某服装厂降压变电所设计_供配电系统设计说明书

供配电系统设计设计说明书设计题目某服装厂降压变电所的电气设计前言本设计是对某服装厂降压变电所的电气设计。主要是通过对该厂的负荷分布情况进行详细分析，计算各个负荷点的的情况，最后算出负荷中心，综合实际情况确定变电所的位置。本设计中的变电所的位置选择，变压器类型、容量、台数的选择都得根据实际计算中的数值来进行确定。首先，进行最初步的就是进行负荷计算和系无功补偿的计算。这个过程中必须对每个负荷点进行详细的计算。而无功补偿需要考虑较多的裕量，计算出需要补偿的无功，再确定需要的电容器的数量以及类型。再者，进行变压器的容量选择，类型选择，以及电力变压器的主接线方式设计。然后，我们要进行系统的短路计算，以及变压器的高低压侧的电气设备的选择。继而，我们要进行高低压侧的输电线以及母线的选择，校验。最后，我们要整定继电保护，防雷保护和接地保护等。项目组成员日期目录总页数24页1负荷计算和无功功率补偿111负荷计算112无功功率补偿32变电所位置和型式的选择43变电所主变压器的选择531负荷分级及供电电源532电力变压器选择533变电所主接线电气设计84短路电流计算与高低压电器选择1041短路电流计算1042高低压电器选择145变电所电线电缆的选择1551高压进线和引入电缆的选择1552变电所母线选择1553低压出线电缆选择176变电所继电保护的整定177防雷保护和接地装置的设计19参考文献21附录一22附录二23附录三241负荷计算和无功功率补偿11负荷计算（1）单组用电设备计算负荷的计算公式1）有功计算负荷（单位为KW）的计算公式（11）CDEPKPC为计算有功功率，KD为需要系数，PE为设备容量。2）无功计算负荷（单位为KVAR）的计算公式（12）TANCCQQC为计算无功功率。3）视在计算负荷（单位为KVA）的计算公式（13）2CCCSPSC为计算视在功率。4）计算电流（单位为A）的计算公式（14）3CCNSIUIC为计算电流，为额定电压。（2）多组用电设备计算负荷的计算公式（15）CIIPN1CKP（16）CINIQCQ1（17）2CCCSP（18）3CCNIU根据上述公式及工厂负荷统计资料可得各厂房和生活区的负荷计算，如表11所示。表11服装厂负荷计算表负荷计算表厂房编号厂房名称负荷类别设备容量/KW需要系数KD功率因数COS有功功率/KW无功功率/KVAR视在功率/KVA计算电流/A1裁剪车间动力24006081441080180027352缝制车间动力33007072312357330050143整烫车间动力380040751521341202730794检品车间动力140035085493045768765仓库动力3803051141972283466印绣花车间动力100080880600100015197机修车间动力180030554935108016418综合办公楼照明50075093751824176339锅炉房动力1500750811258441406213710水泵房动力12007508906751125170911生活区照明280070919694921783309总计（380侧）合计20081157494631495022715KP08,KQ085262307549164689259280437739311226519807186350405512无功功率补偿由表可知，该厂380V最大负荷时的功率因数只有076，而供电部门要求该厂10KV进线侧最大负荷时功率因数不低于09。考虑到主变压器无功损耗远大于有功损耗，因此380V侧功率因数要稍大于09，我们取092来计算380V侧所需的无功功率补偿容量选用BWF105401型电容器这里选择12台电容器进行补偿。补偿后实际补偿容量为1240480KVAR，此时的实际平均功率因数为9480COSTAN/AV212AVCVVAVAVQPSP符合要求表12无功补偿后工厂的计算负荷计算负荷项目COSP30/KWQ30/KVARS30/KVAI30/A380V侧补偿前负荷0769259280438122652186350380V侧无功补偿容量480380V侧补偿后负荷09489259232438981096154322主变压器功率损V侧负荷总计940643832461015717576补偿后的计算负荷104/156398/VAR4029592TNCOS7STANRCOTA21CNCVCVVQNKPKVANQPSCCAVC19840380925221变压器的功率损耗VAR8651906071KSQWPCT变电所高压侧的计算负荷VAR246386548034722512KPTCCAUSIVAQAVCCCC21543803771069222210KV侧的计算电流ANICC6570/2变电所位置和型式的选择利用负荷功率矩法确定负荷中心算出负荷中心坐标后，在途中找出负荷中心的位置，如图21。703415/19649085128071745244157/196909127937802741465234XY图21负荷中心位置图根据服装厂的实际情况，我们这里选择独立变电所，并把变电所设置在2号车间的东南边，采用附设式。3变电所主变压器的选择31负荷分级及供电电源计算负荷总容量122652KVA二级负荷总容量032电力变压器选择1变电所变压器选择（1）一台主变压器SN122652故选用S91250/10。（2）两台主变压器SN（0607）SC（73598586）且SNSC（）0（二级负荷计算总容量）故选用S9800/10变压器两台。三相负荷基本平衡变压器连接组一般采用YYN0。工厂二级负荷的备用电源亦由与邻近单位相联的高压联络线来承担。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如图所示见图31图31一台变压器主接线（2）装设两台主变压器的主结线方案如图所示见图32图32两台变压器主接线（3）两种主结线方案的计算经济比较表表31计算经济比较表比较项目装设一台主变的方案装设两台主变的方案供电安全性满足要求满足要求供电可靠性基本满足要求满足要求供电质量由于一台主变，电压损耗略大由于两台主变并列，电压损耗略小灵活方便性只一台主变，灵活性稍差由于有两台主变，灵活性较好指标技术扩建适应性稍差一些更好一些电力变压器的综合投资额查得S91250单价为15万元，查得变压器综合投资约为其单价的2倍，因此其投资为215万元30万元查得S9800单价为10万元，查得变压器综合投资约为其单价的2倍，因此其投资为410万元40万元高压开关柜的综合投资额主变和高压开关柜的折旧和维修管理费每年为4893万元主变和高压开关柜的折旧费和维修管理费每年为7067万元，比1台主变的方案多耗2174万元指标经济交供电部门的一次性供电贴费按150元/KVA计，贴费为12500015万元1875万元贴费为28000015万元24万元，比1台主变的方案多交525万元从上表可以看出，按技术指标，装设两台主变的主结线方案（图）略优于装设一台主变的主结线方案（图），但按经济指标，则装设一台主变的方案（图）远优于装设两台主变的方案（图），因此决定采用装设一台主变的方案（图）。（说明如果工厂负荷近期可有较大增长的话，则宜采用装设两台主变的方案。）33变电所主接线电气设计（1）变电所高压电气主接线设计1）电气主接线形式及运行方式在采用单台变压器后，高压侧我们采用线路变压器组主接线。2）开关柜型式及配置开关柜我们采用XGN212系列，主要有负荷开关、熔断器、电压互感器、低压短路器。3）所用电设计所用电是从10KV进线引出，并通过电压互感器获得所用电。4）电气主接线图绘制图33变压器高压侧主接线（2）变电所低压电气主接线设计1）电气主接线形式及运行方式在变电所确定为单台变压器后，低压侧我们采用单母线不分段主接线。2）开关柜型式及配置开关柜我们采用XGN212系列，主要有负荷开关、熔断器、电压互感器、低压短路器。3）电气主接线图绘制图34变压器低压侧主接线4短路电流计算与高低压电器选择41短路电流计算（1）绘制计算电路及选取短路计算点1、计算电路和短路计算点如图41所示，图41计算电路图3KMTK1K21WL2、短路计算等效电路如图42所示，图42短路计算等效电路图（2）确定短路计算基准值在这里，我们取SD100MVA，UD1105KV，UD204KV，基准电流分别为ID1，ID2（3）计算短路电路中各元件的电抗标幺值1）电力系统的电抗标幺值最大运行方式本设计中，在最大运行方式时，SK550MVA，所以电力系统标幺值为18205SXKMAXD1最小运行方式本设计中，在最大运行方式时，SK290MVA，所以电力系统标幺值为3450291SXKMIND12）电力线路的电抗标幺值在本设计中，电路的单位阻抗取，故电力线路的电抗标幺值KMX/40为7265103422102DUSLXX3）电力变压器的电抗标幺值在本设计中，变压器是10/04KV,故变压器的电抗标幺值为4UK6325104S10XNDK3（4）计算K2点（04KV侧）的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量X1X2X3K1K21）总电抗标幺值最大运行方式短路发生在变压器低次侧，最大运行方式时，总阻抗为50846372018X321K最小运行方式短路发生在变压器低次侧，最小运行方式时，总阻抗为6714372034521K2）短路电流电路电流基准值KA3403USI1D1D最大运行方式在最大运行方式下，短路计算各值为205841KXIA043231KID9658412IKKSH1/96582/ISKISHA03KIKMVXKD21S最小运行方式在最小运行方式下，短路计算各值为21406741KKXIA893031KIDK45682IKKSHA240/8562/22SHKIIKSHK930KI）（MVXKD4211S（5）计算K1点（105KV侧）的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量1）总电抗标幺值最大运行方式短路发生在变压器高次侧，最大运行方式时，总阻抗为908726180X21K最小运行方式短路发生在变压器低次侧，最小运行方式时，总阻抗为07126345021K2）短路电流电路电流基准值KA5103USI1D1D最大运行方式在最大运行方式下，短路计算各值为10981KXIA651KID453102KIKKSH92/431/I11SISHA6KIKMVXKD100S最小运行方式在最小运行方式下，短路计算各值为934071KKXIA1551KID3422IKKSH69/3I11SKISHA5IK）（MVXKD4930S以上短路计算结果综合如表41所示。表41短路计算结果三相短路电流/KA三相短路容量/MVA短路计算点运行方式3KI3I3I3SHI3SHI3KS最大6066066061545310931101K1最小514514514131926934最大32043320433204358964144222K2最小308893088930889568440221442高低压电器选择（1）10KV侧一次设备的选择校验变电所10KV侧一次设备选择效验如表42所示。表4210KV侧一次设备选择效验表选择校验项目电压电流断流能力动稳定度热稳定度参数UNINIK3ISH3I32TIMA设备地点电气条件数据10KV576A606KA15453KA69696额定参数UNEINEIOCIMAXIT2T高压少油断路器SN1010I/63010KV630A16KA40KA640隔离开关40/T1GN6810KV400A_30KA3136一次设备型号规格熔断器RN110/10010KV100A12KA_电流互感器LQJ10/16010KV160A_362KA2304电压互感器JSJW1010KV_（2）380KV侧二次设备的选择校验变电所10KV侧一次设备选择效验如表43所示。表4210KV侧一次设备选择效验表5变电所电线电缆的选择51高压进线和引入电缆的选择由前面可知，高压侧的计算电流IC576A，那么按环境条件选择电缆线，查表A122可得4根单芯线的截面为35的BV型导线，在时的允许2MC30载流量为A，其正常最高允许温度为，即。C650A74IAL温度校正系数为8902563K0AL导线的实际允许载流量为AI677489IALAL所以，所选相截面满足允许载流量的要求。2M35S中性线的选择按要求，选择。020M5S所以选导线。21BV52变电所母线选择（1）高压开关柜母线选择选择校验项目电压电流断流能力动稳定度热稳定度参数UNI30IK3ISH3I32TIMA设备地点电气条件数据04KV15432A32043KA58961KA16428额定参数UNEINEIOCIMAXIT2T低压断路器DZ20125004KV125050_一次设备型号规格低压熔断器RT0100004KV100050KA_首先，按允许载流量选择有，查表A111，选择TGJ16A657ICAL母线的热稳定性校验233MIN8410706ISMCTIMA）（母线的动稳定性校验三相电路点动力NALISH651030145173210K3F723FC）（又，NM681650MCL352210266BWH计算应力为MPA54PA75168L5C（2）低压开关柜母线选择首先，按允许载流量选择有，查表A11，选择A21543ICAL610TMY母线的热稳定性校验233MIN071760432ISMCTIMA）（母线的动稳定性校验三相电路点动力NALISH4205103018956173210K3F723FC）（又，NM12610425M3CL3722M10606BWH计算应力为MPA40PA8L7CM53低压出线电缆选择由前面可知，低压侧的计算电流，那么按环境条件A31/21543IC选择电缆线，查表A122可得4根单芯线的截面为的BV型导线，在20M时的允许载流量为，其正常最高允许温度为，即。C30A160C65160IAL温度校正系数为8902563K0AL导线的实际允许载流量为AI314189IALAL所以，所选相截面满足允许载流量的要求。2M10S中性线的选择按要求，选择。520M7S所以选导线。723BV6变电所继电保护的整定（1）电源进线继电保护整定计算1）定时限过电流保护动作电流启动电流KAIKFHZQ98068512IMAXKDZ灵敏系数灵敏度校验、作为本条线路的近后备保护符合要求5174698531IKDZMINL、作为相邻线路的远后备符合要求2153980IDZMINL下动作时限25S051TT2）电流速断保护动作电流AKKK63410231II3MAXDZ）（灵敏系数8041045/UX3MINEAXSWLXI56/3/3AXEINSLIM12/U2X1LMAXE0MINKXISDZ）（符合要求537INB动作时限S0T（2）变压器继电保护整定计算1）定时限过电流保护动作电流KA245903215TARGHJXRELKOPNKII灵敏系数517MIN2OPKSENIKKA20JXTAKOPOPI符合要求动作时限S52051TT2）电流速断保护动作电流KA3451250310MAX32TAKJXRELKOPNIKI灵敏系数23MIN21OPKSENIKKA15JXTAKOPI符合要求动作时限S0T7防雷保护和接地装置的设计（1）接地保护将变压器的金属外壳安全接地。（2）防雷保护、线路防雷保护如图71，在变压器进线侧的电线上装设避雷线，进行电线的避雷保护，并装设F、F来保护线路断路器和隔离开关。用于防止雷电冲击波沿高压线路侵入变电所。、其他建筑线路防雷就用建筑避雷针进行防雷保护。图71防雷保护接线图避雷线10KV进线QFTF1F2F3参考文献1HTTP/WENKUBAIDUCOM/VIEW/805BA02ECFC789EB172DC85AHTML2唐志平供配电技术北京电子工业出版，305P1293孙国凯电力系统继电保护原理北京中国水利水电出版社，27P144李林川电力系统基础北京科学出版社，2009P28P88510KV配电工程典型设计国家电网6翁双安供配电工程设计指导北京机械工业出版社，2008P22P2007供配电系统设计规范GB50052/95附录一变电所高压侧电气主接线图附录二变电所低压侧电气主接线图附录三评分标准及得分供配电系统设计评阅表评分优良中合格不合格评价项目具体要求最高分3228312527212420说明书质量说明书须按任务书的要求编