课程设计报告某化纤厂降压变电所电气设计

1、-. z.实训题目：*化纤厂降压变电所电气设计 院 系： 信息工程与自动化学院 自动化系 专业班级： 测控101班 姓 名：学 号：指导教师：第一局部 设计任务书一、设计题目*化纤厂降压变电所电气设计设计摘要电力行业的开展直接关系到国家经济建立的兴衰成败，它为现代工业、农业、科学技术和国防提供必不可少的动力。以发电厂电气局部、高电压技术、继电保护等专业知识为理论依据，主要对该厂变电站高压局部进展毕业设计训练。设计步骤主要包括：符合统计、负荷计算、方案比拟、供电方式确定、短路电流计算、电气设备选择与继电保护整定以及防雷接地等内容。三、设计要求根据本厂用电负荷，并适当考虑生产的开展，按平安可靠，技

2、术先进，经济合理的要求，确定工厂变电所的位置与型式，通过负荷计算，确定主变压器台数以容量，进展短路电流计算，选择变电所的主接线及高、低压电气设备，选择整定继电保护装置，最后按要求写出设计计算说明书，绘出设计图纸。四、设计资料设计工程工程情况如下工厂总平面图见图1图1 *化学纤维厂总平面图工厂负荷数据：本工厂多数车间为3班制，年最大负荷利用小时数6400小时，本厂负荷统计资料见表1，组合方案见表2 表1 *化学纤维厂负荷情况表序号车间设备名称安装容量KWKd tanCos 计算负荷P(Kw)Q(Kvar)1纺练车间纺丝机2200.800.78筒搅机560.750.75烘干机700.751.02脱

3、水机180.600.80通风机2400.700.75淋洗机220.750.78变频机9500.800.70传送机300.800.70小计2原液车间照明11600.750.70小计3酸站照明3100.650.70小计4锅炉房照明2700.750.75小计5排毒车间照明1400.700.60小计6其他车间照明2400.700.75小计78910全厂计算负荷总计1112表2 组合方案序号纺练车间原液车间酸站锅炉房排毒车间其他附属车间1ABCDEF2ABDEFC3ABEFCD4ABFCDE5BACDEF6BADEFC7BAEFCD8BAFCDE供电电源情况：按与供电局协议，本厂可由东南方19公里处的城

4、北变电所110/38.5/11kV，50MVA变压器供电，供电电压可任选。另外，与本厂相距5公里处的其他工厂可以引入10kV线路做备用电源，弹容量只能满足本厂负荷的30%重要负荷，平时不准投入，只在本厂主要电源故障或检修时投入。电源的短路容量城北变电所：35kV母线的出线断路器断流容量为1500MVA，10kV母线的出线断路器断流容量为350MVA。供电局要求的功率因数：当35kV供电时，要求工厂变电所高压侧Cos0.9；当10kV供电时，要求工厂变电所高压侧Cos0.95。电费制度：按两部制电费计算。变压器安装容量每1kVA为15元/月，动力电费为0.3元/kWh，照明电费为0.55/kWh

5、。气象资料：本厂地区最高温度为38，最热月平均最高气温29,最热月地下0.8m处平均温度为22，年主导风向为东风，年雷暴雨日数为20天。地质水文资料：本厂地区海拔60m，底层以砂黏土为主，地下水位为2m。四、设计任务书一设计任务书说明设计计算的内容，按以下标题及顺序，逐项计算并加以说明。一、各车间计算负荷和无功补偿二、各车间变电所的设计选择三、工厂总降压变电所及接入系统设计四、短路电流计算五、变电所上下压电气设备的选择六、继电保护的配置七、收获和体会八、参考文献二设计图纸工厂变电所设计计算用电气主接线简图变电所供电平面布置图第二局部 设计计算书一、各车间计算负荷和无功补偿需要系数法一纺练车间单

6、台机械负荷计算纺丝机：故： 筒绞机：故： 烘干机：故： 脱水机：故： 通风机：故： 淋洗机：故： 变频机：故： 传送机：故： 纺练车间单台机械负荷计算统计见表3表3 纺练车间单台机械负荷计算统计表序号车间设备名称安装容量KWKd tan计算负荷P(Kw)Q(Kvar)1纺丝机2200.800.78176137.282筒搅机560.750.754231.53烘干机700.751.0252.553.554脱水机180.600.8010.88.645通风机2400.700.751681266淋洗机220.750.7816.512.877变频机9500.800.707605328传送机300.800.

7、702416.8小计16061249.8918.64车间计算负荷统计计及同时系数取同时系数： 二其余车间照明负荷计算原液车间：故： 酸站照明：故： 锅炉房照明：故： 排毒车间：故： 其他车间：故： 各车间计算负荷统计见表4 表4 各车间计算统计列表序号车间设备名称安装容量KW(Kw)(Kvar)kVA1纺练车间16061124.82872.711423.672原液车间照明11608706091061.973酸站照明310201.5141.05245.964锅炉房照明270202.5151.875253.135排毒车间照明1409858.8114.296其他车间照明240168126210二、各

8、车间变电所的设计选择一各车间变电所位置及全场供电平面草图根据地理位置及各车间计算负荷大小，决定设立3个车间变电所，各自供电*围如下：变压所 = 1 * ROMAN * MERGEFORMAT I：纺练车间、锅炉房。变压所 = 2 * ROMAN * MERGEFORMAT II：原液车间、办公及生活区。变压所 = 3 * ROMAN * MERGEFORMAT III：排毒车间、其他车间、酸站。全厂供电平面图见图2图2 全厂供电平面图二各车间变压器台数及容量选择变压所 = 1 * ROMAN * MERGEFORMAT I变压器台数及容量选择。变压所 = 1 * ROMAN * MERGEFO

9、RMAT I的供电负荷统计。同时系数取：变压所 = 1 * ROMAN * MERGEFORMAT I的无功补偿提高功率因数到0.9以上。无功补偿试取： 补偿以后： 变压所 = 1 * ROMAN * MERGEFORMAT I的变压器选择。为保证供电的可靠性，选用两台变压器每台可供车间总负荷的70%：选择变压器型号为SL7系列，额定容量为1000kVA，两台。查表得出变压器的各项参数：空载损耗 负载损耗 阻抗电压 空载电流 计算每台变压器的功率损耗(n=1). 也可用简化公式：变压所 = 1 * ROMAN * MERGEFORMAT I = 1 * ROMAN * MERGEFORMAT

10、I变压器台数及容量选择变压所 = 1 * ROMAN * MERGEFORMAT I = 1 * ROMAN * MERGEFORMAT I的供电负荷统计变压所 = 1 * ROMAN * MERGEFORMAT I = 1 * ROMAN * MERGEFORMAT I的无功补偿提高功率因数到0.9以上无功补偿试取： 补偿以后： 3变压所 = 1 * ROMAN * MERGEFORMAT I = 1 * ROMAN * MERGEFORMAT I的变压器选择。为保证供电的可靠性，选用两台变压器每台可供车间总负荷的70%：选择变压器型号为SL7系列，额定容量为630kVA附带供电给办公及生活

11、区。查表得出变压器的各项参数：空载损耗 负载损耗 阻抗电压 空载电流 4计算每台变压器的功率损耗 也可用简化公式：变压所 = 1 * ROMAN * MERGEFORMAT I = 1 * ROMAN * MERGEFORMAT I = 1 * ROMAN * MERGEFORMAT I变压器台数及容量选择1变压所 = 1 * ROMAN * MERGEFORMAT I = 1 * ROMAN * MERGEFORMAT I = 1 * ROMAN * MERGEFORMAT I的供电负荷统计同时系数取：2变压所 = 1 * ROMAN * MERGEFORMAT I = 1 * ROMAN

12、* MERGEFORMAT I = 1 * ROMAN * MERGEFORMAT I的无功补偿提高功率因数到0.9以上无功补偿试取： 补偿以后： 3变压所 = 1 * ROMAN * MERGEFORMAT I = 1 * ROMAN * MERGEFORMAT I = 1 * ROMAN * MERGEFORMAT I的变压器选择。为保证供电的可靠性，选用两台变压器每台可供车间总负荷的70%：选择变压器型号为SL7系列，额定容量为315kVA，两台。查表得出变压器的各项参数：空载损耗 负载损耗 阻抗电压 空载电流 4计算每台变压器的功率损耗 也可用简化公式：三厂内10kV线路截面选择供电给

13、变电所 = 1 * ROMAN * MERGEFORMAT I的10kV线路为保证供电的可靠性选用双回供电线路，每回供电线路计算负荷：计及变压器的损耗：先按经济电流密度选择导线经济截面：由于任务书中给出的年最大负荷利用小时数为6400h，查表可得：架空线的经济电流密度。所以可得经济截面：可选导线型号为LJ-35，其允许载流量为相应参数为，。再按发热条件检验：=29，温度修正系数为：由上式可知，所选导线符合长期发热条件。由于变电所 = 1 * ROMAN * MERGEFORMAT I紧邻35/11kV主变压器，10kV线路很短，其功率损耗可忽略不计。线路首端功率：供电给变电所 = 2 * RO

14、MAN * MERGEFORMAT II的10kV线路为保证供电的可靠性选用双回供电线路，每回供电线路计算负荷：计及变压器的损耗：先选经济截面：可选导线型号为LJ-25，其允许载流量为相应参数为，。再按长期发热条件检验：由上式可知所选导线符合发热条件。根据地理位置图及比例尺，得到此线路长度为 10kV线路功率损耗：线路首端功率：供电给变电所 = 3 * ROMAN * MERGEFORMAT III的10kV线路为保证供电的可靠性选用双回供电线路，每回供电线路计算负荷：计及变压器的功率损耗：电流很小，按长期发热条件可选择导线为LJ-16，但根据最小导线截面的规定，应选择导线为LJ-25，其允许

15、载流量为。相应参数：，。线路长度为：线路功率损耗： 线路首端功率：线路电压降计算仅计算最长的厂内10kV线路电压降： 合格其余线路也合格4.10kV联络线与相邻其他工厂的选择全厂总负荷：，。10kV联络线容量满足全厂总负荷30%： 因运用时间很少，可按长期发热条件选择和校验。选导线LJ-25，其允许载流量为： 相应参数： ，。线路长度：线路电压降计算： 合格三、工厂总降压变电所及接入系统设计1、工厂总降压变电所主变压器台数及容量的选择总降变10kV侧无功补偿试取： 合格为保证供电的可靠性，选用两台主变压器每台可供总负荷的70%：所以选择变压器型号为，两台。查表得：空载损耗负载损耗阻抗电阻空载电

16、流2、35kV供电线路截面选择为保证供电的可靠性，选用两回35kV供电线路。用简化公式求变压器损耗：每回35kV供电线路的计算负荷：按经济电流密度选择导线的截面：可选LGJ-25，其允许载流量为：再按长期发热条件检验：所选导线符合发热条件。但根据机械强度和平安性要求，35kV供电线路截面不应小于，因此，改选为LGJ-35. 相应参数： ，。3. 35kV线路功率损耗和电压降计算135kV线路功率损耗计算。 LGJ-35 参数：，。线路功率损耗：线路首端功率：235kV线路电压降计算： 合格四、短路电流计算按无穷大系统供电计算短路电流。短路计算电路图见图3。为简单起见，标幺值符号*全去掉。图3

17、短路计算电路图1、工厂总降压变压器35kV母线短路电流短路点 = 1 * GB3 * MERGEFORMAT 1确定标幺值基准：， 2计算各主要元件的电抗标幺值： 系统电抗取断路器35kV线路电抗LGJ-35求三相短路电流和短路容量： 1总电抗标幺值： 2三相短路电流周期分量有效值： 3) 其他三相短路电流周期分量有效值：、 4三相短路容量： 2. 10kV母线短路电流短路点 = 2 * GB3 * MERGEFORMAT 1确定标幺值基准：， 2计算短路电流中各元件的电抗标幺值： 1系统电抗： 235kV线路电抗： 335/11kV电力变压器电抗 3求三相短路电流和短路容量： 1总电抗标幺值

18、： 2三相短路电流周期分量有效值： 3其他三相短路电流： 4三相短路电流：3. 0.4kV车间低压母线短路电流短路点 = 3 * GB3 * MERGEFORMAT 1确定标幺值基准：， 2计算各元件的电抗标幺值： 1系统电抗： 235kV 线路电抗： 335/11kV电力变压器电抗 410kV厂内架空线路电抗给变电所 = 1 * ROMAN * MERGEFORMAT I供电： 因这段10kV架空线路很短，电抗可不计。 510/0.4kV电力变压器1000kVA变压器：计算三相短路电流和短路容量： 1总电抗标幺值： 2三相短路电流周期分量有效值： 3其他三相短路电流： 4三相短路容量： 三相

19、短路电流和短路容量计算结果列表汇总如表5所示。 表5 三相短路电流计算列表短路点计算三相短路电流kA三相短路容量 (MVA)35kV点4.254.254.2510.86.427210kV点2.32.32.35.83.541.70.4kV点3131315733.821.5五、变电所上下压电气设备的选择根据上述短路电流的计算结果，按正常工作条件选择和按短路情况检验，总降压变电所主要上下压电器设备确定如下。 1.高压35kV侧设备 35kV侧设备的选择如表6所示。 2.中压10kV侧设备 10kV侧设备的选择如表7所示。表6 35kV侧设备的选择计算数据高压断路器SW2-35/600隔离开关GW2-

20、35G电压互感器JDJJ2-35电流互感器LB-35避雷器FZ-35备注U=35kV35kV35kV35kV35kV35kVI=22.72A600A600A2*20/56.6kA400MVA17kA42kA3.3*202表7 10kV侧设备的选择计算数据高压断路器SN10-101隔离开关GN6-10T/200电流互感器 LA-10备注U=10kV10kV10kV10kV采用GG-21上下开关柜I=39.40A630A200A40/516kA300MVA40kA25.5kA160*402 3.高压0.4kV侧设备 0.4kV侧设备的选择如表8所示。计算数据低压断路器DZ20Y-1250隔离开关H

21、D11-1000电流互感器 LM-0.5备注U=0.4kV0.4kV0.4kV0.4kV采用BFC-0.5G-08低压开关柜I=839A1250A1250A1000/550kA六、继电保护装置总降压变压器所需配置以下继电保护装置：主变压器保护，35kV进线保护，10kV线路保护；此外还需配置以下装置：备用电源自动投入装置和绝缘检查装置。一主变压器保护根据规程规定1600kVA变压器应设以下保护：瓦斯保护防御变压器内部短路和油面降低，轻瓦斯动作于信号，重瓦斯动作于跳闸。电流速断保护防御变压器线圈和引出线的多相短路，动作于跳闸。过电流保护防御外部相间短路并作为瓦斯保护及电流速断保护的后备保护，动作