淮南市某机械制造厂总降压变压器设计

淮南市某机械制造厂总降压变压器设计目录摘要………………………………………………………………………………1引言………………………………………………………………………………2设计任务及要求………………………………………………………………2.1设计题目……………………………………………………………………2.2设计要求……………………………………………………………………2.3设计依据……………………………………………………………………3负荷计算和无功功率补偿……………………………………………………3.1负荷计算的内容和目的……………………………………………………3.2负荷计算……………………………………………………………………3.3无功功率补偿………………………………………………………………4变电所位置和型式的选择……………………………………………………5变电所主变压器的选择和主结线方案的选择………………………………5.1变电所主变压器的选择……………………………………………………5.2变压器主接线方案的选择…………………………………………………5.3两种主接线方案的技术经济比较…………………………………………6短路电流的计算………………………………………………………………6.1绘制计算电路…………………………………………………………………6.2确定短路计算基准值…………………………………………………………6.3计算短路电路中各元件的电抗标幺值………………………………………6.410KV侧三相短路电流和短路容量……………………………………………6.5380V侧三相短路电流和短路容量…………………………………………7变电所一次设备的选择校验……………………………………………………7.110KV侧一次设备的选择校验…………………………………………………7.2380V侧一次设备的选择校验…………………………………………………7.3高低压母线的选择……………………………………………………………8变电所进出线和与邻近单位联络线的选择……………………………………8.110KV高压进线和引入电缆的选择……………………………………………8.2380V低压出线的选择…………………………………………………………8.3作为备用电源的高压联络线的选择校验……………………………………9变电所二次回路的选择与继电保护的整定………………………………………9.1高压断路器的操动机构控制与信号回路……………………………………9.2变电所的电能计量回路………………………………………………………9.3变电所的测量和绝缘监察回路………………………………………………9.4变电所的保护装置……………………………………………………………10变电所的防雷保护与接地装置的设计…………………………………………10.1变电所的防雷保护……………………………………………………………10.2变电所的公共接地线的设计…………………………………………………11设计图样…………………………………………………………………………12课程设计体会……………………………………………………………………参考文献………………………………………………………………………………致谢……………………………………………………………………………………摘要:本论文是工厂总降压变电所的设计，系工厂供电基本知识的具体应用。通过对原始资料的分析，首先计算工厂总的计算负荷，采用负荷系数法进行计算。根据对功率因数的要求进行功率因数的补偿，根据容量选出变压器的型号。然后进行电气主接线的选择，通过对几种接线方案进行经济技术比较后选择出最佳的方案。接着进行短路电流计算，在计算过程中忽略线路阻抗。在短路电流计算的基础上进行电气主设备的选择和校验，部分设备通过厂家订做。紧接着进行变电所一次设备的选择校验，介绍变电所进出线和与邻近单位联络线的选择，并选择出主变的继电保护类型。并对保护的原理进行分析，然后进行整定，最后选择出各种保护的继电器型号，最后对变电所的防雷保护与接地装置作出设计。关键字:有功功率、电力变压器、三相短路电流、防雷保护1引言电能是现代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应用；电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。在工厂里，电能虽然是工业生产的主要能源和动力，但是它在产品成本中所占的比重一般很小（除电化工业外）。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。从另一方面来说，如果工厂的电能供应突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果。因此，做好工厂供电工作对于发展工业生产，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。目前，我国一般大、中型城市的市中心地区每平方公里的负荷密度平均已达左右，有些城市市中心局部地区的负荷密度甚至高达上万千瓦，乃至几万千瓦，且有继续增长的势头。因此供配电系统的发展趋势是：提高供电电压：如以进城，用配电。以解决大型城市配电距离长，配电功率大的问题，这在我国城市已经有先例。简化配电的层次：如按的电压等级供电。逐步淘汰等级：因为过细的电压分级不利于电气设备制造和运行行业的发展。提高设备配套能力，只是由于我国在设备上还不能全面配套而尚未推广。广泛使用配电自动化系统：借助计算机技术和网络通信技术对配电网进行离线和在线的智能化监控管理。做到保护、运行、管理的自动化，提高运行人员工作效率，增强供配电系统可靠性。本设计可做为工厂变电所设计的参考资料，也可供工程技术人员学习参考用。设计过程中有许多不尽人意之处，还望大家指正。2设计任务及要求2.1设计题目机械厂降压变电所的电气设计2.2设计要求要求根据本厂所能取得的电源及本厂用电负荷的实际情况，并适当考虑到工厂生产的发展，按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求、确定变电所的位置与型式，确定变电所主变压器的台数与容量、类型，选择变电所主接线方案及高低压设备和进出线，确定二次回路方案，选择整定继电保护装置，确定防雷和接地装置，最后按要求写出设计说明书，绘出设计图样。2.3设计依据1、工厂总平面布置图图11-22、工厂负荷情况本厂多数车间为两班制，年最大负荷利用小时数为4500h，日最大负荷持续时间为6h。该厂除铸造车间、电镀车间和锅炉房属于二级负荷外，其余均属于三级负荷。低压动力设备均为三相，额定电压为380V。电气照明及家用电器均为单相，额定电压为220V。3、供电电源情况按照工厂与当地供电部门签定的供用电协议规定，本厂可由附近一条10KV的干线取得工作电源。该干线的走向参看工厂总平面图。该干线的导线牌号为LJ-70，导线为等边三角形排列，线距1.4m,干线首端距离本厂约9km。干线首端所装设的高压短路器断流容量为300MVA，此断路器配备有定时限过电流保护和电流速断保护，定时限过电流保护整定的动作时间为1.5s，为满足工厂二级负荷的要求，可采用高压联络线由邻近的单位取得备用电源。已知与本厂高压侧有电气联系的架空线路总长度为90km，电缆线路总长度为25km。4、气象资料本厂所在地年最高温度38℃，年平均气温为16℃，年最低温度为-10℃，年最热月平均最高温度32℃，年最热月平均气温为25℃，年最热月地下0.8m处平均温度25℃，当地主导风向为南风，年雷暴日数30天。5、地质水文资料平均海拔80M，地层以沙粘土为主，地下水位5m。6、电费制度供电贴费800元/KVA。每月电费按两部电费制：基本电费为按主变压器容量计为18元/KVA，动力电费为0.2元/KW.H，照明电费为0.5元/KW.H。工厂最大负荷时功率因数不得小于0.92。3负荷计算和无功功率补偿3.1负荷计算的内容和目的(1)求计算负荷，是选择确定建筑物报装容量、变压器容量的依据；(2)求计算电流，是选择缆线和开关设备的依据；(3)求有功计算负荷和无功计算负荷，是确定静电电容器容量的依据。3.2负荷计算本设计各车间计算负荷采用需要系数法确定。主要计算公式有：有功计算负荷（kW）dCKPP30无功计算负荷（kvar）:tan3030PQ视在计算负荷（kVA）：23023030QPS计算电流（A）:NUSI3/3030具体车间计算负荷如下表：表3-1XX机械厂负荷计算表厂房编号厂房名称负荷类别设备容量/KW需要系数Kdcostan计算负荷30PkW30varQk30SkVA30IA1铸造车间动力3000.300.671.119099.90134.30204.09照明90.851.00.007.650.007.6511.62小计3091.6797.6599.90141.95215.712锻压车间动力3500.250.631.2387.5107.63138.89211.02照明70.781.00.005.465.468.30小计3571.6392.96107.63144.35219.323金工车间动力2800.20.631.235668.8888.89135.05照明80.81.00.006.46.49.72小计28862.468.8895.29144.774工具车间动力3300.300.641.2099118.80154.69235.02照明8.50.751.06.386.389.69小计338.5105.38118.80161.07244.715电镀车间动力2600.500.750.88130114.4173.33263.35照明8.50.81.06.86.810.33小计268.5136.8114.4180.13273.686热处理车间动力1700.500.750.888574.8113.33172.19照明8.00.81.06.46.49.72小计170.8091.474.8119.73181.917装配车间动力1400.350.71.024949.9870106.35照明8.00.701.05.65.68.50小计140.854.649.9875.6114.858机动力1800.230.71.0241.442.2359.1489.86修车间照明3.80.81.03.043.044.62小计183.844.0442.2362.1894.489锅炉房动力750.750.750.8856.2549.575113.95照明1.60.81.01.281.281.94小计76.657.5349.576.28115.8910仓库动力240.350.850.628.45.219.8915.01照明1.50.81.01.21.21.82小计25.59.65.2111.0916.83生活区照明3300.720.950.33237.678.41250.10379.99总计计入pK=0.9qK=0.950.76890.96769.251177.101788.413.3无功功率补偿由表3.1可知，该厂380V侧最大负荷是的功率因数只有0.76.而供电部门要求该厂6KV进线侧最大负荷是功率因数不应该低于0.91。考虑到主变压器的无功损耗远大于有功损耗，因此380V侧最大负荷是功率因素应稍大于0.9，暂取0.92来计算380V侧所需无功功率补偿容量：karPQc37.382)]92.0tan(arccos)76.0s[tan(arcco96.890)tan(tan2130故选PGJ1型低压自动补偿屏，并联电容器为BW0.4-1