發(fā)電廠變電站電氣設備某化纖廠降壓變電所電氣設計

課題：某化纖廠降壓變電所電氣設計（組）專業(yè)：電氣工程及其自動化班級:電氣工程及其自動化班姓名學號:指導教師：設計日期：2015年12月21日-30日成績：重慶大學城市科技學院電氣學院目錄一．設計任務書 11.1設計目的 11.2設計要求 11.3設計資料 1二．設計計算書 42.1各車間計算負荷（需要系數(shù)法） 42.1.1紡煉車間（數(shù)據(jù)為甲組） 42.1.2其余車間負荷計算 52.2各車間計算負荷統(tǒng)計 62.3無功補償?shù)挠嬎?6三．各車間變電所的設計選擇 83.1各車間變電所位置及全廠供電平面草圖 83.2各車間變壓器臺數(shù)及容量選擇 83.3廠內10kV線路截面的選擇 11四．工廠總降壓變電所及接入系統(tǒng)設計 134.1工廠總降壓變電所變壓器臺數(shù)及容量的選擇 134.235kV供電線路截面選擇 134.335kV線路功率損耗和電壓降計算 14五．短路電流的計算 155.1計算概述 155.2短路電流計算簡化圖 165.3具體相關計算 165.3.1總降壓變電所35KV母線短路電流（短路點k1） 165.3.2變電所10KV母線短路電流（短路點k2） 175.3.3車間變電所0.4KV母線短路電流（短路點k3） 175.4三相短路電流和短路容量計算結果匯總表 18六．變電所高低壓電氣設備的選擇 196.1高壓35kV側設備 196.210kV側設備 196.3低壓0.4kV側設備 19七．心得體會 21參考文獻 23附錄 24發(fā)電廠變電站電氣設備課程設計報告一．設計任務書1.1設計目的通過本課程的學習，掌握發(fā)電廠和變電所電氣部分的中的各種電氣設備和一、二次系統(tǒng)的接線和裝置的基本知識，并通過本課程設計鞏固課堂知識，培養(yǎng)有關的基本技能。1.2設計要求根據(jù)本廠用電負荷，并適當考慮生產的發(fā)展，按安全可靠，技術先進，經濟合理的要求，確定工廠變電所的位置與型式，通過負荷計算，確定主變壓器臺數(shù)及容量，進行短路電流計算，選擇變電所的主接線及高、低壓電氣設備，最后按要求寫出設計計算說明書，繪出設計圖紙，最后寫出課程設計報告并進行答辯（格式請嚴格按照課程設計模板進行統(tǒng)一）。1.3設計資料1.工廠總平面圖見圖1-1，每選用數(shù)據(jù)為：安裝容量每組選用不同（甲類、乙類、丙類、丁類），每組同學根據(jù)不同的組合方案進行選擇。圖1-1某化學纖維廠總平面圖(lcm=200m)2.工廠負荷數(shù)據(jù)：本工廠多數(shù)車間為3班制，年最大負荷利用小時數(shù)6400小時。本廠負荷統(tǒng)計資料見表1-1，學生組合方案見表1-2。表1-1某化學纖維廠負荷情況表序號車間設備名稱安裝容量Kdtanφcosφ計算負荷甲乙丙丁P(kW)Q(kvar)S(kVA)1紡煉車間紡絲機1801502002200.800.78筒絞機624030560.750.75烘干機788085700.751.02脫水機201512180.600.80通風機2002201802400.700.75淋洗機1456220.750.78變頻機9008008409500.800.70傳送機423840300.800.70小計2原液車間照明10121040120011600.750.70小計3酸站照明3042602003100.650.70小計4鍋爐房照明2083202902700.750.75小計5排毒車間照明1861601801400.700.60小計6其他車間照明3802403002400.700.75小計7全廠計算負荷總計表1-2學生組合方案序號煉紡車間原液車間酸站鍋爐房排毒機房其他附屬車間1ABCDEF2ABDEFC3ABEFCD4ABFCDE5BACDEF6BADEFC7BAEFCD8BAFCDE注：本組采用甲組（表1-1）以及序號2（表1-2）相關數(shù)據(jù)3.供電電源情況：按與供電局協(xié)議，本廠可由東南方19公里處的城北變電所110/38.5/llkV，50MVA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線路做備用電源，但容量只能滿足本廠負荷的30%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。4.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1500MVA；10kV母線的出線斷路器斷流容量為350MVA。5.供電局要求的功率因數(shù)：當35kV供電時，要求工廠變電所高壓側cosφ≥0.9；當以10kV供電時，要求工廠變電所高壓側cosφ≥0.95。6.電費制度：按兩部制電費計算。變壓器安裝容量每1kVA為15元／月，動力電費為0.3元/kWh，照明電費為0.55元/(kW·h)。7.氣象資料：本廠地區(qū)最高溫度為38℃，最熱月平均最高氣溫29℃，最熱月地下0.8m處平均溫度為228.地質水文資料：本廠地區(qū)海拔60m，地層以砂黏土為主，地下水位為2m。二．設計計算書2.1各車間計算負荷（需要系數(shù)法）2.1.1紡煉車間（數(shù)據(jù)為甲組）1.單臺機械負荷計算（1）紡絲機已知：。故：（2）筒絞機已知：。故：（3）烘干機已知：。故：（4）脫水機已知：。故：（5）通風機已知：。故：（6）淋洗機已知：。故：（7）變頻機已知：。故：（8）傳送機已知：。故：紡練車間單臺機械負荷計算統(tǒng)計見表2-1表2-1煉車間（甲）負荷統(tǒng)計列表序號車間設備名稱安裝容量（甲）（kW）計算負荷1紡絲機1800.80.78144112.322筒絞機620.750.7546.534.8753烘干機780.751.0258.559.674脫水機200.600.8129.65通風機2000.700.751401056淋洗機140.750.7810.58.197變頻機9000.800.707205048傳送機420.800.7033.623.52小計14961165.1857.182．車間計算負荷統(tǒng)計（計及同時系數(shù)）取同時系數(shù)： 2.1.2其余車間負荷計算1.原液車間已知：。故：2.酸站照明已知：。故：3.鍋爐房照明已知：。故：4.排毒車間已知：。故：5.其他車間已知：。故：各車間計算負荷統(tǒng)計見表2-22.2各車間計算負荷統(tǒng)計表2-2各車間計算負荷統(tǒng)計列表序號車間設備名稱安裝容量（甲）（kW）1紡煉車間14961048.59814.321327.652原液車間1012759531.3926.483酸站304197.6138.32241.24鍋爐房2081561171955排毒車間186130.278.12151.846其他車間380266199.5332.52.3無功補償?shù)挠嬎惝?5kV供電時，要求工廠變電所高壓側cosφ≥0.9；當以10kV供電時，要求工廠變電所高壓側1.變壓器1(cosφ≥cosQ=800.28=315kvar查附錄表，選BW0.4—14—1型電容器，則所需電容器個數(shù)為n=QCq2.變壓器2(cosφ≥cosQ=557.64=277.3kvar查附錄表，選BW0.4—14—1型電容器，則所需電容器個數(shù)為n=QCq3.變壓器3(cosφ≥cosQ=943.731=464.21kvar查附錄表，選BW0.4—13—1型電容器，則所需電容器個數(shù)為n=QCq4.總變壓器(cosφ≥cosQ=4165.6=1539.51kvar查附錄表，選BW0.4—14—1型電容器，則所需電容器個數(shù)為n=QCq三．各車間變電所的設計選擇3.1各車間變電所位置及全廠供電平面草圖圖3-1全廠供電平面圖（1cm=0.2km）3.2各車間變壓器臺數(shù)及容量選擇1.變電所Ⅰ變壓器臺數(shù)及容量選擇（1）變電所Ⅰ的供電負荷統(tǒng)計:原液車間，排毒機房，同時系數(shù)取KPQS變壓所Ⅰ的變壓器選擇：為保證供電的可靠性，選用兩臺變壓器（每臺可供車間總負荷的70%）:S選擇變壓器聯(lián)結組別為Yyn0,額定容量為800(（2）計算每臺變壓器的功率損耗查表得：額定容量為800KVA，空載損耗S有功功率損耗：?無功功率損耗：??Q2.變電所Ⅱ變壓器臺數(shù)及容量選擇（1）變電所Ⅱ的供電負荷統(tǒng)計:其他車間，酸站，鍋爐房，同時系數(shù)取KPQS變電所Ⅱ的變壓器選擇：為保證供電的可靠性，選用兩臺變壓器（每臺可供車間總負荷的70%）:S選擇變壓器聯(lián)結組別為Yyn0,額定容量為630(KVA),兩臺。（2）計算每臺變壓器的功率損耗查表得：額定容量為630KVA，空載損耗S有功功率損耗：?無功功率損耗：??Q3.變電所Ⅲ變壓器臺數(shù)及容量選擇（1）變電所Ⅲ的供電負荷統(tǒng)計:紡煉車間，同時系數(shù)取KPQS變壓所Ⅲ的變壓器選擇：為保證供電的可靠性，選用兩臺變壓器（每臺可供車間總負荷的70%）:S選擇變壓器聯(lián)結組別為Yyn0,額定容量為1000(（2）計算每臺變壓器的功率損耗查表得：額定容量為1000KVA，空載損耗S有功功率損耗：?無功功率損耗：??Q3.3廠內10kV線路截面的選擇1．供電給變電所Ⅰ的10kV線路選用單回供電線路，其變壓器的損耗：PQSI兩臺變壓器：I（1）先按發(fā)熱條件先選擇線路截面，查表得可選用導線型號LJ-25，其允許載流量Ial=135（2）按機械強度進行校驗查表知，10kV架空鋁絞線的最小截面為25mm2.供電給變電所Ⅱ的10kV線路選用單回供電線路，其變壓器的損耗：PQSI兩臺變壓器：I（1）先按發(fā)熱條件先選擇線路截面，查表得可選用導線型號LJ-25，其允許載流量Ial=135（2）按機械強度進行校驗查表知，10kV架空鋁絞線的最小截面為25mm3.供電給變電所Ⅲ的10kV線路選用單回供電線路，其變壓器的損耗：PQSI兩臺變壓器：I（1）先按發(fā)熱條件先選擇線路截面，查表得可選用導線型號LJ-35，其允許載流量Ial=170（2）機械強度進行校驗查表知，10kV架空鋁絞線的最小截面為25mm四．工廠總降壓變電所及接入系統(tǒng)設計4.1工廠總降壓變電所住變壓器臺數(shù)及容量的選擇總降壓10kv側無功補償取：合格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%）；所以選擇變壓器型號為S9—4000/35，兩臺。查表得： 空載損耗；負載損耗；阻抗電壓；空載電流4.235kV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：每回35kv供電電路線路的計算負荷：按經濟電流密度選擇導線的截面：可選LG-25，其允許載流量為：再按長期發(fā)熱條件校驗：所選導線符合發(fā)熱條件，但根據(jù)機械強度和安全性要求，35KV供電截面不應小于,因此，改為LGJ-35。相應參數(shù)：4.335kV線路功率損耗和電壓降計算1.35kV線路功率損耗計算已知LG-35參數(shù)：35kV線路的功率損耗：線路首段功率：2.35kV線路電壓降計算：合格五．短路電流計算5.1計算概述在短路電流計算中，各電氣量，如電流、電壓、阻抗、功率（或容量）等的數(shù)值，可以用有名值表示，也可以用標幺值表示。為了計算方便，故采用標幺值法。用標幺值進行短路計算時，一般先選定基準容量和基準電壓，則基準電流和基準電抗分別按下式計算：在工程計算中，為了計算方便，常取基準容量,一般取線路的平均額定電壓為其額定電壓的1.05倍。電力系統(tǒng)各元件電抗標幺值的計算公式如下：1.電力系統(tǒng)2.電力線路3.變壓器4.電抗器三相短路電流和短路容量的計算公式如下：1.短路電流2.短路容量5.2短路電流計算簡化圖按照無窮大系統(tǒng)向工廠供電計算短路電流，三相短路電流計算電路圖如圖5-1所示圖5-1三相短路電流計算電路圖5.3具體相關計算5.3.1總降壓變電所35KV母線短路電流（短路點k1）1.選取基準容量，,基準電壓則基準電流2.計算各元件的電抗標幺值（其中）電力系統(tǒng)35KV線路3.求k1點的總等效電抗值及三相短路電流和短路容量5.3.2變電所10KV母線短路電流（短路點k2）1.選取基準容量，,基準電壓則基準電流2.計算各元件的電抗標幺值（其中）電力系統(tǒng)35KV線路35/10KV電力變壓器3.求k2點的總等效電抗值及三相短路電流和短路容量5.3.3車間變電所0.4KV母線短路電流（短路點k3）1.選取基準容量，基準電壓則基準電流2.計算各元件的電抗標幺值（其中）電力系統(tǒng)35KV線路35/10KV電力變壓器10/0.4KV電力變壓器3.求k3點的總等效電抗值及三相短路電流和短路容量5.4三相短路電流和短路容量計算結果匯總表如表5-1所示表5-1三相短路電流計算列表短路點計算三相短路電流計算列表（KA）三相短路容量MVA35KV短路點（k1點）4.564.564.5611.6286.8856292.410KV短路點（k2點）4.5184.5184.51811.526.8282.170.4KV短路點（k3點）36.3936.3936.3966.9639.6725.21六．變電所高低壓電氣設備的選擇根據(jù)上述短路電流計算結果，按正常工作條件選擇和按短路情況校驗，總降壓變電所主要高低壓電氣設備確定如下。6.1高壓35kV側設備35kV側設備的選擇如表6-1所示表6-135kV側設備計算數(shù)據(jù)高壓斷路器SN10-35隔離開關SW4-35G/600電壓互感器JDJ-35電流互感器LC-35避雷器FZ-35備注U=35Kv35kV35kV35kV35kV35kVI=39.62A1000A600AIK16kAS1000MVAi50kAI16.51426.2中壓10kV側設備10kV側設備的選擇如表6-2所示表6-210kV側設備計算數(shù)據(jù)高壓斷路器SN-10Ⅰ隔離開關GN6-10T/200電流互感器LA-10備注U=10Kv10kV10kV10kVI=70A630A20040/5I16kAS300MVAi40kA25.5kA160I1610(906.3低壓0.4kV側設備10kV側設備的選擇如表6-3所示表6-30.4kV側設備計算數(shù)據(jù)低壓斷路器DZ20-200J隔離開關HGRW-500A電流互感器LMZJ1-0.5備注U=0.4Kv0.4kV0.4kV0.4kVI=143A200A2000.5/1I42kASiI七．心得體會：通過兩個星期的發(fā)電廠課程設計，在老師和同學的幫助下，順利完成了化纖廠降壓變電所電氣設計。兩周的時間是短暫的，但卻是充實的。每一個步驟都需要耐心的查閱資料，認真對待，完成了課程設計因此有種小小的喜悅。也從中發(fā)現(xiàn)了自己很多的不足，以前學過的CAD繪圖，都忘得差不多了，計算負荷的公式也記不清了?？偟膩碚f，課程設計不僅豐富了我的發(fā)電廠專業(yè)知識，還讓我明白與隊友溝通的重要性。每一次溝通都會有新的發(fā)現(xiàn)，來使我們的設計更完美。這次課程設計更為以后的畢業(yè)設計打下良好基礎，雖然設計已經完成，但學到的知識不會忘記。：本人負責計算變電所Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中變壓器的容量選擇以及臺數(shù)確定，計算其每臺變壓器的功率損耗，其中包括有功功率和無功功率，還有廠內供給變電所Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的10KV的線路截面選擇和校驗，其中包括每臺變壓器的損耗和通過發(fā)熱條件選擇截面后再校驗其機械強度和電壓損失，還有10KV低壓側電氣設備的選擇，其中包括高壓斷路器、隔離開關和電流互感器。其中計算量較大大，也遇到了比較多的困難，其中請教了老師，解決了計算方面遇到的阻礙，收獲也很豐富。我們選擇在高壓測選擇雙回路雙變壓器，在低壓側采用單回路雙變壓器，這樣有助于線路的安全供電，這讓我深刻的體會到電氣設備選擇的重要性，只要其中某個環(huán)節(jié)錯誤，其他的工作都將受之影響，這也有助于提高自身的專業(yè)課知識水平。：在本次課程設計中主要計算的是高壓設備的參數(shù)計算和型號選擇，在課程上學習了理論知識，但是了解不夠，在本次課程設計中讓自己詳細的設計地址和型號的選擇，讓自己的理論知識得到了運用，更為豐富的了解電氣方面的專業(yè)知識和電氣元件的具體參數(shù)和選擇，在小組內大家通力合作，最后完整的做出了此次課程設計，不僅收獲了理論專業(yè)知識，更學會了精誠合作，是我收獲了很多。：本人在此次發(fā)電廠與電氣設備的課程設計中，主要分擔短路電流的計算以及0.4KV電氣設備選擇的任務，在設計過程中，我對于發(fā)電廠此門課程有了更深的理解，對相關的知識點有了更全面的認識和掌握，對相關的短路計算及電氣設備選擇原則更為熟悉和明了。雖然在短路計算過程中遇到種種困難，比如公式的選擇和數(shù)值的代入，稍有粗心，便前功盡棄，通過自己的努力和同學老師的幫助，最終解決了問題，完成了報告，在選擇0.4KV電氣設備時，通過查表的方法一一對應比較，部分附錄表還需查閱相關資料，盡管過程繁瑣，但也因此熟知查表和選擇原則的重要性，這對于今后在工作和學習的過程中有著至關重要的作用。參考文獻[1]于長順·發(fā)電廠電氣設備·第二版·中國電力出版社,1991·[2]余建明，同向前，蘇文成.供電技術.第4版.北京：機械工業(yè)出版社，2008.[3]劉介才，工廠供電.北京：機械工業(yè)出版社，2003.[4]康志平，供配電技術.北京：電子工業(yè)出版社，2004.[5]李有文，現(xiàn)代配電技術.北京：機械工業(yè)出版社，2004.附錄工廠變電所電氣主接線簡圖如圖7-1圖7-1工廠變電所電氣主接線簡圖目錄第1章 總論 31.1. 項目背景與概況 31.2. 主要技術經濟指標 71.3. 問題與建議 8第2章 項目投資環(huán)境與市場研究 92.1. 投資環(huán)境分析 92.2. 區(qū)域房地產市場分析 112.3. 銷售預測 152.4. 營銷策略 19第3章 建設規(guī)模與項目開發(fā)條件 213.1. 建設規(guī)模 213.2. 項目概況現(xiàn)狀 213.3. 項目建設條件 22第4章 建筑方案 264.1. 設計依據(jù) 264.2. 項目設計主題和開發(fā)理念 264.3. 項目總體規(guī)劃方案 274.4. 建筑設計 284.5. 結構設計 294.6. 給排水設計 30第5章 節(jié)能節(jié)水措施 325.1. 設計依據(jù) 325.2. 建筑部分節(jié)能設計 32第6章 環(huán)境影響評價 336.1. 編制依據(jù) 336.2. 環(huán)境現(xiàn)狀 336.3. 項目建設對環(huán)境的影響 346.4. 環(huán)境保護措施 34第7章 勞動衛(wèi)生與消防 357.1. 指導思想 357.2. 職業(yè)安全衛(wèi)生健康對策與措施 357.3. 消防設計 36第8章 組織機構與人力資源配置 388.1. 組織機構 388.2. 人力資源配置 38第9章 項目實施進度 399.1. 項目開發(fā)期 399.2. 項目實施進度安排 399.3. 項目實施過程控制措施 39第10章 項目招投標 4110.1. 工程項目招標投標概述 4110.2. 工程項目招標投標因素分析