某冶金機械廠供配電系統(tǒng)設計

TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"1設計任務 2設計要求 2\o"CurrentDocument"設計依據(jù) 2\o"CurrentDocument"設計內(nèi)容及要求 4設計成果 4\o"CurrentDocument"2負荷計算 4車間各負荷 4全廠負荷 6\o"CurrentDocument"3短路電路的計算 6\o"CurrentDocument"繪制計算電路 6\o"CurrentDocument"確定短路計算基準值 7計算短路電路中個元件的電抗標幺值 7\o"CurrentDocument"k-1點（10.5kV側(cè)）的相關計算 8\o"CurrentDocument"k-2點（0.4kV側(cè)）的相關計算 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"裝設一臺主變壓器的主接線方案 10\o"CurrentDocument"裝設兩臺主變壓器的主接線方案 111/121設計任務設計要求要求根據(jù)本廠所能取得的電源及本廠用電負荷的實際情況，并適當考慮到工廠生產(chǎn)的發(fā)展，按照安全可靠、技術先進、經(jīng)濟合理的要求，確定變電所的位置和型式，確定變電所主變壓器的臺數(shù)、容量與類型，選擇變電所主接線方案及高低壓設備和進出線，確定二次回路方案，選擇整定繼電保護，確定防雷和接地裝置。最后按要求寫出設計說明書，繪出設計圖紙。設計依據(jù)工廠總平面圖圖1某機械廠總平面圖工廠負荷情況本廠多數(shù)車間為兩班制，年最大負荷利用小時為4600h，日最大負荷持續(xù)時間為6h。該廠除鑄造車間、電鍍車間和鍋爐房屬二級負荷外，其余均屬三級負荷。本廠的負荷統(tǒng)計資料如表1.1所示。2/12

表1工廠負荷統(tǒng)計資料廠房編號廠房名稱負荷類別設備容量/kW需要系數(shù)功率因數(shù)1鑄造車間動力3000.30.7照明50.81.02鍛壓車間動力3500.30.65照明80.71.07金工車間動力4000.20.65照明100.81.06工具車間動力3600.30.6照明70.91.04電鍍車間動力2500.50.8照明50.81.03熱處理車間動力1500.60.8照明50.81.09裝配車間動力1800.30.7照明60.81.010機修車間動力1600.20.65照明40.81.08鍋爐車間動力500.70.8照明10.81.0倉庫動力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?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。該干線的導線牌號為LGJ-150，導線為等邊三角形排列，線距為2m；干線首端距離本廠約8km。干線首端所裝設的高壓斷路器斷流容量為500MVA。此斷路器配備有定時限過流保護和電流速斷保護，定時限過流保護整定的動作時間為1.7s。為滿足工廠二級負荷要求，可采用高壓聯(lián)絡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)系的架空線路總長度為80km，電纜線路總長度為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?shù)刂鲗эL向為東北風，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。電費制度本廠與當?shù)毓╇姴块T達成協(xié)議，在工廠變電所高壓側(cè)計量電能，設專用計量柜，按兩部電費制交納電費。每月基本電費按主變壓器容量為18元/kVA，動力電費為0.9元/Kw.h，照明電費為0.5元/Kw.h。工廠最大負荷時的功率因數(shù)不得低于0.9,此外，電力用戶需按新裝變壓器容量計算，一次性向供電部門交納供電貼費：6~10VA為800/kVA。設計內(nèi)容及要求.確定車間變電所變壓器的臺數(shù)和容量；.電氣主接線圖設計；.輸電導線截面選擇（選擇一條線路計算）；.確定短路計算點，計算三相短路電流；.主要電氣設備選擇與校驗；1.4設計成果.設計說明書一份（約4000字）：包括設計任務所要求的各項設計計算過程、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。.設計圖紙：電氣主接線圖一張。2負荷計算本設計采用需要系數(shù)法計算。車間各負荷4/12

表2各車間負荷統(tǒng)計資料編號名稱設備容量/kW需要系數(shù)cos①tan①計算負荷Pc/kWQc/kvarS/kVAI/Ac1鑄造車間動力3550.250.750.8888.7578.1118.33180.00照明100.81808.0020.732鍛壓車間動力3250.30.61.3397.5129.675162.50247.19照明100.81808.0020.737金工車間動力4050.20.651.178194.77124.62189.56照明100.81808.0020.736工具車間動力3800.350.61.33133176.89221.67337.19照明100.81808.0020.734電鍍車間動力2550.50.750.88127.5112.2170.00258.59照明70.815.605.6014.513熱處理車間動力1800.60.80.7510881135.00205.35照明80.816.406.4016.589裝配車間動力1900.30.71.025758.1481.43123.86照明50.81404.0010.3610機修車間動力1650.250.651.1741.2548.262563.4696.53照明40.813.203.208.298鍋爐房動力650.70.80.7545.534.12556.8886.525/12照明10.810.800.802.075倉庫動力550.4照明10.810.800.802.075倉庫動力550.40.80.752216.527.5041.83照明10.810.800.802.07總計854.3829.661214.172.2全廠負荷取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短路電路的計算3.1繪制計算電路6/12確定短路計算基準值取基準容量S/100MVA,基準電壓Ud=U=1.05UN,。為短路計算電壓，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計算短路電路中個元件的電抗標幺值電力系統(tǒng)的電抗標幺值已知電力系統(tǒng)出口斷路器的斷流容量S℃二500MV-A,故X；=100M-VA/500MV-A=0.2架空線路的電抗標幺值查表得LGJ-150的線路電抗X0=0.35Q/km，而線路長8km,故X*=0.35(。/km)X8X100MV{=2.542 (10.5kv)23.3.3電力變壓器的電抗標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算等效電路如圖5-2所示，圖上標出各元件的序號和電抗標幺值,并標明短路計算點。22542254丫丫丫、_k-13上22 36圖3-2短路計算等效電路7/12

3.4k-1點（10.5kV側(cè)）的相關計算3.4.1總電抗標幺值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（0.4kV側(cè)）的相關計算3.5.1總電抗標幺值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)裝設一臺變壓器型號為S11型，而容量根據(jù)式S>S，S為主變壓器容量，S30為總的計算負荷。選SNT=1250kv?A>S30=1114.17kv?N，T 30 N-Tb)裝設兩臺變壓器 型號為S11型，而每臺變壓器容量根據(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S11-630/10型低損耗配電變壓器。工廠二級負荷所需的備用電源，考慮由鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡線來承擔。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電源進線時都設置總降壓變電所，將電壓降至6/r