东风机械厂降压变电所电气设计书

1 东风机械厂降压变电所电气设计书 1 负荷计算和无功功率补偿 荷计算 计算各个车间的负荷 （ 1）铸造车间 动力部分： 6 0)1(30 v 0)1(30 2)1(30 (30 照明部分： (30 (30 3)2(30 3)2(30 同理可得如表 12 表 1荷计算表 厂房编号 厂房名称 负荷类别 设备容量 /要系数 率因数 计算负荷 30/30/30/A 1 铸造车间 动力 400 160 明 10 9 3 锻压车间 动力 400 120 明 10 9 3 金工车间 动力 200 40 明 5 工具车间 动力 200 50 明 5 电镀车间 动力 300 180 135 225 明 5 热处理车间 动力 100 40 明 10 9 3 装配车间 动力 100 30 明 5 机修车间 动力 100 20 明 2 锅炉 房 动力 100 80 60 100 152 照明 1 0 仓库 动力 10 3 明 1 活区 照明 400 320 0 因此取全厂的同时系数为： 8 11 )(30 i 3 v 11 )(30i 2 8 0 9)1(30 功功率补偿 由以上所求可得变压器低压侧的功率因数： o s )2( 该厂 380V 侧最大负荷时的功率因数只有 供电部门要求该厂 10线侧最大负荷是功率因数不应该低于 虑到主变压器的无功损耗远大于有功损耗，因此 380V 侧最大负荷是功率因素应稍大于 取 算 380V 侧所需无功功率补偿容量： k r c c a r c c a t a t a n 2130 则补偿后变电所低压侧的视在计算负荷为： 69 . 2 )2(30 计算电流： (30 变压器的功率损耗为： )2(30 v a )2(30 变电所高压侧的计算负荷为： 3)1(30 v a (30 2 )1(30 )1(30 补偿后的功率因数为： o s 这一功率因数满足（大于 求。 无功功率补偿后工厂 380V 侧和 10V 侧的计算负荷如表 1 4 表 1功补偿后工厂的计算的负荷 项目 算负荷 30/30/30/A 380V 侧补偿前负荷 80V 侧无功补偿容量 380V 侧补偿后负荷 1452 主变压器功率损耗 10负荷总计 变电所位置和型式的选择 电所位置 变电所的位置应尽量接近工厂的负荷中心 即在工厂平面图的下边和左侧 ,任作一直角坐标的 X 轴和 Y 轴 ,测出各车间和宿舍区负荷点的坐标位置 ,例如 P1(x1,、 P2(x2,、 P3(x3, (x,y),P 为 2+ = )PP ( )PP ( 5 图 2械厂总平面图 按比例 示。 表 2设备容量 /标 厂房编号 设备容量P/标 x/x 坐标 y/ 169 18 2466 28 2 129 21 2163 49 3 7 6 4 5 6248 20 5 8 6 6 49 61 2 7 4 7 8 7 1 9 0 4131 37 10 7 7 生活区 320 6 1680 74 和 94 40157 517 变电所位置 38 49 计算结果可知， x=44,y=41 工厂的负荷中心在 2号厂房的东面。 3 变电所主变压器的台数选择和主接线方案的选择 电所主变压器台数的选择 根据厂的负荷性质和电源情况，工厂变电所的主变压器考虑有下列两种可供选择的方案： （ 1）装设一台主变压器型式采用 ，而容量根据式. 30选, 301000k V A S 选一台 0 型低损耗配电变压器。至于工厂二 级负荷所需的备用电源，考虑由与邻近单位相联的高压联络线来承担。 （ 2）装设两台主变压器型号亦采用 每台变压器容量按式 和式 . 30 1 2选择，即 k V T )690 8 5 . 6 7)0 . 7 6 且 k V T 30 因此选两台 0型低损耗配电变压器。工厂二级负荷所需的备用电源亦由与邻近单位相联的高压联络线来承担。主变压器的 联结组均采用 压器主接线方案的选择 按上面考虑的两种主变压器方案可设计下列两种主接线方案： （ 1） 装设一台主变压器的主接线方案，如图 3 图 3设一台主变压器的主接线方案 （ 2）装设两台主变压器的主接线方案，如图 3 7 图 3设两台主变压器的主接线方案 种主接线方案的技术经济比较 表 3比较项目 装设一台主变的方案 装设两台主变的方案 技术指标 供电安全性 满足要求 满足要求 供 电可靠性 基本满足要求 满足要求 供电质量 由于一台主变，电压损耗较大 由于两台主变并列，电压损耗小 灵活方便性 只一台主变，灵活性稍差 由于有两台主变，灵活性较好 扩建适应性 稍差一些 更好一些 电力变压器的综合投资 由手册查得 1000/10 单价为 由手册查得变压器综合投资约为其单价的 2倍，因此其综合投资为 2 由手册查得 800 元，因此两台综合投资为 4 42万元，比一台变压器多 投资 元 8 经 济 指 标 高压开关柜（含计量柜）的综合投资额 查手册得 A（ F）型柜按每台 4 万元计，查手册得其综合投资按设备价 计，因此其综合投资约为 4 4=24万元 本方案采用 6台 A（ F）柜，其综合投资额约为 6 =36 万元，比一台主变的方案多投资 12万元 电力变压器和高压开关柜的年运行费 参照手册计算，主变和高压开关柜的折算和维修管理费每年为 主变和高压开关柜的折旧费和维修管理费每年为 一台主变的方案多耗 274 万元 供电贴费 按 800元 /费为 1000 0万元 贴费为 2 800 128万元，比一台主变的方案多交48万元 从表 3技术指标，装设两台主变的主接线方案略优于装设一台主变的主接线方案，但按经济指标，则装设一台主变的方案优于装设两台主变的方案，因此决定采用装设两台主变的方案。 4 短路电流的计算 制计算电路 按照工厂与当地供电部门签订的供用电协议规定，本厂可由附近一条 10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 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站 )距离本厂约 5干线首端所装高压断路器的断流容量为 300图 4示 9 图 4路计算电路 定短路计算基准值 设 100 V A， 1 . 0 5d c U，即高压侧1 低压侧2 则 11100 5 . 53 3 1 0 . 5dd V AI k AU k V 22100 1443 3 0 . 4dd V AI k AU k V 算短路电路中各元件的电抗标幺值 （ 1）电力系统 已知 C 300 ，故 1 1 0 0 3 0 0 0 . 3 3 3X M V A M V A （ 2）架空线路 查表 8 X，而线路长 5 2)100*2 （ 3）电力变压器 查表 2= 因此绘短路计算等效电路如图 4 10 图 40三相短路电流和短路容量 （ 1） 总电抗标幺值 *1* )1k( （ 2）三相短路电流周期分量有效值 8 1(13 1 ）（ 3）其他短路电流 3 ) )1(k)3()3( . 8 3( 3 ) 3( 3 ) （ 4）三相短路容量 M V d 4 8 0 5100* )1k （）（80三相短路电流和短路容量 （ 1）总电抗标幺值 *1* )2k( 2）三相短路电流周期分量有效值 5 54 4 2(2 ）（ 11 （ 3）其他短路电流 1 . 9 8( 3 ) )2(k)3()3( 3( 3 ) 3( 3 ) （ 4）三相短路容量 M V S d 1 5 . 2 76 1 0 0*)2k （）（以上计算结果综合如表 4 4路的计算结果 短路计算点 三相短路电流 /相短路容量 /3)(3)I (3)I (3)(3)8.8 4 变电所一次设备的选择与校验 0一次设备的选择校验 表 50选择校验项目 电 压 电 流 断 流 能 力 动 稳 定 度 热 稳 定 度 其 他 装置地点条件 参数 (3)(3)(3)2 数据 10一 次 设备型号规格 额定参数 高压少油断路器30 1030A 16012 高压隔离开关00 1000A 00 高压熔断器00 电压互感器0/ 电压互感器10 12 电流互感器000/5A 1 二次负荷 避雷器 0 户 外 式 高 压隔离开关00 1200A 2500 80V 侧一次设备的选择校验 表 580选择校验项目 电 压 电 流 断 流 能 力 动 稳 定 度 热 稳 定 度 其 他 装置地点条件 参数 30I (3)(3)(3)2 数据 380 1449 一次设备型号规格 额定参数 低压断路器D 380V 1500A 40 低压断路器80V 630A 30 低压断路器80V 200A 25 低压刀开关0 380V 1500A 00V 1500/5A 00V 100/5 160/5 参照表 5 28， 1040 4 ），即母线尺寸为 40；380V 母线选 550 ),即母线尺寸为 50中性线母线尺寸为40 （ 1） 10压进线的选择校验 采用 铝绞线架空敷设，接往 10 13 1) 按发热条件选择 由 (30 ， 及室外环境温度 32C ，查表 8选 35C 时的 2）校验机械强度 查表 8小允许截面 25A m m，因此按发热条件选择的 改选 由于此线路很短，不需校验电压损耗。 （ 2）由高压配电室至主变的一段引入电缆的选择校验 采用 1）按发热条件选择 由及土壤温度 25C 查表 8选缆芯截面为25A m m 的 交 联 电 缆 ， 其 3090 I， 满 足 发 热 条 件 。 )36)8 2）校验短路热稳定 按式C 计算满足短路热稳定的最小截面 22)3(m i n 5 2t i m a 式中 C 值由表 5得； 终端变电所保护动作时间 因此 25电缆满足短路热稳定条件。 6 变电所高，低压线路的选择与校验 （ 1）馈电给 1 号厂房（铸造车间）的线路 采用 聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直接埋地敷设。 1）按发热条件选择 由 8330 及地下 5C ，查表 8选缆芯截面 2240其30319 I，满足发热条件。 2）校验电压损耗 由图 示工厂平面图量得变电所至 1 号厂房距离约为 125m，而由表 8240铝芯电缆0 0 R k m（按缆芯工作温度 75C 计），0 又 1号厂房的 WP ， Q，因此按式 q 得： 14 )36)8 %5%00380 故满足允许电压损耗的要求。 3) 短路热稳定度校验 按式C 计算满足短路热稳定的最小截面 22)3(m i n 9 0 0t i m a 前面按发热条件所选 2240缆心截面大于足短路热稳定要求，故 选 2 2 1 0 0 0 3 2 4 0 1 1 2 0V L V 的四芯聚氯乙烯绝缘的 铝芯电缆，中性线芯按不小于相线芯一半选择。 （ 2）馈电给 2号厂房（锻压车间）的线路亦采用 2 2 1 0 0 0 3 2 4 0 1 1 2 0V L V 的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设。 1）按发热条件选择 由 5930 及地下 5C ，查表 8选缆芯截面 25 其3089 ，满足发热条件。 2）校验电压损耗 由图 示工厂平面图量得变电所至 2 号厂房距离约为 50m，而由表 8得 25铝芯电缆 mR k/（按缆芯工作温度 75C 计），0 又 2 号厂房的 WP ， Q，因此按式 q 得： ( %5%00380 故满足允许电压损耗的要求。 3) 短路热稳定度校验 按式C 计算满足短路热稳定的最小截面 22)3(m i n 6 9 0 0t i m a 前面所选 2240电缆满足以上的发热、电压损耗、热稳定度要求，故 选 15 2 2 1 0 0 0 3 2 4 0 1 1 2 0V L V 的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆，中性线芯按不小于相线芯一半选择。 （ 3）馈电给 3号厂房（金工车间）的线路亦采用 2 2 1 0 0 0 3 2 4 0 1 1 2 0V L V 的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设。 1）按发热条件选择 由 7630 及地下 5C ，查表 8选缆芯截面 295其3089 ，满足发热条件。 2）校验电压损耗 由图 号厂房距离约为 150m，而由表 8得 295铝芯电缆0 0 k m（按缆芯工作温度75C 计）， 0 ，又 3 号厂房的 WP ， Q ，因此按式 q 得： )4. 8k %5%00380 故满足允许电压损耗的要求。 3) 短路热稳定度校验 按式C 计算满足短路热稳定的最小截面 22)3(m i n 6 9 0 0t i m a 前面所选 2240电缆满足以上的发热、电压损耗、热稳定度要求，故 选2 2 1 0 0 0 3 2 4 0 1 1 2 0V L V 的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆，中性线芯按不小于相线芯一半选择。 （ 4）馈电给 4号厂房（工具车间）的线路亦采用 2 2 1 0 0 0 3 2 4 0 1 1 2 0V L V 的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设。 1）按发热条件选择 由 3830 及地下 5C ，查表 8选缆芯截面 2150其30242 I，满足发热条件。 2）校验电压损耗 由图 示工厂平面图量得变电所至 4 号厂房距离约为 125m，而由表 8150铝芯电缆0 0 R k m（按缆芯工作温 16 度 75C 计），0 又 4号厂房的 WP ， Q，因此按式 q 得： )18)3 %5%00380 故满足允许电压损耗的要求。 3) 短路热稳定度校验 按式C 计算满足短路热稳定的最小截面 22)3(m i n 6 9 0 0t i m a 前面所选 2240电缆满足以上的发热、电压损耗、热稳定度要求，故 选2 2 1 0 0 0 3 2 4 0 1 1 2 0V L V 的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆，中性线芯按不小于相线芯一半选择。 （ 5）馈电给 5号厂房（电镀车间）的线路亦采用 2 2 1 0 0 0 3 2 4 0 1 1 2 0V L V 的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设。 1）按发热条件选择 由 3830 及地下 5C ，查表 8选缆芯截面 2其30242 I，满足发热条件。 2）校验电压损耗 由图 号厂房距离约为 155m，而由表 8得 2铝芯电缆0 0 R k m（按缆芯工作温度75C 计）， 0 ，又 5 号厂房的 WP ， Q ，因此按式 q 得： 01)20k %5%00380 故满足允许电压损耗的要求。 3) 短路热稳定度校验 按式C 计算满足短路热稳定的最小截面 17 22)3(m i n 6 9 0 0t i m a 前面所选 2240电缆满足以上的发热、电压损耗、热稳定度要求，故 选2 2 1 0 0 0 3 2 4 0 1 1 2 0V L V 的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆，中性线芯按不小于相线芯一半选择。 （ 6）馈电给 6号厂房（热处理车间）的线路亦采用 2 2 1 0 0 0 3 2 4 0 1 1 2 0V L V 的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设。 1）按发热条件选择 由 3630 及地下 壤温度 25C ，查表8选缆芯截面 2其30a 157 l ，满足发热条件。 2）校验电压损耗 由图 号厂房距离约为 100m，而由表 80铝芯电缆 R（按缆芯工作温度 75C 计），0 又 4 号厂房的 WP ， Q，因此按式 q 得： (6. 3 %5%00380 故满足允许电压损耗的要求。 3) 短路热稳定度校验 按式C 计算满足短路热稳定的最小截面 22)3(m i n 6 9 0 0t i m a 前面所选 2240电缆满足以上的发热、电压损耗、热稳定度要求，故 选2 2 1 0 0 0 3 2 4 0 1 1 2 0V L V 的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆，中性线芯按不小于相线芯一半选择。 （ 7）馈电给 7号厂房（装配车间）的线路亦采用 2 2 1 0 0 0 3 2 4 0 1 1 2 0V L V 的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设。 1）按发热条件 选择 由 1630 及地下 壤温度 25C ，查表 18 8选缆芯截面 2其30a 134 l ，满足发热条件。 2）校验电压损耗 由图 号厂房距离约为 100m，而由表 80铝芯电缆 R（按缆芯工作温度 75C 计），0 又 4 号厂房的 WP ， Q，因此按式 q 得： (6 %5%00380 故满足允许电压损耗的要求。 3) 短路热稳定度校验 按式C 计算满足短路热稳定的最小截面 22)3(m i n 6 9 0 0t i m a 前面所选 2240电缆满足以上的发热、电压损耗、热稳定度要求，故 选2 2 1 0 0 0 3 2 4 0 1 1 2 0V L V 的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆，中性线芯按不小于相线芯一半选择。 （ 8）馈电给 8号厂房（机修车间）的线路亦采用 2 2 1 0 0 0 3 2 4 0 1 1 2 0V L V 的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设。 1）按发热条件选择 由 330 及地 下 5C ，查表 8选缆芯截面 25但是由于线路过长，所以采用 50电缆。其30a 134 l ，满足发热条件。 2）校验电压损耗 由图 示工厂平面图量得变电所至 8 号厂房距离约为 245m，而由表 8铝芯电缆 R（按缆芯工作温度 75C 计）， X 又 8号厂房的 WP ， Q，因此按式 q 得： 19 . 4 %5%00380 故满足允许电压损耗的要求。 3) 短路热稳定度校验 按式C 计算满足短路热稳定的最小截面 22)3(m i n 6 9 0 0t i m a 前面所选 2240电缆满足以上的发热、电压损耗、热稳定度要求，故 选2 2 1 0 0 0 3 2 4 0 1 1 2 0V L V 的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆，中性线芯按不小于相线芯一半选择。 （ 9）馈电给 9号厂房（锅炉房）的线路亦采用 2 2 1 0 0 0 3 2 4 0 1 1 2 0V L V 的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设。 1）按发热条件选择 由 3030 及地下 5C ，查表 8选缆芯截面 2但由于线路过长，所以选择 7030a 157 l ，满足发热条件。 2）校验电压损耗 由图 示工厂平面图量得变电所至 9 号厂房距离约为 225m，而由表 80铝芯电缆 R（按缆芯工作温度 75C 计），0 又 4 号厂房的 WP ， Q，因此按式 q 得： 3)7. 1k %5%00380 故满足允许电压损耗的要求。 3) 短路热稳定度校验 按式C 计算满足短路热稳定的最小截面 22)3(m i n 6 9 0 0t i m a 前面所选 2240电缆满足以上的发热、电压损耗、热稳定度要求，故 选 20 2 2 1 0 0 0 3 2 4 0 1 1 2 0V L V 的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆，中性线芯按不小于相线芯一半选择。 （ 10）馈电给 10 号厂房（仓库）的线路亦采用 2 2 1 0 0 0 3 2 4 0 1 1 2 0V L V 的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆直埋敷设。 1）按发热条件选择 由 及地下 壤温度 25C ，查表8初选缆芯截面 2其30a 134 l ，满足发热