工廠供電生產(chǎn)實(shí)習(xí)課程設(shè)計(jì)---某化纖廠降壓變電所電氣設(shè)計(jì)

1、<p>　　生產(chǎn)實(shí)習(xí)工廠供電課程設(shè)計(jì)</p><p>　　——某化纖廠降壓變電所電氣設(shè)計(jì)</p><p><b>　　專業(yè)班級(jí)</b></p><p><b>　　姓 名：</b></p><p><b>　　學(xué) 號(hào)：</b></p><

2、;p><b>　　指導(dǎo)教師： </b></p><p>　　第一部分設(shè)計(jì)任務(wù)書</p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)題目</b></p><p>　　某化纖廠降壓變電所電氣設(shè)計(jì)</p><p><b>　　二、設(shè)計(jì)要求</b></p><p>

3、　　根據(jù)本廠用電負(fù)荷，并適當(dāng)考慮生產(chǎn)的發(fā)展，按安全可靠，技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理的要求，確定工廠變電所的位置與型式，通過負(fù)荷計(jì)算，確定主變壓器臺(tái)數(shù)及容量 ，進(jìn)行短路電流計(jì)算，選擇變電所的主接線及高、低壓電氣設(shè)備，選擇整定繼電保護(hù)裝置，最后按要求寫出設(shè)計(jì)計(jì)算說明書，繪出設(shè)計(jì)圖紙。</p><p><b>　　三、設(shè)計(jì)資料</b></p><p>　　設(shè)計(jì)工程項(xiàng)目情況如下<

4、;/p><p>　　（1）工廠總平面圖見圖1，本計(jì)算示例選用數(shù)據(jù)是：安裝容量為乙類，組合方案為乙。</p><p><b>　　圖1</b></p><p>　?。?）工廠負(fù)荷數(shù)據(jù)：本工廠多數(shù)車間為3班制，年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)6400小時(shí)，本廠負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料見表1，學(xué)生組合方案見表2。</p><p><b>　　表

5、1</b></p><p><b>　　表2</b></p><p>　　（3）供電電源情況：按與供電局協(xié)議，本廠可由東南方19公里處的城北變電所110/38.5/11KV，50MVA變壓器供電，供電電壓可任選。另外，與本廠相距5公里處的其他工廠可以引入10KV線路做備用電源，但容量只能滿足本廠負(fù)荷的30%重要負(fù)荷，平時(shí)不準(zhǔn)投入，只在本廠主要電源故障或檢修

6、時(shí)投入。</p><p>　?。?）電源的短路容量（城北變電所）：當(dāng)35KV母線的出線斷路器斷流容量為1500MVA；10KV母線的出線斷路器斷流容量為350MVA。</p><p>　?。?）供電局要求的功率因數(shù)：當(dāng)35KV供電時(shí)，要求工廠變電所高壓側(cè)：當(dāng)以10KV供電時(shí)，要求工廠高壓側(cè)。</p><p>　?。?）電費(fèi)制度：按兩部分制電費(fèi)計(jì)算。變壓器安裝容量每1

7、KVA為15元/月，動(dòng)力電費(fèi)為0.3元/kWh，照明電費(fèi)為0.55元/（kWh）。</p><p>　?。?）氣象資料；本廠地區(qū)最高溫度為，最熱月平均最高氣溫，最熱月地下0.8處平均溫度為，年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|南風(fēng)，年雷暴雨日數(shù)為20天。</p><p>　?。?）地質(zhì)水文資料：本廠地區(qū)海拔60m，底層一砂黏土為主，地下水位為2m。</p><p><b>　　

8、四、設(shè)計(jì)任務(wù)書</b></p><p>　?。ㄒ唬┰O(shè)計(jì)計(jì)算說明書</p><p><b>　?。ǘ┰O(shè)計(jì)圖紙</b></p><p>　　1.工廠變電所設(shè)計(jì)計(jì)算用電氣主接線簡(jiǎn)圖（見附圖）</p><p>　　2.變電所供電平面布線圖</p><p>　　第二部分設(shè)計(jì)計(jì)算書</p

9、><p>　　一、各車間計(jì)算負(fù)荷和無功補(bǔ)償（需要系數(shù)法）</p><p>　?。ㄒ唬┘彑捾囬g（數(shù)據(jù)為乙組）</p><p>　　1.單臺(tái)機(jī)械負(fù)荷計(jì)算</p><p><b>　　（1）紡絲機(jī)</b></p><p><b>　　已知：。</b></p><p&

10、gt;<b>　　故：</b></p><p><b>　?。?）筒絞機(jī)</b></p><p><b>　　已知：。</b></p><p><b>　　故：</b></p><p><b>　?。?）烘干機(jī)</b>

11、</p><p><b>　　已知：。</b></p><p><b>　　故：</b></p><p><b>　?。?）脫水機(jī)</b></p><p><b>　　已知：。</b></p><p><b>　　

12、故：</b></p><p><b>　?。?）通風(fēng)機(jī)</b></p><p><b>　　已知：。</b></p><p><b>　　故：</b></p><p><b>　?。?）淋洗機(jī)</b></p>&l

13、t;p><b>　　已知：。</b></p><p><b>　　故：</b></p><p><b>　　（7）變頻機(jī)</b></p><p><b>　　已知：。</b></p><p><b>　　故：</b&g

14、t;</p><p><b>　?。?）傳送機(jī)</b></p><p><b>　　已知：。</b></p><p><b>　　故：</b></p><p>　　紡練車間單臺(tái)機(jī)械負(fù)荷計(jì)算統(tǒng)計(jì)見表3</p><p>　　表3紡煉車間（乙）負(fù)荷統(tǒng)計(jì)

15、列表</p><p>　　2．車間計(jì)算負(fù)荷統(tǒng)計(jì)（計(jì)及同時(shí)系數(shù)）</p><p><b>　　取同時(shí)系數(shù)：</b></p><p>　?。ǘ┢溆嘬囬g負(fù)荷計(jì)算</p><p><b>　　1.原液車間</b></p><p><b>　　已知：。</b&g

16、t;</p><p><b>　　故：</b></p><p><b>　　2.酸站照明</b></p><p><b>　　已知：。</b></p><p><b>　　故：</b></p><p><b>　　

17、3.鍋爐房照明</b></p><p><b>　　已知：。</b></p><p><b>　　故：</b></p><p><b>　　4.排毒車間</b></p><p><b>　　已知：。</b></p><p

18、><b>　　故：</b></p><p><b>　　5.其他車間</b></p><p><b>　　已知：。</b></p><p><b>　　故：</b></p><p>　　各車間計(jì)算負(fù)荷統(tǒng)計(jì)見表4</p><

19、p>　　表4 個(gè)車間計(jì)算負(fù)荷統(tǒng)計(jì)列表</p><p>　　二、各車間變電所的設(shè)計(jì)選擇</p><p>　　（一）各車間變電所位置及全廠供電平面草圖</p><p>　　根據(jù)地理位置及個(gè)車間計(jì)算負(fù)荷大小，決定設(shè)立3個(gè)變電所，各自供電范圍如下：</p><p>　　變壓所Ⅰ：紡煉廠、鍋爐房。</p><p>　　變

20、壓所Ⅱ：原液車間、辦公及生活區(qū)。</p><p>　　變壓所Ⅲ：排毒車間、其他車間、酸站。</p><p>　　全廠供電平面圖見圖2</p><p>　　圖2 全廠供電平面圖（1cm=0.1km）</p><p>　?。ǘ└鬈囬g變壓器臺(tái)數(shù)及容量選擇</p><p>　　1.變壓所Ⅰ變壓器臺(tái)數(shù)及容量選擇</p&g

21、t;<p>　?。?）變壓所Ⅰ的供電負(fù)荷統(tǒng)計(jì)：同時(shí)系數(shù)取</p><p>　?。?）變壓所Ⅰ的無功補(bǔ)償（提高功率因數(shù)到0.9以上）</p><p><b>　　無功補(bǔ)償試?。?lt;/b></p><p><b>　　補(bǔ)償以后：</b></p><p>　?。?）變壓所Ⅰ的變壓器選擇。為保證

22、供電的可靠性，選用兩臺(tái)變壓器（每臺(tái)可供車間總負(fù)荷的70%）：</p><p>　　選擇變壓器型號(hào)為SL7系列，額定容量為1000kVA，兩臺(tái)。</p><p>　　查表得出變壓器的各項(xiàng)參數(shù)：</p><p>　?。?）計(jì)算每臺(tái)變壓器的功率損耗（n=1）</p><p>　　也可用化簡(jiǎn)經(jīng)驗(yàn)公式：</p><p>　　2．

23、變壓所Ⅱ變壓器臺(tái)數(shù)及容量選擇</p><p>　?。?）變壓所Ⅱ的供電負(fù)荷統(tǒng)計(jì)：</p><p>　　（2）變壓所Ⅱ的無功補(bǔ)償（提高功率因數(shù)到0.9以上）</p><p><b>　　無功補(bǔ)償試?。?lt;/b></p><p><b>　　補(bǔ)償以后：</b></p><p>　

24、?。?）變壓所Ⅱ的變壓器選擇。為保證供電的可靠性，選用兩臺(tái)變壓器（每臺(tái)可供車間總負(fù)荷的70%）：</p><p>　　選擇變壓器型號(hào)為SL7系列，額定容量為630kVA（附帶供電給辦公室及生活區(qū)）。</p><p>　　查表得出變壓器的各項(xiàng)參數(shù)：</p><p>　?。?）計(jì)算每臺(tái)變壓器的功率損耗</p><p>　　也可用化簡(jiǎn)經(jīng)驗(yàn)公式：&l

25、t;/p><p>　　3.變壓所Ⅲ變壓器臺(tái)數(shù)及容量選擇</p><p>　　（1）變壓所Ⅲ的供電負(fù)荷統(tǒng)計(jì)： </p><p><b>　　同時(shí)系數(shù)取</b></p><p>　?。?）變壓所Ⅲ的無功補(bǔ)償（提高功率因數(shù)到0.9以上）</p><p><b>　　無功補(bǔ)償試?。?lt;/b>

26、;</p><p><b>　　補(bǔ)償以后：</b></p><p>　?。?）變壓所Ⅲ的變壓器選擇。為保證供電的可靠性，選用兩臺(tái)變壓器（每臺(tái)可供車間總負(fù)荷的70%）：</p><p>　　選擇變壓器型號(hào)為SL7系列，額定容量為315kVA，兩臺(tái)。</p><p>　　查表得出變壓器的各項(xiàng)參數(shù)：</p>&l

27、t;p>　?。?）計(jì)算每臺(tái)變壓器的功率損耗</p><p>　　也可用化簡(jiǎn)經(jīng)驗(yàn)公式：</p><p>　?。ㄈS內(nèi)10kV線路截面的選擇</p><p>　　1.供電給變電所Ⅰ的10kV線路</p><p>　　為保證供電的可靠性選用雙回供電線路，每回供電線路計(jì)算負(fù)荷：</p><p><b>　　計(jì)

28、及變壓器的損耗：</b></p><p>　　先按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線經(jīng)濟(jì)截面：</p><p>　　由于任務(wù)書中給出的年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為6400h，查表可得，架空線的經(jīng)濟(jì)電流密度。</p><p><b>　　所以可得經(jīng)濟(jì)截面：</b></p><p>　　可選導(dǎo)線型號(hào)為L(zhǎng)J—35，其允許載流流量為。&

29、lt;/p><p><b>　　相應(yīng)參數(shù)為</b></p><p><b>　　再按發(fā)熱條件檢驗(yàn)：</b></p><p>　　已知，溫度修正系數(shù)為：</p><p>　　由式上可知，所選導(dǎo)線符號(hào)長(zhǎng)期發(fā)熱條件。</p><p>　　由于變電所Ⅰ緊鄰35/11kV主變壓器，10kV

30、線路很短，其功率損耗可忽略不計(jì)。</p><p><b>　　線路首段功率：</b></p><p>　　2.供電給變電所Ⅱ的10kV線路</p><p>　　為保證供電的可靠性選用雙回供電線路，每回供電線路計(jì)算負(fù)荷：</p><p><b>　　計(jì)及變壓器的損耗：</b></p>

31、<p>　　先按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線經(jīng)濟(jì)截面：</p><p>　　由于任務(wù)書中給出的年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為6400h，查表可得，架空線的經(jīng)濟(jì)電流密度。</p><p><b>　　所以可得經(jīng)濟(jì)截面：</b></p><p>　　可選導(dǎo)線型號(hào)為L(zhǎng)J—25，其允許載流流量為。</p><p><b>

32、　　相應(yīng)參數(shù)為</b></p><p><b>　　再按發(fā)熱條件檢驗(yàn)：</b></p><p>　　已知，溫度修正系數(shù)為：</p><p>　　由式上可知，所選導(dǎo)線符號(hào)長(zhǎng)期發(fā)熱條件。</p><p>　　根據(jù)地理位置圖及比例尺，得到此線路長(zhǎng)度為l=0.32km。</p><p>　　1

33、0kV線路功率損耗：</p><p><b>　　線路首端功率：</b></p><p>　　3.供電給變電所Ⅲ的10kV 線路</p><p>　　為保證供電的可靠性選用雙回供電線路，每回供電線路計(jì)算負(fù)荷：</p><p><b>　　計(jì)及變壓器的損耗：</b></p><p&

34、gt;　　先按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線經(jīng)濟(jì)截面：</p><p>　　由于任務(wù)書中給出的年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為6400h，查表可得，架空線的經(jīng)濟(jì)電流密度。</p><p><b>　　所以可得經(jīng)濟(jì)截面：</b></p><p>　　可選導(dǎo)線型號(hào)為L(zhǎng)J—25，其允許載流流量為。</p><p>　　相應(yīng)參數(shù)為,線路長(zhǎng)度為：l=

35、0.64km</p><p>　　10kV線路功率損耗：</p><p><b>　　線路首端功率：</b></p><p>　　線路電壓降計(jì)算（僅計(jì)算最長(zhǎng)的廠內(nèi)10kV線路電壓降）：</p><p>　　合格（其余線路更合格了）</p><p>　　4. 10kV聯(lián)絡(luò)線（與相鄰其他工廠）的選擇

36、</p><p><b>　　已知全廠總負(fù)荷：。</b></p><p>　　10kV聯(lián)絡(luò)線容量滿足全廠總負(fù)荷30%：</p><p>　　因運(yùn)用時(shí)間很少，可按長(zhǎng)期發(fā)熱條件選擇和校驗(yàn)。</p><p>　　選導(dǎo)線LJ-25，其允許載流量為：</p><p>　　三、工廠總降壓變電所及接入系統(tǒng)設(shè)計(jì)&

37、lt;/p><p>　　1. 工廠總降壓變電所住變壓器臺(tái)數(shù)及容量的選擇</p><p>　　2.35kV供電線路截面選擇</p><p>　　為保證供電的可靠性，選用兩回35kV供電線路。</p><p>　　3.35kV線路功率損耗和電壓降計(jì)算</p><p>　　（1）35kV線路功率損耗計(jì)算</p>&

38、lt;p>　　已知LG-35參數(shù)：</p><p><b>　　線路的功率損耗：</b></p><p><b>　　線路首段功率：</b></p><p>　?。?）35kV線路電壓降計(jì)算：</p><p><b>　　四、短路電流的計(jì)算</b></p>

39、<p>　　按無窮大系數(shù)供電計(jì)算短路電流。短路計(jì)算電路圖見圖3。</p><p><b>　　圖3</b></p><p>　　1.工廠總降壓變35kV母線短路電流（短路點(diǎn)1）</p><p>　?。?）確定標(biāo)幺值基準(zhǔn)：</p><p>　?。?）計(jì)算各主要元件的電標(biāo)幺值：</p><p&g

40、t;<b>　　系統(tǒng)電抗</b></p><p>　　35kV線路電抗（LGJ—35）</p><p>　?。?）求三相短路電流和短路容量：</p><p><b>　　1）總電抗標(biāo)幺值：</b></p><p>　　2）三相短路電流周期分量有效值：</p><p>　　3）

41、其他三相短路電流值：</p><p><b>　　4）三相短路容量：</b></p><p>　　2.10kV母線短路電流（短路點(diǎn)2）</p><p>　?。?）確定標(biāo)幺值基準(zhǔn)：</p><p>　?。?）計(jì)算各主要元件的電標(biāo)幺值：</p><p><b>　　1）系統(tǒng)電抗</b&

42、gt;</p><p>　　2）35kV線路電抗（LGJ—35）</p><p>　　3）35/11kV電力變壓器電抗（）</p><p>　?。?）求三相短路電流和短路容量：</p><p><b>　　1）總電抗標(biāo)幺值：</b></p><p>　　2）三相短路電流周期分量有效值：</p

43、><p>　　3）其他三相短路電流值：</p><p><b>　　4）三相短路容量：</b></p><p>　　3.0.4kV車間低壓母線短路電流（短路點(diǎn)3）</p><p>　?。?）確定標(biāo)幺值基準(zhǔn)：</p><p>　?。?）計(jì)算各主要元件的電標(biāo)幺值：</p><p>

44、<b>　　1）系統(tǒng)電抗</b></p><p>　　2）35kV線路電抗（LGJ—35）</p><p>　　3）35/11kV電力變壓器電抗（）</p><p>　　4）10kV廠內(nèi)架空線路電抗（給變電所Ⅰ供電）：</p><p>　　因這段10kV架空線路很短，</p><p>　　5）10

45、/0.4kV電力變壓器（1000kVA變壓器）</p><p>　?。?）求三相短路電流和短路容量：</p><p><b>　　1）總電抗標(biāo)幺值：</b></p><p>　　2）三相短路電流周期分量有效值：</p><p>　　3）其他三相短路電流值：</p><p><b>　　4

46、）三相短路容量：</b></p><p>　　三相短路電流和短路容量計(jì)算結(jié)果列表匯總?cè)绫?。</p><p>　　表4三相短路電流計(jì)算列表</p><p>　　五、變電所高低壓電氣設(shè)備的選擇</p><p>　　根據(jù)上述短路電流計(jì)算結(jié)果，按正常工作條件選擇和按短路情況校驗(yàn)，總降壓變電所主要高低壓電氣設(shè)備確定如下。&l

47、t;/p><p>　　1.高壓35kV側(cè)設(shè)備</p><p>　　35kV側(cè)設(shè)備的選擇如表5所示。</p><p>　　表5 35kV側(cè)設(shè)備的選擇</p><p>　　2.中壓10kV側(cè)設(shè)備</p><p>　　10kV側(cè)設(shè)備如表6所示。</p><p>　　表6 10kV側(cè)設(shè)備的選

48、擇</p><p>　　3.低壓0.4kV側(cè)設(shè)備</p><p>　　低壓0.4kV側(cè)設(shè)備如表7所示。</p><p>　　表7 0.4kV設(shè)備的選擇</p><p><b>　　六、繼電保護(hù)的配置</b></p><p>　　總降壓變電所需配置以下繼電保護(hù)裝置：主變壓器保護(hù)，35kV進(jìn)線保護(hù)

49、，10kV線路保護(hù)；此外還需配置以下裝置：備用電源自動(dòng)投入裝置和絕緣監(jiān)察裝置。</p><p><b>　?。ㄒ唬┲髯儔浩鞅Ｗo(hù)</b></p><p>　　根據(jù)規(guī)程規(guī)定1600kVA變壓器應(yīng)設(shè)下列保護(hù)：</p><p><b>　　1.瓦斯保護(hù)</b></p><p>　　防御變壓器內(nèi)部短路和油面降

50、低，輕瓦斯動(dòng)作于信號(hào)、重瓦斯動(dòng)作于跳閘。</p><p><b>　　2.電流速斷保護(hù)</b></p><p>　　防御變壓器線圈和引出線的多相短路，動(dòng)作于跳砸。</p><p><b>　　3.過電流保護(hù)</b></p><p>　　防御外部相間短路并作為瓦斯保護(hù)及電流速斷保護(hù)的后備保護(hù)，動(dòng)作于跳

51、砸。</p><p><b>　　4.過負(fù)荷保護(hù)</b></p><p>　　防御變壓器本身的對(duì)稱過負(fù)荷及外部短路引起的過載。</p><p>　　（二）35kV進(jìn)線線路保護(hù)</p><p><b>　　1.電流速斷保護(hù)</b></p><p>　　在電流速斷的保護(hù)區(qū)內(nèi)，速斷

52、保護(hù)為主保護(hù)，動(dòng)作于跳砸。但電流速斷保護(hù)存在著一定的“死區(qū)”，約占線全長(zhǎng)的20%。</p><p><b>　　2.過電流保護(hù)</b></p><p>　　由于電流速斷保護(hù)存在著約占線路全長(zhǎng)的20%的“死區(qū)”，因此由過電流保護(hù)作為其后備保護(hù)，同時(shí)防御速斷保護(hù)區(qū)外部的相同短路，保護(hù)動(dòng)作于跳砸。</p><p><b>　　3.過負(fù)載保護(hù)

53、</b></p><p>　?。ㄈ?0kV線路保護(hù)</p><p><b>　　1.過電流保護(hù)</b></p><p>　　防止電路中短路電流過大，保護(hù)動(dòng)作于跳砸。</p><p><b>　　2.過負(fù)載保護(hù)</b></p><p>　　防止配電變壓器的對(duì)稱過載

54、及各用電設(shè)備的超負(fù)荷運(yùn)行。</p><p><b>　　七、心得體會(huì)</b></p><p><b>　　八、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 余建明，同向前，蘇文成，《供電技術(shù)（第4版）》，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.1(2008.7重印)。</p><p>　　[2] 王士政，芮