化纤厂设计.doc
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课程设计：
某化纤厂降压变电所电气设计
2012—2013学年第二学期
课程名称：
电力系统综合设计
任课教师：
陈颖
题目：
某化纤厂降压变电所电气设计
学号：
姓名：
年级：
2010
专业：
电气工程及其自动化
评语：
成绩：
评卷人：
提交日期：
2013年7月23日
目录
第一部分 设计任务书 1
一、设计题目 1
二、设计要求 1
三、设计资料 1
四、设计任务书 4
第二部分 设计计算书 4
一、各车间计算负荷和无功补偿（需要系数法） 5
二、各车间变电所的设计选择 7
三、工厂总降压变电所及接入系统设计 13
四、短路电流的计算 15
五、变电所高低压电气设备的选择 19
六、继电保护的配置 20
七、心得体会 21
参考文献 22
第一部分 设计任务书
一、设计题目
某化纤厂降压变电所电气设计
二、设计要求
根据本厂用电负荷，并适当考虑生产的发展，按安全可靠，技术先进，经济合理的要求，确定工厂变电所的位置与型式，通过负荷计算，确定主变压器台数及容量，进行短路电流计算，选择变电所的主接线及高、低压电气设备，选择整定继电保护装置，最后按要求写出设计计算说明书，绘出设计图纸。
三、设计资料
设计工程项目情况如下
（1）工厂总平面图见图1，本计算示例选用数据是：
安装容量为丙类，组合方案为丙。
图1
（2）工厂负荷数据：
本工厂多数车间为3班制，年最大负荷利用小时数6400小时，本厂负荷统计资料见表1，学生组合方案见表2。
表1
序号
车间设备名称
安装容量（KW）
计算负荷
甲
乙
丙
丁
P
（kW）
Q
（kvar）
S
（kVA）
1
纺炼车间
纺丝机
180
150
200
220
0.8
0.78
筒绞机
62
40
30
56
0.75
0.75
烘干机
78
80
85
70
0.75
1.02
脱水机
20
15
12
18
0.60
0.80
通风机
200
220
180
240
0.70
0.75
淋洗机
14
5
6
22
0.75
0.78
交频机
900
800
840
950
0.80
0.70
传送机
42
38
40
30
0.80
0.70
小计
2
原液车间照明
1012
1040
1200
1160
0.75
0.70
小计
3
酸站照明
304
260
200
310
0.65
0.70
小计
4
锅炉照明
280
320
290
270
0.75
0.75
小计
5
排毒车间照明
186
160
180
140
0.70
0.60
小计
6
其他车间照明
380
240
300
240
0.70
0.75
小计
7
8
9
10
全厂计算负荷总计
11
12
表2
序号
纺炼车间
原液车间
酸站
锅炉房
排毒机房
其他附属车间
1
A
B
C
D
E
F
2
A
B
D
E
F
C
3
A
B
E
F
C
D
4
A
B
F
C
D
E
5
B
A
C
D
E
F
6
B
A
D
E
F
C
7
B
A
E
F
C
D
8
B
A
F
C
D
E
（3）供电电源情况：
按与供电局协议，本厂可由东南方19公里处的城北变电所110/38.5/11KV，50MVA变压器供电，供电电压可任选。
另外，与本厂相距5公里处的其他工厂可以引入10KV线路做备用电源，但容量只能满足本厂负荷的30%重要负荷，平时不准投入，只在本厂主要电源故障或检修时投入。
（4）电源的短路容量（城北变电所）：
当35KV母线的出线断路器断流容量为1500MVA；10KV母线的出线断路器断流容量为350MVA。
（5）供电局要求的功率因数：
当35KV供电时，要求工厂变电所高压侧：
当以10KV供电时，要求工厂高压侧。
（6）电费制度：
按两部分制电费计算。
变压器安装容量每1KVA为15元/月，动力电费为0.3元/kWh，照明电费为0.55元/（kWh）。
（7）气象资料；本厂地区最高温度为，最热月平均最高气温，最热月地下0.8处平均温度为，年主导风向为东南风，年雷暴雨日数为20天。
（8）地质水文资料：
本厂地区海拔60m，底层一砂黏土为主，地下水位为2m。
四、设计任务书
（一）设计计算说明书
（二）设计图纸
1.工厂变电所设计计算用电气主接线简图（见附图）
2.变电所供电平面布线图
第二部分 设计计算书
一、各车间计算负荷和无功补偿（需要系数法）
（一）纺炼车间（数据为丙组）
1.单台机械负荷计算
（1）纺丝机
已知：
。
故：
（2）筒绞机
已知：
。
故：
（3）烘干机
已知：
。
故：
（4）脱水机
已知：
。
故：
（5）通风机
已知：
。
故：
（6）淋洗机
已知：
。
故：
（7）变频机
已知：
。
故：
（8）传送机
已知：
。
故：
纺练车间单台机械负荷计算统计见表3
表3纺炼车间（丙）负荷统计列表
序号
车间设备名称
安装容量（甲）（kW）
计算负荷
1
纺丝机
200
0.8
0.78
160
124.8
2
筒绞机
30
0.75
0.75
22.5
16.9
3
烘干机
85
0.75
1.02
63.8
65.1
4
脱水机
12
0.60
0.8
7.2
5.8
5
通风机
180
0.70
0.75
126
94.5
6
淋洗机
6
0.75
0.78
4.5
3.51
7
变频机
840
0.80
0.70
672
470.4
8
传送机
40
0.80
0.70
32
22.4
小计
1393
1088
803.41
2．车间计算负荷统计（计及同时系数）
取同时系数：
（二）其余车间负荷计算
1.原液车间
已知：
。
故：
2.酸站照明
已知：
。
故：
3.锅炉房照明
已知：
。
故：
4.排毒车间
已知：
。
故：
5.其他车间
已知：
。
故：
各车间计算负荷统计见表4
表4各车间计算负荷统计列表
序号
纺炼车间
安装容量（甲）（kW）
1
纺炼车间
1393
979.2
763.24
1241.5
2
原液车间
1200
900
630
1098.6
3
酸站
200
130
91
158.7
4
锅炉房
290
217.5
163.1
271.9
5
排毒车间
180
126
75.6
146.9
6
其他车间
300
210
157.5
262.5
二、各车间变电所的设计选择
（一）各车间变电所位置及全厂供电平面草图
根据地理位置及个车间计算负荷大小，决定设立3个变电所，各自供电范围如下：
变压所Ⅰ：
原液车间、排毒车间。
变压所Ⅱ：
纺炼厂、办公及生活区。
变压所Ⅲ：
锅炉房、其他车间、酸站。
全厂供电平面图见图2
图2全厂供电平面图（1cm=0.1km）
（二）各车间变压器台数及容量选择
1.变压所Ⅰ变压器台数及容量选择
（1）变压所Ⅰ的供电负荷统计：
同时系数取
（2）变压所Ⅰ的无功补偿（提高功率因数到0.9以上）
无功补偿试取：
补偿以后：
（3）变压所Ⅰ的变压器选择。
为保证供电的可靠性，选用两台变压器（每台可供车间总负荷的70%）：
选择变压器型号为SL7系列，额定容量为1000kVA，两台。
查表得出变压器的各项参数：
（4）计算每台变压器的功率损耗（n=1）
也可用化简经验公式：
2．变压所Ⅱ变压器台数及容量选择
（1）变压所Ⅱ的供电负荷统计：
（2）变压所Ⅱ的无功补偿（提高功率因数到0.9以上）
无功补偿试取：
补偿以后：
（3）变压所Ⅱ的变压器选择。
为保证供电的可靠性，选用两台变压器（每台可供车间总负荷的70%）：
选择变压器型号为SL7系列，额定容量为630kVA（附带供电给办公室及生活区）。
查表得出变压器的各项参数：
（4）计算每台变压器的功率损耗
也可用化简经验公式：
3.变压所Ⅲ变压器台数及容量选择
（1）变压所Ⅲ的供电负荷统计：
同时系数取
（2）变压所Ⅲ的无功补偿（提高功率因数到0.9以上）
无功补偿试取：
补偿以后：
（3）变压所Ⅲ的变压器选择。
为保证供电的可靠性，选用两台变压器（每台可供车间总负荷的70%）：
选择变压器型号为SL7系列，额定容量为315kVA，两台。
查表得出变压器的各项参数：
（4）计算每台变压器的功率损耗
也可用化简经验公式：
（三）厂内10kV线路截面的选择
1.供电给变电所Ⅰ的10kV线路
为保证供电的可靠性选用双回供电线路，每回供电线路计算负荷：
计及变压器的损耗：
先按经济电流密度选择导线经济截面：
由于任务书中给出的年最大负荷利用小时数为6400h，查表可得，架空线的经济电流密度。
所以可得经济截面：
可选导线型号为LJ—35，其允许载流流量为。
相应参数为
再按发热条件检验：
已知，温度修正系数为：
由式上可知，所选导线符号长期发热条件。
由于变电所Ⅰ紧邻35/11kV主变压器，10kV线路很短，其功率损耗可忽略不计。
线路首段功率：
2.供电给变电所Ⅱ的10kV线路
为保证供电的可靠性选用双回供电线路，每回供电线路计算负荷：
计及变压器的损耗：
先按经济电流密度选择导线经济截面：
由于任务书中给出的年最大负荷利用小时数为6400h，查表可得，架空线的经济电流密度。
所以可得经济截面：
可选导线型号为LJ—25，其允许载流流量为。
相应参数为
再按发热条件检验：
已知，温度修正系数为：
由式上可知，所选导线符号长期发热条件。
根据地理位置图及比例尺，得到此线路长度为l=0.32k
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