某天燃气脱硫厂降压变电所与供配电系统设计说明

1、 .PAGE48 / NUMPAGES55科技学院毕业设计（论文）题 目某天燃气脱硫厂降压变电所与供配电系统设计院 （系）电气与信息工程学院专业班级电自普2009-01学生毕业设计（论文）原创性声明本人以信誉声明：所呈交的毕业设计（论文）是在导师的指导下进行的设计（研究）工作与取得的成果，设计（论文）中引用他（她）人的文献、数据、图件、资料均已明确标注出，论文中的结论和结果为本人独立完成，不包含他人成果与为获得科技学院或其它教育机构的学位或证书而使用其材料。与我一同工作的同志对本设计（研究）所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了意。毕业设计（论文）作者（签字）： 年 月 日摘 要天然

2、气脱硫厂供电，就是指天然气脱硫厂所需电能的供应和分配，亦称天然气脱硫厂配电,本设计就是给一个天然气脱硫厂的三个车间供配电。众所周知，电能是现代工业生产的主要能源和动力。电能既易于由其他形式的能量转换而来，也易于转换为其他形式的能量以供应用。电能的输送和分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化，而且现代社会的信息技术和其他高新技术无一不是建立在电脑应用的基础之上的。因此电能在现代社会工业生产与整个国民经济生活中应用极为广泛。本设计为某天然气脱硫厂供配电系统的设计，根据天然气脱硫厂的三个车间用电设备的情况和生产要求，本次设计天然气脱硫厂供配电先进行分类，分清一级，二级和三级

3、负荷，总体确定供电思路，充分保证供电可靠性。然后进行负荷计算，为满足供电系统对企业功率因数的要求，进行无功功率补偿。确定变电所主变压器台数和容量、联结方式，然后设计本变电所的电气主接线，进行必要的短路电流计算，选择高低压设备与进出线和校验变电次设备与进出线，选择整定继电保护装置，确定防雷和接地装置保证供配电所得安全。 关键词：天然气脱硫厂供配电 短路计算 变压器 无功补偿 电气主接线 高低压设备 继电保护ABSTRACTNatural gas desulfurization plant powered, meaning gas desulfurization plant supply and

4、distribution of electrical energy required, also known as natural gas desulfurization plant and distribution, this design is to give a gas desulfurization plant for the distribution of the three workshops.As we all know, energy is a major modern industrial production of energy and momentum. Power bo

5、th easy conversion from other forms of energy from, but also easily converted into other forms of energy to supply the use. Electricity transmission and distribution both simple and economical, and easy to control, regulation and measurement, is conducive to the production process automation, and mo

6、dern society, information technology and other high-tech and both are built on the basis of computer applications. Therefore, in modern society, energy production and industrial life of the entire national economy wide range of applications.This design for a gas desulfurization plant supply and dist

7、ribution system design, based on natural gas desulfurization plant three cases of electrical equipment workshop and production requirements, this design supply and distribution of natural gas desulfurization plants are classified first, to distinguish between one, two and three loads to determine th

8、e overall power train of thought, and fully guarantee the reliability of power supply. Then calculate the load, the power supply system of the enterprise in order to meet the requirements of the power factor for reactive power compensation. Determine the number of units and the main transformer subs

9、tation capacity, linking methods, and then design the substation main electrical wiring, make the necessary short-circuit current calculation, select high and low voltage equipment and the inlet and outlet and check substation secondary equipment and inlet and outlet, select tuning protection device

10、s, lightning protection and grounding devices to determine supply and distribution income guarantee safety.Keywords: supply and distribution of natural gas desulphurization plant； short circuit calculations； transformers；reactive power compensation；main electrical wiring；high and low voltage equipme

11、nt；relay protection目录TOC o 1-9 h u HYPERLINK l _Toc13159 摘 要 PAGEREF _Toc13159 I HYPERLINK l _Toc17703 ABSTRACT PAGEREF _Toc17703 II HYPERLINK l _Toc24528 1引言 PAGEREF _Toc24528 1 HYPERLINK l _Toc4366 1.1设计背景 PAGEREF _Toc4366 1 HYPERLINK l _Toc26326 1.2 设计的目的、意义 PAGEREF _Toc26326 1 HYPERLINK l _Toc85

12、48 1.3 设计容 PAGEREF _Toc8548 2 HYPERLINK l _Toc5305 1.4 设计依据 PAGEREF _Toc5305 2 HYPERLINK l _Toc3504 1.4.1 设计资料 PAGEREF _Toc3504 2 HYPERLINK l _Toc13851 2 负荷计算 PAGEREF _Toc13851 5 HYPERLINK l _Toc7769 2.1负荷计算概述 PAGEREF _Toc7769 5 HYPERLINK l _Toc11983 2.2负荷计算公式 PAGEREF _Toc11983 5 HYPERLINK l _Toc634

13、6 2.3负荷计算过程 PAGEREF _Toc6346 6 HYPERLINK l _Toc25587 2.3.1低压侧负荷计算 PAGEREF _Toc25587 6 HYPERLINK l _Toc5531 3 无功功率补偿与计算 PAGEREF _Toc5531 10 HYPERLINK l _Toc31715 3.1无功补偿的要求 PAGEREF _Toc31715 10 HYPERLINK l _Toc31037 3.2无功功率的人工补偿装置 PAGEREF _Toc31037 10 HYPERLINK l _Toc19151 3.3无功功率补偿原理 PAGEREF _Toc191

14、51 10 HYPERLINK l _Toc10928 3.4无功补偿后的工厂计算负荷 PAGEREF _Toc10928 11 HYPERLINK l _Toc14583 4 变配电所位置与形式的选择 PAGEREF _Toc14583 13 HYPERLINK l _Toc16722 4.1变配电所所址选择得一般原则 PAGEREF _Toc16722 13 HYPERLINK l _Toc6111 4.1.1负荷中心的确定方法 PAGEREF _Toc6111 13 HYPERLINK l _Toc27086 4.1.2天然气脱硫厂负荷中心的计算 PAGEREF _Toc27086 14

15、 HYPERLINK l _Toc17906 4.2天然气脱硫厂变配电所形式的选择 PAGEREF _Toc17906 14 HYPERLINK l _Toc929 5 天然气脱硫厂变压器台数、容量与类型的选择 PAGEREF _Toc929 15 HYPERLINK l _Toc15471 5.1变压器台数的选择原则 PAGEREF _Toc15471 15 HYPERLINK l _Toc17380 5.2变压器容量的选择 PAGEREF _Toc17380 15 HYPERLINK l _Toc16792 5.3变压器类型的选择 PAGEREF _Toc16792 16 HYPERLIN

16、K l _Toc20274 6 天然气脱硫厂自备发电机组的选择 PAGEREF _Toc20274 18 HYPERLINK l _Toc2422 6.1选购柴油发电机组的依据 PAGEREF _Toc2422 18 HYPERLINK l _Toc3039 6.2应急柴油机发电机组的选择 PAGEREF _Toc3039 18 HYPERLINK l _Toc8632 6.3天然气脱硫厂的自备电源 PAGEREF _Toc8632 19 HYPERLINK l _Toc14051 7 天然气脱硫厂变电所的电气主接线方案 PAGEREF _Toc14051 20 HYPERLINK l _To

17、c10604 7.1天然气脱硫厂的主接线方案选择 PAGEREF _Toc10604 20 HYPERLINK l _Toc22822 8 短路电流计算 PAGEREF _Toc22822 23 HYPERLINK l _Toc7079 8.1天然气脱硫厂短路电流的计算 PAGEREF _Toc7079 23 HYPERLINK l _Toc26633 8.2.1概述 PAGEREF _Toc26633 23 HYPERLINK l _Toc27741 8.2.2采用欧姆法计算天然气脱硫厂的短路电流 PAGEREF _Toc27741 23 HYPERLINK l _Toc29542 9 变电

18、所一次设备的选择校验 PAGEREF _Toc29542 26 HYPERLINK l _Toc28910 9.1 10kV侧一次设备的选择校验 PAGEREF _Toc28910 26 HYPERLINK l _Toc5210 9.1.1.一次设备选择的一般要求 PAGEREF _Toc5210 26 HYPERLINK l _Toc6716 9.1.2 10kV侧一次设备的选择校 PAGEREF _Toc6716 27 HYPERLINK l _Toc11157 9.2 380V侧一次设备的选择校验 PAGEREF _Toc11157 28 HYPERLINK l _Toc29760 9.

19、3 高低压母线的选择 PAGEREF _Toc29760 28 HYPERLINK l _Toc13067 10 变电所进出线与备用电源线的选择 PAGEREF _Toc13067 30 HYPERLINK l _Toc16249 10.1 10kV高压进线的选择 PAGEREF _Toc16249 30 HYPERLINK l _Toc17969 10.2 380V低压出线的选择 PAGEREF _Toc17969 30 HYPERLINK l _Toc23215 11 天然气脱硫厂变电所继电保护装置的选择整定 PAGEREF _Toc23215 33 HYPERLINK l _Toc238

20、61 11.1继电保护选择的一般要求 PAGEREF _Toc23861 33 HYPERLINK l _Toc10197 11.2变压器的继电保护 PAGEREF _Toc10197 35 HYPERLINK l _Toc23241 11.3变电所低压侧的保护装置 PAGEREF _Toc23241 37 HYPERLINK l _Toc11551 12 天然气脱硫厂变电所的防雷与接地装置的设计 PAGEREF _Toc11551 39 HYPERLINK l _Toc18813 12.1天然气脱硫厂变电所的防雷保护 PAGEREF _Toc18813 39 HYPERLINK l _Toc

21、31606 13 结论 PAGEREF _Toc31606 41 HYPERLINK l _Toc19647 参考文献 PAGEREF _Toc19647 42 HYPERLINK l _Toc28154 致 PAGEREF _Toc28154 43 HYPERLINK l _Toc10996 附录一天然气脱硫厂供配电平面图 PAGEREF _Toc10996 44 HYPERLINK l _Toc12854 附录二天然气脱硫厂供配电主接线 PAGEREF _Toc12854 451引言1.1设计背景近年来，随着经济的快速发展和现代工业技术的施工，对电源系统的要求的普遍应用也将更加具体和系统。

22、辅助电源的快速增长，在技术和经济的条件下，电能质量，供应的可靠性是指增加，因此标准也越来越对电源设计的要求将更高的地面。设计是否合理，不仅直接影响投资成本，运行费用和有色金属厂消费，也反映在供电的可靠性和安全性的同时，企业的经济效益，设备，人身安全有着千丝万缕的联系 REF _Ref358379574 r h * MERGEFORMAT 3。整个电力系统变电站是其关键作用的一个组成部分。它由电气设备和线路的分布网络的目标组合物。他获得电能从电力系统发挥其变换，分配后，交付和护理等功能，并提供能源安全的，可靠的，每个地方或电气设备的电气位置转换运输经济。变电站是电力传输和控制中心，必须改变传统的

23、设计和控制模式，电力系统是适应工业生产和社会生活的现代化的发展和现代化。随着时代的进步和计算机技术的发展，变电站自动化的现代通信技术和网络技术的迅猛发展提供了技术基础 REF _Ref358272505 n h * MERGEFORMAT 1。变电站的设计任务，从各部门的安全，可靠，经济上的考虑，设计最适合的植物的供应和分配系统。我们都知道，能源在工业生产中占有举足轻重的作用，特别是电能，电能很容易从其它形式的能量转换而来，也很容易痛过设备把电能转化成其它形式的动力与资源丰富的国电电力，不仅具有控制方便、易运输，所以凭借其独有的特性的电力是国民经济的重要组成部分。在工业生产中，能量也很重要，不

24、能因为成本或能源产品占总投资的比例大，因此，发展工业生产，工业现代化，工业生产的电气化是一个必然的联系。发电厂工作的一个重要方面是节约能源，创造节约型社会重视中国在最近几年是一个战略发展目标。因此，在今天的全球资源日益紧的情况下，一个好的供配电系统的设计，为保护环境，节约能源，支持国民经济的发展，也具有深远的意义 REF _Ref358280722 n h * MERGEFORMAT 2。1.2 设计的目的、意义电能毫无疑问是现代工业生产中最主要能源和动力。电能本身有其独特的优势，它既比较容易由其它形式能量转化而来，又比较容易于转换成其它形式的能。同时，电能的输送和分配也比较简单经济，又便于控

25、制、调节和测量，有利于实现生产过程的自动化 REF _Ref358280722 r h * MERGEFORMAT 2。可见，现代社会的信息技术和其他高新的技术都是建立在电能应用的基础之上的。因此电力能在现代工业生产与整个国民经济生活中发挥越来越大的作用就不足为奇了。随着中国国民经济持续，稳定，快速的提高，以与科学技术的飞跃发展，已经出现了很多的工厂的自动化程度高，整体石化行业进步的技术，提高能源产业的经济效益和社会效益起到极大的推动作用。这个工厂供电系统提出了更高的要求。此外，中国现在面临一个经济社会的快速发展和人口增长与资源和环境的满足矛盾束，为了全面贯彻落实科学发展观，早日实现中国的梦想

26、，促进又好又快经济发展，能源效率和高品质的供应和分销工厂的正常运转的关键。因此，如何设计一个安全，稳定，可靠，经济的供配电系统，对于企业和社会都是至关重要的，这就是本次毕业设计的意义所在 REF _Ref358281544 n h * MERGEFORMAT 3。1.3 设计容要求根据脱硫厂所能取得的电源与脱硫厂用电负荷的实际情况，并适当考虑到脱硫厂生产的发展，按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求，为脱硫厂设计一个降压变电所与供配电系统（10KV变0.4KV系统）。设计依据（见附件）1. 掌握变电所设计的一般原则、步骤和方法。工厂供电必须达到以下基本要求：（1）安全、可靠、优质和经济。（2）

27、线路的保护装置能满足选择性、速动性、灵敏性和可靠性四个方面的要求。 2.掌握CAD绘图软件。图纸要求：（1）变电所电气主接线图；（2）变电所平面布置图；3.设计论文要求容正确，概念清楚，数据准确,文字通畅,图纸程序齐全且符合规要求。设计（论文）任务要求：（1）计算电力负荷和无功功率补偿；（2）确定变电站的位置与型式；（3）选择本变电站主变的台数、容量和类型；（4）设计本变电站的电气主接线；（5）进行必要的短路电流计算；（6）选择和校验变电站一次设备与进出线；（7）选择整定继电保护装置；（8）确定防雷和接地装置。1.4 设计依据1.4.1 设计资料（1）脱硫厂总平面图如图1.1所示。（2）脱硫厂

28、负荷情况：脱硫厂多数车间为三班制，年最大负荷利用小时数4800h，日最大负荷持续时间为6h。脱硫厂除净化车间属二级负荷外，其余均属三级负荷。脱硫厂的负荷表见表1.1。（3）供电电源情况：按照脱硫厂与当地供电部门签订的供用电协议规定，脱硫厂可由附近一条35kV的公用电源干线取得电源。为满足脱硫厂二级负荷的要求，可采用自备发电机组作备用电源。已知与脱硫厂高压侧有电气联系的架空线路总长度为5km，电缆线路总长度为1km。（4）气象资料：脱硫厂所在地区的年最高气温为40，年平均气温为28，年最低气温为-5，年最热月平均最高气温为32，最热月平均气温为29，年最热月地下0.8m处平均温度为27，当地主导

29、风向为西北风，年雷暴日数为26天。（5）地质水文资料：脱硫厂所在地区平均海拔450m，地层以砂粘土为主，地下水位2m。（6）电费制度：脱硫厂与当地供电部门达成协议，在脱硫厂变电所高压侧计量电能，设专用计量柜，按两部电费制交纳电费。每月基本电费按主变容量计为18元/(kVA)，动力电费为0.40元/(kw.h)，照明电费为0.60元/(kw.h)。脱硫厂最大负荷时的功率因数不得低于0.90。此外，电力用户按新装变压器容量计算，一次性向供电部门交纳供电贴费：1036kV为800元/(kVA)。图1.1 脱硫厂总平面图表1.1脱硫厂的负荷表厂房编号厂房名称负荷类别设备容量/Kw需要系数功率因数1净化

30、车间风机200.70.8泵9600.70.8空调290.750.8照明80.91.02化验车间空调100.750.8照明100.91.03维修车间空调100.750.8钻床1.20.20.5车床35.70.30.5电焊机200.350.7照明1011.02 负荷计算2.1负荷计算概述供电系统要能安全可靠地正常运行，其中各个元件（包括电力变压器、开关设备与导线、电缆等）都必须选择得当,除满足工作电压和频率的要求外，最重要的就是要满足负荷电流的要求。因此有必要对供电系统中各个环节的电力负荷进行统计计算。负荷计算是供电设计的基础。负荷计算的正确性，将对设备的选择和经济的合理性起至关总要的作用。如果负

31、荷计算值过大将使选用的设备如电器和线缆过大，这样就会使投资成本加大加重工厂的经济负担。如果负荷计算值过小就是使供电设备和导线电缆在超负荷下运行，产生过热，过电流从而烧坏电器设备而且还有可能引起火灾。因此，正确算出计算负荷十分的重要。但是，负荷情况复杂，影响负荷计算的因素很多，虽然各类负荷的变化有一定的规律可循，但仍然很难准确确定负荷计算的大小。我国目前普遍采用的确定计算负荷的基本方法，有需要系数法和二项式法。需要系数法是国际上普遍采用的确定计算负荷的基本方法，最为简便。二项式法的应用局限性较大，但在确定设备台数较少的容量差别悬殊的分支干线的计算负荷时，较之需要系数法合理，且计算简便。本设计电力

32、负荷的计算采用需要系数法。2.2负荷计算公式按需要系数法确定计算负荷1.单组用电设备计算负荷的计算公式有功计算负荷（单位为kW）式中用电设备组总的设备容量（不含备用设备容量，单位为KW）。用电设备组的需要系数无功计算负荷（单位为kvar）式中对应于供电设备组功率因数的正切值。视在计算负荷（单位kVA）计算电流（单位为A）式中用电设备组的额定电压（单位为kV）.2.多组用电设备计算负荷的计算公式有功计算负荷（单位为kW）式中所有设备组有功计算负荷之和；有功负荷同时系数，可取0.850.95。无功计算负荷（单位kvar）式中所有设备组无功计算负荷之和；无功负荷同时系数，可取0.90.97。视在计算

33、负荷（单位为kVA）计算电流（单位为A）2.3负荷计算过程2.3.1低压侧负荷计算（1）净化车间 风机 ,。故 泵 ,。故 空调 ,。故 照明 ,，。 故 净化车间总计 （取，）化验车间 空调 ,。 故 照明 ,，。 故 化验车间总计 （取，）维修车间 （取0，） 空调 ,。 故 钻床 ,。 故 车床 ,=0.3,=0.5,=1.73。 故 电焊机 ,。 故 照明 ,，。 故 w维修车间总计 = =43.86全厂总计 （取，）表1.1 计算的各项数据厂房编号厂房名称负荷类别设备容量/KW需要系数/kd功率因数计算负荷/kW/kvar/kVA/A1净化车间风机200.70.80.751410.5

34、17.526.6泵9600.70.80.756725048401276.25空调290.750.80.7521.7516.3127.241.33照明80.91.007.20车间总计1017715530.8取，643.46504.3817.51242.12化验车间空调100.750.80.757.55.6259.414.28照明100.91.0090车间总计2016.55.625取，14.855.3415.8243维修车间空调100.750.80.757.55.6259.414.28钻床1.20.20.51.730.240.4150.480.73车床35.70.30.51.7310.7118.5

35、321.4232.54电焊机200.350.71.0277.141015.2照明1011.00100车间总计76.935.4531.71取，31.930.143.8666.67全厂总计（0.4KV侧）766.95568.1取，621.2512.8805.51223.8通过计算可知全厂，计算过程如下：3 无功功率补偿与计算3.1无功补偿的要求 供电营业规则中规定：“用户在当地供电企业规定的电网高峰负荷时的功率因数应达到下列规定：与以上高压供电的用户功率因数为0.90以上，其它情况，功率因数不得低于0.85.”并规定，凡功率因数未达到以上规定的，应增添无功补偿装置，通常采用并联电容器进行补偿。3.

36、2无功功率的人工补偿装置这三种方式中的并联补偿电容器：高浓度的补偿低浓度的补偿低色散补偿从经济和技术方面的考虑的设计，低浓度的补偿方式的选择。3.3无功功率补偿原理为了使功率因数降低。如果在充分利用设备的性能，提高设备以与供电能力，然后一般情况变电所供电如果不满足功率因数的要求，我们就必需采取办法通过加装无功补偿装置来提高功率因数。如果功率因数由提高到，这时在符合需要有功功率不变的条件下，无功功率将由减小到，视在功率将由减小到，相应的负荷电流也减小。要使功率因数由提高到，必须装设无功补偿装置（并联电容器），其容量为式中，称为无功补偿率，或比补偿容量。在确定了总的补偿容量后，即可根据所选并联电容

37、器的单个容量来确定电容器的个数，即3.4无功补偿后的工厂计算负荷工厂（或车间）装设了无功补偿装置以后，总的有空计算负荷不变，而总的无功计算负荷扣除无功补偿容量，即总的无功计算负荷补偿后总的视在计算负荷为：由负荷计算可知该厂0.38kV侧最大负荷时的功率因数只有0.79。而供电部门要求该厂10kV侧的最大负荷是功率因数为0.9以上。考虑到主变压器的无功损耗与有功损耗,在负荷计算中，新型低压损耗变压器（如S9、SC9等）的功率损耗可按下列简化公式仅是计算：有功损耗 无功损耗 以上二式中为变压器二次侧的视在计算负荷。考虑到主变压器的无功损耗远大于有功损耗，因此0.38kV侧最大负荷功率因数应稍大于0

38、.90，暂取0.92来计算0.38kV侧所需无功功率补偿容量：选用BW0.4143型作并联补偿电容，选用PGJ1型低压无功功率自动补偿屏，采用方案1（主屏）1台与方案3（辅屏）2台组合，总容量84kvar3=252kvar.补偿后的变压器容量和功率因数：补偿后变压器低压侧的视在计算负荷为变压器的功率损耗为：变电所高压侧的计算负荷为补偿后的天然气脱硫厂的功率因数为：可见0.9050.9这一功率满足要求。因此无功补偿后工厂380V侧和10kV侧的负荷计算如下表表2.1 无功补偿后工厂380V侧和10kV侧的负荷计算项目计算负荷380V侧补偿前负荷0.77621.2512.8805.51223.83

39、80V侧无功功率补偿容量-252380V侧补偿后负荷0.922621.2260.8673.761023.7变压器功率损耗6.7433.710kV侧负荷总计0.905627.94 294.5693.57404 变配电所位置与形式的选择4.1变配电所所址选择得一般原则设计时考虑工厂变、配电所建设的地方，应该严格按照下列的要求并且在经过技术经济节约比较的基础之上才能确定：1）如果厂里变电所装有油侵式的电力变压器，由于油侵式变压器容易燃烧，所以变电所应考虑防火，不要把变电所设在三四级耐火等级建筑物。如果必需把变电所建在建筑物就必需做好防火保护措施。2）建筑物楼层较多时，如果配电所装有的电气设备有可燃性

40、的油。由于条件的限制，应把变电所设在底层且靠近外墙部位，而且不要设在人员密集的地方。3）在高层主题建筑里不应设置装有可燃性油的电气设备的配电所REF _Ref358272505 n h * MERGEFORMAT 1。4）露天或者半露天的变电所，不适宜设置在下列场所：有腐蚀性气体的场所。挑檐为燃烧气体或难燃体和耐火等级为四级的建筑屋旁。附近有棉、粮与其它易燃、易爆物品集中的露天堆放厂。容易沉积可燃粉尘、可燃纤维、灰尘或导电尘埃且严重影响变压器安全运行的场所REF _Ref358272505 n h * MERGEFORMAT 1。4.1.1负荷中心的确定方法（1）利用以负荷圆表示的负荷指示图在

41、工厂总平面图上，按适当的比例K（kW/）作出各车间（建筑）与宿舍区的负荷圆。负荷圆的圆心一般选在车间或宿舍区的中央。圆半径（单位为mm）为：式中 车间或宿舍区的计算负荷（单位为kW）。（2）利用负荷功率力矩法确定负荷中心在工厂平面图的下边和右侧，任作一直角坐标的x轴和y轴。测出各车间和宿舍区负荷点的坐标位置。例如、等。而工厂的负荷中心设在,P为。因此仿照力学中计算重心的力矩方程，可得负荷中心的坐标；4.1.2天然气脱硫厂负荷中心的计算本设计采用负荷功率力矩法来确定天然气脱硫厂负荷重心，具体计算如下：所以配电所得位置坐标为（104.1,94.8）4.2天然气脱硫厂变配电所形式的选择变配电所有屋式

42、和屋外式两大形式。屋式运行维护方便，占地面积少。在选择工厂总变配电所形式时，应根据具体地理环境，因地制宜；技术经济合理时，应优先选用屋式。负荷较大的车间，宜设附设式或变露天式变电所。负荷较大的多跨厂房与高层建筑，宜设车间（室）变电所或组合式成套变电站。负荷小而分散的工厂车间级生活区，或需远离有易燃危险与有腐蚀性车间时，宜设独立变电所。考虑到天然气脱硫厂净化车间与化验车间属于污染易燃易爆场所，选择的室的独立式变配电。5 天然气脱硫厂变压器台数、容量与类型的选择5.1变压器台数的选择原则供配电所选择变压器台数时应考虑的一般原则：1）根据供配电设计规规定工厂里有一级或者二级负荷，由于一级二级负荷不云

43、寻断电所以工厂变电所必需采用两台变压器，双电源供电，当一路电源断电或者是变压器出现故障的时候，这是另一台变压器正好工作，从而保证了一级二级负荷的连续工作的稳定性 ，在有备用电源接入的情况下可采用一台变压器。根据上述原则天然气脱硫厂有两种选择方案可以装设一台变压器，也可以考虑装设两台变压器，这里就可以就需要进一步从经济、地理环境、等多方面加以考虑8。5.2变压器容量的选择1.只装一台变压器的变电所主变压器容量应满足全部用电设备总计算负荷的需要， 即：即天然气脱硫厂，初步选用,选用一台变压器对于脱硫厂的二级负荷采用自备电源供电。2.装有两台主变压器的变电所每台变压器的容量应满足以下两个条件：任一台

44、变压器单独运行时，宜满足总计算负荷的大约的需要，即 任一台变压器单独运行时，应满足全部一、二级负荷的需要，即天然气脱硫厂装设两台变压器:且选用的两台变压器。5.3变压器类型的选择在正常使用的变电站环境，油浸式变压器一般都可以使用，例如，可以选择SL7，S7，S9，和其他低损耗电力变压器。在大量的粉尘或腐蚀性气体，会严重影响变压器在有粉尘或腐蚀应变压器的安全运行所选功能。在煤矿地面易发地区和土壤电阻率较高的山变电站，适合使用我的变压器。由于天然气脱硫厂是专业生产化学的一些特点，有易燃易爆的危险，所以一定要选择全密封变压器。密封式变压器的优点：生命的事故率与密封变压器消除空气与油接触，减缓油绝缘纤

45、维强度和老化过程，降低事故发生率，提高可靠性。综上所述天然气脱硫厂选用S9-M系列10kV全封闭式变压器容量 变压器的联结组别均采用Yyn0或者选用两台全封闭式低损耗变压器容量采用Yyn0。型号额定容量()额定电压()联结组编号损耗()空载电流()短路阻抗()一次二次空载负载S9-M-800/10800100.4Yyn01.47.50.84.5表4.1 S9-M-800/10全密封变压器的主要技术数据表4.2 S9-M-1000/10全密封变压器的主要技术数据型号额定容量()额定电压()联结组编号损耗()空载电流()短路阻抗()一次二次空载负载S9-M-1000/101000100.4Yyn0

46、1.6510.30.74.56 天然气脱硫厂自备发电机组的选择6.1选购柴油发电机组的依据柴油发电机组在选型时也要考虑一些主要因素选用柴油发电机组的型号主要考虑柴油发电机的机械电气性能，柴油机组的用途，以与负荷的容量自动化庄子等方REF _Ref358283063 n h * MERGEFORMAT 9。（1）柴油发电机组用途分类根据柴油发电机组的作用不同可以分为：常用柴油发电机组、备用和应急柴油发电机组，根据不同的发电机对机组在性能方面要求也不一样REF _Ref358283063 n h * MERGEFORMAT 9。（2）根据负荷容量选择由于用途不同造成负荷的容量不同，选着发电机组的必

47、需确定厂用负荷的容量，从而确定发电机组的容量REF _Ref358273939 n h * MERGEFORMAT 13。（3）柴油发电机组在不同的环境下选用不同的机组，在特殊的海拔高度和特殊气候下选择不一样的柴油发电机组。6.2应急柴油机发电机组的选择应急发电机组主要用于重要场所，在紧急情况或事故停电后瞬间停电，通过应急发电机组迅速恢复并延长一段供电时间。应急发电机组的工作有两个特点：第一个特点是作应急用，连续工作的时间不长，一般只需要持续运行几个小时。第二个特点是作 备用，应急发电机组平时出去停机等状态，只有当主用电源全部故障断电后，应急发电机组才启动运行供给紧急用电负荷，当主要电源恢复正

48、常后，随即切换停机应急柴油发电机组发电机容量的确定应急柴油发电机的标定容量是经大气修正后的12h标定容量，其容量应能满足紧急备用电总计算负荷，应急发电机一般选用三相交流同步电动机，其标定输出电压为400V，不宜选用高压发电机，个别一级用电负荷大、输电距离远的工程可以考虑选用高压发电机组。应急发电机组发电机组台数的确定有台发电机组备用时，一般只设置1台应急柴油发电机组，从可靠性考虑也可以选用2台并联运行。供应急用的发电机组台数不宜超过3台。当选多台柴油发电机时，机组应尽量选型号、容量一样，调压、调速特性相近的成套设备，所用燃油性质应一致，以便运行维修与共用配件。应急柴油发电机组选择应急机组宜选用

49、高速、增压、油耗低、高可靠性、同容量的柴油发电机组。应急柴油发电机组的控制应急发电组的控制应具有快速自启动与自动投入装置。当主用电源故障断电后，应急机组应能快速自起动并恢复供电。6.3天然气脱硫厂的自备电源由于天然气厂净化车间属于二级负荷，而且一般天然气厂离城市较远，离发电厂也的距离也较远，如果选择从远处拉架空电线作为备用电源，从经济角度考虑耗费程度较大，所以这种情况下一般考虑自备应急电源，即节约成本又可以保证二级负荷的连续稳定运行，选用柴油发电机组作为备用电源，净化车间的计算负荷选用2台国产6250 系列800kW 自动化型柴油发电机组表5.1 国产6250系列800kW自动化型柴油发电机组

50、技术性能机组型号额定功率/kW额定电流/A额定转速/（r/min）柴油机型号发电机型号自启动时间/s励磁方式励磁电流/A控制屏型号机组重量/kg800GFZ380014441000X6250Z-1TFW-15-645无刷1.7BKF-WC-800/400TKZ-X6-Z182007 天然气脱硫厂变电所的电气主接线方案7.1天然气脱硫厂的主接线方案选择因为上面选变压器时分别可以先用一台和两台变压器，这里就可以分别设计两套主接线方案。(1)装设一台变压器的主接线方案：如图7.2a图7.2a装设一台变压器的主接线方案(2)装设两台变压器的主接线方案：如图7.2b图7.2b装设两台主变压器的主接线方案

51、(3)比较两套主接线方案的技术、经济指标表6.1 两套主接线方案的技术、经济指标比较项目一台变压器两台变压器技术指标供电安全性满足满足供电可靠性基本满足满足供电质量装一台变压器。电压损耗稍大两台变压器并列，电压损耗小运行的灵活方便性灵活性差灵活性较好变电所今后增容扩建性稍差较好经济指标电力变压器的综合投资由网上查的聊城兄弟变压器公司S9-M-800KVA/10KV/0.4KV纯铜电力变压器价格：66030元/台，查资料可知变压器的综合投资约为其单价的2倍，因此综合投资为266030元=13.2万元由网上查的聊城兄弟变压器公司S9-M-1000KVA/10KV/0.4KV纯铜电力变压器价格：79

52、110元/台.因此两台综合投资为791104元=31.6万元高压开关柜的综合投资由资料查得GG-1A(F)型柜按每台4万元记，计量柜GG-1A(J)可按开关柜计价，综合投资按设备价的1.5倍计，因此其综合投资为31.54=18万元两台变压器的综合投资为：81.54=48万元电力变压器和高压开关柜的年运行费变压器和高压开关柜的折旧和维修管理费每年为2.82万元变压器和高压开关柜的折旧和维修管理费每年为7.34万元交供电部门的一次性供电补贴一次性向供电部门交纳供电贴费800元/(kVA)，需缴纳：0.08800=64万元需要缴纳：0.0821000=160万元从上表可以看出，按技术指标，装设两台变

53、压器明显优于装设一台变压器，但是按经济指标，装设两台变压器花的钱远远多于装设一台变压器，因此考虑天然气脱硫厂的实际情况，以与投入效益，选择装设一台主变压器的方案。8 短路电流计算8.1天然气脱硫厂短路电流的计算8.2.1概述进行短路电流计算，首先要绘制计算电路图，在计算电路图上，将短路计算所需的各元件的额定参数都表示出来，并将各元件依次编号，然后确定短路计算点。接着，按所选择的短路计算点绘制等效电路图并计算电路中各主要元件的阻抗。对于工厂供电系统，通常只需要采用阻抗串并联的方法即可将电路化简，求出等效阻抗，最后计算短路电流和短路容量。短路计算方法，常用的有欧姆法和标幺制法。8.2.2采用欧姆法

54、计算天然气脱硫厂的短路电流(3)(2)300MVA计算简图：k-2k-1(1)电力电缆1KM 图7.1a10.5kV0.4kVS9-M-800计算过程如下：1.k-1点的三相短路电流和短路容量（）(1)计算短路电路中各元件的电抗与总电抗1)电力系统的电抗：由高压侧知道断路器的断流容量,因此 电缆线路的电抗:查书可得，因此 k-1图7.1b绘k-1点短路的等效电路，如图7.2b,图上标出各元件的序号（分子）和电抗值（分母），并计算其总电抗为计算三相短路电流和短路容量三相短路电流周期分量有效值三相短路次暂态电流和稳态电流三相短路冲击电流与第一个周期短路全电流有效值三相短路容量求k-2点的短路电流和

55、短路容量（）计算短路电路中各元件的电抗与总电抗电力系统的电抗电缆线路的电抗电力变压器的电抗：由设计上面的数据可得，因此k-2图7.2c绘k-2点短路的等效电路如图7.2c所示，并计算其总电抗为计算三相短路电流和短路容量三相短路电流周期分量和有效值三相短路次暂态电流和稳态电流三相短路冲击电流与第一个周期短路全电流有效值三相短路容量短路计算表：表7.1 短路计算表 短路计算点三相短路电流/kA三相短路容量/k-113.4713.4713.4734.3520.34 244.97k-223.9323.9323.9344.0326.0816.589 变电所一次设备的选择校验9.1 10kV侧一次设备的选

56、择校验9.1.1.一次设备选择的一般要求表8.1 一次设备选择的一般要求序号选择的一般要求1满足工作要求应满足正常运行、检修以与短路和过电压情况下的工作要求2适应环境条件应按当地环境条件进行校核3先进合理应力求技术先进和经济合理4整体协调应与整个工程的建设标准协调一致5适应发展应适当考虑发展,留有一定的裕量高压侧具体选择如下：高压断路器：ZN5-10/630高压隔离开关:GN19-10高压熔断器：RN2-10电压互感器：JDJ-10电压互感器：JDZJ-10电流互感器：LA-10避雷器FS4-109.1.2 10kV侧一次设备的选择校表8-2 10kV侧一次设备的选择校验选择校验项目电压电流断

57、流能力动稳定度热稳定度装置地点条件参数数据10kV 40A13.47kA34.35kA额定参数高压真空断路器ZN5-10/63010kV630A20kA50kA高压隔离开关GN6-10/20010kV200A25.5kA高压隔离开关 GN19-10/63010kV630A50kA高压熔断器RN2-1010kV0.5A50kA电压互感器JDJ-1010/0.1kV电压互感器JDZJ-10电流互感器LA-1010kV300/5A避雷器FS4-1010kV由上表可知所选设备均满足要求。 9.2 380V侧一次设备的选择校验表8-2 380V侧一次设备的选择校验选择校验项目电压电流断流能力装置地点条件

58、参数数据380V 1023.7A 23.28kA额定低压断路器DW15-1500电动380V脱扣器额定电流1500A40kA低压刀开关HD13-1500/3010kV1500A电流互感器LMZJ1-0.55001500/5A低压断路器 DZ10-600/3380V脱扣器电流600A40kA低压刀开关HD13-600/31380V600A电流互感器LMZJ1-0.5100/5A9.3 高低压母线的选择根据所查资料10kV/0.4kV变电所高低压LMY型硬铝母线的常用尺寸，10kV侧高压母线先用LMY-3(404)母线的尺寸为40mm4mm,380V低压母线相母线选用LMY-3(1008)，中性母

59、线选用LMY-3(606)，相母线的尺寸为100mm8mm,中性母线的尺寸为60mm6mm。10 变电所进出线与备用电源线的选择10.1 10kV高压进线的选择10kV高压进线油35kV/10kV变电所配电室引入至10kV/0.4kV主变压器电缆的选择与校验，采用YJL22-10000型交联聚乙烯绝缘的铝芯电缆直接埋地敷设。1）按发热条件选择导线的截面。土壤温度27，,查资料初选缆芯为的交联聚乙烯绝缘电缆，其中.，所以满足发热条件。检验短路热稳定短路热稳定的最小截面所以不满足条件，选用YJL22-10000-3185的电缆 其中满足发热条件，满足短路热稳定因此高压进线选用YJL22-10000

60、-3185的交联聚乙烯绝缘的铝芯电缆。10.2 380V低压出线的选择馈电给净化车间的线路线路本次设计采用YJL22-1000型带铠装交联聚乙烯绝缘铜芯电缆直接埋地敷设。1）按发热条件选择其中与地下0.8m土壤温度27，通过查资料选截面积为的铜芯芯电缆，满足发热条件。2）检验电压损耗由平面图可知净化车间至变电所距离为98m,由资料可查得的铝芯电的，净化车间的。满足允许电压损耗5%的要求。3）短路热稳定度校验短路热稳定度的最小截面所以满足条件，选用3根1630mmYJL22-1000型单芯电缆。中性线选用1根300mm的YJL22-1000型。馈电给化验车间的线路线路本次设计采用有护套的VLV2