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1、1 目录目录 前言前言 2 一 全厂负荷计算一 全厂负荷计算 1 二 无功功率的补偿及变压器的选择二 无功功率的补偿及变压器的选择 3 三 主接线设计三 主接线设计 4 四 短路电流计算四 短路电流计算 5 4 1 短路电流计算方法 5 4 2 短路电流的计算 5 五 变电所的一次设备选择和校验五 变电所的一次设备选择和校验 11 5 1 高压设备器件的选择及校验 11 5 2 低压设备器件的选择及校验 13 六六 变压器保护及二次回路继电保护变压器保护及二次回路继电保护 15 8 1 变压器保护 15 8 2 二次回路继电保护 17 七七 结束语 结束语 19 2 前前 言言 工厂供电就是指
2、工厂所需电能的供应和分配 也被称之为工厂配电 众所周知 电能是现代工业生产的主要能源和核心动力 在飞速发展的今天 它扮演着越来越来重要的作用 电能既易于能的输送的分配既简单经济 又便于 控制 调节和测量 有利于实现生产过程自动化 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 本课程设计针对 10KV 侧的一化纤毛纺厂的总变电所及配电系统进行设计 主要涉及到分配电能 其基本内容有以下几方面 进线电压的选择 变配电所位 置的电气设计 短路电流的计算及继电保护 电气设备的选择 车间变电所位置 和变压器数量 容量的选择 防雷接地装置设计等 同时本课程设计着重考察学 生的实际操作能力和处理
3、问题的能力 具有针对性和实用性 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 照顾局部的当前利益 又要有全局观点 能顾全大局 适应社会的发展 为了保 证工厂供电的正常运转 就必须要有一套完整的保护 监视和测量装置 目前多 以采用自动装置 将计算机应用到工厂配电控制系统中去 1 一 全厂负荷计算一 全厂负荷计算 1 单组用电设备计算负荷的计算公式 a 有功计算负荷 单位为 KW 为需要系数 30 P d K e P d K b 无功计算负荷 单位为 kvA tan 30 Q 30 P c 视在计算负荷 单位为 kvA cos P S 30 30 d 计算电流 为用电设备的额
4、定电压 N 30 30 U3 S I N U 2 多组用电设备计算负荷的计算公式 a 有功计算负荷 单位为 KW i30p30 PKP 式中是所有设备组有功计算负荷之和 是有功负荷同时系 i30 P p K 数 可取 0 85 0 95 b 计算无功负荷 单位为 kvar 3030i K q QQ 其中 是所有设备无功之和 是无功负荷同时系数 30i Q 30 QK q 可取 0 9 0 97 c 视在计算负荷 单位 kva 2 2 3030 30 Q SP 2 d 计算电流 单位 A 30 30 3 N S I U 经过计算 得到各厂房和生活区的负荷计算表 如下图所示 额定 电压取 380v
5、 计算负荷 序号 车间或用电 单位名称 设备 容量 KW KX cos tan Pjs KW Q js varK Sjs KVA 变压 器台 数及 容量 备 注 K 1 No 1 变电所 1 制条车间 3400 80 80 7 5 272204340 2 纺纱车间 3400 80 80 7 5 272204340 3 软水站 86 10 6 5 0 80 7 5 564270 4 锻工车间 36 90 30 6 5 1 1 7 111317 5 机修车间 296 20 30 51 7 3 89154178 6 托 1 儿所 幼儿园 12 80 60 61 3 3 81113 7 仓库 37 9
6、60 30 51 1 7 111922 8 小计 1123647582882 10 9 2 No 2 变电所 1 织造车间 5250 80 80 75420315525 2 染整车间 4900 80 80 75392294490 3 浴室 理发 室 1 880 81 1 501 5 4 食堂 20 640 750 80 7515 511 620 6 5 独身宿舍 200 81 16016 6 小计 1057 5 760 5558 5947 8 10 9 3 3 No 3 变电所 1 锅炉房 1510 750 80 75113 385141 6 2 水泵房 1180 750 80 7588 56
7、6 4110 6 3 花验房 500 750 80 7537 52847 4 卸油泵房 280 750 80 752115 826 5 小计 347234 3175 7292 7 2 0 9 全厂合计 1478 1251 1936 P30 Q30 S30 二 无功功率的补偿及变压器的选择二 无功功率的补偿及变压器的选择 1 无功功率补偿 变压器本身无功的消耗对变压器容量的选择影响较大 故应该先进 行无功补偿才能选出合适的容量 取 9 0 K 30 P P K 30 P 30 Q Q K 30 Q 30 S 2 30 2 30 QP 高压侧计算负荷 1478KW P 30 1251 Q 30 v
8、arK 高压侧总容量 1936kvA S 30 补偿前的功率因数 0 76 补偿后功率因数 0 95 cos cos 需要补偿的无功功率 813 tan tan 30 3030 P QQQC varK 补偿电容器的个数为 n 813 50 17 取 n 17C q QC 补偿后的无功功率 var438 3030 K QQQ C 4 补偿后的视在容量 KVA C QQ PS 1541 30 2 2 3030 补偿后的计算电流 A US N 3 30 2094 4 03 1541 高压侧功率因数 满足要求 9 0959 0 cos 2 各变电所变压器选择 安装一台变压器 其容量按 SN T 965
9、 6根据 1 NO js S VA K 电力工程电气设备手册 选 接线方式 Yyn0 10 10007 SL 安装一台变压器 其容量按SN T 1051 845根据 2 NO js S VA K 电力工程电气设备手册 选 SL7 1250 10 型低损耗配电变压器 其联接组别采用 Yyn0 安装一台变压器 其容量按SN T 325 2根据 3 NO js S VA K 电力工程电气设备手册 选 SL7 400 10 型低损耗配电变压器 其 联接组别采用 Yyn0 三 主接线设计三 主接线设计 1 主接线 因为该厂是二级负荷切考虑到经济因素故本方案采用 10kV 双 回进线 单母线分段供电方式
10、在 NO 3 车变中接明备用变压器 采用这种接线方式的优点有可靠性和灵活性较好 当双回路同时供 电时 正常时 分段断路器可合也可开断运行 两路电源进线一用 一备 分段断路器接通 此时 任一段母线故障 分段与故障断路 器都会在继电保护作用下自动断开 故障母线切除后 非故障段可 以继续工作 当两路电源同时工作互为备用试 分段断路器则断开 若任一电源故障 电源进线断路器自动断开 分段断路器自动投入 保证继续供电 具体接线图附图 1 5 2 架空线选择 1 按经济电流密度选择导线线路在工作时的最大工作电流 111 8A10 31936 3 USI njsg 该生产车间为三班制 部分车间为单班或两班制
11、全年最大负荷利 用时数为 6000 小时 属于二级负荷 其钢芯铝线的电流密度 J 0 9 所以导线的经济截面面积 2 j mm 2 1249 0 8 111 J S I g 考虑到线路投入使用的长期发展远景 选用截面积为 150 mm2的导 线 所以 10KV 架空线为 LGJ 150 的导线 1 查表得 LGJ 150 型裸导线的长时允许电流 当环境温445A Iy 度为 30 度时 导线最高工作温度为 70 度 2 查表得 LGJ 150 导线的单位长度电阻和电抗为 0 21 R0 0 409 X0 表表 2 32 3 LGJ 150LGJ 150 型钢芯铝绞线规格型钢芯铝绞线规格 股数及
12、直径 mm 型号 额定 截面 2 mm 铝股钢芯 计算直 径 mm 电阻 1 km 单位重量 1 kmkg 长期容许电 流 A LGJ 150150 28 2 5 3 7 2 216 720 21598445 注 1 额定截面系指导电部分的铝截面 不包括钢芯截面 2 电阻系指导线温度 为 20 时的数值 3 长期容许电流系指在周围空气温度为 25 时的数值 四 短路电流计算四 短路电流计算 4 1 三相短路电流计算目的 进行短路电流计算的目的是为了保证电力系统的安全运行 在 设计选择电气设备时都要用可能流经该设备的最大短路电流进行热 稳定校验和动稳定校验 以保证该设备在运行中能够经受住突发故
13、障引起的发热效应和电动力效应的巨大冲击 4 2 短路电流的计算 采用标幺值计算短路电流 具体公式如下 6 基准电流 U S I av j j 3 三相短路电流周期分量有效值 X I I j Z 3 三相短路容量的计算公式 X S S j K 3 在 10 0 4KV 变压器二次侧低压母线发生三相短路时 一般 XR 3 1 取基准容量 S 100MVA 高压侧基准电压 U 10 5KV 低压侧基准 Bav1 电压 U 0 4 高压侧基准电流 I 5 5KA 低压侧基准电流 av2j1 av1 3U SB 144 34KA 系统最小阻抗标幺值 av2 3U SB 535 0 max zmin S
14、SB X 系统最大标幺值935 0 min zmax S SB X 变压器阻抗标幺值 所以 X 4 5 1T 1 100 TN Bk S SU 3 6 101000 10100 100 5 4 X 3 6 2T 2 100 TN Bk S SU 3 6 101250 10100 100 5 4 X 10 3T 3 100 TN Bk S SU 3 6 10400 10100 100 4 总配进线 X 0 409 0 2045 L 5 0 X X 0 2045 0 185 LL 2 av U SB 2 5 10 100 最小运行方式下 绘制等效电路图 7 k1 k2 k3 k4 B X L X
15、L X 1T X 2T X 3T X 图 3 21 最大运行方式下等效电路图 对于 K 点发生三相短路 1 0 535 0 627 X 2 1 185 0 I 5 5kA j av j 3U S 5 103 100 I 8 78kA 3 Z j X I 0 627 5 5 i 2 55I 22 35kA 3 sh 3 Z I 13 256kA 3 sh 1 686 i 3 sh MVA X S S j 160 627 0 100 3 k 对于 点发生三相短路 2 K 127 5 5 4185 0 2 1 535 0 X kA U S I v j j 34 144 4 03 100 3 a kA
16、 X I IZ15 28 127 5 34 144 j 3 kAIz sh 796 5115 2884 1 84 1 i 3 3 kA i I sh h 6 30 692 1 796 51 692 1 3 3 s 8 MVA X S S j k 5 19 127 5 100 3 对于点发生三相短路 3 K 22 4 2 518 0 2 1 535 0 X kA Uav S I j j 34 144 4 03 100 3 kA X I I j 2 34 825 5 34 144 3 z kAIi zsh 9 6278 2484 1 84 1 3 3 kA i I sh sh 2 37 692 1 6 45 692 1 3 3 MVA X S S j k 7 23 825 5 100 3 对于点发生三相短路 4 K 625 10 7 1218 0 2 1 535 0 X kA X I I j z 6 13 325 13 34 144 3 kAIi zsh 2583 1084 1 84 1 3 3 kA i I sh sh 8 14 692 1 93 19 692 1 3 3 MVA X S
