某机修厂电加工车间变电所课程设计(doc22页)

1、广东石油化工学院课程设计说明书设计题目：某机修厂电加工车间变电所设计班级：姓名：学号：摘要为使工厂供电工作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， 并做好节能工作，本设计在大量收集资料，并对原始资料进行分析后，做出 35kV 变电 所及变电系统电气部分的选择和设计，使其达到以下基本要求：1、安全 在电能的供应、分配和使用中，不发生人身事故和设备事故。2、可靠 满足电能用户对供电可靠性的要求。3、优质 满足电能用户对电压和频率等质量的要求。4、经济 供电系统的投资少，运行费用低， 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，又合理地处理局部和全局、当前和长远等

2、关系，既照顾局部的当前的利益，又要有全局观点，顾全大局，适应发展。按照国家标准 GB50052-95 供配电系统设计规范 、GB50059-92 35110kV 变 电所设计规范 、GB50054-95 低压配电设计规范等的规定，工厂供电设计遵循以 下原则：1、遵守规程、执行政策； 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； 做到保障人身和设备的安全，供电可靠，电能质量合格，技术先进和经济合理，采用效率高、能耗低和性能先进电气产品。3、近期为主、考虑发展；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，

3、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。目录绪论变电所担负着从电力系统受电， 经过变压然后配电的任务。 车间变电所主要用于负荷大而集中、 设备布置比较稳定的大型生厂房内。 车间变电所一般位于车间的负荷中心， 可以降低电能损耗和有色金属的消耗量， 并能减少输电线路上的电压损耗可以保证供电的质量。 因此，对这种车间变电所的设计技术经济指标要求比较高。车间变电所是工厂供电系统的枢纽， 在工厂里占有特殊重要的地位， 因而设计一

4、个合理的变电所对于整个工厂供电的可靠、 经济运行至关重要。 本设计是从工程的角度出发，按照变电所设计的基本要求， 综合地考虑各个方面的要素， 对供电系统进行了合理的布局，在满足各项技术要求的前提下，兼顾运行方便、 维护简单，尽可能地节省投资。1 原始数据1.1 设计任务本车间承担机修厂机械修理的配件生产。1.2 设计依据机加工一车间用电设备明细表，见表1-1。车间变电所配电范围。a.一车间要求三路供电： 113，3234 为一路， 1431 为一路，照明为一路（同二车间）。b.车间变电所除为机加工一车间供电外，还要为机加工二车，铸造，铆焊，电修等车间供电。c.其他个车间对参数和要求见表1-2。

5、表 11 机加工一车间用电设备明细表设设备名称及型号台数单台容量总容量备注备（千瓦）（千瓦）代号1马鞍车床 C630M110.12510.1252万能工具磨床 M5M12.0752.0753普通车床 C620 117.6257.6254普通车床 C620 117.6257.6255普通车床 C620 117.6257.6256普通车床 C620 314.6254.6257普通车床 C620 114.6254.6258普通车床 C620 114.6254.6259普通车床 C620 114.6254.62510普通车床 C620 114.6254.62511普通车床 C620 114.6254.

6、62512普通车床 C620 114.6254.62513旋转套丝机 S813913.1253.12514普通车床 C620110.12510.12515螺旋纹车床 Q11917.6257.62516摇臂钻床 Z3518.58.517圆柱立式钻床 Z504013.1253.12518圆柱立式钻床 Z504013.1253.125195T 单梁吊车110.210.220立式砂轮 S38l35011.751.7521牛头刨床 B66513322牛头刨床 B66513323万能升降台铣床 X63WT1131324万能升降台铣床 X 52K19.1259.12525滚齿机 Y 3614.14.126插

7、床 B503214427弓锯机 G7211.71.728立式钻床 Z51210.60.629井式回火电阻炉1242430箱式电阻炉1454531普通车床 CW6 1， 100131.931.932单柱立式车床 C5121A135.735.733卧式镗床 J681101034单臂刨床 B10101707035小结34表 12 机加工二，铸造，铆焊，电修等车间计算负荷表序车间名称容量计算负荷备注号（千瓦） P30Q30S30( 千(千乏 )(千瓦 )瓦 )1机加工二车间15546.554.4N01 供电回路1203642.12N02 供电回路10N03 车间照明2铸造车间1606465.3N01

8、供电回路1405657.12N02 供电回路1807273.44N03 供电回路8N04 车间照明3铆焊车间1504583.1N01 供电回路17051100.98N02 供电回路7N03 照明4 修 1504577.85N01 供 回路146.243.85N02 供 回路10N03 照明5 小 1.3 本 荷性 三班工作制年最大 荷利用小 5500 小 。属于三 荷。供 源条件： 源从 35/10 千伏厂 降 所采用架空 路受 ， 路 度 300 米。供 系 短路数据 下 所示。厂 降 所配出 路定 限 流保 装置的整定 2 秒。要求 所功率因数 在0.9 以上。当地最 月的平均温度 25。

9、2. 荷 算以及 器、 装置的 在 行 荷 算 用需用系数法，具体 算公式如下：nPcaK si( K di PN i )i1nQcaK si( K di PN i tan i )i1ScaPca2Qca2(i=1,2,3n)2.1 机加工 一的 荷 算根据机加工 一的 荷性 ，将一 分 三路：113，3234 一路，1431 一路，照明 路 一路。通 分析机加工 一的第一路属于小批生 的金属冷加工， 表2-1 得它的需用系数 ： Kd=0.3 Cos=0.65 tan=1.17 Pca1=Kd Pn=0.16*Pn=55.883（ KW ）Qca1=Pca1*tan=65.383（ Kvar

10、）其中： Pn=10.125+2.075+7.65*3+4.625*7+3.125+3.57+10+70=186.275（KW ）Sca 1= P 2Q2=86 (KVA)cacaI ca 1=Sca /3 UN130.67 (A)通过分析机加工车间一的第二路属于小批热加工，查表2-1 得： Kd=0.3Cos =0.65 tan =1.17Pca2=Kd Pn=0.3*Pn=55.163（KW ）Qca1=Pca1*tan=64.54（Kvar ）其中 Pn=183.875（KW ）Sca 2 = Pca22Qca22 =84.9 (KVA)I ca 2 =Sca 2 /3 UN =129

11、(A)第三路Pca 3 =10= Sca 3I ca 3 =10/（ 3 *0.4 ）=14.434（A ）通过以上的计算得到以下的负荷的汇总：序车间名称容量计算负荷备注号（千瓦）P30Q30S30( 千(千乏 )(千瓦 )瓦 )1机加工一车间85.96329.80451.561N01 供电回路83.25545.96969.413N02 供电回路10N03车间照明2机加工二车间15546.554.4N01 供电回路1203642.12N02 供电回路10N03车间照明3铸造车间1606465.3N01 供电回路1405657.12N02 供电回路1807273.44N03 供电回路8N04 车

12、间照明4铆焊车间1504583.1N01 供电回路17051100.98N02 供电回路7N03 车间照明5电修车间1504577.85N01 供电回路146.243.85N02 供电回路10N03 车间照明6 小结2.2 体 荷的 算 名称有功功率 Pn无功功率 Qn 在功率 Sca 荷 流 In一 134.80875.227154.377222.831二 7477.216106.950154.374 造 180176.274251.938363.652铆焊车间92.7179.982202.452292.223 修 88.96570.065113.243163.457根据附表 2-2 得 的

13、同 系数Ksi=0.9， Pca=（Pn1+Pn4） *Ksi=570.473*0.9=513.426 KW Ica=741.088 A Qca=(Qn1+ +Qn4)*Ksi=578.764*0.9=520.888 KV ASca=731.389 KVar COS=Pca/Qca=0.702 tan =1.014 2.3 无功补偿的计算和变压器的选择PT0.02ScaQT0.08ScaPT0.015ScaQT0.06ScaQCPca (tan 1tan2 ) 器的 器低 ： Pca=513.426 KWQca=520.888 KVASca=731.389KVar相关参数全部列 如下： 定容量

14、：800KVA高 ：10KV高 分接范 （）： 4*2.5 低 ： 4KV 接 号： Yyn0 空 耗： 1.36KW 耗： 9.4KW空 流（）：1.2阻抗 （）：4.5重量：器身 2050Kg油重 -805Kg 重： 3245Kg外形尺寸（ mm） * 高* ： 2445*800*2420无功 算 Pt= P0+Pk（ Sca/Sn） 2=1.36+9.4*（）2=9.2KW731.389/800Qt= 0+2= （ I0 /100） *Sn+Uk% Qk （ Sca/Sn ）Sn100（ Sca 2 = 1. 2 *800+ 4. 5 *800* （ 731. 389 ） 2 =39.6

15、6 KWSn100100800高 ： P 高=Pca+ Pt=513.426+9.21=522.636 KW Q 高=Qca+Qt=520.888+39.66=560.548 KVA 需要 器容量： St= P 2Q2 = 522. 6362560. 5482 =766.4 KVA 此 功率因数： COS =P 高/St=522.636/766.4=0.682o=47.005取补偿后要求达到的功率因数为COS =0.92 =23.074O补偿无功： Qc=P 高（ tan47.005-tan23.074）=337.914KVar根 据以 上计 算选 择电力电容器：简明电工 手册 P579 页B

16、WM04-25-1*选 15 台，每三台一组，共分 5 组 Qc =25*15=375KVar考虑无功补偿后应选的变压器无功补偿后应选的变压器容量为：S=Pca2 ( Qca Qc) 2= 513. 4262 ( 520. 888375) 2=533.750考虑无功补偿后最终确定变压器：根据简明电工手册 应选 sz9 型， 额定容量为： 630kvA （具体参数见 P33 页）（ 4）变压器的校验： PT=P0+ Pk(Sca 2533. 7502)=1.12+7.7() =6.647kwSN630Ik %Uk% Sca2 QT=SN 100 + SN100( Sn )=630 1. 12+6

17、30 4. 5 ( 533. 750)2100100630=27.41kvar考虑损耗后实际需要变压器容量：S 实( 513. 4626. 647)2 ( 520. 88837527. 41)2548.186630kvAcos =PcaPT 513. 4266.647 0.9493.供电系统的选择S实548. 186从原始资料我们知道车间为三级负荷，供电的可靠性要求并不是很高，且通过负荷计算我们知道车间的总消耗功率并不是很高， 初步估计了后决定使用一台变压器来为车间供电， 同时为了节省变电所建造的成本和简化总体的布线，所以在设计中我们首先考虑了线路变压器组结线方式。线路变压器组结线方式的优点是

18、结线简单，使用设备少，基建投资省。缺点是供电可靠性低，当主结线中任一设备（包括供电线路）发生故障或检修时，全部负荷都将停电。 但对于本设计来说线路变压器组结线方式已经可以达到设计的要求。线路变压器组结线方式也按元件的不同组合分为：a 进线为隔离开关； b进线为跌落式保险； c 进线为断路器。因为设计为车间为变电所，所以采用c 方式。供电系统短路图（a）图 1.1（b）（c）线路变压器组结线a 进线为隔离开关； b 进线为跌落式保险； c进线为断路器4.短路电流电流计算4.1 各短路点的平均电压线路的平均电压 Uav1=10.5KvUav2=0.4Kv4.2 各元件电抗计算2200 =0.551

19、?电源的电抗： Xs=U av1 /Sk=( 10. 5)2线路 L 的电抗： Xl=0.2 0.4=0.08?变压器的电抗 ;Xt=Uk% Uav12( 10. 5) 210 3Sn=4.5%630=7.875 ?4.3 各短路点总阻抗K1 点短路：Xk1=Xs+XL=0.551+0.08=0.631 ?K2 点短路0. 42Xk2=(0.631+7.875)() =0.01234 ?10. 54.4 根据电抗值计算短路电流K1 点短路 k(3) Uav110. 59.613Xk13 * 0. 631(3)ish 2.55Ik1=2.55*9.61=24.51KA(3)Ish1=1.52IK

20、1=1.52*9.61=14.61KASca1548. 116Ica1=30.139A3 13* 10. 5UavK2 点短路时(3 )Uav20. 4Ik2 =3 *=18.715 KA3Xk20. 01234ish2=1.84Ik2(3)=1.84*18.715=34.43565 KA(3)Ish2=1.09Ik2=1.09*18.715=20.3994 KAIca2=Sca2533.75=3 *=770.42 A3Uav20. 45.高、低压一次设备选择5.1 选母线：导体尺寸： 638单条，平放： 995矩形铝导线长期允许载流量和肌肤效应系数导线单条双条尺寸平放竖放Kf平放638995

21、10821.031511Kf竖放1644Kf1.1三条平放1908竖放2075Kf1.25.2. 选低压侧 QF：选 Dk21000 型，见低压电器 P440 表 2.41.1 DK2 系列低压真空智能型断路器主要技术特征型号额定工作额 定 工额定极限分断额定短路运行1s 短时耐电压（ Kv ） 作能力（ VA ）分断能力（ KA ） 受点电流380V660V380V660V（ KA ）（A ）DK2-380、 6601000403040304010005.3 高压侧选 QF：选 SN1010I，见供电技术 P125型号额定电压额定电流kvA额定开 断电流 KA断流容量动稳定电流 KA热 稳

22、定电流MVA(4S)KASW2-3535150024.8150063.424.8SN10-101010002950074295.4 高压侧隔离开关：选 GN6 10/600 52，见发电厂电气部分 P346 附表 7隔离开关技术数据型号额定电压额定电流极限通过热稳定电流（ KA ）（KV ）（KA ）电 流 峰 值4s5s（ KA ）GN6-10/1000-521060052205.5 电流互感器：根据上述情况初步选用LFZJ1-3 型电流互感器 .具体参数如下 :型号额 定 电 流比级次组合准确级次二 次 负 荷 准(A)确 级 次 (0.5)?LFZJ1-320200/50.50.50.8

23、电压互感器选择 :型号 :JDJ-10 具体参数如下 :型号额定电压 (Kv)一次绕组 1额定 容量最 大一 次 绕二 次 绕(VA)容 量(VA)组组0.5JDJ-10100.1806406.高压侧继电保护选择及整定6.1 差动保护变压器差动保护动作电流应满足以下三个条件应躲过变压器差动保护区外出现的最大短路不平衡电流应躲过变压器的励磁涌流在电流互感器二次回路端线且变压器处于最大符合时，差动保护不应动作由于车间变电所是三级负荷，变压器容量为 500MVA 在选用保护时选电流限时电流速断保护，而不采用差动保护。1速断整定： Idz =Kk Imax=1.316.4844=21.4293Ks=

24、2 16.4844/21 .429= 0.67 1.5不能满足灵敏度要求，可使用低压闭锁保护。过电流保护的整定：1. 252Idz=741. 088 =2.18 KA0. 85316. 4844 / 2. 18 =6.548 2近后备保护的灵敏系数 Km =2动作时限： t=0.5s6.2 变压器的瓦斯保护瓦斯保护，又称气体继电保护，是保护油浸式电力变压器内部故障的一种基本的保护装置。按GB50062 92 规定， 800KV ?A 及以上的一般油浸式变压器和 400KV ?A 及以上的车间内油浸式变压器，均应装设瓦斯保护。瓦斯保护的主要元件是气体继电器。 它装设在变压器的油箱与油枕之间的联通管上。为了使油箱内产生的气体能够顺畅地通过气体继电器排往油枕， 变压器安装应取 1%1.5%的倾斜度；而变压器在制造时，联通管对油箱顶盖也有 2%4%的倾斜度。当变压器油箱内部发生轻微故障时， 由故障产生的少量气体慢慢升