某化纤毛纺织厂全厂总配变电所与配电系统设计书

1、某化纤毛纺织厂全厂总配变电所及配电系统设计书1 原始材料分析1.1 工程概况某化纤毛纺厂 10kV 配变电所供电给织造车间、染整车间、锅炉房、食堂、水泵房、化验室及其他车间变电所.工厂三班制工作,年最大负荷利用小数 6000h,其中织造车间、染整车间、锅炉房为二级负荷.二级负荷是指中断供电将在政治上、经济上造成较大的损失的用电设备.在条件允许的情况下,二级负荷应有两条线路供电.1.2 供电条件(1)供电部门可提供双回路 10kV 电源(2)该变电所 10KV 配出现泸定实现过流保护装置的整定时间为 1.5 秒,要求配电所不大于 1.0 秒(3)在总配变电所 10KV 侧计量(4)功率数值应在

2、0.9 以上(5)系统最大运行时 10KV 母线短路容量为 187MV.A 系统最小运行时母线短路容量为 107MV.A2 全厂负荷计算采用需要系数法计算各车间变电所的计算负荷,具体数据如表 1-1 所示表 2-1 计算负荷序号用电或车间单位名称设备容量千瓦Kxcostg计算荷变压器台数谷量备注KPS千瓦Qs千瓦Ss千瓦表 2-2No1 变压器1制车车间3400.80.80.75272204340SL7-1000/101000kVA1台0.92纺纱车间3400.80.80.752722043400.93,水站86.10.650.80.7555.96541.97369.960.94锻工车间36.

3、90.30.651.1711.0712.95217.030.95机修车间296.20.30.51.7388.86153.73177.720.96,儿所,儿院12.80.60.61.337.6810.21412.800.97仓库37.960.30.51.171.1711.38813.3240.98小计1149.9718.97640.19970.836表 2-3No2 变电所1到织车间5250.80.80.75420315525SL7-1250/100.92染整车间4900.80.80.753922944900.93浴室理发室1.880.81一1.50401.500.94食堂20.630.750.

4、80.7515.4711.60419.341250kVA1|_|0.95田身寝室200.81160160.96小计1057.5844.97620.61051.8表2-4No3 变电所1锅炉房1510.750.80.75113.2584.938141.56SL7-315/10.92水泵房1180.750.80.7588.566.37588.8700.93化验室500.750.80.7537.528.12546.86315kVA1台0.94Q油泵房280.750.80.752115.7526.250.95小计347260.25195.2303.543 无功功率的补偿及变压器的选择电力部门规定,无带

5、负荷调整电压设备的工厂 cos 必须在 0.9 以上.为此,一般工厂均需安装无功功率补偿设备,以改善功率因数.我们采取的无功补偿方式是：高压补偿和低压补偿相结合、集中补偿.在需要补偿容量大的车间采用就地补偿的方式其余采用低压集中补偿和高压集中补偿方式.根据供电协议的功率因数要求,取补偿后的功率因数cos0.93,各个补偿的容量计算如下：1)低压集中补偿No1 变电所 0.4KV 母线计算负荷及变压器选型取 N1 变电所组负荷的周期系数K=0.90FC.LI=0.90X718.97=647.073KWQC.LI=0.90X640.19=576.117Kvar足1=866.42KVAcosI=-P

6、C-LI=0.75SCLI低压集中补1偿容量的计算采用电容器分组自动投切的低压集中补偿方式,设补偿后功率因数cos=0.93,QBI=FC.LI(tan1tan)=647.073X(0.8820.40)=311.89)采用24个型号为BW0.4-13-3/24进行低压集中补偿,补偿容量为322kVar.补偿后变压器低压侧计算负荷为 647.073KW+264.281Kva,SC.LI=698.96KVAN1 变电所高压侧负荷计算Ng1 变电所损耗按下式计算：PT1=0.01Sc.L1=0.01X698.96=7.0KWQTI=0.05S:.LI=0.05X698.96=34.951)FC.HI

7、=FC.LI+Pn=654.073QC.HI=QC.LI+QTI=299.231,SC.I=719.27KV.A考虑 25%勺裕量：S=719.27*(1+25%)=899.1KV.A根据【供电技术】222 页表 4 选 SL-7-1000/10 接线方式丫,yn0表 3-1N1 变压器的参数P)PKI0%UK%1800W11600W2.54.5No2 变电所 0.4KV 母线计算负荷及变压器选型取 N02 变电所组负荷的周期系数K=0.90,FC=0.9X844.97=760.473KW,QC.L2=620.6X0.9=558.54Kvar,PSC.L2=943.55KV.A,COS222=

8、0.81SC.L2低压集中补偿容量的计算采用电容器分组自动投切的低压集中补偿方式,设补偿后功率因数COS=0.93,QB2=PC.L2(tan2tan)=760.473X(0.730.40)=251Kvar,采用 18 个型号为BW0.4-14-3/23 进行低压集中补偿,补偿容量为 252kVar.补偿后变压器低压侧计算负荷为 760.473KW+307.54Kvar,Sc.L2=820.3Kvar.NO2 变电所高压侧负荷计算：PT2=0.01SC.L2=8.2KWQT2=0.05Sc.L2=41Kvar,PC.H2=PC.L2+PT2=768.673KWQC.H2=QC.L2+QT2=3

9、48.54Kvar,Sc.2=844KV.A 考虑 25%勺裕量：S=844*(1+25%)=1055KV.A 根据【供电技术】222 页表 4 选 SL-7-1250/10 接线方式丫,y表 3-2N2 变压器的参数P)PKI0%UKYK/o2200W16500W2.54.5N3 变电所 0.4KV 的母线计算负荷及变压器选型取 N3 变电所组负荷的周期系数K=0.90,PC.L3=0.9X260.25=234.225KW,PQC.L3=195.2X0.9=175.68Kvar,SC.LS=943.55KV.A,COS3=0.80SC.L3低压集中补偿容量的计算采用电容器分组自动投切的低压集

10、中补偿方式,设补偿后功率因数COS=0.93,QB3=PC.L3(tan3tan)=234.225x(0.750.40)=82Kvar,采用 6 个型号为 BW0.4-14-3/6 进行低压集中补偿,补偿容量为 84kVar.补偿后变压器低压侧计算负荷为 234.225KW+93.68Kvar,Sc.L3=252.26Kvar.N03 变电所高压侧负荷计算：PT3=0.01Sc.L3=2.5KWQT3=0.05Sc.L3=12.6Kvar,FC.H3=FC.L3+FT3=236.725KWQC.H3=QC.L3+QT3=106.28Kvar,Sc.2=259.5KV.A考虑 15%勺裕量：S=

11、259.5X(1+15%)=298.425KV.A根据【供电技术】222 页表 4 选 SL-7-315/10 接线方式Y,yn0表 3-3N3 变压器的参数F0PK1.%UK%760W4800W3.24.02)高压集中补偿及全场计算总负荷取全场负荷的同期系数K=0.90Fc=KPo=0.90X(654.073+768.673+236.725)=1493.52KWQc=KQ=0.90X(299.231+348.54+106.28)=678.65KvraSD=1640.48KVAQB=FC(tan4tan)=89.6补偿后变压器低压侧计算负荷为 1493.52KW+588.65Kvar,Sc=1

12、605.34KVA 采用 3 个型号为 BW10.5-30-1W/3 进行高压集中补偿,补偿容量为 90kVar.表 3-4 电容器选型表序号无功功率理论补偿量实际补偿量补偿后剩余无功电容器型号及数量视在功率(kVA)功率因Q(kVar)Qc(kVar)Qc(kVar)Q(kVar)氐压集中补偿Nel576.171311.89312264.281BW0.4-13-3/24698.960.926N2558.54251252307.54BW0.4-14-3/18820.30.927N3175.68828493.68BW0.4-14-3/6252.260.9294 主接线设计由于本厂是二级负荷,在国

13、名经济中占有重要地位,且大多数车间是三班工作制,为了保证供电的可靠性,再考虑经济型因素,所以本厂选用的接线方式是单母线分段桥型接线方式.10KV 进线选的是 LJ-120 型裸铝绞线,其电抗参数为 0.4Q/Km.高压集中补偿10KV母线678.6589.690588.65BW10.5-30-1W/31605.340.93电力系统主接线图10KV浴室理发室食堂单身宿舍备用锅炉房水泵房化验室备用5 短路电流计算5.1 短路电流计算方法基准电流lj3Uav三相短路容量的计算公式在 10/0.4kV 变压器二次侧低压母线发生三相短路时,一般5.2 短路电流的计算取SB=100MVAUav10.5kV

14、10kv 进线：XL=0.5X0.4=0.2XL*=XL最大运行方式:三相短路电流周期分量有效值Z3)一X所以 X；=Uk%SB-45Ld100S；N11006100101031000.5x：2=fHi=3100STNI1001001250101063.6X；3=5_%A=.100STN310010010612.7315绘制等效电路图*S100KX=0,535+0.09=0,625,1 产2=_=5.5KA3Ua.310.5I=8.8KA,i33)=2.55IZ=22.44KA,XSK3)=也=160MVAX=28.16KAXX*=0.535+0.09+4.5=5.125,才 3)ish)=1

15、.84IZ=51.81KA,j=30.62KA1.692sSK3)=19.51MVAXK3：X*=0.535+0.09+36=4225,y*=3416KA23)?Sh)=1.84Iz=62.85KA,Is3=八=37.15KA1.692sSK3)=23.67MVAX才 3)“=1.84Iz=19.93KA,Is：=-八二:磁 KASK3)=旦=7.5MVAX.卜=烛=13.31KA1.686K4X=0535+0.09+12.7=13325Uf1083八最小运行方式:绘制等效电路图Ki：X*=0.93+0.18=1.11,IZIish)=2.55IZ=12.62KA,Is：=7.49KA1.68

16、6&3)=也=90.09MVAXish)=1.84IZ(3)=47.83KA,Is3SSK3)=17.82MVAXK3：X*?4,中曲螟iish)=1.84IZ=56.38KA,Is31j=33.32KA1.692SSK3)=r=21.23MVAXK4：X*=0.93+0.18+12.7=13.81,IZ二右=10.45KAci(3)iSh,=1.84IZ=19.23KA,IS；=-；融 373SK3)=旦=7.24MVAXx,*K2：X=0.93+0.18+4.5=5.61zish=58.81Ka热稳定校验22It2t=31.521=900I2tj=28.6120.15=122.78

17、 所以 It2tI2tj满足要求No2开关框校验动稳定校验：iet=80kAish=62.85kA热稳定校验：周=40211600,I2tj=34.1620.15175.04所以It2tI2tj满足要求No3开关框校验动稳定校验：It2t=50kAish=19.93kA 热稳定校验：It2t=2521625所以It2tI2tj满足要求电流继电器动作电流为灵敏系数校验1oprOP1KKconTA空蓉 4.08A200/5Ksen.T3yUsin/KT)1op.10.86624.551030.4163.03_410保护时限tTtbt1.30.50.8S由于变压器过电流保护时限大于0.5s 所以变压

18、器应设电流速断保护.7.2 变压器电流速断保护Iop1KrelIK2.max/KT1.528220/人=1693.2Alop.rIOP1Kcon/KTA1693.2=84.66AKsen0.866Ikmin0.86650502.62Iop11693.27.3 瓦斯保护瓦斯保护是变压器的主要保护,能有效地反响变压器部故障.轻瓦斯继电器由三台变压器中,我们选择一台做继电保护.由于荷电流最大,所以我们选择N2变压器做继电保护.7.1变压器过电流保护保护N2变压器的容量最大,负1OP1Krel-KreKrel-957.74Kre0.85163.03ASN.T|TN3N1100031057.74A开口杯

19、、干簧触点等组成,作用于信号.重瓦斯继电器由挡板、弹簧、干簧触点等组成,作用于跳闸.正常运行时,瓦斯继电器充满油,开口杯浸在油,处于上浮位置,干簧触点断开.当变压器部故障时,故障点局部发生过热,引起附近的变压器油膨胀,油溶解的空气被逐出,形成气泡上升,同时油和其它材料在电弧和放电等的作用下电离而产生瓦斯.当故障稍微时,排出的瓦斯气体缓慢地上升而进入瓦斯继电器,使油面下降,开口杯产生的支点为轴逆时针方向的转动,使干簧触点接通,发出信号.当变压器部故障严重时,产生强烈的瓦斯气体,使变压器部压力突增,产生很大的油流向油枕方向冲击,因油流冲击档板,档板克服弹簧的阻力,带动磁铁向干簧触点方向移劝,使干簧触点接通,作