某化纤厂10KV供配电设计

目录摘要IAbstractII第一章绪论1第二章负荷计算22.1动力支路负荷计算22.2各车间计算负荷和无功补偿2第三章变电所位置和型式的选择73.1车间变电所位置确实定73.2变电所型式7其中配电柜的作用及柜内主要元件7配电所高压开关柜的选择7第四章变电所主变压器台数和容量、类型的选择及无功补偿84.1变压器容量确实定8变压器容量选择时应遵循的原那么8各车间变压器台数及容量选择和无功补偿84.2工厂总降压变电所主变压器台数、容量选择及无功补偿11第五章主接线初步设计方案13第六章短路电流的计算146.1短路电流的计算14第七章变电所一次设备的选择与校验187.1高压35KV侧设备选择187.2中压10KV侧设备选择197.3低压0.4KV侧设备选择19第八章变电所进出线的选择与校验208.1供电线路截面选择208.210KV线路截面218.2.1供电给变电所Ⅰ的10KV线路218.2.2供电给变电所Ⅱ的10KV线路22供电给变电所Ⅲ的10KV线路238.2.410KV联络线〔与其相邻其他工厂〕的选择25第九章继电保护269.1继电保护的任务269.2主变压器保护269.335kV进线线路保护269.410kV线路保护26第十章防雷保护和接地装置的设计2710.1防雷保护2710.1.1架空线路的防雷措施2710.1.2变配电所的防雷措施27摘要当今社会电力行业的开展直接关系到国家经济建设的兴衰成败，它为现代工业、农业、科学技术和国防提供必不可少的动力。以发电厂电气局部、高电压技术、继电保护等专业知识为理论依据，主要对该厂变电站高压局部进行毕业设计训练。设计步骤主要包括：负荷统计、负荷计算、方案比拟、供电方式确定、短路电流计算、电气设备选择与继电保护整定以及防雷接地等内容。电能是现代工业生产的主要能源和动力.随着现代文明的开展与进步，社会生产和生活对电能供给的质量和管理提出了越来越高的要求。设计和建造一个平安、经济的变电所，是极为重要的。关键词:短路电流计算;继电保护整定;变电站设计;负荷计算ABSTRACTNowadayssocietythedevelopmentofelectricpowerindustryisdirectlyrelatedtotheriseandfallsuccessorfailureofthenationaleconomicconstruction,itisthemodernindustry,agriculture,scienceandtechnologyandnationaldefensetoprovideessentialpower.Inpowerplantelectricalpart,highvoltagetechnology,relayprotectionandotherprofessionalknowledgeasthetheoreticalbasis,themainpartoftheplantsubstationhigh-voltageforgraduationdesigntraining.Statisticaldesignstepsinclude:load,loadcalculation,schemecomparison,powersupply,short-circuitcurrentcalculation,electricalequipmentselectionandrelayprotectionsettingandgrounding,etc.Electricityisthemainenergyandpowerformodernmanufacturingindustry.Withthedevelopmentofmoderncivilizationandprogress,socialproductionandlifeforthepowersupplyqualityandmanagementputforwardhigherrequirements.Designandbuildasafeandeconomicalsubstation,isextremelyimportant.Keywords:shortcircuitcurrentcalculation;Relayprotectionsetting;Substationdesign;Loadstatistics;第一章绪论经济开展每时每刻都离不开统计信息，电力行业作为根底产业，国家经济建设电力能源供给的保障，面对电力可以适度超前开展的机遇和国家大力倡导节能减排的局面，政府相关部门及电力行业相关领导随时掌握电力行业统计信息，依据数字分析和判断，制定行业战略规划、开展方案，对于行业更好更快的开展起着至关重要的作用。新时期下，电力行业统计工作的重要性也逐渐从幕后走到了台前。电能是现代工业生产的主要能源和动力，做好工厂供电设计对于开展工业生产、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要，其次要确保平安，供电可靠，技术先进和经济合理，并做好节能。本设计根据化纤厂所能取得的供电电源和该厂用电负荷的实际情况，并适当考虑生产的开展，按工厂供电的根本要求，对各车间进行负荷计算和无功补偿；确定出了各变电所的位置及各变电所变压器台数、数量和型式；计算了短路电流；选择了各线路导线截面和变电所上下压设备；配置了继电保护装置、防雷和接地装置；绘出设计图样，完成了化纤厂的供配电系统设计。第二章负荷计算2.1动力支路负荷计算每个组内的负荷计算可以采用通用计算公式进行，动力支路的负荷计算采用下式进行：式中——支路上有功计算负荷，；——支路上无功计算负荷，；——支路上视在计算负荷，；、——分别为支路上有功同时系数，无功同时系数；——支路上计算电流；——支路的额定电压。2.2各车间计算负荷和无功补偿1.纺练车间单台机械负荷计算a.纺丝机：，，。故：b.筒丝机：，，。故：c.烘干机：，，。故：d.脱水机：，，。故：e.通风机：，，。故：f.淋洗机：，，。故：g.变频机：，，。故：h.传送机：，，。故：纺练车间单台机械负荷统计见表2.1表2-1纺练车间单台机械负荷统计序号车间设备名称安装容量/kWKdtanφ计算负荷P/kWQ/kvarS/kVA1纺炼车间纺丝机1500.80.7812093.6152.2筒绞机400.750.753022.537.5烘干机800.751.026061.285.7脱水机150.60.897.211.5通风机2200.70.75154115.5192.5淋洗机50.750.783.752.934.8变频机8000.80.7640448781.2传送机380.80.730.421.337.1小计13485.956.281047.2772.21302.52.车间计算负荷统计(计及同时系数〕取同时系数：，3.其余各车间负荷计算a.原液车间：，，。故：b.酸站照明：，，。故：c.锅炉房照明：，，。故：d.排毒车间：，，。故：e.其他车间：，，。故：全厂计算负荷=(纺练车间计算负荷+原液车间计算负荷+酸站照明计算负荷+锅炉房照明计算负荷+排度车间计算负荷+其他车间计算负荷)各车间计算负荷统计见表2.2表2-2各车间计算负荷统计序号车间设备名称安装容量/kWKdtanφ计算负荷P/kWQ/kvarS/kVA2原液车间照明10400.750.65780507930.33酸站照明2600.650.65169109.9201.64锅炉房照明3200.750.752401803005排毒车间照明1600.70.711278.4136.76其他车间照明2400.70.7168117.6205全厂计算负荷总计20201322.1893.61773.6因为在一定的情况下是不可能发生所有的用电设备同时工作的情况,，如果按照全部用电设备的用电负荷之和来计算全厂计算负荷的话，势必会造成,经济不运行和浪费等,情况,也就是我们常说的大马拉小车。第三章变电所位置和型式的选择3.1车间变电所位置确实定根据地理位置及各车间计算负荷大小，决定设立3个车间变电所，各自供电范围如下：变电所Ⅰ：纺炼车间、锅炉房。变电所Ⅱ：原液车间。变电所Ⅲ：排毒车间、其他车间、酸站。3.2变电所型式总降压变电所变，配电装置总体布置设计综合前述设计计算结果，参照国家有关规程规定，进行内外的变3.2.1其中配电柜的作用及柜内主要元件1.便于分片〔或分类〕配置电源；2.当线路出现故障时，有利于控制故障范围也方便快速找出故障点及时加以排除；3.配电柜内主要有接线端子、各种刀闸、保护设备〔空气开关、熔断器之类〕、测量设备〔电压表、电流表、周波表等〕、计量设备〔有功、无功功率表〕。3.2.2配电所高压开关柜的选择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两大类型。第四章变电所主变压器台数和容量、类型的选择及无功补偿4.1变压器容量确实定4.1.1变压器容量选择时应遵循的原那么1.只装有一台变压器的变电所，变压器的额定容量应满足全部用电设备计算负荷的需要。2.装有两台变压器的变电所，每台变压器的额定容量应同时满足以下两个条件：a.任一台变压器单独运行时，应满足全部一、二级负荷的需要；b.任一台变压器单独运行时，宜满足全部用电容量设备的需要。3.变压器正常运行时的负荷率应控制在额定容量的为宜，以提高运行率。4.1.2各车间变压器台数及容量选择和无功补偿1.变压所I变压器及容量选择a.变压所I的供电负荷统计。取同时系数：，b.变压所I得的无功补偿〔提高功率因数到0.9以上〕。无功补偿试取：补偿以后：QUOTEc.变电所I的变压器选择。为保证供电的可靠性，选用两台变压器〔每台可供电车间总负荷的70%〕：查《课程设计一毕业设计指导教程》附表3-2：选择变压器型号SL7系列，额定容量为1000KVA，两台。查表得出变压器的各项参数：空载损耗；负载损耗；阻抗电压；空载电流。d.计算每台变压器的功率损耗。2.变压所Ⅱ变压器台数及容量选择a.变压所Ⅱ的供电负荷统计。b.变压所Ⅱ的无功补偿〔提高功率因数到0.9以上〕。无功补偿试取：补偿以后：c.变电所Ⅱ的变压器选择。为保证供电的可靠性，选用两台变压器〔每台可供电车间总负荷的〕：查《课程设计一毕业设计指导教程》附表3-2：选择变压器型号SL7系列，额定容量为630KVA，两台。查表得出变压器的各项参数：空载损耗；负载损耗；阻抗电压；空载电流。d.计算每台变压器的功率损耗。3.变压所Ⅲ变压器台数及容量选择a.变压所Ⅲ的供电负荷统计。b.变压所I的供电负荷统计。取同时系数：，c.变压所Ⅲ的无功补偿〔提高功率因数到0.9以上〕。无功补偿试取：补偿以后：变电所Ⅱ的变压器选择。为保证供电的可靠性，选用两台变压器〔每台可供电车间总负荷的〕：查《课程设计一毕业设计指导教程》附表3-2：选择变压器型号SL7系列，额定容量为315KVA，两台。查表得出变压器的各项参数：空载损耗；负载损耗；阻抗电压；空载电流。d.计算每台变压器的功率损耗。4.2工厂总降压变电所主变压器台数、容量选择及无功补偿总降压变侧无功补偿试取：合格选择变压器型号，两台。查表得出变压器的各项参数：空载损耗；负载损耗；阻抗电压；空载电流。第五章主接线初步设计方案第六章短路电流的计算6.1短路电流的计算按无穷大系统供电计算短路电流。短路计算电路图见图5.2。图6.11.工厂总降压变35KV母线短路电流〔短路点①)a.确定标幺值基准：，b.计算各主要元件的电抗标幺值：系统电抗〔取短路器〕线路电抗c.求三相短路电流和短路容量：①总电抗标幺值：②三相短路电流周期分量有效值：③其他三相短路电流电流值：④三相短路容量：2.10KV母线短路电流〔短路点②)a.确定标幺值基准：，b.计算各主要元件的电抗标幺值：①系统电抗②线路电抗③电力变压器电抗c.求三相短路电流和短路容量：①总电抗标幺值：②求三相短路电流周期分量有效值：③其他三相短路电流电流值：④三相短路容量：3.母线短路电流〔短路点③)a.确定标幺值基准：，b.计算各主要元件的电抗标幺值：①系统电抗②线路电抗③电力变压器电抗④厂内架空线路电抗〔给变电所Ⅰ供电〕：因这段架空线路很短，，电抗可不计。⑤电力变压器〔变压器〕：c.求三相短路电流和短路容量：①总电抗标幺值：②求三相短路电流周期分量有效值：③其他三相短路电流电流值：④三相短路容量：三相短路电流和短路容量计算结果列表汇总如表6-1所示。表6-1三相短路电流和短路容量计算结果列表汇总短路点计算三相短路电流三相短路容量①点2.842.842.847.424.32181.82②点0.630.630.631.610.96158.7③点13.2113.2113.2133.6920.087.57第七章变电所一次设备的选择与校验7.1高压35KV侧设备选择表7-1高压35KV侧设备选择计算数据高压断路器隔离开关电压互感器电流互感器避雷器备注6.2中压10KV侧设备选择表7-2中压10KV侧设备选择计算数据高压断路器隔离开关电流互感器备注采用高压开关柜7.3低压0.4KV侧设备选择表7-3低压0.4KV侧设备选择计算数据高压断路器隔离开关电流互感器备注采用抵押开关柜 变电所进出线的选择与校验8.1供电线路截面选择为保证供电的可靠性，选用两回35KV供电线路。用简化公式求变压器损耗：每回35KV供电线路的计算负荷：线路的功率损耗：线路首端功率：35KV线路电压降计算：合格8.210KV线路截面选择8.2.1供电给变电所Ⅰ的10KV线路为保证供电的可靠性选用双回供电线路，每回供电线路计算负荷：计及变压器的损耗：由于任务书中给出的最大负荷利用小时数为小时，查表可得：架空线的经济电流密度。所以可得经济截面：可选用导线型号，其允许载流量为。相应参数为，。在按发热条件检验：，温度修正系数为：由上式可知，所选导线符合长期发热条件。由于变电所Ⅰ紧邻主变压器，线路很短，其功率损耗可忽略不计。线路首端功率：8.2.2供电给变电所Ⅱ的10KV线路为保证供电的可靠性选用双回供电线路，每回供电线路计算负荷：计及变压器的损耗：根据地理位置图及比例尺，得到此线路长度为。线路很短功率损耗线路首端功率：1．先按经济电流密度选择导线经济截面：由于任务书中给出的最大负荷利用小时数为小时，查表可得：架空线的经济电流密度。所以可得经济截面：选择标准截面，即选导线型号为。2．复核电压降正常运行时：N=2查《电力工程类专题课程设计与毕业设计指导教程》附表6-1，导线的电阻；线路电抗取，根据负荷另供电距离为0.32公里，那么符合要求故障情况运行时：考虑到一条回路故障切除，另一条回路能保证全部负荷供电符合要求3.复核发热条件查《电力工程类专题课程设计与设计指导教程》附表6-5得允许载流量，按环境温度30度，查《送电线路》P233表6-5得环境温度30度时的温度校正系数因此满足发热条件。结论：经上述计算复核变电所II决定采用电压等级二回路导线接入。8.2.3供电给变电所Ⅲ的10KV线路为保证供电的可靠性选用双回供电线路，每回供电线路计算负荷：计及变压器的功率损耗：线路很短功率损耗线路首端功率：线路电压降计算〔仅计算最长厂内线路电压降〕：合格〔其余线路更合格了〕1.按经济电流密度选择导线经济截面：由于任务书中给出的最大负荷利用小时数为4600小时，查表可得：架空线的经济电流密度。所以可得经济截面：选择标准截面符合条件，但根据最小导线截面积的规定，应选导线型号为。2.复核电压降正常运行时：N=2查《电力工程类专题课程设计与毕业设计指导教程》附表6-1，导线的电阻；线路电抗取，根据负荷另供电距离为0.64公里，那么符合要求故障情况运行时：考虑到一条回路故障切除，另一条回路能保证全部负荷供电符合要求3.复核发热条件查《电力工程类专题课程设计与毕业设计指导教程》附表6-5得允许载流量，按环境温度30度，查《送电线路》P233表6-5得环境温度30度时的温度校正系数因此满足发热条件。8.2.410KV联络线〔与其相邻其他工厂〕的选择全厂总负荷：，。联络线容量满足全厂总负荷：用时间很少，可按长期发热条件选择和校验。选导线，其允许载流量为：。相应参数为，。线路长度：。线路电压降计算：合格。第九章继电保护9.1继电保护的任务1.供电系统需迅速地切断故障，并保护系统无故障局部继续运行。2.当系统出现非正常工作状态时，要给值班人员发出信号，使值班人员及时进行处理，以免引起设备故障。9.2主变压器保护1.瓦斯保护防御变压器内部短路和油面降低，轻瓦斯动作于信号，重瓦斯动作于跳闸。2.电流速断保护防御变压器线圈和引出线的多相短路，动作于跳闸。3.过电流保护防御外部相同短路并作为瓦斯保护及电流速断保护的后备保护，动作于跳闸。4.过负荷保护防御变压器本身的对称过负荷及外部短路引起的过载。9.335kV进线线路保护1.电流速断保护2.过电流保护3.过负载保护9.410kV线路保护1.过电流保护防止电路中短路电流过大，保护动作于跳闸。2.过负载保护防止配电变压器的对称过载及各用电设备的超负荷运行。第十章防雷保护和接地装置的设计10.1防雷保护10.1.1架空线路的防雷措施1.架设避雷线2.提高线路本身的绝缘水平3.利用三角形排列的顶线兼作防雷保护线4.装设自动重合闸装置5.个别绝缘薄弱地点加装避雷器10.1.2变配电所的防雷措施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。2.低压侧装设避雷器这主要用在多雷区用来防止雷电波沿低压线路侵入而击穿电力变压器的绝缘。10.2接地装置1.确定接地电阻按相关资料可确定此配电所公共接地装置的接地电阻应满足以下两个条件：RE≤250V/IERE≤10Ω式中IE的计算为IE=IC=60×(60＋35×4)A/350=34.3A故RE≤350V/34.3A=10.2Ω综上可知，此配电所总的接地电阻应为RE≤10Ω3.计算单根钢管接地电阻查相关资料得土质的ρ=100Ω·m那么单根钢管接地电阻RE(1