工厂供电课程设计某机械加工车间低压配电系统及车间变电所设计

某机械加工车间低压配电系统及车间变电所设计

2008年7月2日

目录

一、负荷计算 .............................................................................. 1 二、变电所主变压器和主结线方案的选择 ............................. 4 三、短路电流的计算 ................................................................. 5 四、变电所一次设备的选择校验 ............................................. 7 七、设计图样 .............................................................................. 9 八、车间平面布置图 ............................................................... 10 九、心得体会 ........................................... 错误！未定义书签。

一、负荷计算

1．由车间平面布置图，可把一车间的设备分成5组，分组如下：

1

NO.1：29、30、31 配电箱的位置：D-②靠墙放置 NO.2：14——28 配电箱的位置：C-错误！未找到引用源。靠墙放置

NO.3：1、32、33、34、35 配电箱的位置：B-错误！未找到引用源。靠柱放置

NO.4：6、7、11、12、13 配电箱的位置：B-④靠柱放置 NO.5：2、3、4、5、8、9、10 配电箱的位置：B-错误！未找到引用源。靠柱放置

2．总负荷计算表如表1所示。

表1 机加工一车间和铸造、铆焊、电修等车间负荷计算表 类设备容需要 计算负荷 编名别 量系数 cosΦ tanΦ P30 Q30 S30 I30/A 号 称 Pe/KW Kd /KW /Kvar /KVA 1 270 锻动压力 车间 159 铸动造力 车间 金工车间 163 动力 工 80 具动车力 间 0.35 0.75 0.88 2 0.65 0.75 0.88 3 4

0.35 0.65 1.17 0.35 0.65 2

5 231 电动镀力 车间 热 225 处动理力 车间 装配车间 175 动力 机 75 修动车力 间 锅 89 炉动房 力 仓 15 库 动力 0.62 0.75 0.88 2 0.6 0.75 0.88 3 4 0.72 0.65 1.17 0.35 0.65 5 0.75 0.75 0.88 2 0.4 0.75 0.88 生活区 90 及厂区 照明 0.95 0.65 1.17

3. 无功功率补偿

由表1可知，该厂380V侧最大负荷时的功率因素只有0.64。而供电部门要求该厂10KV进线最大负荷时的功率因素不应地于0.90。考虑到主变压器的无功损耗远大于有功损耗，因此380V侧最大负荷时的功率因素应稍大于0.90，暂取0.92来计算380V侧所需无功功率补偿容量:

Qc=P30(tanΦ1- tanΦ2)=468.9[tan(arccos0.64)- tan(arccos0.92)]Kvar

3

=361.1 Kvar

参照图2-6，选PGJ1型低压自动补偿屏，并联电容器为BW0.4-14-3型，采用其方案1（主屏）1台与方案3（辅屏）4台相组合，总容量84Kvar×5=420Kvar。因此无功补偿后工厂380V侧和10KV侧的负荷计算如下表：

表2 无功补偿后工厂的计算负荷 项目 cosΦ 计算负荷 P30/KW Q30/Kvar S30/KVA I30/A 380V侧补偿0.64 468.9 558.3 729.5 1108.3 前负荷 380V侧无功 -420 补偿容量 380V侧补偿0.96 468.9 138.3 488.9 742.8 后负荷 主变压器功 0.015S30=7.3 0.06S30=29.3 率损耗 10KV侧负0.94 476.2 167.6 504.8 29.1 荷总计 二、变电所主变压器和主结线方案的选择

1．变电所主变压器的选择 根据工厂的负荷性质和电源情况，工厂变电所的主变压器可以有下列两种方案：

（1）装设一台主变压器 型式采用S9，而容量根据SN。

即选一台S9-630/10型低损耗配电变压器。至于T=630KVA>S30=504.8KVA选择，

工厂二级负荷的备用电源，由与邻近单位相联的高压联络线来承担。

（2）装设两台主变压器 型式也采用S9，每台容量按式SN·T≈（0.6～0.7）S30选择，即

SN·T≈（0.6～0.7）×504.8kVA=(302.9～353.36)kVA 因此选两台S9-400/10型低损耗配电变压器。 主变压器的联结组别均采用Yyn0。

2．变电所主结线方案的选择 按上面考虑的两种主变压器的方案可设计下列两种主结线方案：

（1）装设一台主变压器的主结线方案。 （2）装设两台主变压器的主结线方案。

（3）两种主结线方案的技术经济比较（表3）。

表3 两种主结线方案的比较

比较项目 供电安全性 技 供电可靠性 术 供电质量 指 标 灵活方便性 装设一台主变的方案 满足要求 基本满足要求 由于一台主变，电压损耗略大 只一台主变，灵活性稍差 装设两台主变的方案 满足要求 满足要求 由于两台主变并列，电压损耗略小 由于有两台主变，灵活性较好 4

扩建适应性 经 济 电力变压器的 指 综合投资额 标 稍差一些 由表2-8差得S9-630的单价为7.47万元，而由表4－1查得变压器综合投资约为其单价的2倍，因此其综合投资为2×7.47万元＝14.94万元 查表4-10得GG-1A(F)型柜按每台3.5万元计，查表得其综合投资按设备价1.5倍计，因此其综合投资约为4×1.5×3.5万元＝21万元 参照表4-2计算，主变和高压开关柜的折旧和维修管理费每年为3.706万元（其余略） 按800元/kVA计，贴费为630×0.08万元＝50.4万元 更好一些 由表2-8差得S9-400的单价为5.31万元，因此两台综合投资为4×5.31万元＝21.24万元，比一台主变方案多投资6.3万元 本方案采用6台GG-1A(F)柜，其综合投资约为6×1.5×3.5万元＝31.5万元，比一台主变方案多投资10.5万元 主变和高压开关柜的折旧和维修管理费每年为6.752万元，比一台主变方案多耗3.046万元 贴费为2×400×0.08万元＝64万元，比一台主变方案多交13.6万元 高压开关柜（含计量柜）的综合投资额 电力变压器和高压开关柜的年运行费 交供电部门的一次性 供电贴费 从上表可以看出，按技术指标，装设两台主变的主结线方案略优于装设一台主变的主结线方案，但按经济指标，则装设一台主变的方案远优于装设两台主变的方案，因此决定采用装设一台主变的方案。（说明：如果工厂负荷近期有较大增长的话，则宜采用装设两台主变的方案。

三、短路电流的计算

1．绘制计算电路（图1）

图1 短路计算电路

2．确定基准值 设Sd=100MVA，Ud1=10.5kV，低压侧Ud2=0.4kV，则

Id1Sd3Ud1Sd3Ud2100MVA310.5kV100MVA30.4kV5.5kV

Id2144kA

3.计算短路电路中各元件的电抗标幺值 （1）电力系统

X1*100MVA/200MVA0.5

5

（2）架空线路 由LGJ-150的x00.36/kV，设线路长0.3km,故

* X2(0.360.3)100MVA10.5kV20.098

（3）电力变压器 有UZ%4.5，故 X34.5100MVAX4100630kVA7.1 因此绘等效电路，如图2所示。

**

图2 等效电路

4．计算k-1点（10.5kV侧）的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量

（1）总电抗标幺值

*** X(k1)X1X20.50.0980.598

（2）三相短路电流周期分量有效值

(3)* Ik1Id1/X(k1)5.5kA/0.5989.2kA

（3）其他短路电流

（3）(3))IIk(3 I19.2kA

i(3)sh(3)sh（3）2.55I2.559.223.5kA （3）1.51I1.519.213.9kA

I （4）三相短路容量

(3)* SkMVA/0.598167.2MVA 1Sd/X(k1)100 5．计算k-2点（0.4kV侧）的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量 （1）总电抗标幺值

**** X(k1)X1X2X30.50.0987.17.7

（2）三相短路电流周期分量有效值

(3)* IkkA/7.718.7kA 2Id2/X(k1)144 （3）其他短路电流

（3）(3))IIk(3 I218.7kA

6

i(3)sh(3)sh（3）1.84I1.8418.734.4kA （3）1.09I1.0918.720.4kA

I （4）三相短路容量

(3)* SkMVA/7.713.0MVA 2Sd/X(k2)100以上计算结果综合如表4所示。

表4 短路计算结果 三相短路电流/kA 短路计算点 k－1 k－2 Ik(3) 9.2 18.7 三相短路容量/MVA (3) IshI’’(3) 9.2 18.7 (3) I(3) ishSk(3) 167.2 13.0 9.2 18.7 23.5 34.4 13.9 20.4

四、变电所一次设备的选择校验

1．10kV侧一次设备的选择校验（表5）

表5 10kV侧一次设备的选择校验

断流 选择校验项目 电压 电流 能力 参数 装置地点条件 数据 10kV (I1N·T) 额定参数 一 高压少油断路器次 SN10-10I/630 设 高压隔离开关备 型 号 规 格 6GN8-10/200 动稳定热稳定度 度 (3) ish(3)2tima I台数 UN I30 36.4A Ik(3) 9.2kA 9.22×1.9 23．5kA =160.8 Ioc imax UN IN It2t 162×2=512 10kV 630A 16kV 40kA 2 10kV 200A － 25.5kA 102×5=500 5 高压熔断器10kV RN2-10 电压互感器JDJ-10 10/0.1－ kV 7

0.5A 50kA － － 2 － － － 1

103/ / － － － － 1 电压互感器JDJZ-10 0.130.1 3kV 电流互感器10kV LQJ-10 避雷器FS4-10 户外式高压隔离开关 GW4-15G/200 15kV 200A － － － 1 10kV － － － － 2 100/5A － 31.8KA 81 3 表5所选设备均满足要求。

2．380侧一次设备的选择校验（表6）

表6 380V侧一次设备的选择校验

选择校验项目 装置 地点 条件 数据 额定 一 次 参数 低压断路380V 1500A 40kV UN IN Ioc imax 1 380V 总742.8A 参数 电压 UN 电流 I30 断流能力 动稳定度 (3) ish热稳定度 (3)2tima I台数 Ik(3) 18.7kA 34.4kA 18.72×0.7=244.8 It2t 设 器DW15－备 型 1500/3 低压断路 630A 380V (大于I30) 200A 380V 一般25kA (大于I30) 一般30kA 12 号 器DZ20－规 格 630 低压断路器DZ20－ 3 8

200 低压刀开关HD13－1500/30 电流互感器LMZJ1－0.5 电流互感160/5A 器LMZ1－0.5 500V 100/5A － 1 500V 1500/5A － 1 380V 1500A － 1 表6所选设备均满足要求。

3．高低压母线的选择 参照表5-25，10KV母线选LMY－3（40×4），即母线尺寸为40mm×4mm；380V母线选LMY－3（80×8）+50×5，即相母线尺寸为80mm×6mm，中性母线尺寸为50mm×5mm。

七、设计图样

某机修厂降压变电所主结线电路图，如图4所示。这里略去图框和标题栏。

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图4 某机修厂降压变电所主结线电路图

八、车间平面布置图 变电所平面图：

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九、设计心得

通过这次设计，让我了解了进行一个设计项目的过程和要注意的事项，设计是一个比较繁琐的过程，许多的细节问题还要联系实际情况来考虑，当外部条件变化时，有一些相应的参数值将跟着变化，这就对我们的设计的精密度提出了更高的要求。

实训时间很短，但是通过这次实训可以学到很多书本没有的东西，有了这一次的实践经验，我们的动手能力和思维能力也相应的得到了的提高，这次实训进一步锻炼了自己的逻辑思维能力，并从中总结出宝贵的经验。

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