機修廠機加工一車間變電所設計

/廣東石油化工學院課程設計說明書 設計題目：某機修廠電加工車間變電所設計班級：姓名：學號：摘要為使工廠供電工作很好地為工業(yè)生產(chǎn)服務，切實保證工廠生產(chǎn)和生活用電的須要，并做好節(jié)能工作，本設計在大量收集資料，并對原始資料進行分析后，做出35kV變電所及變電系統(tǒng)電氣部分的選擇和設計，使其達到以下基本要求：1、平安在電能的供應、支配和運用中，不發(fā)生人身事故和設備事故。2、牢靠滿足電能用戶對供電牢靠性的要求。3、優(yōu)質(zhì)滿足電能用戶對電壓和頻率等質(zhì)量的要求。4、經(jīng)濟供電系統(tǒng)的投資少，運行費用低，并盡可能地節(jié)約電能和削減有色金屬的消耗量。此外，在供電工作中，又合理地處理局部和全局、當前和長遠等關系，既照看局部的當前的利益，又要有全局觀點，顧全大局，適應發(fā)展。依據(jù)國家標準GB50052-95《供配電系統(tǒng)設計規(guī)范》、GB50059-92《35~110kV變電所設計規(guī)范》、GB50054-95《低壓配電設計規(guī)范》等的規(guī)定，工廠供電設計遵循以下原則：1、遵守規(guī)程、執(zhí)行政策；遵守國家的有關規(guī)定及標準，執(zhí)行國家的有關方針政策，包括節(jié)約能源，節(jié)約有色金屬等技術(shù)經(jīng)濟政策。2、平安牢靠、先進合理；做到保障人身和設備的平安，供電牢靠，電能質(zhì)量合格，技術(shù)先進和經(jīng)濟合理，接受效率高、能耗低和性能先進電氣產(chǎn)品。3、近期為主、考慮發(fā)展；依據(jù)工作特點、規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃，正確處理近期建設和遠期發(fā)展的關系，做到遠近結(jié)合，適當考慮擴建的可能性。4、全局動身、統(tǒng)籌兼顧。按負荷性質(zhì)、用電容量、工程特點和地區(qū)供電條件等，合理確定設計方案。工廠供電設計是整個工廠設計中的重要組成部分。工廠供電設計的質(zhì)量干脆影響到工廠的生產(chǎn)及發(fā)展。書目1．原始數(shù)據(jù) 51.1設計任務 51.2設計依據(jù) 51.3本車間負荷性質(zhì) 72.負荷計算以及變壓器、補償裝置的選擇 72.1機加工車間一的負荷計算 72.2車間總體負荷的計算 95.高、低壓一次設備選擇 135.1．選母線： 135.2.選低壓側(cè)QF： 135.3高壓側(cè)選QF： 135.4高壓側(cè)隔離開關： 145.5電流互感器： 146.高壓側(cè)繼電愛惜選擇及整定 146.1差動愛惜 146.2變壓器的瓦斯愛惜 15確定供電系統(tǒng) 167.心得體會及參考文獻 197.1心得體會 197.2參考文獻： 19

緒論變電所擔負著從電力系統(tǒng)受電，經(jīng)過變壓然后配電的任務。車間變電所主要用于負荷大而集中、設備布置比較穩(wěn)定的大型生廠房內(nèi)。車間變電所一般位于車間的負荷中心，可以降低電能損耗和有色金屬的消耗量，并能削減輸電線路上的電壓損耗可以保證供電的質(zhì)量。因此，對這種車間變電所的設計技術(shù)經(jīng)濟指標要求比較高。車間變電所是工廠供電系統(tǒng)的樞紐，在工廠里占有特殊重要的地位，因而設計一個合理的變電所對于整個工廠供電的牢靠、經(jīng)濟運行至關重要。本設計是從工程的角度動身，依據(jù)變電所設計的基本要求，綜合地考慮各個方面的要素，對供電系統(tǒng)進行了合理的布局，在滿足各項技術(shù)要求的前提下，兼顧運行便利、維護簡潔，盡可能地節(jié)約投資。1．原始數(shù)據(jù)1.1設計任務 本車間擔當機修廠機械修理的配件生產(chǎn)。1.2設計依據(jù) =1\*GB3①機加工一車間用電設備明細表，見表1-1。 =2\*GB3②車間變電所配電范圍。 =1\*alphabetica.一車間要求三路供電：1～13，32～34為一路，14～31為一路，照明為一路（同二車間）。 =2\*alphabeticb.車間變電所除為機加工一車間供電外，還要為機加工二車，鑄造，鉚焊，電修等車間供電。 =3\*alphabeticc.其他個車間對參數(shù)和要求見表1-2。表1－1機加工一車間用電設備明細表設備代號設備名稱及型號臺數(shù)單臺容量（千瓦）總?cè)萘浚ㄇ撸﹤渥?馬鞍車床C630M110.12510.1252萬能工具磨床M5M12.0752.0753一般車床C620－117.6257.6254一般車床C620－117.6257.6255一般車床C620－117.6257.6256一般車床C620－314.6254.6257一般車床C620－114.6254.6258一般車床C620－114.6254.6259一般車床C620－114.6254.62510一般車床C620－114.6254.62511一般車床C620－114.6254.62512一般車床C620－114.6254.62513旋轉(zhuǎn)套絲機S－813913.1253.12514一般車床C620110.12510.12515螺旋紋車床Q11917.6257.62516搖臂鉆床Z3518.58.517圓柱立式鉆床Z504013.1253.12518圓柱立式鉆床Z504013.1253.125195T單梁吊車110.210.220立式砂輪S38l35011.751.7521牛頭刨床B66513322牛頭刨床B66513323萬能升降臺銑床X63WT1131324萬能升降臺銑床X－52K19.1259.12525滾齒機Y－3614.14.126插床B503214427弓鋸機G7211.71.728立式鉆床Z51210.60.629井式回火電阻爐1242430箱式電阻爐1454531一般車床CW6－1，100131.931.932單柱立式車床C512－1A135.735.733臥式鏜床J681101034單臂刨床B10101707035小結(jié)34表1－2機加工二，鑄造，鉚焊，電修等車間計算負荷表序號車間名稱容量（千瓦）計算負荷備注P30(千瓦)Q30(千乏)S30(千瓦)1機加工二車間N01供電回路N02供電回路N03車間照明1551201046.53654.442.122鑄造車間N01供電回路N02供電回路N03供電回路N04車間照明160140180864567265.357.1273.443鉚焊車間N01供電回路N02供電回路N03車間照明1501707455183.1100.984電修車間N01供電回路N02供電回路N03車間照明150146.2104543.8577.855小結(jié)1.3本車間負荷性質(zhì)車間為三班工作制年最大負荷利用小時為5500小時。屬于三級負荷。供電電源條件： =1\*GB3①電源從35/10千伏廠總降壓變電所接受架空線路受電，線路長度為300米。 =2\*GB3②供電系統(tǒng)短路數(shù)據(jù)見下圖所示。=3\*GB3③廠總降壓變電所配出線路定時限過電流愛惜裝置的整定時間為2秒。=4\*GB3④要求車間變電所功率因數(shù)應在0.9以上。=5\*GB3⑤當?shù)刈顭嵩碌钠骄鶞囟葹?5℃。2.負荷計算以及變壓器、補償裝置的選擇 在進行負荷計算時選用需用系數(shù)法，具體計算公式如下：(i=1,2,3…n)2.1機加工車間一的負荷計算依據(jù)機加工車間一的負荷性質(zhì)，將一車間分為三路：1~13，32~34為一路，14~31為一路，照明電路為一路。 通過分析機加工車間一的第一路屬于小批生產(chǎn)的金屬冷加工，查表2-1得它的需用系數(shù)為：Kd=0.3Cosφ=0.65tanφ=1.17Pca1=KdPn=0.16*Pn=55.883（KW）Qca1=Pca1*tanφ=65.383（Kvar）其中：Pn=10.125+2.075+7.65*3+4.625*7+3.125+3.57+10+70=186.275（KW）==86(KVA)=/130.67(A)通過分析機加工車間一的其次路屬于小批熱加工，查表2-1得：Kd=0.3Cosφ=0.65tanφ=1.17Pca2=KdPn=0.3*Pn=55.163（KW）Qca1=Pca1*tanφ=64.54（Kvar）其中Pn=183.875（KW）==84.9(KVA)=/=129(A) 第三路 =10= =10/（*0.4）=14.434（A）通過以上的計算得到以下的負荷的匯總：序號車間名稱容量（千瓦）計算負荷備注P30(千瓦)Q30(千乏)S30(千瓦)1機加工一車間N01供電回路N02供電回路N03車間照明85.96383.2551029.80445.96951.56169.4132機加工二車間N01供電回路N02供電回路N03車間照明1551201046.53654.442.123鑄造車間N01供電回路N02供電回路N03供電回路N04車間照明160140180864567265.357.1273.444鉚焊車間N01供電回路N02供電回路N03車間照明1501707455183.1100.985電修車間N01供電回路N02供電回路N03車間照明150146.2104543.8577.856小結(jié)2.2車間總體負荷的計算車間名稱有功功率Pn無功功率Qn視在功率Sca負荷電流In一車間134.80875.227154.377222.831二車間7477.216106.950154.374鑄造車間180176.274251.938363.652鉚焊車間92.7179.982202.452292.223電修車間88.96570.065113.243163.457依據(jù)附表2-2查得車間的同時系數(shù)Ksi=0.9，則Pca=（Pn1+…Pn4）*Ksi=570.473*0.9=513.426KWIca=741.088AQca=(Qn1+…+Qn4)*Ksi=578.764*0.9=520.888KVASca=731.389KVarCOSφ=Pca/Qca=0.702tanφ=1.0142.3無功補償?shù)挠嬎愫妥儔浩鞯倪x擇變壓器的預選變壓器低壓側(cè)：Pca=513.426KWQca=520.888KVASca=731.389KVar相關參數(shù)全部列舉如下：額定容量：800KVA高壓：10KV高壓分接范圍（％）：±4*2.5低壓：4KV連接組標號：Yyn0空載損耗：1.36KW負載損耗：9.4KW空載電流（％）：1.2阻抗電壓（％）：4.5重量：器身—2050Kg油重-805Kg總重：3245Kg外形尺寸（mm）長*高*寬：2445*800*2420無功補償計算△Pt=△P0+△Pk（Sca/Sn）=1.36+9.4*（731.389/800）=9.2KWQt=△Ｑ0+△Qk（Sca/Sn）=（I0％/100）*Sn+（=*800+*800*（）=39.66KW高壓側(cè)：P高=Pca+△Pt=513.426+9.21=522.636KWQ高=Qca+△Qt=520.888+39.66=560.548KVA實際須要變壓器容量：St===766.4KVA此時功率因數(shù)：COS φ=P高/St=522.636/766.4=0.682φ=47.005取補償后要求達到的功率因數(shù)為COSφ=0.92φ=23.074補償無功：Qc=P高（tan47.005-tan23.074）=337.914KVar依據(jù)以上計算選擇電力電容器：《簡明電工手冊》P579頁BWM04-25-1 選15臺，每三臺一組，共分5組Qc=25*15=375KVar考慮無功補償后應選的變壓器無功補償后應選的變壓器容量為：S===533.750考慮無功補償后最終確定變壓器：依據(jù)《簡明電工手冊》應選sz9型，額定容量為：630kvA（具體參數(shù)見P33頁）（4）變壓器的校驗：△PT=△P0+△Pk()=1.12+7.7×()=6.647kw△QT=SN+SN()=630×+630××()=27.41kvar考慮損耗后實際須要變壓器容量：S實＝＝548.186<630kvAcos=＝＝0.9493.供電系統(tǒng)的選擇 從原始資料我們知道車間為三級負荷，供電的牢靠性要求并不是很高，且通過負荷計算我們知道車間的總消耗功率并不是很高，初步估計了后確定運用一臺變壓器來為車間供電，同時為了節(jié)約變電所建立的成本和簡化總體的布線，所以在設計中我們首先考慮了線路—變壓器組結(jié)線方式。 線路—變壓器組結(jié)線方式的優(yōu)點是結(jié)線簡潔，運用設備少，基建投資省。缺點是供電牢靠性低，當主結(jié)線中任一設備（包括供電線路）發(fā)生故障或檢修時，全部負荷都將停電。但對于本設計來說線路—變壓器組結(jié)線方式已經(jīng)可以達到設計的要求。 線路—變壓器組結(jié)線方式也按元件的不同組合分為：a進線為隔離開關；b進線為跌落式保險；c進線為斷路器。因為設計為車間為變電所，所以接受c方式。供電系統(tǒng)短路圖 （a）（b）（c） 圖1.1線路—變壓器組結(jié)線 a—進線為隔離開關；b—進線為跌落式保險；c—進線為斷路器4.短路電流電流計算4.1各短路點的平均電壓 線路的平均電壓Uav1=10.5KvUav2=0.4Kv4.2各元件電抗計算電源的電抗：Xs=Uav1/Sk==0.551?線路L的電抗：Xl=0.2×0.4=0.08?變壓器的電抗;Xt=Uk%×=4.5%×=7.875?4.3各短路點總阻抗K1點短路：Xk1=Xs+XL=0.551+0.08=0.631?K2點短路Xk2=(0.631+7.875)()=0.01234?4.4依據(jù)電抗值計算短路電流K1點短路Ｉk＝＝＝9.61ＫＡish１＝2.55Ik1=2.55*9.61=24.51KAIsh1=1.52IK1=1.52*9.61=14.61KAIca1===30.139AK2點短路時Ik2===18.715KAish2=1.84Ik2=1.84*18.715=34.43565KAIsh2=1.09Ik2=1.09*18.715=20.3994KAIca2===770.425.高、低壓一次設備選擇5.1．選母線：導體尺寸：63×8單條，平放：995矩形鋁導線長期允許載流量和肌膚效應系數(shù)Kf導線尺寸單條雙條三條平放豎放Kf平放豎放Kf平放豎放Kf63×899510821.03151116441.1190820751.25.2.選低壓側(cè)QF：選Dk2—1000型，見《低壓電器》P440表DK2系列低壓真空智能型斷路器主要技術(shù)特征型號額定工作電壓（Kv）額定工作電流（A）額定極限分斷實力（VA）額定短路運行分斷實力（KA）1s短時耐受點（KA）380V660V380V660VDK2-1000380、660100040304030405.3高壓側(cè)選QF：選SN10—10I，見《供電技術(shù)》P125型號額定電壓kv額定電流A額定開斷電流KA斷流容量MVA動穩(wěn)定電流KA熱穩(wěn)定電流(4S)KASW2-3535150024.8150063.424.8SN10-101010002950074295.4高壓側(cè)隔離開關：選GN6—10/600—52，見《發(fā)電廠電氣部分》P346附表7隔離開關技術(shù)數(shù)據(jù)型號額定電壓（KV）額定電流（KA）極限通過電流峰值（KA）熱穩(wěn)定電流（KA）4s5sGN6-10/1000-521060052205.5電流互感器：依據(jù)上述狀況初步選用LFZJ1-3型電流互感器.具體參數(shù)如下:型號額定電流比(A)級次組合精確級次二次負荷精確級次(0.5)?LFZJ1-320~200/50.50.50.8電壓互感器選擇:型號:JDJ-10具體參數(shù)如下:型號額定電壓(Kv)一次繞組1額定容量(VA)最大容量(VA)一次繞組二次繞組0.5JDJ-10100.1806406.高壓側(cè)繼電愛惜選擇及整定6.1差動愛惜變壓器差動愛惜動作電流應滿足以下三個條件應躲過變壓器差動愛惜區(qū)外出現(xiàn)的最大短路不平衡電流應躲過變壓器的勵磁涌流在電流互感器二次回路端線且變壓器處于最大符合時，差動愛惜不應動作由于車間變電所是三級負荷，變壓器容量為500MVA在選用愛惜時選電流限時電流速斷愛惜，而不接受差動愛惜。1速斷整定：Idz=Kk×Imax=1.3×16.4844=21.429Ks=不能滿足靈敏度要求，可運用低壓閉鎖愛惜。過電流愛惜的整定：Idz==2.18KA近后備愛惜的靈敏系數(shù)=6.548〉2動作時限：△t=0.5s6.2變壓器的瓦斯愛惜瓦斯愛惜，又稱氣體繼電愛惜，是愛惜油浸式電力變壓器內(nèi)部故障的一種基本的愛惜裝置。按GB50062—92規(guī)定，800KV?A及以上的一般油浸式變壓器和400KV?A及以上的車間內(nèi)油浸式變壓器，均應裝設瓦斯愛惜。瓦斯愛惜的主要元件是氣體繼電器。它裝設在變壓器的油箱和油枕之間的聯(lián)通管上。為了使油箱內(nèi)產(chǎn)生的氣體能夠順暢地通過氣體繼電器排往油枕，變壓器安裝應取1%～1.5%的傾斜度；而變壓器在制造時，聯(lián)通管對油箱頂蓋也有2%～