水泥厂供配电设计报告

科信学院 课程设计说明书课程设计说明书 2014 2015 学年第一学期 课程名称 企业供电系统工程设计 题 目 水泥厂供配电系统的设计 专业班级 11 级自动化 4 班 学生姓名 魏国平 学 号 指导教师 王巍 设计周数 一周 设计成绩 2015 年 1 月 2 日 目录目录 一 绪论 1 1 1工厂配电系统的意义 1 1 2 工厂供电的原则 1 1 3 该设计具体内容 2 1 3 1该设计目的 2 1 3 2该设计内容 2 二 水泥厂设计具体参数及概况 2 2 1 该水泥厂的供电具体参数 2 2 1 1 水泥厂负荷情况 2 2 1 2 水泥厂供电电源情况 2 2 1 3 水泥厂负荷情况 2 2 1 4 供电局要求的功率因数 3 三 负荷计算 3 四 短路电流计算 8 五 供配电系统图的拟定和绘制 11 六 变压器的台数 数量 型号选择 13 七 电气设备 线缆型号 截面和长度 20 7 1 电气主接线的意义和重要性 20 7 2 供电线路的导线选择 21 7 2 1 工厂常用架空线路裸导线型号及选择 21 7 2 2 供电 10KV 线路的导线选择 21 八 课程设计总结或结论 28 九 参考文献 28 0 第一章第一章 绪论绪论 1 11 1 工厂供配电系统设计的意义工厂供配电系统设计的意义 众所周知 电能是现代工业生产的主要能源和核心动 电能在工业生产中的重要性 并不在于它在产品成本中或投资总额中所占的比重多少 而在于工业生产实现电气化以后 可以大大增加产量 提高产品质量 提高劳动生产率 降低生产成本 减轻工人的劳动强 度 改善工人的劳动条件 有利于实现生产过程自动化 从另一方面来说 如果工厂的电 能供应突然中断 则对工业生产可能造成严重的后果 例如某些对供电可靠性要求很高的 工厂 即使是极短时间内的停电 也会引起重大设备的损坏 或者引起大量的产品报废 甚至可能发生重大的人身事故 给国家和人民带来极大地经济损失 可见 做好工厂供电 工作对于发展工业自动化生产 实现工业现代化 具有十分重要的意义 由于能源节约是 工厂供电工作的一个重要方面 而能源节约对于国家经济建设具有十分重要的战略意义 因此做好工厂供电工作 对于节约能源 支援国家经济建设 也具有重大的作用 工厂供电工作要很好地为工业生产服务 切实保证要 并确实做好节能环保工作 就 必须达到以下基本要求 1 安全 在电能的供应 分配和使用中 不应发生人身事故和设备事故 2 可靠 应满足电能用户对供电可靠性的要求 3 优质 应满足电能用户对电压和频率等质量的要求 4 经济 供电系统的投资要少 运行费用要低 并尽可能地节约电能和减少有色金属 的消耗量 1 21 2 工厂供电设计的一般原则工厂供电设计的一般原则 按照国家标准 GB50052 95 供配电系统设计规范 GB50053 94 10kv 及以下设计规范 GB50054 95 低压配电设计规范 等的规定 进行工厂供电设计必须遵循以下原则 1 遵守规程 执行政策 必须遵守国家的有关规定及标准 执行国家的有关方针政策 包括节约能源 节约有色金属等技术经济政策 2 安全可靠 先进合理 应做到保障人身和设备的安全 供电可靠 电能质量合格 技 术先进和经合理 采用效率高 能耗低和性能先进的电气产品 3 近期为主 考虑发展 应根据工作特点 规模和发展规划 正确处理近期建设与远期 发展的关系 做到远近结合 适当考虑扩建的可能性 4 全局出发 统筹兼顾 按负荷性质 用电容量 工程特点和地区供电条件等 合理确 定设计方案 工厂供电设计是整个工厂设计中的重要组成部分 工厂供电设计的质量直接 1 影响到工厂的生产及发展 1 31 3 该设计的具体内容该设计的具体内容 1 3 11 3 1 该设计的主要目的该设计的主要目的 本课题应用供配电设计的基本原则和方法进行水泥厂供配电系统的设计 通过本课题 的设计 能培养我们综合运用所学的理论知识 基本技能和专业知识分析和解决实际问题的 能力 培养我们独立获取新知识 新技术和新信息的能力 使我们初步掌握科学研究的基本 方法和思路 能够理解 安全 可靠 优质 经济 的设计要求 掌握工厂供电系统设计计 算和运行维护所必须的基本理论和基本技能 1 3 21 3 2 该设计的主要内容该设计的主要内容 1 负荷计算 短路电流计算 2 供配电系统的设计方案技术和经济的比较 3 供配电系统图的拟定和绘制 4 变压器的台数 容量 型号的选择 主要电气设备 5 线缆的型号 截面 长度选择 变电所的防雷接地 第第 2 2 章章 水泥厂供配电的具体参数及概况水泥厂供配电的具体参数及概况 2 12 1 该水泥厂的供电具体参数该水泥厂的供电具体参数 2 1 12 1 1 水泥厂负荷情况水泥厂负荷情况 该厂多数车间为 2 班制 年最大负荷利用小时为 5000h 冻土层厚度 0 35m 黄土 最 热月室内 外温度为 32 43 最热月土壤最高平均气温 27 电费收取办法 俩部电价 制 固定部分按最高负荷收费 22 元 kw 月 2 1 22 1 2 水泥厂供电电源情况水泥厂供电电源情况 该水泥厂距上级变电所 3km 电缆直埋进线厂 电源电流保护动作时间为 2 0s 最大 运行方式下的电抗 X smax 0 12 最小运行方式下的电抗 X smin 0 26 Sd 100MVA 2 1 32 1 3 水泥厂负荷情况水泥厂负荷情况 车间序号车间设备名称 设备容量 KW 需要系数 Kd 功率因数 cos 生料破碎 20000 70 8 生料配料 750 650 65 1 生料车间 生料磨 28000 80 9 2 2 煤磨车间煤磨 4500 70 89 生料入窑 300 60 7 预热器 750 650 75 回转窑 750 750 75 冷却机 450 60 7 3 烧成车间 熟料库 100 80 7 水泥配料 300 70 8 水泥磨 28000 80 94 水泥车间 水泥库 200 70 8 5 生活区 4000 81 0 6 锅炉房 350 80 8 2 1 42 1 4 供电局要求的功率因数供电局要求的功率因数 35Kv 母线上的功率因数 0 9 电压损失65 第第 3 3 章章 负荷计算负荷计算 3 13 1 水泥厂各个车间负荷计算水泥厂各个车间负荷计算 3 1 13 1 1 生料车间计算生料车间计算 1 单台设备负荷计算 1 生料破碎机 2000 e PKW 0 7 d K cos0 8 tan0 75 30 K2000 0 71400 ed PPKW 3030 tan 1400 0 75 1050 Kvar QP 2222 303030 140010501750SPQ KVA 2 生料配料机 75 e PKW 0 65 d K cos0 65 tan1 169 30 K75 0 6548 75 ed PPKW 3030 tan 48 75 1 169 57 0 KvarQP 2222 303030 48 755773SPQ KVA 30 30 73 110 6 330 38 N S IA U 配 3 生料磨机 2800 e PKW 0 8 d K cos0 9 tan0 484 3 30 K2800 0 82240 ed PPKW 3030 tan 2240 0 9 2016 Kvar QP 2222 303030 224020163013 6SPQ KVA 2 生产车间总计算负荷统计 大电机设备组计算负荷直接相加计算负荷时 取同时系数 0 9 0 95 pq KK 3030 0 9 14002240KW p PKP 磨 破机 3276 3030 Q Q0 952016Kvar q K 磨 破机 1050 2912 7 2222 303030 32762912 74384SPQ 磨 破机 KVA 30 30 4384 421 9 336 N S IA U 磨 破机 磨 破机 3030 0 9 140048 752240 p PKPKW 生总 3320 3030 Q Q0 95 10505720162967 Kvar q K 生总 2222 303030 332029674453SPQ 生总 KVA 303030 421 9 110 6532 5 AIII 配生总磨 破机 3 2 23 2 2 煤磨车间计算煤磨车间计算 450 e PKW 0 7 d K cos0 89 tan0 512 30 K450 0 7315 ed PPKW 3030 tan 315 0 512 161 3 Kvar QP 2222 303030 315161 3354SPQ KVA 30 30 354 536 330 38 N S IA U 3 2 33 2 3 烧成车间计算烧成车间计算 1 单台设备负荷计算 1 生料入窑电机 30 e PKW 0 6 d K cos0 7 tan1 020 30 K30 0 618 ed PPKW 3030 tan 18 1 020 18 36 Kvar QP 2 预热器 75 e PKW 0 65 d K cos0 75 tan0 882 4 30 K75 0 6548 75 ed PPKW 3030 tan 48 75 0 882 43 Kvar QP 3 回转窑 75 e PKW 0 75 d K cos0 75 tan0 882 30 K75 0 7556 25 ed PPKW 3030 tan 56 25 0 882 49 6 Kvar QP 4 冷却机 45 e PKW 0 6 d K cos0 7 tan1 020 30 K45 0 627 ed PPKW 3030 tan 27 1 020 27 54 Kvar QP 5 熟料库 10 e PKW 0 8 d K cos0 7 tan1 020 30 K10 0 88 ed PPKW 3030 tan 8 1 020 8 16 Kvar QP 2 烧成车间总负荷计算 用电设备组计算负荷直接相加计算负荷时 取同时系数 0 9 0 95 pq KK 3030 0 948 7556 25278KW p PKP 18 142 2 3030 Q Q0 954349 627 548 16Kvar q K 18 36 140 2222 303030 142 2140199 5SPQ KVA 30 30 199 5 I 320 3 330 38 N S A U 3 2 43 2 4 水泥车间计算水泥车间计算 1 单台设备符合计算 6 水泥配料 30 e PKW 0 7 d K cos0 8 tan0 75 30 K30 0 721 ed PPKW 3030 tan 21 0 75 15 75 Kvar QP 7 水泥磨 2800 e PKW 0 8 d K cos0 9 tan0 484 30 K2800 0 82240 ed PPKW 3030 tan 2240 0 9 2016 Kvar QP 5 30 30 2016 I 194 336 N S A U 水磨机 8 水泥库 20 e PKW 0 7 d K cos0 8 tan0 75 30 K20 0 714 ed PPKW 3030 tan 14 0 75 10 5 Kvar QP 2 水泥车间总负荷统计 用电设备组计算负荷直接相加计算负荷时 取同时系数0 9 0 95 pq KK 3030 0 92240 14KW p PKP 水泥总 21 2047 5 3030 Q Q0 952016 10 5Kvar q K 水泥总 15 75 1940 2222 303030 204719402820SPQ 水泥总 KVA 3030 0 914KW p PKP 21 31 5 3030 Q Q0 9510 5Kvar q K 15 75 25 2222 303030 31 52540SPQ KVA 30 30 40 I 60 7 330 38 N S A U 303030 III 194 60 7 255 A 水泥总水磨机 3 2 53 2 5 生活区计算生活区计算 400 e PKW 0 8 d K cos1 0 tan0 30 K400 0 8320 ed PPKW 3030 tan 320 0 0 Kvar QP 22 303030 320SPQ KVA 30 30 320 I 1454 0 22 N S A U 3 2 63 2 6 锅炉房计算锅炉房计算 35 e PKW 0 8 d K cos0 8 tan0 75 30 K35 0 828 ed PPKW 3030 tan 28 0 75 21 Kvar QP 2222 303030 282135SPQ KVA 30 30 35 I 53 330 38 N S A U 6 3 2 73 2 7 水泥厂总负荷统计水泥厂总负荷统计 车间干线计算负荷直接相加计算时 取同时系数 0 95 0 97 pq KK 6 3030 1 0 950 95 3320315 142 22047 532028 5863 4 KW i i PP 6 3030 1 0 970 97 2967 161 140 1940021 5072 Kvar i i QQ 2222 303030 5863 450727752SPQ KVA 由于水泥厂有高压电动机需要 6KV 电压直接供电 所以全厂要分开计算 30 I 30 P0 95327622405240 KW 高 30 Q0 97291320164781 Kvar 高 2222 303030 524047817093SPQ 高 KVA 30 30 7093 I 683 336 N S A U 高 30 P0 95836 KW 低 44 315 142 31 5 320 28 30 Q0 97390 Kvar 低 55 161 140 25 21 2222 303030 836390923SPQ 低 KVA 30 30 923 I 1399 330 38 N S A U 低303030 I II683 13992082 A 低高 按需要系数法算出全场的计算负荷 见下表所示 计算负荷 车间 序号 车间设备名称 设备 容量 KW 需要 系数 Kd 功率 因数 cos tan 30 P KW 30 Q Kva r 30 S KVA 30 I A 生料破碎 20000 70 80 75 生料配料 750 650 65 1 16 9 1 生料 车间 生料磨 28000 80 9 0 48 4 332029674453532 5 2 煤磨煤磨 4500 70 890 51315161 354536 7 车间 23 生料入窑 300 60 7 1 02 0 预热器 750 650 75 0 88 2 回转窑 750 750 75 0 88 2 冷却机 450 60 7 1 02 0 3 烧成 车间 熟料库 100 80 7 1 02 0 142 2 140199 5320 3 水泥配料 300 70 80 75 水泥磨 28000 80 9 0 48 4 4 水泥 车间 水泥库 200 70 80 75 2047 5 19402820255 5 生活区 4000 81 0032003201454 6 锅炉房 350 80 80 7528213553 7 总计 取同时系数 0 95 0 97 pq KK 5863 4 507277522082 第第 4 4 章章 短路电流计算短路电流计算 4 14 1 短路电流计算的目的短路电流计算的目的 计算短路电流的目的是正确的选择和校验电气设备 避免在短路电流的作用下损坏电 气设备 如果短路电流过大必须采取限流措施 以及进行继电保护装置的整定 为了达到上述计算目的 需要计算下列短路参数 次暂态短路电流 为来作为继电保护整定计算和校验断路器的额定容量 应用继电保 I 护安装处发生短路时的次暂态短路电流来计算保护装置的整定值 三相短路冲击电流 用来检验电器和母线的动稳定 sh i 三相短路电流的稳态有效值 用来校验电器和载流导体的热稳定 sh I 次暂态三相短路容量 用来校验断路器的遮断容量和判断母线短路的容量是否超过规 S 定值 作为选择电流电抗器的依据 4 24 2 短路电流的计算短路电流的计算 8 按无穷大系统计算短路电流 短路计算电路图见下图 标幺值符号 全去掉 系统等效图如下图所示 大系统 10公里处35KV母线 总降变35KV侧 总降变10KV侧 厂内10KV线路 35KV母线 车间负荷 车间0 4KV母线 K1 K2 K3 1 0 07 1 0 29 1 1 4 1 10 4 34 3 工厂总降压工厂总降压 35KV35KV 短路电流短路电流 1 确定基准值 1 100 37 dc SMVA UKV 1 100 1 64 KA 33 37 d d c SMVA I UKV 2 计算短路电路中个主要元件的电抗标幺值 系统电抗 取断路器 1500 oc SMVA 因此 0 100 0 07 1500 d oc SMVA X SMVA 35KV 线路电抗 LGJ 50 因此0 4 xkm 1 2 100 0 4 100 29 37 X 3 求三相短路电流和短路电容 1 0 0 070 1450 215 2 X XX 三相短路电流周期分量有效值 3 1 64 7 6 KA 0 215 d K I I X 其它三相短路电流 3 3 3 7 6 KA K III 3 3 2 552 55 7 619 38 KA sh iI 3 3 1 511 51 7 611 476 KA sh II 9 三相短路电容 3 100 465 MV A 0 215 d K S S X 4 44 4 10KV10KV 短路母线电流短路母线电流 10KV 短路电流如图所示 取点 K2 1 确定基准值取 2 100 10 5 dc SMVA UKV 2 100 5 5 KA 33 10 5 d d c SMVA I UKV 2 计算短路电路中个主要元件的电抗标幺值 电力变压器的电抗标幺值 2 7 100 1 4 100100 5000 kd N USMVA X SKVA 3 求三相短路电流和短路电容 12 0 0 070 1450 70 285 22 XX XX 三相短路电流周期分量有效值 3 5 5 19 3 KA 0 285 d K I I X 其它三相短路电流 3 3 3 19 3 KA K III 3 3 2 552 55 19 349 215 KA sh iI 3 3 1 511 51 19 329 143 KA sh II 三相短路电容 3 100 350 MV A 0 285 d K S S X 4 54 5 0 4KV0 4KV 车间低压短路母线电流车间低压短路母线电流 0 4KV 短路电流如图所示 以车间 I 为例 取点 K2 1 确定基准值 3 100 0 4 dc SMVA UKV 3 100 144 KA 330 4 d d c SMVA I UKV 2 计算短路电路中个主要元件的电抗标幺值 由于车间线路较短所以阻抗忽略 电力变压器的电抗标幺值 3 4 100 10 100100 400 kd N USMVA X SKVA 3 求三相短路电流和短路电容 312 0 0 070 1450 755 285 222 XXX XX 三相短路电流周期分量有效值 3 144 27 2 KA 5 285 d K I I X 10 其它三相短路电流 3 3 3 27 2 KA K III 3 3 1 841 84 27 250 1 KA sh iI 3 3 1 091 09 27 229 648 KA sh II 三相短路电容 3 100 17 2 MV A 5 285 d K S S X 4 64 6 三相短路电流和短路电容统计表三相短路电流和短路电容统计表 第第 5 章章 供配电系统图的拟定和绘制供配电系统图的拟定和绘制 5 15 1 主接线图的线路选择主接线图的线路选择 1 35KV 侧接线的选择 为保证一二级负荷可靠性供电 在企业供电中采用两回路供电和装设两台变压器的桥 式供电 桥式接线分为内桥 外桥和全桥 其接线形式如下图所示 W L1 Q S111 Q F11 Q S112 Q S113 T1 Q F21 Q S211 W L2 Q S121 Q F12 Q S122 Q S123 T2 Q F22 Q S221 Q S101 Q S102 Q F10 Q F20 35KV W L1 Q S111 Q S112 T1 Q F21 Q S21 W L2 Q S121 Q F11 Q S122 T2 Q F22 Q S221 Q S101Q S102 Q F10 Q F20 35KV Q F12 W L1 Q F11 T1 Q F21 W L2 Q F12 T2 Q F22 Q F20 35KV Q F13Q F14 Q F10 图中 WL1 和 WL2 为电源的两回进线 经断路器 QF1 和 QF2 分别接至变压器 T1 和 三相短路电流 KA短路点计算 3 K I 3 I 3 I 3 sh i 3 sh I 三相短路电容 3 K SMVA 35KV K1 点7 67 67 619 3811 476465 10KV K2 点19 319 619 349 21929 143350 0 4KV K3 点27 227 227 250 129 64817 2 11 T2 的高压侧 向变电所送电 QF10 犹如桥一样将两回进线连在一起 由于桥可能位于 路器 QF1 和 QF2 的内侧或外侧 故成为内桥和外桥 全桥接线适应性强 对线路 变压器的操作均方便 运行灵活且易扩展成单母线 分段式变电所 高压有穿越负荷时 缺点是设备多 投资大 变电所占地面积大 外桥对变压器的切换方便比内桥少两组隔离开关 继电保护简单 易于过渡到全 桥或单母线分段式的接线 且投资少 占地面积少 缺点是倒换线路时不方便 变电 所一侧不线路保护 所以这种线路适合于距离短而倒闸次数少的变电所 或变压器采 取经济运行需要经常切换终端的变电所以及发展成为有穿越负荷的变电所 内桥接线一次侧可设保护线路 倒换线路时操作方便 设备投资和占地面积都较 全桥少 缺点是操作变压器或者扩建成全桥或单母线分段没有外桥方便 所以适用于 进线距离较长 变压器切换少的中断变电所 2 10KV 侧接线选择 单母线接线与双母线接线相比较 单母线所用的设备少 系统简单 经济 操作 安全 但其可靠性没有双母线的好 3 总降压变电所的选择 根据该水泥厂的参数 决定总降压变电所的高压侧用外桥接法 低压的用单母线 分段接法 这种接法的主要特点是运行灵活性好 供电的可靠性较高 此种接法适合 一 二级负荷工厂 第六章第六章 变压器的台数 数量 型号选择变压器的台数 数量 型号选择 由于本厂有重要的一 二级负荷 考虑到对供电可靠性的要求采用两路进线 一 路由 35KV 的公共电源干线接入变电所 另一路来自邻厂的高压联络线 根据以上原则及该厂地理位置与各车间的计算负荷的大小 考虑到导线的截面积 和电流成正比 采用负荷矩阵法可以得到变电所的位置 决定设立 6 个车间变电所 各自供电范围如下 总降压变电所 专用变电所 变电所 I 煤磨车间 烧车车间 锅炉房 变电所 II 水泥车间 变电所 III 生料车间 变电所 IV 生活区 全厂负荷平面图如图所示 12 生料车间 煤磨车间 烧成车间 水泥车间 堆料场 生活区 锅炉房 总降压变电所 变电所I 变电所II 变电所III 变电所IV 控制屏 配电屏 高压电 源进线 高压配 电线 低压配 电线 A B C D E F A B 专用变电所 C D E F 6 1 16 1 1 各车间变压器台数 容量选择及无功功率补偿各车间变压器台数 容量选择及无功功率补偿 1 变电所 I 变压器台数及容量选择 1 变电所 I 的供电负荷统计 同时系数取 0 9 0 95 pq KK 30303030 P PPP 0 9 315 14228 436 5 p KKW 烧锅煤 30303030 Q 0 95 161 14221 308 var q QKQQK 烧锅煤 2222 303030 436 5308534 SPQKVA 30 30 N S534 I 810 A 1 732 0 383U 30 30 436 5 cos0 82 534 P S 2 变电所 I 的无功功率补偿 高压侧提高到 0 9 以上 计算时取 0 92 无功补偿装置的容量为 303030 tan tan 436 5 tanarccos0 82tanarccos0 92 436 5 0 70 43 118 Kvar c QQQP 补偿后视功率 2222 3030 436 5190476 Ic SPQQKVA 3 变电所 I 的变压器选择 为了保证供电的可靠性 选用两台变压器 每台可供车间负荷的 70 I 0 7333 NTI SSKVA 13 选择变压器型号为 SL7 系列 SL7 400 10 额定容量为 400KVA 数量为 2 台 查表变压器的 各项参数 空载损耗 负载损耗 0 0 92P 5 8 k P 阻抗电压 空载电流 4 k U 0 1 9I 4 计算每台变压器的功率损耗 30 11 476238 KVA 22 I SS 22 30 0 238 0 925 8 3 0 KW 400 Tk N S PPP S 22 030 1 94238 13 3 Kvar 100100100100400 k TNNNN N IUS QSSSS S 也可用简化经验公式 30 0 0150 015 2383 57 T PSKW 3 0 060 06 23814 28 var T QSK 变电所高压侧负荷为 I30T P 2 P 436 52 3 57444 PKW I30CT Q Q 2 Q 308 118 2 14 28219 KvarQ 2 222 I3030 444219495 KVASPQ I I N S495 I 28 6 A 1 732 103U 补偿后的功率因数 I I 444 cos0 9010 9 495 P S 这一功率因数满足规定高压侧功率因数大于 0 9 由此可见无功功率补偿提高功率因数能 是工厂取得可观的经济效果 2 变电所 II 变压器台数及容量选择 1 变电所 II 的供电负荷统计 由于变电所 II 只供水泥车间 车间里的大电机有专用变压器专门供电 所以其负荷如 下 取同时系数 0 9 0 95 pq KK 3030 0 914KW p PKP 21 31 5 3030 Q Q0 9510 5Kvar q K 15 75 25 14 2222 303030 31 52540SPQ 30 30 N S40 I 61 A 1 732 0 383U 2 变电所 II 的无功功率补偿 高压侧提高到 0 9 以上 计算时取 0 92 无功补偿装置的容量为 303030 tan tan 31 5 tanarccos0 78tanarccos0 92 31 5 0 80 43 12 Kvar c QQQP 补偿后视功率 2222 3030C Q 31 51334 II SPQKVA 3 变电所 II 的变压器选择 为了保证供电的可靠性 选用两台变压器 每台可供车间负荷的 70 II 0 724 NTII SSKVA 选择变压器型号为 SL7 系列 SL7 50 10 额定容量为 50KVA 数量为 2 台 查表变压器的各项参数 空载损耗 负载损耗 0 0 19P 1 15 k P 阻抗电压 空载电流 4 k U 0 2 6I 4 计算每台变压器的功率损耗 30II 11 3417 KVA 22 SS 22 30 0 17 0 19 1 15 0 32 KW 50 Tk N S PPP S 22 030 2 6417 1 98 Kvar 10010010010050 k TNNNN N IUS QSSSS S 也可用简化经验公式 30 0 0150 015 170 255 T PSKW 3 0 060 06 171 02 var T QSK 变电所高压侧负荷为 II30T P 2 P 31 52 0 3232 14 PKW II30CT Q Q 2 Q 25 12 2 1 0215 02 KvarQ 15 2 222 II3030 32 1415 0235 34 KVASPQ II II N S35 34 I 2 04 A 1 732 103U 补偿后的功率因数 II II 32 14 cos0 9090 9 35 34 P S 这一功率因数满足规定高压侧功率因数大于 0 9 由此可见无功功率补偿提高功率因 数能是工厂取得可观的经济效果 3 变电所 III 变压器台数及容量选择 1 变电所 III 的供电负荷统计 由于变电所 III 只供生料车间 车间里的大电机有专用变压器专门供电 所以其负荷 如下 30 K75 0 6548 75 ed PPKW 3030 tan 48 75 1 169 57 0 KvarQP 2222 303030 48 755773SPQ 30 30 N S73 I 111 A 1 732 0 383U 30 30 48 75 cos0 67 73 P S 2 变电所 III 的无功功率补偿 高压侧提高到 0 9 以上 计算时取 0 96 无功补偿装置的容量为 303030 tan tan 48 75 tanarccos0 67tanarccos0 96 48 75 1 1 0 29 40 Kvar c QQQP 补偿后视功率 2222 III3030C Q 48 751751 SPQKVA 3 变电所 III 的变压器选择 为了保证供电的可靠性 选用两台变压器 每台可供车间负荷的 70 III 0 735 7 NTIII SSKVA 选择变压器型号为 SL7 系列 SL7 50 10 额定容量为 50KVA 数量为 2 台 查表变压器的各项参数 空载损耗 负载损耗 0 0 19P 1 15 k P 阻抗电压 空载电流 4 k U 0 2 6I 4 计算每台变压器的功率损耗 16 30III 11 5125 5 KVA 22 SS 22 30 0 25 5 0 19 1 15 0 49 KW 50 Tk N S PPP S 22 030 2 6425 5 1 82 Kvar 10010010010050 k TNNNN N IUS QSSSS S 变电所高压侧负荷为 III30T P 2 P 48 752 0 4949 73 PKW III30CT Q Q 2 Q 5740 2 1 8220 64 KvarQ 2 222 III3030 49 7320 6453 8 KVASPQ III III N S53 8 I 3 11 A 1 732 103U 补偿后的功率因数 III III 49 73 cos0 920 9 53 8 P S 这一功率因数满足规定高压侧功率因数大于 0 9 由此可见无功功率补偿提高功率因数能 是工厂取得可观的经济效果 4 变电所 IV 变压器台数及容量选择 1 变电所 IV 的供电负荷统计 K400 0 8320 IVed PPKW 30 tan 320 0 0 KvarIV QP 22 3030 320 IV SPQ KVA IV IV N S320 I 485 A 1 7320 383U 30 30 cos1 P S 2 变电所 IV 的无功功率补偿 高压侧提高到 0 9 以上 计算时取 0 96 由于功率因数大于 0 9 所以不用补偿 3 变电所 IV 的变压器选择 为了保证供电的可靠性 选用两台变压器 每台可供车间负荷的 70 IV 0 7224 NTIV SSKVA 选择变压器型号为 SL7 系列 SL7 250 10 额定容量为 250KVA 数量为 2 台 查表变压器的各项参数 空载损耗 负载损耗 0 0 64P 4 0 k P 阻抗电压 空载电流 4 k U 0 2 0I 4 计算每台变压器的功率损耗 17 30IV 11 320160 KVA 22 SS 22 30 0 160 0 644 0 2 28 KW 250 Tk N S PPP S 22 030 2 04160 9 1 Kvar 100100100100250 k TNNNN N IUS QSSSS S 5 专用变电所的供电负荷统计 1 专用变电所变压器台数及容量选择 同时系数取 0 9 0 95 pq KK 3030 P PP 0 9 32762016 4964 p KKW 水磨 磨 破碎 30 Q 0 95 29132016 4683 var q QKQK 水磨 磨 破碎 2222 303030 496446836824 SPQKVA 30 30 N S6824 I 657 A 1 732 63U 30 30 4964 cos0 73 6824 P S 2 专用变电所的无功功率补偿 高压侧提高到 0 9 以上 计算时取 0 92 无功补偿装置的容量为 303030 tan tan 4964 tanarccos0 73tanarccos0 92 4964 0 940 43 2532 Kvar c QQQP 补偿后视功率 2222 3030 496421515410 c SPQQKVA 专 空载电流 0 2 2I 3 计算每台变压器的功率损耗 30 11 54102705 KVA 22 SS 专 22 30 0 2705 5 332 19 9 KW 4000 Tk N S PPP S 22 030 2 25 52705 188 6 Kvar 1001001001004000 k TNNNN N IUS QSSSS S 18 变电所高压侧负荷为 30T P 2 P 49642 19 95003 8 PKW 专 30CT Q Q 2 Q 46832532 2 188 62339 6 KvarQ 专 2 222 3030 5003 82339 65523 KVASPQ 专 N S5003 8 I 319 A 1 732 103U 专 专 补偿后的功率因数 III 5003 8 cos0 9060 9 5523 P S 专 这一功率因数满足规定高压侧功率因数大于 0 9 由此可见无功功率补偿提高功率因数能 是工厂取得可观的经济效果 6 总降压变电所变压器台数及容量选择 1 总降压变电所的供电负荷统计 同时系数取 0 9 0 95 pq KK IIIIIIIV P P K PP P P P 0 9 44232503205045 5300 KW 专 IIIIIIIV Q Q K QQ Q Q Q 0 95 210 15212476 2586 varK 专 2222 3030 530025865897 SPQKVA N S5897 I 341 A 1 732 103U 30 30 5300 cos0 9 5897 P S 高压侧功率因数要求大于 0 85 此时总降压变电所的功率因数大于 0 85 所以无需功率补 偿 2 专用变电所的变压器选择 为了保证供电的可靠性 选用两台变压器 每台可供车间负荷的 70 0 74128 NT SSKVA 总 选择变压器型号为 S7 系列 S7 5000 35 额定容量为 5000KVA 数量为 2 台 3 计算每台变压器的功率损耗 30 11 58972948 5 KVA 22 SS 22 30 0 2948 5 6 7536 19 3 KW 5000 Tk N S PPP S 19 22 030 0 972948 5 121 7 Kvar 1001001001005000 k TNNNN N IUS QSSSS S 7 工厂各个变电所的变压器清单 清单如下表所示 额定电压 KV 损耗 KW 变电所名 称 变压器 型号 额定容量 KVA高 压 低压 联结型 号 标号空载负载 空载 电流 0 I 阻抗 电压 k U I SL7 400 10 400100 4Y yn00 925 801 94 II SL7 50 10 50100 4Y yn00 191 152 64 III SL7 50 10 50100 4Y yn00 191 152 64 IV SL7 250 10 250100 4Y yn00 644 02 04 专用 SL7 4000 1 0 4000106 3Y d115 3032 02 25 5 总降压 S7 5000 3 5 50003510 5Y d116 7536 70 97 第第 7 7 章章电气设备 线缆型号 截面和长度选择电气设备 线缆型号 截面和长度选择 7 17 1 电气主接线的意义和重要性电气主接线的意义和重要性 电气主接线主要是指在发电厂 变电所 电力系统中 为满足预定的功率传送和运 行等要求而设计的 表明高压电气设备之间相互连接关系的传送电能的电路 电路中 的高压电气设备包括发电机 变压器 母线 断路器 隔离刀闸 线路等 它们的连 接方式对供电可靠性 运行灵活性及经济合理性等起着决定性作用 一般在研究主接 线方案和运行方式时 为了清晰和方便 通常将三相电路图描绘成单线图 在绘制主接 线全图时 将互感器 避雷器 电容器 中性点设备以及载波通信用的通道加工元件 也称高频阻波器 等也表示出来 对一个电厂而言 电气主接线在电厂设计时就根据机组容量 电厂规模及电厂在电 力系统中的地位等 从供电的可靠性 运行的灵活性和方便性 经济性 发展和扩建的 可能性等方面 经综合比较后确定 它的接线方式能反映正常和事故情况下的供送电情 20 况 电气主接线又称电气一次接线图 7 2 供电线路的导线选择供电线路的导线选择 7 2 1 工厂常用架空线路裸导线型号及选择 铝绞线 LJ 户外架空线路采用的铝绞线导电性能好 重量轻 对风雨作用的 抵抗力强 但对化学腐蚀作用的抵抗力较差 多用在 10KV 及以下线路上 其杆距不超过 100 125m 钢芯铝绞线 LGJ 此种导线的外围用铝线 中间线芯用钢线 解决了铝绞线 机械强度差的缺点 由于交流点的趋肤效应 电流实际上只从铝线通过 所以钢芯铝 绞线的截面积面积是指铝线部分的面积 在机械强度要求较高的场所和 35KV 及以上的 架空线路上多被选用 铜绞线 TJ 铜绞线导电性能好 对风雨及化学腐蚀作用的抵抗力强 但造 价高 且密度过大 选用要根据实际需要而定 7 2 27 2 2 供电供电 10KV10KV 线路的导线选择线路的导线选择 1 供电给变电所 I 的 10KV 线路 为保证供电可靠性选用双回路供电线路 每回供电线路的计算负荷 30 1 P 436 5218 25 KW 2 30 1 308154 Kvar 2 Q 计算变压器损耗 30T P P P 218 25 3 0 221 25 KW 30T Q 154 13 3 167 3 KvarQQ 2222 S 221 25167 3 277 4 KVAPQ N S277 4 I 16 0 A 1 732 103U 先按经济电流密度选择导线经济截面 根据设计参数年最大负荷利用小时数位 6400h 查表可得架空线的经济电流密度 所以可得经济截面 2 0 9 ec jA mm 可选导线型号为 LJ 16 其允许流量为 相 2 30 16 17 8 mm 0 9 ec ec I A j 105 A al I 应参数为 0 2 07 rkm 0 0 36 xkm 再按发热条件校验 21 根据设计参数 温度修正系数为 29 4oC 707029 4 0 95 70257025 t K 30 0 95 10599 75 A I16 altal IK IA 由上式可知 所选导线符合长期发热条件 根据地理位置图及比例尺得线路长度 为 0 32km 10KV 线路功率损耗 222 30300 333 162 07 0 320 5 LL PIRIr lKW 222 30300 333 160 36 0 320 09 var LL QIXIx lK 线路首端功率 221 250 5221 75 KW L PPP 167 30 09167 39 Kvar L QQQ 2 供电给变电所 II 的 10KV 线路 为保证供电可靠性选用双回路供电线路 每回供电线路的计算负荷 30 1 P 31 515 75 KW 2 30 1 2512 5 Kvar 2 Q 计算变压器损耗 30T P P P 15 75 0 32 16 07 KW 30T Q 12 5 1 98 14 48 KvarQQ 2222 S 16 0714 48 21 63 KVAPQ N S21 63 I 1 25 A 1 732 103U 先按经济电流密度选择导线经济截面 根据设计参数年最大负荷利用小时数位 6400h 查表可得架空线的经济电流密度 所以可得经济截面 2 0 9 ec jA mm 2 30 1 25 1 4 mm 0 9 ec ec I A j 可选导线型号为 LJ 16 其允许流量为 相应参数为 105 A al I 0 2 07 rkm 0 0 36 xkm 再按发热条件校验 根据设计参数 温度修正系数为29 4oC 707029 4 0 95 70257025 t K 30 0 95 10599 75 A I1 25 altal IK IA 由上式可知 所选导线符合长期发热条件 根据地理位置图及比例尺得线路长度 22 为 0 25km 10KV 线路功率损耗 222 30300 333 162 07 0 250 4 LL PIRIr lKW 222 30300 333 160 36 0 250 07 var LL QIXIx lK 线路首端功率 16 070 416 47 KW L PPP 14 480 0714 55 Kvar L QQQ 3 供电给变电所 III 的 10KV 线路 为保证供电可靠性选用双回路供电线路 每回供电线路的计算负荷 30 1 P 48 7524 375 KW 2 30 1 5728 5 Kvar 2 Q 计算变压器损耗 30T P P P 24 375 0 49 24 965 KW 30T Q 28 5 1 82 30 32 KvarQQ 2222 S 24 96530 32 39 27 KVAPQ N S39 27 I 2 7 A 1 732 103U 先按经济电流密度选择导线经济截面 根据设计参数年最大负荷利用小时数位 6400h 查表可得架空线的经济电流密度 所以可得经济截面 2 0 9 ec jA mm 2 30 2 7 3 mm 0 9 ec ec I A j 可选导线型号为 LJ 16 其允许流量为 相应参数为 105 A al I 0 2 07 rkm 0 0 36 xkm 再按发热条件校验 根据设计参数 温度修正系数为29 4oC 707029 4 0 95 70257025 t K 30 0 95 10599 75 A I2 7 altal IK IA 由上式可知 所选导线符合长期发热条件 根据地理位置图及比例尺得线路长度 为 0 1