工厂总降压变电所设计文档格式.doc

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参考文献 22

工厂总降压变电所设计

内容摘要本设计完成一个机械厂的供配电系统的设计。

主要内容包括以下几个方面：

首先按照需要系数法进行全厂负荷计算，并经过技术比较对企业的供电方案进行论证与选择，确定最优供电方案；

然后开始企业总降压变电所的设计，在比较了多个主接线方案后确定一个最适合本企业情况的主接线方案，并绘制电气主结线图和电气总平面布置图等,最后完成保护。

本次设计的变电所与旧式变电所有所不同，在设备选择上采用了一些新型设备，充分保证了工厂生产工艺所需的供电可靠性和电能质量。

另外，设计中在以供电可靠性为基础的前提下力求节约，使企业供配电系统的投资少、运行费用低，并且尽力降低了有色金属消耗量，使设计既能满足当前需要，又留有一定的发展空间。

关键词：

变电所、需要系数法、电气主接线、负荷、短路。

第一章前言

电能是现代工业生产的主要能源和动力。

电能既易于由其它形式的能量转换而来，又易于转换为其它形式的能量以供应用；

电能的输送的分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。

因此，电能在现代工业生产及整个国民经济生活中应用极为广泛。

科学技术的发展，使得供配电技术涉及的方面越来越宽、内容越来越深，与实际联系也越来越密切，这些都为培养高质量的供用电人才提出了更高的要求。

为了更好的适应现代工业社会的要求，把自己培养成一个合格的电气工程人员，必须尽可能多的掌握供配电知识，另外还要了解用电知识和节电知识。

35KV企业供配电系统是电力系统的一个重要组成部分，它必然要反映电力系统各方面的理论和要求。

具体到本次设计中，首先根据企业各车间的设备容量按照需要系数法计算出全厂总负荷；

然后在此基础上确定供电电压等级和主变压器的容量，进而选择电气主接线方案和设计总降压变电所,并进行保护。

1.1设计对象的基本情况

1.1.1工作电源情况

1、企业从处在其正北方的区域变电所接一回架空线路对企业供电。

2、供电电压等级：

由区域变电所用一回35KV架空线对企业供电。

1.1.2设计对象概况

本次设计对象是一个机械厂，其主要负荷为机加工车间、装配车间、配料车间、热处理车间、锻工车间、高压站、高压水泵房、冷工车间和模具车间。

并且车间设备台数较多，各台设备容量相差不大。

1、该地区气象条件：

（1）夏季主导风向为东南风；

（2）年雷暴日为20天；

（3）年最热月平均最高温度为30°

C；

（4）土壤0.8-1.2米深处一年最热月平均温度为10°

（5）土壤冻结深度为0.7米。

2、地质及水文条件：

根据勘测部门提供的本厂工程地质资料得知本厂区地质构造：

（1）地表平坦，土壤主要成分为沙质粘土，层厚2.6-5米不等；

（2）地耐压力为25吨/平方米；

（3）地下水位普遍为1.9米。

1.1.3技术要求

（1）企业的功率因数值应在0.9以上；

（2）在总降压变电所35千伏侧进行计量；

（3）区域变电所35千伏侧配出线路定时限过电流保护装置的整定时间为1.5秒，工厂总降压变电所的整定时间不应大于1.0秒。

1.2本设计应完成的任务

1.2.1采用需要系数法进行全厂负荷计算

1.2.2总降压变电所的设计

（1）根据原始资料和相关数据确定主接线方案。

（2）根据电气设备选择和继电保护的需要确定短路计算点，计算三相短路电流。

（3）主要电气设备的选择，包括变压器、隔离开关、导线截面等的选择及校验。

（4）进行供电系统保护。

1.3工厂供电设计的一般原则

按照国家标准GB50052-95《供配电系统设计规范》、GB50053-94《10kv及以下设计规范》、GB50054-95《低压配电设计规范》等的规定，进行工厂供电设计必须遵循以下原则：

（1）遵守规程、执行政策；

必须遵守国家的有关规定及标准，执行国家的有关方针政策，包括节约能源，节约有色金属等技术经济政策。

（2）安全可靠、先进合理；

应做到保障人身和设备的安全，供电可靠，电能质量合格，技术先进和经济合理，采用效率高、能耗低和性能先进的电气产品。

（3）近期为主、考虑发展；

应根据工作特点、规模和发展规划，正确处理近期建设与远期发展的关系，做到远近结合，适当考虑扩建的可能性。

（4）全局出发、统筹兼顾。

按负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件等，合理确定设计方案。

工厂供电设计是整个工厂设计中的重要组成部分。

工厂供电设计的质量直接影响到工厂的生产及发展。

作为从事工厂供电工作的人员，有必要了解和掌握工厂供电设计的有关知识，以便适应设计工作的需要。

第二章负荷计算

2.1确定企业的计算负荷

图2-1厂区车间分布图

1-机加工车间、2-装配车间、3-配料车间、4-热处理车间、5-锻工车间

6-高压站、7-高压水泵房、8-冷工车间、9-模具车间

由于本企业设备台数较多，各台设备容量相差不太悬殊，所以采用数需要系法计算企业负荷。

2.1.1采用需要系数法计算的主要公式及车间有功功率情况

表2-1-计算的主要公式

计算负荷

计算公式

有功功率（KW）

P=KxPe

无功功率（KVAR）

Q=Ptgφ

视在功率（KVA）

变压器损耗系数

表2-2-各车间负荷情况

序号

车间或用电设备组名称

额定容量Pe（KW）

需要系数Kx

功率因数COSφ

1

机加工车间

2500

0.8

0.85

2

装配车间

2200

3

配料车间

1705

0.25

0.6

4

热处理车间

1450

0.15

0.5

5

锻工车间

1800

6

高压站

1700

0.7

7

高压水泵房

1600

0.45

0.75

8

冷加工车间

1200

0.2

9

模具车间

450

10

所用电

900

2.1.2各车间计算负荷的分别确定

（1）机加工车间：

P1=KxΣPe=0.8×

2500=2000KW;

∵COSφ=0.85,∴tgφ=0.62;

Q1=P1tgφ=0.62×

2000=1240kvar;

变压器损耗计算:

△Pb1=αS1=0.02×

2353.21=47.06KW;

△Qb1=βS1=0.1×

2353.21=235.32Kvar;

总负荷：

P1=KP1Σ（P1+△Pb1）=0.72×

（2000+47.06）=1473.88KW;

Q1=KQ1Σ（Q1+△Qb1）=0.72×

（1240+235.32）=1062.23Kvar;

（2）装配车间：

P2=KxΣPe=0.85×

2200=1870KW;

∵COSφ=0.8,∴tgφ=0.75;

Q2=P2tgφ=0.75×

1870=1402.5kvar;

△Pb2=αS2=0.02×

2337.5=46.75KW;

△Qb2=βS2=0.1×

2337.5=233.75Kvar;

P2=KP2Σ（P2+△Pb2）=0.8×

（1870+46.75）=1533.4KW;

Q2=KQ2Σ（Q2+△Qb2）=0.8×

（1402.5+233.75）=1309Kvar;

（3）配料车间：

P3=KxΣPe=0.25×

1705=426.25KW;

∵COSφ=0.6,∴tgφ=1.33;

Q3=P3tgφ=1.33×

426.25=566.91kvar;

△Pb3=αS3=0.02×

709.28=14.19KW;

△Qb3=βS3=0.1×

709.28=70.93Kvar;

P3=KP3Σ（P3+△Pb3）=0.65×

（426.25+14.19）=286.29KW;

Q3=KQ3Σ（Q3+△Qb3）=0.65×

（566.91+70.93）=414.6Kvar;

（4）热处理车间：

P4=KxΣPe=0.15×

1450=217.5KW;

∵COSφ=0.5,∴tgφ=1.732

Q4=P4tgφ=1.732×

217.5=376.72kvar;

△Pb4=αS4=0.02×

435=8.7KW;

△Qb4=βS4=0.1×

435=43.5Kvar;

P4=KP4Σ（P4+△Pb4）=0.7×

（217.5+8.7）=158.34KW;

Q4=KQ4Σ（Q4+△Qb4）=0.7×

（376.72+43.5）=294.15Kvar;

（5）锻工车间：

P5=KxΣPe=0.25×

1800=450KW;

∵COSφ=0.6,∴tgφ=1.33

Q5=P5tgφ=1.33×

450=598.5kvar;

△Pb5=αS5=0.02×

748.8=14.98KW;

△Qb5=βS5=0.1×

748.8=74.88Kvar;

P5=KP5Σ（P5+△Pb5）=0.8×

（450+14.98）=371.98KW;

Q5=KQ5Σ（Q5+△Qb5）=0.8×

（598.5+74.88）=538.7Kvar;

（6）高压站：

P6=KxΣPe=0.5×

1700=850KW;

∵COSφ=0.7,∴tgφ=1.02

Q6=P6tgφ=1.02×

850=867kvar;

△Pb6=αS6=0.02×

1214.62=24.28KW;

△Qb6=βS6=0.1×

1214.62=121.46Kvar;

P6=KP6Σ（P6+△Pb6）=0.75×

（850+24.28）=655.71KW;

Q6=KQ6Σ（Q6+△Qb6）=0.75×

（867+121.46）=741.35Kvar;

（7）高压水泵房：

P7=KxΣPe=0.45×

1600=720KW;

∵COSφ=0.75,∴tgφ=0.88

Q7=P7tgφ=0.88×

720=633.6kvar;

△Pb7=αS7=0.02×

959.09=19.18KW;

△Qb7=βS7=0.1×

959.09=95.91Kvar;

P7=KP7Σ（P7+△Pb7）=0.7×

（720+19.18）=517.43KW;