某化纤毛纺织厂全厂总配变电所与配电系统设计书.doc

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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。已知工厂三班制工作，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0.9以上 （5）系

2、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）计算负荷变压器台数容量备注（千瓦）（千瓦）（千瓦）表2-2 变压器1制车车间3400.80.80.75272204340SL7- 1000/10 1000kVA1台0.92纺纱车间3400.80.80.752722043400.93软水站 86.10.650.80.7555.96541.97369.960.94锻工车间36.90.30.651.1711.0712.

3、95217.030.95机修车间296.20.30.51.7388.86153.73177.720.96托儿所幼儿院12.80.60.61.337.6810.21412.800.97仓 库37.960.30.51.171.1711.38813.3240.98小 计1149.96 718.97640.19970.83表2-3 变电所1纺织车间 5250.80.80.75420315525SL7-1250/10 1250kVA1台0.92染整车间4900.80.80.753922944900.93浴 室理发室1.880.811.50401.500.94食堂20.630.750.80.7515.47

4、11.60419.340.95独身 寝室200.81160160.96小计1057.5844.97620.61051.8表2-4 变电所1锅炉房1510.750.80.75113.2584.938141.56SL7-315/10 315kVA1台0.92水泵房1180.750.80.7588.566.37588.870.93化验室500.750.80.7537.528.12546.860.94卸油泵房280.750.80.752115.7526.250.95小计347260.25195.2303.54 3无功功率的补偿及变压器的选择 电力部门规定，无带负荷调整电压设备的工厂必须在0.9以上。为

5、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，各个补偿的容量计算如下：1） 低压集中补偿 变电所0.4KV母线计算负荷及变压器选型 取变电所组负荷的周期系数=0.90=0.90718.97=647.073KW=0.90640.19=576.117Kvar=866.42KVA=0.75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=0.93，=（）=647.073（

6、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+264.281Kvar，=698.96KVA变电所高压侧负荷计算 变电所损耗按下式计算：=0.01=0.01698.96=7.0KW=0.05=0.05698.96=34.951，=+=654.073=+=299.231，=719.27KV.A考虑25%的裕量：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Y, 表3-1 变压器的参数1800W11600W2.

7、54.5变电所0.4KV母线计算负荷及变压器选型取变电所组负荷的周期系数=0.90, =0.9844.97=760.473KW,=620.60.9=558.54Kvar，=943.55KV.A,= 0.81 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=0.93,=（）=760.473（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 ,=820.3Kvar。变电所高压侧负荷计算：=0.01=8.2KW，=0.05

8、=41Kvar，=+=768.673KW=+=348.54Kvar，=844KV.A考虑25%的裕量：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Y,表3-2 变压器的参数2200W16500W2.54.5变电所0.4KV的母线计算负荷及变压器选型 取变电所组负荷的周期系数=0.90,=0.9260.25=234.225KW，=195.20.9=175.68Kvar，=943.55KV.A,=0.80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=0.93,=（）=234.225（0.750.40

9、）=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,=252.26Kvar。变电所高压侧负荷计算：=0.01=2.5KW，=0.05=12.6Kvar，=+=236.725KW=+=106.28Kvar，=259.5KV.A考虑15%的裕量：S=259.5(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,表3-3 变压器的参数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=0.90=0.90

10、（654.073+768.673+236.725）=1493.52KW=0.90（299.231+348.54+106.28）=678.65Kvra=1640.48KVA =（）=89.6补偿后变压器低压侧计算负荷为 1493.52KW+588.65Kvar,=1605.34KVA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)功率因数Q(kVar)Qc(kVar)Qc(kVar)Q(kVar)低压集中补偿 576.171311.89312264.281B

11、W0.4-13-3/24698.960.926 558.54251252307.54BW0.4-14-3/18820.30.927175.68828493.68BW0.4-14-3/6252.260.929高压集中补偿10KV母线678.6589.690588.65BW10.5-30-1W/31605.340.934主接线设计 由于本厂是二级负荷，在国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0.4/Km。电力系统主接线图5短路电流计算5.1短路电

12、流计算方法基准电流 三相短路电流周期分量有效值 =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=100MVA，所以 =，=， =10kv进线：=0.50.4=0.2 =0.18最大运行方式：绘制等效电路图：=0.535+0.09=0.625,=5.5KA=8.8KA,=2.55=22.44KA,=13.31KA=160MVA: =0.535+0.09+4.5= 5.125,=28.16KA=1.84=51.81KA,=30.62KA=19.51MVA: =0.535+0.09+3.6=4.225,=34.16KA=1.84=62.

13、85KA,=37.15KA=23.67MVA: =0.535+0.09+12.7=13.325,=10.83KA=1.84=19.93KA,=11.78KA=7.5MVA最小运行方式：绘制等效电路图：=0.93+0.18=1.11，=4.95KA=2.55=12.62KA,=7.49KA=90.09MVA：=0.93+0.18+4.5=5.61，=25.75KA=1.84=47.83KA,=28KA=17.82MVA：=0.93+0.18+3.6=4.71，=30.64KA=1.84=56.38KA,=33.32KA=21.23MVA：=0.93+0.18+12.7=13.81,=10.45K

14、A=1.84=19.23KA,=11.37KA=7.24MVA表5-1 最大运行方式最大运行方式短路点（KA）（KA）（KA）三相短路容量（MVA)8.822.4413.3116028.6151.8130.6219.5134.1662.8537.1523.6710.8319.9311.787.5表5-2 最小运行方式最小运行方式短路点（KA）（KA）（KA）三相短路容量（MVA)4.9512.627.4990.0125.7547.832817.8230.6456.3833.3221.2310.4519.2311.377.246变电所一次设备的选择和校验6.1开关柜的选型表6-1 高压侧开关柜的

15、选择相关计算数据参照=28.67KA=19.51MVA=51.81KA=表6-2 高压侧开关柜的选择相关计算数据参照=34.16KA=23.67MVA=62.85KA=表6-3 高压侧开关柜的选择相关计算数据参照=10.83KA=7.5MVA=19.93KA=根据上述参数，我们选择的变压器是KYN28-10交流金属铠装抽出式开关柜。 表6-4 开关柜的参数额定电压10KV最低电压/最高电压3.6KV/12KV额定绝缘水平1min工频耐压42KV雷电冲击耐受电压75KV额定短路开端电流40KA50KA63KA80KA100KA125KA额定短路稳定电流 16KA、20KA、25KA、31.5KA

16、、40KA、50KA 主母线额定电流630A、1250A、1600A、2000A、2500A、3150A 防护等级外壳IP4X、断路器室门打开为IP2X 6.2 KYN28-10开关柜的校验 开关柜校验动稳定校验： =63kA=58.81Ka热稳定校验 =1=900 =122.78 所以 满足要求 开关柜校验动稳定校验： =80kA=62.85kA 热稳定校验：=，=所以 满足要求 开关柜校验动稳定校验：=50kA=19.93kA 热稳定校验：= 所以 满足要求7继电保护 三台变压器中，我们选择一台做继电保护。因为变压器的容量最大，负荷电流最大，所以我们选择变压器做继电保护。7.1变压器过电流

17、保护保护电流继电器动作电流为灵敏系数校验保护时限因为变压器过电流保护时限大于0.5s所以变压器应设电流速断保护。7.2变压器电流速断保护28220/=1693.2A1693.2=84.66A7.3瓦斯保护 瓦斯保护是变压器的主要保护,能有效地反应变压器部故障。轻瓦斯继电器由开口杯、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。当故障轻微时

18、,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,作用于跳闸。8设计心得 本次课程设计顺利的完成了，在这里我们首先要感老师的大力帮助，正是在老师的悉心指导和耐心细致地讲解下，使我们完成了本次的课程设计。通过本次设计我们对所学习的基础知识和专业知识有了更加理性和深层的认识，并锻炼和提高了实际动手和实践能力，为我们将来走向工作岗位打下了良好结实的基础。在参与设

19、计的过程中我们同时意识到了组员间的团结合作、充分的利用资源、熟练运用各种软件的重要性，当然扎实的专业基础知识是本次设计成功的关键因素。参考文献1、居荣.供配电技术.化学工业2、卓乐支.电气工程设计200例.中国电力3、周瀛.工业企业供电（2版）.冶金工业4、白玉岷.电工常用计算及设备、元件材料的选择.机械工业5、介才.工厂供电设计指导（第2版）.：机械工业20086、黄纯华.少云.工厂供电（第2版）.天津大学20017、王士政，金光.发电厂电气部分（第3版）.：中国水利水电20038、华智明.电力系统.：大学20059、熊信银.步涵.电力系统工程基础.华中科技大学200310、何首贤等.供配电技术.中国水利水电200511、谷水清 电力系统继电保护 ：中国电力、200512、熊信银 电力系统工程基础 华中科技大学、200913、笑 电力工程专业毕业设计指南继电保护分册（第二版） 中国水利水电、200814、白玉岷 电气设备、元件、材料的测试及试验 机械工业、201015、唐志平 供配电技术（第二版） 电子工业、200816、宗刚 现代企业供用电设计 科学技术、1993