某化工降压变电所电气设计(毕业设计)

1 目录 第一章 原始资料 .1 第二章 接入系统设计 . .2 第三章 车间供电系统设计 .19 第四章 工厂总降压变的选择 .30 第五章 所用变的选择 .33 第六章 主接线设计 .33 第七章 短路电流计算 . 39 第八章 电气设备选择 .46 第九章 继电保护装置 .54 附图 1 工厂变电所设计计算电器主接线图 . 56 结束语 . .57 参考书目 .58 2 第一章 原始资料 二、原始资料 .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(本表数据为设计方案分配表第九组数据）。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： 某化纤厂负荷情况表 某化纤厂负荷情况表 序号 车间设备名称 安装容量 kw 1 纺练车间 纺丝机 200 筒绞机 30 烘干机 85 脱水机 12 通风机 180 淋洗机 6 变频机 840 传送机 40 2 原液车间照明 1040 3 酸站照明 260 4 锅炉房照明 320 5 排毒车间照明 160 6 其他车间照明 240 .供电电源请况： 按与供电局协议，本人可由 16公里处的城北变电所 1 1 0 / 3 8 .5 / 1 1kV， 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。 .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 。 .电费制度：按两部制电费计算。变压安装容量每 1kVA 为 15 元 /月，动力电费为 0.3元 / .kvh ,照明电费为 0.155元 / .kvh 。 3 .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。 .地质水文资料：本厂地区海拔 60m ，底层以杀粘土为主，地下水位为 2m 。 第二章 接入系统设计 一、负荷分级及供电要求 .负荷分级 电力负荷应根据供电可靠性及中断供电在政治、经济上所造成的损失或影响的程度，分为一级负荷、二级负荷及三级负荷。 1.一级负荷 a.中断供电将造成人身伤亡者。 b.中断供电将造成重大政治影响者。 c.中断供电将造成重大经济损失者。 d.中断供电将造成公共场所秩序严重混乱者。 (1).一级负荷中特别重要的负荷是指： a. 中断供电将发生中毒，爆炸和火灾等情况的负荷； b.特别重要场所的不允许中断供电的负荷； c.如正常电源中断时，必须 设有处理安全停产所必须的应急照明，通信系统，火灾报警系统，保证安全停产的自动控制装置等。 d.民用建筑中大型金属中心的关键电子计算机系统和防盗报警系统，大型国际比赛场的记分系统及监控系统等。 2.二级负荷 a.中断供电将造成较大政治经济损失的负荷。所谓较大损失指主要设备损坏，大量产品报废，连续生产过程被打乱需要较长时间才能恢复，重点企业大量减产等。 b. 中断供电将影响重要用电单位正常工作的负荷。如交通枢纽，通信枢纽用点单位中的重要电力负荷。 c.中断供电造成大型影剧院，商场等较多人员集中的公共场所秩序混乱 的负荷。如商业住宅建筑属于二级负荷。 不属于一级，二级负荷的均属于三级负荷。对一些非连续生产的中小企业，停业仅影响产量或导致少量产品报废的用电设备，以及一般民用建筑的用电负荷等均属于三级负荷。 3.三级负荷 不属于一级，二级负荷的均属于三级负荷。对一些非连续生产的中小企业，停业仅影响产量或导致少量产品报废的用电设备，以及一般民用建筑的用电负荷等均属于三级负荷。 .各级负荷对电源的要求 1.一级负荷 4 一级负荷应有两个回路（或两个回路以上）的独立电源供电。两路电源应来自不同电源点或同一变电站的不同变 压器供电的不同母线段。当其中一个电源发生故障时，另一路电源不受影响，且能承担全部负载。负荷容量较大或有高雅用电设备应采用两路高压电源。如一级容量不大，可从电力系统或邻近单位取得第二低压电源。 一级负荷中特别重要的负荷，除上述两路电源外，还必须增设应急电源。为确保对特别重要负荷的 .供电，严禁将其他负荷介入应急供电系统。根据允许中断供电的时间可分别选择下列应急电源： a.蓄电池静止型不间断供电装置 UPS ，蓄电池及写出能带年级型不间断供电 装置或柴油机电磁储能电机型不间断供电装置。适用于允许中断供电时间为毫秒级的负荷。 b.带有自动投入装置的独立于正常电源的专用馈电线路。适用于自动装置的动作时间能满足允许中断供电 1.5S 以上的供电系统。 2.二级负荷 a.二级负荷应有两个电源供电，供电变压器也应由两台（两台变压器不一定在同一变电所）。做到当发生贷能力变压器故障或电力线路常见故障时不致中断供电或中断后能迅速恢复。 b.在负荷较小或地区供电条件困难时，可有一路 6kV 及以上专用架空线路供电；当采用电缆线路时，采用两根电缆组成的电缆段供电，每根电缆应能承受百分之百的二级负荷；为了解决线路和变配电设备的检修以及突然停电后，设备能安全停产的问题，可采用小容量的柴油发电站，其容量可有实际需要确定。 3.三级负荷 三级负荷对供电电源的要求。对松散级负荷供电无特殊要求。 二、计算厂总降压变负荷 .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。 .用电负荷 所谓 电负荷是指用电客户的用电设备在某一时刻实际取用的功率总和。从电力系统来讲，则是指为了满足用户用电所需具备的发电出力。用电负荷是一个不断变动的量，对一个地区而言，负荷变化的特性主要取决于用电行业结构、地域、季节变化、经济发展和生活水平。用电负荷在时间上的不均衡性使得某一时段用电较多，某一时段用电较少，这就形成了用电 高峰负荷与低谷负荷。 由于用户的用电性质不同，各类用户最大负荷出现的时间也不相同。当用电负荷增加时，电力系统的出力也随之增加；当用电负荷减少时，电力系统的出力 5 也须相应减少。如果各类用户的用电最大负荷出现的时间过分集中，电力系统就得有足够的出力来满足用户需要，否则电力系统的出力和负荷就不能平衡，出现供小于求的状况造成拉闸限电。当用电高峰时段一过，电力供大于求，造成发电设备的压机运行或停机。电网的大峰谷差运行方式会带来危害，一方面浪费了大量的电力投资，增加了发、供电成本，另一方面发电机组的频繁启停或压 负荷运行造成能源和电力资源的浪费，并对电网的安全稳定运行带来威胁。因此实施电力需求侧管理，合理调整负荷，优化用电方式，避峰、错峰用电，移峰填谷是一项成本低、收效快的有效措施。 .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。 .计算负荷定义 所谓计算负荷 ，是指与实际用电负荷较接近的假想负荷，按计算负荷选择的电气设备既能满足生产和生活、工作需要又不会使设备选得过大造成浪费和运行不经济。它也是指一组用电负载实际运行时，在线路中形成的或负载自身消耗的最大平均功率。如果某一不变的假想负荷在线路中产生的最大热效应（使导线产生的平均最高温升）相等，则把这一不变的假想负荷叫做该组实际负载的计算负荷。 所谓负荷计算，是指对某一线路中的实际用电负荷的运行规律进行分析，从而求出该线路的计算负荷的过程。负荷计算与计算负荷，是两个不同的概念，不可混淆。 在现行的设计规范中，负 荷计算的内容不仅包括确定计算负荷，还包括确定尖峰电流和确定一极、二级负荷的容量已及季节性负荷的容量。 .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 6 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。 一般工业与民用建筑中的用电负荷主要有单位负荷（如照明负荷）以及三相负荷（如动力负荷），其供电系统一般分为照明支路 及动力支路进行供电。 照明支路主要供照明灯具、一般单相插座以及其他额定电压为 220V 的电气设备。器特点为用电负荷的额定电压均为单相 220V 求分布在 A、 B、 C三相。这类负荷也叫做相负荷。 动力支路主要供电梯、水泵、服务行业的厨房饮食设备、电热开水器、工业生产中的各种加工设备以及其他额定电压为 380V 的三相用电器等用电。器特点为用电负荷的额定电压均为 380V 且都是三相对称负荷 在工业生产中还有一些额定电压为 380V 的单项负荷，接在两条相线之间，我们称之为间负荷，线间负荷可用照明支路供电，也可用动力支路供电。 各种负荷的供电线路组成如图所示，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 名称 公式 备注 用电设备组的容量 PP ne 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 用电设备组有功计算负荷 pKKP ewleL 30需要系数 PPK ed del 30 wleLd KKK PKP ed 30 无功计算负荷 tan3030 PQ 视在计算负荷 cos3030 PS 计算电流 USIN 33030 7 有功负荷的同时系数 90.080.0K p 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。 无功 负荷的同时系数 95.085.0K q 总的有功计算负荷 PKP ip ,3030总的无功计算负荷 QKQ iq ,3030总的视在计算负荷 23023030 QPS .负荷系数 所谓负荷系数是 指 实际计算负荷容量与额定负荷容量的比值，应用负荷系数是为了更真实地统计实际的直流负荷，进而更确切地计算 设备 的容量。 机械工业需要系数见表 3。 表 3：机械工业需要系数表 用 电设备组名称 dk cos tan 一般工作制的小批生产金属冷加工机床 0.14 0.16 0.5 1.73 大批生产金属冷加工机床 0.18 0.2 0.5 1.73 小批生产金属热加工机床 0.2 0.25 0.55 0.6 1.511.33 大批生产金属热加工机床 0.27 0.65 1.17 生产用通风机 0.7 0.75 0.8 0.85 0.75 0.62 卫生用通风机 0.65 0.7 0.8 0.75 泵、空气压缩机 0.50.6 0.8 0.75 不联锁运行的提升机，皮带运输等连续运输机械 0.65 0.7 0.75 0.88 带联锁的运 输机械 0.65 0.75 0.88 =25%的吊车及电动葫芦 0.14 0.2 0.5 1.73 铸铁及铸钢车间起重机 0.25 0.35 0.5 1.73 轧钢及锐锭车间起重机 0.65 0.7 0.5 1.73 锅炉房、修理、金工、装配车间起重机 0.05 0.15 0.5 1.73 加热器、干燥箱 0.8 0.951 00.33 高频感应电炉 0.70.8 0.65 1.17 低频感应电炉 0.8 0.35 2.67 电阻炉 0.65 0.8 0.75 电炉变压器 0.35 0.35 2.67 8 自动弧焊变压 器 0.5 0.5 1.73 点焊机、缝焊机 0.35 0.6 0.6 1.33 对焊机、铆钉加热器 0.35 0.7 1.02 单头焊接变压器 0.35 0.35 2.67 多头焊接变压器 0.4 0. 5 1.73 点焊机 0.1 0.15 0.5 1.73 高频电阻炉 0.50.7 0.7 1.02 自动装料电阻炉 0.70.8 0.98 0.2 非自动装料电阻炉 0.60.7 0.98 0.2 三、设备容量的确定 由于各用电设备的额定工作制不同，在确定计算负荷时，不可以将其额定功率直接相加，应将额定功率换算为统一的设备功率。 .对于一般长期连续运行工作制和短时工作制的用电设备，包括一般电动机组和电热设备等，其铭牌上的额定功率（额定容量）就等于 设备功率。 ()eNP P kw 式中 eP 设备功率， kw ； NP 用电设备铭牌上的额定功率， kw 。 .对于断续或反复短时工作的用电 设备，如吊车用电动机，电焊用变压器等，它们的设备功率时将其铭牌上标称下某一分与合持续率时的额定功率统一换算到一个新规定负荷持续率下的额定功率。 负荷持续率 优势也称负载持续率或赞载率，是用电设备在一个工作周期内工作时间和工作周期的百分比值，用 表示： 0/ 1 0 0 % / ( ) 1 0 0 %t T t t t 式中 T 工作周期； t 工作周期内的工作时间； 0t 工作周期内的停歇时间。 .对于电焊机及各类电焊装置的设备功率，是指将额定功率换算到负荷持续率为 100% 时的有功功率。当 不等 100% 时，用下式换算： 100/ c o se N n nPS 式中 eP 换算到 100% 时的设备功率， kw ； N 换算前铭牌上的负荷持续率，应和 NP 、 nS 、 cos N 相对应（计算中用小数值）； NP 、 nS 、 cos N 分别为换算前与 N 对应的铭牌上的额定有功功率 kw 、额定视在功率 kw ，额定功率因数； 9 100 其值为 100% 的负荷持续率（计算用 1.00 ）。 .对于断续或短时工作制电动机的设备功率，是指将额定功率换算到负载持续率为 25% 时的有功功率。当 不等于 25% 时，用如下公式换算： 25/2e N N NP P k w 式中 eP 换算到 25% 时的设备功率， kw ； NP 、 N 分别为对应换算前电动机铭牌标称的额定功率， kw ；额定负荷持续率（计算时用小数值）； 25 换算到 25% 时的负荷持续率（计算时用小数值）。 .整流器的设备功率 是指额定的输入功率。 .电热设备的设备功率是指电能的输入功率。 .成组用电设备的设备功率，不包括备用设备的设备功率。 .当消防用电的计算有功功率大于或在时可能同时切断的一般电力及照明负荷的计算有功功率时，应按未切断的一般电力、照明负荷加上消防负荷计算低压总负荷的设备功率。否则计算低压总负荷时，不应考虑消防负荷。 .单台电动机设备功率指用电网供应的电功率。 四、设备的功率因素 建筑供电系统中的变配电设备及建筑物内的用电设备，如电力变压器、电抗器、电动机、日光灯、电焊机、高频炉等大部分都为电感性负载，其 功率因数较低，工作时需要较大的无功功率，在线路中生产较大的无功电流，不利于供电系统的高效率运行，因此，在设计建筑供电系统时，要根据实际情况进行合理的无功补偿，提高供电系统的功率因数。 按照我国供电部门的规定，高压供电的用户必须保证功率因数在 9.0 以上，低压供电的用户必须在 85.0 以上。为了使用户注意提高功率因数，供电部门还对大宗用电单位实行按户月平均功率因数调整电费的办法。调整功率因数标准一般为 85.0 ，大于 85.0 时给以奖励，低于 85.0 时便要增收电费甚至罚款，功率因数很低时供电部门要停止供电。 .有关有关功率的名词解释 输入功率 =输入电流 (乘 )输入电压 ;也就决定是我们要用的电量 . 输出功率 =输入功率 -无用功部分 ;就是我们实际上的到的功率 . 输出功率是各类能源或能源转换设备（如动力、照明设备）向外输出的能量与时间的比值，即单位时间内能源或设备向外界提供的能量。其单位一般为瓦 特、千瓦，在电力系统中也常用伏安、千伏安来表示。 无功功率 :电网中的感性负载（如电机，扼流圈，变压器，感应式加热器及电焊机等）都会产生不同程度的电滞，即所谓的电感。感性负载具有这样一种特性 -即使所加电压改变方向，感性负载的这种滞后仍能将电流的方向（如正向）保持一段时间。一旦存在了这种电流与电压之间的相位差，就会产生负功率，并被反馈到电网中。电流电压再次相位相同时，又需要相同大小的电能在感性负载中建立磁场，这种磁场反向电能就被称作无功功率。 无功功率比较抽象，它是用于电路内电场与磁场的交换，并用 来在电气设备中建立和维持磁场的电功率。它不对外做功，而是转变为其他形式的能量。凡是有电磁线圈的电气设备，要建立磁场，就要消耗无功功率。 10 无功功率过高： a.无功功率会导致电流增大和视在功率增加，导致系统容量下降； b.无功功率增加，会使总电流增加，从而使设备和线路的损耗增加； c.使线路的压降增大，冲击性无功负载还会使电压剧烈波动。 在交流电路中，由于有感性或容性储能设备，电压与电流有相位差，通俗讲就是电压与电流不在同一时间到达； 因此，表面看电压有多大、电流有多大，实际并没有做那么大的功， 有电源与储能设备的能量转换 : 视在功率 =有功功率 +无功功率。 电力变压器就用视在功率表示容量，单位为伏安 VA 。 意思是不管有功功率与无功功率是多少，只能输出这么大的电压与电流。 功率因数 =有功功率 /视在功率即 c o s /W V A 功率因数是在 01 之间，它表示负载 电流做的有用功率的百分比。 .提高功率因数的意义 1.提高功率因数，可以降低线路上的损耗，提高输出功率。在建筑供电系统中，供电线路，其电阻不可忽略。 2.提高功率因数，可以减少线路上电压降，提高末端电压，有利于用电提高供电可靠性。可减少对供配电设施的投资，增加供配电系统的功率储备，使用户获得直接的经济利益。在同样的有功功率下，功率因数提高，负荷电流就减少，而向符合传输功率所经过的变压器、开关、导线等供配电设备都增加了功率储备，从而满足了负荷增长的需要，亦即可以增大原有设备的供电能力。对尚处于设计阶段的新建 筑来说，提高功率因数则能降低配电设备的设备容量，从而减少投资费用。 3.充分发挥电源设备潜力。 .提高功率因数方法 1.通过适当措施提高自然功率因数。据统计，在建筑供电系统的总无功功率中，电动机和变压器约占 80% 左右，其余则消耗在输电线路及其他感应设备中，因此，提高自然功率因数可以通过合理选择感应电动机的容量、使用中减少感应电动机的空载运行、条件许可时尽量使用同步电动机、以最佳负荷率选择变压器等方法达到目的。 2.并联同步调相机。 同步调相机是一种专用于补偿无功功率的同步电动机，通过调节同步调相机的励磁电流可补偿供电系统的无功功率，从而提高系统的功率因数。同步调相机输出无功功率为无极调节方式，调节的范围较大，并且在端电压下降 10% 以内时，无功输出基本不变，当端电压下降 10% 以上时，可强行励磁增加无功输出。但是，同步调相机补偿单位无功功率造价高。每输出 1 vark的无功功率要损耗 0.5% 3% 的有功功率，基建安装要求高、不易扩建、运行维护复杂，所以一般用于电力系统中的枢纽变电站及地区降压变电站。 3.并联适当的静电电容器。我们知道，电感性负载并联适当的电容器可以提高功率因数，所以在建筑供电系统中，同样可以并联适当的静电电容器以提高系统的功率因数。并联电容安装简单、容易扩建、运行维护方便，补偿单位无功功率的造价低、有功损耗小（小于 0.3% ），因此广泛用于工厂企业及民用建筑供电系统中。 11 无功补偿使用专用的电力电容器，其规格品种很多，按安装方式分为户内式和户外式，按相数分为单相和三相，按额定电压分为高压和低压电容器等等。 a.电容器的选择 电容器无功容量的计算 t a n t a nA N T a cciQP b.电容器（柜）台数的确定 需电容器台数：2NCWnccUUqQN 每相所需电容器台数：3Nn取其相等或稍大的偶数，因为变电所采用单母线分段式结线。 c.电容器 的补偿方式和联接方式 1）电容器的补偿方式 单独就地补偿方式：接线、优缺点、适用对象。 分散补偿方式：接线、优缺点、适用对象。 集中补偿方式：接线、优缺点、适用对象： 0.6 10kV 大中型煤矿主要补偿方式，如：平煤各矿 2）电容器的联接方式 三角形接法：优缺点 星形接法：优缺点 或 Y（双 Y） 优选，因为容量为 Y的 1/3 且电压低，放电 1分钟，残压 50V 以下。 1000V 以上的电容器应采用电压互感器放电。 电容器放电回路中不得装设熔断器或开关，以免放电回路断开，危及人身安全。 五、动力支路负荷计算 在采用需要系数法进行动力支路负荷计算时，应将计算范围内的用电设备分组，分别进行各个组内的负荷计算并将计算结果相加得到总的计算负荷，然后根据用电设备的台数和容量的大小以及用电设备的性质乘以一个同时系数，得到计算结果。 每个组内的负荷计算可以采用通用计算公式进行，动力支路的负荷计算采用下 式进行： c p K d eP K P t a nc q K d eQ K P 22c c cS P Q /( 3 )c c NI S U 式中 cP 支路上有功计算负荷， kw ； cQ 支路上无功计算负荷， vark ； cS 支路上视在计算负荷， kVA ； 12 pK 、 qK 分别为支路上有功同时系数，无功同时系数； cI 支路上计算电流； NU 支路的额定电压。 在使用上述公式时要注意： 1.分组的原则：用电设备的性质相同、功率因数相同、需要系数相同的分一组。 2.有功、无功同时系数的概念和数值是不同的，通常对于同一组用电设备组无功同时系数的 值比有功同时系数要大。通常情况下有功同时系数的范围(0.8 0.97) 、无功同时系数范围 (0.8 1.0) 。 六、各车间的负荷计算 .各车间计算负荷和无功补偿（需要系数法） 1.纺练车间 单台机械负荷计算 a.纺丝机 已知： 200eP kw ， 0.80dK ， tan 0.78 。 故： 2 0 0 0 . 8 0 1 6 0edP P K k w t a n 1 6 0 0 . 7 8 1 2 4 . 8 v a rQ P k b.筒丝机 已知： 30eP kw ， 0.75dK ， tan 0.75 。 故： 3 0 0 . 7 5 2 2 . 5edP P K k w t a n 2 2 . 5 0 . 7 5 1 8 . 8 8 v a rQ P k c.烘干机 已知： 85eP kw ， 0.75dK ， tan 1.02 。 故： 8 5 0 . 7 5 6 3 . 7 5edP P K k w t a n 6 3 . 7 5 1 . 0 2 6 5 . 0 3 v a rQ P k d.脱水机 已知： 18eP kw ， 0.60dK ， tan 0.80 。 故： 1 8 0 . 6 0 1 0 . 8 0edP P K k w t a n 1 0 . 8 0 . 8 0 8 . 6 4 v a rQ P k 13 e.通风机 已知： 180eP kw ， 0.70dK ， tan 0.75 。 故： 1 8 0 0 . 7 0 1 2 6edP P K k w t a n 1 2 6 0 . 7 5 9 4 . 5 v a rQ P k f.淋洗机 已知： 6eP kw ， 0.75dK ， tan 0.78 。 故： 6 0 . 7 5 4 . 5 0edP P K k w t a n 4 . 5 0 0 . 7 8 3 . 5 1 v a rQ P k g.变频机 已知： 840eP kw ， 0.80dK ， tan 0.70 。 故： 8 4 0 0 . 8 0 6 7 2edP P K k w t a n 6 7 2 0 . 7 0 4 7 0 . 4 v a rQ P k h.传送机 已知： 40eP kw ， 0.80dK ， tan 0.70 。 故： 4 0 0 . 8 0 3 2edP P K k w t a n 3 2 0 . 7 0 2 2 . 4 v a rQ P k 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 dK tan 计算负荷 P kw varQk 1 纺丝机 200 0.8 0.78 160 124.8 2 筒绞机 30 0.75 0.75 22.5 18.88 3 烘干机 85 0.75 1.02 63.75 65.03 4 脱水机 12 0.6 0.8 10.8 8.4 5 通风机 180 0.7 0.75 126 94.5 6 淋洗机 6 0.75 0.78 4.5 3.57 7 变频机 840 0.8 0.7 672 470.4 8 传送机 40 0.8 0.7 32 22.4 小计 1393 1091.55 870.18 14 9 2.车间计算负荷统计 (计及同时系数） 取同时系数： 0.9PK ， 0.95QK 0 . 9 1 0 9 1 . 5 5 9 8 2 . 4PP K P k w 0 . 9 5 8 7 0 . 1 8 8 2 6 . 6 7 v a rQQ K Q k 2 2 2 29 8 2 . 4 8 2 6 . 6 7 1 2 8 3 . 9 4S P Q k V A 3.其余各车间负荷计算 a.原液车间 已知： 1040eP kw ， 0.75dK ， tan 0.7 。 故： 1 0 4 0 0 . 7 5 7 8 0edP P K k w t a n 7 8 0 0 . 7 5 4 6 v a rQ P k 2 2 2 25 4 6 9 5 2 . 1 1S P Q k V A b.酸站照明 已知： 260eP kw ， 0.65dK ， tan 0.7 。 故： 2 6 0 0 . 6 5 1 6 9edP P K k w t a n 1 6 9 0 . 7 1 1 8 . 3 v a rQ P k 2 2 2 21 6 9 1 1 8 . 3 2 0 6 . 2 9S P Q k V A c.锅炉房照明 已知： 320eP kw ， 0.75dK ， tan 0.75 。 故： 3 2 0 0 . 7 5 2 4 0edP P K k w t a n 2 4 0 0 . 7 5 1 8 0 v a rQ P k 2 2 2 22 4 0 1 8 0 3 0 0S P Q k V A d.排毒车间 已知： 160eP kw ， 0.7dK ， tan 0.6 。 故： 1 6 0 0 . 7 1 1 2edP P K k w t a n 1 1 3 0 . 6 6 7 . 2 v a rQ P k 15 2 2 2 21 1 2 6 7 . 2 1 3 6 . 6S P Q k V A e.其他车间 已知： 240eP kw ， 0.7dK ， tan 0.75 。 故： 2 4 0 0 . 7 1 6 8edP P K k w t a n 1 6 8 0 . 7 5 1 2 6 v a rQ P k 2 2 2 21 6 8 1 2 6 2 1 0S P Q k V A 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 kw P kw varQk S kVA1 纺练车间 1393 982.4 826.67 1283.94 2 原液车间照明 1040 780 546 952 3 酸站照明 260 169 118.3 206.3 4 锅炉房照明 320 240 180 300 5 排毒车间照明 160 112 67.2 130.6 6 其他车间照明 240 168 126 210 计算全厂的计算负荷时，总的计算负荷要小于每个用电负荷加起来的和，我们在通常情况下取的全部用电负荷之和的 95% 。 因为在一定的情况下是不可能发生所有的用电设备同时工作的情况 ,，如果按照全部用电设备的用电负荷之和来计算全厂 计算负荷的话，势必会造成 ,经济不运行和浪费等 ,情况 ,也就是我们常说的大马拉小车。 取全部用电负荷之和的 90% ，这样在一定程度上就避免了大马拉小车情况的发生 ,提高了运行效率 ,符合了经济生产、生活的需要。 因此，本次课程设计中的全厂计算负荷就为各个设备计算负荷之和的 95%即： 全厂计算负荷 =0.90 (纺练车间计算负荷 +原液车间计算负荷 +酸站照明计算负荷 +锅炉房照明 计算负荷 + 排度车间计算负荷 +其他车间计算负荷 ) 0 . 9 ( 9 8 2 . 4 7 8 0 1 6 9 2 4 0 1 1 2 1 6 8 ) 2 2 0 6 . 2 6pP K P k w 0 . 9 5 ( 8 2 6 . 6 7 5 4 6 1 1 8 . 3 1 8 0 6 7 . 2 1 2 6 ) 1 7 0 0 . 9 6 v a rQQ K Q k 22 222 2 0 6 . 2 6 1 7 0 0 . 9 6 2 7 8 5 . 8 3S P Q k V A 16 2 7 8 5 . 8 3 4 5 . 9 63 3 3 5SIAU 考虑 5年的发展，年增长率按 2%计算，全厂计算负荷 55 2 2 0 6 . 2 6 1 2 % 2 4 3 5 . 8 9P k w 55 1 7 0 0 . 9 6 1 2 % 1 8 7 8 v a rQk 2 2 2 22 4 3 5 . 8 9 1 8 7 8 3 0 7 5 . 8 3S P Q k V A 七、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。 .电压等级的规定 1.电压等级和最高一级电压的选择，应根据现有实际情况和远景发展进行慎重研究后确定。应尽量简化变压层次，一般 情况下应少于 4 个变压层次。老城市在简化变压层次时可以分期分区进行。 2. 标称电压应符合国家电压标准。送电电压为 220kV (或 110kV )，高压配电电压为 110、 63 、 35kV ，中压配电电压为 10kV ，低压配电电压为 380 / 220V ，选用电压等级时，应尽量避免重复降压。现有的非标准电压应限制发展，合理利用，根据设备使用寿命与发展需要分期分批进行改造。 3. 一个地区同一电压相位和相序应相同。 4. 现有供电容量严重不足或老旧设备需要全面进行技术改造时，可采取升压措施。升压改造是扩大供电能力的有效措施但应结 合远期规划注意做好以下工作： a.研究现在供电设施全部或部分进行升压改造的技术经济合理性； b.升压改造中应对旧设备的利用或更新以及其它方面制订有关的技术要求，以保证它们的安全运行； c.在升压过渡期间应有妥善可靠的过渡方案及其相应的技术措施，尽量不削弱供电可靠性。 .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 3 10 公里； 2.当负荷为 3 0 0 0 5 0 0 0kw 时，供电电压易选 10kV ，输送距离在 5 15 公里； 3.当负荷为 2 0 0 0 1 0 0 0 0 kw 时，供电电压易选 35kV ，输送距离在 20 50 公 17 里； 4.当负荷为 1 0 0 0 0 5 0 0 0 0 kw 时，供电电压易选 110kV ，输送距离在 50 150公里； 5.当负荷为 5 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0 kw 时，供电电压易选 220kV ，输送距离在150 300 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。 . 本厂电压等级的确定 设计任务书提供了三个电压等级： 1 8 0 / 3 8 .5 / 1 1kV在要 考虑工厂 5年发展规划负荷（工厂负荷年增长率按 2% ），五年以后的最大功 率为 2435.89kW 并且 输送距离为 16公里，因此我选用负荷为 2000 10000kw ，供电电压易选 35kV ，输送距离在 20 50 公里。 八、城北变的线路回数的确定 本厂多数车间为二班制，年最大负荷利用小时为 4600小时，并且有 20% 的重要负荷，考虑到本厂有重要负荷，为了保证重要负荷的供电可靠性，本设计采用 35kV 二回路进线，这样当有一回路发生故障时，另一回路可以继续供电。另外，在与本厂相距 5公里处引入其他工厂 10KV电缆做备用电源，但只能满足本厂20% 的重要负荷，平时不准投入，只有在本厂主要电源故障或检修时投入。全厂负荷分布，根据毕业设计任务书的厂区平面布置图。 九、确定接入系统每回线路线型、规格、截面。 35kV 架空线路导线截面的选择： 选择原则：计算负荷电流，先按经济密度选导线标称截面，然后按发热复核。 1计算负荷电流： 18 2 4 3 5 . 8 9 4 4 . 6 53 3 3 5 0 . 9NPIAU C O S 选择经济截面：由设计资料知年最大负荷利用小时为 4600 小时，根据电力工程类专题课程设计与毕业设计指导教程 P57查表 5-4得经济电流密度 21 .1 /J A m m ，按经济电流密度选择接入系统每回导线型号、规格、截面的选择： 截面的选择： 24 4 . 6 5 4 0 . 5 91 . 1IA m mJ 选择标准截面 50mm ，即选 50LGJ 型钢芯绞线线 2回路。 2复核电压降： 正常运行时： N=2 查电力工程类专题课程设计与毕业设计指导教程附表 6-1， 50LGJ 导线的电阻 1 0 .6 3 /r km；线路电抗取 1 0 .4 2 /x km。 1 0 . 6 3 1 6 1 0 . 0 8R r L 1 0 . 4 2 1 6 6 . 7 2X x L 222 4 3 5 . 8 9 1 0 . 0 8 1 8 7 8 6 . 7 2% 1 . 5 % 1 0 %2 2 3 5P R Q XU U 符合要求 故障情况运行时：考虑到一条回路故障切除，另一条回路能保证全部负荷供电 222 4 5 3 . 8 9 1 0 . 0 8 1 8 7 8 6 . 7 2% 3 % 1 5 %35P R Q XU U 符合要求 3复核发热条件： 查电力工程类专题课程设计与毕业设计指导教程附表 6-5得 50LGJ 允许载流量，按环境温度 30度 234aIA ，查 P60表 5-7得环境温度 30度时的温度校正系数 0.94K 2 3 4 0 . 9 4 2 1 9 . 9 6eaI I K A I 因此满足发热条件。 结论：经上述计算复核决定采用二回路 50LGJ 导线接入系统。 .10工厂总降压变电所主变压器台数及容量选择 2 2 5 5 6 . 1 3 5 9 5 . 8 5 2 0 5 . 5 2 7 1 4 . 9 6P P k w + P + P + + 2 2 2 8 0 . 6 7 1 9 8 . 9 1 8 6 . 1 7 1 1 3 1 . 5 v a rQ Q k + Q + Q + + 0 . 9 2 7 1 4 . 9 6 2 4 4 3 . 4 6PP K P k w 19 0 . 9 5 1 1 3 1 . 5 1 0 7 4 . 9 3 v a rQQ K Q k 总降压变 10kV 侧无功补偿试取： 3 0 0 v arCQk 22222 4 4 3 . 4 6c o s 0 . 9 52 4 4 3 . 4 6 1 1 3 1 . 5 3 0 0CPP Q Q 合格 2222CP Q Q 2 4 4 3 . 4 6 1 1 3 1 . 5 3 0 0 2 5 8 1 . 0 6 k V A S 为保证供电的可靠性，选用两台主变压器（每台可供总负荷的 70% ）： 0 . 7 0 . 7 2 5 8 1 . 0 6 1 8 0 6 . 7 4NTS S k V A 选择变压器型号 7 2 0 0 0 / 3 5SL ，两台。 查表得出变压器的各项参数： 空载损耗 3.4oP kW ； 负载损耗 19.8kP kW ； 阻抗电压 % 6.5kU ； 空载电流 % 1.1oI 。 .35kV 供电线路截面 选择 为保证供电的可靠性，选用两回 35kV 供电线路。 11 2 4 4 3 . 4 6 1 2 2 1 . 7 322P P k w 11 1 1 3 1 . 5 3 0 0 4 1 5 . 7 5 v a r22Q Q k 11 2 5 8 1 . 0 6 1 2 9 0 . 5 322S S k V A 用简化公