重庆啤酒厂厂用电设计.docx

1、重庆啤酒厂厂用电设计重庆啤酒厂厂用电设计设计者：王泽燕 指导：徐磊摘 要本设计只针对重庆啤酒厂厂用电系统总降压变电所进行设计。本设计首先通过负荷计算确定重庆啤酒厂总变电所的变压器的容量、台数，从经济性、安全性、灵活性和可靠性出发确定主接线方式。其次，通过短路计算，参考总降变电所所在地的气象条件和其它有关资料，确定变电所的位置、导线型号及各种电气设备。最后确定相关的保护方案和二次回路方案。在仔细研究各负荷的实际数据，并严格按照国家规定，依照以上设计步骤设计本供电系统设计方案，以到达提高生产效益的目的。关键词：变电所； 配电系统； 方案； 设计Chongqing Brewery Factory u

2、ses electricity the design AbstractAuthor: xu lei Tutor: Wang ze yan This design only aims at Chongqing Brewery Factory to use electricity the system total voltage dropping transformer substation to carry on the design. This design first through the load computation determined that the Chongqing Bre

3、wery total transformer substation transformers capacity, the Taiwan number, from the efficiency, the security, the flexibility and the reliability embark determine the main wiring way. Next, through the short circuit computation, the reference always falls the transformer substation locus the meteor

4、ological condition and other pertinent data, definite transformer substation position, wire model and each kind of electrical equipment. Finally determination related protection plan and secondary circuit plan. In the dwell upon each loads actual data, and stipulated strictly according to the countr

5、y that designs this power supply system design proposal according to the above design procedure, arrives at the enhancement production benefit the goal.Key word: power ；distribution system；substation；design 目 录前 言 1第一章 负荷计算与无功补偿 31.1 车间负荷统计 31.2 全厂负荷计算 31.3 功率补偿 4第二章 变电所及变压器的选择 52.1 变电所所址的选择 52.2 电压

6、等级的确定 62.3 变配电所型式的选择 62.4 变电所变压器台数和容量的选择 7第三章 变电所主接线方案的设计 93.1 总降压变电所主接线方案选择 93.2 车间变电所主接线选择 103.3 高压开关柜的选择 11第四章 短路计算及一次设备的选择 124.1 短路计算 124.2 一次设备的选择 12第五章 继电保护及二次回路的选择 135.1 主变压器的继电保护 135.2 二次回路的选择 13第六章 变电所的布置与结构设计 146.1 总降压变电所的布置与结构 146.2 车间变电所的布置与结构 14第七章 供配电线路的设计 157.1 变电所的进出线的选择 157.2 厂区配电系统

7、接线方案的选择 15第八章 防雷保护和接地装置的设计 168.1 变电所的防雷保护措施 168.2 防雷装置的选择 168.3 接地装置的设计 16总 结 17致 谢 18参考文献 19附 录 20附录1：短路电流计算过程 20附录2：高压开关柜主要技术参数 23附录3：一次设备的选型效验数据 24附录4：设计工程图 25前 言本设计是重庆啤酒（集团）有限责任公司宜宾分公司（柏溪）重庆啤酒厂的供配电系统设计。根据指导老师的要求，本设计的重点是对啤酒厂的总降压变电所进行设计，并对车间变电所的相关设计技术进行简要说明。将严格按照国家标准GB50052-95 供配电系统设计规范、GB50059-92

8、 35-110kV变电所设计规范、JBJ6-96机械工厂电力设计规范、88D264电力变压器室布置等供配电设计规定进行设计。重庆啤酒（集团）有限责任公司宜宾分公司前身系宜宾少娥啤酒股份有限公司，位于柏溪县。经营范围是啤酒及非酒精饮料制造、销售、啤酒技术服务。公司目前具备年产啤酒10万千升的生产能力。现拥有总资产1亿元，具备年产啤酒10万千升的生产能力。主要产品有：山城1958、2008特制山城、新山城、山城518、好友山城、山城桶装啤酒、山城浑浊啤酒及向家坝啤酒等十多个产品。公司力争在较短时间内把重啤宜宾分公司打造成川、滇、黔三省结合部的强势啤酒企业！当地供电部门可提供两个供电电源，供设计选定

9、：从某220/35kV区域变电站提供35kv电源，此站距厂南侧2km。从某35/10kV变电站，提供10kV备用电源，此所距厂南侧1.5km。该区域电力系统短路数据，如表1所示。 表1 区域变电站35kV母线短路数据系统运行方式系统短路数据系统运行方式系统短路数据系统最大运行方式时S（3）kmax=600MVA系统最小运行方式时S（3）kmin=280MVA 供电系统图，如图一所示。 图1 供电系统图 供电部门对该厂提出的技术要求：区域变电站35kV进线的过电流保护整定时间top=1.8s，要求该厂总降压变电所的过电流保护整定时间不大于1.3s。在该厂35kV电源侧进行电能计量。该厂最大负荷功

10、率因数应不低于0.9。供电贴费为700元/kVA。每月电费按两部电费制：基本电费为18元/kVA，动力电费为0.4元/kWh，照明电费为0.6元/kWh。第1章 负荷计算与无功补偿1.1 车间负荷统计序号车间名称设备容量/kW计算负荷车间变电所代号P30/kWQ30/kvarS30/kVA1污水处理车间2505609500788NO.1车变2包装车间886163258305NO.2车变3灌装车间634222336403NO.3车变4原料车间514310183360NO.4车变5冷却车间562199158254NO.5车变6麦芽车间150365868NO.6车变7发酵车间269197172262

11、NO.7车变8空压站322181159241NO.8车变9汽车库53302740NO.9车变10糖化车间335187118221NO.10车变11半成品试验站365287464NO.11车变12成品试验站2290640480800NO.12车变13加压站（10kV转供负荷）25616313921414设备处仓库（10kV转供负荷）33828844415成品试验站内大型集中负荷3600288023003686专线供电1.2 全厂负荷计算根据该啤酒厂的特点，本设计采用需要系数法计算。 取K?p=0.90；K?q=0.93 根据车间负荷统计情况可算出：?P30，i=6520kW；?Q30，i=546

12、3kvar 则: P30=K?p?P30，i=0.906520kW=5868kW Q30=K?q?Q30，i=0.935463kvar=5081kvar S30=7762kVA I30=S30/128A P30/ S30=5868/77620.76 1.3 功率补偿 由于供电部门对该厂的供电要求，由上面计算可知：0.9，因此需要进行无功补偿。经过综合考虑采用并联电容器进行高压集中补偿。补偿前计算负荷功率因数补偿后计算负荷功率因数 有功功率PC = 5868(kW)QC=PC()2518.33 (kvar)补偿容量QC = 2518.33 (kvar)，取QC=2600kvar因此，选用35kV

13、高压并联电容器成套补偿装置TBB-35-2600。无功补偿后，变电所低压侧的计算负荷为：S30?= = 6418kVA变压器的功率损耗为： 有功功率损耗 PT0.015S30?=96.27 kW无功功率损耗 QT0.06S30?=385.08 kvar变电所高压侧计算负荷为：P30=PC+PT=5868+96.27=5964.27kWQ30=QC+QT=2600+385.08=2985.08kvarS30=6669.58kVAI30=S30/110A无功率补偿后，工厂的功率因数为：Cos= P30/ S30=5964.27/6669.58=0.9=0.9因此，符合本设计的要求。第2章 变电所及

14、变压器的选择2.1 变电所所址的选择2.1.1 变电所所址选择的要求 （1）应接近负荷中心，进出线方便，接近电源侧，设备运输方便。 （2）不应设在有剧烈振动或高温的场所；不宜设在多尘或有腐蚀性气体的场所；不应设在污染源盛行风向的下风侧；不应设在厕所、浴室或其他经常积水场所的正下方，且不宜与上述场所相贴邻；不应设在有爆炸、易燃等危险的场所，应符合现行国家标准GB5005892和GB5005394的规定；不应设在地势低洼和可能积水的场所；高压配电所应尽量与邻近车间变电所或有大量高压用电设备的厂房合建在一起。2.1.2 负荷中心的确定本设计采取利用以负荷圆表示的负荷指示图的方法来确定负荷中心。在啤酒

15、厂总平面图上，按适当的比例K（kW/mm2）作出各车间（建筑）及宿舍区的负荷圆。负荷圆的圆心一般选在车间或宿舍区的中央。圆半径（单位为mm）为： （式2-1） 注释：P30 车间或试验站的计算负荷（单位为kW）。啤酒厂厂负荷指示图见图2-1所示。 图2-1 啤酒厂厂负荷指示图2.2 电压等级的确定啤酒厂供电电压的选择，主要取决于当地电网的供电电压等级，同时也要考虑该厂用电设备的电压，容量和供电距离等因素。由于同样的配送功率和输送距离条件下，配电电压越高，线路电流越小，因而线路采用的导线或电缆截面越小，从而可以减少线路的初投资和有色金属消耗量且可减少线路的电能损耗的电压损耗。根据该厂的总负荷大小

16、、性质（二级负荷）、区域电力系统供电能力以及表2-1列出的各种额定电压等级线路的输送功率和输送距离的经验数据，确定总降压变电所电压等级为35kV。表2-1 各种额定电压等级线路的输送功率和输送距离额定电压/kV输送功率P/kW输送距离/km额定电压/kV输送功率P/kW输送距离/km0.2250以下0.15以下1020020006200.38100以下0.6以下3520001000020503100100013110100005000050150610012004152201000005000001003002.3 变配电所型式的选择2.3.1 总压降变电所选用屋内式。因为屋内式运行维护方便，

17、占地面积少；且所在地雨水较多，夏季多高温；经济技术条件较好等。2.3.2 车间变电所根据变压器额定容量和使用环境选择各车间变电所型式。见表2-2。表2-2 车间变电所型式变压器额定容量/kVA变电所型式变压器额定容量/kVA变电所型式80独立式400半露天式100半露天式5002501000315(NO.7;NO.8)独立式315(NO.5)2.4 变电所变压器台数和容量的选择2.4.1 主变压器台数主变压器台数应根据负荷特点和经济运行要求进行选择。由于该厂的负荷属于二级负荷，对电源的供电可靠性要求较高，宜采用两台变压器并列运行，以及配备10kV备用电源，以便当一台变压器发生故障后检修时，另一

18、台变压器能继续供电以及备用电源及时投入，故选两台变压器。2.4.2 主变压器容量装有两台主变压器并列运行的变电所，每台主变压器容量SNT不应小于总的计算负荷S30的60%，最好为总计算负荷的70%左右，即：SNT（0.60.7）S30（0.60.7）6418kVA（3850.84492.6）kVA同时每台主变压器容量SNT不应小于全部一、二级负荷之和S30(?+?),即：SNTS30(?+?)=788+305+403+360+254+68+262+241+40+221+464+800+214+444=4864kVA所以，选用每台容量均为5000kVA的变压器。2.4.3 变电所主变压器型式和联

19、结组别的选择根据该厂情况及计算结果，选用S9系列35kV三相油浸式变压器，其性能符合B1094/1996电力变压器和GB/T6451/1999三相油浸式电力变压器技术参数和要求标准，该变压器空载损耗比GB/T6451标准平均下降20%，负载损耗下降10%。铁芯采质优质冷轧硅铜片、线圈采用优质无氧铜制成，外型美观、运行安全，广泛应用于城乡工农业电网。主要功能和特点：性能水平和经济指标比老产品更先进；铁芯为全斜三级接缝叠片结构，表面涂刷固化漆，以降低损耗和噪声；采用了新型绕组结构和新的绝缘结构，油道设计合理，提高了机械强度和抗短路能力，可靠性高；油箱壁可采用平板式或弯板式，散热器件可采用管式、散热

20、器式、波纹片式；并采用了新型组件及紧固件。变压器主要数据参数见表2-3。表2-3 主变压器的主要技术数据型号台数额定容量/kVA额定电压/kV联结组别损耗/kW空载电流（%）阻抗电压（%）参考价格（元/台）一次二次空载负载S9-5000/35250003510Yd115.4330.67.03210002.4.4 车间变电所变压器台数和容量的选择根据各用电车间的负荷计算情况和设计要求，选择S9系列10kV级低损耗配电变压器。见表2-4。表2-4 S9系列10kV级低损耗配电变压器主要技术数据车间名称台数额定容量/kVA额定电压/kV联结组标号损耗/kW空载电流（%）阻抗电压（%）参考价格（元/台

21、）一次二次空载负载汽车库180100.4Yyn00.251.251.8413680麦芽车间11000.291.51.615300糖化车间12500.563.051.228800加压站1冷却车间13150.673.651.131590发酵车间1空压站1污水处理车间1400Dyn110.804.301.040052原料车间1灌装车间15000.965.101.043920设备处仓库1半成品试验站1污水处理车间110001.7010.30.74.576590成品试验站1第3章 变电所主接线方案的设计3.1 总降压变电所主接线方案选择对于电源进线电压为35kV及以上的啤酒厂，通常是先将该厂总降压变电所

22、的电压降为10kV的高压配电电压，然后经车间变电所，降为一般低压设备所需的电压。总降压变电所主结线图表示该厂接受和分配电能的路径，由各种电力设备（变压器、避雷器、断路器、互感器、隔离开关等）及其连接线组成，通常用单线表示。主结线对变电所设备选择和布置，运行的可靠性、经济性、灵活性以及安全性都有密切关系，是供电设计中的重要环节。方案一：一、二次侧均采用单母线分段的总降压变电所主电路图。如图3-1所示。图3-1 一、二次单母线分段的总降压变电所主电路图这种主结线图兼有桥式结线的运行灵活性的优点，但所用高压开关设备较多，可供一、二级负荷，适用于一、二次侧进出线较多的总降压变电所。方案二：一、二次侧均

23、采用双母线的总降压变电所主电路图。如图3-2所示。图3-2 一、二次双母线的总降压变电所主电路图这种采用双母线结线较之采用单母线结线，供电可靠性和运行灵活性大大提高，但开关设备也大大增加，从经济性考虑大大增加了初投资，所以双母线结线在工厂电力系统在工厂变电所中很少运用，主要用于电力系统的枢纽变电所。本次设计的重庆啤酒厂是连续运行，负荷变动较小，电源进线较短（2km）,主变压器不需要经常切换，另外再考虑到今后的长远发展。所以采用方案一，即一、二次侧单母线分段的总降压变电所主结线（即全桥式结线）。注释：主接线装置图见附录4。3.2 车间变电所主接线选择采用高压侧无母线的接线，并且高压侧采用隔离开关

24、-断路器的变电所主接线。 这种主接线由于采用了高压断路器，因此变电所的停、送电操作十分灵活方便，同时高压断路器都配有继电保护装置，在变电所发生短路和过负荷时均能跳闸，而且在短路故障和过负荷情况消除后，又可直接迅速合闸，从而使恢复供电的时间大大缩短。如果配备自动重合闸装置，则供电可靠性更可进一步提高。3.3 高压开关柜的选择根据啤酒厂负荷及配电要求选择JYN1-35型、GG-1A（F）型高压开关柜。所选方案号见表3-1。表3-1 所选用JYN1-35型和GG-1A（F）型高压开关柜方案号柜型方案号（一次线路)用途数量（台）参考价(元/台）JYN1-35型18出线兼联络25880026左右联络45

25、8400103避雷器兼进线140500112避雷器兼电压互感器（计量）249200GG-1A（F）型04进线兼联络22600007备用电源进线12600012联络12620039出线1219000 注释：所选高压开关柜的技术参数见附录2。第4章 短路计算及一次设备的选择4.1 短路计算本设计采用标幺值法进行短路计算。短路电流计算结果如下：（1） 绘制计算电路图，选短路计算点。如图4-1所示。图4-1 短路计算电路图（2）最大运行方式短路三相短路电流/kA三相短路容量/MVA计算点Ik(3)I?（3）I8(3)ish(3)Ish(3)Sk(3)k-1点4.464.464.4611.385.132

26、84.10k-2点5.235.235.239.625.7095.10（3）最小运行方式短路三相短路电流/kA三相短路容量/MVA计算点Ik(3)I?（3）I8(3)ish(3)Ish(3)Sk(3)k-1点1.751.751.754.462.64181.82k-2点2.822.822.825.193.0751.28 注释：短路电流计算过程见附录1。4.2 一次设备的选择 根据该厂的负荷和工作情况以及相关技术要求，选择一次设备。注释：具体效验数据见附录3。第五章 继电保护及二次回路的选择5.1 主变压器的继电保护根据主变压器的容量及负荷特点，并按照电力变压器继电保护装置的配置要求，本设计对主变压

27、器进行瓦斯保护、过电流保护、电流速断保护、低电压保护、过负荷保护和温度保护。其配置和整定值见表5-1。表5-1 变压器的继电保护配置和整定值变压器容量/kVA保护装置名称（含计算值）带时限的过电流保护电流速断保护过负荷保护瓦斯保护温度保护Iop/At1/sSpIqb/ASpIop(OL)/Atop(OL)/s50001.651.36.385.246.740.5211vv5.2 二次回路的选择继电保护能够在变配电站运行过程中发生故障（三相短路、两相短路、单相接地等）和出现不正常现象时（过负荷、过电压、低电压、低周波、瓦斯、超温、控制与测量回路断线等），迅速有选择性发出跳闸命令将故障切除或发出报警

28、，从而减少故障造成的停电范围和电气设备的损坏程度，保证电力系统稳定运行。因此在二次回路的选择中，本设计主要设计了主变压器的继电保护。第六章 变电所的布置与结构设计6.1 总降压变电所的布置与结构 根据工厂供电设计指导对总降压变电所的布置与结构的设计要求，如：变压器外廓与变压器室墙壁和门的最小净距；高压配电室内各种通道的最小宽度；高压电容器室和值班室的具体规定；室内、外配电装置的安全净距；各高压开关柜的具体摆放以及该啤酒厂的实际情况等来设计总降压变电所的布置与结构。6.2 车间变电所的布置与结构由于该啤酒厂的各用电车间对供电的要求各有不同之处，变电所采用的形式有独立式和半露天式。因此，将分别进行相应的布置和结构设计。第7章 供配电线路的设计7.1 变电所的进出线的选择7.1.1 变配电所进出线的选择范围和方式 （1）高压进线，从该厂南侧2km处220/35kV区域变电站电缆引入至该厂总降压变电所。 （2）高压出线，线路全长用电缆引至各车间变电所。7.1.2 变配电所进出