某電機制造廠總降壓變電所及高壓配電系統設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 格。 設計圖紙 1）降壓變電所電氣主結線圖。 2）變電所平面布置圖3）主變壓器保護原理接線圖。2 供電電壓等級選擇 電源電壓等級選擇根據供電協議可知，當地供電部門可提供電源為兩種：主電源為廠南的某220/35KV 區域變電站提供，10kV 備用電源為廠南的某 35/10KV 變電所提供，因此可以考慮本廠總降壓變電所主電源采用 35kV 電壓等級，經過變壓后采用 10kV 輸送至各個車間變電房降壓至 直供負荷。同時采用 10kV 作為保安電源，為鍋爐房等一級負荷提供備用電源。3 全廠負荷計算 變電所的負荷計算 用電設備的負荷計算根據設計任務書的要求，按照需要系數法及以下計算公式 KdPej??21/?COSjQ? 2jPSj?? UejI3/得各項數據列表如下（下表數據均為 35kV 側）：計 算 負 荷用電設備 Pe/kW Kd CosφPj/kW Qj/kVA Sj/kVA Ij/A電機修理車間 2300 1380 機械加工車間 880 572 新品試制車間 650 原料車間 550 備件車間 560 280 鍛造車間 180 108 鍋爐房 260 234 空壓房 302 汽車庫 56 28 40 線圈車間 328 半成品試驗車間750 429 成品試驗車間 2564 加壓站（10KV轉供負荷）274 設備處倉庫（10KV轉供負荷）654 成品試驗站內大型集中負荷3874 合 計 有功負荷同時系數取 ??kP無功負荷同時系數取 變壓器損耗估算ΔPb=1%Sj==ΔQb=5%Sj== 無功功率補償計算從設計任務書的要求可知，工廠 35kV 高壓側進線在最大負荷時，其功率因素不應小于 ，考慮到變壓器的無功功率損耗 ΔQb，遠遠大于有功功率損耗 ΔPb，因此，在變壓器的 10kV 側進行無功功率補償時，其補償后的功率因素應稍大于 ，現設 cosφ=，則10kV 側在補償前的功率因素為: Pj/S1cos??　 .? 因此，所需要的補償容量為： )21(??tgPjQc )??? v41k 選取 ar50Qc?35kV 側在補償后的負荷及功率因素計算： kWPbjg ???? var45...9kQcj ??? KjgPjSjg ????j/2cos?　 8425/?? cos?滿足了設計任務書的要求，其計算數據如下：計算機負荷項 目 cosφPj/kW Qj/kvar Sj/kVAIj/A（10kV 側）10kV 側補償前 需要補償容量 5000變壓器損耗 35kV 側補償后 8425 根據設計任務書的要求以及以上計算結果，選?。翰⒙撗a償電容為 型電容器 50 只。補償總容量為 100kvar50=5000kvar。 變壓器選擇 根據補償后的總計算負荷（8425kVA） ，同時考慮工廠 510 年的負荷增長，變壓器容量考慮一定的預留，本期工廠負荷能保證變壓器運行在 6070%經濟負荷區內即可，因此選擇型號為： SFZ71000035177。3*%/ YN,d11 的變壓器。4 系統主接線方案的選擇 方案 1：單回路高壓線路—變壓器組、低壓單母線分段主接線 方案 2：雙回路高壓線路—變壓器組、低壓單母線分段主接線 方案的比較與選擇根據設計任務書的要求，本廠基本負荷為一班制，少數負荷為兩班或三班制，屬于二級負荷；同時鍋爐房供電可靠性要求高，屬于一級負荷。主接線的設計必須滿足工廠電氣設備的上述要求，因此：方案 1：該方案 35kV 側為單回路線路變壓器組接線、10kV 單母線，與 10kV備用電源通過母聯連接，正常運行時母聯合閘，由主電源供給鍋爐房；當主電源故障或主變等設備停電檢修退出運行時，母聯分閘，由 10kV 備用電源直供鍋爐房及其他重要負荷。由于本廠基本負荷為二級負荷，對供電可靠性要求不高，采用單回路進線和 1臺主變基本可滿足對二級負荷供電的要求，對于鍋爐房等重要負荷采用 10kV 備用電源作為備用，以保證工廠的重要用電設備不會出現長時間斷電，即在任何時候都能滿足對二級負荷的供電要求。方案 2：該方案 35kV 側采用從 220/35kV 變電站出雙回路電源、高壓線路 —變壓器組接線、10kV 側為單母線分段接線。方案 2 的特點就是采用雙電源、可靠性高。其缺點就是設備投資大、運行維護費用高，同時本廠最大負荷利用小時僅為 2600 小時，相對來說，變壓器的利用率低，2 臺主變的空載損耗將大大超過 1 臺主變的選擇。選擇結果：從上述分析可知，方案 1 能滿足供電要求，同時設備投資、運行維護費用和占地面積、建筑費用等方面均由于方案 2，技術和經濟的綜合指標最優，因此，在本設計中，選用方案 1 作為本設計的主接線方案。方案詳細的圖紙見《35/10kV 降壓變電所電氣主接線圖》 。5 變電所位置及變壓器、配電裝置選擇 變電所位置根據變電所選址原則：，可減少低壓損耗；維修；； ； ，將 35/10kV 總降壓變電所設置在木工車間后側。具體位置見附件 3《工廠總平面布置圖》 。 變壓器選擇根據設計方案的選擇結果，本期只設計 1 臺主變壓器即可滿足需要，因此變壓器選擇結果不變，即為：型號 SFZ710000/35聯接組標號 YN， d11空載電流% 高壓 低壓額定電壓(KV)35177。3% 高－中阻抗電壓％型號中個符號表示意義：S：三相 F：風冷卻 Z：有載調壓 7：性能水平號 10000：額定容量 35：電壓等級 所用變壓器選擇 為保證變電所正常運行，需要設置所用變壓器。根據常規，本所所用變壓器可以選擇為：SC930/10 10177。5%/ Y,y11 阻抗電壓 4%，布置在 10kV 柜內。 配電裝置選擇根據供電電壓等級選擇的結果：進線電源采用 35kV，經過變壓器降為 10kV 供給各車間配電所，從經濟性和運行維護等方面考慮，35kV 配電裝置采用戶外常規布置，10kV 采用戶內配電裝置。6 短路電流計算 確定計算電路及計算電抗 計算電路圖 MVASd580max? MVASd265min? kL kXO/? N1 .7%s 設基準容量 VASB0? 基準電壓 kav371 ? 歸算前的等值電路圖 計算電抗 將所有電抗歸算到 35kV 側：系統電抗 X1*=Xsmax*=SB/Sdmax=100/580=（最大運行方式下）X1*=Xsmin*=SB/Sdmin=100/265=（最小運行方式下）架空線路電抗 X2*=XL*=XOL（S B/VB12）=5100/37 2=變壓器電抗 X3*=XT1*=（S S%/100）（S B/ST1） =() (100/10)= 歸算后的等值電路圖 最大運行方式下的短路點計算　d1 點的短路電流計算10kV 母線側沒有電源，無法向 35kV 側提供短路電流，即可略去不計，則 d1 點短路電流標幺值為：I d1*〞＝ *21X?= .?=換算到 35kV 側 0 秒鐘短路電流有名值I″ = I d1*〞 BUS3 = 3? = 根據《電力工程電氣設計手冊》的相關規定，遠離發電廠的地點（變電所）取電流沖擊系數 Kch = ，當不計周期分量的衰減時，短路電流全電流最大有效值Ich = 2)1(??KchI″ = 2)18.(??=當不計周期分量衰減時，短路電流沖擊電流ich = Kch I″ = I″ = I″ = = kA2 2短路容量 S = UB I″ = 37 = 3　d2 點的短路電流計算10kV 母線側沒有電源，無法向 35kV 側提供短路電流，即可略去不計，則 d2 點短路電流標幺值為：I d1*〞＝ *32*1X?= ?=換算到 10kV 側 0 秒鐘短路電流有名值I″ = I d1*〞 BUS3 = ? =根據《電力工程電氣設計手冊》的相關規定，遠離發電廠的地點（變電所）取電流沖擊系數 Kch = ，當不計周期分量的衰減時，短路電流全電流最大有效值Ich = 2)1(??KchI″ = 2)18.(??=當不計周期分量衰減時，短路電流沖擊電流ich = Kch I″ = I″ = I″ = = 2短路容量 S = UB I″ = = 3 最小運行方式下的短路點計算　d1 點的短路電流計算同上所得，則 d1 點短路電流標幺值為：I d1*〞＝ *21X?= .?=換算到 35kV 側 0 秒鐘短路電流有名值I″ = I d1*〞 BUS = ? =根據《電力工程電氣設計手冊》的相關規定，遠離發電廠的地點（變電所）取電流沖擊系數 Kch = ，當不計周期分量的衰減時，短路電流全電流最大有效值Ich = 2)1(??KchI″ = 2)18.(??=當不計周期分量衰減時，短路電流沖擊電流ich = Kch I″ = I″ = I″ = = 2短路容量 S = UB I″ = 37= 3　d2 點的短路電流計算10kV 母線側沒有電源，無法向 35kV 側提供短路電流，即可略去不計，則 d2 點短路電流標幺值為：I d1*〞＝ *32*1X?= ?=換算到 10kV 側 0 秒鐘短路電流有名值I″ = I d1*〞 BUS = .? =根據《電力工程電氣設計手冊》的相關規定，遠離發電廠的地點（變電所）取電流沖擊系數 Kch = ，當不計周期分量的衰減時，短路電流全電流最大有效值Ich = 2)1(??KchI″ = 2)18.(??=當不計周期分量衰減時，短路電流沖擊電流ich = Kch I″ = I″ = I″ = = 2短路容量 S = UB I″ = = 3以上計算結果列表如下：運行方式 短路點 Id/kA ich/kA Ich/kA Sd/MVAD1 運行方式 D2 D1 運行方式 D2 7 高壓電氣設備的選擇　35kV 架空線的選擇考慮到變壓器在電壓降低 5%時其出力保持不變，所以 35kV 架空線相應的Igmax= 即：Igmax = NUS?3= 3510?=根據設計條件 Tmax=2500h 取 J=則導體經濟截面面積 S=Igmax/J=173/=。．選擇導線（按照經濟電流密度）：