XX厂供配电系统设计方案

PAGE1PAGE27XX厂供配电系统设计摘要：电能是http：///gongxue/"工业生产的主要能源和动力;电能既易于由其它形式的能量转换而来，又易于转换为其它形式的能量以供1-2”\h\z\uHYPERLINK\l”_Toc231053337"1工厂供电概述 21.2设计内容及步骤 3_Toc231053342"2.2负荷计算的方法 5HYPERLINK\l”_Toc231053343”2。3功率补偿 73变配电所选型及总体布置 93。1变配电所位置的选择 9HYPERLINK\l”_Toc231053346"3.2变电所总体布置要求 9HYPERLINK\l”_Toc231053347”4变压器、主接线方案的选择 114。1主变压器台数的选择 11HYPERLINK\l”_Toc231053349"4。2变电所主变压器容量的选择 12_Toc231053351”4.4主接线方案选择 14_Toc231053353”5.1电力线路的接线方式 15_Toc231053355”6短路计算 18HYPERLINK\l”_Toc231053356”6.1短路电流计算的目的及方法 18HYPERLINK\l”_Toc231053357"6.2短路电流计算 19HYPERLINK\l”_Toc231053358”7主要电气设备选择 23HYPERLINK\l”_Toc231053359”7。1电气设备选择的条件 23HYPERLINK\l”_Toc231053360”7.2高压设备的选择要求 247。3配电所高压开关柜的选择 25HYPERLINK\l”_Toc231053362”8电测量仪表与绝缘监视装置 2510供电系统电气原理图及说明 27HYPERLINK\l”_Toc231053367"11谢辞 2912参考文献 301工厂供电概述1.1工厂供电的意义和要求电能是http：///gongxue/"工业生产的主要能源和动力。电能既易于由其它形式的能量转换而来，又易于转换为其它形式的能量以供HYPERLINK””应用;电能的输送和分配既简单HYPERLINK”/Economic/"经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。因此，电能在现代工业生产及整个国民经济生活中应用极为广泛。电能在工业生产中的重要性，并不在于它在产品成本中或投资总额中所占的比重多少，而在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率,降低生产成本,减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。因此,做好工厂供电工作对于HYPERLINK”/fazhan/”发展工业生产,实现工业现代化,具有十分重要的意义。由于能源节约是工厂供电工作的一个重要方面，而能源节约对于国家经济建设具有十分重要的战略意义,因此做好工厂供电工作，对于节约能源、支援国家经济建设，也具有重大的作用。工厂供电工作要很好地为工业生产服务，切实保证工厂生产和生活用电的需要,并做好节能工作，就必须达到以下基本要求：1、安全在电能的供应、分配和使用中,不应发生人身事故和设备事故；2、可靠应满足电能用户对供电可靠性的要求;3、优质应满足电能用户对电压和频率等质量的要求；4、经济供电系统的投资要少,运行费用要低，并尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗量。此外，在供电工作中，应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，既要照顾局部的当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应发展。1.2设计内容及步骤全厂总降压变电所及配电系统设计,是根据各个车间的负荷数量和性质，生产工艺对负荷的要求，以及负荷布局，接合国家供电情况，解决对各部门的安全可靠，经济的分配电能http：///pc/”计算全厂总降压变电所的负荷计算，是在车间负荷计算的基础上进行的.考虑车间变电所变压器的功率损耗，从而求出全厂总降压变电所高压侧计算负荷及总功率因数。列出负荷计算表、表达计算成果。1.2.2参考电源进线方向，综合考虑设置总降压变电所的有关因素，接合全厂计算负荷以及扩建和备用的需要，确定变压器的台数和容量。1。2.3工厂总降压变电所主根据变电所配电回路数,负荷要求的可靠性级别和计算负荷综合主变压器台数，确定变电所高、低接线方式。对它的基本要求，即要安全可靠又要灵活经济、安装容易、维修方便。1.2.4根据厂内负荷情况，从技术和经济合理性确定厂区配电电压。参考负荷布局及总降压变电所位置，比较几种可行的高压配电网布置方案,由不同方案的可靠性、电压损失、基建投资、年运行费用，有色金属消耗量等综合技术经济条件列表比值,择优选用.按选定配电系统作线路接构与敷设方式设计.用厂区高压线路平面布置图，敷设要求和架空线路杆位。1.2工厂用电，通常为国家电网的末端负荷,其容量运行小于电网容量，皆可按无限容量系统供电进行短路计算.由系统不同运行方式下的短路参数，求出不同运行方式下各点的三相及两相短路电流。1.2.6按负荷计算求出总降压变电所的功率因数，通过查表或计算求出达到供电部门要求数值所需补偿的无功率。由手册或产品样本选用所需移相电容器的规格和数量,并选用合适的电容器柜或放电装置。1。2。7参照短路电流计算数据和各回路计算负荷以及对应的额定值，选择变电所高、低压侧电器设备，如隔离开关、断路器、母线、电缆、绝缘子、避雷器、开关柜等设备.1。2。参考本地区气象地质材料,设计防雷接地装置。进行防直击的避雷针保护范围计算，避免产生反击现象的空间距离计算,按避雷器的基本参数选择防雷电冲击波的避雷器的规格型号,并确定其接线部位。对接地和接地体做具体的理解。2负荷计算及功率补偿2.1负荷计算的内容2。1.1计算负荷计算负荷又称需要负荷或最大负荷。计算负荷是一个假想的持续性的负荷，其热效应与同一时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等.在配电设计中，通常采用30分钟的最大平均负荷作为按发热条件选择电器或导体的依据。2。1.2平均负荷指一段时间内用电设备所消耗的电能与该段时间之比.常选用最大负荷班（即有代表性的一昼夜内电能消耗量最多的一个班）的平均负荷,有时也计算年平均负荷。平均负荷用来计算最大负荷和电能消耗量。2。2负荷计算的(3)=I∞(3）=Ik-2（3)=202KAish（3)=1。84×202KA=372KAIsh(3）=1。09×202KA=220KA4)三相短路容量Sk—2（3）=Sd/X*Σ(k—1）=100MVA/2。5=40MV·A6。2。2绘制等效电路如图6-2,图上标出短路计算点.图6—2等效电路1、确定基准值取Sd=1000MV·A,UC1=60KV,UC2=0.5KV而Id1=Sd/UC1=1000MV·A/（×60KV）=9。6Id2=Sd/UC2=1000MV·A/（×10。5KV)=55KA2、计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值1）电力系统（SOC=1338MV·A）X1*=1000/1338=0.752）架空线路(XO=0。4Ω/km）X2*=0。4×4×1000/602=0.453)电力变压器（UK％=4。5）X3*=X4＊=UK％Sd/100SN=4。5×1000×103/（100×5700)=13。23、求k-1点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量1）总电抗标幺值X＊Σ（K—1)=X1＊＋X2＊=0.75+0.45=1.22）三相短路电流周期分量有效值IK-1(3)=Id1/X＊Σ（K—1)=9。6KA/1.2=8KA3）其它三相短路电流I”(3)=I∞(3)=Ik-1(3)=8KAish（3）=2.55×8KA=20。4KAIsh（3)=1.51×X*Σ（K—1)8KA=12.1KA4）三相短路容量Sk-1（3)=Sd/X*Σ（k-1)=1000/1.2=833MVA

4、求k-2点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量总电抗标幺值X＊Σ(K—2)=X1*＋X2＊＋X3*∥X4*=0。75＋0。45＋13.2/2=7。82）三相短路电流周期分量有效值IK-2（3)=Id2/X＊Σ(K—2）=55KA/7。8=7。05KA其他三相短路电流I”（3）=I∞(3）=Ik—2（3)=7。05KAish(3）=2。55×7.05KA=17。98KAIsh（3)=1.51×7.05KA=10。65KA4）三相短路容量Sk—2（3）=Sd/X*Σ(k-2)=1000/7。05=141。8MV·A6。2.3短路电流计算结1、最大运行方式三相短路电流/KA∞三相短路容量/MVAIK（3)I(3)I（3)∞ish（3）Ish(3）SK（3）K-1点88820。412。1833K—2点7.057。057。0517。9810.65141。82、最小运行方式三相短路电流/KA∞三相短路容量/MVAIK（3)I（3）I（3）∞ish(3）Ish（3）SK（3)K—1点0。520。520.521。330。7954。3K-2点202202202372220407主要电气设备选择7。1电气设备选择的条件为了保证供电系统安全、可靠、优质、经济地运行，选择导线和电缆截面计算时必须满足下列条件。7.1.1导线和电缆（包括母线）在通过正常最大负荷电流即线路计算电流时产生的发热温度，不应超过其正常运行时的最高允许温度。7.1。2导线和电缆在通过正常最大负荷电流即线路计算电流时产生的电压损耗，不应超过其正常运行时允许的电压损耗。对于工厂内较短的高压线路，可不进行电压损耗校验。7.1.3经济电流密度35KV及以上的高压线路及电压在35KV以下但距离长电流大的线路,其导线和电缆截面宜按经济电流密度选择，以使线路的年费用支出最小。所选截面，称为“经济截面”.此种选择原则，称为“年费用支出最小”原则。工厂内的10KV及以下线路，通常不按此原则选择。7.1。4导线截面不应小于其最小允许截面。对于电缆，不必校验其机械强度,但需校验其短路热稳定度。母线也应校验短路时的稳定度。对于绝缘导线和电缆，还应满足工作电压的要求.一般10KV及以下高压线路及低压动力线路，通常先按发热条件来选择截面，再校验电压损耗和机械强度.对长距离大电流及35KV以上的高压线路,则可先按经济电流密度确定经济截面，再校验其它条件。补偿功率因素后的线路计算电流。7.2高压设备的选择要求高压设备选择的要求必须满足一次电路正常条件下和短路故障条件下的工作要求，同时设备应工作安全可靠，运行方便，投资经济合理.高压刀开关柜的选择应满足变电所一次电路图的要求，并各方案经比较优选出开关柜型号及一次接线方案编号，同时确定其中所有一次设备的型号规格。7。3配电所高压开关柜的选择高压开关柜是按一定的线路方案将有关一、二次设备组装而成的一种高压成套配电装置,在发电厂和变配电所中作为控制和保护发电机、变压器和高压线路之用，也可作为大型高压开关设备、保护电器、监视仪表和母线、绝缘子等.高压开关柜有固定式和手车式两大类型。由于本设计是10KV电源进线，则可选用较为经济的固定式高压开关柜,这里选择KYN-12型。8电测量仪表与绝缘监视装置8。1电测量仪表这里的“电测量仪表"是对电力装置回路的电力运行参数所经常测量、选择测量、记录用的仪表和作计费、技术经济分析考核管理用的计量仪表的总称。”为了监视供电系统一次设备的运行状态和计量一次系统消耗的电能，保证供电系统安全、可靠、优质和经济地运行，工厂供电系统的装置必须装设一定数量的电测量仪表.电测量仪表按其用途分为常用测量仪表和电能计量仪表两类，前者是对一次电路的电力运行参数作经常测量、选择测量和记录用的仪表，后者是对一次电路进行供用电的技术经济考核分析和对电力用户用电量进行测量、计量的仪表，即各种电度表.8.2绝缘监视装置绝缘监视装置用于小电流接地的系统中,以便及时发现单相接地故障，设法处理，以免故障发展为两相接地短路，造成停电事故。6~35KV系统的绝缘监视装置，可采用三相双绕组电压互感器和三只电压表，也可采用三个单相三绕组电压互感器或者一个三相五芯柱三绕组电压互感器.接成Y0的二次绕组,其中三只电压表均接各相的相电压.当一次电路其中一相发生接地故障时，电压互感器二次侧的对应相的电压表指零,其它两相的电压表读数则升高到线电压.由指零电压表的所在相即可得知该相发生了单相接地故障,但不能判明是哪一条线路发生了故障，因此这种绝缘监视装置是无选择性的，只适于出线不多的系统及作为有选择性的单相接地保护的一种辅助装置。9防雷与接地9.1防雷设备防雷的设备主要有接闪器和避