某化纤毛纺织厂全厂总配变电所及 配电系统设计

供电设计课程设计论文题目某化纤毛纺织厂全厂总配变电所及配电系统设计院系电力工程系班级农电0902、农电0901组别第八组成员杨莹姚广元野梦航徐煊斌赵寒华北电力大学供电课程设计2某化纤毛纺织厂全厂总配变电所及配电系统设计绪论在国民经济高速发展的今天，电能的应用越来越广泛，生产、科学、研究、日常生活都对电能的供应提出更高的要求，因此确保良好的供电质量十分必要。本设计书注重理论联系实际，理论知识力求全面、深入浅出和通俗易懂。本课程设计选择进行了一个模拟的中小型工厂.区域变电站经10KV双回进线对该厂供电。该厂多数车间为三班制。本厂绝大部分用电设备属长期连续负荷，要求不间断供电。全年为306个工作日，年最大负荷利用小时为6000小时。属于二级负荷。本设计书论述了供配系统的整体功能和相关的技术知识，重点介绍了工厂供配电系统的组成和部分。系统的设计和计算相关系统的运行，并根据工厂所能取得的电源及工厂用电负荷的实际情况，并适当考虑到工厂的发展，按照安全可靠、经济合理的要求，确定了配电变电所的位置与形式及配电变电所变压器的台数与容量、类型及选择配电变电所主接线方案及高压低压设备与进出线。本设计书共包括：负荷计算和无功功率补偿、变电所位置和形式选择、变电所主变压器的台数、类型容量及主接线方案的选择、短路电流的计算、变电所一次设备的选择与校验、变电所电气主接线图、继电保护的设计与整定以及防雷、接地设计：包括直击雷保护、行波保护和接地网设计。华北电力大学供电课程设计3目录一、原始材料分析...............................................4二、全厂负荷计算................................................4三、无功功率的补偿及变压器的选择................................5四、主接线设计..................................................8五、架空双回线导线选择..........................................8六、短路电流计算................................................9七、变电所的一次设备选择和校验.................................12八、继电保护装置配置...........................................19九、变配电所得布置与机构设计...................................21十、防雷装置及接地装置设计.....................................22十一、结束语...................................................23华北电力大学供电课程设计4一、原始材料分析工厂概况某化纤毛纺厂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，本厂规模为万锭精梳化纤毛织染整联合厂。全部生产化纤产品，全年生产能力为230万米，其中厚织物占50%，中织物占30%，薄织物占20%，全部产品中以腈纶为主体的混纺物占60%，以涤纶为主的混纺物占40%。二、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2-1所示。表2-1：全厂负荷计算相关计算公式：30P=NScos30P=PK30P30Q=30Ptg30Q=QK30Q序号车间或用电单位名称设备容量(kW)xKcostg计算负荷变压器台数及容量PKQK30P(kW)30Q(kVar)30S(kVA)1制条车间3400.80.80.75272204340SL7-1000/101000kVA*10.90.92纺纱车间3400.80.80.752722043403软水站86.10.650.80.7555.9741.9869.964锻工车间36.90.30.651.1711.0712.9517.035机修车间296.20.30.51.7388.86153.72177．726幼儿园12.80.60.61.337.6810.2112.807仓库37.960.30.51.1711.3913.3322.788织造车间5250.80.80.75420315525SL7-1000/101000kVA*10.90.99染整车间4900.80.80.7539229449010浴室1.880.811.5001.5011食堂20.630.750.80.7515.4711.6019.3412独身宿舍200.811601613锅炉房1510.750.80.75113.2584.94141.56SL7-200/10200kVA*20.90.914水泵房1180.750.80.7588.566.38110.6215化验室500.750.80.7537.528.1346.8616卸油泵房280.750.80.752115.7526.25华北电力大学供电课程设计530S=230230QP30S=230230QP三、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cos必须在0.9以上。为此，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、低压补偿和就地补偿相结合。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。根据该工厂的负荷特点，根据这一思路，我们选择在NO.1变电所选择5车间进行就地补偿。在各车间配电变电所进行低压集中补偿并在高压母线上进行高压集中补偿。1、就地补偿：NO.1车间变电所：机修车间:2tanPQQc=153.7288.86×0.484=110.71kVar根据《供电技术》233页表26知并列电容器的标称容量选择8个BW0.4-14-3/8，即补偿容量为112kVar。2、低压集中补偿(1)对NO.1变电所0.4kV母线:QB2=∑Q×K∑Q—∑P×K∑P×tanφQB1=640.19×0.9-718.97×0.9×0.484-112=150.99kVar采用11个型号为BW0.4-14-3/11进行低压集中补偿，补偿容量为154kVar。(2)对NO.2变电所0.4kV母线:QB2=∑Q×K∑Q—∑P×K∑P×tanφ—QB1=620.6×0.9-844.97×0.9×0.484=190.23kVar采用3个型号为BW0.4-14-3/3和3个型号为BW0.4-50-3/3进行低压集中补偿，补偿容量为192kVar。(3)对NO.3变电所0.4kV母线:QB2=∑Q×K∑Q—∑P×K∑P×tanφ—QB1=195.2×0.9-260.25×0.9×0.484=62.24kVar采用1个型号为BW0.4-12-3/1和1个型号为BW0.4-50-3/1进行低压集中补偿，补偿容量为62Var。3、变压器的选择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华北电力大学供电课程设计6偿才能选出合适的容量。（1）NO.1变压器取0.9PK，9.0QK30P=PK30P=647.07KW30Q=QK30Q=310.17kVar30S=230230QP=717.57KVA考虑25%裕量：S=717.57（1+25%）=896.96kVar根据《供电技术》222页表4选SL7-1000/10接线方式Y,y0n该变压器的参数为：5.4%%5.2%11600180000kkUIWPWP230NTCuFeTSSPPP=1800+11600×2100057.717=7.77kVar2100%100%NTcNTNTTSSSUSIQ=2100057.71710001005.410001005.2=48.17kVar高压侧计算负荷PC.HV1=∑P30+PT=654.84KWQC.HV1=∑Q30+QT=358.34kVar（2）NO.2变压器30S=230230QP=844.20KVA考虑15%裕量：S=844.20X（1+15%）=970.83kVar根据《供电技术》222页表4选SL7-1000/10接线方式Y,y0n该变压器的参数为：5.4%%5.2%11600180000kkUIWPWP230NTCuFeTSSPPP=1800+11600×2100020.844=10.07kVar华北电力大学供电课程设计72100%100%NTcNTNTTSSSUSIQ=2100020.84410001005.410001005.2=57.07kVar高压侧计算负荷PC.HV1=∑P30+PT=770.54KWQC.HV1=∑Q30+QT=423.61kVar（3）NO.3变压器30S=230230QP=260.35KVA选SL7-200/10两台接线方式Y,y0n该变压器的参数为：%4%%5.3%340054000kkUIWPWP230NTCuFeTSSPPP=540+3400×220035.2605.0=1.98kVar2100%100%NTcNTNTTSSSUSIQ=220035.2605.020010042001005.3=10.39kVarPC.HV1=∑P30+PT=236.30KWQC.HV1=∑Q30+QT=124.07kVar4、高压集中补偿：以上在车间和车变补偿之后，在高压侧的有功和无功变为各个车间变电所高压侧的有功，无功之和。于是高压侧的有功与无功为：∑PC=PC.HV1+PC.HV2+PC.HV3=654.84+770.54+230.30=1661.68KW∑QC=QC.HV1+QC.HV2+QC.HV=358.34+423.61+124.07=906.02kVar∑SC=1892.63KVAcos=1661.68/1892.63=0.8780QB=∑QC-∑PCtanφ=101.23kVar选用两个型号为BWF10.5-40-1W/2和一个型号为BWF10.5-22-1W/1进行高华北电力大学供电课程设计8压集中补偿，补偿容量为102kVar四、主接线设计本厂主接线设计方案主要有三种较优方案，分别是（1）单母线分段，桥型接线，（2）简单单母线，（3）10kV、0.4kV母线均采用单母线分段接线。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10kV母线选用单母线分段接线方式，在NO.3车变中两台变压器互为暗备用。采用这种接线方式的有点主要是可靠性和经济性比较好。单母线分段提高了三个车间供电的可靠性。正常运行时，分段断路器闭合。当任一段母线故障时，分段断路器在继电保护装置作用下断开，将故障母线和非故障段隔开，保障非故障段母线所带负荷的供电可靠性。五、架空双回线导线选择IC=𝑆𝐶√3𝑈𝑁=1892.36√310=109.27A1、按经济电流密度选择P=0.7元/kwhTMAX=6000h查表得JN=0.8A/min2A=Imax/JN=109.27/0.8=136.6mm2选择LJ—150裸铝导线2、热稳定校验LJ-150裸铝导线户外30度时允许载流量为414AKT==0.94I=0.94414=389.16满足发热条件3、机械强度校验10KV下二级架空线铝绞线满足机械强度需A16mm2，所选15016mm2满足机械强度要求4、电压损失校验△U%=