電力工程課程設(shè)計---某工礦企業(yè)降壓變電所電氣設(shè)計

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文檔簡介

1、　　電　　力　　工　　程　　基<p

2、>　　礎(chǔ)　　課　　程　　設(shè)　　計&

3、lt;b>　　學(xué)校： 　　學(xué)院： 　　姓名： 　　班級： 　　學(xué)號：

4、　　第一部分設(shè)計任務(wù)書　　設(shè)計題目　　某工礦企業(yè)降壓變電所電氣設(shè)計　　二，設(shè)計要求　　根據(jù)本廠用電負荷，并適當(dāng)考慮生產(chǎn)的發(fā)展，按安全可靠，技術(shù)先進，經(jīng)濟合理的要求，確

5、定工廠變電所的位置與形式，通過負荷計算，確定主變壓器臺數(shù)及容量，進行短路電流計算，選擇變電所的主接線及高、低壓電氣設(shè)備，選擇整定繼電保護裝置，最后按要求寫出設(shè)計計算說明書，繪出設(shè)計圖紙。　　三，設(shè)計資料　　設(shè)計工程項目

6、　工廠總平面圖：　　工廠負荷數(shù)據(jù)：　　供電電源情況：按與供電局協(xié)議，本廠可由東南方19公里處的變電所110/38.5/11kv，50MVA變壓器供電，供電電壓可任選。　　電源的短路容量：35kv母線的出線斷路器斷流容量為1500MVA；10kv母線的出線斷

7、路器斷流容量為350MVA。　　供電局要求的功率因數(shù)：當(dāng)35kv供電時，要求工廠變電所高壓側(cè)cos¢>=0.9;當(dāng)以10kv供電時，要求工廠變電所高壓側(cè)cos¢>=0.95.　　氣象資料：　　四，設(shè)計任務(wù)&

8、lt;/p>　　設(shè)計計算說明書　　設(shè)計圖紙　　第二部分設(shè)計計算書　　各區(qū)域計算負荷和無功補償　　1.采選礦區(qū)</p

9、>　　已知：P30=3000KVA Tmax=5000h cos¢0.9　　Q30= P30*tan¢=3000*0.48=1440 Kvar　　S30= =3327.70KVA　　2．冶煉廠</p&g

10、t;　　已知：P30=2200KVA Tmax=4200h cos¢0.9　　Q30= P30*tan¢=2200*0.48=1056 Kvar　　S30= =2440.31KVA　　3.化工廠

11、　　已知：P30=2000KVA Tmax=4200h cos¢0.9　　Q30= P30*tan¢=2000*0.48=960 Kvar　　S30= =2218.47 KVA　　4.機械制造廠

12、　　已知：P30=1500KVA Tmax=2880h cos¢0.9　　Q30= P30*tan¢=1500*0.48=720 Kvar　　S30= =1163.85KVA　　5.廠區(qū)和職工居住區(qū)照明　　已知

13、：P30=800KVA Tmax=1800h cos¢0.9　　Q30= P30*tan¢=800*0.48=384 Kvar　　S30= =887.39KVA　　6.所用電　　已知：P30=5

14、00KVA Tmax=1800h cos¢0.9　　Q30= P30*tan¢=500*0.48=240 Kvar　　S30= =554.62KVA　　各區(qū)域變電所的設(shè)計選擇　?。ㄒ唬└鬈囬g變電所位置及全廠供電平面草圖</p&

15、gt;　　根據(jù)地理位置及格車間計算負荷大小，決定設(shè)立3個變電所，格子供電范圍如下：　　變壓所I：選采礦區(qū)，所用電。　　變壓所II：冶煉廠，廠區(qū)和職工居住區(qū)照明。　　變壓所III：化工廠，機械制造廠。　　全廠供電平面圖見圖</b

16、>　　個車間變壓器臺數(shù)及容量選擇　　變壓所I變壓器臺數(shù)及容量選擇　　變壓所I的供電負荷統(tǒng)計，系數(shù)?。篕p=0.9，K=0.95　　P30= Kp*（P30所+ P30采）=0.9*（3000+500）=3150KW　　Q30

17、= K*( Q30所+ Q30采) =0.95*（1440+240）=1596 Kvar　　變壓所I的無功補償　　無功補償試取： QC =100Kvar　　補償以后： Q30=1596-100=1496Kvar

18、cos¢= =0.98>0.90　　S==3184.49 KVA　　變壓所I的變壓器選擇，為保證供電的可靠性，選用兩臺變壓器（每臺可供車間總負荷的70%）：　　S=0.7 S=0.7*3184.49=2229.143KVA　　選擇變壓器型號為S7系列，額定

19、容量為2500KVA兩臺，查表得出變壓器的各項參數(shù)：　　空載損耗P0=3.65KW；　　負載損耗Pk=23KW;　　阻抗電壓Uk%=5.5；　　空載電流I0%=1.0。　　計算每臺變壓器的功率損耗（n=1）。

20、　　S30=0.5* S=0.5*3184.49=1592.25KVA　　PT=nP0+Pk（）=12.98KW　　QT=n +（）=80.78Kvar　　變壓所II變壓器臺數(shù)及容量選擇　?。?）變壓所II的供電負荷統(tǒng)計。<

21、;p>　　P30= Kp*（P30冶+ P30廠）=0.9*（2000+800）=2700KW　　Q30= K*( Q30冶+ Q30廠) =0.95*（1056+384）=1368 Kvar　?。?）變壓所II的無功補償　　無功補償試?。?QC =100Kvar<p&g

22、t;　　補償以后： Q30=1368-100=1268Kvar　　cos¢= =0.91>0.90　　S==2982.92KVA　　（3）變壓所II的變壓器選擇，為保證供電的可靠性，選用兩臺變壓器（每臺可供車間總負荷的70%）：　　S=0.7

23、 S=0.7*3184.49=2229.143KVA　　選擇變壓器型號為S7系列，額定容量為2500KVA兩臺，查表得出變壓器的各項參數(shù)：　　空載損耗P0=3.65KW；　　負載損耗Pk=23KW;　　阻抗電壓Uk%=5.5；

24、空載電流I0%=1.0。　?。?）計算每臺變壓器的功率損耗（n=1）。　　S30=0.5* S=0.5*2982.92=1491.46KVA　　PT=nP0+Pk（）=11.84KW　　QT=n +（）=73.94Kvar　　變壓

25、所III變壓器臺數(shù)及容量選擇　?。?）變壓所III的供電負荷統(tǒng)計，系數(shù)?。篕p=0.9，K=0.95　　P30= Kp*（P30化+ P30機）=0.9*（3000+500）=3150KW　　Q30= K*( Q30所+ Q30采) =0.95*（1440+240）=1596 Kvar&l

26、t;p>　　（2）變壓所III的無功補償　　無功補償試?。?QC =100Kvar　　補償以后： Q30=1596-100=1496Kvar　　cos¢= =0.98>0.90　　S==3184.49 KVA

27、　?。?）變壓所III的變壓器選擇，為保證供電的可靠性，選用兩臺變壓器（每臺可供車間總負荷的70%）：　　S=0.7 S=0.7*3184.49=2229.143KVA　　選擇變壓器型號為S7系列，額定容量為2500KVA兩臺，查表得出變壓器的各項參數(shù)：　　空載損耗P0=3.65KW；<

28、/p>　　負載損耗Pk=23KW;　　阻抗電壓Uk%=5.5；　　空載電流I0%=1.0。　?。?）計算每臺變壓器的功率損耗（n=1）。　　S30=0.5* S=0.5*3184.49=1592.25KVA<p&g

29、t;　　PT=nP0+Pk（）=12.98KW　　QT=n +（）=80.78Kvar　　廠內(nèi)10KV線路截面選擇　　供給變電所I的10KV線路　　為保證供電的可靠性選用雙回路供電線路，每回供電線路計算負荷：　　P30=0.5*3

30、150=1575KW　　Q30=0.5*1596=798Kvar　　計及變壓器的損耗：　　P’= P30+PT=1575+12.98=1587.98KW　　Q’= Q30+QT=798+80.98=878.98Kvar</p&g

31、t;　　S’==1815KVA　　I= S’/(U)=104.79A　　年最大負荷平局利用小時數(shù)T==4543h,查表得:架空線路的經(jīng)濟電流密度J=0.86A/mm。　　所以可得經(jīng)濟截面：A=I/ J=121.8mm。　　可選導(dǎo)線型號為LJ-120，

32、其允許載流量為I=375A。　　相應(yīng)參數(shù)為r=0.28=0.3。　　再按發(fā)熱條件檢驗　　已知=40C，溫度修正系數(shù)為：K = =0.816　　I= K* I=0.816*375=306A> I=104.79A

33、　　由上式可知，所選導(dǎo)線符合長期發(fā)熱條件。　　根據(jù)地理位置圖及比例尺，得到此線路長度為0.64km　　線路功率損耗：　　PL=3IR=3IrL=3*104.79*0.28*0.64=5.9KW　　QL=3IX=3

34、IxL=3*104.79*0.3*0.64=6.3Kvar　　線路首端功率：　　P=P’+P=1587.98+5.9=1593.88KW　　Q=Q’+Q=878.98+6.3=885.28Kvar　　線路壓降計算：&

35、lt;/b>　　U==0.045KV　　U%=*100%=0.45% 合格。　　供給變電所II的10KV線路　　為保證供電的可靠性選用雙回路供電線路，每回供電線路計算負荷：　　P30=0.5*2700=1350KW</

36、p>　　Q30=0.5*1368=684Kvar　　計及變壓器的損耗：　　P’= P30+PT=1350+11.84=1361.84KW　　Q’= Q30+QT=684+73.94=757.94Kvar

37、S’==1558.5KVA　　I= S’/(U)=89.98A　　年最大負荷平局利用小時數(shù)T==1780h,查表得:架空線路的經(jīng)濟電流密度J=1.48A/mm。　　所以可得經(jīng)濟截面：A=I/ J=60.79mm。　　可選導(dǎo)線型號為LJ-70，其允許載流量為I=265A。&

38、lt;/p>　　相應(yīng)參數(shù)為r=0.48=0.32。　　再按發(fā)熱條件檢驗　　已知=40C，溫度修正系數(shù)為：K = =0.816　　I= K* I=0.816*265=216.24A> I=89.98A

39、　由上式可知，所選導(dǎo)線符合長期發(fā)熱條件。　　由于變電所II緊鄰35/11kv主變壓器，10kv線路很短，其功率損耗可忽略不計。　　線路首端功率：　　P= P’=1361.84KW　　Q= Q’=757.94Kvar

40、　　供給變電所III的10KV線路　　為保證供電的可靠性選用雙回路供電線路，每回供電線路計算負荷：　　P30=0.5*3150=1575KW　　Q30=0.5*1596=798Kvar　　計及變壓器的損耗<

41、/p>　　P’= P30+PT=1575+12.98=1587.98KW　　Q’= Q30+QT=798+80.98=878.98Kvar　　S’==1815KVA　　I= S’/(U)=104.79A　　年最大負荷平局利用小時數(shù)T==4543

42、h,查表得:架空線路的經(jīng)濟電流密度J=1.00A/mm。　　所以可得經(jīng)濟截面：A=I/ J=104.79mm。　　可選導(dǎo)線型號為LJ-95，其允許載流量為I=325A。　　相應(yīng)參數(shù)為r=0.36=0.31。　　再按發(fā)熱條件檢驗<

43、/p>　　已知=40C，溫度修正系數(shù)為：K = =0.816　　I= K* I=0.816*325=365.2A> I=104.79A　　由上式可知，所選導(dǎo)線符合長期發(fā)熱條件。　　根據(jù)地理位置圖及比例尺，得到此線路長度為0.32km<

44、;b>　　線路功率損耗：　　PL=3IR=3IrL=3*104.79*0.32*0.36=3.8KW　　QL=3IX=3IxL=3*104.79*0.32*0.31=3.3Kvar　　線路首端功率：　　P=P

45、’+P=1587.98+3.8=1591.78KW　　Q=Q’+Q=878.98+3.3=882.28Kvar　　線路壓降計算　　U==0.035KV　　U%=*100%=0.035% 合格。

46、　　工廠總降壓變電所及接入系統(tǒng)設(shè)計　　工廠總降壓變電所主變壓器臺數(shù)及容量的選擇　　=2*（+ +）=2*(1593.88+1361.84+1591.78)=9095KW　　=2*（Q+ Q+Q）=2*(885.28+757.94+882.28)=5051Kvar　　=K*

47、=0.9*9095=8185.5KW　　Q= K*=0.95*5051=4798.5Kvar　　總降變10kv側(cè)無功補償試?。篞=850kvar　　cos¢= =0.99>0.90　　S==8193.9 KVA

48、為保證供電的可靠性，選用兩臺主變壓器：　　S=0.7 S=0.7*8193.9=5735.73KVA　　所以選在變壓器型號為SL7-6300/35，兩臺。　　查表得　　空載損耗P0=8.20KW；<p&g

49、t;　　負載損耗Pk=41.00KW;　　阻抗電壓Uk%=7.5；　　空載電流I0%=0.9。　　2.35kv供電線路截面選擇　　為保證供電可靠性，選用兩回35kv供電線路。　　P’=0.5*P=0.5*8185.5=4092.7

50、5KW　　Q’=0.5*（）=0.5*（4798.5-850）=1974.25Kvar　　S’==4544KVA　　用化簡公式求變壓器損耗：　　P=0.015S’=0.015*4544=68.16KW　　Q=0.06 S’=0.0

51、6*4544=272.64Kvar　　每回35kv供電線路的計算負荷：　　P’’=P’+P=4092.75+68.16=4160.91KW　　Q’’=Q’+Q=1974.25+272.64=2246.89Kvar　　S’’==4728.8KVA&l

52、t;p>　　I= S’’/(U)=78A　　按經(jīng)濟電流密度選擇導(dǎo)線的截面：　　A==78/0.9=86.67mm　　可選LJ-95起允許載流量為：I=325A.　　再按長期放熱條件校驗：　　I=K I=0.95*325=30

53、8.75A>78A　　所選導(dǎo)線符合發(fā)熱條件。　　3.35kv線路功率損耗計算。　?。?）35kv線路功率損耗計算。　　已知LJ-95參數(shù)　　r=0.36=0.31，l=19km。<

54、/p>　　線路的功率損耗：　　PL=3IR=3 IrL=3*78*0.36*19=124.8KW　　QL=3IX=3 IxL=3*78*0.31*19=50.9Kvar　　線路首端功率：

55、　　P=P’’+PL =4160.91+124.8=4285.71KW　　Q=Q’’+QL =2246.89+50.9=2299.79Kvar　　線路壓降計算　　U==1.2KV

56、　　U%=*100%=3.4% 合格。　　短路電流計算　　按無窮大系統(tǒng)供電計算短路電流。短路計算電路圖見圖。為簡單起見，標(biāo)幺值符號*全去掉。　　工廠總降壓變35kv母線短路電流（短路點1）　　確定標(biāo)幺值基準(zhǔn)：<

57、/b>　　S=100MVA, U=37kv　　I===1.56KA　　計算個主要元件的電抗標(biāo)幺值：　　系統(tǒng)電抗（取斷路器S=1500MVA）　　X1===0.067　　35kv線路電

58、抗（LJ-95）　　x==0.31　　X2=0.31*19*=0.43　?。?）求三相短路電流和短路容量：　　1)總電抗標(biāo)幺值：　　X=0.067+0.5

59、*0.43=0.282　　2)三相短路電流周期分量有效值：　　I===5.53KA　　3)其他三相短路電流值：　　I= I= I=5.53KA　　i=2.55 I=2.55*5.53=14.1KA<p

60、>　　I=1.51 I=1.51*5.53=8.35KA　　4)三相短路容量：　　S===354.6MVA　　2.10kv母線短路電流（短路點2）　?。?）確定標(biāo)幺值基準(zhǔn)：　　S=100

61、MVA, U=10.5kv　　I===5.50KA　　(2)計算個主要元件的電抗標(biāo)幺值：　　1）系統(tǒng)電抗：　　X1===0.067　　2）35kv線路電抗：<p&

62、gt;　　X2= 0.31*19*=0.43　　3）35/11kv電力變壓器電抗（Uk%=7.5）：　　X3===1.19　　(3) 求三相短路電流和短路容量：　　1）總電抗標(biāo)幺值：</p&

63、gt;　　X=X1+=0.067+=0.877　　2)三相短路電流周期分量的有效值：　　I===6.27KA　　3）其他三相短路電流：　　I= I= I=6.27KA　　i=2.55 I=2.55*6.27=

64、15.99KA　　I=1.51 I=1.51*6.27=9.47KA　　4)三相短路容量：　　S===114MVA　　3.0.4kv車間抵押母線短路電流（短路點3）　　（1）確定標(biāo)幺值基準(zhǔn)：&

65、lt;/p>　　S=100MVA, U=0.4kv　　I===144.34KA　　(2)計算個主要元件的電抗標(biāo)幺值：　　1）系統(tǒng)電抗：　　X1===0.067　　2

66、）35kv線路電抗：　　X2= 0.31*19*=0.43　　3）35/11kv電力變壓器電抗（Uk%=7.5）：　　X3===1.19　　4）10kv廠內(nèi)架空線路電抗（給變電所II供電）：

67、　因這段10kv架空線路很短，l0，電抗可不計。　　X4=0　　5）10/0.4kv電力變壓器（2500KVA變壓器Uk%=5.5）：　　X5===2.2　　(3) 求三相短路電流和短路容量：&l

68、t;/p>　　1）總電抗標(biāo)幺值：　　X=X1++=0.067++=1.977　　2)三相短路電流周期分量的有效值：　　I===73KA！　　3）其他三相短路電流：<

69、;/p>　　I= I= I=73KA！　　i=1.84I=1.84*73=134.32KA　　I=1.09 I=1.09*73=79.57KA　　4)三相短路容量：　　S===50.58MVA</p&

70、gt;　　三相短路電流和短路容量計算結(jié)果列表匯總　　五、變電所高低壓電氣設(shè)備的選擇　　根據(jù)上述短路電流計算結(jié)果，按正常工作條件選擇和按短路情況校驗，總降壓變電所主要高低壓電氣設(shè)備確定如下。　　高壓35kv側(cè)設(shè)備

71、　35kv側(cè)設(shè)備的選擇如表1所示。　　中亞10kv側(cè)設(shè)備　　10kv側(cè)設(shè)備如表2所示。　　低壓0.4kv側(cè)設(shè)備　　低壓0.4kv側(cè)設(shè)備如表3所示　　表1&

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