电机修造厂变电所设计(供配电设计).docx

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1、电力工业发展初期，电能是干脆在用户旁边的发电站（或称发电厂）中生产的，各发电站孤立运行。随着工农业生产和城市的发展，电能的须要量快速增加，而热能资源（如煤田）和水能资源丰富的地区又往往远离用电比较集中的城市和工矿区，为了解决这个冲突，就须要在动力资源丰富的地区建立大型发电站，然后将电能远距离输送给电力用户。同时，为了提高供电牢靠性以及资源利用的综合经济性，又把很多分散的各种形式的发电站，通过送电线路和变电所联系起来。这种由发电机、升压和降压变电所，送电线路以及用电设备有机连接起来的整体，即称为电力系统。电力系统在技术和经济上都可以收到很大的效益，主要的有：削减系统中的总装机容量，由电力系统供电

2、的各用户的最大负荷并不是同时出现的，因此，系统中综合最大负荷总是小于各用户最大负荷的总和。由于系统综合最大负荷的降低，也就可以相应地削减系统的总装机容量。同时,有些形式的电站，如热电站，水电站、风力电站、原子能电站等，假如不与系统并列，就很难保证持续正常供电以及发挥其最佳经济效益。1.l加题目1.2设计内容及步骤35KV变电所设计，是依据各个车间的负荷数量和性质，生产工艺对负荷的要求，以及负荷布局，结合国家供电状况。解决对各部门的平安牢靠，经济的安排电能问题。其基本内容有以下几方面。负荷计算全厂总降压变电所的负荷计算，是在车间负荷计算的基础上进行的。考虑车间变电所变压器的功率损耗，从而求出全厂

3、总降压变电所高压侧计算负荷及总功率因数。列出负荷计算表、表达计算成果。35KV变电所主接线设计依据变电所配电回路数，负荷要求的牢靠性级别和计算负荷数综合主变压器台数，确定变电所高、低接线方式。对它的基本要求，即要平安牢靠有要敏捷经济，安装简洁修理便利。短路电流计算由系统不同运行方式下的短路参数，求出不同运行方式下各点的三相及两相短路电流。变电所高、低压侧设备选择参照短路电流计算数据和各回路计算负荷以及对应的额定值，选择变电所高、低压侧电器设备，如隔离开关、断路器、母线、电缆、绝缘子、避雷器、互感器、开关柜等设备。并依据须要进行热稳定和力稳定检验。用总降压变电所主结线图，设备材料表和投资概算表达

4、设计成果。继电爱护及二次结线设计为了监视，限制和保证平安牢靠运行，变压器、高压配电线路移相电容器、高压电动机、母线分段断路器及联络线断路器，皆须要设置相应的限制、信号、检测和继电器爱护装置。并对爱护装置做出整定计算和检验其灵敏系数。设计包括继电器爱护装置、监视及测量仪表，限制和信号装置，操作电源和限制电缆组成的变电所二次结线系统，用二次回路原理接线图或二次回路绽开图以及元件材料表达设计成果。35kv及以上系统尚需给出二次回路的爱护屏和限制屏屏面布置图。变电所防雷装置设计参考本地区气象地质材料，设计防雷装置。进行防直击的避雷针爱护范围计算，避开产生反击现象的空间距离计算，按避雷器的基本参数选择防

5、雷电冲击波的避雷器的规格型号，并确定其接线部位。进行避雷灭弧电压，频放电电压和最大允许安装距离检验以及冲击接地电阻计算。2供配电系统的负荷计算电力负荷计算方法包括:利用系数法、单位产品耗电量法、须要系数法、二项式系数法。我国一般运用须要系数法和二项式系数法,前者适用于确定全厂计算负荷、车间变电所计算负荷及负荷较稳定的干线计算负荷;后者用于负荷波动较大的干线或支线。在实际设计和实践中,电力负荷计算的有关计算系数和特征参数的选择都会影响电负荷计算结果,使其偏大、偏高。2. 4负荷的计算24.1负荷计算的内容和目的(1)尖峰电流指单台或多台用电设备持续1秒左右最大负荷电流。一般取启动电流上午周期重量

6、作为计算电压损失、电压波动和电压下降以及选择电器和爱护元件等的依据。在校验瞬动元件时，还应考虑启动电流的非周期重量。(2)平均负荷为一段时间内用电设备所消耗的电能与该段时间之比。常选用最大负荷班(即有代表性的一昼夜内电能消耗量最多的一个班)的平均负荷，有时也计算年平均负荷。平均负荷用来计算最大负荷和电能消耗量。负荷计算的方法有须要系数法、利用系数法及二项式等几种。本设计采纳须要系数法确定。主要计算公式有：有功功率：P30=PeKd无功功率:Q30=P30tg视在功率：S3O=P30Cos计算电流:130=S303UN2.42各用电车间负荷计算列表如下表（LD表（1.1）电机修造厂各车间符合负荷

7、状况及各车间变电所容量序号车间名称设备容量计算负荷车间变电所代号变压器台数及容量kWkW。30kvarS30kVAkVA1电机修造车间2505609500788No.1车变1X10002机械加工车间886163258305No.2车变l4003新品试制车间634222336403No.3车变l5004原料车间514310183360No.4车变l4005备件车间562199158254No5车变13156锻造车间150365868No.6车变1X1007锅炉房269197172262No.7车变1X3158空压站322181159241No.8车变1X3159汽车库53302740No.9车变

8、l8010大线圈车间335187118221NoJO车变l25011半成品试验站365287464No.11车变150012成品试验站2290640480800No.12车变1X100013加压站（IOkV转供负荷）2561631392141X25014设备处仓库（IokV转供负荷）3382284441X50015成品试验站内大型集中负荷3600288023003686主要为高压整流装置，要求专线供电取勺=0.92,父=0.95=(609+163+222310+199+36+197+181+301+187+365+640+163+3382880X=6520ZW3a1=(500+258+336+

9、183158+58+172+159+27+118+287+480+139+288+2300v=5463H则：入O=AZZ3(M=0.92X652(RvV=59984卬30= 30.1 = 0.95 5463 k varS30= JAO+go = 59982 + 519()2/CEA=7932KVA=d=举_=13IA303t335/.CoS 夕= 0.75故.tan=-0.865叽Ao5998由以上计算可知在为进行功率补偿之前功率因数仅为0.75电能的利用效率很低，对电能时一种极大的奢侈因此修要进行功率因数的补偿。提高供电系统及负载的功率因数，降低设备容量，削减功率损耗，稳定受电端及电网的电压

10、，提高供电质量。在长距离输电线中合适的地点设置动态无功补偿装置还可以改善输电系统的稳定性，提高输电实力。在电弧炉炼钢、电气化铁道等三相负载不平衡的场合，通过适当的无功补偿可以平衡三相的有功及无功负载。3功率的补偿3.1电能节约和无功功率补偿的意义在工业、企业供电系统中，由于绝大多数用电设备均属于感性负载，这些用电设备在运行时除了从供电系统取用有功功率P外，还取用相当数量的无功功率Q。有些生产设备(如轧机，电弧炉等)在生产过程中还常常出现无功冲击负荷，这种冲击负荷比正常取用的无功功率可能增大56倍。从电路理论知道，无功功率的增大使供电系统的功率因数降低。功率因数的降低将致使：电网回路中功率损耗增

11、大；电网回路中电压损失增大；供电设备的供电实力下降，电能成本增高。3. 2无功功率与功率因数补偿很多用电设备均是依据电磁感应原理工作的，如配电变压器、电动机等，它们都是依靠建立交变磁场才能进行能量的转换和传递。为建立交变磁场和感应磁通而须要的电功率称为无功功率，因此，所谓的无功并不是无用的电功率，只不过它的功率并不转化为机械能、热能而已；因此在供用电系统中除了须要有功电源外，还须要无功电源，两者缺一不行。在功率三角形中，有功功率P与视在功率S的比值，称为功率因数cos,其计算公式为：cos=PS=P(P2+Q2)1/2在电力网的运行中，功率因数反映了电源输出的视在功率被有效利用的程度，我们希望

12、的是功率因数越大越好。这样电路中的无功功率可以降到最小，视在功率将大部分用来供应有功功率，从而提高电能输送的功率。3. 2.3无功功率的补偿计算由以上计算可知功率因数COS0=0.750.9因此须要进行功率因数补偿(并联电容进行功率因数补偿)。取补Qc=5998(rrarccos0.75-Fararccos0.92)&var=2724kvar偿后功率因数为0.92取r=2800Jlvar额定电容：2.8/9川BvW76.3-100-IW电容个数：=L=%=28PC100一、变压器选择：由于该系统属二级负荷需使2台变压器。 一台单独运行SSyr=(0.60.7)=(0.60.7)x7932=(4

13、759555.2)KVA 任一台单独运行S7SwS3o(h)选2台容量均为5700KVA的变压器无功补偿后变电所低压侧的计算负荷：530=59982+(5463-2800)=6564KV4变压器功率损耗r=0.06$0=393.8&varW=0.015XS3q=98.5Zvar高压侧：Ro=(5998+98.5)w=6097KWQi。=(5463-2800)+393Mw=3057kwS3。=2+2=6821KVA无功补偿后：COSP=殳=密=0.9符合要求S306821由上式可以看出，在变电所低压侧装设无功补偿装置以后，由于帝业侧的视在计算负荷减小，从而可使变电所住变压器的容量选得小一些。这不

14、仅降低了变电所的初投资,而且可以削减用户的开支。4变电所位置的选在新建的送变电工程中，变电所的所址选择是工程建设前期工作一个关键性的环节，对整个工程建设的投资费用和投产后的运行平安牢靠性及生产的综合经济效益，起重要作用。结合特别的地理、地形条件，把所址选定、选好，是绘就电网发展规划蓝图的基础。只有科学地选择所址和线路路径，才能使将来的电力网络平安、经济和牢靠地服务于本区域经济建设。同时，满意供电生产部门科学管理电网的需求。因此，如何选择好变电所的所址是一个值得探讨的问题。针对变电所所址选择的过程及一般要求进行分析探讨，就如何选择新建变电所的所址提出一些建议。4. 2变电所的所址选择一般要求(1)所址靠近供电区域负荷中心(2)使地区电源分布合理(3)凹凸各侧进出线便利(4)交通运输便利（5）其他要求应贯彻节约用地的精神，不占或少占耕地及经济效益高的土地。总体占地面积应依据最终规模确定。结合详细工程条件，采纳多种布置方案如阶梯型、高型布置等。5主结线方案与配电设备的选择5.1 变配电所主接线的选择原则当满意运行要求时，应尽量少用或不用断路器，以节约投资；当变电全部两台变压器同时运行时，二次侧应采纳断路器分段的单母线接线；当供电电源只有一回线路，变电所装设单台变压器时，宜采纳线路变压器组结线；1为了限制配出线短路电流，具有多台主变压器同时运行的变电所，应采纳变压器分列运行