某水泥厂供配电系统设计.doc

宁夏理工学院课程设计 前言 本课程设计选择进行了某60吨水泥工厂的供配电系统，电压等级高压35kv，中压6kv，低压380v，50Hz的降压变电所，既含有高压供配电部分又含有电力变压器低压配电部分。本设计书论述了供配电系统的整体功能和相关的技术知识，重点介绍了工厂供配电系统的组成部分，系统的设计和计算，相关的系统的运行与管理，并根据工厂所能取得的电源及工厂实际用电负荷的情况，按照安全，可靠，优质，经济的要求，对工厂进行了选址，并确定了变电所的位置与形式。本设计书根据某水泥厂所能取得的供电电源和该厂用电的实际负荷，并适当的考虑生产的发展，按工厂供电的基本要求，对各个车间进行了负荷的计算和无功功率的补偿；确定出了各个变电所的位置及各个变电所变压器的台数、容量和型式；计算的短路电流；选择了各线路的导线截面和变电所高低压设备；配置了继电保护装置；绘出了设计图样，完成了水泥厂供配电系统的设计。 本设计主要由小组4个成员完成，贾伟：变压器的选择及效验，导线及其他电气设备的选择。张思佳：全厂负荷计算，断路器的选择。李佳钰:变电所的选址，防雷接地。张勇: 二次回路的设计，主线路的设计，功率补偿，最后整理。最终共同完成了本次设计。III摘要电能是是工业生产的主要能源和动力，做好工厂供电设计对于发展工业生产、实现工业现代化具有十分重要的意义。工厂供电系统首先要能满足工厂生产和生活用电的需求，其次要确保安全，供电可靠，技术安全和经济合理，并能做好节能。本设计根据某水泥厂所能取得的供电电源和该厂用电的实际负荷，并适当的考虑生产的发展，按工厂供电的基本要求，对各个车间进行了负荷运算和无功功率的补偿；确定了各个变电所的变压器的台数、容量和型号；计算出了短路电流；选择了各线路的导线截面和变电所高低压设备；配置了继电保护装置；绘出了设计图样，完成了某60万吨水泥厂供配电系统设计。关键词：计算负荷，无功补偿，短路电流，变压器 目录 第一章 课程设计. 1.1 水泥厂生产流程， 1.2 工厂供配电系统设计的意义. 1.3 工厂供电设计的一般原则. 1.4 该设计的具体内容. 1.3.1 该设计的主要目的. 1.3.2 设计的主要内容. 第二章 水泥厂供配电的概况. 2.1 水泥厂的供配电系统 2.2 目前水泥厂供电的概况. 第三章 负荷计算. 3.1 有关于负荷计算. 3.2 水泥厂各个车间负荷计算. 3.3 水泥厂总负荷统计. 第4章 短路电流计算. 4.1短路的原因、后果及形式第五章电气主接线的选择. 4.1 各车间变电所的设计及无功功率补偿. 4.1.1 变配电所选择的一般原则. 4.1.2 各个车间变电所的位置及全厂供电平面草图. 4.1.3 各车间变压器台数、容量选择及无功功率补偿. 4.2 工厂变电所的电气设计. 4.2.1 电气主接线的意义和重要性. 4.2.2 工厂变电所主接线的设计说明. 4.2.3 工厂变电所的主接线选择. 4.3 供电线路的导线选择. 4.3.1 工厂常用架空线路裸导线型号及选择. 4.3.2 供电10KV 线路的导线选择. 第六章设备选型. 第七章继电保护的设计和整定. 第八章总结与展望. 致谢. 附录. 破碎及预均 生料制备生料均化4、预热分解（1）物料分散（2）气固分离（3）预分解4、水泥熟料的烧成5、水泥磨粉 6、水泥包装 第一章课程设计1.1 工厂供配电系统的意义 众所周知，电能是现代工业生产的主要能源和核心动力。电能既易于由其它形式的能量转换而来，又易于转换为其它形式的能量以供应用。电能的输送的分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化，而且现代社会的信息技术和其它高新技术无一不是建立在电能应用的基础之上的。因此，电能在现代工业生产及整个国民经济生活中应用极为广泛。 在企业工厂里，电能虽然是工业生产的主要能源和动力，但是它在产品成本中所占的比重一般很小（除电化工业外）。例如在机械工业生产中，电费开支仅占成本的5%左右。从投资来看，一般机械工厂在供电设备上的投资业仅占5%左右。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，切实保证工厂生产和生活用电的需要，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。 此外，在供电工作中，应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，既要照顾局部的当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应社会的发展。为了保证工厂供电的正常运转，就必须要有一套完整的保护，监视和测量装置。目前多以采用自动装置，将计算机应用到工厂配电控制系统中去。1.2 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影响到工厂的生产及发展。作为从事工厂供电工作的人员，有必要了解和掌 握工厂供电设计的有关知识，以便适应设计工作的需要。 1.3.1 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。2.2目前水泥厂的概况本设计是为水泥厂设计的供配电系统。该厂年产水泥60万吨，全场大致可分为四部分：生料破碎和均化、预热和烧成、冷却和储存、磨粉和包装。单台设备容量超过200kw时采用6kv中压电机。水泥厂内用电机械主要为：输送机、风机、破碎机、磨机、电收尘器。1、 供电电源及输电线路 本水泥厂供电电源来自两千米外的当地配电站（PLN）,单回路，AC20KV,50HZ.进入本厂变电站时采用电缆直埋。2、 备用保安电源为保证厂内一些重要设施电源的不间断性，在靠近这些设施的地方设置一套备用设备保安电源，它采用一台400kw柴油发电机组和电源自动切换装置。在主电源失去电力时，自动启动柴油发电机，并自动切换这些重要设施的电源来路，15s内恢复电力。3、全厂配电系统a.总变电站电压等级：高压35KV、中压6KV、低压380V、50Hz。35KV电源开关柜及两台主变压器（5000KVA,7500KVA）的设计供货由业主提供。业主将在紧挨主配电站设立一座总变电站，将35KV电力变为6.3KV。b.总配电站在厂内灰尘小、季风路线上端、地势高并靠近负荷中心处，设置一座6KV配电站。按业主要求，他的系统采用双进线单排母线分段方式。其中一段接受来自5000KVA变压器6.3KVA侧电源，另一端接受来自7500KVA变压器6.3KV侧电源。用配电装置将6.3KV电力分配给分布在全厂的五座二级变电所(亦称MCC，电机控制中心)及中压电机控制柜。两段6KV母线上分别并联有固定式电容补偿装置。以满足业主要求的全场功率因数不小于0.90的技术指标。c.二级变电站（MCC）在厂内设置7座变压器，其中5座有二级变压器，将6KV电力变为380V。MCC里除有电机控制柜和仪表柜外，还有照明、空调配电屏。380V母线上并联有低压功率补偿装置。合同规定低压功率因数不得低于0.90。4、设备选型本系统中选用设备的型号如下：a.6KV配电柜采用金属封闭可抽式。b.二级变电所（MCC）内变压器采用国产S9系列。c.所有户内安装的电气设备外观颜色采取国标色，牌号GSB G5100194Y01。d.全场电动机种类和电压等级：中压电机：AC 6KV,50Hz； 低压三相电机：AC 380V,50Hz；低压单项电机：AC 220V,50Hz；低压直流电机：DC 440V。5、气象资料。本厂所在地区的年平均的年最热月平均气温为34.6。6、地质情况。土壤电阻率100m。 3.3 变电所的选址 一 配变电所位置选择，应根据下列要求综合考虑确定： (1) 接近负荷中心。 (2) 进出线方便。 (3) 接近电源侧。 (4) 设备吊装、运输方便。 (5) 不应设在有剧烈振动的场所。 (6) 不宜设在多尘、水雾(如大型冷却塔)或有腐蚀性气体的场所，如无法远离时，不应设在污源的下风侧。 (7) 不应设在厕所、浴室或其他经常积水场所的正下方或贴邻。 (8) 不应设在爆炸危险场所以内和不宜设在有火灾危险场所的正上方或正下方，如布置在爆炸危险场所范围以内和布置在与火灾危险场所的建筑物毗连时，应符合现行的爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范的规定。 (9) 配变电所为独立建筑物时，不宜设在地势低洼和可能积水的场所。 (10) 高层建筑地下层配变电所的位置，宜选择在通风、散热条件较好的场所。 (11) 配变电所位于高层建筑(或其他地下建筑)的地下室时，不宜设在最底层。当地下仅有一层时，应采取适当抬高该所地面等防水措施。并应避免洪水或积水从其他渠道淹渍配变电所的可能性。4.2.2 装有可燃性油浸电力变压器的变电所，不应设在耐火等级为三、四级的建筑中。4.2.3 在无特殊防火要求的多层建筑中，装有可燃性油的电气设备的配变电所，可设置在底层靠外墙部位，但不应设在人员密集场所的上方、下方、贴邻或疏散出口的两旁。4.2.4 高层建筑的配变电所，宜设置在地下层或首层；当建筑物高度超过100m时，也可在高层区的避难层或上技术层内设置变电所。4.2.5 一类高、低层主体建筑内，严禁设置装有可燃性油的电气设备的配变电所二类高、低层主体建筑内不宜设置装有可燃性油的电气设备的配变电所，如受条件限制亦可采用难燃性油的变压器，并应设在首层靠外墙部位或地下室，且不应设在人员密集场所的上下方、贴邻或出口的两旁，并应采取相应的防火和排油措施。4.2.6 大、中城市除居住小区的杆上变电所外，民用建筑中不宜采用露天或半露天的变电所，如确因需要设置时，宜选用带防护外壳的户外成套变电所。1变电所所址选择的基本要求1.1靠近负荷中心变电所址的选择必须适应电力系统发展规划和布局的要求，尽可能的接近主要用户，靠近负荷中心。这样，既减少了输配电线路的投资和电能的损耗，也降低了造成事故的机率，同时也可避免由于所址远离负荷中心而带来的其它问题。1.2节约用地节约工程用地是我们的国策，我们需要遵循技术经济合理的原则，合理布置，尽可能提高土地的利用率，凡有荒地可以利用的，不得占用耕地，凡有差地可以利用的，不得占用良田。尤其要避免占用菜地良田等经济效益高的土地。用地要紧凑，因地制宜，用劣地作为所址选择方案是决定一个设计方案好坏的主要条件之一。1线路走廊变电所所址的选择，应便于各级电压线路的引进和引出。变电所的进出线在变电所附近时，往往需要集中在一起架设，其所占的范围和路径的通道称为线路走廊。对于电压在110kV及以上的大、中型变电所，在变电所周围应有一定宽度的空地，以利于线路的引进和引出，故进出线走廊应与所址选择同时确定。在确定出线走廊时，还应考虑与厂区的协调。2交通运输所址应尽可能选择在已有或规划的公路等厂区交通线附近，以减少交通运输的投资，加快建设和降低运输成本。所址的选择还应考虑施工时设备材料的运输。特别应考虑大型设备，如：主变压器等大件的运输方案，以及运行时抢修、维护的道路。变电所在运行后的对外运输量是很小的。3尽量避开污秽地段选择所址应尽量避开污秽地段，因污秽地段的各种污秽物，严重影响着变电所电气设备运行的可靠性。其对电气设备危害的程度与污染物的导电性、吸水性、附着力、气象条件、污染物的数量、比重及与污染源的距离有密切联系。3环境保护随着新工业基地的不断出现，必然给环境带来一系列的新的污染物排放问题。保护环境和改善环境是至关重要的。目前我国的自然环境和生活环境的污染已经相当严重。所以所址的选择必须认真考虑环境保护的要求，减少和防止污染。尽可能地利用所内的边角地带进行绿化，以提高绿化率。清洁、优美的生态环境，是世界范围的话题，所以在新选所址的确定阶段都必须论及所址对环境的影响，并争得环保部门的同意。与此同时，还应考虑周围环境是否对变电所内电气设备有无不良影响，要取得良好的环境效益。变电所在运行过程中，所排放的生产废水和生活污水的污染情况是不尽相同的，因此，处理的方法也自然不一样。生产废水主要来自油系统的含油污水和蓄水池调酸废水等，一般采用化学和物理处理方法。化学处理方法有中和处理，物理处理方法有沉淀、分离等。目前对含油污水采取油水分离池和集油池的形式进行处理。再有，噪音也是一种污染。由于市内变电所有的就位于居民区附近，主变的长期噪音对人的健康也有危害。所以，市区建变电所在尽量采用低噪音设备的同时,还应在设计及基建时采取工程措施解决噪音问题，即利用各种吸音材料遮蔽噪音路径。隔绝声源的办法虽然较为被动、消极，但也较为实际。有条件的，应通过增加建筑物的间距来实现周围的噪音防护。2总体规划的重要性所址一经选定，就应做好变电所的总体规划。总体规划是建所的总的安排，即在拟建变电所的场地上，对变电所的所区、生活区、水源地、进出线走廊、道路、供排水管线、防排洪设施、施工、扩建等项目工程用地进行安排、布置。按照工艺要求、安全运行、经济合理、有利管理、方便生活的原则，在技术经济论证的基础上，进行合理布局与全面规划。变电所的总体规划是总布置设计的首要环节，只有在正确的总体规划指导下，才能设计出好的总布置。总体规划一般采用以下方法和步骤：第一，在已取得的建所地形图、地质资料、进出线路径规划、城镇及工业区规划图的基础上着手进行规划。第二，先标出所区位置及范围，再依次标出：各级电压进出线方位，并与所内相对应的配电装置方位一致，标明进出线回路及走廊宽度；进所道路接引点和路径；所区主要的出入口位置；水源地及供水管线走径、取水设施及建筑(构)物；排水设施、排放点位置及排水管走径；生活区位置；标出为变电所服务的生活设施的位置；现场勘探，调查研究，协调各方关系，进行必要地调整和补充。3总平面设计的主要内容变电所的总布置设计主要包括以下内容。总平面布置。主要协调和解决全所建（构）筑物、道路在平面位置布局上的相对关系和相对位置。竖向布置。主要解决所区各建（构）筑物、道路、场地的设计标高及其在竖向上的相互关系。管、沟布置。全面统筹安排所区地下设施。道路。合理确定所内、外道路之间的综合关系，满足运行、检修、施工运输要求。 第三章 负荷计算3.1有关于负荷计算 工厂进行电力设计的基本原始资料是工艺部门提供的用电设备安装容量。工厂的用电设备种类多，数量大，工况复杂，如何根据这些资料正确估计工厂所需的电力和电量是一个非常重要的问题。估算过高，浪费有色金属；估算过低，设备过热，加快绝缘老化，增大电能损耗。为此，引入了计算负荷的概念。 计算电力负荷的定义：负荷不是恒定值，是随时间而变化的变动值。因为用电设备并不同时运行，即使用时，也并不是都能达到额定容量。另外，各用电设备的工作制也不一样，有长期、短时、重复短时之分。在设计时，如果简单地把各用电设备的容量加起来作为选择导线、电缆截面和电气设备容量的依据，那么，过大会使设备欠载，造成投资和有色金属的浪费；过小则又会出现过载运行。其结果不是不经济，就是出现过热绝缘损坏、线损增加，影响导线、电缆或电气设备的安全运行，严重时，会造成火灾事故。因此负荷计算也只能力求接近实际。即根据已知的工厂的用电设备安装容量确定的、预期不变的最大假想负荷，其热效应与同时间内实际变动负荷产生的热效应相等。计算电力负荷的意义：计算负荷是确定供电线路导线截面、变压器容量、开关电器以及互感器等的额定参数的重要依据。若要使供配电系统在正常条件下可靠地运行，必须正确选择电力变压器、开关设备及导线、电缆等，这就需要对电力负荷进行计算。计算负荷是确定供电系统、选择变压器容量、电气设备、导线截面和仪表量程的依据，也是整定继电保护的重要数据。计算负荷确定的是否正确合理，直接影响到电器和导线的选择是否合理。如计算负荷确定过大，将使电器和导线截面选择过大，造成投资和有色金属的浪费；如计算负荷确定过小，又将使电器和导线运行时增加电能损耗，并产生过热，引起绝缘过早老化，甚至烧毁，以至发生事故。由此可见，正确的确定计算负荷意义重大。但由于各类的负荷情况复杂，影响计算负荷的因素很多，各类负荷变化有一定的规律，它与设备的性能、生产的组织、生产者的技能及能源供应的状况等多种因素有关。为此，正确进行负荷计算是供电设计的前提，也是实现供电系统安全、经济运行的必要手段。 目前普遍采用的确定用电设备计算负荷的方法有需要系数法和二项式法。需要系数法是各国普遍采用的确定计算负荷的基本方法，简单方便，较适用于用电设备台数较多、各台容量设备相差不大的情况。二项式法局限性较大，应用于确定设备台数较少而容量差别悬殊的情况。因此，该设计选用需要系数法进行负荷的计算。3.2 水泥厂各个车间负荷计算3.2.1车间一的负荷计算1、单台设备负荷计算（1）破碎站控制室MCC1的负荷计算 已知 Pe=279.77kw P30=204.8kw cos=0.7 tan=1.02 所以 S30=P30/cos=292.57kw Q30=P30tan=208.896kvA I30=444.5A（2）堆场控制室MCC2的负荷计算 已知 Pe=232.15kw P30=174.19kw cos=0.7 tan=1.02 所以 S30=P30/cos=249.86kw Q30=P30tan=178.398kvA I30=379.6A（3）空调照明的负荷计算 已知 Pe=50kw P30=40kw cos=0.6 tan=1.33 所以 S30=P30/cos=66.67kw Q30=P30tan=53.2kvA I30=101.3A 车间一总计算负荷统计 已知 Pe=562kw P30=378kw cos=0.7 tan=1.05 所以 S30=P30/cos=540kw Q30=P30tan=396.9kvA I30=603A3.2.2车间二的负荷计算1、 单台设备负荷计算（1） 循环水泵房的负荷计算 已知 Pe=59.4kw P30=52.35kw cos=0.8 tan=0.75 所以 S30=P30/cos=65.44kw Q30=P30tan=39.263kvA I30=99.4A（2） 水泥磨控制室MCCS 已知 Pe=684.1kw P30=572.2kw cos=0.78 tan=0.8 所以 S30=P30/cos=733.59kw Q30=P30tan=457.76kvA I30=1114.6A（3） 包装控制室MCC9的负荷计算 已知 Pe=190kw P30=136.5kw cos=0.7 tan=1.02 所以 S30=P30/cos=195kw Q30=P30tan=198.9kvA I30=296.3A（4） 空调照明的负荷计算 已知 Pe=125kw P30=100kw cos=0.6 tan=1.33 所以 S30=P30/cos=166.67kw Q30=P30tan=133kvA I30=253.2A2、 车间二总计算负荷统计 已知 Pe=1058kw P30=775kw cos=0.75 tan=0.89 所以 S30=P30/cos=1039kw Q30=P30tan=689.75kvA I30=1579A3.3.3车间三的负荷计算1、 单台设备负荷计算（1） 生料磨控制室MCC3的负荷计算 已知 Pe=356.72kw P30=268.4kw cos=0.7 tan=1.02 所以 S30=P30/cos=383.43kw Q30=P30tan=273.768kvA I30=582.6A（2） 煤磨料控制室MCC7的负荷计算 已知 Pe=674.32kw P30=499.5kw cos=0.78 tan=0.8 所以 S30=P30/cos=640.38kw Q30=P30tan=399.6kvA I30=973A（3） 增湿塔泵房的负荷计算 已知 Pe=40kw P30=40kw cos=0.8 tan=0.75 所以 S30=P30/cos=50kw Q30=P30tan=30kvA I30=76A（4） 空调照明的负荷计算 已知 Pe=100kw P30=80kw cos=0.6 tan=1.33 所以 S30=P30/cos=133.34kw Q30=P30tan=106.4kvA I30=202.6A2、 车间三总计算负荷统计 已知 Pe=1171kw P30=799kw cos=0.74 tan=0.91 所以 S30=P30/cos=1081kw Q30=P30tan=727.09kvA I30=1642A3.3.4车间四的负荷计算1、 单台设备负荷计算（1） 窑尾控制室MCC4的负荷计算 已知 Pe=581.37kw P30=450kw cos=0.73 tan=0.94 所以 S30=P30/cos=616.44kw Q30=P30tan=423kvA I30=937A均化控制室MCC5（2） 空压站的负荷计算 已知 Pe=260kw P30=260kw cos=0.8 tan=0.75 所以 S30=P30/cos=325kw Q30=P30tan=195kvA I30=494A（4）空调照明的负荷计算 已知 Pe=75kw P30=60kw cos=0.6 tan=1.33 所以 S30=P30/cos=100kw Q30=P30tan=79.8kvA I30=152A2、 车间四总计算负荷统计已知 Pe=916kw P30=693kw cos=0.74 tan=0.90所以 S30=P30/cos=935kw Q30=P30tan=623.7kvA I30=1423A 3.4.5车间五的负荷计算1、 单台设备负荷计算（1）窑头控制室MCC6的负荷计算已知 Pe=1074.07kw P30=860.75kw cos=0.79 tan=0.77所以 S30=P30/cos=616.44kw Q30=P30tan=662.78kvA I30=937A（1） 空调照明的负荷计算已知 Pe=150kw P30=120kw cos=0.6 tan=1.33所以 S30=P30/cos=200kw Q30=P30tan=159.6kvA I30=937A2、车间五的总计算负荷 已知 Pe=1224kw P30=883kw cos=0.77 tan=0.83 所以 S30=P30/cos=1152kw Q30=P30tan=732.89kvA I30=1750A3.4.6五个车间的总负荷计算已知 Pe=4931kw P30=3351kw cos=0.74 tan=0.90所以 S30=P30/cos=4505kw Q30=P30tan=3015.9kvA I30=937A 序号控制室代号车间设备装机容量P30/kWcos/ tanS30/KVA中压电机M.V1破碎站控制室MCC1131,132279.77204.80.7/1.023152堆场控制室MCC2152232.15174.90.7/1.023空调照明50400.6/1.33小计变电所MCC25623780.7/1.055474循环水泵房C0159.452.350.8/0.755水泥磨控制室MCCS481,521,232541,551684.1572.20.78/0.825006包装控制室MCC9621,641190136.50.7/1.027空调，照明1251000.6/1.33小计变电所MCC810587750.75/0.8910398生料磨控制室MCC3163,331,341356.72268.40.7/1.028009煤磨料控制室 MCC7461,231674.32499.50.78/0.831510增湿塔泵房C0240400.8/0.7511空调照明100800.6/1.33小计变电所MCC711717990.74/0.91108112窑尾控制室MCC4341.B,421,431,361581.374500.73/0.9463013均化控制室MCC550014空压站C032602600.8/0.7515空调照明75600.6/1.33小计变电所MCC29166930.74/0.9093516窑头控制室MCC6441,471,7511074.07860.750.79/0.7717空调照明1501200.6/1.33小计变电所MCC612248830.77/0.831152总量493133510.74/0.904505 二级变电所负荷清单39 第4章 设备的选择4.1设备的选择1、断路器的选择根据额定电流的选择 则高压断路器的电流 则根据工厂供电附录表8可选择 少油户内断路器 型号额定电压额定电流开断电流断流容量SN10-10II(10V)12V1000 A31.5 KA500 MVA2、电流互感器的选择高压侧为35KV 则电流为则选择LSJC-35I型号电流变化范围额定电流比备注LSJC-35I100A-300A200/5见电工手册P173表3-2-8高压侧为6KV 则电流为则选择LSJC-35I型号电流变化范围额定电流比备注LSJC-35I600A-1500A1000/5见电工手册P173表3-2-84.2 电流互感器的校验一般电气的动稳定度校验条件按下列公式进行校验： 和分别为电器的动稳定电流峰值和有效值K-1 DW8-35断路器的电流峰值和有效值K-2 SN10-10II断路器的电流峰值和有效值 所以 满足短路动稳定度的校验条件 则电流互感器选择合理。 第5章 功率补偿的计算已知P30=335KW S30=4505KVA所以 (参见2-41) (参见2-19) =3010所以 需要从0.74补偿到0.98=（tanarccos0.74-tanarccos0.98） （参见2-42） =3351（tanarc0.74- tancos0.98) =2365KVA补偿后变电所低压侧 (参见2-46) 所以 PT=0.013414=34.13 （参见2-37） QT=0.053414=170.65 （参见2-38）P30=3351+34.13=3385.13Q30=(3010-2365)+170.65=815.65根据变压器单台运行时应满足有一、二级负荷的需要 SN7S30(I+II)所以 选容量为4000KVA的变压器（S9-4000/10C6）第六章 短路电流计算6.1短路的原因、后果 短路：指供电系统中不同电位的导电部分（各相导体、地 线等）之间发生的低阻性短接。 1、 短路的原因 主要原因：（1）由于设备长期运行,绝缘自然老化,被正常电压击穿。（2）设备质量低劣,绝缘强度不够,被正常电压击穿。（3）设备绝缘满足要求,但被过电压击穿。（4）设备绝缘受外力损伤,造成短路,像被老鼠咬坏绝缘这类。 人为原因:比如工作人员发生误操作或者将低电压设备接入高电压的电路中,就可能造成短路2、短路的后果（1）短路时产生很大的电动力和很高的问题,会使短路电路中的元件受到损坏,很可能引发火灾事故。（2）短路时电路的电压骤降,严重影响电气设备的正常运行。（3）短路时保护装置动作,如熔断器的保险丝熔断,将短路电路切除,这会造成停电,而且短路点越靠近电源,停电范围越大,造成生活的不便和经济上的损失。（4）严重的短路会影响电力系统运行的稳定性,可使并列运行的发电机组失去同步,造成系统解列。（5）不对称短路,像单相短路和两相短路,短路电流会产生较强的不平衡交变电磁场,对附近的通信线路、电子设备等产生电磁干扰，影响其正常运行，有可能引发误动作。6.2短路电流计算1、电力系统的电抗 由表查得 DW8-35 断流容量 SOC =1000MVA （参见手册224页） 所以 短路计算电流比线路额定电流高5 2、 架空线路的电抗 X0=0.4/km X2=X0l=0.42000=0.83、 绘从K-1 、K-2点短路等效电路 总电抗 X（k-1）=X1+X2=1.35+0.8=2.15 6.3 三相短路电流和短路容量1、 三相短路电流周期分量有效值2、 三相短路次暂态电流和稳态电流3、 三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值4、 三相短路容量K-2点的短路电流和短路容量(=6.3kv)1电力系统电抗 =0.039692架空线路电抗3电力变压器的电抗 主变压器一5000kva =7% 主变压器二8000kva =7.5% 4 =0.094+15.6+计算三相短路电流和短路容量1三相短路电流周期分量有效值 2三相短路次暂态电流和稳态电流 3三相短路冲击电流及第一周期短路全电流有效值 4三相短路容量 短路计算统计表短路计算点 K-1 K-2 三相短路电流/KA 10 10 10 25.5 15.137.05 37.05 37.05 69.7 40.4三相短路容量/KVAR636.5409.2 第七章线路的选择7.1电缆的选择 由于本水泥厂设计的供电系统的供电电源来自两千米外的当地配电站（PLN）单回路，AC20kv，50hz，进入本厂变电站是采用电缆直埋。2厂内电缆敷设由总变站向二级变电站和中压电机去的6KV电力电缆采用直埋方式，有二级变电站通向用电设备的电力电缆和控制电缆采用桥架和穿线管敷设结合的方式。墙上明设，地下暗埋。气象资料：本厂所在地区的年平均的年最热月平均气温为34.6地质情况：土壤电阻率100m。因为水泥厂一般采用三班制即年工作时间为3000h5000h根据工厂供电表5-4导线和电缆的经济电流密度选取电缆线路为铝线经济电流密度为=1.73A/按照经济电流密度计算经济截面的公式为 （5-9） 又因为 = 即 则根据工厂常用电气设备手册 表22-5-2935KV电缆线路选择型号 芯 经济截面 适用范围YJLV29 三芯 50-150适用于敷设在地下能承受机械外力作用校验发热条件35KV YJLV29型电缆线芯长期允许工作温度不超过80而本水泥厂所在地区的年平均最热月平均气温为34.6，8034.6满足发热条件。所选电缆合理。6KV电缆线路选择同理 根据工厂供电表5-4导线和电缆的经济电流密度选取电缆线路为铜线经济电流密度为=2.25A/按照经济电流密度计算经济截面的公式为 （5-9） 又因为 = 即 选取6KV电缆线路用于桥架的电缆为ZL12 400用于穿线钢管敷设ZQ11 400墙上明设的电缆为ZQ 400 地下暗埋的电缆为Zl12 16-500相线的选择 根据工厂供电表5-4导线和电缆的经济电流密度选取电缆线路为铝芯橡皮线经济电流密度为=1.73A/按照经济电流密度和经济截面导线选择为橡皮绝缘线BLX型 参见工厂供电附录表19 BLX型 经济截面为240 绝缘导线明敷时的载流量为441A满足发热条件。即所选导线合理。水泥厂二次回路设计(一)二次回路概述指对一次设备的工作进行监视、控制、测量、调节和保护，所配置的如：测量仪表、继电器、控制和信号元件，自动装置 ，继电保护装置、电流互感器等，按一定的要求连接在一起所构成的电气回路，称为二次接线或称为二次回路。电力变压器的继电保护对于我厂的高压测电压为35kv来说，我厂应装设带时限的过电流保护，电流速断保护，过负荷保护，瓦斯保护。GB规定10000kVA及以上的单独运行变压器和6300kVA及以上的并列运行变压器，应装设差动保护；6300kVA及以下单独运行的重要变压器，宜装设差动保护 （二）电力变压器的过电流保护 因为我厂要求过电流保护动作时间精确，整定简便，固采用定时限过电流保护。 定时限过电流保护动作原理：当一次侧电路发生相间短路时，电流继电器KA 瞬时动作，闭合其触电，使时间继电器KT动作。KT经过整定的时限后，其延时触电闭合，使串联的信号继电器KS和中间继电器KM动作。KS动作后，其指示牌掉下，同时接通信号回路，给出灯光信号和音响信号。KM动作后，接通跳闸线圈YR回路，使断路器QF跳闸，切除短路故障。QF跳闸后，其辅助触电QF1-2随之切断跳闸回路。在短路故障被切除后，继电器保护装置除KS外的其他所有继电器均自动返回起始状态，而KS可手动复位（三）电力变压器电流速断保护 1）为了保证速断保护动作的选择性，在下一级线路首端发生最大短路电流时电流