某机械厂降压变电所的电气设计05383

1、某机械厂降压变电站电气设计目录第1章设计任务11.1设计要求11.2设计基础11.2.1工厂总体规划11.2.2工厂负荷情况21.2.3供电情况21.2.4气象数据21.2.5地质和水文数据21.2.6电费系统3第二章负荷计算和无功补偿42.1负荷计算42.1.1计算单组电气设备负荷的公式42.1.2多组电气设备负荷计算公式42.2无功功率补偿7第3章变电站位置和类型的选择10第四章11号变电站主变压器和主接线方案的选择4.1 11变电站主变压器的选择4.2 11变电站主接线方案的选择4.2.1安装主变压器的主接线方案124.2.2安装两台主变压器的主接线方案124.3主接线方案的技术经济比较

2、14第5章短路电流计算165.1计算电路165.2确定短路计算的参考值165.3元件电抗标准值的计算165.4 k-1短路计算175.5 k-2短路计算17第六章19号变电站一次设备的选择和验证6.1 10kV 19侧一次设备的选择和验证6.1.1根据工作电压，196.1.2根据工作电流选择196.1.3根据截止容量，选择196.1.4检查隔离开关、负荷开关和断路器19的短路稳定性6.2 380伏20侧主要设备的选择和验证6.3高低压母线的选择21第七章变电站进、出线与相邻机组间连接线的选择227.1 10kv高压进线和进线电缆的选择227 . 1 . 1 10kv高压进线22的选择和验证7.

3、1.2高压电缆的选择和验证227.2 380伏低压出口23的选择7.2.1铸造车间237.2.2锻造车间247.2.3热处理车间247.2.4电镀车间247 . 2 . 5 24号仓库7.2.6工具车间257.2.7金属加工车间257 . 2 . 8 25号锅炉房7.2.9装配车间257.2.10机器维修车间257.2.11生活区267.3高压联络线的选择和验证277.3.1根据加热条件选择277.3.2检查电压损失277.3.3短路热稳定性的验证27第八章变电站二次回路方案的选择和继电保护的设置298.1 29号变电站二次回路方案的选择8.2 29号变电站继电保护装置8.2.1主变压器继电保

4、护装置298.2.2保护动作电流设置308.2.3过流保护动作时间30的设定8.2.4过流保护灵敏度系数检查308.3安装电流速断保护308.3.1速断电流31的设置8.3.2电流速断保护灵敏度系数检查318.4作为备用电源的高压联络线继电保护装置318.4.1安装反时限过流保护。318.4.2安装电流速断保护328 . 4 . 3 32变电站低压侧保护装置第九章33号变电站防雷接地装置设计9.1变电站的防雷保护339.1.1直接防雷339.1.2雷电侵入波的防护339.2 34变电站公共接地装置的设计9.2.1接地电阻的要求349.2.2接地装置的设计34第十章结论36参考文献3737第1章

5、设计任务1.1设计要求根据安全、可靠、技术先进、经济的要求，确定变电站的位置和类型、变电站内主变压器的数量、容量和类型、变电站的主接线方案、高低压设备和进、出线、二次回路方案、继电保护和防雷接地装置的设置。最后，按照要求编写设计规范并绘制设计图纸。1.2设计基础1.2.1工厂总平面图图1.1工厂计划1.2.2工厂负荷情况我厂大部分车间实行两班制，年最大负荷利用小时数为4600小时，日最大负荷持续时间为6小时。除铸造车间、电镀车间和锅炉房外，均属于三级负荷。我厂负荷统计见表1.1。1.2.3供电情况根据工厂与当地供电部门签订的供电协议，工厂可从附近10kV公共电力干线获得工作电源。干线走向见工厂

6、总平面图。干线的导线品牌为LGJ-150，导线排列成等边三角形，线间距为2m。干线的首端离我们工厂大约8公里。安装在干线首端的高压断路器的截止容量为500MVA。该断路器配有定时过流保护和电流速断保护，定时过流保护的整定动作时间为1.7s。为满足工厂二次负荷的要求，可利用高压联络线从相邻机组获取备用电源。据了解，与我厂高压侧电连接的架空线路总长为80公里，电缆线路总长为25公里。1.2.4气象数据最热月份的年最高气温、年平均气温和年最低气温分别为38、23、-9、33、26和25。当地主导风向为东北风，年雷暴日数为20天。1.2.5地质和水文数据工厂所在区域平均海拔500米，地层以砂和粘土为主

7、，地下水位为2米。表1.1工厂负荷统计车间号车间名称负载类别设备容量/千瓦需求系数功率因数1铸造力量3000.30.7照明设备50.81.02锻造车间力量3500.30.65照明设备80.71.07金属加工车间力量4000.20.65照明设备100.81.06工具车间力量3600.30.6照明设备70.91.04电镀车间力量2500.50.8照明设备50.81.03热处理车间力量1500.60.8照明设备50.81.09装配车间力量1800.30.7照明设备60.81.010检修车间力量1600.20.65照明设备40.81.08锅炉车间力量500.70.8照明设备10.81.05仓库力量20

8、0.40.8照明设备10.81.0住处照明设备3500.70.91.2.6电费制度工厂已与当地供电部门达成协议，在工厂变电站的高压侧测量电能，设置专用计量柜，并按照两部制电费制度支付电费。根据主变压器容量，每月基本电费为18元/千伏安，电力为0.9元/千瓦时，照明为0.5元/千瓦时。工厂最大负载时的功率因数不得低于0.9。此外，电力用户应根据新安装的变压器容量一次性向供电部门支付供电补贴：610VA为800/kVA。第二章负荷计算和无功补偿2.1负荷计算2.1.1计算单组电气设备负荷的计算公式(1)有功计算负荷(单位：千瓦)=(系数)(2.1)(2)无功功率计算负荷(kvar)=tan (2.

9、2)(3)视在计算负荷(千伏安)(2.3)(4)计算电流(单位为A)(2.4)其中：是电气设备的额定电压(千伏)2.1.2多组电气设备负荷计算的计算公式(1)有功计算负荷(单位：千瓦)=(2.5)其中：它是所有设备组的有效计算负载的总和它是主动载荷的同步系数，可取0.85 0.95(2)无功功率计算负荷(kvar)=(2.6)其中：是所有设备的无功功率之和无功负荷的同步系数，取0.9 0.97 (2.1)(3)视在计算负荷(千伏安)=(2.7)(4)计算电流(单位为A)(2.8)经计算得出各车间及生活区的负荷计算表，如表2.1所示(额定电压为380伏)表2.1各车间及生活区负荷计算表编号姓名种

10、类设备容量/千瓦需求系数cos黝黑色设计载荷/千瓦/kvar/kVA/A1铸造车间力量3000.30.71.029091.8照明设备50.81.004.00小计3059491.81322012锻造和冲压车间力量3500.30.651.17105123照明设备80.71.005.60小计358110.61231652517金属加工术车间力量4000.20.651.178093.6照明设备100.81.0080小计4108893.61281946工具车间力量3600.30.61.33108144照明设备70.91.006.30小计367114.31441842804电镀术车间力量2500.50.8

11、0.7512593.8照明设备50.81.0040小计25512993.81602443热处理车间力量1500.60.80.759067.5照明设备50.81.0040小计1559467.51161769装配车间力量1800.30.71.025455.1照明设备60.81.004.80小计18658.855.180.612210机器保养车间力量1600.20.651.173237.4照明设备40.81.003.20小计16435.237.451.4788锅炉车间力量500.70.80.753526.3照明设备10.81.000.80小计5135.826.344.4675仓库力量200.40.8

12、0.7586照明设备10.81.000.80小计218.8610.716.211住处照明设备3500.70.90.48245117.6272413总数力量22191013.5856.1照明设备403包含=0.8，=0.850.75810.8727.6108916552.2无功功率补偿无功功率人工补偿装置：主要有同步补偿器和并联电抗器。并联电抗器因其安装简单、操作维护方便、有功功率损耗低、装配灵活、便于扩展等优点，在供电系统中得到广泛应用。从表2.1可以看出，电厂380伏侧最大负荷时的功率因数仅为0.75。供电部门要求厂用10KV进线侧最大负荷功率因数不低于0.9。考虑到主变压器无功损耗元件大于

13、有功损耗，最大负荷380伏侧的功率因数应略大于0.9，暂取0.92计算380伏侧所需无功补偿容量：=(tan-tan)=810.8tan(arc cos 0.75)-tan(arc cos 0.92)=369.66 kvar参照图2，选择PGJ1型低压自动补偿评估屏，并联电容器为BW0.4-14-3型，一套方案1(主屏)与四套方案3(辅助屏)组合，总容量为84kvar5=420kvar。补偿前后，变压器低压侧的计算有功负荷基本不变，而计算无功负荷为(727.6-420) kvar=307.6 kvar，视在功率为=867.2 kVA，计算电流为=1317.6 A，功率因数提高到cos=0.935。无功补偿前，该变电站主变压器t的容量应选择1250千伏安，以满足负荷用电的需要；采