10KV工廠供配電系統(tǒng)設(shè)計

題目10kv工廠變電站設(shè)計目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"設(shè)計任務(wù)31?1設(shè)計題目3\o"CurrentDocument"1.2設(shè)計目的3\o"CurrentDocument"1.3設(shè)計任務(wù)與要求32.設(shè)計內(nèi)容4-10負(fù)荷計算和無功功率補(bǔ)償4-7負(fù)荷計算4-6\o"CurrentDocument"無功功率的補(bǔ)償7\o"CurrentDocument"變壓器的選擇7-8\o"CurrentDocument"2.1.變壓器臺數(shù)的選擇7\o"CurrentDocument"2.2.變壓器容量的選擇8\o"CurrentDocument"2.3.變壓器類型的選擇8\o"CurrentDocument"導(dǎo)線與電纜的選擇9\o"CurrentDocument"2.3.1高壓進(jìn)線和引入電纜的選擇9\o"CurrentDocument"2.3.2380v低壓出線的選擇9電氣設(shè)備的選擇10模塊功能10模塊需要提供的參數(shù)10\o"CurrentDocument"繼電保護(hù)及二次結(jié)線設(shè)計10\o"CurrentDocument"防雷與接地裝置的設(shè)置10-11\o"CurrentDocument"直接防雷保護(hù)11\o"CurrentDocument"雷電侵入波的防護(hù)11

113.3接地裝置的設(shè)計11參考文獻(xiàn)13設(shè)計任務(wù)1.1設(shè)計題目：10KV工廠供配電系統(tǒng)設(shè)計1.2設(shè)計目的通過本課程設(shè)計：熟悉供配電系統(tǒng)初步設(shè)計必須遵循的原則、基本內(nèi)容、設(shè)計程序、設(shè)計規(guī)范等，鍛煉工程設(shè)計、工程計算、工具書使用等能力，并了解供電配電系統(tǒng)前沿技術(shù)及先進(jìn)設(shè)備。讓我們了解設(shè)計工廠配電的一般流程，對工廠的布局有個大致的概念，對電力系統(tǒng)的接線方式有一定的了解。1.3設(shè)計任務(wù)與要求廠房編號廠房名稱負(fù)何類型設(shè)備容量(KW)需要系數(shù)Kx功率因數(shù)cos寸1鑄造車間23000.30.72鍛壓車間33500.30.653熱處理車間31500.60.84電鍍車間22500.50.685倉庫3200.40.86工具車間33600.30.67金工車間34000.20.658鍋爐房2500.70.89裝配車間31800.30.710機(jī)修車間31600.20.6511生活區(qū)33500.70.9設(shè)計內(nèi)容負(fù)荷計算負(fù)荷計算的目的是：（1）計算變配電所內(nèi)變壓器的負(fù)荷電流及視在功率，作為選擇變壓器容量的依據(jù)。（2）計算流過各主要電氣設(shè)備（斷路器、隔離開關(guān)、母線、熔斷器等的負(fù)荷電流，作為選擇這些設(shè)備的依據(jù)。（3）計算流過各條線路（電源進(jìn)線、高低壓配電線路等）的負(fù)荷電流，作為選擇這些線路電纜或?qū)Ь€截面的依據(jù)。（4）為電氣設(shè)計提供技術(shù)依據(jù)。計算公式：有功功率P30=Pe*Kx(kW)無功功率Q30=P30*Tan①(kVar)視在功率S30=P30/Cos①(KVA)計算電流I30=S30/(V3*Un)(A)式中，kx為需要系數(shù)；Cos①為功率因素；Tan①為功率因素的正切值；UN為用電設(shè)備組的額定電壓；"3=1.732。鍛造車間：P30=Pe*Kx=0.3*300=90kwQ30=P30*Tan①=90*1.01=91.8kvarS30=P30/cos①=90/0.7=128.6KVAI30=S30/"3*UN=128.6/(1.732*0.38)=195.44A鍛壓車間：P30=Pe*Kx=0.3*350=105kwS30=P30/cos①=105/0.65=161.5KVAI30=S30/"3*UN=161.5/(1.732*0.38)=245.44A熱處理車間：P30=Pe*Kx=0.6*150=90kwQ30=P30*Tan①=90*0.75=67.5kvarS30=P30/cos①=90/0.8=112.5KVAI30=S30/"3*UN=112.5/(1.732*0.38)=170.97A電鍍車間：P30=Pe*Kx=0.5*250=125kwQ30=P30*Tan①=125*1.07=134.8kvarS30=P30/cos①=125/0.68=183.8KVAI30=S30/"3*UN=183.8/(1.732*0.38)=279.331A倉庫：P30=Pe*Kx=0.4*20=8kwQ30=P30*Tan①=8*0.75=6kvarS30二P30/cos①=8/0.8=10KVAI30=S30/V3*UN=10/(1.732*0.38)=15.2A工具車間：P30=Pe*Kx=0.3*360=108kwQ30=P30*Tan①=108*1.33=143.64kvarS30=P30/cos①=108/0.6=180KVAI30=S30/V3*UN=180/(1.732*0.38)=273.56A金工車間：P30=Pe*Kx=0.2*400=80kwQ30=P30*Tan①=80*1.17=93.6kvarS30=P30/cos①=80/0.65=123.1KVAI30=S30/"3*UN=123.1/(1.732*0.38)=187.08A鍋爐房：P30=Pe*Kx=0.7*50=35kwQ30=P30*Tan①=35*0.75=26.25kvarS30=P30/cos①=35/0.8=43.75KVAI30=S30/"3*UN=43.75/(1.732*0.38)=66.49A裝配車間：P30=Pe*Kx=0.3*180=54kwQ30=P30*Tan①=54*1.01=54.54kvarS30=P30/cos①=54/0.7=77.14KVAI30=S30/"3*UN=77.14/(1.732*0.38)=117.23A機(jī)修車間：P30=Pe*Kx=0.2*160=32kwQ30=P30*Tan①=32*1.17=37.44kvarS30=P30/cos①=32/0.65=49.231KVAI30=S30/"3*UN=49.231/(1.732*0.38)=74.82A生活區(qū)：P30=Pe*Kx=0.7*350=245kwQ30=P30*Tan①=245*0.49=118.66kvarS30=P30/cos①=245/0.9=272.2KVAI30=S30/V3*UN=272.2/(1.732*0.38)=413.68A機(jī)械廠負(fù)荷統(tǒng)計表車間名稱額定容量(kW)需要系數(shù)(K)工作電壓(kV)功率因數(shù)cos也計算有功(kW)計算無功kvar視在功率KVA計算電流(A)鑄造車間3000.30.380.79091.8128.6195.44鍛壓車間3500.30.380.65105122.85161.5245.44熱處理車間1500.60.380.89067.5112.5170.97電鍍車間2500.50.380.68125134.8183.8279.3倉庫200.40.380.8861015.2工具車間3600.30.380.6108143.64180273.56金工車間4000.20.380.658093.6123.1187.08鍋爐房500.70.380.83526.2543.7566.49裝配車間1800.30.380.75454.5477.14117.23機(jī)修車間1600.20.380.653237.4449.23174.82生活區(qū)3500.70.380.9245118.66272.2413.68總計25700.724972897.081341.821無功功率的補(bǔ)償設(shè)計要求達(dá)到的功率因數(shù)為0.9以上，顯然不符合要求，需要進(jìn)行無功補(bǔ)償。無功功率的人工補(bǔ)償裝置：主要有同步補(bǔ)償機(jī)和并聯(lián)電抗器兩種。由于并聯(lián)電抗器具有安裝簡單、運(yùn)行維護(hù)方便、有功損耗小以及組裝靈活、擴(kuò)容方便等優(yōu)點(diǎn)，因此并聯(lián)電抗器在供電系統(tǒng)中應(yīng)用最為普遍。考慮到主變壓器的無功損耗元大于有功損耗，因此380V側(cè)最大負(fù)荷時功率因數(shù)應(yīng)稍大于0.9，暫取0.92來計算380V側(cè)所需無功功率補(bǔ)償容量：Q=P(tan中-tan中)=972[tan(arccos0.724)—tan(arccos0.92)]=512.01kvar選擇低壓單相并聯(lián)電容器BWF0.4-75-1/3，單個容量為75kvar。Qe=Qe=qnUUnJ式中：Qn為電容器銘牌上的額定容量，Kvar；Qe為電容器在實(shí)際運(yùn)行電壓下的容量，Kvar；UN為電容器的額定電壓，kV；U為電容器實(shí)際運(yùn)行電壓，kV；每個電容器的實(shí)際無功容量為Qe=Qn[U-J=75(380/400)2=67.69kvar實(shí)際應(yīng)選用的電容器的個數(shù)為n=Qc/Qe=512.01/67.69^8(個)變壓器的選擇在進(jìn)行負(fù)荷統(tǒng)計及無功補(bǔ)償后，就可根據(jù)補(bǔ)償后的容量進(jìn)行變壓器的選擇。變壓器的選擇包括容量、臺數(shù)、類型的選擇。變壓器臺數(shù)的選擇原則：在供配電系統(tǒng)中，變壓器臺數(shù)的選擇與供電范圍內(nèi)用電負(fù)荷大小、性質(zhì)，重要程度有關(guān)。選擇原則：如果有下列情況考慮選擇2臺。有大量的一、二級負(fù)荷；季節(jié)性負(fù)荷或晝夜負(fù)荷變動大宜采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式；負(fù)荷集中且容量大（1250KVA以上）的三級負(fù)荷；考慮負(fù)荷發(fā)展可能。其它情況選擇l臺，三級負(fù)荷一般選擇1臺。變壓器容量的選擇原則：選擇1臺變壓器時容量應(yīng)滿足：5nt>S3o選擇2臺變壓器時每臺容量應(yīng)同時滿足：濘（060.7^0，NT>S30（I+H）式中，s30為變壓器低壓側(cè)負(fù)荷計算容量，snt為所要選擇的變壓器容量，S30（I+n）為部的一二級負(fù)荷和。選擇l臺配電變壓器容量時應(yīng)考慮容量上限，一般不超過1250—2000KVA。適當(dāng)考慮負(fù)荷的發(fā)展。變壓器類型的選擇原則：一般情況選擇雙繞組三相變壓器，并選用SL7、S7、S9等低損耗電力變壓器'251。多塵或腐蝕場所選擇防塵防腐型變壓器如SL14等系列全密封式變壓器。高層建筑選用不燃或難燃型變壓器如SCL系列環(huán)氧樹脂澆注干式變壓器或SF6型變壓器。多雷地區(qū)宜選用防雷型變壓器如Sz變壓器。電壓偏移大的電壓質(zhì)量要求高的場所選用有載調(diào)壓型變壓器如SZL7、Sz9系列變壓器。綜合以上考慮，選擇2臺接線方式為Yyn0的S9-100010/0.4kV變壓器，每臺可分的負(fù)荷是700KVA，滿足變壓器的選擇規(guī)則。導(dǎo)線與電纜的選擇為了保證供電系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行，進(jìn)行導(dǎo)線和電纜截面時必須滿足一些條件：發(fā)熱條件導(dǎo)線和電纜在通過正常最大負(fù)荷電流即線路計算電流時的發(fā)熱溫度，不應(yīng)超過其正常運(yùn)行時的最高允許溫度。電壓損耗條件導(dǎo)線和電纜在通過正常最大負(fù)荷電流即線路計算電流時產(chǎn)生的電壓損耗，不應(yīng)超過其正常運(yùn)行時允許的電壓損耗。對于工廠內(nèi)較短的高壓線路，可不進(jìn)行電壓損耗檢驗(yàn)。機(jī)械強(qiáng)度導(dǎo)線(包括裸線和絕緣導(dǎo)線)截面不應(yīng)小于其最小允許截面。對于電纜，不必校驗(yàn)其機(jī)械強(qiáng)度，但需要檢驗(yàn)其短路熱穩(wěn)定性。母線也應(yīng)檢驗(yàn)短路時的穩(wěn)定度。對于絕緣導(dǎo)線和電纜，還應(yīng)滿足工作電壓的要求。根據(jù)設(shè)計要求和有關(guān)資料的考證，10kv電路，通常先按發(fā)熱條件來選擇截面，在校驗(yàn)電壓損耗和機(jī)械強(qiáng)度。低壓照明線路，因?yàn)槠鋵﹄妷核揭筝^高，因此通常先按允許電壓損耗進(jìn)行選擇，再校驗(yàn)發(fā)熱條件和機(jī)械強(qiáng)度。2.3.1高壓進(jìn)線和引入電纜的選擇10kv高壓進(jìn)線的選擇與校驗(yàn)采用LJ性鋁絞線，架空敷設(shè)，接往10kv公用干線。查相關(guān)資料，10kv鋁及鋁合金最小截面為35平方毫米，不滿足機(jī)械強(qiáng)度的要求，故選LJ-35型鋁絞線。由于此線路很短，不需要校驗(yàn)電壓損耗。2.3.2380v低壓出線的選擇查找資料，饋電給用電廠房的線路選擇采用VLV22-1000型聚乙烯絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。電氣設(shè)備的選擇高壓側(cè)一次設(shè)備的選擇有真空斷路器、高壓熔斷器、電壓互感器、電流互感器、避雷器、接地開關(guān)電壓互感器等。低壓側(cè)一次設(shè)備的選擇有低壓斷路器、電流互感器、開關(guān)刀、等。繼電保護(hù)及二次結(jié)線設(shè)計為了監(jiān)視，控制和保證安全可靠運(yùn)行，變壓器、高壓配電線路移相電容器、高壓電動機(jī)、母線分段斷路器及聯(lián)絡(luò)線斷路器，皆需要設(shè)置相應(yīng)的控制、信號、檢測和繼電器保護(hù)裝置。并對保護(hù)裝置做出整定計算和檢驗(yàn)其靈敏系數(shù)。設(shè)計包括繼電器保護(hù)裝置、監(jiān)視及測量儀表，控制和信號裝置，操作電源和控制電纜組成的變電所二次結(jié)線系統(tǒng)，用二次回路原理接線圖或二次回路展開圖以及元件材料表達(dá)設(shè)計成果。防雷與接地裝置的設(shè)置防雷的設(shè)備主要有接閃器和避雷器。其中，接閃器就是專門用來接受直接雷擊（雷閃）的金屬物體。接閃的金屬稱為避雷針。接閃的金屬線稱為避雷線，或稱架空地線。接閃的金屬帶稱為避雷帶。接閃的金屬網(wǎng)稱為避雷網(wǎng)。避雷器是用來防止雷電產(chǎn)生的過電壓沿著電路侵入變配電所或其他建筑物內(nèi)，以免危及被保護(hù)設(shè)備的絕緣。避雷器應(yīng)與被保護(hù)設(shè)備并聯(lián)，裝在被保護(hù)設(shè)備的電源側(cè)。當(dāng)線路上出現(xiàn)危及設(shè)備絕緣的雷電過電壓時，避雷器的火花間隙就被擊穿，或由高阻變?yōu)榈妥瑁惯^電壓對大地放電，從而保護(hù)了設(shè)備的絕緣。避雷器的型式，主要有閥式和排氣式等。直接防雷保護(hù)在變電所屋頂裝設(shè)避雷針和避雷帶，并引進(jìn)出兩根接地線與變電所公共接裝置相連。如變電所的主變壓器裝在室外和有露天配電裝置時，則應(yīng)在變電所外面的適當(dāng)位置裝設(shè)獨(dú)立避雷針，其裝設(shè)高度應(yīng)使其防雷保護(hù)范圍包圍整個變電所。如果變電所所在其它建筑物的直擊雷防護(hù)范圍內(nèi)時，則可不另設(shè)獨(dú)立的避雷針。按規(guī)定，獨(dú)立的避雷針的接地裝置接地電阻R<1OQ(表9-6)。通常采用3-6根長2.5m的剛管，在裝避雷針的桿塔附近做一排和多邊形排列，管間距離5m，打入地下，管頂距地面0.6m。接地管間用40mmX4mm的鍍鋅扁剛焊接相接。引下線用25mmX4mm的鍍