某紡織廠供配電系統(tǒng)設計

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上某紡織廠供配電系統(tǒng)設計一丶設計對象簡介變電所由主接線，主，高、裝置，和控制系統(tǒng)，所用電和，遠動和通信系統(tǒng)，必要的裝置和主控制室等組成。其中，主接線、主變壓器、高低壓配電裝置等屬于；繼電保護和控制系統(tǒng)、直流系統(tǒng)、遠動和通信系統(tǒng)等屬。主接線是變電所的最重要組成部分。它決定著變電所的功能、建設投資、運行質量、維護條件和供電可靠性。一般分為單母線、一個半接線和環(huán)形接線等幾種基本形式。主變壓器是變電所最重要的設備，它的性能與配置直接影響到變電所的先進性、經(jīng)濟性和可靠性。一般變電所需裝23臺主變壓器；330 千伏及以下時，主變壓器通常采用三相變壓器，其容量按投入5 10年的預期選

2、擇。此外，對變電所其他設備選擇和所址選擇以及總體布置也都有具體要求。變電所繼電保護分系統(tǒng)保護（包括和母線保護）和元件保護（包括變壓器、及裝置保護）兩類。二丶原始資料 1.工廠負荷數(shù)據(jù)：工廠多數(shù)車間為2班制，年最大負荷利用小時數(shù)4600小時。工廠負荷統(tǒng)計資料見表1。設計需要考慮工廠5年發(fā)展規(guī)劃負荷（工廠負荷年增長率按2%）。 表1：化纖廠負荷情況表序號車間及設備安裝容量(kW)需要系數(shù)1紡練車間紡絲機2000.800.78筒絞機300.750.75烘干機850.751.02脫水機120.600.80通風機1800.700.75淋洗機60.750.78變頻機8400.800.70傳送機400.80

3、0.702原液車間照明10400.750.703酸站照明2600.650.704鍋爐房照明3200.750.755排毒車間照明1600.700.606其他車間照明2400.700.75 2.供電電源請況：按與供電局協(xié)議，本廠可由16公里處的城北變電所（110/38.5/11kV），90MVA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電纜做備用電源，但容量只能滿足本廠負荷的20%（重要負荷），平時不準投入，只在本廠主要電源故障或檢修時投入。 3.電源的短路容量（城北變電所）：35kV母線的出線斷路器斷流容量為400MVA；10kV母線的出線斷路器斷流容量為35

4、0MVA。4.電費制度：按兩部制電費計算。變壓安裝容量每1kVA為18元/月，電費為0.5元/ kW·h。 5.氣象資料：本廠地區(qū)最高溫度為38度，最熱月平均最高氣溫為30度。 6.地質水文資料：本廠地區(qū)海拔60m，底層以砂粘土為主，地下水位為2 m。二設計內容 1總降壓變電站設計 （1）負荷計算 （2）主結線設計：根據(jù)設計任務書，分析原始資料與數(shù)據(jù)，列出技術上可能實 現(xiàn)的多個方案，根據(jù)改方案初選主變壓器及高壓開關等設備，經(jīng)過概略分析比較，留下23個較優(yōu)方案，對較優(yōu)方案進行詳細計算和分析比較，（經(jīng)濟計算分析時，設備價格、使用綜合投資指標），確定最優(yōu)方案。 （3）短路電流計算：根據(jù)電氣

5、設備選擇和繼電保護的需要，確定短路計算點， 計算三相短路電流，計算結果列出匯總表。（4）主要電氣設備選擇：主要電氣設備的選擇，包括斷路器、隔離開關、互感 器、導線截面和型號、絕緣子等設備的選擇及校驗。選用設備型號、數(shù)量、匯成設備一覽表。 （5）主要設備繼電保護設計：包括主變壓器、線路等元件的保護方式選擇和整定計算。 （6）配電裝置設計：包括配電裝置布置型式的選擇、設備布置圖。 （7）防雷、接地設計：包括直擊雷保護、進行波保護和接地網(wǎng)設計。 2車間變電所設計 根據(jù)車間負荷情況，選擇車間變壓器的臺數(shù)、容量，以及變電所位置的原則考慮。 3廠區(qū)380V配電系統(tǒng)設計 根據(jù)所給資料，列出配電系統(tǒng)結線方案，

6、經(jīng)過詳細計算和分析比較，確定最優(yōu)方案。三丶接入系統(tǒng)設計1、計算廠總降壓變負荷 （1）.計算負荷方法 目前負荷計算常用需要系數(shù)法、二項式法、和利用系數(shù)法,前二種方法在國內設計單位的使用最為普遍。此外還有一些尚未推廣的方法如單位產品耗電法、單位面積功率法、變值系數(shù)法和ABC法等. 常采用需用系數(shù)法計算用電設備組的負荷時，應將性質相同的用電設備劃作一組，并根據(jù)該組用電設備的類別，查出相應的需用系數(shù)xK，然后按照表一給出的公式求出該組用電設備的計算負荷。 此設計采用的是需用系數(shù)法來對電力負荷計算的。用需要系數(shù)法確定計算負荷都有如表2的通用公式：=2、設備的功率因

7、素 按照我國供電部門的規(guī)定，高壓供電的用戶必須保證功率因數(shù)在9.0以上，低壓供電的用戶必須在85.0以上。為了使用戶注意提高功率因數(shù)，供電部門還對大宗用電單位實行按戶月平均功率因數(shù)調整電費的辦法。調整功率因數(shù)標準一般為85.0，大于85.0時給以獎勵，低于85.0時便要增收電費甚至罰款，功率因數(shù)很低時供電部門要停止供電。 (1).提高功率因數(shù)方法 1.通過適當措施提高自然功率因數(shù)。提高自然功率因數(shù)可以通過合理選擇感應電動機的容量、使用中減少感應電動機的空載運行、條件許可時盡量使用同步電動機、以最佳負荷率選擇變壓器等方法達到目的。 2.并聯(lián)同步調相機。同步

8、調相機是一種專用于補償無功功率的同步電動機，通過調節(jié)同步調相機的勵磁電流可補償供電系統(tǒng)的無功功率，從而提高系統(tǒng)的功率因數(shù)。同步調相機輸出無功功率為無極調節(jié)方式，調節(jié)的范圍較大，并且在端電壓下降10%以內時，無功輸出基本不變，當端電壓下降10%以上時，可強行勵磁增加無功輸出。但是，同步調相機補償單位無功功率造價高。每輸出1vark的無功功率要損耗0.5%3%的有功功率，基建安裝要求高、不易擴建、運行維護復雜，所以一般用于電力系統(tǒng)中的樞紐變電站及地區(qū)降壓變電站。 3.并聯(lián)適當?shù)撵o電電容器。并聯(lián)電容安裝簡單、容易擴建、運行維護方便，補償單位無功功率的造價低、有功損耗小（小于0.3%），因此

9、廣泛用于工廠企業(yè)及民用建筑供電系統(tǒng)中。3、動力支路負荷計算   在采用需要系數(shù)法進行動力支路負荷計算時，應將計算范圍內的用電設備分組，分別進行各個組內的負荷計算并將計算結果相加得到總的計算負荷，然后根據(jù)用電設備的臺數(shù)和容量的大小以及用電設備的性質乘以一個同時系數(shù)，得到計算結果。   每個組內的負荷計算可以采用通用計算公式進行，動力支路的負荷計算采用下式進行：在使用上述公式時要注意： 1.分組的原則：用電設備的性質相同、功率因數(shù)相同、需要系數(shù)相同的分一組。 2.有功、無功同時系數(shù)的概念和數(shù)值是不同的，通常對于同一組用

10、電設備組無功同時系數(shù)的值比有功同時系數(shù)要大。通常情況下有功同時系數(shù)的范圍(0.80.97)、無功同時系數(shù)范圍(0.81.0)。4、各車間的負荷計算 （1）.紡練車間：全廠負荷的計算：     計算全廠的計算負荷時，總的計算負荷要小于每個用電負荷加起來的和，我們在通常情況下取的全部用電負荷之和的95%。取全部用電負荷之和的90%，這樣在一定程度上就避免了大馬拉小車情況的發(fā)生,提高了運行效率,符合了經(jīng)濟生產、生活的需要。 因此，本次課程設計中的全廠計算負荷就為各個設備計算負荷之和的95%即： 全廠計算負荷=0.90(紡

11、練車間計算負荷+原液車間計算負荷+酸站照明計算負荷+鍋爐房照明計算負荷+排度車間計算負荷+其他車間計算負荷) 四丶車間供電系統(tǒng)設計1、 變電所所址的選擇 變電所所址的選擇是否合理,直接影響供配電系統(tǒng)的造價和運行。工廠變配電所所址的選擇,應考慮以下原則: 1.盡量靠近負荷中心,以便減少電壓損耗、電能損耗和有色金屬消耗量。 2.節(jié)約用電,不占或少占耕地及經(jīng)濟效益高的土地。 3.與城鄉(xiāng)或工礦企業(yè)規(guī)劃相協(xié)調,便于架空線路和電纜線路的引入和引出。 4.交通運輸方便。 5.盡量避開污染源或選擇在污染源的上風側。 6.應考慮變電所與周圍環(huán)境、鄰近設施的相互影響。 7.盡量不設在低洼積水場所及其下方。 8.應

12、遠離易燃易爆等危險場所。 2、車間變電所位置的確定 根據(jù)地理位置及各車間計算負荷大小，決定設立3個車間變電所，各自供電范圍如下： 變電所：紡煉車間、鍋爐房。 變電所：原液車間。 變電所：排毒車間、其他車間、酸站。 2、 變電所變壓器臺數(shù)的確定 1.確定原則 （ 1）.對于大城市郊區(qū)的一次變電所在中低壓側已構成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電所以裝設兩臺變壓器為宜。 （2）.對地區(qū)性孤立的一次變電所或大型工業(yè)專用變電所在設計時應考慮裝設三臺變壓器。 （3）礎宜按大于變壓器容量的 12 級設計，以便負發(fā)展時，更換變壓器的容量。 2.選擇變壓器臺數(shù)時,應考慮以下因素: （ 1）.應滿足用電負荷對供電的可靠性的要求

13、，對供有大量一、二級負荷的變電所，宜采用兩臺變壓器，以便當一臺變壓器發(fā)生故障或檢修時，另一臺能對一、二級負荷繼續(xù)供電。 （2）.對于一級負荷的場所，鄰近又無備用電源聯(lián)絡線可接,或季節(jié)性負荷變化較大時,宜采用兩臺變壓器。 （3）.是否裝設變壓器，應視其負荷的大小和鄰近變電所的距離而定。當負荷超過320KVA時，任何距離都應裝設變壓器。 3.變壓器絕緣結構的選擇 根據(jù)絕緣結構方式不同，一般有礦物油變壓器、硅油變壓器、六氟化硫變壓器、干式變壓器及環(huán)氧樹脂澆變壓器等。 多層或高層主體建筑內變電所，一般選用不燃或難燃型變壓器.在多塵或有腐蝕性氣體嚴重影響安全運行的場所內，應選用防塵型或防腐型變壓器。 4

14、.變電所選擇一臺或兩臺變壓器各有其優(yōu)點和缺點： 1. 選用兩臺變壓器的變電所，當一臺變壓器發(fā)生故障或檢修時，另一臺能對一、二級負荷繼續(xù)供電。當負荷大時候，兩臺變壓器又可以配合運用。但是兩臺變壓器的投資比較大，一般小的變電所甚至承擔不起這樣的消耗,運行損耗也比較大，它工作時候兩個鐵心同時運行,這樣勢必增大了運行成本。 2.選用一臺變壓器的變電所，當變壓器發(fā)生故障或檢修時，那么將會出現(xiàn)全廠停電的嚴重情況，如果一級負荷遇到了停電情況,那么損失將會是無法估算的，因此一臺變壓器的供殿可靠性比較差，但是一臺變壓器的投資小、運行損耗小，因為太工作時只要一個鐵心在工作，這樣勢必減少了運行成本。 變電縮通常為了

15、生產、生活、用電等的需要，都會選用兩臺變壓器，因為它的優(yōu)點太明顯了，而且非常的多。 4、變壓器容量的確定 .變壓器容量選擇時應遵循的原則 1.只裝有一臺變壓器的變電所，變壓器的額定容量應滿足全部用電設備計算負荷的需要。 2.裝有兩臺變壓器的變電所，每臺變壓器的額定容量應同時滿足以下兩個條件： a.任一臺變壓器單獨運行時，應滿足全部一、二級負荷的需要； b.任一臺變壓器單獨運行時，宜滿足全部用電容量設備70%的需要。 3.變壓器正常運行時的負荷率應控制在額定容量的70%80%為宜，以提高運行率。 五丶短路電流計算  工廠供電系統(tǒng)要求正常地不簡斷地用電負荷供電，以保證

16、工廠生產和生活的正常進行。但是由于種種原因，也難免出現(xiàn)故障，而使系統(tǒng)的正常運行遭到破壞。系統(tǒng)中最常見的故障就是短路。為了選擇切除短路故障的開關電器、整定短路保護的繼電保護裝置和選擇限制短路電流的元件等，也必須計算短路電流。 1、短路的種類及計算 （1）.短路：供電系統(tǒng)中不等電位的點沒有經(jīng)過用電器而直接相連通。 （2）類型：三相、兩相、兩相接地、單相、單相接地。 分對稱性短路和非對稱性短路。 = 最關鍵的兩個短路電流：最大短路電流-選擇設備、導線，最小短路電流-繼電保護裝置校驗 短路的電壓與電流的相位差較正常時增大，接近于90

17、度。  單相短路只發(fā)生在中性點直接接地系統(tǒng)或三相四線制系統(tǒng)中。  其他：層間、層間短路。主要指電動機、變壓器和線圈等。 造成短路原因：絕緣損壞、設備老化、使用不當、外力作用、誤操作、鳥獸觸及等。 短路電流的計算見表7。六丶繼電保護配置 1、繼電保護的任務 (1).供電系統(tǒng)需迅速地切斷故障，并保護系統(tǒng)無故障部分繼續(xù)運行。 (2).當系統(tǒng)出現(xiàn)非正常工作狀態(tài)時，要給值班人員發(fā)出信號，使值班人員及時進行處理，以免引起設備故障。 2、繼電保護裝置 繼電保護裝置使之能夠反映設備發(fā)射故障或不正常工作狀態(tài)而作用于開關跳閘或發(fā)出信號的自動裝置，它是由各

18、種繼電器組成，繼電保護裝置與供電系統(tǒng)中注意提高預防事故或三相事故范圍來提高系統(tǒng)運行的可靠性。 3、主變壓器保護 根據(jù)規(guī)程規(guī)定400kVA變壓器應設下列保護； (1).瓦斯保護 防御變壓器內部短路和油面降低，輕瓦斯動作于信號，重瓦斯動作于跳閘。 (2).電流速斷保護 防御變壓器線圈和引出線的多相短路，動作于跳閘。 (3).過電流保護 防御外部相同短路并作為瓦斯保護及電流速斷保護的后備保護，動作于跳閘。 (4).過負荷保護 防御變壓器本身的對稱過負荷及外部短路引起的過載。 4、35kV進線線路保護 ( 1).電流速斷保護 在電流速斷的保護區(qū)內，速斷保護為主保護，動作于跳閘。但電流速斷保護存在著一定的“死區(qū)”，約占線全長的20%。 ( 2).過電流保護 由