工厂供电课程设计——某机械加工车间低压配电系统和车间变电所设计

某机械加工车间低压配电系统及车间变电所设计

2008年7月2日

目录

一、负荷计算 ........................................... 错误！未定义书签。 二、变电所主变压器和主结线方案的选择错误！未定义书签。

三、短路电流的计算 .............................. 错误！未定义书签。 四、变电所一次设备的选择校验 .......... 错误！未定义书签。 五、变电所进出线和和邻近单位联络线的选择错误！未定义书签。

六、变电所二次回路方案的选择和继电保护的整定错误！未定义书签。

七、设计图样 ............................................................................ 10 八、车间平面布置图 ............................................................... 11 九、心得体会 ........................................... 错误！未定义书签。

一、负荷计算

1．由车间平面布置图，可把一车间的设备分成5组，分组如下：

NO.1：29、30、31 配电箱的位置：D-②靠墙放置 NO.2：14——28 配电箱的位置：C-③靠墙放置 NO.3：1、32、33、34、35 配电箱的位置：B-⑤靠柱放置 NO.4：6、7、11、12、13 配电箱的位置：B-④靠柱放置 NO.5：2、3、4、5、8、9、10 配电箱的位置：B-⑥靠柱放置 2．总负荷计算表如表1所示。

表1 机加工一车间和铸造、铆焊、电修等车间负荷计算表 编名类供电设备容需要cosΦ tanΦ 计算负荷 号 称 别 回路量系数 P30 Q30 S30 I30/A 代号 Pe/KW Kd /KW /Kvar /KVA 1 机动No.1104 0.7 0.95 0.33 72.8 24.0 76.7 116.5 加力 供电工一车间 2 铸动造力 车间 照明 3 铆动焊力 车间 照明 4 电动修力 车间 照明 总计 回路 No.2供电回路 No.3供电回路 No.4 供电回路 No.5 供电回路 No.6供电回路 No.7供电回路 No.8供电回路 No.9 供电回路 No.10 供电回路 No.11 供电回路 No.12 供电回路 No.13 供电回路 No.14 供电回路 No.15 供电回路 82.9 0.2 0.5 1.73 16.6 28.7 33.2 50.4 157.7 0.2 0.5 1.73 31.5 54.6 63.0 95.7 22.5 0.2 0.5 1.73 4.5 7.8 9.0 13.7 38.6 0.2 0.5 1.73 7.7 13.4 15.4 23.4 160 0.4 0.7 1.02 64 65.3 91.4 138.9 140 0.4 0.7 1.02 56 57.1 80.0 121.5 180 0.4 0.7 1.02 72 73.4 102.8 156.2 8 0.8 1 0 6.4 0 6.4 9.7 150 0.3 0.45 2.0 45 89.1 99.8 151.6 170 0.3 0.45 2.0 51 101 113.1 171.9 7 0.8 1 0 5.6 0 5.6 8.5 150 0.3 0.5 1.73 45 78 65 90.0 136.8 146 0.3 0.56 1.48 44 78.5 119.3 10 0.8 1 0 8 0 8 12.2 动1501.7 0.67 1.12 586.1 657.4 880.7 1338.2 (380V侧) 力 照25 明 计入KΣp=0.8 0.64 1.19 468.9 558.8 729.5 1108.3 KΣq=0.85 3. 无功功率补偿 由表1可知，该厂380V侧最大负荷时的功率因素只有0.64。而供电部门要求该厂10KV进线最大负荷时的功率因素不应地于0.90。考虑到主变压器的无功损耗远大于有功损耗，因此380V侧最大负荷时的功率因素应稍大于0.90，暂取0.92来计算380V侧所需无功功率补偿容量:

Qc=P30(tanΦ1- tanΦ2)=468.9[tan(arccos0.64)- tan(arccos0.92)]Kvar =361.1 Kvar

参照图2-6，选PGJ1型低压自动补偿屏，并联电容器为BW0.4-14-3型，采用其方案1（主屏）1台和方案3（辅屏）4台相组合，总容量84Kvar×5=420Kvar。因此无功补偿后工厂380V侧和10KV侧的负荷计算如下表：

表2 无功补偿后工厂的计算负荷 项目 cosΦ 计算负荷 P30/KW Q30/Kvar S30/KVA I30/A 380V侧补偿0.64 468.9 558.3 729.5 1108.3 前负荷 380V侧无功 -420 补偿容量 380V侧补偿0.96 468.9 138.3 488.9 742.8 后负荷 主变压器功 0.015S30=7.3 0.06S30=29.3 率损耗 10KV侧负0.94 476.2 167.6 504.8 29.1 荷总计 二、变电所主变压器和主结线方案的选择 1．变电所主变压器的选择 根据工厂的负荷性质和电源情况，工厂变电所的主变压器可以有下列两种方案：

（1）装设一台主变压器 型式采用S9，而容量根据SN。

即选一台S9-630/10型低损耗配电变压器。至于T=630KVA>S30=504.8KVA选择，

工厂二级负荷的备用电源，由和邻近单位相联的高压联络线来承担。

（2）装设两台主变压器 型式也采用S9，每台容量按式SN·T≈（0.6～0.7）S30选择，即

SN·T≈（0.6～0.7）×504.8kVA=(302.9～353.36)kVA 因此选两台S9-400/10型低损耗配电变压器。 主变压器的联结组别均采用Yyn0。

2．变电所主结线方案的选择 按上面考虑的两种主变压器的方案可设计下列两种主结线方案：

（1）装设一台主变压器的主结线方案。 （2）装设两台主变压器的主结线方案。

（3）两种主结线方案的技术经济比较（表3）。

表3 两种主结线方案的比较

比较项目 供电安全性 供电可靠性 技 术 供电质量 指 标 灵活方便性 扩建适应性 经 济 电力变压器的 指 综合投资额 标 装设一台主变的方案 满足要求 基本满足要求 由于一台主变，电压损耗略大 只一台主变，灵活性稍差 稍差一些 由表2-8差得S9-630的单价为7.47万元，而由表4－1查得变压器综合投资约为其单价的2倍，因此其综合投资为2×7.47万元＝14.94万元 查表4-10得GG-1A(F)型柜按每台3.5万元计，查表得其综合投资按设备价1.5倍计，因此其综合投资约为4×1.5×3.5万元＝21万元 参照表4-2计算，主变和高压开关柜的折旧和维修管理费每年为3.706万元（其余略） 按800元/kVA计，贴费为630×0.08万元＝50.4万元 装设两台主变的方案 满足要求 满足要求 由于两台主变并列，电压损耗略小 由于有两台主变，灵活性较好 更好一些 由表2-8差得S9-400的单价为5.31万元，因此两台综合投资为4×5.31万元＝21.24万元，比一台主变方案多投资6.3万元 本方案采用6台GG-1A(F)柜，其综合投资约为6×1.5×3.5万元＝31.5万元，比一台主变方案多投资10.5万元 主变和高压开关柜的折旧和维修管理费每年为6.752万元，比一台主变方案多耗3.046万元 贴费为2×400×0.08万元＝64万元，比一台主变方案多交13.6万元 高压开关柜（含计量柜）的综合投资额 电力变压器和高压开关柜的年运行费 交供电部门的一次性 供电贴费 从上表可以看出，按技术指标，装设两台主变的主结线方案略优于装设一台主变的主结线方案，但按经济指标，则装设一台主变的方案远优于装设两台主变的方案，因此决定采用装设一台主变的方案。（说明：如果工厂负荷近期有较大增长的话，则宜采用装设两台主变的方案。 三、短路电流的计算

1．绘制计算电路（图1）

图1 短路计算电路

2．确定基准值 设Sd=100MVA，Ud1=10.5kV，低压侧Ud2=0.4kV，则

Id1?Sd3Ud1Sd3Ud2?100MVA3?10.5kV100MVA3?0.4kV?5.5kV

Id2???144kA

3.计算短路电路中各元件的电抗标幺值 （1）电力系统

X1*?100MVA/200MVA?0.5

（2）架空线路 由LGJ-150的x0?0.36?/kV，而线路长0.3km,故

*?(0.36?0.3)?? X2100MVA?10.5kV?2?0.098

（3）电力变压器 有UZ%?4.5，故

* X3?

4.5100MVA??7.1 100630kVA因此绘等效电路，如图2所示。

图2 等效电路

4．计算k-1点（10.5kV侧）的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量

（1）总电抗标幺值

*** X??X?X(k?1)12?0.5?0.098?0.598

（2）三相短路电流周期分量有效值

(3)* Ik?1?Id1/X?(k?1)?5.5kA/0.598?9.2kA

（3）其他短路电流

（3）?(3))?I??Ik(3 I?1?9.2kA

i(3)sh(3)sh（3）??2.55I?2.55?9.2?23.5kA （3）??1.51I?1.51?9.2?13.9kA

I （4）三相短路容量

(3)* Sk?S/X?1d?(k?1)?100MVA/0.598?167.2MVA

5．计算k-2点（0.4kV侧）的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量