工厂供配电课程设计某塑料制品工厂.doc

湖南理工职业技术学院工厂供配电技术课程设计题 目： 湖南理工职院实习工厂供配电系统的电气设计年级专业： 资源工程系机电1095班-28 学生姓名： X X X 指导老师： 周 迎 春 2011年04月29日11摘 要 本说明书叙述了对一个年产量为万吨聚乙烯塑料制品工厂全厂总配变电所及配电系统的设计。本设计首先根据厂方给定的全厂各车间电气设备及车间变电所负荷计算表进行电力负荷计算，然后根据对计算负荷的分析选定主变压器和各车间变电所的变压器型号及其联接组别，在设计中根据本厂供电电源和厂供电要求进行架空线路的选择，根据电力部门对工厂功率因数的要求计算出需要补偿的无功功率并以此选择相应的补偿电容器。然后对线路设定短路点进行短路电流的计算作为各设备的选型依据。考虑到对变压器的保护在设计中对主变压器设置了以下继电保护：瓦斯保护、过电流保护和电流速断保护。 关键词：电力负荷计算、无功补偿、短路电流计算、继电保护。目 录1.设计任务及原始资料11.1 设计任务11.2 原始资料11.3 电力负荷计算12.变电所高压电气设备选型32.1 补偿电容器选择32.2 主变压器的选择32.3 各变电所变压器选择32.4 架空线的选择43.短路电流的计算53.1 三相短路电流计算目的53.2 短路电流计算公式53.3 各母线短路电流列表64.主变压器继电保护74.1 保护要求74.2 保护装置及整定计算75.变电所设计说明8主接线图9设计体会及今后的改进意10参考文献111设计任务及原始资料1.1设计任务为某塑料制品厂设计全厂总配变电所及配电系统。1. 变电所电气主接线设计。2. 短路电流计算。3. 主要电气设备选择。1.2原始资料 （1）本厂设有薄膜、单丝、管材、注射等四个车间，设备选型全部采用我国新定型设备其外还有辅助车间及其它设施。（2）全厂各车间电气设备及车间变电所负荷计算表（380伏侧）。（3）该厂由处于厂南侧一公里的110/35千伏变电所用35千伏架空线路向其供电，电业部门变电所配出线路定时限过电流保护装置的整定时间为2秒，工厂配电所应不大于1.3秒，工厂的功率因数值要求在0.9以上。（4）生产车间为三班制，部分车间为单班或两班制，全年最大负荷利用时间为5000小时，属于三级负荷。（5）本地区最热月平均最高温度为35摄氏度，土壤中0.71深处一年最热月平均温度为20摄氏度，年暴雷日为30天，土壤冻结深度为1.10米，主导风向夏季为南风。（6）本厂地表面比较平坦，土壤主要成分为积土及砂质粘土，层厚为1.67米不等，地下水位一般为0.7米，地耐压力为20吨/平方米。1.3电力负荷计算表1.1 全厂各车间电气设备及车间变电所负荷计算表（380伏侧）序号车间或用电设备组名称设备容量（千瓦）需要系数功率因数Cos功率因数脚正切tan计算负荷有功 (千瓦)无功(千乏)视在(千伏安)（1）变电所1薄膜车间14000.60.61.338401117.214002原料库300.250.51.737.512.975153生活间100.810884成品库（一）250.30.51.737.512.975155成品库（二）240.30.51.737.212.45614.46包装材料库200.30.51.73610.38127小计1509876.21165.9861458.5（2）变电所1单丝车间13850.60.61.338311105.2313852水泵及设备200.650.80.75139.7516.253小981398.4（3）变电所1注塑车间1890.40.61.3375.6100.5481262管材车间8800.350.61.33308409.64513.3333小计1069383.6510.188638.31（4）变电所1复制车间1380.60.51.7382.8143.244165.62生活室100.81883浴室30.812.42.44锻工车间300.30.651.17910.5313.8465原料生活间150.8112126仓库150.30.51.174.57.78597机修模具车间1000.250.651.732529.2538.4628热处理车间1500.60.71.029091.8128.5719铆焊车间1800.30.51.735493.4210810小计641287.7376.029473.46（5）变电所1锅炉房2000.70.750.88140123.2186.6672实验室1250.250.51.7331.2554.062562.53辅助材料库1100.20.51.732238.06444油泵房150.650.80.759.757.312512.18755加油站100.650.80.756.54.8758.1256办公室150.60.61.33911.97157小计475218.5239.48324.188全厂合计509926103406.669乘以参差系数全厂合计（=0.9，=0.95）0.58723493236.333998.96根据公式： =*=* tan=/ Cos分别计算出各车间的有功和无功功率及视在功率的计算值填入表1.1。2变电所高压电器设备选型2.1补偿电容器选择由于本设计中上级要求cos0.9,而全厂自然功率因数：cos=Pjs/Qjs=2349/3998.95=0.5870.9，因此需要进行无功补偿。考虑到主变压器的无功损耗远大于有功损耗，因此暂取cos=0.92来计算380V侧所需无功功率补偿容量。 故：补偿无功功率Qc =Pjs(tan1-tan2) =2349tan(arccos0.587)-tan(arccos0.92)=2239.06Kvar采用24个BWF6.3-100-1并联电容器进行补偿，总共补偿容量100Kvar*24=2400 Kvar。2.2主变压器的选择由于该厂的负荷属于二级负荷，对电源的供电可靠性要求较高，宜采用两台变压器，以便当一台变压器发生故障后检修时，另一台变压器能对一、二级负荷继续供电，故选两台变压器（暗备用），每台容量按SN.T0.82493.44kVA=1994.8kVA因此选两台S9-2000/10型低损耗配电变压器，其联接组别采用Yyn0。因此无功补偿后工厂380V侧和35KV侧的负荷计算如表2.1所示。表2.1 无功补偿后工厂的计算负荷项目cos计算负荷/kW/kvar/kVA380V侧补偿前负荷0.58723493236.333998.96380V侧无功补偿容量-2400380V侧补偿后负荷0.942349836.332493.44主变压器功率损耗0.015=370.06=15035KV侧负荷总计0.922386986.332581.832.3各变电所变压器选择安装两台变压器互相暗备用，其容量按SN.T0.7=0.71458.5 kVA =1020.95 kVA因此选两台S9-1250/10型低损耗配电变压器，其联接组别采用Yyn0。安装两台变压器互相暗备用，其容量按SN.T0.7=0.71398.4 kVA =978.88kVA因此选两台S9-1000/10型低损耗配电变压器，其联接组别采用Yyn0。安装一台变压器，其容量按SN.T=638.31 kVA因此选一台S9-800/10型低损耗配电变压器，其联接组别采用Yyn0。安装一台变压器，其容量按SN.T=473.46 kVA因此选一台S9-500/10型低损耗配电变压器，其联接组别采用Yyn0。安装两台变压器互相暗备用，其容量按SN.T0.7=0.7324.18 kVA =226.93kVA因此选两台S9-250/10型低损耗配电变压器，其联接组别采用Yyn0。表2.2 各变压器型号及其参数型号额定电压/kV连接组别损耗/W空载电流（%）阻抗电压（%）高压低压空载负载主变压器两台暗备用S9-2000/35356.3Yyn02600190000.756.5两台暗备用S9-1250/106.30.4Yyn01950120000.64.5两台暗备用S9-1000/106.30.4Yyn01700103000.74.5选一台S9-800/106.30.4Yyn0140075000.84.5选一台S9-500/106.30.4Yyn096051001.04两台暗备用S9-250/106.30.4Yyn056030501.242.4 架空线的选择1.由于本厂由电业部门某一110/35千伏变电所供电且两台主变压器互相暗备用所以架空线选择两条互相明备用。2.架空线截面积的选择1).按经济电流密度选择导线截面积线路在工作时的最大工作电流：Ig=/（*）=2581.83/（*35）=42.6A该生产车间为三班制，部分车间为单班或两班制，全年最大负荷利用时数为5000小时，属于三级负荷。其钢芯铝线的电流密度J=0.9所以导线的经济截面面积：Sj=Ig/J=42.6/0.9=47.33mm2考虑到线路投入使用的长期发展远景，选用截面积为50 mm2的导线，所以35KV架空线为LGJ-50的导线。2).按长时允许电流校验导线截面积。查表得LGJ-50型裸导线的长时允许电流Iy=220A(=25 )当环境温度为35度时，导线最高工作温度为70度。其长时允许电流为：=Iy=194.02A当一台变压器满载，一条输电线检修时导线负荷最大，这时的负荷电流为：Ie=Se/（*Un）=33A由于Ie,所以符合要求。3).按电压损失校验查表得LGJ-50导线的单位长度电阻和电流为：R0=0.65 X0=0.42 线路总的电压损失为：U=( P*R+ Q*X)/Un=56.15V电压损失百分比为：U%=U/Un=0.00161.5满足规定的灵敏系数1.5的要求。 3.装设电流速断保护 采用GL15型继电器的电流速断装置来实现。（1）速断电流的整定Ik.max=4.25KA Iqb= KrelKWIk.max/(KiKT)=1.414.25KA/(205.56)=53.5A速断电流倍数整定为 Kqb=53.5/7=7.6满足规定的倍数。（2）电流速断保护灵敏度系数的整定Ik.min= =0.8662.94=2.55KA, Iqb.1= IqbKi/KW= 6320/1=1260A 所以 Sp=2550/1260=2.022满足规定的灵敏系数2的要求。5变电所设计说明5.1概述 该设计为35KV地面变电所一次设计，该变电所是针对全场全年生产能力为万吨聚乙烯及烃塑料制品设计的，变电所内一次设备主要有：两台主要变压器（SJL1-2500/35）和多油断路器，隔离开关，电源变压器，所用变压器，避雷针，高压开关柜进线柜等。5.2室内布置 整个主控制室和高压配电室坐南朝北，这样便于主控制室采光，变电所房屋建筑布置见室内平面图。 主控制室内装设有低位配电屏，主变保护屏，中央信号，中央信号继电器及电度表屏，主变保护控制屏，主变控制屏，中央信号布置在北侧，正对着值班人员。 母线的配电装置分别设在两个单独的房间内，两个配电室之间通过两面双开钢门相连接，另外两个配电室来由一个外开式双开钢门。 电容器应单独放置在一个房间内。5.3室外布置35KV电源线由变电所东部引进，配电装置采用低式布置，避雷器，电源变压器及它的保护用的熔断器，低式布置在母线两端，避雷器，电源变压器布置在主控制器的东侧，6KV高压电缆从高压配电室引进来，低电压经穿墙套管进入主控制室，配电装置间隔为5米，进线相间距离为1.3米，最大允许尺度为0.7米。主接线图设计体会及今后的改进意见这次课程设计历时二个星期，通过这两个星期的学习，发现了自己的很多不足，无论是对知识的理解还是实践能力以及理论联系实际的能力还急需提高。 这次的课程设计也让我看到了团队的力量，设计工作是一个团队的工作，团队需要个人，个人也离不开团队，必须发扬团结协作的精神。刚开始的时候，大家就分配好了各自的任务，组长负责继电保护部分，责补偿电器选择部分，责短路电流计算部分，负责变压器与架空线的选择部分，责电力负荷计算以及画图部分，大家积极查询相关资料，并且经常聚在一起讨论各个方案的可行性。在课程设计中只有一两个人知道原理是远远不够的，必须让每个人都知道，否则一个人的错误，就有可能导致整个工作失败。团结协作是我们成功的一项非常重要的保证。而这次设计也正好锻炼我们这一点，这也是非常宝贵的。 在这个过程中，我也曾经因为错误失落过，也曾经因为小有成绩而热情高涨。正如生活一样，汗水预示着结果也见证着收获。虽然这只是一次的极简单的课程设计，可是平心而论，也耗费了我们不少的心血，这才意识到老一辈对我们社会的付出，为了人们的生活更美好，他们为我们社会所付出多少心血啊！ 通过这次课程设计，我感到：为完成这次课程设计我们确实很辛苦，但苦中仍有乐，和团队人员这十几天的一起工作的日子，让我们有说有笑，相互帮助，配合默契，多少人间欢乐在这里洒下，大学里一年的相处还赶不上这十来天的实习，我感觉我和同学们之间的距离更加近了。这个工程确实很累，但当我们实验成功的时候，我们的心中就不免兴奋，不免激动。以前种种艰辛这时就变成了最甜美的回忆！ 对我而言，知识上的收获重要，精神上的丰收更加可喜。让我知道了学无止境的道理。我们每一个人永