某電機(jī)修造廠(chǎng)35kv終端變電所設(shè)計(jì)

某電機(jī)修造廠(chǎng)35ky終端變電所設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目某電機(jī)修造廠(chǎng)35kv終端變電所設(shè)計(jì)成績(jī)課程設(shè)計(jì)主要內(nèi)容設(shè)計(jì)依據(jù)：1、全廠(chǎng)車(chē)間負(fù)荷數(shù)據(jù)表2、供電協(xié)議3、負(fù)荷性質(zhì)4、工廠(chǎng)的自然條件設(shè)計(jì)范圍及內(nèi)容：1、全廠(chǎng)及各車(chē)間負(fù)荷計(jì)算，無(wú)功補(bǔ)償4、全廠(chǎng)總降變電所變壓器臺(tái)數(shù)及容量的選擇5、車(chē)間總配電所變壓器臺(tái)數(shù)及容量的選擇6、總配變電所(包括車(chē)間變)主接線(xiàn)設(shè)計(jì)9、防雷設(shè)計(jì)(未要求，選做)指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)摘要 2一、任務(wù)書(shū) 3二、工廠(chǎng)供電設(shè)計(jì)的內(nèi)容及分析 52.1變電所所址選擇和環(huán)境條件 52.1.1變電所所址和所區(qū)布置 52.1.2環(huán)境條件 62.1.3.該電機(jī)修造廠(chǎng)變電所位置 62.2負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算及無(wú)功功率補(bǔ)償 62.2.1負(fù)荷的分類(lèi)及其供電要求 62.2.2負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算 72.2.3無(wú)功功率補(bǔ)償 2.3變壓器選擇 2.3.135kV主變壓器的選擇 2.3.210(6)kV主變壓器的選擇 2.3.3該電機(jī)修造廠(chǎng)變電所選擇變壓器容量及臺(tái)數(shù) 2.4主接線(xiàn)設(shè)計(jì) 2.4.1工廠(chǎng)變電所常用主接線(xiàn) 2.4.2該電機(jī)修造廠(chǎng)主接線(xiàn)初步設(shè)計(jì)方案 2.5短路電流計(jì)算 2.5.1短路的類(lèi)型及危害 2.5.2短路電流計(jì)算 2.6電氣設(shè)備的選擇 2.6.1電氣設(shè)備選擇的一般條件 2.6.2主要電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn) 三、計(jì)算書(shū) 3.2短路計(jì)算 參考文獻(xiàn) 本設(shè)計(jì)主要為某電機(jī)修造廠(chǎng)35kv終端設(shè)計(jì)變電所及其配電系等多方面問(wèn)題的了解以及電力工程和工廠(chǎng)供電知識(shí)的應(yīng)用，全面分某電機(jī)修造廠(chǎng)35kv終端變電所設(shè)計(jì)1、廠(chǎng)區(qū)平面布置圖(略)2、全廠(chǎng)各車(chē)間負(fù)荷表如下：序號(hào)車(chē)間名稱(chēng)負(fù)荷容量(KVA)無(wú)功補(bǔ)償(kvar)變壓器容量(KVA)1一車(chē)間2二車(chē)間3三車(chē)間4四車(chē)間5五車(chē)間待計(jì)算全場(chǎng)合計(jì)備注：1)工廠(chǎng)含有大量的6kv電動(dòng)機(jī)，廠(chǎng)電力負(fù)荷年增長(zhǎng)率為5%。2)五車(chē)間的設(shè)備如下：序號(hào)設(shè)備名稱(chēng)型號(hào)規(guī)格數(shù)量(臺(tái))設(shè)備容量單位容量總?cè)萘?牛頭刨B66542普通車(chē)床C66523普通車(chē)床C63024普通車(chē)床CW140A15普通車(chē)床C618K26鉆床Z52537普通車(chē)床C63018普通車(chē)床C62019普通車(chē)床C620普通車(chē)床C6151插床B501普通車(chē)床C6203砂輪機(jī)1鉆床1龍門(mén)刨1鏜床T617起重機(jī)1磨床1滾齒床Y381銑床X62銑床1工具磨M6025C13外圓磨M31315×1000砂輪機(jī)落地式1工廠(chǎng)與電業(yè)部門(mén)所簽訂的供電協(xié)議內(nèi)容如下：(1)變電所35kv出線(xiàn)定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)裝置的整定時(shí)間為2s,工廠(chǎng)總降不應(yīng)大于1.5s。(2)對(duì)功率因數(shù)要求：35kv供電時(shí)cosφ=0.95。本廠(chǎng)為兩班制，年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為5000小時(shí)，為二級(jí)(1)工廠(chǎng)供電教科書(shū)2.1變電所所址選擇和環(huán)境條件發(fā)電廠(chǎng)生產(chǎn)的電能除直接供廠(chǎng)用電和附近的地區(qū)負(fù)荷，其余電能需要經(jīng)長(zhǎng)距離輸電線(xiàn)路率損耗以及線(xiàn)路上的電壓損耗就越小，故須經(jīng)過(guò)變壓器升壓后送給遠(yuǎn)方用戶(hù)(電網(wǎng)),亦即高壓輸電。而一般用電設(shè)備的額定電壓較低(10kV以下),為此又必須將高壓電經(jīng)過(guò)降壓變壓器降到一定值，有時(shí)需要經(jīng)過(guò)幾次降壓后才能向用戶(hù)供電。所以變電所是改變電壓、調(diào)整主變電所——35~220kV變電所所址的選擇車(chē)間變電所——10kV及以下變電所所址的選擇1)接近負(fù)荷中心；1)有腐蝕性氣體的場(chǎng)所，三、選擇導(dǎo)體和電器的相對(duì)濕度，應(yīng)采用當(dāng)?shù)貪穸茸罡咴路莸钠骄鄬?duì)濕度平均最大風(fēng)速。設(shè)計(jì)最大風(fēng)速超過(guò)35m/s的地區(qū)，在屋外配電裝置的布置中，宜采取降低電氣設(shè)備的安裝高度、加強(qiáng)設(shè)備與基礎(chǔ)的固定等措施。七、海拔超過(guò)1000m的地區(qū)，配電裝置應(yīng)選擇適用于該海拔高度的電器和電瓷產(chǎn)品，其外部絕緣的沖擊和工頻試驗(yàn)電壓應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定。二、車(chē)間變電所：靠近負(fù)荷中心處2.2負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算及無(wú)功功率補(bǔ)償一、負(fù)荷分級(jí)原則電力負(fù)荷應(yīng)根據(jù)對(duì)供電可靠性的要求及1)一級(jí)負(fù)荷：①中斷供電將造成人身傷亡時(shí)。②中斷供電將在政治、經(jīng)濟(jì)上造成重大損失時(shí)。③中斷供電將影響有重大政治、經(jīng)濟(jì)意義的用電單位的正常工作。④當(dāng)中斷供電將發(fā)生中毒、爆炸和火災(zāi)等情況的負(fù)荷，以及特別重要場(chǎng)所的2)二級(jí)負(fù)荷：①中斷供電將在政治、經(jīng)濟(jì)上造成較大損失時(shí)。②中斷供電將影響重要用電單位的正常工作。二、負(fù)荷的供電要求一級(jí)負(fù)荷的供電電源應(yīng)符合下列規(guī)定：①一級(jí)負(fù)荷應(yīng)由兩個(gè)電源供電；當(dāng)一個(gè)電源發(fā)生外，尚應(yīng)增設(shè)應(yīng)急電源(獨(dú)立于正常電源的發(fā)電機(jī)組；供電網(wǎng)絡(luò)中獨(dú)立于正常電源的專(zhuān)用的饋電線(xiàn)路；蓄電池；干電池),并嚴(yán)禁將其它負(fù)荷接入應(yīng)急供電系統(tǒng)。二級(jí)負(fù)荷的供電系統(tǒng)，宜由兩回線(xiàn)路供電，供電變壓器亦用兩臺(tái)(兩臺(tái)變壓器不一定在同一變電所)。做到當(dāng)發(fā)生電力變壓器故障或電力線(xiàn)路常見(jiàn)故障時(shí)不致中斷供電或中斷后能迅速恢復(fù)。三級(jí)負(fù)荷的供電系統(tǒng)，三級(jí)負(fù)荷為不重要的一般負(fù)荷，對(duì)供電電源無(wú)特殊要求。三、該工廠(chǎng)負(fù)荷性質(zhì)本廠(chǎng)為兩班制，年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為5000小時(shí)，為二級(jí)負(fù)荷。工廠(chǎng)與電業(yè)部門(mén)所簽訂的供電協(xié)議內(nèi)容如下：1、從10千米外上級(jí)變電所A的35kv母線(xiàn)處引入電源，其最大和最小短路容量分別為800MVA和600MVA;從8千米外上級(jí)變電所B的35kv母線(xiàn)處引入電源，其最大和最小容量分別為700MVA和540MVA。2、供電部門(mén)對(duì)本場(chǎng)提出的技術(shù)要求：(1)變電所35kv出線(xiàn)定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)裝置的整定時(shí)間為2s,工廠(chǎng)總降不應(yīng)大于1.5s。(2)對(duì)功率因數(shù)要求：35kv供電時(shí)cosφ=0.95。2.2.2負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算電力系統(tǒng)的總負(fù)荷指的是系統(tǒng)中千萬(wàn)個(gè)用電設(shè)備所需功率的總和(如異步電動(dòng)機(jī)、同步電動(dòng)機(jī)、電熱爐、整流設(shè)備、照明等)。綜合用電負(fù)荷是工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸和市政生活所需的功率之和。而供電負(fù)荷則包括綜合用電負(fù)荷和網(wǎng)絡(luò)損耗。發(fā)電負(fù)荷是供電負(fù)荷和廠(chǎng)用電之和。負(fù)荷曲線(xiàn)是反映電力負(fù)荷隨時(shí)間變化的曲線(xiàn)。負(fù)荷曲線(xiàn)按負(fù)荷種類(lèi)可分為：有功負(fù)荷曲線(xiàn)，無(wú)功負(fù)荷曲線(xiàn)。相對(duì)來(lái)講，無(wú)功負(fù)荷曲線(xiàn)用途較小，實(shí)際只是隔一段時(shí)間編制一次無(wú)功功率平衡表或各樞紐點(diǎn)電壓曲線(xiàn)。按時(shí)間長(zhǎng)短可分為：日負(fù)荷曲線(xiàn)，月負(fù)荷、年負(fù)荷曲線(xiàn)。按計(jì)量地點(diǎn)可分為：個(gè)別用戶(hù)、電力線(xiàn)路、變電所、發(fā)電廠(chǎng)乃至整個(gè)地區(qū)、整個(gè)系統(tǒng)。常用的負(fù)荷特征參數(shù)包括：最大負(fù)荷P,即全年中負(fù)荷最大的工作班內(nèi)(這一工作班的最大負(fù)荷不是偶然出現(xiàn)的，而是全年最少出現(xiàn)過(guò)2～3次)消耗電能最大的半小時(shí)的平均功率，因此年最大負(fù)荷也稱(chēng)為半小時(shí)最大負(fù)荷?！褡钚∝?fù)荷P;●全年的電能全日的電能年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)又稱(chēng)為年最大負(fù)荷使用時(shí)間，它是一個(gè)假想時(shí)間，在次時(shí)間內(nèi)，電力負(fù)荷按年最大負(fù)荷持續(xù)運(yùn)行所消耗的電能，恰好等于該電力負(fù)荷全年實(shí)際消耗的電能。,就是電力負(fù)荷在一定時(shí)間t內(nèi)消耗的功率，也就是電力負(fù)荷在該時(shí)間t內(nèi)消耗的電能Wt除以時(shí)間t的值。一、二級(jí)負(fù)荷：用于確定備用電源和應(yīng)急電源。進(jìn)行電力負(fù)荷計(jì)算的目的是為了合理化選擇供電系統(tǒng)中的導(dǎo)線(xiàn)、開(kāi)關(guān)電器、變壓器等元件，使電氣設(shè)備和材料得到充分利用，提高供電系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。計(jì)算負(fù)荷又稱(chēng)需要負(fù)荷或最大負(fù)荷。計(jì)算負(fù)荷是通過(guò)負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算求出的、用來(lái)按發(fā)有15%,25%,40%,60%;電焊設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)暫載率有50%,65%,75%,100%。重復(fù)短時(shí)①若單相負(fù)荷接于相電壓時(shí)，按最大負(fù)荷相所接的單相設(shè)備容量p的三倍計(jì)算：②若單相負(fù)荷接于同一線(xiàn)電壓時(shí)，其等效三相設(shè)備容量為p=√33p;③若單相負(fù)荷接于不同的線(xiàn)電壓時(shí)，設(shè)P>P?>P?,且cosφ?≠cosφ?≠cosφ,,Pe=√3P?+(3-√5)P?=1.73P?+1.27P?PA=PAB-APAB+PCA-cPCAQA=qAB-AQAB+qcA-cQcAPB=pBC-BPBC+PAB-BPABQB=qBC-BQBC+qBC-BQABQ?=3Qmax(pA,pg,pc)三、需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷對(duì)單個(gè)白熾燈、單臺(tái)電熱設(shè)備、電爐變壓器等，設(shè)備額定容量就作為計(jì)算負(fù)荷。即Pea-1=P對(duì)于斷續(xù)周期工作制的用電設(shè)備的額定功率應(yīng)換算到統(tǒng)一負(fù)荷持續(xù)率下的設(shè)備功率。2)用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷Pea?。進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算時(shí)，需要將用電設(shè)備按其性質(zhì)分為不同的用電設(shè)備組，然后確定設(shè)備功率。將工藝性質(zhì)相同的、且需要系數(shù)相近的用電設(shè)備合并成組。用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷，是指用電設(shè)備組從供電系統(tǒng)中取用的半小時(shí)最大負(fù)荷。三臺(tái)及以下時(shí)，計(jì)算負(fù)荷等于設(shè)備容量的總和。長(zhǎng)期工作制的電動(dòng)機(jī)取cosφ=0.8,反復(fù)短時(shí)工作制的電動(dòng)機(jī)取cosφ=0.5。四臺(tái)用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷，取設(shè)備功率之和乘以0.9的系數(shù)。當(dāng)用電設(shè)備組的設(shè)備臺(tái)數(shù)大于四臺(tái)時(shí)：Pa-2=K?·ZP其中為Ka需要系數(shù)，不僅與用電設(shè)備組的工作性質(zhì)、設(shè)備臺(tái)數(shù)、設(shè)備效率和線(xiàn)路損耗等因素有關(guān)，而且與操作人員的技能和生產(chǎn)組織等多種因素有關(guān)，因此，盡可能的通過(guò)實(shí)測(cè)分析確定，使之盡量接近實(shí)際。Ux為用電設(shè)備額定電壓(線(xiàn)電壓),kV。圖4-5負(fù)荷計(jì)算用供電系統(tǒng)注：數(shù)字1-8為各級(jí)計(jì)算費(fèi)荷的下標(biāo)。將該電機(jī)修造廠(chǎng)五車(chē)間的設(shè)備分為四組：1.9臺(tái)普通車(chē)床(屬小批生產(chǎn)的金屬冷加工機(jī)床電動(dòng)機(jī)Ka=0.18cos=0.5tanφ=1.73)P=20.6KWQ=35.6Kvars=41KVAcosφ=0.5tanφ=1.73)P=16.6KWQ=28.7Kvars=33.1KVA機(jī)械Ka=0.55cosφ=0.75tanφ=0.88)P=22.6KWo、=19.9KvarP√=8.85KWo=14.7Kvars=17KVA全廠(chǎng)各車(chē)間負(fù)荷表如下分組車(chē)間名稱(chēng)車(chē)間負(fù)荷容量(KVA)每組負(fù)荷容量(KVA)1一車(chē)間2二車(chē)間3三車(chē)間4四車(chē)間90+j60五車(chē)間61+j94Pa-3=Ksp·ZP Qa-6≈Qcf(kvar)Qca-s=Kzo·ZQ-6-Qc(kvar)2.2.3無(wú)功功率補(bǔ)償該電機(jī)修造廠(chǎng)采用了在車(chē)間分組補(bǔ)償及6kv母線(xiàn)上集中補(bǔ)償。2)補(bǔ)償容量的計(jì)算Qc=Qca-Q`ca=Pca(tanφ—tanφ)分組負(fù)荷容量功率因數(shù)COSφ補(bǔ)償功率因數(shù)COSφ無(wú)功補(bǔ)償補(bǔ)償后負(fù)荷容量12346ky母線(xiàn)554+j139 無(wú)功補(bǔ)償電容選取表型號(hào)額定容量(kva)額定電容(μF)個(gè)數(shù)BCMJ0.4-50-33BCMJ0.4-40-34BCMJ0.4-25-31BCMJ0.4-15-3BWF6.3-14-322.3變壓器選擇2.3.135kV主變壓器的選擇裝有兩臺(tái)及以上的主變壓器的變電所中，當(dāng)斷開(kāi)一臺(tái)時(shí)，其余主變壓器的容量應(yīng)保證用戶(hù)的一、二級(jí)符合，且不應(yīng)小于60%的全部負(fù)荷。具有三種電壓的變電所中，如通過(guò)主變壓器各側(cè)繞組的功率均達(dá)到該變壓器容量15%以上，主變壓器宜采用三繞組變壓器。2.3.210(6)kV主變壓器的選擇2.3.3該電機(jī)修造廠(chǎng)變電所選擇變壓器容量及臺(tái)數(shù)臺(tái)數(shù)型號(hào)額定容量/KVA額定電壓/KV連接組標(biāo)號(hào)損耗/W空載電流阻抗電壓一次二次空載負(fù)載車(chē)間變1S9-250/10(6)6Dyn1143S9-200/10(6)6Dyn114主變2SL?-800/35Yd11質(zhì)量/kg外形尺寸油重器身重41702400×1570×27302)可靠應(yīng)滿(mǎn)足用電設(shè)備對(duì)供電可靠性的要求。2.4.1工廠(chǎng)變電所常用主接線(xiàn)優(yōu)：接線(xiàn)簡(jiǎn)單，所用電氣設(shè)備少，配電裝置簡(jiǎn)單，節(jié)約了建設(shè)投資活母線(xiàn)故障或檢修時(shí)仍有50%用戶(hù)停電對(duì)供電連續(xù)性要求不高的三級(jí)用戶(hù)或有備用電源的2.4.2該電機(jī)修造廠(chǎng)主接線(xiàn)初步設(shè)計(jì)方案2.5短路電流計(jì)算2.5.1短路的類(lèi)型及危害在三相系統(tǒng)中，短路有三種形式：三相短路、兩相短路、單相短路；其中三相短路的(2)短路時(shí)電網(wǎng)電壓突然下降，影響其他電氣設(shè)備的正常運(yùn)行；(3)嚴(yán)重的短路會(huì)影響整個(gè)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性，使系統(tǒng)瓦解而造成大面積停電；2.5.2短路電流計(jì)算在發(fā)電廠(chǎng)變電所以及整個(gè)電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作中，都必須事先進(jìn)行短路計(jì)算。其作用(1)選擇電氣設(shè)備。在部分電氣設(shè)備的選擇及動(dòng)穩(wěn)定和熱(5)在設(shè)計(jì)110KV及以上電壓等級(jí)的線(xiàn)路時(shí)，要計(jì)算短路電流確定通信干擾程度。①短路計(jì)算電路圖2.6電氣設(shè)備的選擇2.6.1電氣設(shè)備選擇的一般條件I2·t≥Q=I2·tec短路沖擊電流通過(guò)設(shè)備產(chǎn)生的點(diǎn)動(dòng)力不應(yīng)超過(guò)廠(chǎng)家規(guī)定值(is=2.55I2.6.2主要電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn)各種電氣設(shè)備的選擇和校驗(yàn)項(xiàng)目如下表所列：設(shè)備名稱(chēng)一般選擇條件特殊選擇項(xiàng)目額定電壓額定電流熱穩(wěn)定動(dòng)穩(wěn)定斷路器√√√√斷流能力校驗(yàn)隔離開(kāi)關(guān)√√√√電流互感器√準(zhǔn)確度等級(jí)校驗(yàn)電壓互感器√√√√準(zhǔn)確度等級(jí)校驗(yàn)高壓熔斷器√√√√斷流能力校驗(yàn)硬母線(xiàn)√√√電暈電壓校驗(yàn)軟母線(xiàn)√√電暈電壓校驗(yàn)電纜√√√——電壓損失校驗(yàn)2.6.3該電機(jī)修造廠(chǎng)變電所設(shè)備選取設(shè)備名稱(chēng)隔離開(kāi)關(guān)斷路器電壓互感器電流互感器主變壓器高壓側(cè)GN2-35T/400-52LN2-35ILCZ-40.5主變壓器低壓側(cè)GN??-67/200一6ky母線(xiàn)GN??-67/200一LZZBJ9-6車(chē)間變壓器高壓側(cè)GN??-67/200ZN-10I—LZZBJ9-6車(chē)間變壓器低壓側(cè)—車(chē)間內(nèi)HD138BXMTLMZI-0.66三、計(jì)算書(shū)3.1負(fù)荷計(jì)算P?=2P?+2P?+P?+2Pxs+Pv+P+P+P×1o+2P?+3P=114.25P?=4P+3Px+P?+P+PN?+Ps+Px+Px?9+Pv?o+P?P?=Px?+PN?g+Pk?2+PN?3+P?4=41.05P?=P=8.5五車(chē)間五車(chē)間Q?=tanφ,P?′=35.6KvarQ?=tanφ?P?′=28.7KvarK?=0.18tanφ?=0.88tanφ?=0.88則S=160+j30Sca-z=163二車(chē)變：二車(chē)間S=130+j100三車(chē)變：三車(chē)間S=120+j90三車(chē)變：三車(chē)間S=120+j90四車(chē)變：四、五車(chē)間S=ks2p+K(3)車(chē)間變電所高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷Pea?Q?=Qa-2+0.06S-2=30+10=40考慮增長(zhǎng)s=S(1.05)2=174考慮增長(zhǎng)s=S(1.05)°=161考慮增長(zhǎng)s=S