某化纤厂供配电系统设计报告.docx

某化纤厂供配电系统设计报告专业班级：自动化100X班学号：姓名：指导老师：前言电力行业是国民经济的基础工业，它的发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。随着现代文明的发展与进步，社会生产和生活对电能供应的质量和管理提出了越来越高的要求。工厂供电系统的核心部分是变电所。因此，设计和建造一个安全、经济的变电所，是极为重要的。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要，其次要确保安全，供电可靠，技术先进和经济合理，并做好节能。本次设计主要包括变电所总体分析、电力系统分析、主接线选择、主变选择、无功补偿设备选择、短路电流的计算、电气设备的选择、防雷设计、配电装置和平面设置等。在主接线设计中，在IoKV侧我们把两种接线方式在经济性、灵活性、可靠性三个方面进行比较，最后选择IoKV采用单母线分段接线方式，在IoKV侧采用单母分段接线方式。因此，必需合理设计变电所各个系统和运用先进的电气设备，这对满足变电所安全供电是极为重要的，而经济性就是要求电气设备的初期投资与运行费用达到经济合理，只有满足这几项要求，才能使工厂生产不受影响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，并适当考虑生产的发展，按工厂供电的基本要求，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高低压设备；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。通过设计可以使我在分析计算，掌握工程设计的技术经济规定，查阅工具书等技能方面得以提高，为以后的工作打下良好的基础。（关键词：变压器变电所设计;负荷统计;短路电流计算;继电保护的配置）目录前言1第一章工厂简介及设计要求4、原始资料4、设计内容5、要求设计成果5第二章负荷计算及功率因素补偿计算6、计算厂总降压变负荷6、各车间的负荷计算8、城北变电压等级的确定13第三章车间供电系统设计15、变电所所址的选择15、车间变电所的确定15、变电所变压器台数的确定15、变压器容量的确定16、线路截面选择及线路损耗计算20引自区域变电所的IOKV线路20、引自其他厂的IOKV电缆线路20、IoKV线路母排截面计算21、变压器高压侧线路截面计算22、变压器低压侧线路及母排截面计算22、车间I线路截面计算22、2号车间线路截面计算23、3号车间线路截面计算24第四章短路电流计算25、计算短路电流的目的和任务25、限制短路电流的措施25、计算短路电流26第五章继电保护装置31、继电保护的任务31、变压器保护31、瓦斯保护31、过电流保护32、电流速断保护34、过负荷保护35、IOKV线路保护36第六章防雷与接地39、防雷保护设计39、接地装置设计39第七章电气设备选择41、电气设备选择的一般原则41、按工作环境及正常工作条件选择电气设备41、短路条件校验设备的动稳定和热稳定42、开关电器的断流能力校验42高压电气设备的选择43高压电气设备的选择43变电所一次设备的选择校验表45、IOKV侧一次设备的选择校验45、380侧一次设备的选择校验46结束语47参考文献48第一章工厂简介及设计要求某化纤厂供配电系统设计、原始资料1 .工厂负荷数据：工厂多数车间为2班制，年最大负荷利用小时数4600小时。工厂负荷统计资料见表1。设计需要考虑工厂5年发展规划负荷(工厂负荷年增长率按2%)。表1：化纤厂负荷情况表序号车间及设备安装容量(kW)需要系数Kdtg(p1纺练车间纺丝机200筒绞机30烘干机85脱水机12通风机180淋洗机6变频机840传送机402原液车间照明10403酸站照明2604锅炉房照明3205排毒车间照明1606其他车间照明2402 .供电电源请况：按与供电局协议，本厂可由16公里处的城北变电所(110/llkV),90MVA变压器供电，供电电压可任选。另外，与本厂相距5公里处的其他工厂可以引入IOkV电缆做备用电源，但容量只能满足本厂负荷的20%(重要负荷)，平时不准投入，只在本厂主要电源故障或检修时投入。3 .电源的短路容量（城北变电所）：35kV母线的出线断路器断流容量为400MVA；IokV母线的出线断路器断流容量为350MVA。4 .电费制度：按两部制电费计算。变压安装容量每IkVA为18元/月，电费为元/kWho5 .气象资料：本厂地区最高温度为38度，最热月平均最高气温为30度。6 .地质水文资料：本厂地区海拔60勿，底层以砂粘土为主，地下水位为2勿。、设计内容1 .总降压变电站设计（1）负荷计算（2）主结线设计：根据设计任务书，分析原始资料与数据，列出技术上可能实现的多个方案，根据改方案初选主变压器及高压开关等设备，经过概略分析比较，留下23个较优方案，对较优方案进行详细计算和分析比较，（经济计算分析时，设备价格、使用综合投资指标），确定最优方案。（3）短路电流计算：根据电气设备选择和继电保护的需要，确定短路计算点，计算三相短路电流，计算结果列出汇总表。（4）主要电气设备选择：主要电气设备的选择，包括断路器、隔离开关、互感器、导线截面和型号、绝缘子等设备的选择及校验。选用设备型号、数量、汇成设备一览表。（5）主要设备继电保护设计：包括主变压器、线路等元件的保护方式选择和整定计算。（6）配电装置设计：包括配电装置布置型式的选择、设备布置图。（7）防雷、接地设计：包括直击雷保护、进行波保护和接地网设计。2 .车间变电所设计根据车间负荷情况，选择车间变压器的台数、容量，以及变电所位置的原则考虑。3 .厂区380V配电系统设计根据所给资料，列出配电系统结线方案，经过详细计算和分析比较，确定最优方案。、要求设计成果1 .设计说明书，包括全部设计内容，负荷计算，短路计算及设备选择要求列表；2 .电气主接线图（三号图纸）；3.继电保护配置图（三号图纸）；第二章负荷计算及功率因素补偿计算、计算厂总降压变负荷一 .计算负荷概念供电系统要能够在正常条件下可靠运行，则其中各个元件（包括电力变压器、开关设备及导线、电缆等）都必须选择得当，除了应满足工作电压和频率的要求外，最重要的就是要满足负荷电流的要求。因此有必要对供电系统中各个环节的电力负荷进行统计计算。通过负荷的统计计算求出的，来选择供电系统中设备。二 .计算负荷目的计算负荷是供电设计计算的基本依据，计算负荷确定得是否正确合理，直接影响到电器和导线电缆的选择是否经济合理。如计算负荷确定过大，将使电器和导线选得过大，造成投资和有色金属的消耗浪费，如计算负荷确定过小又将使电器和导线电缆处子过早老化甚至烧毁，造成重大损失，由此可见正确确定计算负荷重要性。三 .计算负荷方法目前负荷计算常用需要系数法、二项式法、和利用系数法,前二种方法在国内设计单位的使用最为普遍。此外还有一些尚未推广的方法如单位产品耗电法、单位面积功率法、变值系数法和ABC法等.常采用需用系数法计算用电设备组的负荷时，应将性质相同的用电设备划作一组，并根据该组用电设备的类别，查出相应的需用系数K1,然后按照表一给出的公式求出该组用电设备的计算负荷。此设计采用的是需用系数法来对电力负荷计算的。因为，需用系数是用设备功率乘以需用系数和同时系数，直接求出计算负荷。这种方法简便，应用广泛，尤其适用于配、变电所的负荷计算。采用利用系数法求出最大负荷的平均负荷，再考虑设备台数和功率差异的影响，乘以与有效台数有关的最大系数得出计算负荷，计算过程十分繁琐。而单位面积功率法和单位指标法主要多用于民用建筑；单位产品耗电量法主要适用于某些工业。需要系数法，是把用电设备的总设备容量乘以需要系数和同时系数，直接求出计算负荷的一种简便方法。需要系数法主要用于工程初步设计及施工图设计阶段，对变电所母线、干线进行负荷计算。当用电设备台数较多，各种设备容量相差不悬殊时，其供电线路的负荷计算也采用需要技术法。需要技术时一个综合性系数，它是指用电设备组投入运行时，从供电网络实际取用的功率与用电设备组的设备功率之比。需要系数与用电设备组的运行规律、负荷率、运行效率、线路的供电效率等因数有关，工程上很难准确确定，只能靠测量确定。如果从供电形式的角度来讲：负荷计算可以分为单相和三相用电设备的负荷计算两种形式。从供电系统中所在的位置角度来讲：负荷计算可分为一组用电设备、多组用电设备的负荷计算。但无论是那种形式，用需要系数法确定计算负荷都有如表2的通用公式：表2：公式表名称公式备注用电设备组的容量pe=pn尸“一设备的额定容量k设备组的同时系数K/一设备组的负荷系数7一设备组的平均效率11配电线路的平/wl均效率tan。一对应用电设备组COSe的正切值CoS(P用电设备组的平均功率因数Un一用电设备组的额定电压以上参数由用电设备组计算负荷直接相加来计算时取。用电设备组有功计算负荷需要系数Kd%冬LeKc1=KeKlMe)'PiO=KdPe无功计算负荷2。=Pa”视在计算负荷C=P3,030cos计算电流L。=SX艮UN)有功负荷的同时系数KEP=0.800.90无功负荷的同时系数=0.85-0.95总的有功计算负荷P30=KEPZP30,i总的无功计算负荷30=30i总的视在计算负荷I,2，230=P30+30、各车间的负荷计算I.各车间计算负荷和无功补偿(需要系数法)1.纺练车间单台机械负荷计算a.纺丝机已知：Pe=200kw9&=0.80,。故P=PeKd=200×0.80=160(hv)Q=Ptan0=160x0.78=124.8(左Var)b.筒绞机已知：Pe=3Gkw?Kd=0.75?tan0.75故：P=PeKd=30×0.75=22.5W)Q=Qtan°=22.5X0.75=16.88(kvar)c.烘干机已知：Pe=85kw,Kd=O15,tane=L02°故.P=M/=85x0.75=63.75W)Q=Ptan°=63.75X1.02=65.03(左Var)d.脱水机已知：p=12hv,Kd=0.609tan¢9=0.80故：P=Pe左°=18x0.60=7.2(M)Q-夕tano=7.2x0.80=5.76（左Var）e.通风机已知：Pe=180w?Ka=0.70?tan¢9=0.75故.P=PeKd=180×0.70=126（hv）Q=Ptall°=126X0.75=94.5（左var）f.淋洗机已知：Pe=6kw?Ka0.75?tan0=0.78°故.P=RK=6x0.75=4.50（痴）Q=Ptan=4.50×0.78=3.51（左Var）g.变频机已知