1、某機(jī)械廠降壓變電站電氣設(shè)計(jì)目錄第1章設(shè)計(jì)任務(wù)11.1設(shè)計(jì)要求11.2設(shè)計(jì)基礎(chǔ)11.2.1工廠總體規(guī)劃11.2.2工廠負(fù)荷情況21.2.3供電情況21.2.4氣象數(shù)據(jù)21.2.5地質(zhì)和水文數(shù)據(jù)21.2.6電費(fèi)系統(tǒng)3第二章負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功補(bǔ)償42.1負(fù)荷計(jì)算42.1.1計(jì)算單組電氣設(shè)備負(fù)荷的公式42.1.2多組電氣設(shè)備負(fù)荷計(jì)算公式42.2無(wú)功功率補(bǔ)償7第3章變電站位置和類(lèi)型的選擇10第四章11號(hào)變電站主變壓器和主接線方案的選擇4.1 11變電站主變壓器的選擇4.2 11變電站主接線方案的選擇4.2.1安裝主變壓器的主接線方案124.2.2安裝兩臺(tái)主變壓器的主接線方案124.3主接線方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較

2、14第5章短路電流計(jì)算165.1計(jì)算電路165.2確定短路計(jì)算的參考值165.3元件電抗標(biāo)準(zhǔn)值的計(jì)算165.4 k-1短路計(jì)算175.5 k-2短路計(jì)算17第六章19號(hào)變電站一次設(shè)備的選擇和驗(yàn)證6.1 10kV 19側(cè)一次設(shè)備的選擇和驗(yàn)證6.1.1根據(jù)工作電壓，196.1.2根據(jù)工作電流選擇196.1.3根據(jù)截止容量，選擇196.1.4檢查隔離開(kāi)關(guān)、負(fù)荷開(kāi)關(guān)和斷路器19的短路穩(wěn)定性6.2 380伏20側(cè)主要設(shè)備的選擇和驗(yàn)證6.3高低壓母線的選擇21第七章變電站進(jìn)、出線與相鄰機(jī)組間連接線的選擇227.1 10kv高壓進(jìn)線和進(jìn)線電纜的選擇227 . 1 . 1 10kv高壓進(jìn)線22的選擇和驗(yàn)證7.

3、1.2高壓電纜的選擇和驗(yàn)證227.2 380伏低壓出口23的選擇7.2.1鑄造車(chē)間237.2.2鍛造車(chē)間247.2.3熱處理車(chē)間247.2.4電鍍車(chē)間247 . 2 . 5 24號(hào)倉(cāng)庫(kù)7.2.6工具車(chē)間257.2.7金屬加工車(chē)間257 . 2 . 8 25號(hào)鍋爐房7.2.9裝配車(chē)間257.2.10機(jī)器維修車(chē)間257.2.11生活區(qū)267.3高壓聯(lián)絡(luò)線的選擇和驗(yàn)證277.3.1根據(jù)加熱條件選擇277.3.2檢查電壓損失277.3.3短路熱穩(wěn)定性的驗(yàn)證27第八章變電站二次回路方案的選擇和繼電保護(hù)的設(shè)置298.1 29號(hào)變電站二次回路方案的選擇8.2 29號(hào)變電站繼電保護(hù)裝置8.2.1主變壓器繼電保

4、護(hù)裝置298.2.2保護(hù)動(dòng)作電流設(shè)置308.2.3過(guò)流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間30的設(shè)定8.2.4過(guò)流保護(hù)靈敏度系數(shù)檢查308.3安裝電流速斷保護(hù)308.3.1速斷電流31的設(shè)置8.3.2電流速斷保護(hù)靈敏度系數(shù)檢查318.4作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線繼電保護(hù)裝置318.4.1安裝反時(shí)限過(guò)流保護(hù)。318.4.2安裝電流速斷保護(hù)328 . 4 . 3 32變電站低壓側(cè)保護(hù)裝置第九章33號(hào)變電站防雷接地裝置設(shè)計(jì)9.1變電站的防雷保護(hù)339.1.1直接防雷339.1.2雷電侵入波的防護(hù)339.2 34變電站公共接地裝置的設(shè)計(jì)9.2.1接地電阻的要求349.2.2接地裝置的設(shè)計(jì)34第十章結(jié)論36參考文獻(xiàn)3737第1章

5、設(shè)計(jì)任務(wù)1.1設(shè)計(jì)要求根據(jù)安全、可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)的要求，確定變電站的位置和類(lèi)型、變電站內(nèi)主變壓器的數(shù)量、容量和類(lèi)型、變電站的主接線方案、高低壓設(shè)備和進(jìn)、出線、二次回路方案、繼電保護(hù)和防雷接地裝置的設(shè)置。最后，按照要求編寫(xiě)設(shè)計(jì)規(guī)范并繪制設(shè)計(jì)圖紙。1.2設(shè)計(jì)基礎(chǔ)1.2.1工廠總平面圖圖1.1工廠計(jì)劃1.2.2工廠負(fù)荷情況我廠大部分車(chē)間實(shí)行兩班制，年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為4600小時(shí)，日最大負(fù)荷持續(xù)時(shí)間為6小時(shí)。除鑄造車(chē)間、電鍍車(chē)間和鍋爐房外，均屬于三級(jí)負(fù)荷。我廠負(fù)荷統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1.1。1.2.3供電情況根據(jù)工廠與當(dāng)?shù)毓╇姴块T(mén)簽訂的供電協(xié)議，工廠可從附近10kV公共電力干線獲得工作電源。干線走向見(jiàn)工廠

6、總平面圖。干線的導(dǎo)線品牌為L(zhǎng)GJ-150，導(dǎo)線排列成等邊三角形，線間距為2m。干線的首端離我們工廠大約8公里。安裝在干線首端的高壓斷路器的截止容量為500MVA。該斷路器配有定時(shí)過(guò)流保護(hù)和電流速斷保護(hù)，定時(shí)過(guò)流保護(hù)的整定動(dòng)作時(shí)間為1.7s。為滿足工廠二次負(fù)荷的要求，可利用高壓聯(lián)絡(luò)線從相鄰機(jī)組獲取備用電源。據(jù)了解，與我廠高壓側(cè)電連接的架空線路總長(zhǎng)為80公里，電纜線路總長(zhǎng)為25公里。1.2.4氣象數(shù)據(jù)最熱月份的年最高氣溫、年平均氣溫和年最低氣溫分別為38、23、-9、33、26和25。當(dāng)?shù)刂鲗?dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|北風(fēng)，年雷暴日數(shù)為20天。1.2.5地質(zhì)和水文數(shù)據(jù)工廠所在區(qū)域平均海拔500米，地層以砂和粘土為主

7、，地下水位為2米。表1.1工廠負(fù)荷統(tǒng)計(jì)車(chē)間號(hào)車(chē)間名稱(chēng)負(fù)載類(lèi)別設(shè)備容量/千瓦需求系數(shù)功率因數(shù)1鑄造力量3000.30.7照明設(shè)備50.81.02鍛造車(chē)間力量3500.30.65照明設(shè)備80.71.07金屬加工車(chē)間力量4000.20.65照明設(shè)備100.81.06工具車(chē)間力量3600.30.6照明設(shè)備70.91.04電鍍車(chē)間力量2500.50.8照明設(shè)備50.81.03熱處理車(chē)間力量1500.60.8照明設(shè)備50.81.09裝配車(chē)間力量1800.30.7照明設(shè)備60.81.010檢修車(chē)間力量1600.20.65照明設(shè)備40.81.08鍋爐車(chē)間力量500.70.8照明設(shè)備10.81.05倉(cāng)庫(kù)力量20

8、0.40.8照明設(shè)備10.81.0住處照明設(shè)備3500.70.91.2.6電費(fèi)制度工廠已與當(dāng)?shù)毓╇姴块T(mén)達(dá)成協(xié)議，在工廠變電站的高壓側(cè)測(cè)量電能，設(shè)置專(zhuān)用計(jì)量柜，并按照兩部制電費(fèi)制度支付電費(fèi)。根據(jù)主變壓器容量，每月基本電費(fèi)為18元/千伏安，電力為0.9元/千瓦時(shí)，照明為0.5元/千瓦時(shí)。工廠最大負(fù)載時(shí)的功率因數(shù)不得低于0.9。此外，電力用戶(hù)應(yīng)根據(jù)新安裝的變壓器容量一次性向供電部門(mén)支付供電補(bǔ)貼：610VA為800/kVA。第二章負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功補(bǔ)償2.1負(fù)荷計(jì)算2.1.1計(jì)算單組電氣設(shè)備負(fù)荷的計(jì)算公式(1)有功計(jì)算負(fù)荷(單位：千瓦)=(系數(shù))(2.1)(2)無(wú)功功率計(jì)算負(fù)荷(kvar)=tan (2.

9、2)(3)視在計(jì)算負(fù)荷(千伏安)(2.3)(4)計(jì)算電流(單位為A)(2.4)其中：是電氣設(shè)備的額定電壓(千伏)2.1.2多組電氣設(shè)備負(fù)荷計(jì)算的計(jì)算公式(1)有功計(jì)算負(fù)荷(單位：千瓦)=(2.5)其中：它是所有設(shè)備組的有效計(jì)算負(fù)載的總和它是主動(dòng)載荷的同步系數(shù)，可取0.85 0.95(2)無(wú)功功率計(jì)算負(fù)荷(kvar)=(2.6)其中：是所有設(shè)備的無(wú)功功率之和無(wú)功負(fù)荷的同步系數(shù)，取0.9 0.97 (2.1)(3)視在計(jì)算負(fù)荷(千伏安)=(2.7)(4)計(jì)算電流(單位為A)(2.8)經(jīng)計(jì)算得出各車(chē)間及生活區(qū)的負(fù)荷計(jì)算表，如表2.1所示(額定電壓為380伏)表2.1各車(chē)間及生活區(qū)負(fù)荷計(jì)算表編號(hào)姓名種

10、類(lèi)設(shè)備容量/千瓦需求系數(shù)cos黝黑色設(shè)計(jì)載荷/千瓦/kvar/kVA/A1鑄造車(chē)間力量3000.30.71.029091.8照明設(shè)備50.81.004.00小計(jì)3059491.81322012鍛造和沖壓車(chē)間力量3500.30.651.17105123照明設(shè)備80.71.005.60小計(jì)358110.61231652517金屬加工術(shù)車(chē)間力量4000.20.651.178093.6照明設(shè)備100.81.0080小計(jì)4108893.61281946工具車(chē)間力量3600.30.61.33108144照明設(shè)備70.91.006.30小計(jì)367114.31441842804電鍍術(shù)車(chē)間力量2500.50.8

11、0.7512593.8照明設(shè)備50.81.0040小計(jì)25512993.81602443熱處理車(chē)間力量1500.60.80.759067.5照明設(shè)備50.81.0040小計(jì)1559467.51161769裝配車(chē)間力量1800.30.71.025455.1照明設(shè)備60.81.004.80小計(jì)18658.855.180.612210機(jī)器保養(yǎng)車(chē)間力量1600.20.651.173237.4照明設(shè)備40.81.003.20小計(jì)16435.237.451.4788鍋爐車(chē)間力量500.70.80.753526.3照明設(shè)備10.81.000.80小計(jì)5135.826.344.4675倉(cāng)庫(kù)力量200.40.8

12、0.7586照明設(shè)備10.81.000.80小計(jì)218.8610.716.211住處照明設(shè)備3500.70.90.48245117.6272413總數(shù)力量22191013.5856.1照明設(shè)備403包含=0.8，=0.850.75810.8727.6108916552.2無(wú)功功率補(bǔ)償無(wú)功功率人工補(bǔ)償裝置：主要有同步補(bǔ)償器和并聯(lián)電抗器。并聯(lián)電抗器因其安裝簡(jiǎn)單、操作維護(hù)方便、有功功率損耗低、裝配靈活、便于擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)，在供電系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。從表2.1可以看出，電廠380伏側(cè)最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)僅為0.75。供電部門(mén)要求廠用10KV進(jìn)線側(cè)最大負(fù)荷功率因數(shù)不低于0.9?？紤]到主變壓器無(wú)功損耗元件大于

13、有功損耗，最大負(fù)荷380伏側(cè)的功率因數(shù)應(yīng)略大于0.9，暫取0.92計(jì)算380伏側(cè)所需無(wú)功補(bǔ)償容量：=(tan-tan)=810.8tan(arc cos 0.75)-tan(arc cos 0.92)=369.66 kvar參照?qǐng)D2，選擇PGJ1型低壓自動(dòng)補(bǔ)償評(píng)估屏，并聯(lián)電容器為BW0.4-14-3型，一套方案1(主屏)與四套方案3(輔助屏)組合，總?cè)萘繛?4kvar5=420kvar。補(bǔ)償前后，變壓器低壓側(cè)的計(jì)算有功負(fù)荷基本不變，而計(jì)算無(wú)功負(fù)荷為(727.6-420) kvar=307.6 kvar，視在功率為=867.2 kVA，計(jì)算電流為=1317.6 A，功率因數(shù)提高到cos=0.935。無(wú)功補(bǔ)償前，該變電站主變壓器t的容量應(yīng)選擇1250千伏安，以滿足負(fù)荷用電的需要；采