工厂供配电系统设计.doc

工厂供配电系统设计初步设计：审核：设计人：单位：中山技师学院日期：2011-5-8指导老师：前言电能是现代工业生产的主要能源和动力。供电系统的核心部分是变电所。变电所主接线设计是否合理，关系到整个电力系统的安全、灵活和经济运行。本设计在给定具体资料的基础上，依据变电所设计的一般原则和步骤，完成了变电所一次系统设计。本设计中采用并联电容器的方法来补偿无功功率，以减少供电系统的电能损耗和电压损失，同时提高了供电电压的质量。此变电所一次系统设计包括：负荷的计算及无功功率的补偿；变电所主变压器台数和容量、型式的确定；变电所主接线方案的选择；根据设计要求，绘制变电所一次系统图。关键词：变电所；无功补偿；目录引言-1第1章 负荷计算和无功功率补偿-2第2章变电所主变压器台数和容量、并说明理由-4第3章变电所主接线方案的设计-5第4章一次设备选择-5第5章 结束语-5附图： -参考文献-7致谢-8（一） 设计题目：工厂F总配变电所高压配电系统设计。（二） 设计要求1，计算工厂配电所计算负荷及无功补偿；2，选择工厂配电所变压器容量及台数，并说明理由；3，工厂配电所高压系统主接线方案设计（要求至少两个方案进行比选并附图）；4，一次设备选择（参数标注在主接线图上）三（设计依据）1， 工厂F低压负荷表：序号用电单位名称额定容量（kw）需要系数（kd）功率因素（cos）负荷类型有功功率（p30）无功功率（Q30）tan1一车间3005102三级155KW75.95(kvar)492二车间5003303三级165KW52.47(kvar)3183三车间3504304三级150534.46(kvar)2294四车间7507202三级54264.6(kvar)495五车间11004305三级47381.82(kvar)1736六车间9503503三级335106.53(kvar)3187总配车间200077042三级154332.64(kvar)2168消防300208三级64.5(kvar)0.759厂区办公3508510三级29750010宿舍区500810三级400011室外照明，应急照明301010一级300083971441695297总计KP=0.803441.67623761负荷计算的方法(1).有功计算负荷(单位为kW)： (2-1)式中 设备有功计算负荷(单位为kW)；用电设备组总的设备容量(不含备用设备容量，单位为kW)；用电设备组的需要系数。(2).无功计算负荷(单位为kvar) (2-2)式中 设备无功计算负荷(单位为kvar)；对应于用电设备组功率因数的正切值。(3).视在计算负荷(单位为kVA) (2-3)式中 视在计算负荷(单位为kVA)；用电设备组的功率因数2多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) (2-5)式中 多组用电设备有功计算负荷(单位为kW)； 所有设备组有功计算负荷之和； 有功负荷同时系数，可取0.80.95。(2).无功计算负荷(单位为kvar) (2-6)式中 多组用电设备无功计算负荷(单位为kvar)；所有设备组无功计算负荷之和； 无功负荷同时系数，可取0.80.97。(3).视在计算负荷(单位为kVA) (4)功率因数 2.电容补偿由表2-1知：P=441.6；S=839.71因此该厂380V侧最大负荷时的功率因数为=0.52供电部门要求该厂10kV进线侧最大负荷时的功率因数不应低于0.9。考虑到主变压器的无功损耗远大于有功损耗，因此380V侧最负荷时功率因数应稍大于0.9，本文取0.92来计算380V侧所需无功功率补偿容量： =441.6tan(arecos0.52)-tan(arccos0.92)kvar=534kvar 选PGJ1型低压自动补偿屏，并联电容器为BW0.4-14-3型，采用其方案2（主屏）1台与方案3（辅屏）6台相组合，总共容量84kvar7=588kvar。无功补偿后工厂380V侧的负荷计算：P=441.6Q=760-588=172S=473补偿后功率因数P/S=cos等于0.932.1压器台数选择选择主变压器台数时应考虑下列原则：1应满足用电负荷对供电可靠性的要求。对供有大量一、二级负荷的变电所，应采用两台变压器，以便当一台变压器发生故障或检修时，另一台变压器能对一、二级负荷继续供电。对只有二级而无一级负荷的变电所，也可以只采用一台变压器，但必须有备用电源。2对季节性负荷或昼夜负荷变动较大，适于采用经济运行方式的变电所，可采用两台变压器。3当负荷集中且容量相当大的变电所，虽为三级负荷，也可以采用两台或多台变压器。4在确定变电所台数时，应适当考虑负荷的发展，留有一定的余地。2.2变压器容量选择1只装一台主变压器的变电所 主变压器容量S应满足全部用电设备总计算负荷S3的需要，即 (3-1)2装有两台主变压器的变电所 每台变压器的容量Sz应同时满足以下两个条件：(1)任一台变压器单独运行时，应满足总计算负荷S3的大约60%80%的需要，即 (3-2)(2)任一台变压器单独运行时，应满足全部一、二级负荷的需要，即 (3-3)根据工厂的负荷性质和电源情况，工厂变电所的主变压器可有下列两种方案：方案1 装设一台主变压器根据式(3-1)，主变选用一台接线方式为D.yn11的S9-1000/10型变压器，根据民用建筑规范要求变压器的负载率不宜大于85%，而S=63085=535.5473 (3-4)显然满足要求。至于机械厂的二级负荷的备用电源，由与邻近单位相联的高压联络线来承担。因此装设一台主变压器时选一台接线方式为S9-630/10型低损耗配电变压器。方案2 装设两台主变压器可知S=509，考虑到两台变压器应可单独带所有负荷，因此选两台接线方式为的S9-630/10型低损耗配电变压器。两台变压器并列运行，互为备用。3接线方案确定3.1变电所主接线方案的设计原则与要求变电所的主接线，应根据变电所在供电系统中的地位、进出线回路数、设备特点及负荷性质等条件确定，并应满足安全、可靠、灵活和经济等要求。(1)安全 应符合有关国家标准和技术规范的要求，能充分保证人身和设备的安全。(2)可靠 应满足电力负荷特别是其中一、二级负荷对供电可靠性的要求。(3)灵活 应能必要的各种运行方式，便于切换操作和检修，且适应负荷的发展。(4)经济 在满足上述要求的前提下，尽量使主接线简单，投资少，运行费用低，并节约电能和有色金属消耗量。3.2变电所主接线方案的理由1.主接线方案的技术指标(1)供电的安全性。主接线方案在确保运行维护和检修的安全方面的情况。(2)供电的可靠性。主接线方案在与用电负荷对可靠性要求的适应性方面的情况。(3)供电的电能质量主要是指电压质量，包括电压偏差、电压波动及高次谐波等方面的情况。(4)运行的灵活性和运行维护的方便性。(5)对变电所今后增容扩建的适应性。（6）由于双电源供电可以减少停电检修的停产；（7）增加电容器组可以减少无功功率损耗，提高用电质量；（8）完全满足一级，三级负荷的要求。3.3工厂变电所常见的主接线方案1.只装有一台主变压器的变电所主接线方案只装有一台主变压器的变电所，其高压侧一般采用无母线的接线，根据高压侧采用的开关电器不同，有三种比较典型的主接线方案：(1)高压侧采用隔离开关-熔断器或户外跌开式熔断器的主接线方案；(2)高压侧采用负荷开关-熔断器或负荷型跌开式熔断器的主接线方案；(3)高压侧采用隔离开关-断路器的主接线方案。2.装有两台主变压器的变电所主接线方案装有两台主变压器的变电所的典型主接线方案有：(1)高压无母线、低压单母线分段的主接线方案；(2)高压采用单母线、低压单母线分段的主接线方案；(3)高低压侧均为单母线分段的主接线方案。3.4确定主接线方案1.10kV侧主接线方案的拟定由原始资料可知，高压侧进线有一条10kV的公用电源干线，为满足工厂二级负荷的要求，又采用与附近单位连接高压联络线的方式取得备用电源，因此，变电所高压侧有两条电源进线，一条工作，一条备用，同时为保证供电的可靠性和对扩建的适应性所以10kV侧可采用单母线或单母线分段的方案。2.380V侧主接线方案的拟定由原始资料可知，工厂用电部门较多，为保证供电的可靠性和灵活性可采用单母线或单母线分段接线的方案，对电能进行汇集，使每一个用电部门都可以方便地获得电能。3.方案确定根据前面章节的计算，若主变采用一台S9变压器时，总进线为两路。为提高供电系统的可靠性，高压侧采用单母线分段形式，低压侧采用单母线形式，其系统图见：采用一台主变时的系统图。若主变采用两台S11型变压器时，总进线为两路，为提高供电系统的可靠性，高压侧采用单母线分段形式，两台变压器在正常情况下分裂运行，当其中任意一台出现故障时另一台作为备用，当总进线中的任一回路出现故障时两台变压器并列运行。低压侧采用也单母线分段形式，其系统图见： 采用两台主变时的系统图。表3-1 两种主接线方案的比较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，电压损耗略大由于两台主变并列，电压损耗略小灵活方便性只有一台主变，灵活性不好由于有两台主变，灵活性较好扩建适应性差一些更好经济指标电力变压器的综合投资额按单台10万元计，综合投资为20万元按单台10万元计，综合投资为410=40万元高压开关柜（含计量柜）的综合投资额按每台4万元计,综合投资约为24万元为36万元电力变压器和高压开关柜的年运行费主变和高压开关柜的折旧和维修管理费约7万元主变和高压开关柜的折旧和维修管理费约10万元交供电部门的一次性供电贴费按900元/kVA计，贴费为6300.09万元=56.7万元贴费为26300.09=113.4万元从上表可以看出，按技术指标，装设两台主变的主接线方案优于装设一台主变的方案。从经济指标来看，装设一台主变的方案优于装设两台主变的方案。由于集中负荷较大,低压侧出线回路数较多，且有一定量的二级负荷，考虑今后增容扩建的适应性，从技术指标考虑，采用于装设两台主变的方案。4一次设备的的选择6. 4.1高压开关柜的选择 根据装设地点的电气条件，选择高压开关柜的型号为GG-1A(F)-11；选择母线上的高压开关柜的型号为GG-1A(F)-1194.2高压断路器的选择（1）总降压变电所高压侧由安装地点的电压和最大工作电流，所选SN10-10I/1250是满足要求的4.3高压隔离开关的选择初选高压隔离开关规格为GN30-100 5总结本课程设计按照设计任务书的要求，依次进行了负荷的统计计算，确定机械厂的需电容量，选择了变电站的主接线方案，选择变电站的一次设备，高低压开关设备的选择。这设计使我明白专业理论知识是设计基础，对工厂供电有了更深的理解和认识，对这门课的课程设计的步骤有一定掌握。在这次设计中