某机械厂降压变电所电气设计要点

某机械厂降压变电所电气设计 论文摘要 姓名 董勇刚 班级 05023206 学历层次 大专 专业 自动控制 指导老师 张帆 一概述 1负荷计算及无功功率补偿 2 工厂总降压变电所的位置和形式选择 参考电源进线方向 综合考虑设置总降压变电所的有关因素 确定变压器的台数 和容量 3 工厂总降压变电所主结线方案设计 根据变电所配电回路数 确定变电所高 低接线方式 4 系统短路电流计算 由系统不同运行方式下的短路参数 求出不同运行方式下各点的三相及两相短 路电流 5 变电所高 低压侧设备选择 6继电保护及二次结线设计 7 变电所防雷装置 8变电所主接线图 变电所平面和剖面图 二负荷计算及无功功率补偿 负荷计算的方法有需要系数法 利用系数法及二项式等几种 本设计采用需要系数法确定 主要计算公式有 1 视在功率 S30 Pe Kd 1 2无功功率 Q30 P30 tg 2 3 有功功率 P30 S30 XCoS 3 4 计算电流 I30 S30 3UN 4 5 S30XS30 Q30XQ30 P30XP30 5 使用以上公式计算出各个车间的用电负荷 表1 各个车间用电负荷 单位 KW车间负荷统计表 V A 视在功率K 额定功率KW 额定电压额定电流 1 铸造车间94 8 67 8 400 143 2 锻压车间111 4 73 85 400 169 3 热处理车间9 4 76 400 143 4 电镀车间129 104 400 197 5 仓库8 8 7 2 400 13 4 6 工具车间115 71 1 400 176 7 金工车间88 60 400 134 8 锅炉房36 28 7 400 55 9 装配车间60 42 6 400 91 10 机修车间36 24 400 55 11 生活区245 220 400 375 三变电所主接线方案设计 3 1变压器容量和台数选择 总的视在功率是764KW 考虑发展需要取用SL7 1000一台 当地平均温度25度 高压进线为钢芯加强铝线LGJ 3 X 50 3 2变电所主结线方案的设计和选择 由于该厂的部分负荷属于二级负荷 对电源的供电可靠性要求较高 现有4种方 案 1 一次侧采用内桥式结线 二次侧采用单母线分段的总降压变电所主电路图如下这种 主结线 其一次侧的高压断路器跨接在两路电源线之间 犹如一座桥梁 而处在线路断 路器的内侧 靠近变压器 因此称为内桥式结线 2 高压侧采用隔离开关 断路器 由于采用了高压断路器因此变电所的停 送电操作十分方便 同时高压断路 器配有继电保护 在变电所发生短路喝过负荷时均能自动跳闸 但是电路可靠性差 不 能胜任本设计要求 3 一 二次侧均采用单母线分段的总降压变电所主电路 这种主结线图兼有上述两种桥式结线的运行灵活性的优点 但所用高压开关设 备较多 可供 一 二级负荷 适用于一 二次侧进出线较多的总降压变电所 同时价格昂贵 4 一次侧的有两路高压进线 在隔离闸刀出线进行并接 通过高压断路器控制变压器 并 有一个断路器进行低压联络 同时安装继电保护 此方式投资少 性价比高 本设计 采用这种方法 选中第4种采用两路高压进线 两个高压断路器进行高压联络 采用一台变压器 优点是价格便宜可靠性高 线路简单 操作容易 故选择这种进线方法 进线形式 高压进线为架空线连接至配电房旁边 经电缆连接到进线柜 出线为电缆经过电缆沟通到各个车间 经过道路时改为穿钢管 图 1 变电站电缆进出线图 四短路电流计算的目的及方法 短路电流计算的目的是为了正确选择和校验电气设备 以及进行继电保护装置 的整定计算 进行短路电流计算 首先要绘制计算电路图 在计算电路图上 将短路计 算所考虑的各元件的额定参数都表示出来 并将各元件依次编号 然后确定短路计算 点 短路计算点要选择得使需要进行短路校验的电气元件有最大可能的短路电流通 过 接着 按所选择的短路计算点绘出等效电路图 并计算电路中各主要元件的阻抗 在等效电路高压设备选择的一般要求必须满足一次电路正常条件 图上 只需将被计算的短路电流所流经的一些主要元件表示出来 并标明其序号 和阻抗值 然后将等效电路化简 对于工厂供电系统来说 由于将电力系统当作无限 大容量电源 而且短路电路也比较简单 因此一般只需采用阻抗串 并联的方法即可 将电路化简 求出其等效总阻抗 最后计算短路电流和短路容量 五变电所一次设备的选择和检验 5 1 高压开关选择 1高压设备选择的一般要求必须满足一次电路正常条件下和短路故障条件下的 工作要求 同时设备应工作安全可靠 运行方便 投资经济合理 2高压刀开关柜的选择应满足变电所一次电路图的要求 并各方案经济比较优选 出开关柜型号及一次结线方案编号 同时确定其中所有一次设备的型号规格 3高压开关柜是按一定的线路方案将有关一 二次设备组装而成的一种高压成 套配电装置 在发电厂和变配电所中作为控制和保护发电机 变压器和高压线路之用 也可作为大型高压开关设备 保护电器 监视仪表和母线 绝缘子等 高压开关柜有固定式和手车式 移可式两大类型 由于本设计是10KV电源进线 工厂有二级负荷 所以选择GC 3 4F F T手车型高压开关柜 5 2低压开关柜选择和校验 本设计项目有部分车间电力供应是属于二级负荷 因该和三级负荷分开控制 所 以要用两个主断路器 二级负荷整定值要大 过负荷延时时间长 而三级负荷整定值 要小 过负荷延时时间短 六变电所进出线选择和校验 1发热条件 导线和电缆 包通过正常最大负荷电流即线路计算电流时产生的发热温度 不应 超过其正常运行时的最高允许温度 2 电压损耗条件 导线和电缆在通过正常最大负荷电流即线路计算电流时产生的电压损耗 不应 超过其正常运行时允许的电压损耗 对于工厂内较短的高压线路 可不进行电压损耗 校验 3 机械强度 导线 包括裸线和绝缘导线截面不应小于其最小允许截面 对于电缆 不必校验 其机械强度 但需校验其短路热稳定度 母线也应校验短路时的稳定度 对于绝缘导 线和电缆 还应满足工作电压的要求 高压线选择高压侧电流I30 1 S30 1 Un X根号3 44 74A 选择准截面50mm2 既选LGJ 45型铝绞线 校验发热条件和机械强度都合格 七二次回路方案设计和继电器的整定保护 在本设计中 根据要求需装设变压器过电流保护 电流速断保护 对于由外部相间短路引起的过电流 继电器应加以保护保护 8 1变压器的过电流保护 8 2动作电流的整定 八防雷保护与接地装置设计 8 1防雷设备 1装设避雷针室外配电装置应装设避雷针来防护直接雷击 如果变配电所处在 附近高建 构筑物上防雷设施保护范围之内或变配电所本身为室内型时 不必再考虑 直击雷的保护 2高压侧装设避雷器这主要用来保护主变压器 以免雷电冲击波沿高 压线路侵入变电所 损坏了变电所的这一最关键的设备 为此要求避雷器应尽量靠近主变压器安装 8 2防雷措施 高压侧装设避雷器 低压侧装设避雷器 装设避雷针 8 3 接地与接地装置 1确定接地电阻 接地装置初步方案 计算单根钢管接地电阻 确定接地钢管数和最后的接地方案考虑到接地体的均匀对称布置 选16mm根直 径50mm 长2 5m的钢管作 地体 用40 4mm2的扁钢连接 环形布置 九变电所主接线图 变电所平面和剖面图 图2 变电所主接线图 图3 变电所平面图 图4 配电所剖面图 1 变压器 2高压电缆固定夹 3高压母线支架 4低压母线支架 5电缆头支架 6电缆头 7低压柜 小结我做的是某机械全厂总降压变电所及配电系统的设计 通过这次毕业设计 我加深了对工厂供电知识的理解 基本上掌握了进行一次设计所要经历的步骤 象总 降压的设计 我与其他同学一起进行课题分析 查资料 进行设计 一个月的时间就这 样匆匆的过去了 再指导老师