某電機(jī)修造廠全廠總降壓變電所及配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

某電機(jī)修造廠全廠總降壓變電所及配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)一、生產(chǎn)任務(wù)及車間組成1．本廠產(chǎn)品及生產(chǎn)規(guī)模本廠主要擔(dān)當(dāng)全國冶金工業(yè)系統(tǒng)礦山、冶煉和軋鋼設(shè)備的配件生產(chǎn)，即以生產(chǎn)鑄造、鍛造、鉚焊、毛坯件為主體，生產(chǎn)規(guī)模為：鑄鋼件1萬噸、鑄鐵件3千噸、鍛件1千噸、鉚焊件2千5百噸。2．本廠車間組成（1）鑄鋼車間；（2）鑄鐵車間；（3）鍛造車間；（4）鉚焊車間；（5）木型圈車間及木型庫；（6）機(jī)修車間；（7）砂庫；（8）制材場；（9）空壓站；（10）鍋爐房；（11）綜合樓；（12）水塔；（13）水泵房及污水提升站等。二、設(shè)計(jì)依據(jù)廠區(qū)平面布置圖(略)全廠各車間負(fù)荷計(jì)算表如下：各車間380伏負(fù)荷序號車間或用電單位名稱設(shè)備容量(KW)計(jì)算負(fù)荷變壓器臺數(shù)及容量備注Pjs(KW)Qjs(Kvar)Sjs(KVA)No.1變電所1鑄鋼車間20000.40.651.17800.00936.001231.302×1250Ynn0No.2變電所2鑄鐵車間10000.40.71.02400.00408.00571.373砂庫1100.70.61.3377.00102.41128.134小計(jì)477.00510.41698.602×500Ynn0No.3變電所5鉚焊車間12000.30.451.98360.00712.80798.5561＃水泵房280.750.80.7521.0015.7526.257小計(jì)381.00728.55822.16900Ynn0No.4變電所1空壓站3900.850.750.88331.50291.72441.582機(jī)修車間1500.250.651.1737.5043.8857.723鍛造車間2200.30.551.5266.00100.32120.084木型車間185.850.350.61.3365.0586.51108.245題材場200.280.61.335.607.459.326綜合樓200.91118.0018.0025.467小計(jì)523.65547.88757.88800Ynn0No.5變電所1鍋爐房3000.750.80.75225.00168.75281.2522＃水泵房280.750.80.7521.0015.7526.253倉庫（1、2）88.120.30.651.1726.4430.9340.694污水提升站140.650.80.759.106.8311.385小計(jì)281.54222.26358.69400Ynn0各車間6千伏高壓負(fù)荷1電弧爐2×12500.90.870.572250.001282.502589.852工頻爐2×3000.80.90.48600.00288.00665.543空壓機(jī)2×2500.850.850.62500.00310.00588.304小計(jì)3250.001880.503754.83全廠合計(jì)6600.004825.598175.96說明：No.1變電所和No.2變電所設(shè)置兩臺變壓器外，其余設(shè)置一臺變壓器。供用電協(xié)議工廠與電業(yè)部門所簽訂的供用電協(xié)議主要內(nèi)容如下：（1）工廠電源從電業(yè)部門某220/35千伏變電所，用35千伏雙回架空線路引入本廠，其中一個(gè)為工作電源，一個(gè)作為備用電源，該變電所距離工廠東側(cè)4.5km處，單位長度電抗值為0.4Ω/km。（2）供電系統(tǒng)短路技術(shù)數(shù)據(jù)如下：區(qū)域變電所35kV母線短路數(shù)據(jù)如下：系統(tǒng)最大運(yùn)行方式：Sdmax＝200MVA；系統(tǒng)最小運(yùn)行方式：Sdmin＝175MVA（3）電部門對本廠提出的技術(shù)要求①區(qū)域變電所35kV配出線路定時(shí)限過電流愛護(hù)裝置的整定時(shí)間為2秒，工廠總降不應(yīng)大于1.5秒。②該廠的總平均功率因數(shù)值應(yīng)在0.9以上。③在企業(yè)總降壓變電所高壓側(cè)進(jìn)行計(jì)量。三、設(shè)計(jì)范圍與任務(wù)1．負(fù)荷計(jì)算全廠總降變電所負(fù)荷計(jì)算，是在車間負(fù)荷計(jì)算基礎(chǔ)上進(jìn)行的，考慮車間變電所變壓器的功率損耗，從而求出全廠總降變電所高壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷及總功率因數(shù)。列出負(fù)荷計(jì)算表，表達(dá)設(shè)計(jì)成果。總降變電所位置和各個(gè)變壓器臺數(shù)以及容量的選擇考慮電源進(jìn)線方向，綜合考慮設(shè)置各個(gè)變電所的有關(guān)因素，結(jié)合全廠計(jì)算負(fù)荷以及擴(kuò)建備用的須要，確定主變臺數(shù)容量。廠總降壓變電所主接結(jié)線設(shè)計(jì)依據(jù)變電所配電回路數(shù)，負(fù)荷要求牢靠性級別的計(jì)算負(fù)荷值，確定凹凸壓側(cè)的接線形式。4．廠區(qū)高壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)依據(jù)廠內(nèi)負(fù)荷狀況，從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)合理性確定廠區(qū)配電電壓。擇優(yōu)選擇配電網(wǎng)布置方案，按選定配電系統(tǒng)作線路結(jié)構(gòu)與敷設(shè)方式設(shè)計(jì)。5．工廠供配電系統(tǒng)短路電流計(jì)算工廠用電，通常為電網(wǎng)末端負(fù)荷，其容量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于電網(wǎng)容量，均按無限容量系統(tǒng)供電進(jìn)行短路電流計(jì)算。6．改善功率因數(shù)裝置設(shè)計(jì)依據(jù)負(fù)荷計(jì)算要求本廠的高壓配電所的，通過查表和計(jì)算求出達(dá)到供電部門要求的數(shù)值所需補(bǔ)償?shù)臒o功功率。由產(chǎn)品樣本選出需補(bǔ)償電容器的規(guī)格和數(shù)量，并選用合適的電容器柜。7．變電所凹凸壓側(cè)設(shè)備選擇參照短路電流計(jì)算數(shù)據(jù)和各回路計(jì)算負(fù)荷以及相應(yīng)的額定制，選擇各種電器設(shè)備、開關(guān)柜等。用主結(jié)線圖、設(shè)備材料表等表達(dá)設(shè)計(jì)成果。8．繼電愛護(hù)及二次結(jié)線設(shè)計(jì)內(nèi)容包括繼電愛護(hù)裝置、監(jiān)視及測量儀表、限制和信號裝置及備自投，用二次回路原理圖或綻開圖及元件材料表來表達(dá)設(shè)計(jì)成果。9．變電所防雷、接地裝置設(shè)計(jì)參考本地氣象、地質(zhì)資料設(shè)計(jì)防雷裝置，并進(jìn)行接地裝置設(shè)計(jì)計(jì)算。10．總降變電所變、配電裝置總體布置設(shè)計(jì)綜合前述設(shè)計(jì)計(jì)算成果，參照有關(guān)規(guī)程，進(jìn)行室內(nèi)、室外變配電裝置的總體布置和施工設(shè)計(jì)。 11．車間(機(jī)加車間)變電所及低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)依據(jù)生產(chǎn)工藝要求，車間環(huán)境，用電設(shè)備容量、分布狀況等進(jìn)行設(shè)計(jì)，確定車間變電所所用變臺數(shù)、容量。四、本廠的負(fù)荷性質(zhì)本廠為三班工作制，年最大有功負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為6000小時(shí)。屬于二級負(fù)荷。五、工廠的自然條件 1．氣象條件（1）最熱月平均最高溫度為30℃（2）土壤中0.7～1米深處一年中最熱月平均溫度為20℃（3）土壤凍結(jié)深度為1.10米（4）夏季主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槟巷L(fēng)；（5）年雷暴日數(shù)為31天。2.地質(zhì)及水文條件依據(jù)地質(zhì)工程勘探資料獲悉，該廠區(qū)地址原為耕地，地勢平坦，地層以砂質(zhì)粘土為主，地質(zhì)條件較好，地下水位為2.8～5.3米。地耐壓力為20噸/總有功功率∑P=6600kw總無功功率∑Q=4825.59kvar總視在功率∑S=8175.96KV·A全廠功率因數(shù)所以要進(jìn)行無功補(bǔ)償取低壓側(cè)補(bǔ)償后無功功率：低壓側(cè)補(bǔ)償后視在功率：變壓器損耗：高壓側(cè)有功功率：高壓側(cè)無功功率：高壓側(cè)視在功率：補(bǔ)償后的功率因數(shù)：主變壓器的選擇主變壓器選擇要求，故選擇型號為SC10-8000/35的變壓器兩臺。一臺工作，一臺備用。表2-1主變型號及參數(shù)型號品牌總質(zhì)量電壓組合(kV)聯(lián)結(jié)組標(biāo)號長*寬*高軌距WW%%kg高壓低壓mm*mm*mmmm*mmdB(A)SC10-8000/35江蘇華鵬112004000090.319200356.3Yd113170*1800*28501800*1475582.2架空線路的選擇依據(jù)經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面積因?yàn)楣I(yè)電源從電業(yè)部門某220/35千伏變電所用35千伏雙回架空線引入本廠，其中一個(gè)做工作電源，一個(gè)做備用電源，兩個(gè)電源不并列運(yùn)行。架空線最大工作電流：因?yàn)楸緩S為三班工作制，最大有功負(fù)荷年利用小時(shí)數(shù)為6000小時(shí)。屬于二級負(fù)荷，所以選取經(jīng)濟(jì)電流密度：導(dǎo)線的經(jīng)濟(jì)截面積：選LGT-150型鋁導(dǎo)線。長時(shí)允許電流校驗(yàn)導(dǎo)線截面積LGT-150型鋁導(dǎo)線，30攝氏度允許載流量，線路承受的最大負(fù)荷電流就為符合要求。功率因數(shù)校驗(yàn)（當(dāng)線間幾何均距為3000mm時(shí)）35KV架空線的損耗：35kv架空線電路電源入口處的功率因數(shù)滿意要求2.3補(bǔ)償電容的選擇本設(shè)計(jì)中本廠的功率因數(shù)值應(yīng)在0.9以上，必需6KV母線上并聯(lián)電力電容器，使變電所35KV處的功率因數(shù)得到提高到0.9，須要補(bǔ)償?shù)目傠娏﹄娙萜魅萘繛?400kvar,所以選24臺BWF-6.3-100-1w的電容器。表2-2電容器參數(shù)型號額定電壓額定容量標(biāo)算電容CBWF-6.3-100-1W6.3KV100Kvar8uF2.4電容器柜的選擇可以選擇ABB公司MECB-7-SI-10的電容器柜，最大額定電壓7.2KV，最大調(diào)整階數(shù)為4，可以滿意補(bǔ)償電容器的安裝、運(yùn)行和愛護(hù)須要。2.4各車間變電所的選擇表2-3各變電所變壓器選擇型號車間品牌臺數(shù)型號電壓組合(kV)聯(lián)接租標(biāo)號總質(zhì)量(kg)高壓高壓WW%%NO.1江蘇華鵬2SCB10-1250/660.42090846060.4Y,yn03200NO.22SC10-500/660.41160426040.5Y,yn01750NO.31SC10-1000/660.41770710060.4Y,yn02700NO.41SC10-800/660.41520607060.4Y,yn02450NO.51SC10-400/660.4980348040.6Y,yn014503．短路電流計(jì)算各母線短路電流計(jì)算過程如圖1，圖2所示：取當(dāng)系統(tǒng)處于最大運(yùn)行方式時(shí)