常運行時：N=2 查電力工程類專題課程設(shè)計與畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)教程附表6-1，LGJ-35導(dǎo)線的電阻r1=1.26/km；線路電抗取 x1=0.4/km，根據(jù)負荷另供電距離為0.64公里，則R=r1L=1.260.64=0.81X=x1L=0.40.64=0.27PR+QX404.10.81+295.920.27U%=0.2%<10% 222U210符合要求故障情況運行時：考慮到一條回路故障切除，另一條回路能保證全部負荷供電PR+QX404.10.81+295.20.27U%=0.4%<15% 22U10符合要求c.復(fù)核發(fā)熱條件查電力工程類專題課程設(shè)計與畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)教程附表6-5得LGJ-35允許載流量，按環(huán)境溫度30度Ial=189A，查送電線路P233表6-5得環(huán)境溫度30度時的溫度校正系數(shù)K=0.94Ie=IalK=1890.94=177.66A>