《某电机修造厂变电所设计》

西南科技大学自动化专业方向设计报告设计名称：某电机修造厂变电所设计姓名：学号:班级：指导教师：起止日期：2012.10.15--_2012.11.15西南科技大学信息工程学院制2方向设计任务书学生班级：学生姓名：学号：设计名称：某电机修造厂变电所设计起止日期：2012.10.15—2012.11.15指导教师：设计要求：1、进行车间的负荷计算及无功补偿；2、确定车间变电所主变压器形式、容量和数量；3、车间变电所主接线方案的设计；4、进行短路计算；5、车间变电所一次设备的选择与校验；6、车间变电所高低压进出线的选择与校验；7、确定车间配电系统布线方案；8、选择配电系统的导线及控制保护设备；9、绘制相关图纸，图中注明所选设备名称、型号等内容。某电机修造厂变电所设计摘要本设计是机械厂机加工车间的配电系统及车间变电所供电系统。本文首先进行了负荷计算，根据功率因数的要求在低压母线侧进行无功补偿，进而确定对主变器容量、台数，从经济和可靠性出发确定主接线方案。其次，通过短路电流计算出最大运行方式和最小运行方式下的短路电流，确定导线型号及各种电气设备。最后根据本厂对继电保护要求，确定相关的保护方案和二次回路方案。本设计采用需用系数法进行负荷计算，无功功率补偿采用低压侧电容并联补偿方法，这种方法能补偿低压侧以前的无功功率、经济效益比较好。根据机械加工车间用电特点和需求，主接线方案采用了高压侧无母线、低压侧单母线分段的主接线方案。根据干式变压器与油浸变压器在经济和安装条件对比，选择两台SC9-500/10系列干式变压器。在仔细研究各负荷的实际数据，并严格按照国家规定，依照以上设计步骤设计本供电系统设计方案，以到达提高生产效益的目的。关键词：配电系统；负荷计算；主接线；变电所；短路计算AbstractThisdesignisthefactorymachiningworkshopofdistributionsystemandworkshopsubstationpowersupplysystem.Thispaperconductedaloadcalculation,accordingtotherequirementsofpowerfactorinthelow-pressuresideofthebusreactivepowercompensation,andtodeterminethecapacityofthetransformerdevice,thenumberofunits,startingfromtheeconomicandreliabilitytodeterminethemainterminalprogram.Secondly,calculatethemaximumshortcircuitcurrentoperationmodeandminimumoperatingmodeoftheshortcircuitcurrenttodeterminethewiretypeandvarietyofelectricalequipment.Finally,accordingtothefactoryonprotectionrequirements,identifyrelevantprogramsandsecondarycircuitprotectionprogram.Thisdesignusestheneedcoefficientmethodfortheloadcalculation,reactivepowercompensationcapacitorinparallelwithlow-pressuresideofthecompensationmethod,thismethodcancompensateforlow-voltagesideofthepreviousreactivepower,economicefficiencyisbetter.Accordingtomachineshopcharacteristicsandneedsofelectricity,themainconnectionschemesusingnon-bushighside,lowsideofthesingle-bussectionoftheMainWiring.Accordingtodry-typetransformersandoilimmersedtransformersandinstallationconditionsintheeconomycomparedtoselecttwoSC9-500/10seriesofdry-typetransformers.Onlythencarefullystudiesthefactorytheactualdata,strictlystipulatedaccordingtothecountry,andonlythenmaydesignaneconomyreliablepowersupplysystemthroughtheabovedesignprocedure,thusarrivestheenhancementproductionbenefitthegoal.Keywords:LowVoltageDistributionSystem;LoadCalculation;MainConnection;Substation;Shortcircuitcalculation目录一、设计依据1工厂平面布置图12工厂生产任务、规模及产品规格13工厂各车间负荷情况及车间变电所的容量14供电协议5工厂负荷性质6工厂自然条件2设计任务及要求21负荷计算22.1.1负荷计算的方法及其适用范围22.1.2需用系数法22.1.3负荷确定42.2无功功率补偿52.2.1无功功率补偿概念52.2.2无功补偿提高功率因数的意义52.3无功补偿容量计算62.3.1无功功率补偿方式选择62.3.2无功补偿容量的确定82.3.3补偿容量计算93变电所主接线方案设计及变压器选择103.1变电所主变压器台数与容量选择103.1.1选择主变压器台数时应考虑下列原则103.1.2主变压器的确定113.2总配变电所的主接线方案比较选择1一、设计依据1．工厂总平面布置图图1工厂平面图2．工厂生产任务、规模及产品规格：本厂承担某大型钢铁联合企业各附属厂的电机、变压器修理和制造任务。年生产规模为修理电机7500台，总容量为45万KW：制造电机总容量为6万KW，制造单机最大容量为5520KW：修理变压器500台：生产电气设备条件60万件。本厂为某大型钢铁联合企业重要组成部分。3．工厂各车间负荷情况及车间变电所的容量见下表工厂各车间负荷情况及车间变电所的容量表序号车间名称设备容量（KW）计算负荷车间变电所代号变压器台数及容量kVAP30kWQ30kvarS30kVA1电机修造车间2505609500788No.1车变1x10002机械加工车间886163258305No.2车变1x4003新品试制车间634222336403No.3车变1x5004原料车间514310183360No.4车变1x4005备件车间562199158254No.5车变1x3156缎造车间150365868No.6车变1x1007锅炉房269197172262No.7车变1x3158空压站322181159241No.8车变1x3159汽车库53302740No.9车变1x8010大线圈车间335187118221No.10车变1x25011半成品实验站365287464No.11车变1x50012成品实验站2290640480800No.12车变1x100013加压站(10kv转供2561631392141x250负荷)14设备处仓库（10kv转供负荷）3382884441x50015成品实验站内大型集中负荷3600288023003686主要为高压整流装置，要求为专线供电图2各车间设备参数4．供电协议1)当地供电部门可提供两个供电电源，供设计部门选定：①从某220／35kv区域变电站提供电源，此站距厂南侧4.5km。②从某35／10kv变电所，提供10kv备用电源，此所距厂南侧4km。2)电力系统短路数据，如下表所示。其供电系统图，如下图所示。区域变电站35kV母线短路数据表系统运行方式系统短路数据系统运行方式系统短路数据系统最大运行方式时S(3)k。max=600MVA系统最小运行方式时S(3)k。min=280MVA图3供电系统图3)供电部门对工厂提出的技术要求：1、区域变电站35kv馈电线的过电流保护整定时间tOP＝1.8s，要求工厂总降压变电所的过电流保护整定时间不大于1.3s。2、在工厂35kv电源侧进行电能计量。3、工厂最大负荷时功率因数应不低于0.9。4)供电贴费为700元／kvA。每月电费按两部电费制：基本电费为18元／kVA，动力电费为0.4元/kW.h，照明电费为0.5元／kW．h。5．工厂负荷性质本厂大部分车间为一班制，少数车间为两班或三班制，年最大有功负荷利用小时数为2300h。锅炉房供生产用高压蒸汽，停电会使锅炉发生危险。又由于该厂距离市区较远，消防用水需厂方自备。因此，锅炉房供电要求具有较高的可靠性。6．工厂自然条件气象资料1)最热月的平均温度为30℃。2)地中最热月的平均温度为20℃。3)土壤冻结深度为1.10m。4)车间环境，属正常干燥环境。二、设计任务与要求序号车间名称设备容量（KW）计算负荷车间变电所代号变压器台数及容量kVAP30kWQ30kvarS30kVA1电机修造车间2505609500788No.1车变1x10002机械加工车间886163258305No.2车变1x4003新品试制车间634222336403No.3车变1x5004原料车间514310183360No.4车变1x4005备件车间562199158254No.5车变1x3156缎造车间150365868No.6车变1x1007锅炉房269197172262No.7车变1x3158空压站322181159241No.8车变1x3159汽车库53302740No.9车变1x8010大线圈车间335187118221No.10车变1x25011半成品实验站365287464No.11车变1x50012成品实验站2290640480800No.12车变1x100013加压站(10kv转供负荷)2561631392141x25014设备处仓库（10kv转供负荷）3382884441x50015成品实验站内大型集中负荷3600288023003686主要为高压整流装置，要求为专线供电图4工厂设备参数图1、进行负荷计算及无功补偿；1)负荷计算的方法：有功计算负荷为edPKP30（eP为设备容量）无功计算负荷为tan3030PQ（tan为对应于用电设备组cos的正切值）视在计算负荷为23023030QPS总的计算电流为NUSI33030（NU为额定电压380V）2）全厂负荷计算：取Kp=0.92;Kq=0.95根据上表可算出：∑P30i=6520kW;∑Q30i=5463kvar则P30=K∑P∑P30i=0.92×6520kW=5999kWQ30=K∑q∑Q30i=0.95×5463kvar=5190kvar23023030QPS≈7932KV·AI30=S30/3NU≈94.5Acos=P30/S30=5999/7932≈0.753）功率补偿:由于本设计中上级要求COSφ≥0.9,而由上面计算可知cos=0.750.9，因此需要进行无功补偿。综合考虑在这里采用并联电容器进行高压集中补偿。可选用BWF6.3-100-1W型的电容器，其额定电容为2.89µFCQ=5999×（tanarccos0.75-tanarcos0.92）Kvar=2735Kvar取CQ=2800Kvar,因此,电容器的个数为：n=CQ/cq=2800/100=28而由于电容器是单相的，其个数应为3的倍数，所以应