某化纤厂供配电系统设计报告

某化纤厂供配电系统设计报告专业班级：自动化1104班学号：姓名：叶奎指导老师：前言电力行业是国民经济的基础工业，它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。随着现代文明的发展与进步，社会生产和生活对电能供应的质量和管理提出了越来越高的要求。工厂供电系统的核心部分是变电所。因此，设计和建造一个安全、经济的变电所，是极为重要的。电能是现代工业生产的主要能源和动力，做好工厂供电设计对于发展工业生产、实现工业现代化，具有十分重要的意义。工厂供电系统首先要能满足工厂生产和生活用电的需要，其次要确保安全，供电可靠，技术先进和经济合理，并做好节能。本次设计主要包括变电所总体分析、电力系统分析、主接线选择、主变选择、无功补偿设备选择、短路电流的计算、电气设备的选择、防雷设计、配电装置和平面设置等。在主接线设计中，在10KV侧我们把两种接线方式在经济性、灵活性、可靠性三个方面进行比较，最后选择10KV采用单母线分段接线方式，在10KV侧采用单母分段接线方式。因此，必需合理设计变电所各个系统和运用先进的电气设备，这对满足变电所安全供电是极为重要的，而经济性就是要求电气设备的初期投资与运行费用达到经济合理，只有满足这几项要求，才能使工厂生产不受影响本设计根据化纤厂所能取得的供电电源和该厂用电负荷的实际情况，并适当考虑生产的发展，按工厂供电的基本要求，对各车间进行负荷计算和无功补偿；确定出了各变电所的位置及各变电所变压器台数、数量和型式；计算了短路电流；选择了各线路导线截面和变电所高低压设备；配置了继电保护装置、防雷和接地装置；绘出设计图样，完成了化纤厂的供配电系统设计。通过设计可以使我在分析计算，掌握工程设计的技术经济规定，查阅工具书等技能方面得以提高，为以后的工作打下良好的基础。(关键词:变压器变电所设计;负荷统计;短路电流计算;继电保护的配置)目录第一章工厂简介及设计要求某化纤厂供配电系统设计、原始资料1.工厂负荷数据：工厂多数车间为2班制，年最大负荷利用小时数4600小时。工厂负荷统计资料见表1。设计需要考虑工厂5年发展规划负荷（工厂负荷年增长率按2%）。表1：化纤厂负荷情况表序号车间（单位）设备容量Kd计算负荷车间变电所变压器台数及P30Q30S30I30名称/kW/kW/kvar/kVA/A代号容量/kVA1制条车间340车变1×纺纱车间340饮水站86锻工车间37机修车间296幼儿园仓库38小计（KΣ=）2织造车间525车变1×染整车间490浴室、理发室50食堂40单身宿舍500小计（KΣ=）3锅炉房151车变1×水泵房118化验室50油泵房28小计（KΣ=）2.供电电源请况：按与供电局协议，本厂可由16公里处的城北变电所（110/11kV），90MVA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电缆做备用电源，但容量只能满足本厂负荷的20%（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。3.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400MVA；10kV母线的出线断路器断流容量为350MVA。4.电费制度：按两部制电费计算。变压安装容量每1kVA为18元/月，电费为元/kW·h。5.气象资料：本厂地区最高温度为38度，最热月平均最高气温为30度。6.地质水文资料：本厂地区海拔60m，底层以砂粘土为主，地下水位为2m。、设计内容1．总降压变电站设计（1）负荷计算（2）主结线设计：根据设计任务书，分析原始资料与数据，列出技术上可能实现的多个方案，根据改方案初选主变压器及高压开关等设备，经过概略分析比较，留下2～3个较优方案，对较优方案进行详细计算和分析比较，（经济计算分析时，设备价格、使用综合投资指标），确定最优方案。（3）短路电流计算：根据电气设备选择和继电保护的需要，确定短路计算点，计算三相短路电流，计算结果列出汇总表。（4）主要电气设备选择：主要电气设备的选择，包括断路器、隔离开关、互感器、导线截面和型号、绝缘子等设备的选择及校验。选用设备型号、数量、汇成设备一览表。（5）主要设备继电保护设计：包括主变压器、线路等元件的保护方式选择和整定计算。（6）配电装置设计：包括配电装置布置型式的选择、设备布置图。（7）防雷、接地设计：包括直击雷保护、进行波保护和接地网设计。2．车间变电所设计根据车间负荷情况，选择车间变压器的台数、容量，以及变电所位置的原则考虑。3．厂区380V配电系统设计根据所给资料，列出配电系统结线方案，经过详细计算和分析比较，确定最优方案。、要求设计成果1．设计说明书，包括全部设计内容，负荷计算，短路计算及设备选择要求列表；2．电气主接线图（三号图纸）；3．继电保护配置图（三号图纸）；第二章负荷计算及功率因素补偿计算、计算厂总降压变负荷一.计算负荷概念供电系统要能够在正常条件下可靠运行，则其中各个元件（包括电力变压器、开关设备及导线、电缆等）都必须选择得当，除了应满足工作电压和频率的要求外，最重要的就是要满足负荷电流的要求。因此有必要对供电系统中各个环节的电力负荷进行统计计算。通过负荷的统计计算求出的，来选择供电系统中设备。二.计算负荷目的计算负荷是供电设计计算的基本依据，计算负荷确定得是否正确合理，直接影响到电器和导线电缆的选择是否经济合理。如计算负荷确定过大，将使电器和导线选得过大，造成投资和有色金属的消耗浪费，如计算负荷确定过小又将使电器和导线电缆处子过早老化甚至烧毁，造成重大损失，由此可见正确确定计算负荷重要性。三.计算负荷方法目前负荷计算常用需要系数法、二项式法、和利用系数法,前二种方法在国内设计单位的使用最为普遍。此外还有一些尚未推广的方法如单位产品耗电法、单位面积功率法、变值系数法和ABC法等.常采用需用系数法计算用电设备组的负荷时，应将性质相同的用电设备划作一组，并根据该组用电设备的类别，查出相应的需用系数xK，然后按照表一给出的公式求出该组用电设备的计算负荷。此设计采用的是需用系数法来对电力负荷计算的。因为，需用系数是用设备功率乘以需用系数和同时系数，直接求出计算负荷。这种方法简便，应用广泛，尤其适用于配、变电所的负荷计算。采用利用系数法求出最大负荷的平均负荷，再考虑设备台数和功率差异的影响，乘以与有效台数有关的最大系数得出计算负荷，计算过程十分繁琐。而单位面积功率法和单位指标法主要多用于民用建筑；单位产品耗电量法主要适用于某些工业。需要系数法，是把用电设备的总设备容量乘以需要系数和同时系数，直接求出计算负荷的一种简便方法。需要系数法主要用于工程初步设计及施工图设计阶段，对变电所母线、干线进行负荷计算。当用电设备台数较多，各种设备容量相差不悬殊时，其供电线路的负荷计算也采用需要技术法。需要技术时一个综合性系数，它是指用电设备组投入运行时，从供电网络实际取用的功率与用电设备组的设备功率之比。需要系数与用电设备组的运行规律、负荷率、运行效率、线路的供电效率等因数有关，工程上很难准确确定，只能靠测量确定。如果从供电形式的角度来讲：负荷计算可以分为单相和三相用电设备的负荷计算两种形式。从供电系统中所在的位置角度来讲：负荷计算可分为一组用电设备、多组用电设备的负荷计算。但无论是那种形式，用需要系数法确定计算负荷都有如表2的通用公式：表2：公式表、各车间的负荷计算Ⅰ.各车间计算负荷和无功补偿（需要系数法）1.车间1单台机械负荷计算a.制条车间已知：340ePkw，0.80dK，tan0.75故：3400.80272edPPKkw名称公式备注用电设备组的容量Pn—设备的额定容量K－设备组的同时系数KL－设备组的负荷系数e－设备组的平均效率wl－配电线路的平均效率tan－对应用电设备组cos的正切值cos－用电设备组的平均功率因数UN－用电设备组的额定电压以上参数由用电设备组计算负荷直接相加来计算时取。用电设备组有功计算负荷需要系数无功计算负荷视在计算负荷计算电流有功负荷的同时系数无功负荷的同时系数总的有功计算负荷总的无功计算负荷总的视在计算负荷b.纺纱车间已知：340ePkw，0.80dK，tan0.75。故：3400.80272edPPKkwc.饮水站已知：86ePkw，0.65dK，tan0.75。故：860.6555.9edPPKkwd.脱水机已知：kwpe12,0.60dK，tan0.80。故：)(2.760.018kwPkpdee.通风机已知：180ePkw，0.70dK，tan0.75。故：1800.70126edPPKkwf.淋洗机已知：6ePkw，0.75dK，tan0.78。故：60.754.50edPPKkwg.变频机已知：840ePkw，0.80dK，tan0.70。故：8400.80672edPPKkwh.传送机已知：40ePkw，0.80dK，tan0.70。故：400.8032edPPKkw纺练车间单台机械负荷统计见表4。表4：纺练车间负荷统计列表序号车间设备名称安装容kw计算负荷1纺丝机2001602筒绞机303烘干机854脱水机125通风机1801266淋洗机67变频机8406728传送机40329小计13932.车间计算负荷统计(计及同时系数）取同时系数：95.0KP，97.0KQ3.其余各车间负荷计算a.原液车间已知：1040ePkw，0.75dK，tan0.7。故：10400.75780edPPKkwb.酸站照明已知：260ePkw，0.65dK，tan0.7。故：2600.65169edPPKkwc.锅炉房照明已知：320ePkw，0.75dK，tan0.75。故：3200.75240edPPKkwd.排毒车间已知：160ePkw，0.7dK，tan0.6。故：1600.7112edPPKkwe.其他车间已知：240ePkw，0.7dK，tan0.75。故：2400.7168edPPKkw4.全厂计算负荷计算各车间计算负荷统计见表5。表5：各车间计算负荷统计列表序号车间设备名称安装容量kw1纺练车间13932原液车间照明10407805469523酸站照明2601694锅炉房照明3202401803005排毒车间照明1601126其他车间照明2401681262105.考虑五年的发展，年增长率按2%计算，各车间计算负荷按下列公式计算：计算各车间负荷五年发展表格见表6表6、考虑5年的发展后车间计算负荷序号车间设备名称安装容量kw1纺练车间13932原液车间照明10403酸站照明2604锅炉房照明3202655排毒车间照明1606其他车间照明240、城北变电压等级的确定输电线路电压等级的确定应符合国家规定的标准电压等级，选择电压等级时，应根据输送容量和输电距离，以及接入电网的额定电压的情况来确定，输送容量应该考虑变电所总负荷和五年发展规划。一.电压等级的确定电网电压等级的确定，是与供电方式、供电负荷、供电距离等因素有关的。有关资料提供了供电电压与输送容量的关系：1.当负荷为2000kw时，供电电压易选6kV，输送距离在310公里；2.当负荷为30005000kw时，供电电压易选10kV，输送距离在515公里；3.当负荷为200010000kw时，供电电压易选35kV，输送距离在2050公里；4.当负荷为1000050000kw时，供电电压易选110kV，输送距离在50150公里；5.当负荷为50000200000kw时，供电电压易选220kV，输送距离在150300公里；6.当负荷为200000kw以上时，供电电压易选500kV，输送距离在300公里以上。但近年来，随着电气设备的进步及电力技术的发展，输送容量及距离有了很大进步。二.本厂电压等级