車間變電所設(shè)計(馮偉明)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè) 四川大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院專業(yè)課程設(shè)計校外學(xué)習(xí)中心： 廣東恩平奧鵬學(xué)習(xí)中心 學(xué) 生 姓 名： 馮偉明 專 業(yè)：電氣自動化技術(shù)（電氣工程及其自動化）課程設(shè)計題目： 車間變電所設(shè)計 層 次： 高起專 年 級： 1209 學(xué) 號： aFH1122ji017 一、前 言本次設(shè)計是關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)車間低壓配電系統(tǒng)及車間變電所設(shè)計，最先從車間的布局考慮，參考了現(xiàn)在許多工廠的平面設(shè)計圖對各部分的布局的可用性和經(jīng)濟型入手。接下來開始進入工廠廠區(qū)的供電部分設(shè)計，先從各部分的設(shè)計入手，其中包括計算負(fù)荷

2、和短路電流的計算和一次設(shè)備的穩(wěn)定度的效驗，及其低壓配電屏的選擇。接下來，進行了對變電所高壓進線和低壓出線的選擇。車間配電線路的設(shè)計。在變電所二次回路設(shè)計及繼電保護整定當(dāng)中我考慮了各方面保護及對保護器具的選擇。變電所設(shè)計自然少不了對防雷以及接地保護方面的設(shè)計，考慮到了車間布局的實際情況進行了對防雷接地設(shè)備的選擇和設(shè)計。本設(shè)計在各位老師的指導(dǎo)下已完成，在此對各位老師表示衷心的感謝，如有不恰之處，請多多指教。二、目 錄 TOC o 1-3 h z u 主要第一章 負(fù)荷計算一、設(shè)備分組由車間平面布置圖，可把一車間的設(shè)備分成5組，分組如下：NO.1：29、30、31 配電箱的位置：D-靠墻放置NO.2：

3、1428 配電箱的位置：C- = 3 * GB3 * MERGEFORMAT 靠墻放置NO.3：1、32、33、34、35 配電箱的位置：B- = 5 * GB3 * MERGEFORMAT 靠柱放置NO.4：6、7、11、12、13 配電箱的位置：B-靠柱放置NO.5：2、3、4、5、8、9、10 配電箱的位置：B- = 6 * GB3 * MERGEFORMAT 靠柱放置二、總負(fù)荷計算表1 機加工一車間和鑄造、鉚焊、電修等車間負(fù)荷計算表表編號名稱類別供電回路代號設(shè)備容量Pe/KW需要系數(shù)Kdcostan計算負(fù)荷P30/KWQ30/KvarS30/KVAI30/A1機加工一車間動力No.1供

4、電回路1040.70.950.3372.824.076.7116.5No.2供電回路82.90.20.51.7316.628.733.250.4No.3供電回路157.70.20.51.7331.554.663.095.7No.4供電回路22.50.20.51.734.57.89.013.7No.5供電回路38.60.20.51.737.713.415.423.42鑄造車間動力No.6供電回路1600.40.71.026465.391.4138.9No.7供電回路1400.40.71.025657.180.0121.5No.8供電回路1800.40.71.027273.4102.8156.2照

5、明No.9供電回路80.8106.406.49.73鉚焊車間動力No.10供電回路1500.30.452.04589.199.8151.6No.11供電回路1700.30.452.051101113.1171.9照明No.12供電回路70.8105.605.68.54電修車間動力No.13供電回路1500.30.51.73457890.0136.8No.14供電回路1460.30.561.48446578.5119.3照明No.15供電回路100.81080812.2總計(380V側(cè))動力1501.70.671.12586.1657.4880.71338.2照明25計入Kp=0.8Kq=0.8

6、50.641.19468.9558.8729.51108.3三、無功功率補償 由表1可知，該廠380V側(cè)最大負(fù)荷時的功率因素只有0.64。而供電部門要求該廠10KV進線最大負(fù)荷時的功率因素不應(yīng)地于0.90?？紤]到主變壓器的無功損耗遠(yuǎn)大于有功損耗，因此380V側(cè)最大負(fù)荷時的功率因素應(yīng)稍大于0.90，暫取0.92來計算380V側(cè)所需無功功率補償容量:Qc=P30(tan1- tan2)=468.9tan(arccos0.64)- tan(arccos0.92)Kvar=361.1 Kvar參照電力工程設(shè)備手冊（中國電力出版社 1998 ），選PGJ1型低壓自動補償屏，并聯(lián)電容器為BW0.4-14-

7、3型，采用其方案1（主屏）1臺與方案3（輔屏）4臺相組合，總?cè)萘?4Kvar5=420Kvar。因此無功補償后工廠380V側(cè)和10KV側(cè)的負(fù)荷計算如下表：表2 無功補償后工廠的計算負(fù)荷項目cos計算負(fù)荷P30/KWQ30/KvarS30/KVAI30/A380V側(cè)補償前負(fù)荷0.64468.9558.3729.51108.3380V側(cè)無功補償容量-420380V側(cè)補償后負(fù)荷0.96468.9138.3488.9742.8主變壓器功率損耗0.015S30=7.30.06S30=29.310KV側(cè)負(fù)荷總計0.94476.2167.6504.829.1第二章 變電所主變壓器和主結(jié)線方案的選擇一、變電所

8、主變壓器的選擇 根據(jù)工廠的負(fù)荷性質(zhì)和電源情況，工廠變電所的主變壓器可以有下列兩種方案：1方案一裝設(shè)一臺主變壓器 型式采用S9，而容量根據(jù)SN。T=630KVAS30=504.8KVA選擇，即選一臺S9-630/10型低損耗配電變壓器。至于工廠二級負(fù)荷的備用電源，由與鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來承擔(dān)。2方案二裝設(shè)兩臺主變壓器 型式也采用S9，每臺容量按式SNT（0.60.7）S30選擇，即SNT（0.60.7）504.8kVA=(302.9353.36)kVA因此選兩臺S9-400/10型低損耗配電變壓器。主變壓器的聯(lián)結(jié)組別均采用Yyn0。二、 變電所主結(jié)線方案的選擇 表3 兩種主結(jié)線方案的比較比

9、較項目裝設(shè)一臺主變的方案裝設(shè)兩臺主變的方案技術(shù)指標(biāo)供電安全性滿足要求滿足要求供電可靠性基本滿足要求滿足要求供電質(zhì)量由于一臺主變，電壓損耗略大由于兩臺主變并列，電壓損耗略小靈活方便性只一臺主變，靈活性稍差由于有兩臺主變，靈活性較好擴建適應(yīng)性稍差一些更好一些經(jīng)濟指標(biāo)電力變壓器的綜合投資額由表2-8查得S9-630的單價為7.47萬元，而由表41查得變壓器綜合投資約為其單價的2倍，因此其綜合投資為27.47萬元14.94萬元由表2-8查得S9-400的單價為5.31萬元，因此兩臺綜合投資為45.31萬元21.24萬元，比一臺主變方案多投資6.3萬元高壓開關(guān)柜（含計量柜）的綜合投資額查表4-10得GG

10、-1A(F)型柜按每臺3.5萬元計，查表得其綜合投資按設(shè)備價1.5倍計，因此其綜合投資約為41.53.5萬元21萬元本方案采用6臺GG-1A(F)柜，其綜合投資約為61.53.5萬元31.5萬元，比一臺主變方案多投資10.5萬元電力變壓器和高壓開關(guān)柜的年運行費參照表4-2計算，主變和高壓開關(guān)柜的折舊和維修管理費每年為3.706萬元（其余略）主變和高壓開關(guān)柜的折舊和維修管理費每年為6.752萬元，比一臺主變方案多耗3.046萬元交供電部門的一次性供電貼費按800元/kVA計，貼費為6300.08萬元50.4萬元貼費為24000.08萬元64萬元，比一臺主變方案多交13.6萬元從上表可以看出，按技

11、術(shù)指標(biāo)，裝設(shè)兩臺主變的主結(jié)線方案略優(yōu)于裝設(shè)一臺主變的主結(jié)線方案，但按經(jīng)濟指標(biāo)，則裝設(shè)一臺主變的方案遠(yuǎn)優(yōu)于裝設(shè)兩臺主變的方案，因此決定采用裝設(shè)一臺主變的方案。（說明：如果工廠負(fù)荷近期有較大增長的話，則宜采用裝設(shè)兩臺主變的方案。）第三章 短路電流的計算一、繪制計算電路圖1 短路計算電路二、確定基準(zhǔn)值 設(shè)Sd=100MVA，Ud1=10.5kV，低壓側(cè)Ud2=0.4kV，則 三、計算短路電路中各元件的電抗標(biāo)幺值1、電力系統(tǒng) 2、架空線路 由LGJ-150的，而線路長0.3km,故 3、電力變壓器 有，故 因此繪等效電路，如圖2所示。圖2 等效電路四、計算k-1點（10.5kV側(cè)）的短路電路總電抗及三

12、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、其他短路電流 4、三相短路容量 五、計算k-2點（0.4kV側(cè)）的短路電路總電抗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、其他短路電流 六、三相短路容量 以上計算結(jié)果綜合如表4所示。表4 短路計算結(jié)果短路計算點三相短路電流/kA三相短路容量/MVAI(3)k19.29.29.223.513.9167.2k218.718.718.734.420.413.0第四章 變電所一次設(shè)備的選擇校驗一、10kV側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗表5 10kV側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗選擇校驗項目電壓電流斷流能力動穩(wěn)定

13、度熱穩(wěn)定度臺數(shù)裝置地點條件參數(shù)UNI302tima數(shù)據(jù)10kV36.4A (I1NT)9.2kA235kA9.221.9=160.8一次設(shè)備型號規(guī)格額定參數(shù)UNINIocimaxt高壓少油斷路器SN10-10I/63010kV630A16kV40kA1622=5122高壓隔離開關(guān)GN-10/20010kV200A25.5kA1025=5005高壓熔斷器RN2-1010kV0.5A50kA2電壓互感器JDJ-1010/0.1kV1電壓互感器JDJZ-10/kV1電流互感器LQJ-1010kV100/5A31.8KA813避雷器FS4-1010kV2戶外式高壓隔離開關(guān)GW4-15G/20015kV

14、200A1表5所選設(shè)備均滿足要求。二、380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗表6 380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗表選擇校驗項目電壓電流斷流能力動穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度臺數(shù)裝置地點條件參數(shù)UNI302tima數(shù)據(jù)380V總742.8A18.7kA34.4kA18.720.7=244.8一次設(shè)備型號規(guī)格額定參數(shù)UNINIocimaxt低壓斷路器DW151500/3380V1500A40kV1低壓斷路器DZ20630380V630A(大于I30)一般30kA12低壓斷路器DZ20200380V200A(大于I30)一般25kA3低壓刀開關(guān)HD131500/30380V1500A1電流互感器LMZJ10.5500V150

15、0/5A1電流互感器LMZ10.5500V160/5A100/5A1表6所選設(shè)備均滿足要求。三、高低壓母線的選擇 電力工程設(shè)備手冊（中國電力出版社 1998 ），10KV母線選LMY3（404），即母線尺寸為40mm4mm；380V母線選LMY3（808）+505，即相母線尺寸為80mm6mm，中性母線尺寸為50mm5mm。第五章 變電所進出線和與鄰近單位聯(lián)絡(luò)線的選擇一、10KV高壓進線和引入電纜的選擇采用LJ型鋁絞線敷設(shè)，接往10KV公用干線。1 按發(fā)熱條件選擇由I30=36.4A及室外環(huán)境溫度年最熱月平均最高氣溫為33。C，查表8-35, 初選LJ16，其在35。C時的Ial=93.5I3

16、0,滿足發(fā)熱條件。2 校驗機械強度參照電力工程設(shè)備手冊（中國電力出版社 1998 ），最小截面Amin=35mm2，因此LJ16不滿足機械強度要求，故改選LJ35。由于此線路很短，不需要校驗電壓損耗。二、由高壓配電室至主變的一段引入電纜的選擇校驗 采用YJL2210000型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。1、按發(fā)熱條件選擇由I30=36.4A及土壤溫度25。C，參照電力工程設(shè)備手冊（中國電力出版社 1998 ），初選纜芯為25mm2的交聯(lián)電纜，其Ial=90AI30，滿足發(fā)熱條件。2、校驗短路穩(wěn)定計算滿足短路熱穩(wěn)定的最小截面Amin=103mm225 mm2，因此25mm2不滿足短路穩(wěn)定

17、要求，故選擇YJL22100003120電纜。三、 380V低壓出線的選擇1、饋電給機加工一車間的線路選擇采用VLV221000型聚氯乙烯絕緣鋁心電纜直接埋地敷設(shè)。2、按發(fā)熱條件選擇由I30=287A及地下0.8m土壤溫度25。C查表，初選纜芯截面為240mm2，其Ial=319AI30，滿足發(fā)熱條件。3、校驗電壓損耗因未知變電所到機加工一車間的距離，因此未能校驗電壓損耗。4、短路熱穩(wěn)定度的校驗滿足短路熱穩(wěn)定度的最小截面。Amin=213mm2所選240mm2的纜芯截面大于Amin，滿足短路熱穩(wěn)定度的要求，因此選擇VLV2210003240+1120的四芯電纜（中性線芯按不小于相線芯一半選擇，

18、下同）。5、饋電給鑄造車間的線路選擇采用VLV221000型聚氯乙烯絕緣鋁心電纜直接埋地敷設(shè)。（方法同上）纜芯截面240mm2聚氯乙烯電纜，即VLV2210003240+1120的四芯電纜。6、 饋電給鉚焊車間的線路選擇采用VLV221000型聚氯乙烯絕緣鋁心電纜直接埋地敷設(shè)。（方法同上）纜芯截面300mm2聚氯乙烯電纜，即VLV2210003300+1150的四芯電纜。7、 饋電給電修車間的線路選擇采用VLV221000型聚氯乙烯絕緣鋁心電纜直接埋地敷設(shè)。（方法同上）纜芯截面300mm2聚氯乙烯電纜，即VLV2210003300+1150的四芯電纜。第六章 變電所二次回路方案的選擇與繼電保護

19、的整定一、高壓斷路器的操動機構(gòu)與信號回路 斷路器采用手力操動機構(gòu)，其控制與信號回路如圖3所示。圖3 電磁操動的斷路器控制與信號回路WC控制小母線 WL燈光指示小母線 WF閃光信號小母線 WS信號小母線 WAS事故音響小母線 WO合閘小母線 SA控制開關(guān)（操作開關(guān)） KO合閘接觸器 YO合閘線圈 YR跳閘線圈（脫扣器） KA保護裝置 QF16斷路器輔助觸點 GN綠色指示燈 RD紅色指示燈 ON合閘 OFF跳閘（箭頭指向為SA的返回位置）二、 主變壓器的繼電保護裝置1、裝設(shè)反時限過電流保護采用GL15型感應(yīng)式過電流繼電器，兩相兩繼電器式結(jié)線，去分流跳閘的操作方式。(1)過電流保護動作電流的整定IL.max=2IiN.T=2630/(1.73210)=72.7AKrel=1.3 Kw=1 Kre=0.8 Ki=100/5=20 Iop=1.3172.7/(0.820)=5.9A因此整流為6A。(2)動作時間的整定整定