危险废弃物处理中心供电系统设计1(一)

1、35kv塑胶喷漆厂全厂总降压变电所及配电系统的设计第一章、前言和目录1 .前言 众所周知，电能是现代工业生产的主要能源和动力。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使用；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。因此，电能在现代工业生产 及整个国民经济生活中使用极为广泛。在工厂里，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）。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

2、，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。因此，做好 工厂供电工作对于发展工 业生产，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务，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并做 好节能工作，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。（

3、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，适应发展。2、目录1、负荷计算和无功功率2、变电所的位置和型式的选择3、变电所主变压器台数和容量及主接线方案的选择4、短路电流计算5、变电所一次设备的选择和校验6、变电所高低压线路的选择7、变电所二次回路方案选择8、防雷和接地装置的确定9、附录参考文献3、设计依据1）、设计总平面布置图（略）2

4、）、全厂各车间负荷计算表（略）3）、工厂负荷情况：该处置中心为三班工作制，全年工作小时数为8760小时， 最大负荷利用小时为6000小时。该处置中心绝大部分用电设备都属二级负荷。4 ）、供电电源情况：该处置中心西北方向10km处有一条10kv电压等级双回路 线路提供电源，其出口短路容量为180mva5 ）、气象资料：该处置中心所在地区的年最热月份平均气温为322 c,年最热月平均地温为27.3c,冻土层厚度为0.7m。年主导风向为西北（冬），东南（夏），年雷暴日数为27.3。6 ）、地质水文资料：该处置中心所在地区平均海拔1021.3m,地层以粘土为主，地下水位为1.5m。7）、电费制度：该处

5、置中心在工厂变电所高压侧计量电能，设专用计量柜，按两部 电费制父纳电费。一部分为基本电费，按所装用的主变压器容量来计费，4元/kva。另 一部分为电度电费，按每月时机耗用的电能计费，10kv供电时电价 为0.80元/kwh。处 置中心供电电源要求功率因数不低于0.90。第二章.负荷计算和无功功率计算及补偿一 负荷计算： 负荷计算的方法有需要系数法、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：有功功率：p30=kd-pe无功功率：q3o=p3o- tan视在功率:“ p3。rs：计算电流，巴弘注油车间干线计算负荷直接相加来计算时，取op =0.90 0.95, kq = 0.93 0

6、.97总的有功计算负荷为：p30 = k区pl： p30j总的无功计算负荷为:总的视在计算负荷为:总的计算电流为qao= k 近 qe q30.1s30 = jf30 +q :s30303utan 二 tan arccos根据要求及负荷计算公式，分别计算各车间的p30, q30, s3o,13o,然后列出表格1、隧道炉车间a.动力： 查表 1 得，pe = 970kw, kd =0.5,cos : = 0.80, tan 0.75p30 = 0.5*970kw =485kwq3o=485kw 0.75 二 363.75k var b.照明： 查表 1 得，pe =80kw,kd =0.8,co

7、s1.0, tanjop3o =0.8*80kw =40kwq30 = 40kw 0 = 0k varc.总计： pe =80kw 970kw =1050kwp30 = 40kw 485kw = 525kwq30 = ok var 363.75k var 二 363.75k var=j +q=1151.6kva130 =1.75ka/ 3u n2、五金喷漆车间a.动力：查表 1 得，pe =1220kw,kd =0.5,cos r= 0.8, ta= 0.75p30 =0.5 1220kw =610kwq30 = 61okw 0.75 二 457.5k varb.照明：s3。=p%0stp =

8、282.35 kva %ur-43ka 3、固化车间查表 1 得，pe =300kw, kd =0.8,cos j0.83,tan 即=0.67p3o =0.8 300kw240kwq3o = 240kw0.67 = 160.8k var4、物化车间查表 1 得，pe=200kw, kd = .8,cosy0.8,tana=0.75p30 =0.8 200kw=160kwq30 = 160kw 0.75 = 120k var-200kva=0.3ka5、暂存车间查表 1 得， pe=250kw, kd=0.8, cos 即=0.8,tan 即=0.75p3o =0.8 250kw =200kw

9、q30 =200kw 0.75 =150k vars3o= p3。/ 1 皆-250kva&水处理站查表 1 得， pe = 200kw, kd =0.75,cos=0.85,tan =0.62p30 =0.75 200kw=150kwq3o=15okwo.62 = 93k var7、清洗消毒车间查表 1 得，pe =200kw,kd =0.8,cos =0.8,tan =0.75p30 =0.8 200kw=160kwq30=160kw 0.75 =120k var-200kvapso查表 1 得,pe =120kw,kd= 0.8,cos =0.8, ta n : 0.75p30 = 0.

10、8 120kw =96kwq30 = 96 kw 0.75 = 72k var查表 1 得，pe =100kw,ka 0.6, cos = 0.8, ta n:0.75p30 = 0.6 100kw =60kwq30 = 60 kw 0.75 = 45k var鼠= 75kval30=sxun=0-11ka10、 宿舍楼查表 1 得，pe=100kw,kd=0.5,cos r=0.8, ta0.75p30 = 0.5 100kw =50kwq30 = 50kw 0.75 = 37.5k vars30 = yc0scp = 120kva11 锅炉房查表 1 得，pe =75kw,kd= 0.85

11、,cos f = 0.8, tan f=0.75pao =0.85 75 kw =63.75kwcho-79.69kva-0.12ka=63.75kw 0.75 二 47.8k var12地下水泵房查表 1 得,pe =65kav , k d =0.8, cos = 0.75, tan = 0.88p3o =0.8 65kw =52kwq30 = 52kw 0.88 = 45.76k vari 30n所有厂房总的计算负荷:取 k、 |j=0.95,k、q=0.97ro =0.95 (297.5cho =0.97(223.152)kw=1680.79kw45,76)kvar=1225.89kva

12、r绻-1680.792 1 225.892kv - a =2080.35kv x302080.35kv *a3380kv= 3.16a通过以上计算得到以下得负荷汇总表2序号车间名称容量kw计算负荷p30 kwq30 kvars30 kvai30 ka1贮运接收系统350.00297.50223.10371.880.562焚烧车间300.00240.00148.80282.350.433固化车间300.00240.00160.80289.160.444物化车间200.00160.00120.00200.000.305暂存车间250.00200.00150.00250.000.386水处理站200

13、.00150.0093.00176.470.277清洗消毒车问200.00160.00120.00200.000.308检测化验中心120.0096.0072.00120.000.189综合楼100.0060.0045.0075.000.1110宿舍楼100.00 |50.0037.5062.500.0911锅炉房75.0063.7547.8079.690.1212地下水泵房65.0052.0045.7669.330.1113总结心=0.95, zp5 =0.971680.791225.892080.353.16表3:车间总体负荷的计算车间名称p30kwq30kvars30kvai30 ka贮

14、运接收系统297.50223.10371.880.561焚烧车间240.00148.80282.350.43 |固化车间240.00160.80289.16p 0.44 :物化车间160.00120.00200.000.30暂存车间200.00150.00250.00:0.38 ;水处理站150.0093.00 :176.470.27清洗消毒车问160.00120.00200.000.30检测化验中心96.0072.00120.00r 0.18 :综合楼60.0045.0075.000.11宿舍楼50.0037.5062.500.09锅炉房63.7547.8079.690.12地下水泵房52.

15、0045.76 |69.330.11 |二,无功功率的补偿及变压器得选择电力变压器得功率损耗：有功损耗：=pt:o.o15s3o无功损耗：=qt o.o6s3o注意：以上二式中s30为变压器二次侧的视在计算负荷。并联电容器得容量：qc=p3o* (tan f-tan)并联电容器的个数：n二玉qc1 .变压器的选择因 工厂得总计算视在功率s3。=2080.35 kva查工厂供电附录表5,选用 型号为 s9-2500/10得变压器，其参数为：额定容量为2500kva高压10kv空载 损耗为 3.5kw,负载损耗为25kvy阻抗电压(为6,空载电流(为0.8.2 .无功补偿计算按规定，变压器高压侧的

16、coso.9,考虑到变压器本身得无功功率损耗远大于 其有功功率损耗，因此在变压器低压侧进行无功功率补偿时，低压侧补偿后的功率因数应略高于0.90,取cos二0.92。又 cos r(2) p3068。.79 0 672500要使低压侧功率因数由0.67到0.92 ,需装设的并联电容器得容量qc=1680.79 （tan arccos0.67 - tan arccos0.92）var =1146.3kvar查工厂供电附录表4,选用bkmjo.4-30-3的电容器，其参数为额定容量为30kvar,额定电容为600uf.电容个数门3g146,3 030故取 qc = 30k var 39 = 117

17、0 k var3 .补偿后的变压器容量及功率因数补偿后的低压侧的视在计算负荷为险(2)= .j680.792 (1225.89-1170) 2k v1681.72k v5,选用型号为考虑无功补偿后最终确定变压器：查工厂供电附录表s9-2000/10的变压器,其额定容量为2000kva4. 变压器的校验变压器的功率损耗为:pt 0.015 1681.72kva =25.23kwqt 0.06 1681.72kva = 100.9k var变压器高压侧得计算负荷为：ro(d=1680.79kw 25.23kw =1706.02kwq3o(1)=(1 225.89 -1170)k var 100.9

18、k var = 156.79k vars3。=、1706.022 156.792kva =1713.21 kva1731.21 kvaho(i)99.95aj3h0kv补偿后的功率因数为：fso（ 1）1680.79cos _l0.98s3。 1713.21这一功率因数满足要求。第三章.变电所位置和型式的选择（一）,根据变配电所位置选择一般原则:1 .尽量靠近负荷中心；2 .进出线方便；3 .靠近电源侧；4 .设备运输方便；5 .不应设在有剧烈震动或高温的场所;6 .不宜设在多尘或有腐蚀性气体的场所;7 .不宜设在厕所、浴室或其他经常积水场所的正下方，且不宜和上述场所相贴邻；8 .不应设在有爆

19、炸危险环境的正上方或正下方，且不宜设在有 火灾危险环境的正上 方或正下方；9 .不应设在地势较洼和可能积水的场所。(二)变电所的型式为：采用独立变电所。(三)负荷中心的确定(rxj送p力学中计算重心的力矩方程，可得符合中心的坐标：rxi f2x2 p3x3x =r +p2+p3 + .y_ryi 十 i2 丫 2+f3y3 十 瓦(ryjy-p1+r2+p3 +.(四)有原始材料知，该处理中心大部分属二级负荷，综合考虑变配电所 位置的选择原则，该厂采用一个高压配电所，变电所方案如下方案一：全处理中心只用一个变电所，”、,r (6.5,5.1) p2(6.5,6.7) p (6.5,8.64 (

20、3.358.6)p (3.3,6.7) p (3.3,5.1)又因为 . (3.3,3.4) p (13,2.3) p9 (10.3,4) po (12.8,4) pn (10,2.3) p2 (9.4,8.6)xi =5.1x 2=11.7所以：x=6.3变电所编号车间号一号变电所1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 12二号变电所8, 9, 10, 11y =5.93.1yi =6.4y 2二第四章.变电所主变压器台数和容量及主接线方案的选择.变电所主变压器台数和容量的选择(一)变压器的选择1.变压器台数应根据负荷特点和经济运行进行选择。当符合下列条件之一时，宜装设两 台及以上变压器：

21、(1)、有大量一级或二级负荷；(2)、季节性负荷变化较大；(3)、集中负荷较大。2,装有两台及以上变压器的变电所，当其中任一台变压器断开时，其余变压器的容量应满足一级负荷及二级负荷的用电。3 .变电所中单台变压器(低压为0.4kv)的容量不宜大于1250kva。当用电设 备容量较 大、负荷集中且运行合理时，可选用较大容量的变压器。4 .在一般情况下，动力和照明宜共用变压器。当属下列情况之一时，可设专用变压器： (1)、当照明负荷较大或动力和照明采用共用变压器严重影响照明质量及 灯泡寿 命时，可设照明专用变压器；(2)、单台单相负荷较大时，宜设单相变压器；(3)、冲击性负荷较大，严重影响电能质量

22、时，可设冲击负荷专用变压器。(40、在电源系统不接地或经阻抗接地，电气装置外露导电体就地接地系 统(it 系统)的低压电网中，照明负荷应设专用变压器。5 .多层或高层主体建筑内变电所，宜选用不燃或难燃型变压器。6 .在多尘或有腐蚀性气体严重影响变压器安全运行的场所，应选用防尘型或防腐型变压 器。.变电所的容量方案一：因变电所中绝大部分设备属二级负荷，所以变电所中选用2台变压器，未补偿前每台变压 器的容量为：sn.t =(o.6-o.7)s3o = (0.6 0.7) 2080.35kva = (1248.21 1456.25)kva并且 snt s30 |故初步确定每台变压器的容量为1600k

23、va补偿后每台变压器的容量为：snt =(0.6 o.7)s3o =(0.6 0.7) 1713.21 kva (1027.93 1199.25)kva并且 snt - s30 | 故确定每台变压器的容量为1250kva,查查工厂供电附录表5,选用型号 为s9- 1250/10的变压器，具体参数见表4.万案二：一号车间变电所1.变压器的选择p3o =0.95 (297.5 2* 240 2*160 150 52 200)kw =1424.5kwq3o = o.97 (223.1 2* 120 148.8 160.8 150 93 45.76)k var =1029.6k var-22s3o=

24、.1424.51029.6 kva =1757.6kvai _ 1757.6 kva1 303 汽 380v1757.6阿 kv=2.6ka=101.48a2.进行功率补偿：按规定，变压器高压侧的cos0.9,考虑到变压器本身得无功功率损耗远大于其有功功率损耗，因此在变压器低压侧进行无功功率补偿时、低压侧补偿后的功率又cos】2）也二i，竺二0.81s3o 1757.6要使低压侧功率因数又0.81提高到0.92,需装设的并联电容器得容量qc =1424.5 (tan arccos0.81 - tan arccos0.92)kvar = 424.49k var查工厂供电附录表4,选用bkmj0.

25、4253的电容器，其参数为额定容量为424 4925kvar,额定电容为500uf.电容个数n= 424竺 什25故取 qc =25kvar 17 = 425 k var3 .补偿后的变压器容量及功率因数补偿后的低压侧的视在计算负荷为s3。452 2（1405组）2k 5v1 a55k4v7 a4 .变压器的校验变压器的功率损耗为:pt 0.015 1547.5kva = 23.21 kwqt 0.06 1547.5kva 二 92.85k var变压器高压侧得计算负荷为:0(i)=1424.5kw +23.21 kw =1447.71 kwq3o(i)=(1 029.6 -425)k var

26、 92.85k var = 697.45k var 空 o(l)二、1447.712 697.452 kva=1606.95kva补偿后的功率因数为:cos =巳1447.71o(i)0.9011606.95这一功率最满足要求功率因数应略高和0.90,取cos r=0.92因为都未补偿前每台变压器的容量为：sn.t =(0.6- 0.7)s3o =(0.6 0.7) x1757.6kva =(1054.56 1230.32)kvasnt - s30n故初步确定每台变压器的容量为1250kva.功率补偿后，每台变压器的容量为:snt =(0.6 o.7)s3o =(0.6- 0.7) 1547.

27、5k v (928.5 1083.25)k v并且snt mil因此最终确定每台主变压器的容量为1000kva查查工厂供电附录表5,选用型 号为s9-1000/10的变压器，具体参数见表4.二号车间变电所1 .变压器的选择p3o =0.95 (96q3o =0.97 (72 4560 50 63.75)kw = 269.75kw37.5 47.8)k var = 202.3k var&o = 269.752202.32 kva =337.18kva1 30(2)337.18kva、3 380v-0.51 ka130(1)337.18kva=19.47a3 10kv2 .进行功率补偿:按规定，变

28、压器高压侧的coso.9,考虑到变压器本身得无功功率损耗远大于 其有功功率损耗，因此在变压器低压侧进行无功功率补偿时,低压侧补偿后的功率又cos二电二侬二二0.8s3o 337.18要使低压侧功率因数又0.8提高到0.92,需装设的并联电容器得容量qc= 269.75 (tan arccos0.8-tan arccos0.92)kvar = 87.4k var查工厂供电附录表4,选用bkmjo.4-10-3的电容器，其参数为额定容量为87 425kvar,额定电容为500uf.电容个数n910故取 qc =1 okvar 9 = 90k var3 .补偿后的变压器容量及功率因数补偿后的低压侧的

29、视在计算负荷为ss(2)= .269.752(202.3 -90)2k v2 a2k 2v a4 . 变压器的校验变压器的功率损耗为:pt 0.015 292.2kva = 4.38kwqt : 0.06 292.2kva = 17.53k var变压器高压侧得计算负荷为:p30(i)=269.75kw 4.38kw =274.13kwq3o(i)= (202.3 -90)k var 17.53k var 二 129.83k varqo(i)=-274.132 129.832 kva =303.32kva补偿后的功率因数为：.p3o(1)274.13cos:10.904s30 303.32这一

30、功率因数满足要求。因数应略高和0.90,取cos二0.92因该厂房存在二级负荷，故该变电所应装2台变压器，为补偿前每台变压器的容量为：sn.t sso =337.18kva故初步确定变压器的容量为400kva.功率补偿后，每台变压器的容量为： sn.t s3o =303.32kva因此最终确定每台主变压器的容量为315kva查查工厂供电附录表5,选用型号 为s9-315/10的变压器，具体参数见表4.表4：变压器型号额定容量/kva联结组标号空载电流 (%阻抗电压 (%s9-315/10315dyn113.04s9-1000/101000dyn111.75s9-1250/101250dyn11

31、2.55主接线方案如图第五章.短路电流的计算由原始材料知大部分设备均属二级负荷，故选用2台变压器，其型号为s9-1250.导线型 号为lgj-185,取线距为1.5km,每相阻抗为0.33欧/千米。1.因断路器的断流容量为180mva查工厂供电附录表8,选用型号为sn10-10ls9-1000/10架空线路l=6kms9-1000/10380v1okv2.确定基准值：sd= 100 mva, udi = il= 10.5 kvsdud2 = uc2 二 0.4 kv ,而 i di 二 77；5.5 kad2 d= 144 ka- 3 0.43.短路电路中各主要元件的电抗标幺值1)电力系统电抗

32、标么值：因断路器得断流容量sc=180mva,故7 * sd 100 mva -xl = slc-180mva。562)架空线路电抗的标幺值：查表得x。=0.33/ km ,则小100mvax2*= 0.337 km 10km2=3.0 门(10.5kv)3)电力变压器的电抗标要幺值，有工厂供电附表5查得uk%=55 100mvax * x * =34 1001250kva4.求k-1点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量1)总 电路标幺值：x ( (k书二x; x2 =0.56 3.0 =3.56 2)三相短路电 流周期分量有效值：1(3)1di入 v(k j)5.50ka.1.55ka3.563）其他三相短路电流：i =l 3 = i r).55kaish =2.55 1.55ka =3.95ka1 m=1.51 1.55ka =2.34ka4)三相短路容量：汩100mva = 28 q9mva入3.565.求k-2点的短路电