某電機制造廠總降壓變電所及高壓配電系統(tǒng)的設(shè)計畢業(yè)論文(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 格。 設(shè)計圖紙 1）降壓變電所電氣主結(jié)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(jù)供電協(xié)議可知，當?shù)毓╇姴块T可提供電源為兩種：主電源為廠南的某220/35KV 區(qū)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(jīng)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(shè)備的負荷計算根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求，按照需要系數(shù)法及以下計算公式 KdPej??21/?COSjQ? 2jPSj?? UejI3/得各項數(shù)據(jù)列表如下（下表數(shù)據(jù)均為 35kV 側(cè)）：計 算 負 荷用電設(shè)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(zhuǎn)供負荷）274 設(shè)備處倉庫（10KV轉(zhuǎn)供負荷）654 成品試驗站內(nèi)大型集中負荷3874 合 計 有功負荷同時系數(shù)取 ??kP無功負荷同時系數(shù)取 變壓器損耗估算ΔPb=1%Sj==ΔQb=5%Sj== 無功功率補償計算從設(shè)計任務(wù)書的要求可知，工廠 35kV 高壓側(cè)進線在最大負荷時，其功率因素不應(yīng)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(cè)進行無功功率補償時，其補償后的功率因素應(yīng)稍大于 ，現(xiàn)設(shè) cosφ=，則10kV 側(cè)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(cè)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(shè)計任務(wù)書的要求，其計算數(shù)據(jù)如下：計算機負荷項 目 cosφPj/kW Qj/kvar Sj/kVAIj/A（10kV 側(cè)）10kV 側(cè)補償前 需要補償容量 5000變壓器損耗 35kV 側(cè)補償后 8425 根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求以及以上計算結(jié)果，選取：并聯(lián)補償電容為 型電容器 50 只。補償總?cè)萘繛? 100kvar50=5000kvar。 變壓器選擇 根據(jù)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(yù)留，本期工廠負荷能保證變壓器運行在 6070%經(jīng)濟負荷區(qū)內(nèi)即可，因此選擇型號為： SFZ71000035177。3*%/ YN,d11 的變壓器。4 系統(tǒng)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(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求，本廠基本負荷為一班制，少數(shù)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(shè)計必須滿足工廠電氣設(shè)備的上述要求，因此：方案 1：該方案 35kV 側(cè)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(lián)連接，正常運行時母聯(lián)合閘，由主電源供給鍋爐房；當主電源故障或主變等設(shè)備停電檢修退出運行時，母聯(lián)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(shè)備不會出現(xiàn)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(cè)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(cè)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(shè)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(jié)果：從上述分析可知，方案 1 能滿足供電要求，同時設(shè)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(shù)和經(jīng)濟的綜合指標最優(yōu)，因此，在本設(shè)計中，選用方案 1 作為本設(shè)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(jù)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(shè)置在木工車間后側(cè)。具體位置見附件 3《工廠總平面布置圖》 。 變壓器選擇根據(jù)設(shè)計方案的選擇結(jié)果，本期只設(shè)計 1 臺主變壓器即可滿足需要，因此變壓器選擇結(jié)果不變，即為：型號 SFZ710000/35聯(lián)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(fēng)冷卻 Z：有載調(diào)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(shè)置所用變壓器。根據(jù)常規(guī)，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(nèi)。 配電裝置選擇根據(jù)供電電壓等級選擇的結(jié)果：進線電源采用 35kV，經(jīng)過變壓器降為 10kV 供給各車間配電所，從經(jīng)濟性和運行維護等方面考慮，35kV 配電裝置采用戶外常規(guī)布置，10kV 采用戶內(nèi)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(shè)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(cè)：系統(tǒng)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(cè)沒有電源，無法向 35kV 側(cè)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(cè) 0 秒鐘短路電流有名值I″ = I d1*〞 BUS3 = 3? = 根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計手冊》的相關(guān)規(guī)定，遠離發(fā)電廠的地點（變電所）取電流沖擊系數(shù) 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(cè)沒有電源，無法向 35kV 側(cè)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(cè) 0 秒鐘短路電流有名值I″ = I d1*〞 BUS3 = ? =根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計手冊》的相關(guān)規(guī)定，遠離發(fā)電廠的地點（變電所）取電流沖擊系數(shù) 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(cè) 0 秒鐘短路電流有名值I″ = I d1*〞 BUS = ? =根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計手冊》的相關(guān)規(guī)定，遠離發(fā)電廠的地點（變電所）取電流沖擊系數(shù) 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(cè)沒有電源，無法向 35kV 側(cè)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(cè) 0 秒鐘短路電流有名值I″ = I d1*〞 BUS = .? =根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計手冊》的相關(guān)規(guī)定，遠離發(fā)電廠的地點（變電所）取電流沖擊系數(shù) 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(jié)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(shè)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(yīng)的Igmax= 即：Igmax = NUS?3= 3510?=根據(jù)設(shè)計條件 Tmax=2500h 取 J=則導(dǎo)體經(jīng)濟截面面積 S=Igmax/J=173/=。．選擇導(dǎo)線（按照經(jīng)濟電流密度）：