通用电器厂供配电系统电气设计.doc

本文由jengchou贡献 doc文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 通 用 电 器 厂 供 配 电 系 统 电 气 设 计 任 务 书 一,设计要求: 设计要求: 本设计要求根据该厂所能取得的电源及本厂用电负荷的实际情况, 并适当考 虑到工厂生产的发展,按照安全可靠,技术先进,经济合理的要求对该变电所进 行设计.本设计只作电气初步设计,不作施工设计.设计内容包括 1)主变台数, 容量,类型选择;2)确定电气主接线方案及高低压设备和进出线;3)确定电气 布置方案;4)短路电流计算;5)主要电器设备及导线选择和校验. 二,负荷情况 根据工艺设计,全厂都是三级负荷.各车间的负荷统计资料如表所示: 厂房编号 厂房名称 最大电机/KW P 30 /KW Q 30 /KVA 1 2 3 户外照明 冷作车间 250 装配车间 80 仓库车间 20 20 110 90 20 15 设备容量/kw 台数 7+0.125 11+5+5+2.2 14 l 30 22 7.5 金工车间设备明细表: 设备序号 设备名称 l14 15 16,17 车床 桥式起重机=25%) 桥式起重机=25%) 16+5+5+3.5 2 另外全厂密度为:12W/m2 三,供电电源情况 在金工车间东侧 1.5M 处,有一座 IOKV 配电所,先用 IKM 的架空线路,后 改为电缆线路至本厂变电所,其出口断路器的型号为 SNIO-IO I I 型,此断路器 配备有定时限过电流保护和电流速断保护, 定时限过电流保护整定的动作时间为 1.7s. 四,气象,地质水文资料 气象, 本所所在地区平均海拔 1000M,年最高气温 40 度,年最低气温一 lO 度,年平 均气温 20 度,年最热月平均气温 30 度,年最热月地下 0.8m 处平均温度为 22 度.当地主导风向为东北风,年雷暴日约 30 天,土壤性质以砂质粘土为主,土 壤电阻率为 100 m. 五, 电费制度 该厂与当地供电部门达成协议,在工厂变电所高压侧计量电能,设专用计量 柜, 按两部制电费制度交纳电费. 每月基本电费按主变压器容量计为 18 元/KVA, 1 动力电费为 0.2 元/Kwh,照明电费为 0.5 元/KWh.该厂最大负荷时功率因数 不得低于 0.9.此外,电力用户需按新装变压器容量计算,一次性地向供电部 门交纳供电贴费:61OKV 为 800 元/KVA.确定变电所主变压器的台数与容量, 类型,选择变电所主结线方案及高低压设备和进出线,确定二次回路方案,选择 整定继电保护装置,确定防雷和接地装置,按要求写出设计说明书,绘出设计图 样. 工厂车间设计平面图 表 42 金工车间设备明细表 说明书 一)负荷计算 (1)金工车间负荷计算: 1. 车床 Pe =7.125*14=99.75kw kd =0.25 cos =0.5 tan =1.73 有功功率负荷 P 30 = kd * Pe =0.25*99.75=24.94kw 无功功率负荷 Q 30 = P 30 *tan =43.15kvar 2. 桥式起重机 Pe =2 PN * N =82.2kw 2 kd =0.15 tan =1.73 cos =0.5 P 30 = kd * Pe =0.15*82.2=12.33kw Q 30 = P 30 * tan =12.33*1.73=21.33kvar 3. 金工车间照明 车间面积:(60*24)=1440 设备容量 Pe =112*(440)w=17.28kw kd =1 tan =0 cos =1.0 P 30 = kd * Pe =1*17.28=17.28kw Q 30 = P 30 * tan =0 (2)全厂低压侧负荷: P 30(2) =0.9 P30 =0.9*(24.94+12.33+17.28+250+80+20+20)=382.1kw Q 30(2) =0.9 Q 30 =0.9*(43.5+21.33+110+90+20+15)=269.53kvar S 30(2) = 382.12 + 269.532 =467.6kva 变压器损耗 PT =0.015* S 30(2) =0.015*467.6=7.01KW QT =0.06* S 30(2) =0.06*467.6=28.06kvar (3)补偿前全厂总的负荷: P 30(1) = P 30(2) + PT =382.1+7.01=389.11Kw Q30(1) = Q 30(2) + QT =269.53+28.06=297.59Kvar S 30(1) = P 2 30(1) + Q 2 30(1) =489.86Kva cos = P 30(1) / S 30(1) =389.11/489.86=0.790.9 3 计算电流: I 30(1) = S (1) / 3 Un=24.7A (6)变压器的选择 根据 S30=427.72 kva 可选择 500V.查工厂供电附录表并考虑到今后发展 的要求: 选 SL7-630KVA 变压器一台. 低压补偿柜的选择 拟采用无功功率自动补偿屏,装在变电所低压母线集中补偿. 从工厂常用电气设备手册选用总电容容量为 360KVA 电容屏型号: PGj1 型低压无功功率自动补偿屏有 1, 2,3,4 等 4 种方案.其中之 l,2 屏为主屏,3,4 屏为辅屏.1,3 屏各有 6 支路,电容器为 Bw0.4143 型, 每屏共 84kvA,采用 6 步控制,每步投入 14kVA.2,4 屏各有 8 支路,电容器 亦为 BW0.4143 型,每屏共 112kVA,采用 8 步控制,每步投入 14kVA.选 择步骤:根据控制步数要求,选择 1 台 1 号或 2 号主屏.根据所需无功补偿 容量再补充 1 台或数台 3 号或 4 号辅屏. 表全厂变电所负荷计算 设备名称 金工车间 车床 起重机 车间照明 小 计 冷作车间 装配车问 仓 库 户外照明 小 计 变电所低压 荷取 K p =0.9 K q =0.9 补偿电容 382.1 269.53 467.6 17 14 3 99.75 82.2 17.28 0. 25 0. 15 l 台数 Pe /kW Kd cos tan P 30 /kw Q 30 /kvar S 30 /kVA 0.5 l 1.73 0 0.5 1.73 24.94 12.33 17.28 54.55 250 80 20 20 370 43.15 21.33 0 64.48 110 90 20 15 235 -120 4 补偿后低压 负荷 389.11 177.59 427.72 短路电流计算: 二) 短路电流计算: 短路等效电路图: (1)基准定量 Sd =100MVA 基准电压 Ud (1) =10.5kv Ud2=0.4kv Id (1) = Sd / 3 * Ud (1) =100/ 3 *10.5=5.5KA Id (2) = Sd / 3 * Ud (2) =100/ 3 *0.4=144.3KA (2)取基准定量 Sd =100MVA 基准电压 Ud (1) =10.5kv Ud (2) =0.4kv Id (1) = Sd / 3 * Ud (1) =100/ 3 *10.5=5.5KA Id (2) = Sd / 3 * Ud (2) =100/ 3 *0.4=144.3KA (3)各元件电抗标幺值: 电力系统: X * (1) = Sd / Soc =100/500=0.2 线路 WL(1): X * (2) = Xw1 * Sd / ud =0.4*1*100/10.5*10.5=0.36 2 线路 WL(2): X * (3) = Xw1 * Sd / ud =0.08*0.5*100/10.5*10.5=0.036 2 变压器 X*()= uk /100*100%* Sd / Sn =(4/100)*(100/0.5)=8 (4)求 Kn 点的总电抗标幺值及电抗之和 X * (1) = X * (1) + X * (2) + X * (3) =0.2+0.36+0.036=0.596 5 IK (1) = Id (1) / X * (1) =5.5/0.596=9.23KA ISH =2.55* IK (1) =2.55*9.23KA=23.54KA ISH =1.51* IK (1) =1.51*9.23KA=13.94KA SK = Sd / X * (1) =100/0.596=167.79MVA X * (2) = X * (1) + X * (2) + X * (3) + X * 4 =0.2+0.36+0.036+8=8.596 Ik (2) = Id (2) / X * (2) =144.3/8.596=16.79 ish =1.84*Ik(2)=1.84*16.79=30.89 ISH =1.09*Ik(2)=1.09*16.79=18.3 SK (2) = Sd / X * (2) =100/8.596=11.63 计算结果见下图 短路计算 短路电流/KA 短路容量/MVA Ish (3) Ish (3) I K-1 K-2 (3) K I (3) I (3) S (3) K 9.23 16.79 9.23 16.79 9.23 16.79 23.54 30.89 13.94 18.3 167.79 11.63 三)主要电气设备的选择和校验 (1)10kv 侧一次设备的选择校验: 序 号 l 2 3 装置地点及电气条件 项目 Us/kV 数据 10 24.7 23.54 GN810T/400 项目 数据 10 400 40 结 果 UN /kV IN /A Im ax /kA 2 2 I 30 /A Ish (3) /kA I (3)2tima / (kA2 .s ) 4 9.232 *1.2 =102.23 I t / (kA t s) 14 2 *5=980 (2) SN10-10 II/630 型少油断路器的校验: 序 号 l 2 3 装置地点及电气条件 项目 Us/kV 数据 10 24.7 23.54 SN10-10 II/630 项目 数据 10 630 40 结 果 UN /kV IN /A Im ax /kA 6 I 30 /A Ish (3) /kA 4 I (3) k 1 / kA 9.23 I /KA 16 5 I (3)2tima / (kA2 .s ) 9.232 *1.2 =102.23 I t / (kA t 2 2 s) 16 2 *4=1024 四)低压侧低压电器的校验 (1)LQJ-10 型电流互感器的校验: 序 号 l 2 序 号 l 2 3 4 5 装置地点及电气条件 项目 Us/kV 数据 10 24.7 LQJ-10 项目 数据 10 100/5 结 数据 0.4 1000 60 1000 2 结 果 UN /kV IN /A HD13-1000 I 30 /A 装置地点及电气条件 项目 Us/kV (2)HD13-1000 型刀开关的校验: 数据 0.4 611 30.89 16.79 项目 果 UN /kV IN /A Im ax /kA I 30 /A Ish (3) /kA I (3) K 2 / KA I /kA s) I (3)2 ( K 2) ima t / (k A .S ) 2 16.79 2 *1 I t / (kA t 2 302 *1 (3)DZ20-630 型低压断路器的校验: 序 号 l 2 3 装置地点及电气条件 项目 Us/kV 数据 0.4 611 16.79 DZ20-630 项目 数据 0.4 630 42 结 果 UN /kV IN /A I 30 /A I (3) K 2 / KA I /kA 五)导线的校验: 导线的校验: 举例: 1)02 分干线的检验 明敷设: 查工厂供电附录表 151 可得:Ial=73A, I 30 =68.08 I al =73A 满足发热要 求. 查工厂供电附录表 14 可得:Amin=2.5mm216mm2 满足机械强度. 穿管的导线: 7 查工厂供电附表 152 可得:Ial=81 I30=68.8A75.77A 选 RTO-100/100 的熔断器 查工厂供电附录表 151 得: 35C 时每相反 BLx 型导线的线芯截面为 25mm2 的导线的允许载流量, al = I 95A I 30 =75.77 A 按发热条件,相线截面选 25mm2 中性线截面按 A0 0.5A.选即 A0 =0.5 25=12.5mm2.选 16mm2. 查工厂供电得: 35时每相的 BLx 型导线线芯截面为 70mm2 的 4 根单芯穿管的允许载流量 Ial=115AI30=75.77A. 按发热条件:相线截面选 70mm2,中性线截面按 A0=o.5A选:即 A0= O.570=35mm2,选 35mm2,穿线的钢管内径查表,选 70mm. 因此选择结果可以表示为: BLX-500-(325+l16) 明敷设 BLX-500-(370+135)-G70 穿钢管敷设 表 4 一 14 金工车间干线型号及规格 X 号干线 (所接设备) 01 (1-4) 02 (5-8) 03 (9-11) 04 (12-14) 05 (16,17) 06 (15) I30/A RT0/A ( I N . FU / I N . FE ) 明敷设导线型号 穿管敷设导线型号 75.77 105.99 80.77 100/100 BLX-500 (325+16) BLX-500 (370+l25)-G70 BLX-500 (370+l35)-G70 BLX-500 (350+l25)-G50 BLX-500 (395+l50)-G70 BLX-500 (3x 120)-(370 BLX-500 (3x6)-G20 200/120 BLX-500 (325+125) 100/100 BLX-500 (325+116 BLX-500 (350+l25) BLX-500 (3x 50+1x25) BLX-500 3x16 142.2l 200/150 150 40 200/150 100/40 11 07 (冷作车间) 225.87 400/250 BLX-500 (3x 95+l50) BLX-500 (3x 70+135) BLX-500 (3x10+16) BLX-500 (3x16+1l0) BLX-500 (3x16+ll0) BLX-500 (3xi85)-G80 BLX-500 (3x150+1 x 95)-G70 BLX-500 (3x16+110)-G32 BLX-500 (3x10+IX6)-G25 BLX-500 (3x10+l6)-G25 08 182.95 (装配车间) 09 (仓库) 42.97 200,200 100/60 10 37.98 (户外照明) 11 (户内照明) 26.25 100/40 100/40 六)低压配电屏的选择: 低压配电屏的选择: 根据前面所确定的车间配电系统及多向额定电流,从定型图册上选出相 适应的固定式低压配电屏 PGL2 型,因为该厂为三级负荷,选用 PGL2 型可以满足 要求.若要更可靠,则可选用抽屉式 GCK 或多米诺. 干线 l,2,仓库,装配车间,户外照明的干线,因为它们的熔管电流为 100, 200,100,200,100A.因此可选用 PGL236B.它具有 100A 的三路,200A 的两 路.干线 7,lO,冷作车间的干线,因为它们的熔管电流为 400,200,400A.因 此可选用 PGL234B.它具有 400A 的两路,200A 的两路.可以留一路 200A 的作 备用.供以后发展,增添设备用.干线 5,6,8,9,因为它们的所用熔管的电 流分别为 400,400,200,200A.所以可以选用 PGL234B.它具有 400A 的两路, 200A 的两路.干线 3,4,1,室内照明,它们的熔管电流分别为 100,200,100, 200A 可以选用 PGL236B.它具有 100A 的三路,200A 的两路.可留一路 200A 作为备用.加上 4 台电容补偿屏,这样低压配电室,总共有 9 台低压配电屏. 选用低电压配电屏一览表: 低压配电屏 PGL205B PGL236B PGL234B PGL234B PGL236B 所接干线 进线(低压) No.1 No.2 仓库装配车间户外照明 N.7 No.10 冷作车间 N0.5 No.6 No.8 N0.9 No.3 N0.4 N0.1l 室内照明 七)高压开关柜的选择: 高压开关柜的选择 本次设计, 确定用 630kvA 的变压器把 10kV 的高压降到动力设备所需要的 电压 O.4kv.本厂都是动力设备,无重要负荷,因此变电所可采用固定式开关 柜.若有重要负荷,要求可靠,则可选用手车式开关柜如:JYN,KYN.今选用 GG-1A(F)-03,此柜装有 GNl9-10 型隔离开关 1 个,隔离高压电流.以保证其他 12 电气设备的安全检修.SNl0-10 型少油断路器 1 个,可以通断线路正常的负荷电 流,也可以进行短路保护.GG-1A(F)-03 除备有以上两种开关以外,还有 LQJ-10 型电流互感器 2 个,分别接仪表和继电器,以满足测量和保护的不同要求. 一般要求在变压器的高压侧进行计费,因此可选用与 GG-1A(F)型高压开 关柜,配套使用的户内安装的 PJ1-A/J3,是单电源电缆进出线的计量柜,正好 满足要求.柜内装有隔离开关,高压空断器,以及提供测量信号的电流互感器, 电压互感器.计量仪表安装在中间观察门内. GG-1A(F)型高压开关柜的规格及一次线践接线方案可查电气设备选 择施工安装设计应用手册第 882 页.PJ1A/J3 型高压计量柜的规格及一次 线路接线方案,及与 GG-1A(F)型高压开关柜的联接可查电气设备选择施工安 装设计应用手册第 975 页. 高压开关柜的进出线,一般采用经一段电缆后接到架空线上去. 高压计量柜中, GNl9-10 型和 GNl010Q 型隔离开关 1 个 ,JDZ-10Q0. 有 2 /0.5 型电压互感器 2 个,RN210/0.5 型熔断器 1 个,LAJQ-100.2/0.5 型电流互感器 2 个. 工厂变配电所高压开关柜上面的高压母线,通常采用 LMY 型硬铝母线,对 于主变压器容量在 1250kva,及以下的变电所,高压母线一般采用 LMY-404 的 规格.本配电所变压器 630kVA,因此可采用 LMY-3(404)的高压母线. 八)继电保护的选择,整定及计算: 继电保护的选择,整定及计算 继电保护包括定时限保护和反时限保护, 定时限保护的优点是动作时间比较 精确,整定简便,其缺点是继电器多,接线复杂且需直流操作电源,投资较大. 反时限保护的优点是:投资少,结线简单,可同时实现电流速断保护,显得 简单经济且适于交流操作,其缺点是动作时间整定比较麻烦. 对于中小型工厂供电系统来说,继电保护以简单经济为宜,因此使用反时限 保护. 九)变配电所平面布置设计: 变配电所平面布置设计: 根据变电所应靠近负荷中心及进出线方便的原则,可确定变电所的位置在金 工车间的西南角,且在大路旁,