某化纖毛紡織廠全廠總配變電所與配電系統(tǒng)設(shè)計書

1、某化纖毛紡織廠全廠總配變電所及配電系統(tǒng)設(shè)計書1 原始材料分析1.1 工程概況某化纖毛紡廠 10kV 配變電所供電給織造車間、染整車間、鍋爐房、食堂、水泵房、化驗室及其他車間變電所。 已知工廠三班制工作， 年最大負(fù)荷利用小數(shù)6000h，其中織造車間、染整車間、鍋爐房為二級負(fù)荷。二級負(fù)荷是指中斷供電將在政治上、 經(jīng)濟(jì)上造成較大的損失的用電設(shè)備。 在條件允許的情況下， 二級負(fù)荷應(yīng)有兩條線路供電。1.2 供電條件（1）供電部門可提供雙回路10kV 電源（2）該變電所 10KV配出現(xiàn)瀘定實現(xiàn)過流保護(hù)裝置的整定時間為1.5 秒，要求配電所不大于1.0 秒（3）在總配變電所 10KV側(cè)計量（4）功率數(shù)值應(yīng)在

2、 0.9 以上（5）系統(tǒng)最大運(yùn)行時 10KV母線短路容量為 187MV.A,系統(tǒng)最小運(yùn)行時母線短路容量為 107MV.A2 全廠負(fù)荷計算采用需要系數(shù)法計算各車間變電所的計算負(fù)荷，具體數(shù)據(jù)如表1-1 所示。表 2-1計算負(fù)荷序用電或車間設(shè)備容costg計算負(fù)荷變壓器臺備注量（千數(shù)容量單位名稱瓦）K xPsQsSsK號（千瓦）（千瓦）（千瓦）12345678123456表 2-2N01變壓器制車車間3400.80.80.75272204340紡紗車間3400.80.80.75272204340軟水站86.10.650.80.7555.96541.97369.96鍛工車間36.90.30.651.1

3、711.0712.95217.03機(jī)修車間296.20.30.51.7388.86153.73177.72托兒所12.80.60.61.337.6810.21412.80幼兒院倉庫37.960.30.51.171.1711.38813.324小計1149.9718.97640.19970.836表 2-3N0 2變電所紡織車間5250.80.80.75420315525染整車間4900.80.80.75392294490浴室1.880.811.50401.50理 發(fā)室食堂20.630.750.80.7515.4711.60419.34獨身寢室200.8116016小計1057.5844.976

4、20.61051.8SL7-1000/101000kVA1臺SL7-1250/101250kVA1 臺0.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.9表 2-4N0 3變電所1鍋爐房1510.750.80.75113.2584.938141.56SL7-315/10.92水泵房1180.750.80.7588.566.37588.8700.93化驗室500.750.80.7537.528.12546.86315kVA0.94卸油泵房280.750.80.752115.7526.251 臺0.95小計347260.25195.2303.543 無功功率的補(bǔ)償及變壓器的選擇

5、電力部門規(guī)定，無帶負(fù)荷調(diào)整電壓設(shè)備的工廠 cos 必須在 0.9 以上。為此，一般工廠均需安裝無功功率補(bǔ)償設(shè)備， 以改善功率因數(shù)。 我們采取的無功補(bǔ)償方式是：高壓補(bǔ)償和低壓補(bǔ)償相結(jié)合、 集中補(bǔ)償。在需要補(bǔ)償容量大的車間采用就地補(bǔ)償?shù)姆绞狡溆嗖捎玫蛪杭醒a(bǔ)償和高壓集中補(bǔ)償方式。 根據(jù)供電協(xié)議的功率因數(shù)要求，取補(bǔ)償后的功率因數(shù) cos 0.93 ，各個補(bǔ)償?shù)娜萘坑嬎闳缦拢?）低壓集中補(bǔ)償N01變電所 0.4KV 母線計算負(fù)荷及變壓器選型取 N01變電所組負(fù)荷的周期系數(shù) K =0.90 PC.L1 =0.90 × 718.97=647.073KWQC .L 1 =0.90 × 6

6、40.19=576.117KvarSC.L1 =866.42KVAcos 1 = PC .L1 =0.75SC .L1低壓集中補(bǔ)償容量的計算采用電容器分組自動投切的低壓集中補(bǔ)償方式，設(shè)補(bǔ)償后功率因數(shù)cos =0.93 ， QB1 = PC. L1 （ tan 1tan ） =647.073×（ 0.882 0.40 ） =311.89，采用 24 個型號為 BW0.4-13-3/24進(jìn)行低壓集中補(bǔ)償，補(bǔ)償容量為 322kVar。補(bǔ)償后變壓器低壓側(cè)計算負(fù)荷為647.073KW+264.281Kvar， SC.L 1 =698.96KVAN01變電所高壓側(cè)負(fù)荷計算N01變電所損耗按下式計

7、算：PT 1 =0.01 SC. L1 =0.01 ×698.96=7.0KWQT 1 =0.05 SC .L 1 =0.05 × 698.96=34.951 ， PC .H 1 = PC. L1 + PT1 =654.073QC .H 1 = QC .L1 +QT 1 =299.231 ， SC. 1 考慮 25%的裕量：根據(jù)【供電技術(shù)】 222 頁表 4 選 SL-7-1000/10 接線方式 Y, yn0 表 3-1 N0 1變壓器的參數(shù)P0PKI 0 %U K %1800W11600W2.54.5N0 2 變電所 0.4KV 母線計算負(fù)荷及變壓器選型取 N0 2 變

8、電所組負(fù)荷的周期系數(shù)K =0.90,PC . L 2 =0.9 × 844.97=760.473KW, QC. L 2 =620.6 × 0.9=558.54Kvar ，SC .L 2 =943.55KV.A, cos 2 = PC . L 2= 0.81SC.L2低壓集中補(bǔ)償容量的計算采用電容器分組自動投切的低壓集中補(bǔ)償方式，設(shè)補(bǔ)償后功率因數(shù)COS =0.93, QB 2 = PC . L 2 （ tan 2tan ） =760.473×（ 0.73 0.40 ） =251Kvar，采用 18 個型號為 BW0.4-14-3/23 進(jìn)行低壓集中補(bǔ)償，補(bǔ)償容量為2

9、52kVar。補(bǔ)償后變壓器低壓側(cè)計算負(fù)荷為760.473KW+307.54Kvar , SC .L 2 =820.3Kvar 。N0 2 變電所高壓側(cè)負(fù)荷計算：PT 2 =0.01 SC .L 2=8.2KW， QT 2 =0.05 SC .L 2 =41Kvar，PC.H 2 = PC.L2 +PT 2 =768.673KWQC.H 2 =QC.L2 +QT 2 =348.54Kvar ， SC.2 =844KV.A考慮 25%的裕量： S=844*(1+25%)=1055KV.A根據(jù)【供電技術(shù)】 222 頁表 4 選 SL-7-1250/10接線方式 Y, yn0表 3-2 N0 2 變壓

10、器的參數(shù)P0PKI 0 %U K %2200W16500W2.54.5N03 變電所 0.4KV 的母線計算負(fù)荷及變壓器選型取N03變電所組負(fù)荷的周期系數(shù)K=0.90, PC.L 3=0.9×，260.25=234.225KWQC .L 3 =195.2 ×0.9=175.68Kvar ， SC. L3 =943.55KV.A, cos3 = PC.L3=0.80SC.L 3低壓集中補(bǔ)償容量的計算采用電容器分組自動投切的低壓集中補(bǔ)償方式，設(shè)補(bǔ)償后功率因數(shù)COS =0.93, QB3 = PC .L 3 （ tan 3tan）=234.225×（ 0.750.40

11、）=82Kvar，采用 6 個型號為 BW0.4-14-3/6 進(jìn)行低壓集中補(bǔ)償，補(bǔ)償容量為 84kVar。補(bǔ)償后變壓器低壓側(cè)計算負(fù)荷為 234.225KW+93.68Kvar, SC .L 3 =252.26Kvar 。N3 變電所高壓側(cè)負(fù)荷計算： P=0.01 S=2.5KW， QT 3=0.05 S=12.6Kvar ，0T 3C.L 3C.L3PC.H 3= PC.L3 +PT 3 =236.725KWQC.H 3 =QC.L3 +QT 3 =106.28Kvar ， SC .2 =259.5KV.A考慮 15%的裕量： S=259.5×(1+15%)=298.425KV.A

12、根據(jù)【供電技術(shù)】 222 頁表 4 選 SL-7-315/10接線方式 Y, yn0表 3-3N0 3 變壓器的參數(shù)P0PKI 0 %U K %760W4800W3.24.02）高壓集中補(bǔ)償及全場計算總負(fù)荷取全場負(fù)荷的同期系數(shù) K=0.90PC =KPC =0.90 ×（ 654.073+768.673+236.725 ） =1493.52KWQC =KQC =0.90 ×（ 299.231+348.54+106.28 ） =678.65KvraSC =1640.48KVAQB = PC （ tan 4tan）=89.6補(bǔ)償后變壓器低壓側(cè)計算負(fù)荷為1493.52KW+588

13、.65Kvar, SC =1605.34KVA采用 3 個型號為 BW10.5-30-1W/3 進(jìn)行高壓集中補(bǔ)償，補(bǔ)償容量為 90kVar。表 3-4電容器選型表無功功率實際補(bǔ)償補(bǔ)償后剩余理論補(bǔ)償量量無功電容器型號及數(shù)視在功率序號功率因QQcQ量(kVA)(kVar)Qc (kVar)(kVar)(kVar)N01311.89312264.281BW0.4-13-3/24698.960.926576.171低壓集N0 2中補(bǔ)償251252307.54BW0.4-14-3/18820.30.927558.54N0 3828493.68BW0.4-14-3/6252.260.929175.68高壓

14、集中補(bǔ)償10KV母線90588.65BW10.5-30-1W/31605.340.9389.6678.654 主接線設(shè)計由于本廠是二級負(fù)荷，在國名經(jīng)濟(jì)中占有重要地位，且大多數(shù)車間是三班工作制，為了保證供電的可靠性， 再考慮經(jīng)濟(jì)型因素， 所以本廠選用的接線方式是單母線分段橋型接線方式。10KV進(jìn)線選的是 LJ-120 型裸鋁絞線，其電抗參數(shù)為 0.4 /Km。電力系統(tǒng)主接線圖制條車間紡紗車間飲水站鍛工車間NO1機(jī)修車間托兒所幼兒園倉庫備用10KV織造車間NO2染整車間浴室理發(fā)室食堂備用獨身宿舍備用NO3鍋爐房水泵房化驗室卸油泵房備用5 短路電流計算5.1 短路電流計算方法基準(zhǔn)電流I jSj3U

15、av三相短路電流周期分量有效值IjI Z(3) =*X三相短路容量的計算公式SjSk(3 ) =X *在 10/0.4kV 變壓器二次側(cè)低壓母線發(fā)生三相短路時，一般1RX 。5.2 短路電流的計算3取 SB =100MVA， U av10.5kV*U k % SB=4.51001064.5 ，所以X T1=1001000103100 STN1*U k % SB= 4.510010 63.6 ，X T 2=100 STN11001250103X T*3 = U k % SB= 410010612.7100 STN 3 10031510kv 進(jìn)線： X L =0.5 ×0.4=0.2XL

16、* =XLSB2 =0.18U av最大運(yùn)行方式：繪制等效電路圖X L *XT1*XB *XT2*k2X L *XT3*k3k1k4K1 ：X*=0.535+0.09=0.625,I j =Sj=100=5.5KA3U av10.53(3)=I j(3)(3)3i sh(3)=13.31KAI ZX *=8.8KA, ish =2.55 I Z=22.44KA, I sh =1.686SK(3) = Sj=160MVAX *K2 :X *=0.535+0.09+4.5= 5.125,I Z(3)= I j=28.16KAX *ish(3 ) =1.84 I Z (3) =51.81KA, I

17、sh3=ish(3)=30.62KA1.692SK(3) = Sj=19.51MVAX *K3 :X *=0.535+0.09+3.6=4.225,I Z(3) =I j=34.16KAX *ish(3 ) =1.84 I Z (3) =62.85KA, I sh3=ish(3)=37.15KA1.692SK(3) = Sj=23.67MVAX *K4 :X *=0.535+0.09+12.7=13.325,I Z(3)= I j=10.83KAX *ish(3 ) =1.84 I Z (3)=19.93KA, I sh3=ish(3)=11.78KA1.692SK(3) = S*j=7.5M

18、VAX最小運(yùn)行方式：繪制等效電路圖XT 1X B *X L *XT 2*k2k3k1XT3*k4K1： X*=0.93+0.18=1.11 ， I Z (3) = I j=4.95KAX *ish(3 ) =2.55 I Z (3)=12.62KA, I sh3=ish(3)=7.49KA1.686SK(3) = Sj=90.09MVAX *K2： X*=0.93+0.18+4.5=5.61， I Z(3)= I j=25.75KAX *ish(3 ) =1.84 I Z (3) =47.83KA, I sh3=ish(3)=28KA1.692SK(3) = Sj=17.82MVAX *K3：

19、 X*=0.93+0.18+3.6=4.71， I Z(3)= I j=30.64KAX *ish(3 ) =1.84 I Z (3) =56.38KA, I sh3=ish(3)=33.32KA1.692SK(3) = Sj=21.23MVAX *K4： X*=0.93+0.18+12.7=13.81,I Z(3) =I j=10.45KAX *ish(3 ) =1.84 I Z (3)=19.23KA, I sh3=ish(3)=11.37KA1.692SK(3) = S*j=7.24MVAX表 5-1最大運(yùn)行方式最大運(yùn)行方式短路點I Z(3) （ KA）i sh(3) （ KA）I sh

20、3 （ KA）三相短路容量（ MVA)K18.822.4413.31160K 228.6151.8130.6219.51K 334.1662.8537.1523.67K 410.8319.9311.787.5表 5-2最小運(yùn)行方式最小運(yùn)行方式短路點I Z( 3) （KA）i sh(3) （KA）I sh3 （KA）三相短路容量（ MVA)K14.9512.627.4990.01K 225.7547.832817.82K 330.6456.3833.3221.23K 410.4519.2311.377.246 變電所一次設(shè)備的選擇和校驗6.1 開關(guān)柜的選型表 6-1N01高壓側(cè)開關(guān)柜的選擇相關(guān)計

21、算數(shù)據(jù)參照I Z =28.67KASK =19.51MVAish =51.81KAI 2 t = 28.672 t表 6-2N 0 2 高壓側(cè)開關(guān)柜的選擇相關(guān)計算數(shù)據(jù)參照I Z =34.16KASK =23.67MVAish =62.85KAI 2t = 34.162t表 6-3N0 3高壓側(cè)開關(guān)柜的選擇相關(guān)計算數(shù)據(jù)參照I Z =10.83KASK =7.5MVAish =19.93KAI 2t =10.832 t根據(jù)上述參數(shù)，我們選擇的變壓器是KYN28-10交流金屬鎧裝抽出式開關(guān)柜。表 6-4開關(guān)柜的參數(shù)額定電壓10KV最低電壓 / 最高電壓3.6KV/12KV額定絕1min 工頻耐壓42

22、KV緣水平雷電沖擊耐受電壓75KV額定短路開端電流40KA 50KA 63KA80KA 100KA 125KA額定短路穩(wěn)定電流16KA 、 20KA、 25KA、 31.5KA 、 40KA、50KA主母線額定電流630A、 1250A、 1600A、 2000A、 2500A、3150A防護(hù)等級外殼 IP4X、斷路器室門打開為IP2X6.2 KYN28-10 開關(guān)柜的校驗N01開關(guān)柜校驗動穩(wěn)定校驗：i et =63kA>i sh =58.81Ka熱穩(wěn)定校驗I t2 t =31.521=900I 2 t j = 28.6120.15 =122.78所以 I t2 t > I 2 t

23、 j滿足要求N 0 2 開關(guān)柜校驗動穩(wěn)定校驗：i et =80kA>i sh =62.85kA熱穩(wěn)定校驗：I t2 t = 40 2 11600 ， I 2 t j =34 .1620.15 175.04所以 I t2 tI 2 t j 滿足要求N 0 3 開關(guān)柜校驗動穩(wěn)定校驗： I t2 t =50kA>i sh =19.93kA熱穩(wěn)定校驗： I t2 t = 2521 625所以 I t2 t I 2 t j滿足要求7 繼電保護(hù)三臺變壓器中，我們選擇一臺做繼電保護(hù)。因為N 0 2 變壓器的容量最大，負(fù)荷電流最大，所以我們選擇N 0 2 變壓器做繼電保護(hù)。7.1 變壓器過電流保護(hù)

24、保護(hù)K relI T .L. maxK relI TN1.2 2I OP1K re57.74 163.03 AK re0.85SN .T100057.74AI TN3103U N1電流繼電器動作電流為I oprI op1Kcon163.03 1AK TA200/ 54.08靈敏系數(shù)校驗3 (I K 2.min/KT)0.86624.55103 0.42105.22 1.5K sen.TI op.1163.03保護(hù)時限 tTtbt 1.30.5 0.8s 因為變壓器過電流保護(hù)時限大于0.5s 所以變壓器應(yīng)設(shè)電流速斷保護(hù)。7.2 變壓器電流速斷保護(hù)I op1K rel I K 2. max / K

25、 T1.528220/10=1693.2A0.4I op.rI op1 K con/ KTA1693.21=84.66A20K sen0.866I k1 .min0.86650502.62I op11693.27.3 瓦斯保護(hù)瓦斯保護(hù)是變壓器的主要保護(hù), 能有效地反應(yīng)變壓器部故障。 輕瓦斯繼電器由開口杯、干簧觸點等組成 , 作用于信號。重瓦斯繼電器由擋板、彈簧、干簧觸點等組成 , 作用于跳閘。正常運(yùn)行時 , 瓦斯繼電器充滿油 , 開口杯浸在油 , 處于上浮位置 , 干簧觸點斷開。當(dāng)變壓器部故障時 , 故障點局部發(fā)生過熱, 引起附近的變壓器油膨脹, 油溶解的空氣被逐出 , 形成氣泡上升 , 同時油和其它材料在電弧和放電等的作用下電離而產(chǎn)生瓦斯。當(dāng)故障輕微時 , 排出的瓦斯氣體緩慢地上升而進(jìn)入瓦斯繼電器, 使油