石油二机厂降压变电所的电气设计

中国地质大学长城学院本科课程设计题目:石油二机厂降压变电所的电气设计系别信息工程系学生姓名专业电气工程及其自动化学号指导教师职称高级工程师2014年6月14日目录前言........................................................................11设计任务书...................................................................21.1设计题目.............................................................21.2设计要求.............................................................21.3设计依据.............................................................32负荷计算和无功功率补偿.......................................................32.1负荷的计算...........................................................42.2无功功率的补偿.......................................................43变电所位置和型式的选择.......................................................54变电所主变压器台数和容量及主结线方案的选择...................................54.1变压器台数选择的原则.................................................64.2变电所主变压器的选择.................................................64.3变电所主接线方案的选择...............................................75短路电流的计算...............................................................85.1绘制计算电路.........................................................95.2确定短路计算基准值...................................................96变电所一次设备的选择的选择校检...............................................96.1变电所高压一次设备的选择............................................106.2变电所高压一次设备的校验............................................106.3变电所低压一次设备的选择与校验......................................117变电所高低压线路的选择......................................................127.1高压线路的选择.......................................................127.2低压线路的选择.......................................................128变电所二次回路方案的选择与继电保护的整定....................................138.1变电所二次回路的选择.................................................138.2变电所继电保护装置..................................................149收获和体会..................................................................1610参考文献...................................................................17中国地质大学长城学院2011级供配电实训报告第1页共17页前言课程设计是教学过程中的一个重要环节，通过课程设计可以巩固本课程理论知识，掌握供配电设计的基本方法，通过解决各种实际问题，培养独立分析和解决实际工程技术问题的能力，同时对电力工业的有关政策、方针、技术规程有一定的了解，在计算、绘图、设计说明书等方面得到训练，为今后的工作奠定基础。本设计可分为九部分：负荷计算和无功功率计算及补偿；变电所位置和形式的选择；变电所主变压器台数和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；变电所高、低压线路的选择；变电所二次回路方案选择及继电保护的整定；防雷和接地装置的确定；心得和体会；附参考文献。中国地质大学长城学院2011级供配电实训报告第2页共17页设计任务书1.1设计题目石油二机厂降压变电所的电气设计1.2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，选择变电所主结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，最后定出设计说明书。1.3设计依据1.工厂平面图中国地质大学长城学院2011级供配电实训报告第3页共17页2．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为3500h，日最大负荷持续时间为8h。该厂除铸造车间、电镀车间和锅炉房属二级负荷外，其余均属三级负荷。低压动力设备均为三相，额定电压为380V。照明及家用电器均为单相，额定电压为220V。工厂负荷统计资料厂房编号用电单位名称负荷性质设备容量kW需要系数功率因数1铸造车间动力3000.40.7照明60.71.02锻压车间动力4000.30.65照明80.71.03金工车间动力4000.30.65照明90.71.04电镀车间动力2000.60.8照明70.71.05热处理车间动力2000.60.8照明80.71.06装配车间动力2000.40.7照明70.71.07机修车间动力2000.30.65照明40.71.08锅炉房动力800.60.65照明20.71.09仓库动力200.30.7照明20.71.0生活区照明2000.71.03．供电电源情况：按照工厂与当地供电部门签订的供用协议规定，本厂可由附近一条10kV的公用电源干线取得工作电源。该干线的走向参看工厂总平面图。该干线的导线牌号为LGJ—95导线为等边三角形排列，线距为1m；干线首端（即电力系统的馈电变电电站）距离本厂约10km，该干线首端所装高压断路器中国地质大学长城学院2011级供配电实训报告第4页共17页500MVA，此断路器配备有定时限过电流保护和电流速断保护，其定时限过电流保护整定的动作时间为2s。为满足工厂二级负荷的要求，可采用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达100km，电缆线路总长度达30km。4.气象资料本厂所在地区的年最高气温为38℃，年平均气温为23℃，年最低气温为-8℃，年最热月平均最高气温为33℃，年最热月平均气温为26℃，年最热月地下0.8处平均温度为25℃。当地主导风向为东北风，年雷暴是数为20。5.工厂最大负荷时的功率因数不得低于0.92。2负荷计算和无功功率计算及补偿2.1负荷计算和无功功率计算在负荷计算时，采用需要系数法对各个车间进行计算，并将照明和动力部分分开计算，照明部分最后和宿舍区照明一起计算。具体步骤如下。1.铸造车间：动力部分，取设备容量是300kWAVVASP06.308k38.0732.102.75k2IkVA75.202418.1527.133vark418.15214.17.133QkW7.3310.3538230(21)22)21(3030(21)(21)30照明部分：取设备容量是10kW30(22)100.88PkWkW；30(22)0Q2.金工车间：动力部分，取设备容量是482kWAVVASP84.301k38.0732.1198.66kIkVA66.1981436.15432.125vark1436.15423.132.125QkW32.1250.2648230(31)22)31(3030(31)(31)30照明部分：取设备容量是10kW：30(42)100.88PkWkW；30(42)0Q3.电镀车间：动力部分，取设备容量是382kW中国地质大学长城学院2011级供配电实训报告第5页共17页AVVASP51.386k38.0732.1254.38kIkVA38.25492.15864.198vark92.15880.064.198QkW64.1980.5238230(41)22)41(3030(41)(41)30照明部分：取设备容量是10kW30(62)100.88PkWkW；30(62)0Q4.装配车间：动力部分，取设备容量是282kWAVVASkP05.217k38.0732.1142.85kIkVA85.14251.10052.101var51.10099.052.101QkW52.1010.3628230(51)22)51(3030(51)(51)30照明部分：取设备容量是10kW30(82)100.88PkWkW；30(82)0Q5.机修车间：动力部分，取设备容量是282kWAVVASP24.179k38.0732.1117.97kIkVA97.11765.8796.78vark65.8711.196.78QkW96.780.2828230(61)22)61(3030(61)(61)30照明部分：取设备容量是5kW30(92)50.84PkWkW；30(92)0Q6.生活区照明，kW5.3160.75482(61)30P。30(11)0Q另外，所有车间的照明负荷：kW4030P取全厂的同时系数为：0.95pK，0.97qK，则全厂的计算负荷为：kW108.979)4064.990(95.0)(95.061i30)1(3030PPPivark11.64372.65397.097.0Q61i)1(3030iQkVA51.116611.643108.9792230S；AV38.1772k38.031166.51kVAI302.2无功功率补偿由以上计算可得变压器低压侧的视在计算负荷为：kVA51.116630S这时低压侧的功率因数为：839.051.1166108.979c)2(os为使高压侧的功率因数0.90，则低压侧补偿后的功率因数应高于0.90，取：'cos0.95。要使低压侧的功率因数由0.85提高到0.95，则低压侧需装设的并联电容器容量为：中国地质大学长城学院2011级供配电实训报告第6页共17页var31.313var)95.0arccostan839.0arccos(tan108.979ckkQ取:CQ=335vark则补偿后变电所低压侧的视在计算负荷为：VASk44.1026)33511.643(108.97922)2(30'计算电流AV5