某电机修造厂全厂总降压变电所及配电系统设计

某电机修造厂全厂总降压变电所及配电系统设计某电机修造厂全厂总降压变电所及配电系统设计 一 生产任务及车间组成一 生产任务及车间组成 1 本厂产品及生产规模 本厂主要承担全国冶金工业系统矿山 冶炼和轧钢设备的配件生产 即以生产铸造 锻造 铆焊 毛坯件为主体 生产规模为 铸钢件 1 万吨 铸铁件 3 千吨 锻件 1 千吨 铆焊件 2 千 5 百吨 2 本厂车间组成 1 铸钢车间 2 铸铁车间 3 锻造车间 4 铆焊车间 5 木型圈车 间及木型库 6 机修车间 7 砂库 8 制材场 9 空压站 10 锅炉房 11 综合楼 12 水塔 13 水泵房及污水提升站等 二 设计依据二 设计依据 1 厂区平面布置图 略 2 全厂各车间负荷计算表如下 各车间 380 伏负荷 计 算 负 荷序 号 车间或用 电单位名 称 设备 容量 KW x K cos tg Pjs KW Qjs Kvar Sjs KVA 变压器 台数及 容量 备注 No 1 变电所 1 铸钢车间 20000 40 651 17 800 0 0 936 00 1231 30 2 125 0 Ynn0 No 2 变电所 2 铸铁车间 10000 40 71 02 400 0 0 408 00 571 3 7 3 砂库 1100 70 61 33 77 00102 41 128 1 3 4 小计477 0 0 510 41 698 6 0 2 500Ynn0 No 3 变电所 5 铆焊车间 12000 30 451 98 360 0 0 712 80 798 5 5 6 1 水泵 房 280 7 5 0 80 75 21 0015 7526 25 7 小计381 0 0 728 55 822 1 6 900Ynn0 No 4 变电所 1 空压站 3900 8 5 0 750 88 331 5 0 291 72 441 5 8 2 机修车间 1500 2 5 0 651 17 37 5043 8857 72 3 锻造车间 2200 30 551 52 66 00100 32 120 0 8 4 木型车间 185 850 3 5 0 61 33 65 0586 51 108 2 4 5 题材场 200 20 61 33 5 607 459 32 8 6 综合楼 200 911 18 0018 0025 46 7 小计523 6 5 547 88 757 8 8 800Ynn0 No 5 变电所 1 锅炉房 3000 7 5 0 80 75 225 0 0 168 75 281 2 5 2 2 水泵 房 280 7 5 0 80 75 21 0015 7526 25 3 仓库 1 2 88 120 30 651 17 26 4430 9340 69 4 污水 提升站 140 6 5 0 80 75 9 106 8311 38 5 小计281 5 4 222 26 358 6 9 400Ynn0 各车间 6 千伏高压负荷 1 电弧炉 2 125 0 0 90 870 57 2250 00 1282 5 0 2589 85 2 工频炉 2 3000 80 90 48 600 0 0 288 00 665 5 4 3 空压机 2 2500 8 5 0 850 62 500 0 0 310 00 588 3 0 4 小计3250 00 1880 5 0 3754 83 全厂合计6600 00 4825 5 9 8175 96 说明 No 1 变电所和 No 2 变电所设置两台变压器外 其余设置一台变压器 3 供用电协议 工厂与电业部门所签订的供用电协议主要内容如下 1 工厂电源从电业部门某 220 35 千伏变电所 用 35 千伏双回架空线路引入本厂 其中一个为工作电源 一个作为备用电源 该变电所距离工厂东侧4 5km4 5km处 单位长度电 抗值为 0 4 km 2 供电系统短路技术数据如下 区域变电所 35kV 母线短路数据如下 系统最大运行方式 Sdmax 200MVA 系统最小运行方式 Sdmin 175MVA 3 电部门对本厂提出的技术要求 区域变电所 35kV 配出线路定时限过电流保护装置的整定时间为 2 秒 工厂总降不应 大于 1 5 秒 该厂的总平均功率因数值应在 0 9 以上 在企业总降压变电所高压侧进行计量 三 设计范围与任务三 设计范围与任务 1 负荷计算 全厂总降变电所负荷计算 是在车间负荷计算基础上进行的 考虑车间变电所变压器 的功率损耗 从而求出全厂总降变电所高压侧计算负荷及总功率因数 列出负荷计算表 表达设计成果 2 总降变电所位置和各个变压器台数以及容量的选择 考虑电源进线方向 综合考虑设置各个变电所的有关因素 结合全厂计算负荷以及扩 建备用的需要 确定主变台数容量 3 厂总降压变电所主接结线设计 根据变电所配电回路数 负荷要求可靠性级别的计算负荷值 确定高低压侧的接线形 式 4 厂区高压配电系统设计 根据厂内负荷情况 从技术 经济合理性确定厂区配电电压 择优选择配电网布置方 案 按选定配电系统作线路结构与敷设方式设计 5 工厂供配电系统短路电流计算 工厂用电 通常为电网末端负荷 其容量远远小于电网容量 均按无限容量系统供电 进行短路电流计算 6 改善功率因数装置设计 根据负荷计算要求本厂的高压配电所的 通过查表和计算求出达到供电部门要 COS 求的数值所需补偿的无功功率 由产品样本选出需补偿电容器的规格和数量 并选用合适 的电容器柜 7 变电所高低压侧设备选择 参照短路电流计算数据和各回路计算负荷以及相应的额定制 选择各种电器设备 开 关柜等 用主结线图 设备材料表等表达设计成果 8 继电保护及二次结线设计 内容包括继电保护装置 监视及测量仪表 控制和信号装置及备自投 用二次回路原 理图或展开图及元件材料表来表达设计成果 9 变电所防雷 接地装置设计 参考本地气象 地质资料设计防雷装置 并进行接地装置设计计算 10 总降变电所变 配电装置总体布置设计 综合前述设计计算成果 参照有关规程 进行室内 室外变配电装置的总体布置和施 工设计 11 车间 机加车间 变电所及低压配电系统设计 根据生产工艺要求 车间环境 用电设备容量 分布情况等进行设计 确定车间变电 所所用变台数 容量 四 本厂的负荷性质四 本厂的负荷性质 本厂为三班工作制 年最大有功负荷利用小时数为 6000 小时 属于二级负荷 五 工厂的自然条件五 工厂的自然条件 1 气象条件 1 最热月平均最高温度为 30 2 土壤中 0 7 1 米深处一年中最热月平均温度为 20 3 土壤冻结深度为 1 10 米 4 夏季主导风向为南风 5 年雷暴日数为 31 天 2 地质及水文条件 根据地质工程勘探资料获悉 该厂区地址原为耕地 地势平坦 地层以砂质粘土为主 地质条件较好 地下水位为 2 8 5 3 米 地耐压力为 20 吨 平方米 总有功功率 P 6600kw 总无功功率 Q 4825 59kvar 总视在功率 S 8175 96 KV A 全厂功率因数 6600 cos0 8070 9 4825 59 P S 所以要进行无功补偿 11 30 tancos 0 807tancos0 9 1636 8 C QPKVar 取2400 C QKVar 低压侧补偿后无功功率 1 4825 5924002425 59 C QQQKVar 低压侧补偿后视在功率 2222 2302 66002425 597031 6SPQKVA 变压器损耗 2 0 0150 015 7031 6105 47PSkW 2 0 060 06 7031 6421 90QSkVar 高压侧有功功率 2 6600 105 476705 47PPPkW 高压侧无功功率 21 2825 59421 902841 49QQQkVar 高压侧视在功率 2222 222 6706 552841 497285 0SPQkVA 补偿后的功率因数 2 2 6705 47 0 920 9 7285 0 P COS S 2 1 2 主变压器的选择 主变压器选择要求 故选择型号为 SC10 8000 35 的变压器两台 一台工 2 SS 作 一台备用 表表 2 12 1 主变型号及参数主变型号及参数 型号 品 牌 0 P 75k P K U 0 I 总 质 量 电压 组合 kV 联 结 组 标 号 长 宽 高轨距 PA L 2 2 架空线路的选择 2 2 1 根据经济电流密度选择导线截面积 因为工业电源从电业部门某 220 35 千伏变电所用 35 千伏双回架空线引入本厂 其中一个 做工作电源 一个做备用电源 两个电源不并列运行 架空线最大工作电流 2 7285 133 52 3cos3 35 0 9 g N S IA U 因为本厂为三班工作制 最大有功负荷年利用小时数为 6000 小时 属于二级负荷 所以选 取经济电流密度 9 0 ec J 导线的经济截面积 2 148 36 d j ec I Smm J 选选 LGT 150 型铝导线 型铝导线 2 2 2 长时允许电流校验导线截面积 LGT 150 型铝导线 30 摄氏度允许载流量 418 y IA 线路承受的最大负荷电流就为符合要求 133 52 gy II 2 2 4 功率因数校验 当线间几何均距为 3000mm 时 0 0 21 rkm 0 0 384 xkm 35KV 架空线的损耗 22 22233 22 2 22 22233 22 2 6705 472841 49 100 21 4 5 1040 91 35 6705 472841 49 100 384 4 5 1074 82 35 lN lN PPQURkW QPQUXkVar 35kv 架空线电路电源入口处的功率因数 2 2 22 6705 4740 916746 28 2841 4974 822916 31 7349 64 cos0 9180 9 l l PPPkW QQQkVar SPQkVA P Q 满足要求 WW kg 高 压 低 压 mm mm mmmm mm dB A SC10 8000 35 江 苏 华 鹏 112 00 400 00 9 0 3 192 00 3 5 6 3 Yd 11 3170 1800 2850 1800 1475 58 2 3 补偿电容的选择 本设计中本厂的功率因数值应在 0 9 以上 必须 6KV 母线上并联电力电容器 使变电所 35KV 处的功率因数得到提高到 0 9 需要补偿的总电力电容器容量为 2400kvar 所以选 24 台 BWF 6 3 100 1w 的电容器 C Q 表表 2 22 2 电容器参数电容器参数 型号额定电压额定容量标算电容 C BWF 6 3 100 1W6 3KV100Kvar8uF 2 4 电容器柜的选择 可以选择 ABB 公司 MECB 7 SI 10 的电容器柜 最大额定电压 7 2KV 最大调节阶数为 4 可以满足补偿电容器的安装 运行和保护需要 2 4 各车间变电所的选择 表表 2 32 3 各变电所变压器选择型号各变电所变压器选择型号 电压 组合 kV 0 P 75k P K U 0 I 车 间 品牌 台数型号 高 压 高 压 WW 联 接 租 标 号 总 质 量 kg NO 1 2 SCB10 1250 6 6 0 4 209 0 84606 0 4 Y yn 0 320 0 NO 2 2SC10 500 66 0 4 116 0 42604 0 5 Y yn 0 175 0 NO 3 1 SC10 1000 6 6 0 4 177 0 71006 0 4 Y yn 0 270 0 NO 4 1SC10 800 66 0 4 152 0 60706 0 4 Y yn 0 245 0 NO 5 江苏 华鹏 1SC10 400 66 0 4 98034804 0 6 Y yn 0 145 0 3 短路电流计算 3 3 1 各母线短路电流计算过程 如图 1 图 2 所示 取MVA100SD 6Ddmax 6Ddmin 2 7 2 XS S100 2000 5 XS S100 1750 571 9 X1 125 1008 kTNd TNd UUS SU 最大运行方式 最小运行方式 当系统处于最大运行方式时 MVA200Sdmax