工厂配电设计说明书.doc

前言 为使工厂供电工作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，本设计在大量收集资料，并对原始资料进行分析后，做出35kV变电所及变电系统电气部分的选择和设计，使其达到以下基本要求：1、安全 在电能的供应、分配和使用中，不发生人身事故和设备事故。2、可靠 满足电能用户对供电可靠性的要求。3、优质 满足电能用户对电压和频率等质量的要求4、经济 供电系统的投资少，运行费用低，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，又合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，既照顾局部的当前的利益，又要有全局观点，顾全大局，适应发展。 目录一、负荷计算和无功功率补偿31. 负荷计算 2. 无功功率补偿:二、变电所位置和形式的选择4三、变电所主变压器及主接线方案的选择4四、短路电流的计算51. 绘制计算电路2. 确定短路计算基准值3. 计算短路电路中个元件的电抗标幺值4. 计算k-1点（37v侧）的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量。5. 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。五、变电所一次设备的选择校验7六、变电所进出线及邻近单位联络线的选择81. 35kv高压进线和引入电缆的选择2. 作为备用电源的高压联线的选择校验七、主变压器继电保护的配置与整定。91装设瓦斯保护2装设反时限过电流保护3.装设电流速断保护4.过负荷保护（一） 负荷计算和无功功率补偿1.负荷计算主变压器继电保护的配置与整定。表1 化纤厂各车间负荷计算表编号车间设备名称设备容量Pe/kw需要系数KdCosTanP30Q30S30I301纺炼车间纺丝机1500.800.790.7812093.6筒绞机400.750.80.753022.5烘干机800.750.71.026061.2脱水机150.600.780.8097.2通风机2200.700.80.75154115.5淋洗机50.750.790.783.752.93变频机8000.800.820.70640448传送机380.800.820.7030.421.28小计13481047.15772.291301.141976.942原液车间照明10400.751.00.70780546952.111446.633酸站照明2600.651.00.70169118.3206.29313.444锅炉房照明3200.751.00.75240180300455.825排毒车间照明1600.701.00.6011267.2130.61198.456其他车间照明2400.701.00.75168126210319.07总计380V侧）动力13482516.151809.79照明2020计入Kp=0.85Kq=0.92138.731628.812688.344084.632. 无功功率补偿:cos = =0.8 由表1可知，该厂380v侧最大负荷时的功率因数只有0.8.而供电局要求该厂35kv进线侧最大负荷时功率因数cos=0.9。考虑到主变压器的无功损耗远大于有功损耗，因此380v侧最大负荷时功率因数应稍大于0.90，暂取0.92来计算380v侧所需无功功率补偿容量：Qc=P30（tan1tan2）=2138.73*（0.750.43）=684.39kvar选GR1型高压电容器柜，并联电容器为BWO.4-14-3型。采用01#号10台电容器柜，和1台03号放电互感器柜相组合。总共容量70kvar*10=700kvar。因此无功补偿后工厂表2 380v侧和35kv侧的负荷计算如下：项目CosP30/KWQ30/kvarS30/kvaI30/A380v侧补偿前负荷0.82138.731628.812688.344084.63380v侧无功补偿容量-700380v侧补偿后负荷0.922138.73928.812331.713542.77主变压器功率损耗0.015S30=350.06S30=14035kv侧负荷总计0.902173.731068.812422.28839.96(二) 变电所位置和形式的选择变电所的位置应尽量接近工厂的负荷中心。利用负荷功率矩法来确定负荷中心。如工厂总平面图。设负荷中心为：P（X,Y）X=（p1x1+p2x2+p3x3+p4x4+p5x5+p6x6）/（p1+p2+p3+p4+p5+p6）=5.5Y=（p1y1+p2y2+p3y3+p4y4+p5y5+p6y6）/（p1+p2+p3+p4+p5+p6）=4.9所以，变电所的位置在工厂总平面图的P（5.5，4.9）。如工厂总平面图。(三) 变电所主变压器及主接线方案的选择1 根据工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 型号采用S7-2500/35。容量选SN.T=2500kvaS30=2422.28kva。至于工厂二级负荷所需的备用电源，考虑由邻近单位相连的高压联络线来承担。（2）装设两台主变压器 型号采用S7-1600/35。而变压器容量按下列两条件选择：SN.T=（0.60.7）2422.28=（1453.371695.60）KVA且SN.T=S30()=1301.14KVA因此选两台S7-1600/35型的铜绕组三相配电及电力变压器。工厂二级负荷所需的备用电源，考虑由邻近单位相连的高压联络线来承担。主变压器的联络组均采用Yyn0。表3 两种主接线的比较比较项目 装设一台主变压器装设两台主变压器技术指标供电安全性满足要求满足要求供电可靠性满足要求满足要求供电质量电压损耗较大电压损耗略小灵活方便性灵活性稍差灵活性较好扩展适应性稍差一些更好一些经济指标电力变压器综合投资约为30万元约为42万元高压开关柜综合投资约为24万元约为36万元变压器和开关柜年运行费约为6.2万元约为8.9万元供电贴费约为90万元约为113.4万元根据上述分析看出，按技术指标，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，则装设一台主变的主接线方案远优于装设两台主变的主接线方案，因此决定采用装设一台主变的主接线方案。（四） 短路电流的计算1. 绘制计算电路2. 确定短路计算基准值设Sd=100MVA，Ud=Uc=1.05Un，即高压侧Ud1=37kv，低压侧Ud2=0.4kv。则Id1=1.6KAId2=144.3KA3. 计算短路电路中个元件的电抗标幺值（1） 电力系统 已知Soc=1500MVA，故 X=0.07(2) 架空线路 查表8-36得（LJ-35型架空线） X=0.4/km。而线路长19km。X=（0.4*19）*=0.56(3) 电力变压器 查电气设备手册得 U%=6.5X=2.6绘短路计算等效电路图： 4. 计算k-1点（37v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 X=X+X=0.07+0.56=0.63(2) 三相短路电流周期分量有效值I=2.54KA(3) 其他短路电流 I=I=I=2.54KAi=2.55I=2.55*2.54=6.48KAI=1.51I=1.51*2.54=3.84KA(4) 三相短路容量S=158.73MVA5. 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 X=X+X+X=0.07+0.56+2.6=3.23(2) 三相短路电流周期分量有效值I=44.67KA(3) 其他短路电流I=I=I=44.67KAi=1.84 I=1.84*44.67=82.19KAI=1.09 I=1.09*44.67=48.69KA(4) 三相短路容量S=30.96MVA表4 短路计算结果短路计算点三相短路电流/KA三相短路容量/MVAIIIiISK-12.542.542.546.483.84158.73K-244.6744.6744.6782.1948.6930.96（五） 变电所一次设备的选择校验表 5选择校验项目额定电压额定电流断流能力动稳定度热稳定度其他装设地点条件参数UIIiI*T数据35KV40A2.54KA6.48KA9.7一次设备型号规格额定参数UIIiI*T高压隔离开关 GN2-35T/400-5235KV400A_52KA980高压少油断路器SW3-35/63035KV630A6.6KA17KA26.4高压熔断器RN2-3535KV0.5A50KA_电压互感器JDJ-3535KV/0.1_电压互感器JDZX9-35/_电流互感器LCZ-3535KV600/5A_21.2142.25二次负荷2避雷器YH5WX5-54/13435KV_户外隔离开关GW5-35G/600-7235KV600A_72KA1024所选的一次设备均满足要求。（六） 变电所进出线及邻近单位联络线的选择1. 35kv高压进线和引入电缆的选择 （1） 35kv高压进线的选择校验 采用LJ型铝绞线架空敷设，接往35kv公用干线。1） 按发热条件选择 由I=I=40A，及室外环境温度29C。查表8-36，选LJ-16，其30C时的I=98.7A I,满足发热条件。2） 校验机械强度 查表8-34，最小允许截面A=35mm，因此按发热条件选择的LJ-16不满足机械强度要求，故改选LJ-35。由于此线路较短，无需校验电压损耗。（2） 有高压配电室至主变的一段引进电缆的选择校验查电气设备手册（下）表33-43 采用YJL22-10000型交联聚乙烯绝缘的铝芯电缆直接埋地敷设。1）按发热条件选择 由I=I=40A及地下0.8米处土壤平均温度22C。查电气设备手册（下）表33-43，初选电缆总截面为50mm的交联电缆，其I=168A I,满足发热条件。2）校验短路热稳定计算满足短路热稳定的最小截面。A=I=2540*=29mm I. 满足发热条件。（2） 校验电压损耗 由表8-42得缆芯为25mm的铝芯电缆的R=1.54/km，X=0.12/km，而二级负荷的P=1047.15KW，Q=772.91kvar。线路长度已知为5km。因此U=97.45VU%=*100%=0.971.5满足规定的灵敏系数大于1.5的要求。3.装设电流速断保护利用GL15型继电器的电流速断装置来实现。（1）速断电流的整定 I=I=44.67，K=1.4，K=1，K=120K=87.5 因此速断电流为：I=*44670A=6AT=0s 速断电流倍数整定为 K=3（2）电流速断保护灵敏系数的校验I=I=0.866*I=0.866*2.54=2.2KAI=720A 因此其保护灵敏系数为：S=3.061.5 满足规定的灵敏度系数要求。4.过负荷保护 利用GL15型继电器的电流速断装置实现。（1）过负荷保护动作时间的整定计算 I=41.240KAK=120I=1.2*=0.4124KA=412.4A（2）过负荷保护动作时间T=10s。致谢我的设计是在葛老师的指导下完成的。在葛老师的细心教导下，使我对设计更加感兴趣