某电机修造厂全厂总降压变电所及配电系统设计.docx
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某电机修造厂全厂总降压变电所及配电系统设计
某电机修造厂全厂总降压变电所与配电系统设计
一、生产任务与车间组成
1．本厂产品与生产规模
本厂主要承担全国冶金工业系统矿山、冶炼和轧钢设备的配件生产，即以生产铸造、锻造、铆焊、毛坯件为主体，生产规模为：
铸钢件1万吨、铸铁件3千吨、锻件1千吨、铆焊件2千5百吨。
2．本厂车间组成
（1）铸钢车间；
（2）铸铁车间；（3）锻造车间；（4）铆焊车间；（5）木型圈车间与木型库；（6）机修车间；（7）砂库；（8）制材场；（9）空压站；（10）锅炉房；（11）综合楼；（12）水塔；（13）水泵房与污水提升站等。
二、设计依据
1．厂区平面布置图（略）
2．全厂各车间负荷计算表如下：
各车间380伏负荷
序号
车间或用电单位名称
设备
容量
（KW）
计算负荷
变压器
台数与
容量
备注
Pjs
（KW）
Qjs
（Kvar）
Sjs
（KVA）
No.1变电所
1
铸钢车间
2000
0.4
0.65
1.17
800.00
936.00
1231.30
2×1250
Ynn0
No.2变电所
2
铸铁车间
1000
0.4
0.7
1.02
400.00
408.00
571.37
3
砂库
110
0.7
0.6
1.33
77.00
102.41
128.13
4
小计
477.00
510.41
698.60
2×500
Ynn0
No.3变电所
5
铆焊车间
1200
0.3
0.45
1.98
360.00
712.80
798.55
6
1＃水泵房
28
0.75
0.8
0.75
21.00
15.75
26.25
7
小计
381.00
728.55
822.16
900
Ynn0
No.4变电所
1
空压站
390
0.85
0.75
0.88
331.50
291.72
441.58
2
机修车间
150
0.25
0.65
1.17
37.50
43.88
57.72
3
锻造车间
220
0.3
0.55
1.52
66.00
100.32
120.08
4
木型车间
185.85
0.35
0.6
1.33
65.05
86.51
108.24
5
题材场
20
0.28
0.6
1.33
5.60
7.45
9.32
6
综合楼
20
0.9
1
1
18.00
18.00
25.46
7
小计
523.65
547.88
757.88
800
Ynn0
No.5变电所
1
锅炉房
300
0.75
0.8
0.75
225.00
168.75
281.25
2
2＃水泵房
28
0.75
0.8
0.75
21.00
15.75
26.25
3
仓库（1、2）
88.12
0.3
0.65
1.17
26.44
30.93
40.69
4
污水
提升站
14
0.65
0.8
0.75
9.10
6.83
11.38
5
小计
281.54
222.26
358.69
400
Ynn0
各车间6千伏高压负荷
1
电弧炉
2×1250
0.9
0.87
0.57
2250.00
1282.50
2589.85
2
工频炉
2×300
0.8
0.9
0.48
600.00
288.00
665.54
3
空压机
2×250
0.85
0.85
0.62
500.00
310.00
588.30
4
小计
3250.00
1880.50
3754.83
全厂合计
6600.00
4825.59
8175.96
说明：
No.1变电所和No.2变电所设置两台变压器外，其余设置一台变压器。
3．供用电协议
工厂与电业部门所签订的供用电协议主要内容如下：
（1）工厂电源从电业部门某220/35千伏变电所，用35千伏双回架空线路引入本厂，其中一个为工作电源，一个作为备用电源，该变电所距离工厂东侧4.5km处，单位长度电抗值为0.4Ω/km。
（2）供电系统短路技术数据如下：
区域变电所35kV母线短路数据如下：
系统最大运行方式：
Sdmax＝200MVA；系统最小运行方式：
Sdmin＝175MVA
（3）电部门对本厂提出的技术要求
①区域变电所35kV配出线路定时限过电流保护装置的整定时间为2秒，工厂总降不应大于1.5秒。
②该厂的总平均功率因数值应在0.9以上。
③在企业总降压变电所高压侧进行计量。
三、设计范围与任务
1．负荷计算
全厂总降变电所负荷计算，是在车间负荷计算基础上进行的，考虑车间变电所变压器的功率损耗，从而求出全厂总降变电所高压侧计算负荷与总功率因数。
列出负荷计算表，表达设计成果。
2．总降变电所位置和各个变压器台数以与容量的选择
考虑电源进线方向，综合考虑设置各个变电所的有关因素，结合全厂计算负荷以与扩建备用的需要，确定主变台数容量。
3．厂总降压变电所主接结线设计
根据变电所配电回路数，负荷要求可靠性级别的计算负荷值，确定高低压侧的接线形式。
4．厂区高压配电系统设计
根据厂内负荷情况，从技术、经济合理性确定厂区配电电压。
择优选择配电网布置方案，按选定配电系统作线路结构与敷设方式设计。
5．工厂供配电系统短路电流计算
工厂用电，通常为电网末端负荷，其容量远远小于电网容量，均按无限容量系统供电进行短路电流计算。
6．改善功率因数装置设计
根据负荷计算要求本厂的高压配电所的
，通过查表和计算求出达到供电部门要求的数值所需补偿的无功功率。
由产品样本选出需补偿电容器的规格和数量，并选用合适的电容器柜。
7．变电所高低压侧设备选择
参照短路电流计算数据和各回路计算负荷以与相应的额定制，选择各种电器设备、开关柜等。
用主结线图、设备材料表等表达设计成果。
8．继电保护与二次结线设计
内容包括继电保护装置、监视与测量仪表、控制和信号装置与备自投，用二次回路原理图或展开图与元件材料表来表达设计成果。
9．变电所防雷、接地装置设计
参考本地气象、地质资料设计防雷装置，并进行接地装置设计计算。
10．总降变电所变、配电装置总体布置设计
综合前述设计计算成果，参照有关规程，进行室内、室外变配电装置的总体布置和施工设计。
11．车间（机加车间）变电所与低压配电系统设计
根据生产工艺要求，车间环境，用电设备容量、分布情况等进行设计，确定车间变电所所用变台数、容量。
四、本厂的负荷性质
本厂为三班工作制，年最大有功负荷利用小时数为6000小时。
属于二级负荷。
五、工厂的自然条件
1．气象条件
（1）最热月平均最高温度为30℃；
（2）土壤中0.7～1米深处一年中最热月平均温度为20℃；
（3）土壤冻结深度为1.10米；
（4）夏季主导风向为南风；
（5）年雷暴日数为31天。
2.地质与水文条件
根据地质工程勘探资料获悉，该厂区地址原为耕地，地势平坦，地层以砂质粘土为主，地质条件较好，地下水位为2.8～5.3米。
地耐压力为20吨/平方米。
总有功功率∑P=6600kw
总无功功率∑Q=4825.59kvar
总视在功率∑S=8175.96KV·A
全厂功率因数
所以要进行无功补偿
取
低压侧补偿后无功功率：
低压侧补偿后视在功率：
变压器损耗：
高压侧有功功率：
高压侧无功功率：
高压侧视在功率：
补偿后的功率因数：
2.1.2主变压器的选择
主变压器选择要求
，故选择型号为SC10-8000/35的变压器两台。
一台工作，一台备用。
表2-1主变型号与参数
型号
品牌
总质量
电压组合
（kV）
联结组标号
长*宽*高
轨距
W
W
%
%
kg
高压
低压
mm*mm*mm
mm*mm
dB（A）
SC10-8000/35
江苏华鹏
11200
40000
9
0.3
19200
35
6.3
Yd11
3170*1800*2850
1800*1475
58
2.2架空线路的选择
2.2.1根据经济电流密度选择导线截面积
因为工业电源从电业部门某220/35千伏变电所用35千伏双回架空线引入本厂，其中一个做工作电源，一个做备用电源，两个电源不并列运行。
架空线最大工作电流：
因为本厂为三班工作制，最大有功负荷年利用小时数为6000小时。
属于二级负荷，所以选取经济电流密度：
导线的经济截面积：
选LGT-150型铝导线。
2.2.2长时允许电流校验导线截面积
LGT-150型铝导线，30摄氏度允许载流量
，
线路承受的最大负荷电流就为
符合要求。
2.2.4功率因数校验
（当线间几何均距为3000mm时）
35KV架空线的损耗：
35kv架空线电路电源入口处的功率因数
满足要求
2.3补偿电容的选择
本设计中本厂的功率因数值应在0.9以上，必须6KV母线上并联电力电容器，使变电所35KV处的功率因数得到提高到0.9，需要补偿的总电力电容器容量为
2400kvar,所以选24台BWF-6.3-100-1w的电容器。
表2-2电容器参数
型号
额定电压
额定容量
标算电容C
BWF-6.3-100-1W
6.3KV
100Kvar
8uF
2.4电容器柜的选择
可以选择ABB公司MECB-7-SI-10的电容器柜，最大额定电压7.2KV，最大调节阶数为4，可以满足补偿电容器的安装、运行和保护需要。
2.4各车间变电所的选择
表2-3各变电所变压器选择型号
车间
品牌
台数
型号
电压组合
（kV）
联接租
标号
总质量
（kg）
高压
高压
W
W
%
%
NO.1
江苏华鹏
2
SCB10-1250/6
6
0.4
2090
8460
6
0.4
Y,yn0
3200
NO.2
2
SC10-500/6
6
0.4
1160
4260
4
0.5
Y,yn0
1750
NO.3
1
SC10-1000/6
6
0.4
1770
7100
6
0.4
Y,yn0
2700
NO.4
1
SC10-800/6
6
0.4
1520
6070
6
0.4
Y,yn0
2450
NO.5
1
SC10-400/6
6
0.4
980
3480
4
0.6
Y,yn0
1450
3．短路电流计算
3.3.1各母线短路电流计算过程
如图1，图2所示：
取
当系统处于最大运行方式时：
无穷大系统电源电压保持不变，电源相电压标幺值为1.0
当35KV母线
点发生三相短路时：
（2）当6.3KV母线
点发生三相短路时：
2.当系统处于最小运行方式时：
（1）当35KV母线
点发生三相短路时：
（2）当6.3KV母线
点发生三相短路时：
3.3.2各母线短路电流列表
表3-2各短路点短路电流计算：
短路点
短路类型
三相短路（KA）
最大运行方式
3.29
5.64
最小运行方式
2.89
5.41
升级会员 