课程设计报告某化纤厂降压变电所电气设计

..实训题目：某化纤厂降压变电所电气设计院系：信息工程与自动化学院自动化系专业班级：测控101班姓名：学号：指导教师：..第一部分设计任务书一、设计题目某化纤厂降压变电所电气设计二、设计摘要电力行业的发展直接关系到国家经济建设的兴衰成败，它为现代工业、农业、科学技术和国防提供必不可少的动力。以发电厂电气部分、高电压技术、继电保护等专业知识为理论依据，主要对该厂变电站高压部分进行毕业设计训练。设计步骤主要包括：符合统计、负荷计算、方案比较、供电方式确定、短路电流计算、电气设备选择与继电保护整定以及防雷接地等内容。三、设计要求根据本厂用电负荷，并适当考虑生产的发展，按安全可靠，技术先进，经济合理的要求，确定工厂变电所的位置与型式，通过负荷计算，确定主变压器台数以容量，进行短路电流计算，选择变电所的主接线及高、低压电气设备，选择整定继电保护装置，最后按要求写出设计计算说明书，绘出设计图纸。四、设计资料设计工程项目情况如下（1）工厂总平面图见图1..图1某化学纤维厂总平面图（2）工厂负荷数据：本工厂多数车间为3班制，年最大负荷利用小时数6400小时，本厂负荷统计资料见表1，组合方案见表2表1某化学纤维厂负荷情况表序号车间设备名称安装容量（KW）KdtanφCosφ计算负荷P(Kw)Q(Kvar)1纺练车间纺丝机2200.800.78筒搅机560.750.75烘干机700.751.02脱水机180.600.80通风机2400.700.75淋洗机220.750.78变频机9500.800.70传送机300.800.70小计2原液车间照明11600.750.70小计3酸站照明3100.650.70小计4锅炉房照明2700.750.75小计5排毒车间照明1400.700.60小计6其他车间照明2400.700.75小计7..8910全厂计算负荷总计1112表2组合方案序号纺练车间原液车间酸站锅炉房排毒车间其他附属车间1ABCDEF2ABDEFC3ABEFCD4ABFCDE5BACDEF6BADEFC7BAEFCD8BAFCDE（3）供电电源情况：按与供电局协议，本厂可由东南方19公里处的城北变电所110/38.5/11kV，50MVA变压器供电，供电电压可任选。另外，与本厂相距5公里处的其他工厂可以引入10kV线路做备用电源，弹容量只能满足本厂负荷的30%重要负荷，平时不准投入，只在本厂主要电源故障或检修时投入。（4）电源的短路容量（城北变电所）：35kV母线的出线断路器断流容量为1500MVA，10kV母线的出线断路器断流容量为350MVA。（5）供电局要求的功率因数：当35kV供电时，要求工厂变电所高压侧Cosφ≥0.9；当10kV供电时，要求工厂变电所高压侧Cosφ≥0.95。（6）电费制度：按两部制电费计算。变压器安装容量每1kVA为15元/月，动力电费为0.3元/kWh，照明电费为0.55/（kW·h）。（7）气象资料：本厂地区最高温度为38℃，最热月平均最高气温29℃,最热月地下0.8m处平均温度为22℃，年主导风向为东风，年雷暴雨日数为20天。（8）地质水文资料：本厂地区海拔60m，底层以砂黏土为主，地下水位为2m。四、设计任务书（一）设计任务书说明设计计算的内容，按下列标题及顺序，逐项计算并加以说明。..一、各车间计算负荷和无功补偿二、各车间变电所的设计选择三、工厂总降压变电所及接入系统设计四、短路电流计算五、变电所高低压电气设备的选择六、继电保护的配置七、收获和体会八、参考文献（二）设计图纸1.工厂变电所设计计算用电气主接线简图2.变电所供电平面布置图第二部分设计计算书一、各车间计算负荷和无功补偿（需要系数法）（一）纺练车间1.单台机械负荷计算（1）纺丝机已知：e=220,=0.80tan=dPkWK，φ0.78。故：30==220X0.80=176(kW)edPPK3030Q=tan=176X0.78=137.28(var)Pkφ（2）筒绞机已知：e=56,=0.75tan=dPkWK，φ0.75。故：30==56X0.75=42(kW)edPPK3030Q=tan=42X0.75=31.5(var)Pkφ..（3）烘干机已知：e=70,=0.75tan=1.02dPkWK，φ。故：30==70X0.75=52.5(kW)edPPK3030Q=tan=52.5X1.02=53.55(var)Pkφ（4）脱水机已知：e=18,=0.60tan=0.80dPkWK，φ。故：30==18X0.60=10.8(kW)edPPK3030Q=tan=10.8X0.80=8.64(var)Pkφ（5）通风机已知：e=240,=0.70tan=0.75dPkWK，φ。故：30==240X0.70=168(kW)edPPK3030Q=tan=168X0.75=126(var)Pkφ（6）淋洗机已知：e=22,=0.75tan=0.78dPkWK，φ。故：30==22X0.75=16.5(kW)edPPK3030Q=tan=16.5X0.78=12.87(var)Pkφ（7）变频机已知：e=950,=0.80tan=0.70dPkWK，φ。故：30==950X0.80=760(kW)edPPK3030Q=tan=760X0.70=532(var)Pkφ（8）传送机已知：e=30,=0.80tan=0.70dPkWK，φ。故：30==30X0.80=24(kW)edPPK3030Q=tan=24X0.70=16.8(var)Pkφ纺练车间单台机械负荷计算统计见表3..表3纺练车间单台机械负荷计算统计表序号车间设备名称安装容量（KW）Kdtanφ计算负荷P(Kw)Q(Kvar)1纺丝机2200.800.78176137.282筒搅机560.750.754231.53烘干机700.751.0252.553.554脱水机180.600.8010.88.645通风机2400.700.751681266淋洗机220.750.7816.512.877变频机9500.800.707605328传送机300.800.702416.8小计16061249.8918.642.车间计算负荷统计（计及同时系数）取同时系数：Q=0.9=0.95PKKΣΣ，3030==0.9X1249.8=1124.82(kW)PPKΣΣP30Q30Q=Q=0.95X918.64=872.708(var)KkΣΣ2222303030=+Q=1124.82+872.708=1423.67kSP（VA）（二）其余车间照明负荷计算1.原液车间已知：e=1160,=0.75tan=0.70dPkWK，φ。故：30==1160X0.75=870(kW)edPPK3030Q=tan=870X0.70=609(var)Pkφ2222303030=+Q=870+609=1061.97kSP（VA）2.酸站照明已知：e=310,=0.65tan=0.70dPkWK，φ。故：30==310X0.65=201.5(kW)edPPK3030Q=tan=201.5X0.70=141.05(var)Pkφ..2222303030=+Q=201.5+141.05=245.96kSP（VA）3.锅炉房照明已知：e=270,=0.75tan=0.75dPkWK，φ。故：30==270X0.75=202.5(kW)edPPK3030Q=tan=202.5X0.75=151.875(var)Pkφ2222303030=+Q=202.5+151.875=253.125kSP（VA）4.排毒车间已知：e=140,=0.70tan=0.60dPkWK，φ。故：30==140X0.70=98(kW)edPPK3030Q=tan=98X0.60=58.8(var)Pkφ2222303030=+Q=98+58.8=114.29kSP（VA）5.其他车间已知：e=240,=0.70tan=0.75dPkWK，φ。故：30==240X0.70=168(kW)edPPK3030Q=tan=168X0.75=126(var)Pkφ2222303030=+Q=168+126=210kSP（VA）各车间计算负荷统计见表4表4各车间计算统计列表序号车间设备名称安装容量（KW）30P(Kw)30Q(Kvar)30S（kVA）1纺练车间16061124.82872.711423.672原液车间照明11608706091061.973酸站照明310201.5141.05245.964锅炉房照明270202.5151.87253.13..55排毒车间照明1409858.8114.296其他车间照明240168126210二、各车间变电所的设计选择（一）各车间变电所位置及全场供电平面草图根据地理位置及各车间计算负荷大小，决定设立3个车间变电所，各自供电范围如下：变压所I：纺练车间、锅炉房。变压所II：原液车间、办公及生活区。变压所III：排毒车间、其他车间、酸站。全厂供电平面图见图2图2全厂供电平面图（二）各车间变压器台数及容量选择1.变压所I变压器台数及容量选择。（1）变压所I的供电负荷统计。同时系数取：Q=0.9=0.95PKKΣΣ，303030=(+)=0.9X(1124.83+202.5)=1194.60(kW)PPKΣ锅纺ΣPP303030Q=(+Q)=0.95X(872.71+151.88)=973.36(var)KQkΣQ锅纺Σ..（2）变压所I的无功补偿（提高功率因数到0.9以上）。无功补偿试取：=400varcQk补偿以后：30=973.36-400=573.36varQk30222230301194.60cos===0.9020.90+(Q-)1194.60+(973.36-400)cPPQΣφΣΣ2213030=+(Q-)=1325.07(kVA)cSPQΣΣ（3）变压所I的变压器选择。为保证供电的可靠性，选用两台变压器（每台可供车间总负荷的70%）：11=0.7=0.7X1325.07=927.55(kVA)NTSS选择变压器型号为SL7系列，额定容量为1000kVA，两台。查表得出变压器的各项参数：空载损耗0P=1.8kWΔ负载损耗P=11.6kkWΔ阻抗电压%=4.5kU空载电流0%=1.1I（4）计算每台变压器的功率损耗(n=1).30111S==X1325.07=662.535(kVA)22S2230T0S1662.535P=P+P()=1.8+11.6X()=6.89()nS1000kNnkWΔΔΔ22030T%S%1662.535=+P()=11+45X()=30.75()100n100S1000kNNNIUnSSkvarΔQ也可用简化公式：T30P0.015=0.015X662.535=9.94(kW)SΔ≈T300.06=0.06X662.535=39.75(var)SkΔQ≈2.变压所II变压器台数及容量选择（1）变压所II的供电负荷统计..30=870kWP30Q=609vark（2）变压所II的无功补偿（提高功率因数到0.9以上）无功补偿试取：=200varcQk补偿以后：30=609-200=409varQk3022223030870cos===0.9050.90+(Q-)870+(609-200)cPPQφ22II3030=+(Q-)=961.34(kVA)cSPQ（3）变压所II的变压器选择。为保证供电的可靠性，选用两台变压器（每台可供车间总负荷的70%）：IIII=0.7=0.7X961.34=672.94(kVA)NTSS选择变压器型号为SL7系列，额定容量为630kVA（附带供电给办公及生活区）。查表得出变压器的各项参数：空载损耗P=1.3UkWΔ负载损耗P=8.1KkWΔ阻抗电压%=4.5kU空载电流0%=2.0I（4）计算每台变压器的功率损耗30II11S==X961.34=480.67(kVA)22S2230T0S1480.67P=P+P()=1.3+8.1X()=6.02(