某冶金机械修造厂总降压变电所及配电系统设计(编辑修改稿)

某冶金机械修造厂总降压变电所及配电系统设计(编辑修改稿)内容摘要：

电能消耗量及无功功率补偿的计算依据。 2）相关电力负荷的理论依据： 在所计算的范围内（如一条干线、一段母线或一台变压器 ），用电设备组的计算负荷并不等于其设备容量，两者之间存在一个比值关系，因此引进需要系数的概念，即用电设备组的有功计算负荷应为 安徽理工大学毕业设计 3    NWL L PKKP 30 （ 2— 1） 式中 K —— 设备组同时使用系数 LK —— 设备组的平均加权负荷系数  —— 设备的平均加权效率 WL—— 配电线路的平均效率 令WLLd KKK    ，则 dK 就称为需要系数。 由式（ 2— 1）可知 dK 的定义式为：  Nd PPK 30 形成该系数的原因有：用电设备的设备容量是指输出容量，它与输入容量之间有一个额定效率；用电设备不一定满负荷运行，因此引入负荷系数；用电设备本身及配电线路有功率损耗，所以引入一个线路平均效率；用电设备组的所有设备不一定同时运行，故引入一个同时系数。 实际上，需要系数还与操作人员的技能及 生产等多种因素有关。 由此可得较需要系数发的确定三相用电设备组的计算负荷的计算方法。 单用电设备组的计算负荷  Nd PKP30 tan3030  PQ c o s3023023030 PQPS  NUSI 33030  式中， dK 为需要系数； NP 为设备容量； tan 为设备功率因数角的正切角。 a) 多组用电设备 组的计算负荷  Nd PKP30  Nq QKQ30 23023030 QPS  NUSI  3 3030 根据以上相关理论全厂各车间计算负荷如下表所示： 安徽理工大学毕业设计 4 表 21 全厂各车间 380V负荷计算表 序 号 车间或电 单位名称 设备 容量 (千瓦 ) xK cos tg 计 算 负 荷 变压器台数及容量 备注 K P (千瓦 ) Q (千乏 ) S (千伏安 ) (1) No1 变电所 1 铸钢车间 2020 720 (2) No2 变电所 1 铸铁车间 1000 400 408 2 砂库 110 77 3 小计 (3) No3 变电所 1 铆焊车间 1200 360 800 2 1 水泵房 28 21 3 小计 (4) No4 变电所 1 空压站 390 442 2 机修车间 150 3 锻造车间 220 66 120 4 术型车间 5 制材场 20 6 综合楼 20 1 0 18 0 18 7 小计 (5) No5 变电所 1 锅炉房 300 225 2 2 水泵房 28 21 3 仓库 (1， 2) 4 污水提升站 14 5 小计 这样 380V 低压母线上低压母线的有功、无功、视在功率、负荷电流如下： 2 9 75 3 8 2 4 2 97 2 0)(1   mi indisica PKKPkva )t a n(1  mi iindisicaPKKQ A35 52k V22  cacaca QPS 安徽理工大学毕业设计 5 表 22 各车间 6KV负荷计算表 序 号 车间或电 单位名称 设备 容量 (千瓦 ) xK cos tg 计 算 负 荷 说 明 P (千瓦 ) Q (千乏 ) S (千伏安 ) 1 电弧炉 2 X 1250 2250 2 工频炉 2 X 300 480 3 变压机 2 X 250 425 500 4 小计 3155 6kv 母线上母线的有功、无功、视在功率、负荷电流如下： kw31554254802250)(1   mi indisica PKKP k v a )ta n(1   mi iindisica PKKQ  kV . 2022  cacaca QPS 功率因数的改变 经计算全矿功率因数  若功率因数偏低，在保证供用电设备的有功功率不便的前提下，电流将增大。 这样电能损耗和导线截面增加，提高了电网初期投资的运行费用。 电流增大同样会引起电压损失的增大。 为了减少电能转化的损耗，降低投资，一般采用电力电容器进行补偿。 需要电容器的容量： )t an(tan 21   zc PQ (22) 式中 , Qc—— 补偿电容器的容量，单位： kvar； Pz—— 总有功功率，单位： kW； 21  计算可知， a a n 21   ， k v a r1 8 2 84 8 2 2 5 4c  ）（Q 选用 BWF351201型号的并联电容器，额定电压 6kV,额定容量 120kvar。 需用电容器的数量： 安徽理工大学毕业设计 6 2 0/1 8 2 8 N 取 16 个 利用电力电容补偿容量为： k v ar192020120c Q 补偿后变电所总无功功率： k v a r256519204485z Q 补偿后的功率因数： 0 . 9 0 4)19204485(5452/5452c o s 22  满 足要求。 由于煤矿变电所 6 千伏供电采用单母线分段供电方式，电容器分别安装在一 、二段母线上。 满足无功功率的补偿要求。 主变压器的选择 变压器的分类 变压器分类方法比较多，按功能分有升压变压器和降压变压器；按相数分有单相和三相两类；按绕组导体的材质分有铜绕组变压器；按冷却方式和绕组绝缘分有油浸式、干式两大类，其油浸式变压器又有油浸自冷式、油浸风冷式、油浸水冷式和强迫油循环冷却方式等，而干式变压器又有绕注式、开启式、 充气 式（ SF6）等；按用途分又可分为普通变压器和特种变压器。 变压器 台数选定原则 1)对于大城市郊区的一次变电所在中低压侧已构成环网的情况下，变电所以装设两台变压器为宜。 2)对地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所在设计时应考虑装设三台变压器。 3)对于规划只装设两台变压器的变电所，其变压器基础宜按大于变压器容量的 1— 2 级设计，以便负荷发展时，更换变压器的容量。 选择变压器台数时 ,应考虑以下因素： ，对供有大量一、二级负荷的变电所，宜采用两台变压器，以便当一台变压器发生故障或检修时，另一台能对一、二级负荷继续供电。 级负荷的场所，邻近又无备用电源联络线可接 ,或季节性负荷变化较大时 ,宜采用两台变压器。 ，应视其负荷的大小和邻近变电所的距离而定。 当负荷超过 320KVA 时，任何距离都应装设变压器。 安徽理工大学毕业设计 7 变压器容量选择原则 1)只装有一台变压器的变电所，变压器的额定容量应满足全部用电设备计算负荷的需要。 2)装有两台变压器的变电所，每台变压器的额定容量应同时满足以下两个条件： ，应满足全部一、二级负荷的需要； ，宜满足全部用电容量设备 70%的需要。 3)变压器正常运行时的负荷率应控制在额定容量的 70%~80% 为宜，以提高运行率。 变压器容量确定 单台变压器的额定容量 Sn 应能满足全部用电设备的计算负荷 Sc,留有余量，并考虑变压器的经济运行，即： SS )~( 工厂车间变电所中，单台变压器容量不宜超过 1000KVA，对装设在二层楼以上的干式变压器，其容量不宜大于 630KVA。 装有两台变压器容量的确定任意一台变压器容量 Sn应同时满足下列两个条件： 当任意一台变压器单独运行时，应满足总计算负荷的 60%~70%的要求。 SS )~( 任一台变压器单独运行时，应能满足全部一、二级负荷 Sc(Ⅰ +Ⅱ )的需要)( ⅡⅠ  SS 表 23 35kv 主变压器的选择 型号 额定 容量 /KVA 额定电 压 /Kv 损耗 /W 阻抗电压 (%) 联结 组别 尺寸 /mm 长 宽 高 高压 低压 空 载 负 载 Yd11 310022303520 SZ7 6300 35 8200 41000 10kv 车间变压器的选择 安徽理工大学毕业设计 8 （ 1）一号车间变压器的选择 和 为二类负荷且容量都大于或接近 1000KVA 所以要考虑装设两台变压器选择方法每台变压器的容量 应满足以下两个条件： ，宜满足计算负荷 S30 的大约 60% ~ 70%的需要，即 30)~(. STSN  ，应满足全部一、二级负 荷的需要，即 )9(30.  STSN =S30(Ⅰ +Ⅱ ) 故有主变的容量 K V ATSN 86 1~73 812 73)~(.  即选择两台型号为S9800/10 （ 1） 二号车间选择两台型号为 S9500/10 （ 2） 三号车间变电所主变压器的选择 根据 kSc  ,设计要求三号车间变电所设置一台变压器，按总容量的选择即选择变压器的型号为 S91000/10 变压器一台。 （ 4）四号车间变电所主变压器的选择 根据 kSc  ,设计要求 四号车间变电所设置一台变压器，按总容量的选择即选择变压器的型号为 S9800/10 变压器一台。 （ 5）五号车间变电所主变压器的选择 根据 kSc  ,设计要求五号车间变电所设置一台变压器，按总容量的选择即选择变压器的型号为 S9400/10 变压器一台。 表 23 10kv 车间变压器的选择 车间 编号 型 号 额定容量/KVA 额定电压/KV 联结 组别 损耗 /W 阻抗电压 (%) 高压 低压 空载 负载 S9800/10 800 6 Yyn0 1400 7500 S9500/10 500 1200 6200 S91000/10 1000 1700 10300 S9800/10 800 800 4300 4 S9400/10 400 800 4300 4 安徽理工大学毕业设计 9 3 导线截面的选择 电线、电缆截面选择 对于 35KV 的架空线路，我们采用经济电流密度来选择导线截面根据我们规定的导线和电缆经济电流密度表，即 ecJ 表 ，如下表所示： 表 31 线路及导线材料 线路类别 导线材料 年最大负荷利用小时 3000H 以下 3000H~5000H 5000H 以上 架空线 铝 铜 电缆 铝 铜 经 济电流密度选择原则从两方面考虑 1)选择截面越大，电能损耗就越小，但是线路投资，有色金属消耗量及维修管理费用就越高。 2)选择小，线路投资，有色金属消耗量及维修管理费用既然底，但 电能损耗大。 从全面的经济效益考虑，使线路的年运行费用接近最小的导线截面，称为经济截面，用符号 ecS 表示。 对应于经济截面的电流密度称为经济电流密度，用符号 ecJ 表示。 公式为： eccec jIS  式中， cI 为线路计算电流 本设计的导线截面的选择的计算如下： 35KV 架空线选择经济截面 AUSI nc 0 3353 6 8 6 9 1322  查表可知： mmjIS AJeccecec  选择导线截面 295mm 即型号为 LGJ95 钢芯铝铰线 AIAI ca 所以满足发热条件校验机械强度 35KV 架空铝铰线的机械强度最小截面为22m in 1 535 mmSmmS  因此所选的导线截面也满足机械强度。 10KV母线的选择（铜芯电缆） AI c 4 6) 3 (6 3 0 0  安徽理工大学毕业设计 10 母线计算截面 7 32/ 4 6/ mmjIS eccc  其标准截面 2185mm 型号 YJV185 安徽理工大学毕业设计 11 4 主接线 的确定与短路计算 变配电所类型的选择 本厂为大型企业所以要设总降压变电所和。