某塑料制品厂全厂总配变电所及配电系统的设计.doc
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1、某塑料制品厂全厂总配变电所及配电系统的设计某塑料制品厂全厂总配变电所及配电系统设计是对工厂供电的设计。本设计对工厂供电方式、要紧设备的选择、爱护装置的配置及防雷接地系统进行了相应的叙述,其中还包括全厂的负荷运算、高压侧和低压侧的短路运算、设备选择及校验、要紧设备继电爱护设计、配电装置设计、防雷和接地设计等。本设计通过运算出的有功、无功和视在功率选择变压器的大小和相应要紧设备的要紧参数,再依照用户对电压的要求,运算补偿功率,从而得出所需补偿电容的大小与个数。依照国家供电部门的相关规定,画出总配变电所及配电系统的主接线图。电气主接线对电气设备的选择,配电所的布置,运行的安全性、可靠性和灵活性,对电
2、力工程建设和运行的经济节约等,都有专门大的阻碍。,关键词:变电所,负荷运算,设备选型,继电爱护目 录第1章 绪论- 1 -1.1 工厂供电的意义- 1 -1.2 工厂供电的要求- 1 -1.3 工厂平面图- 1 -第2章 主接线的设计- 3 -2.1 总配电所的主接线设计的原则和意义- 3 -2.2 变配电所主接线方案的技术经济指标- 3 -2.3 主接线图- 4 -第3章 负荷运算- 6 -3.1 负荷运算的意义- 6 -3.2 负荷运算的方法- 6 -3.3 负荷运算示意图- 7 -3.4 具体数据和负荷运算举例- 7 -3.4.1 原始数据- 7 -3.4.2 负荷运算- 8 -第4章
3、功率补偿运算及变压器的选择- 12 -4.1 功率补偿运算- 12 -4.2 变压器容量的选择- 14 -第5章 短路电流运算- 16 -5.1 短路电流运算方法及意义- 16 -5.2 短路运算- 16 -5.2.1 短路电流运算等效示意图- 16 -5.2.2 短路电流及容量的运算- 16 -第6章 进线、母线及电器设备的选择- 19 -6.1 总配电所架空线进线的选择- 19 -6.2 高压侧与低压侧母线的选择- 19 -6.3 各变电所进线选择- 19 -6.4 变电所低压出线的选择- 20 -6.5 设备的选择- 21 -6.5.1 高压侧设备的选择- 21 -6.5.2 各车间进线
4、设备的选择- 21 -6.5.3各变电所低压侧出线回路设备选择与校验表- 22 -第7章 过电流爱护- 25 -7.1 高压进线的继电爱护- 25 -7.2 各变电所进线的爱护- 26 -7.3 变压器继电爱护- 28 -第8章 防雷与接地爱护- 31 -8.1 防雷爱护- 31 -8.2 接地装置- 31 -结论- 33 -参考文献- 34 -致 谢- 35 -第1章 绪论1.1 工厂供电的意义工厂供电(electric power supply for industrial plants),确实是指工厂所需电能的供应和分配。在工厂里,电能尽管是工业生产的要紧能源和动力,然而它在产品成本中所
5、占的比重一样专门小。例如在机械工业中,电费的开支仅占产品成本的5%左右。因此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自动化以后能够大大增加产量,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的自动化。从另一方面说,假如工厂的电能供应突然中断,对工业生产可能造成严峻的后果。例如某些供电可靠性要求专门高的工厂,即使是极短暂的停电,也会引起重大的设备损坏,或引起大量的产品报废,甚至可能发生重大的人身事故,给国家和人民带来经济上甚至政治上的重大缺失。因此,工厂应该依照本厂环境条件和供电要求
6、来选择适当的电气设备和确定其各项参数,保证工厂正常运行时安全可靠,显现故障时不致显现严峻的后果,并在合理的情形下注意节约,还应该依照工厂生产情形与供应能力统筹兼顾。因此,一套完整的现代化供电系统关于一个工厂实现生产自动化、提高成品质量是不可缺少的。 1.2 工厂供电的要求在工厂供电的过程中要切实保证工厂生产和生活的需要,还要做好节能工作,就应该做到以下要求: 可靠 要满足供电可靠性的要求。 安全 要满足在电能的使用中不应发生设备和人身事故。 优质 要保证用户对电能质量的要求。 经济 尽量减少供电系统中不必要的投资,并尽可能地节约电能。此外,在设计工厂配电系统的时候还要考虑到当地的天气设计防雷接
7、地装置,合理地处理当前和长远的关系,既要节约能源,又要保证工厂生产和生活的需要。1.3 工厂平面图图1.1 塑料厂平面布置图第2章 主接线的设计依照本厂与供电部签定的供用电协议,供电电压为从电业部门某6到10千伏变电所用10千伏架空线路向本厂供电,该所在厂南侧l公里,工作电源仅采纳10千伏电压一种。总配电所内的10KV母线采纳母线不分段,电源进线均用断路器操纵。单母线不分段接线。当只有一路电源进线时,常用这种接线方式,其每路进线和出线中都配有一组开关电器。断路器用于通断正常的负荷电流,并能切断短路电流。2.1 总配电所的主接线设计的原则和意义一次接线图也叫做主接线图,是指在发电厂、变电所、电力
8、系统中,为满足预定的功率传送和运行等要求而设计的、说明高压电气设备之间相互连接关系的传送电能的电路。电路中的高压电气设备包括发电机、变压器、母线、断路器、隔离刀闸、线路等。电气一次设备是指直截了当用于生产、输送和分配电能的生产过程的高压电气设备。它包括发电机、变压器、断路器、隔离开关、自动开关、接触器、刀开关、母线、输电线路、电力电缆、电抗器、电动机等。对工厂变电所主接线应满足以下几点要求:1) 安全:应符合有关国家标准和技术规范的要求,能充分保证人身和设备的安全。2) 可靠:应满足电力负荷对供电可靠性的要求。3) 灵活:应能适应必要的各种运行方式,便于操作和检修,且适应负荷的进展。4) 经济
9、:在满足上述要求的前提下,尽量使主接线简单,投资少,运行费用低,并节约电能和有色金属消耗量。2.2 变配电所主接线方案的技术经济指标设计变配电所主接线,应依照所选主变压器的容量以及负荷对供电可靠性的要求,初步确定23个比较合适的主接线方案来进行技术经济比较,择其优着作为选定的变配电所主接线方案。主接线的差不多方式有以下四种:1. 单母线接线母线是连接电源和引出线的中间环节,起聚拢和分配电能的作用,只有一组母线的接线称为单母线.单母线接线简单明了,操作方便,便于扩建,投资少。2. 双母线连线在单母线连线的基础上,设备备用母线,就成为双母线。它在供电可靠性和运行灵活性方面是最好的一种主接线。可投资
10、大,开关电器多,配电装置复杂,占地面积大,不适合一样配电所。3. 桥式接线当配电所只有两回路电源进线和两台主变压器时,采纳桥式接线用的断路器台数最少,投资低。4. 线路一变压器组单元接线当单回路单台变压器供电时,宜采纳此进线,所有的电气设备少,配电装置简单,节约建设投资。2.3 主接线图 方案1,只装一台变压器的主接线图。图2.1 装一台变压器的主接线图方案2,装有两台变压器的主接线图。 图2.2 装两台变压器的主接线图通过对比方案1比方案2更经济就、简单,同时满足本设计的需要,因此本设计选择方案1。第3章 负荷运算3.1 负荷运算的意义运算负荷是供电系统设计运算的基础,为选择变压器台数和容量
11、,选择电气设备,确定测量外表的量程,选择继电爱护装置等提供重要的数据依据。因此负荷运算准确与否直截了当阻碍着供电设计的质量。工厂供电系统运行时的实际负荷并不等于所有用电设备额定功率之和。这是因为用电设备不可能全部同时运行,每台设备也不可能全部满负荷,各种用电设备的功率因数也不可能完全相同。因此,工厂供电系统在设计过程中,必须找出这些用电设备的等效负荷。所谓等效是指这些用电设备在实际运行中所产生的最大热效应与等效负荷产生的热效应相等,产生的最大温升与等效负荷产生的最高温升相等。我们按照等效负荷,从满足用电设备发热的条件来选择用电设备,用以运算的负荷功率或负荷电流称为“运算负荷”。通常规定取30分
12、钟(min)平均最大负荷、和作为该用户的“运算负荷”,并用、和分别表示其有功、无功、视在和电流运算负荷。运算负荷也称需要负荷或最大负荷,目的是为了合理地选择工厂各级电压供电网络、变压器容量和设备型号等。3.2 负荷运算的方法运算负荷的确定是工厂供电设计中专门重要的一环,汁算负荷的确定是否合理,直截了当阻碍到电气设备选择的合理性、经济性。假如汁算负荷确定的过大,将使电气设备选得过大,造成投资利有色金属的白费;而运算负荷确定的过小,则电气设备运行时电能损耗增加,并产生过热,使其绝缘过于老化,甚至烧毁、造成经济缺失。因此,在供电设计中,应依照不同的情形,选择正确的运算入法来确定汁算负荷。常用的负荷运
13、算方法有需要系数法、二项式法、利用系数法和面积功率法等。在实际工程配电设计中,广泛采纳系数法,因其运算方便,多采纳方案估算,初步设计和全厂大型车间变电所的施工设计。按需要系数法确定运算,应从实际每台用电设备开始,逐级向电源推进,一直运算到电源,用每一级的运算负荷为选择该用电器的依据。需用系数法的运算,现在己普遍应用于供配电设计中,其缺点是它未考虑到用电设备中少数容量特大的设备对运算负荷的阻碍。本设计的情形符合需要系数法,因此本设计中的负荷运算都用需要系数法进行运算。3.3 负荷运算示意图本设计所采纳的电力负荷运算示意图如图3.1所示,将每个运算点编号,由用电设备依次逆推到电源侧。 图3.1 电
14、力负荷运算示意图3.4 具体数据和负荷运算举例3.4.1 原始数据个车间的数据如表3.1所示表3.1 所有变电所负荷运算表序号车间或用电单位名称设备容量(千瓦)需用系数Kd功率因数 功率因数正切(1)NO1变电所1薄膜车间14000.60.61.332原料库300.250.51.733生活间100.814成品库(一)250.30.51.735成品库(二)240.30.51.736包装材料库200.30.51.73(2)NO2变电所1单丝车间13850.60.61.332水泵房及其附属设备200.650.80.75(3)NO3变电所1油塑车间1890.40.61.332管材车间8800.350.
15、61.33(4)NO4变电所1备料复制车间1380.60.51.732生活间100.813浴室30.814钳工车间300.30.651.175原料、生活间150.816仓库150.30.51.737机修模具车间1000.250.651.178处理车间1500.60.71.029车间1800.30.51.73(5)NO5变电所1锅炉房2000.70.750.882试验室1250.250.51.733辅助材料库1100.20.51.734油泵房150.650.80.755加油站100.650.80.756办公楼、招待所、食堂150.60.61.333.4.2 负荷运算 现以NO.5变电所车间负荷运
16、算为例,运算过程如下:(在运算各车间变电所负荷合计时,同时系数分别取值:=0.9;=0.95)NO.5变电所(1) 锅炉房有功功率:=2000.7=140 KW无功功率:= =1400.88=123.2 Kvar视在功率:=1400.75=186.67 KVA(2) 试验室有功功率:=1250.25=31.25 KW无功功率:= =31.251.73=54.06 Kvar视在功率:=31.250.5=62.5 KVA(3) 辅助材料库有功功率:=1100.2=22 KW无功功率:= =221.73=38.06 Kvar视在功率:=220.5=44 KVA(4) 油泵房有功功率:=150.65=
17、9.75 KW无功功率:= =9.750.75=7.31 Kvar视在功率:=9.750.8=12.19 KVA(5) 加油站有功功率:=100.65=6.5KW无功功率:= =6.50.75=4.88 Kvar视在功率:=6.50.8=8.13 KVA(6) 办公楼、招待所、食堂有功功率:=150.6=9 KW无功功率:= =91.33=11.97 Kvar视在功率:=90.6=15 KVA变电所N0.5的运算负荷:有功运算负荷:= =0.9(14031.25229.756.59) =196.65 KW无功运算负荷:= =0.95(123.254.0638.067.314.8811.97)
18、=227.51 Kvar视在运算负荷:= =300.72 KVA其余变电所的运算方法与NO.1变电所的运算方法相同,那个地点就不一一运罢了,其运算结果如表3.2所示。表3.2 负荷运算结果序号车间(单位)名称运算负荷有功(KW)无功(Kvar)视在(KVA)(1)NO1变电所1薄膜车间8401117.214002原料库7.512.98153生活间884成品库(一)7.512.98155成品库(一)7.212.4614.46包装材料库610.38127小计876.211661464.4乘以同时系数KP=0.9,KQ=0.95788.581107.71359.73(2)NO2变电所1单丝车间831
19、1105.2313852水泵房及其附属设备139.7516.253小计8441114.981401.25乘以同时系数KP=0.9,KQ=0.95759.61059.231303.44(3)NO3变电所1油塑车间75.6100.551262管材车间308409.64513.333小计383.6510.15639.33乘以同时系数KP=0.9,KQ=0.95345.24484.68595.07(4)NO4变电所1备料复制车间82.8143.24165.62生活间883浴室2.42.44钳工车间910.5313.855原料、生活间12126仓库4.57.7997机修模具车间2529.2538.468
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