某厂降压变电所电气部分设计

电力工程基础课程设计说明书某厂降压变电所电气部分设计目录1绪论..............................................................12相关计算.........................................................22.1负荷计算........................................................22.2无功功率补偿....................................................43变电所位置与型式的选择...........................................54变电所主变压器及主接线方案的选择.................................64.1变电所主变压器的选择............................................64.2变电所主接线方案的选择.........................................74.3主接线方案的技术经济比较.......................................85短路电流的计算...................................................95.1绘制计算电路...................................................95.2确定短路计算基准值.............................................95.3计算短路电路中个元件的电抗标幺值...............................95.4k-1点（10.5kV侧）的相关计算..................................105.5k-2点（0.4kV侧）的相关计算...................................106变电所一次设备的选择校验........................................116.110kV侧一次设备的选择校验......................................116.2380V侧一次设备的选择校验......................................136.3高低压母线的选择..............................................137变压所进出线与邻近单位联络线的选择..............................147.110kV高压进线和引入电缆的选择..................................147.2380低压出线的选择.............................................147.3作为备用电源的高压联络线的选择校验............................178变电所二次回路方案的选择与继电保护的整定........................188.1变电所二次回路方案的选择.......................................188.2变电所继电保护装置.............................................198.3装设电流速断保护...............................................198.4作为备用电源的高压联络线的继电保护装置.........................209降压变电所防雷与接地装置的设计..................................219.1变电所的防雷保护...............................................219.2变电所公共接地装置的设计.......................................2110工厂的主接线图..................................................2311心得............................................................23参考文献..........................................................241绪论工厂供电，就是指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂配电。众所周知，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。工厂供电工作要很好地为工业生产服务，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并做好节能工作，就必须达到以下基本要求：（1）安全在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。（2）可靠应满足电能用户对供电可靠性的要求。（3）优质应满足电能用户对电压和频率等质量的要求（4）经济供电系统的投资要少，运行费用要低，并尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗量。此外，在供电工作中，应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，既要照顾局部的当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应发展。2相关计算2.1负荷计算1单组用电设备计算负荷的计算公式a)有功计算负荷（单位为KW）30P=dKeP，dK为系数b)无功计算负荷（单位为kvar）30Q=30Ptanc)视在计算负荷（单位为kvA）30S=cos30Pd)计算电流（单位为A）30I=NUS330,NU为用电设备的额定电压（单位为KV）2多组用电设备计算负荷的计算公式a)有功计算负荷（单位为KW）30P=ipPK30式中iP30是所有设备组有功计算负荷30P之和，pK是有功负荷同时系数，可取0.85~0.95b)无功计算负荷（单位为kvar）30Q=iqQK30，iQ30是所有设备无功30Q之和；qK是无功负荷同时系数，可取0.9~0.97c)视在计算负荷（单位为kvA）30S=230230QPd)计算电流（单位为A）30I=NUS330经过计算，得到各厂房和生活区的负荷计算表，如表2.1所示（额定电压取380V）表2-1各厂房和生活区的负荷计算表厂房编号厂房名称负荷类别设备容量KWPe需要系数Kdcostan计算负荷P30/KWQ30/kvarS30/KVAI30/A1铸造车间动力3000.30.651.1790105.3138.46照明80.81.006.406.4小计3081.1338.8105.3144.86220.12锻压车间动力3200.20.651.176474.8898.46照明80.71,005.605.6小计3280.9295.274.88104.06158.13金工车间动力3700.30.651.17111129.87170.77照明70.81.005.605.6小计3771.1414.7129.87176.42684工具车间动力3000.350.651.17105122.85189照明90.91.008.108.1小计3091.25386.25122.85197.1299.55电镀车间动力3000.60.750.88180158.4240照明80.71.005.605.6小计3081.3400.4158.4245.6373.26热处理车间动力1300.60.750.887868.64104照明60.91.005.405.4小计1361.520468.64109.4166.27装配车间动力1300.30.701.023939.7855.71照明70.81.005.605.6小计1371.1150.739.7861.3193.28机修车间动力1600.20.651.173237.4449.23照明40.71.002.802.8小计1640.9147.637.4452.0379.19锅炉房动力800.80.750.886456.3285.33照明20.71.001.401.4小计821.512356.3286.73131.810仓库动力250.40.80.62106.212.5照明10.71.000.700.7小计261.128.66.213.220.111生活区照明3400.80.90.3327289.76302.22459.2总计（380V侧）动力21152761.25820.871492.912268.5照明400计入pK=0.9qK=0.850.752485.13697.742.2无功功率补偿无功功率的人工补偿装置：主要有同步补偿机和并联电抗器两种。由于并联电抗器具有安装简单、运行维护方便、有功损耗小以及组装灵活、扩容方便等优点，因此并联电抗器在供电系统中应用最为普遍。由表2.1可知，该厂380V侧最大负荷时的功率因数只有0.75。而供电部门要求该厂10KV进线侧最大负荷时功率因数不低于0.91。考虑到主变压器的无功损耗元大于有功损耗，因此380V侧最大负荷时功率因数应稍大于0.91，暂取0.93来计算380V侧所需无功功率补偿容量：CQ=30P(tan1-tan2)=766.62[tan(arccos0.75)-tan(arccos0.93)]=373.10kvar参照图2-1，选PGJ1型低压自动补偿评屏，参考《工厂供电设计指导》（下用《工》表示）表2-11，应并联电容器为BW0.4-14-3型，采用其方案1（主屏）1台与方案3（辅屏）4台相结合，总共容量为84kvar5=420kvar。补偿前后，变压器低压侧的有功计算负荷基本不变，而无功计算负荷'30Q=（697.7-420）kvar=277.7kvar，视在功率2'30230'30QPS=815.37kVA，计算电流NUSI3'30'30=1238.82A,功率因数提高为cos'='3030SP=0.940。在无功补偿前，该变电所主变压器T的容量为应选为1250kVA,才能满足负荷用电的需要；而采取无功补偿后，主变压器T的容量选为1000kVA的就足够了。同时由于计算电流的减少，使补偿点在供电系统中各元件上的功率损耗也相应减小，因此无功补偿的经济效益十分可观。因此无功补偿后工厂380V侧和10kV侧的负荷计算如表3所示。图2-1PGJ1型低压无功功率自动补偿屏的接线方案表2-2无功补偿后工厂的计算负荷项目cosφ计算负荷P30/KWQ30/kvarS30/kVAI30/A380V侧补偿前负荷0.75766.62697.71036.571574.96380V侧无功补偿容量-420380V侧补偿后负荷0.94766.62277.7815.371238.86主变压器功率损耗0.015S30=15.550.06S30