某服装厂降压变电所设计_供配电系统设计说明书.doc

供配电系统设计设计说明书设 计 题 目 某服装厂降压变电所的电气设计 前 言本设计是对某服装厂降压变电所的电气设计。主要是通过对该厂的负荷分布情况进行详细分析，计算各个负荷点的的情况，最后算出负荷中心，综合实际情况确定变电所的位置。本设计中的变电所的位置选择，变压器类型、容量、台数的选择都得根据实际计算中的数值来进行确定。首先，进行最初步的就是进行负荷计算和系无功补偿的计算。这个过程中必须对每个负荷点进行详细的计算。而无功补偿需要考虑较多的裕量，计算出需要补偿的无功，再确定需要的电容器的数量以及类型。再者，进行变压器的容量选择，类型选择，以及电力变压器的主接线方式设计。然后，我们要进行系统的短路计算，以及变压器的高低压侧的电气设备的选择。继而，我们要进行高低压侧的输电线以及母线的选择，校验。最后，我们要整定继电保护，防雷保护和接地保护等。项目组成员：日 期：目录总页数：24页1 负荷计算和无功功率补偿11.1 负荷计算11.2无功功率补偿32 变电所位置和型式的选择43 变电所主变压器的选择53.1负荷分级及供电电源53.2电力变压器选择53.3变电所主接线电气设计84 短路电流计算与高低压电器选择104.1短路电流计算104.2高低压电器选择145 变电所电线电缆的选择155.1高压进线和引入电缆的选择155.2变电所母线选择155.3低压出线电缆选择176 变电所继电保护的整定177 防雷保护和接地装置的设计19参考文献21附录一22附录二23附录三241 负荷计算和无功功率补偿1.1 负荷计算（1） 单组用电设备计算负荷的计算公式1）有功计算负荷（单位为kw）的计算公式： （1-1）pc为计算有功功率，kd为需要系数，pe为设备容量。2）无功计算负荷（单位为kvar）的计算公式： （1-2）qc为计算无功功率。3）视在计算负荷（单位为kva）的计算公式： （1-3）sc为计算视在功率。4）计算电流（单位为a）的计算公式： （1-4）ic为计算电流，为额定电压。（2） 多组用电设备计算负荷的计算公式 （1-5）（1-6） （1-7） （1-8）根据上述公式及工厂负荷统计资料可得各厂房和生活区的负荷计算，如表1-1所示。表1-1 服装厂负荷计算表负荷计算表厂房编号厂房名称负荷类别设备容量/kw需要系数kd功率因数cos有功功率/kw无功功率/kvar视在功率/kva计算电流/a1裁剪车间动力2400.60.8144108.0 180.0 273.5 2缝制车间动力3300.70.7231235.7 330.0 501.4 3整烫车间动力3800.40.75152134.1 202.7 307.9 4检品车间动力1400.350.854930.4 57.6 87.6 5仓库动力380.30.511.419.7 22.8 34.6 6印绣花车间动力1000.80.88060.0 100.0 151.9 7机修车间动力1800.30.55493.5 108.0 164.1 8综合办公楼照明500.750.937.518.2 41.7 63.3 9锅炉房动力1500.750.8112.584.4 140.6 213.7 10水泵房动力1200.750.89067.5 112.5 170.9 11生活区照明2800.70.919694.9 217.8 330.9 总计（380侧）合计20081157.4946.3 1495.0 2271.5 kp=0.8, kq=0.8526230.754916468925.92804.37739311226.5198071863.5040551.2无功功率补偿 由表可知，该厂380v最大负荷时的功率因数只有0.76，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0.9。考虑到主变压器无功损耗远大于有功损耗，因此380v侧功率因数要稍大于0.9，我们取0.92来计算380v侧所需的无功功率补偿容量：选用bwf10.5-40-1型电容器这里选择12台电容器进行补偿。补偿后实际补偿容量为1240=480kvar，此时的实际平均功率因数为符合要求表1-2 无功补偿后工厂的计算负荷项目计算负荷p30/kwq30/kvars30/kvai30/a380v侧补偿前负荷0.76925.92804.381226.521863.50380v侧无功补偿容量480380v侧补偿后负荷0.948925.92324.38981.0961543.22主变压器功率损耗14.7258.86610kv侧负荷总计940.64383.2461015.71757.6补偿后的计算负荷：变压器的功率损耗：变电所高压侧的计算负荷：10kv侧的计算电流：2 变电所位置和型式的选择利用负荷功率矩法确定负荷中心算出负荷中心坐标后，在途中找出负荷中心的位置，如图2-1。图2-1 负荷中心位置图根据服装厂的实际情况，我们这里选择独立变电所，并把变电所设置在2号车间的东南边，采用附设式。3 变电所主变压器的选择3.1负荷分级及供电电源计算负荷总容量1226.52kva二级负荷总容量03.2电力变压器选择1 变电所变压器选择（1）一台主变压器： sn1226.52 故选用 s9-1250/10。（2）两台主变压器：sn（0.60.7）sc=（735.9858.6）且 snsc（+） =0（二级负荷计算总容量）故选用s9-800/10变压器两台。三相负荷基本平衡变压器连接组一般采用yyn0。工厂二级负荷的备用电源亦由与邻近单位相联的高压联络线来承担。2变电所主结线方案的选择按上面考虑的两种主变压器的方案可设计下列两种主结线方案：（1） 装设一台主变压器的主结线方案 如图所示(见图3-1) 图3-1 一台变压器主接线（2） 装设两台主变压器的主结线方案 如图所示(见图3-2) 图3-2 两台变压器主接线（3） 两种主结线方案的计算经济比较表 表 3-1 计算经济比较表 比较项目装设一台主变的方案装设两台主变的方案指标技术供电安全性 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，电压损耗略大由于两台主变并列，电压损耗略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指标经济电力变压器的综合投资额 查得s9-1250单价为15万元，查得变压器综合投资约为其单价的2倍，因此其投资为2*15万元=30万元查得s9-800单价为10万元，查得变压器综合投资约为其单价的2倍，因此其投资为4*10万元=40万元高压开关柜的综合投资额主变和高压开关柜的折旧和维修管理费每年为4.893万元主变和高压开关柜的折旧费和维修管理费每年为7.067万元，比1台主变的方案多耗2.174万元交供电部门的一次性供电贴费按150元/kva计，贴费为1250*0.015万元=18.75万元贴费为2*800*0.015万元=24万元，比1台主变的方案多交5.25万元从上表可以看出，按技术指标，装设两台主变的主结线方案（图）略优于装设一台主变的主结线方案（图），但按经济指标，则装设一台主变的方案（图）远优于装设两台主变的方案（图），因此决定采用装设一台主变的方案（图）。（说明：如果工厂负荷近期可有较大增长的话，则宜采用装设两台主变的方案。）3.3变电所主接线电气设计（1）变电所高压电气主接线设计1）电气主接线形式及运行方式在采用单台变压器后，高压侧我们采用线路-变压器组主接线。2）开关柜型式及配置开关柜我们采用xgn2-12系列，主要有负荷开关、熔断器、电压互感器、低压短路器。3）所用电设计所用电是从10kv进线引出，并通过电压互感器获得所用电。4）电气主接线图绘制图3-3 变压器高压侧主接线（2）变电所低压电气主接线设计1）电气主接线形式及运行方式在变电所确定为单台变压器后，低压侧我们采用单母线不分段主接线。2）开关柜型式及配置开关柜我们采用xgn2-12系列，主要有负荷开关、熔断器、电压互感器、低压短路器。3） 电气主接线图绘制图3-4 变压器低压侧主接线4 短路电流计算与高低压电器选择4.1短路电流计算（1） 绘制计算电路及选取短路计算点1、计算电路和短路计算点如图4-1所示，图4-1 计算电路图2、 短路计算等效电路如图4-2所示，图4-2 短路计算等效电路图（2）确定短路计算基准值在这里，我们取sd = 100mva，ud1 = 10.5kv，ud2 = 0.4kv，基准电流分别为id1，id2.（3）计算短路电路中各元件的电抗标幺值1）电力系统的电抗标幺值最大运行方式：本设计中，在最大运行方式时，sk = 550mva，所以电力系统标幺值为最小运行方式：本设计中，在最大运行方式时，sk = 290mva，所以电力系统标幺值为2）电力线路的电抗标幺值在本设计中，电路的单位阻抗取，故电力线路的电抗标幺值为3）电力变压器的电抗标幺值在本设计中，变压器是10/0.4kv,故变压器的电抗标幺值为（4）计算k-2点（0.4kv侧）的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量1）总电抗标幺值最大运行方式：短路发生在变压器低次侧，最大运行方式时，总阻抗为：最小运行方式：短路发生在变压器低次侧，最小运行方式时，总阻抗为：2） 短路电流电路电流基准值：最大运行方式：在最大运行方式下，短路计算各值为：最小运行方式：在最小运行方式下，短路计算各值为：（5）计算k-1点（10.5kv侧）的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量1）总电抗标幺值最大运行方式：短路发生在变压器高次侧，最大运行方式时，总阻抗为：最小运行方式：短路发生在变压器低次侧，最小运行方式时，总阻抗为：2） 短路电流电路电流基准值：最大运行方式：在最大运行方式下，短路计算各值为：最小运行方式：在最小运行方式下，短路计算各值为：以上短路计算结果综合如表4-1所示。表4-1 短路计算结果短路计算点运行方式三相短路电流/ka三相短路容量/mvak-1最大6.066.066.0615.45310.93110.1最小413.19.2693.4k-2最大32.04332.04332.04358.9641.4422.2最小30.88930.88930.88956.84高低压电器选择（1）10kv侧一次设备的选择校验变电所10kv侧一次设备选择效验如表4-2所示。表4-2 10kv侧一次设备选择效验表选择校验项目电压电流断流能力动稳定度热稳定度设备地点电气条件参数unini k (3)ish(3)i(3)2tima数据10kv57.6a6.06ka15.453ka69.696一次设备型号规格额定参数uneineiocimaxit2t高压少油断路器sn10-10i/63010kv630a16ka40ka640隔离开关10kv400a_30ka 313.6熔断器rn1-10/10010kv100a12ka_电流互感器lqj-10/16010kv160a_36.2ka230.4电压互感器jsjw-1010kv_（2）380kv侧二次设备的选择校验变电所10kv侧一次设备选择效验如表4-3所示。表4-2 10kv侧一次设备选择效验表选择校验项目电压电流断流能力动稳定度热稳定度设备地点电气条件参数uni30i k (3)ish(3)i(3)2tima数据0.4kv1543.2a32.043ka58.961ka1642.8一次设备型号规 格额定参数uneineiocimaxit2t低压断路器dz20-12500.4kv125050_低压熔断器rt0-10000.4kv100050ka_5 变电所电线电缆的选择5.1高压进线和引入电缆的选择由前面可知，高压侧的计算电流ic = 57.6a，那么按环境条件选择电缆线，查表a-12-2可得4根单芯线的截面为35的bv型导线，在时的允许载流量为a，其正常最高允许温度为，即。温度校正系数为导线的实际允许载流量为所以，所选相截面满足允许载流量的要求。中性线的选择：按要求，选择。所以选导线。5.2变电所母线选择（1）高压开关柜母线选择首先，按允许载流量选择有，查表a-11-1，选择tgj-16.母线的热稳定性校验：母线的动稳定性校验：三相电路点动力：又 ，计算应力为：（2） 低压开关柜母线选择首先，按允许载流量选择有，查表a-11-，选择.母线的热稳定性校验：母线的动稳定性校验：三相电路点动力：又 ，计算应力为：5.3低压出线电缆选择由前面可知，低压侧的计算电流，那么按环境条件选择电缆线，查表a-12-2可得4根单芯线的截面为的bv型导线，在时的允许载流量为，其正常最高允许温度为，即。温度校正系数为导线的实际允许载流量为所以，所选相截面满足允许载流量的要求。中性线的选择：按要求，选择。所以选导线。6 变电所继电保护的整定（1）电源进线继电保护整定计算1）定时限过电流保护动作电流：启动电流：灵敏系数：灵敏度校验：、 作为本条线路的近后备保护符合要求、作为相邻线路的远后备符合要求动作时限：2）电流速断保护动作电流：灵敏系数：符合要求动作时限：（2）变压器继电保护整定计算1）定时限过电流保护动作电流：灵敏系数：符合要求动作时限：2）电流速断保护动作电流：灵敏系数：符合要求动作时限：7 防雷保护和接地装置的设计（1）接地保护：将变压器的金属外壳安全接地。（2）防雷保护：、 线路防雷保护如图7-1，在变压器进线侧的电线上装设避雷线，进行电线的避雷保护，并装设f、f来保护线路断路器和隔离开关。用于防止雷电冲击波沿高压线路侵入变电所。、其他建筑线路防雷就用建筑避雷针进行防雷保护。图7-1 防雷保护接线图参考文献1 /view/805ba02ecfc789eb172dc