某冶金機(jī)械廠供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"1設(shè)計(jì)任務(wù) 2設(shè)計(jì)要求 2\o"CurrentDocument"設(shè)計(jì)依據(jù) 2\o"CurrentDocument"設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求 4設(shè)計(jì)成果 4\o"CurrentDocument"2負(fù)荷計(jì)算 4車間各負(fù)荷 4全廠負(fù)荷 6\o"CurrentDocument"3短路電路的計(jì)算 6\o"CurrentDocument"繪制計(jì)算電路 6\o"CurrentDocument"確定短路計(jì)算基準(zhǔn)值 7計(jì)算短路電路中個(gè)元件的電抗標(biāo)幺值 7\o"CurrentDocument"k-1點(diǎn)（10.5kV側(cè)）的相關(guān)計(jì)算 8\o"CurrentDocument"k-2點(diǎn)（0.4kV側(cè)）的相關(guān)計(jì)算 8\o"CurrentDocument"4變電所變壓器和主接線方案的選擇 9\o"CurrentDocument"主變壓器的選擇 9\o"CurrentDocument"變電所主接線方案的選擇 9\o"CurrentDocument"裝設(shè)一臺(tái)主變壓器的主接線方案 10\o"CurrentDocument"裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器的主接線方案 111/121設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)要求要求根據(jù)本廠所能取得的電源及本廠用電負(fù)荷的實(shí)際情況，并適當(dāng)考慮到工廠生產(chǎn)的發(fā)展，按照安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的要求，確定變電所的位置和型式，確定變電所主變壓器的臺(tái)數(shù)、容量與類型，選擇變電所主接線方案及高低壓設(shè)備和進(jìn)出線，確定二次回路方案，選擇整定繼電保護(hù)，確定防雷和接地裝置。最后按要求寫出設(shè)計(jì)說(shuō)明書，繪出設(shè)計(jì)圖紙。設(shè)計(jì)依據(jù)工廠總平面圖圖1某機(jī)械廠總平面圖工廠負(fù)荷情況本廠多數(shù)車間為兩班制，年最大負(fù)荷利用小時(shí)為4600h，日最大負(fù)荷持續(xù)時(shí)間為6h。該廠除鑄造車間、電鍍車間和鍋爐房屬二級(jí)負(fù)荷外，其余均屬三級(jí)負(fù)荷。本廠的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料如表1.1所示。2/12

表1工廠負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料廠房編號(hào)廠房名稱負(fù)荷類別設(shè)備容量/kW需要系數(shù)功率因數(shù)1鑄造車間動(dòng)力3000.30.7照明50.81.02鍛壓車間動(dòng)力3500.30.65照明80.71.07金工車間動(dòng)力4000.20.65照明100.81.06工具車間動(dòng)力3600.30.6照明70.91.04電鍍車間動(dòng)力2500.50.8照明50.81.03熱處理車間動(dòng)力1500.60.8照明50.81.09裝配車間動(dòng)力1800.30.7照明60.81.010機(jī)修車間動(dòng)力1600.20.65照明40.81.08鍋爐車間動(dòng)力500.70.8照明10.81.0倉(cāng)庫(kù)動(dòng)力200.40.8照明10.81.0生活區(qū)照明3500.70.9供電電源情況供電電源情況按照工廠與當(dāng)?shù)毓╇姴块T簽定的供用電協(xié)議規(guī)定，本廠可由附近一條10kV的公用電源干線取得工作電源。該干線的走向參看工廠總平面圖。該干線的導(dǎo)線牌號(hào)為L(zhǎng)GJ-150，導(dǎo)線為等邊三角形排列，線距為2m；干線首端距離本廠約8km。干線首端所裝設(shè)的高壓斷路器斷流容量為500MVA。此斷路器配備有定時(shí)限過(guò)流保護(hù)和電流速斷保護(hù)，定時(shí)限過(guò)流保護(hù)整定的動(dòng)作時(shí)間為1.7s。為滿足工廠二級(jí)負(fù)荷要求，可采用高壓聯(lián)絡(luò)線由鄰近的單位取得備用電源。已知與本廠高壓側(cè)有電氣聯(lián)系的架空線路總長(zhǎng)度為80km，電纜線路總長(zhǎng)度為25km。3/12氣象資料本廠所在地區(qū)的年最高氣溫為38℃,年平均氣溫為23℃,年最低氣溫為-9℃,年最熱月平均最高氣溫為33℃,年最熱月平均氣溫為26℃,年最熱月地下0.8米處平均氣溫為25℃。當(dāng)?shù)刂鲗?dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|北風(fēng)，年雷暴日數(shù)為20。地質(zhì)水文資料本廠所在地區(qū)平均海拔500m，地層以砂粘土為主，地下水位為2m。電費(fèi)制度本廠與當(dāng)?shù)毓╇姴块T達(dá)成協(xié)議，在工廠變電所高壓側(cè)計(jì)量電能，設(shè)專用計(jì)量柜，按兩部電費(fèi)制交納電費(fèi)。每月基本電費(fèi)按主變壓器容量為18元/kVA，動(dòng)力電費(fèi)為0.9元/Kw.h，照明電費(fèi)為0.5元/Kw.h。工廠最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)不得低于0.9,此外，電力用戶需按新裝變壓器容量計(jì)算，一次性向供電部門交納供電貼費(fèi)：6~10VA為800/kVA。設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求.確定車間變電所變壓器的臺(tái)數(shù)和容量；.電氣主接線圖設(shè)計(jì)；.輸電導(dǎo)線截面選擇（選擇一條線路計(jì)算）；.確定短路計(jì)算點(diǎn)，計(jì)算三相短路電流；.主要電氣設(shè)備選擇與校驗(yàn)；1.4設(shè)計(jì)成果.設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份（約4000字）：包括設(shè)計(jì)任務(wù)所要求的各項(xiàng)設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程、結(jié)果和表格，要求內(nèi)容完整，條理清晰，書面清潔，字跡工整。.設(shè)計(jì)圖紙：電氣主接線圖一張。2負(fù)荷計(jì)算本設(shè)計(jì)采用需要系數(shù)法計(jì)算。車間各負(fù)荷4/12

表2各車間負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料編號(hào)名稱設(shè)備容量/kW需要系數(shù)cos①tan①計(jì)算負(fù)荷Pc/kWQc/kvarS/kVAI/Ac1鑄造車間動(dòng)力3550.250.750.8888.7578.1118.33180.00照明100.81808.0020.732鍛壓車間動(dòng)力3250.30.61.3397.5129.675162.50247.19照明100.81808.0020.737金工車間動(dòng)力4050.20.651.178194.77124.62189.56照明100.81808.0020.736工具車間動(dòng)力3800.350.61.33133176.89221.67337.19照明100.81808.0020.734電鍍車間動(dòng)力2550.50.750.88127.5112.2170.00258.59照明70.815.605.6014.513熱處理車間動(dòng)力1800.60.80.7510881135.00205.35照明80.816.406.4016.589裝配車間動(dòng)力1900.30.71.025758.1481.43123.86照明50.81404.0010.3610機(jī)修車間動(dòng)力1650.250.651.1741.2548.262563.4696.53照明40.813.203.208.298鍋爐房動(dòng)力650.70.80.7545.534.12556.8886.525/12照明10.810.800.802.075倉(cāng)庫(kù)動(dòng)力550.4照明10.810.800.802.075倉(cāng)庫(kù)動(dòng)力550.40.80.752216.527.5041.83照明10.810.800.802.07總計(jì)854.3829.661214.172.2全廠負(fù)荷取Kzp=0.9；K^,q=0.95根據(jù)上表可算出：Z4i=854.3Kw；z喘二829.66^;S30.=1214.17kv?AP30=Ky.DZ\.=0.9X854.3Kw=768.87Kwp 30'i30=Kz.qZQ30.i=0.95X829.66kvar=788.177kvar代'+Q302kv?A=1214.17kv?AS3030=^3U^二161686Acos①=^^=854.3/1214.17=0.70430i3短路電路的計(jì)算3.1繪制計(jì)算電路6/12確定短路計(jì)算基準(zhǔn)值取基準(zhǔn)容量S/100MVA,基準(zhǔn)電壓Ud=U=1.05UN,。為短路計(jì)算電壓，即高壓側(cè)U1=10.5kV,低壓側(cè)U己=0.4四，則I=dlS11I=dlS11=100MV?A<3x10.5kV=5.50kA=144kA=S =100MV?A=144kAd2—c3r233x0.4kV計(jì)算短路電路中個(gè)元件的電抗標(biāo)幺值電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值已知電力系統(tǒng)出口斷路器的斷流容量S℃二500MV-A,故X；=100M-VA/500MV-A=0.2架空線路的電抗標(biāo)幺值查表得LGJ-150的線路電抗X0=0.35Q/km，而線路長(zhǎng)8km,故X*=0.35(。/km)X8X100MV{=2.542 (10.5kv)23.3.3電力變壓器的電抗標(biāo)幺值查表得變壓器的短路電壓百分值Uk%=4.5,故X*=4.5x100MV?A=4.5x100x103kV"=3.63 100x1250kV?A 100x1250kV?A式中，SN為變壓器的額定容量因此繪制短路計(jì)算等效電路如圖5-2所示，圖上標(biāo)出各元件的序號(hào)和電抗標(biāo)幺值,并標(biāo)明短路計(jì)算點(diǎn)。22542254丫丫丫、_k-13上22 36圖3-2短路計(jì)算等效電路7/12

3.4k-1點(diǎn)（10.5kV側(cè)）的相關(guān)計(jì)算3.4.1總電抗標(biāo)幺值X；g）=X；+X>.2+2.54=2.743.4.2三相短路電流周期分量有效值3.4.2三相短路電流周期分量有效值3.4.3/（3）= dlk-iX，=5.50kA/2.74=2.OlkA3.4.3/（3）= dlk-iX，=5.50kA/2.74=2.OlkA:U」）其他三相短路電流小=/*=/￡）=2.oikA*3）=255/"（3）sh =2.55X2.01=5.13kA/（3）=151/"（3）sh =1.51X2.01=3.04kA3.4.4三相短路容量3.4.4三相短路容量3=S'k-1— ~=100MV?A/2.74=36.50MV?A3.5k-2點(diǎn)（0.4kV側(cè)）的相關(guān)計(jì)算3.5.1總電抗標(biāo)幺值Xf（k_2）=X：+X；+X；=o.2+2.54+3.6=6,343.5.2三相短路電流周期分量有效值/（3）=d?k-2Xt=144kA/6.34=22.71kA2（k.2）3.5.3其他短路電流I"（3）=/（3）=/（3）=22.71kAook-28/12"3)=L84I")=1.84X22.71kA=41.79kAshI(3)=L09/"(3)=i.09X22.71kA=24.75kAsh3.5.4三相短路容量SS(3)=—d-=100MV?A/6.34=15.77MV?Ak-2Xt2(k-2)4變電所變壓器和主接線方案的選擇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考慮有下列兩種可供選擇的方案：N，T 30 N-Ta)裝設(shè)一臺(tái)變壓器型號(hào)為S11型，而容量根據(jù)式S>S，S為主變壓器容量，S30為總的計(jì)算負(fù)荷。選SNT=1250kv?A>S30=1114.17kv?N，T 30 N-Tb)裝設(shè)兩臺(tái)變壓器 型號(hào)為S11型，而每臺(tái)變壓器容量根據(jù)式(3-1)、(3-2)選擇，即S三(0.6?0.7)X1063.89kv?A=(638.334?744.723)kv?A(3-1)S三S(1+11)=(101.4+254.5+105.68)KVA=461.55KVA(3-2)因此選兩臺(tái)S11-630/10型低損耗配電變壓器。工廠二級(jí)負(fù)荷所需的備用電源，考慮由鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來(lái)承擔(dān)。主變壓器的聯(lián)結(jié)組均為Dyn11。變電所主接線方案的選擇一般大中型企業(yè)采用35?110KV電源進(jìn)線時(shí)都設(shè)置總降壓變電所，將電壓降至6/r