危险废弃物处理中心供电系统设计1164606.docx
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危险废弃物处理中心供电系统设计1164606
35KV塑胶喷漆厂全厂总降压变电所及配电系统的设计
第一章、前言和目录
1.前言众所周知,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使用;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使用极为广泛。
在工厂里,电能虽然是工业生产的主要能源和动力,但是它在产品成本中所占的比重一般很小(除电化工业外)。
电能在工业生产中的重要性,并不在于它在产品成本中或投资总额中所占的比重多少,而在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量,提高产品质量,提高劳动生产率,降低生产成本,减轻工人的劳动强度,改善工人的劳动条件,有利于实现生产过程自动化。
从另一方面来说,如果工厂的电能供应突然中断,则对工业生产可能造成严重的后果。
因此,做好工厂供电工作对于发展工业生产,实现工业现代化,具有十分重要的意义。
由于能源节约是工厂供电工作的一个重要方面,而能源节约对于国家经济建设具有十分重要的战略意义,因此做好工厂供电工作,对于节约能源、支援国家经济建设,也具有重大的作用。
工厂供电工作要很好地为工业生产务,切实保证工厂生产和生活用电的需要,并做好节能工作,就必须达到以下基本要求:
(1)安全在电能的供应、分配和使用中,不应发生人身事故和设备事故。
(2)可靠应满足电能用户对供电可靠性的要求。
(3)优质应满足电能用户对电压和频率等质量的要求
(4)经济供电系统的投资要少,运行费用要低,并尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗量。
此外,在供电工作中,应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系,既要照顾局部的当前的利益,又要有全局观点,能顾全大局,适应发展。
2、目录
1、负荷计算和无功功率
2、变电所的位置和型式的选择
3、变电所主变压器台数和容量及主接线方案的选择
4、短路电流计算
5、变电所一次设备的选择和校验
6、变电所高低压线路的选择
7、变电所二次回路方案选择
8、防雷和接地装置的确定
9、附录参考文献
3、设计依据
1)、设计总平面布置图(略)
2)、全厂各车间负荷计算表(略)
3)、工厂负荷情况:
该处置中心为三班工作制,全年工作小时数为8760小时,最大负荷利用小时为6000小时。
该处置中心绝大部分用电设备都属二级负荷。
4)、供电电源情况:
该处置中心西北方向10KM处有一条10Kv电压等级双回路线路提供电源,其出口短路容量为180MVA
5)、气象资料:
该处置中心所在地区的年最热月份平均气温为32.2C,年
最热月平均地温为27.3C,冻土层厚度为0.7m。
年主导风向为西北(冬),东南
(夏),年雷暴日数为27.3。
6)、地质水文资料:
该处置中心所在地区平均海拔1021.3m,地层以粘土为
主,地下水位为1.5m。
7)、电费制度:
该处置中心在工厂变电所高压侧计量电能,设专用计量柜,按两部电费制父纳电费。
一部分为基本电费,按所装用的主变压器容量来计费,4元/KVA。
另一部分为电度电费,按每月时机耗用的电能计费,10KV供电时电价为0.80元/Kwh。
处置中心供电电源要求功率因数不低于0.90。
第二章.负荷计算和无功功率计算及补偿
一•负荷计算:
负荷计算的方法有需要系数法、二项式等几种,本设计采用需要系数法确定。
主要计算公式有:
有功功率:
P30=Kd・Pe
无功功率:
Q30=P30・tan
视在功率:
“P30Rs:
计算电流丄巴弘
注:
由车间干线计算负荷直接相加来计算时,取
Op=0.90~0.95,K\q=0.93~0.97
总的有功计算负荷为:
P30=K区pl:
P30.i
总的无功计算负荷为:
Q30=K近qEQ30.i
总的视在计算负荷为:
S30=Jf30+Q:
tan二tanarccos
根据要求及负荷计算公式,分别计算各车间的P30,Q30,S30,130,然后列出表格
1、隧道炉车间
a.动力:
查表1得,Pe=970KW,Kd=0.5,cos:
=0.80,tan—0.75
P30=0.5*970KW=485KW
Q3o=485KW0.75二363.75kvar
b.照明:
查表1得,Pe=80KW,Kd=0.8,cos—1.0,tan£J0
P30=0.8*80KW=40KW
Q30=40KW0=0Kvar
c.总计:
Pe=80KW970KW=1050KW
P30=40KW485KW=525KW
Q30=0Kvar363.75Kvar二363.75Kvar
130
2、五金喷漆车间
a.动力:
查表1得,Pe=1220KW,Kd=0.5,cos「=0.8,ta=0.75
P30=0.51220KW=610KW
Q30=610KW0.75二457.5Kvar
b.照明:
3、固化车间
查表1得,Pe=300KW,Kd=0.8,cos暫J0.83,tan即=0.67
P30=0.8300KW240KW
Q30=240KW0.67=160.8kvar
4、物化车间
P30=0.8200KW=160KW
Q30=160KW0.75=120kvar
5、暂存车间
P30=0.8250KW=200KW
Q30=200KW0.75=150Kvar
&水处理站
P30=0.75200KW=150KW
Q30=150KW0.62=93kvar
7、清洗消毒车间
查表1得,Pe=200KW,Kd=0.8,cos「=0.8,tan「=0.75
P30=0.8200KW=160KW
Q30=160KW0.75=120Kvar
8、检验化验中心
0.75
查表1得,Pe=120KW,Kd=0.8,cos=0.8,tan:
P30=0.8120KW=96KW
Q30=96KW0.75=72kvar
0.75
9、综合楼
查表1得,Pe=100KW,K^0.6,cos=0.8,tan:
P30=0.6100KW=60KW
Q30=60KW0.75=45Kvar
0.75
10、宿舍楼
查表1得,Pe=100KW,Kd=0.5,cos「=0.8,ta
P30=0.5100KW=50KW
Q30=50KW0.75=37.5Kvar
11、
锅炉房
=62.5KVA
Q30
=63.75KW0.75二47.8Kvar
12、
地下水泵房
查表1得,Pe
=65k^V,Kd=0.8,cos=0.75,tan=0.88
P30=0.865KW=52KW
Q30=52KW0.88=45.76Kvar
所有厂房总的计算负荷:
取K、卩=0.95,K、q=0.97
Ro=0.95(297.552)KW=1680.79KW
Q30=0.97(223.145.76)Kvar=1225.89Kvar
绻=1680.7921225.892KV・A=2080.35KV・A
通过以上计算得到以下得负荷汇总
表2
序号
车间名称
容量KW
计算负荷
P30KW
Q30Kvar
S30KVA
I30KA
1
贮运接收系统
350.001
297.50
223.10
371.88
0.56
2
焚烧车间
300.00
240.00
148.80
282.35
0.43
3
固化车间
300.00;
240.00
160.80
289.16
0.44
4
物化车间
200.001
160.00
120.00
200.00
0.30
5
暂存车间
250.00
200.00
150.00
250.00
0.38
6
水处理站
200.00;
150.00
93.00
176.47
0.27
7
清洗消毒车间
200.001
160.00
120.00
200.00
0.301
8
检测化验中心
120.00
96.00
72.00
120.00
0.18
9
综合楼
100.00;
60.00
45.00
75.00
0.11
10
宿舍楼
100.00|
50.00
37.50
62.50
0.09
11
锅炉房
75.00
63.75
47.80
79.69
0.12
12
地下水泵房「
65.00
52.00
45.76
69.33
0.11
13
总结
心=0.95,
Zp
5=0.97
1680.79
1225.89
2080.35
3.16
表3:
车间总体负荷的计算
车间名称
P30
KW
Q30Kvar
S30KVA
I30KA
贮运接收系统
297.50
223.10'
371.88
0.56'
焚烧车间
240.00
148.80
282.35
0.43|
固化车间
240.00
160.80:
289.16
P0.44:
物化车间
160.00
120.00
200.00
0.30
暂存车间
200.00
150.00:
250.00
:
0.38;
水处理站
150.00
93.00:
176.47
0.271
清洗消毒车间
160.00
120.00
200.00
0.30
检测化验中心
96.00
72.00;
120.00
r0.18:
综合楼
60.00
45.00
75.00
0.11
宿舍楼
50.00
37.50
62.50
0.09
锅炉房
63.75
47.80;
79.69
0.121
地下水泵房
52.00
45.76|
69.33
0.11|
二.无功功率的补偿及变压器得选择
电力变压器得功率损耗:
有功损耗:
=Pt:
0.015S30
无功损耗:
=Qt0.06S30
注意:
以上二式中S30为变压器二次侧的视在计算负荷。
并联电容器得容量:
Qc=P30*(tan「-tan「')
并联电容器的个数:
n=玉
qc
1.变压器的选择
因工厂得总计算视在功率S30
(2)=2080.35KVA查《工厂供电》附录表5,选用型号为S9-2500/10得变压器,其参数为:
额定容量为2500KVA高压10KV空载损耗为3.5KW,负载损耗为25KVy阻抗电压(%为6,空载电流(%为0.8.
2.无功补偿计算
按规定,变压器高压侧的cos0.9,考虑到变压器本身得无功功率损耗远大于其有功功率损耗,因此在变压器低压侧进行无功功率补偿时,低压侧补偿后的功
率因数应略高于0.90,取cos「’二0.92。
要使低压侧功率因数由0.67到0.92,需装设的并联电容器得容量
Qc=1680.79(tanarccos0.67-tanarccos0.92)Var=1146.3Kvar
查《工厂供电》附录表4,选用BKMJ0.4-30-3的电容器,其参数为额定容量为
30Kvar,额定电容为600uF.电容个数
1146.3cc
n39
30
故取QC=30Kvar39=1170Kvar
变压器的功率损耗为:
PT0.0151681.72KVA=25.23KW
Qt0.061681.72KVA=100.9Kvar
变压器高压侧得计算负荷为:
Ro
(1)=1680.79KW25.23KW=1706.02KW
Q30⑴=(1225.89-1170)Kvar100.9Kvar=156.79Kvar
S30
(1)=、1706.022156.792KVA=1713.21KVA
■1731.21KVA
l3o
(1)99.95A
J3H0KV
补偿后的功率因数为:
F3o
(1)1680.79
cos丄0.98
S30
(1)1713.21
这一功率因数满足要求。
第三章.变电所位置和型式的选择
(一).根据变配电所位置选择一般原则:
1.尽量靠近负荷中心;
2.进出线方便;
3.靠近电源侧;
4.设备运输方便;
5.不应设在有剧烈震动或高温的场所;
6.不宜设在多尘或有腐蚀性气体的场所;
7.不宜设在厕所、浴室或其他经常积水场所的正下方,且不宜和上述场所相贴邻;
8.不应设在有爆炸危险环境的正上方或正下方,且不宜设在有火灾危险环境的正上方或正下方;
9.不应设在地势较洼和可能积水的场所。
(2)•变电所的型式为:
采用独立变电所。
(3)•负荷中心的确定
《力学》中计算重心的力矩方程,可得符合中心的坐标:
RxiF2x2P3X3(RxJ
x=
R+P2+P3+…送p
y_Ryi十卩2丫2+F3y3十…瓦(RyJ
y二
Pi+R2+P3+…送P
(4)•有原始材料知,该处理中心大部分属二级负荷,综合考虑变配电所位置的选择原则,该厂采用一个高压配电所,变电所方案如下
方案一:
全处理中心只用一个变电所,
”、,R(6.5,5.1)P2(6.5,6.7)P(6.5,8.6)P4(3.3,8.6)P(3.3,6.7)P(3.3,5.1)又因为
x1=5.1x2=11.7
P7(3.3,3.4)P(13,2.3)P9(10.3,4)P0(12.8,4)P11(10,2.3)P2(9.4,8.6)
变电所编号
车间号
一号变电所
1,2,3,4,5,6,7,12
二号变电所
8,9,10,11
所以:
x=6.3
y=5.9
3.1
y1=6.4y2二
第四章.变电所主变压器台数和容量及主接线方案的选择
一.变电所主变压器台数和容量的选择
(一)变压器的选择
1.变压器台数应根据负荷特点和经济运行进行选择。
当符合下列条件之一时,宜装设两台及以上变压器:
(1)、有大量一级或二级负荷;
(2)、季节性负荷变化较大;
(3)、集中负荷较大。
2.装有两台及以上变压器的变电所,当其中任一台变压器断开时,其余变压器
的容量应满足一级负荷及二级负荷的用电。
3.变电所中单台变压器(低压为0.4kV)的容量不宜大于1250kVA。
当用电设备容量较大、负荷集中且运行合理时,可选用较大容量的变压器。
4.在一般情况下,动力和照明宜共用变压器。
当属下列情况之一时,可设专用变压器:
(1)、当照明负荷较大或动力和照明采用共用变压器严重影响照明质量及灯泡寿命时,可设照明专用变压器;
(2)、单台单相负荷较大时,宜设单相变压器;
(3)、冲击性负荷较大,严重影响电能质量时,可设冲击负荷专用变压器。
(40、在电源系统不接地或经阻抗接地,电气装置外露导电体就地接地系统(IT系统)的低压电网中,照明负荷应设专用变压器。
5.多层或高层主体建筑内变电所,宜选用不燃或难燃型变压器。
6.在多尘或有腐蚀性气体严重影响变压器安全运行的场所,应选用防尘型或防腐型变压器。
.变电所的容量
方案一:
因变电所中绝大部分设备属二级负荷,所以变电所中选用2台变压器,未补偿前每台变压器的容量为:
Sn.t=(0.6~0.7)S30=(0.6~0.7)2080.35KVA=(1248.21~1456.25)KVA
并且Snt■-S30|]
故初步确定每台变压器的容量为1600KVA补偿后每台变压器的容量为:
Snt=(0.6~0.7)S30=(0.6~0.7)1713.21KV^(1027.93~1199.25)KVA
并且SNT-S30|]
故确定每台变压器的容量为1250KVA,查查《工厂供电》附录表5,选用型号为S9-1250/10的变压器,具体参数见表4.
万案二:
一号车间变电所
1.变压器的选择
P30=0.95(297.52*2402*16015052200)KW=1424.5KW
Q30=0.97(223.12*120148.8160.81509345.76)Kvar=1029.6Kvar
-22
S30=.1424.51029.6KVA=1757.6KVA
=2.6KA
I_1757.6KVA
130
(2)
£3汽380V
2.进行功率补偿:
按规定,变压器高压侧的cos0.9,考虑到变压器本身得无功功率损耗远大于
其有功功率损耗,因此在变压器低压侧进行无功功率补偿时,低压侧补偿后的功
率又cos]2)也二14竺二0.81
S301757.6
要使低压侧功率因数又0.81提高到0.92,需装设的并联电容器得容量
QC=1424.5(tanarccos0.81-tanarccos0.92)KVar=424.49Kvar
查《工厂供电》附录表4,选用BKMJ0.4-25-3的电容器,其参数为额定容量为
42449
25Kvar,额定电容为500uF.电容个数n=424竺17
25
变压器高压侧得计算负荷为:
①⑴=1424.5KW+23.21KW=1447.71KW
Q30⑴=(1029.6-425)Kvar92.85Kvar=697.45Kvar空0⑴二、1447.712697.452KVA=1606.95KVA
补偿后的功率因数为:
这一功率因数满足要求
功率因数应略高和0.90,取cos「=0.92
因为都未补偿前每台变压器的容量为:
Sn.t=(0.6~O.7)S30=(0.6~0.7)X1757.6KVA=(1054.56~1230.32)KVA
故初步确定每台变压器的容量为1250KVA.
功率补偿后,每台变压器的容量为:
Snt=(0.6~0.7)S30=(0.6~0.7)1547.5KV(928.5~1083.25)KV
因此最终确定每台主变压器的容量为1000KVA查查《工厂供电》附录表5,选用型号为S9-1000/10的变压器,具体参数见表4.
二号车间变电所
1.变压器的选择
P30=0.95(96605063.75)KW=269.75KW
Q30=0.97(724537.547.8)Kvar=202.3Kvar
&0=269.752202.32KVA=337.18KVA
2.进行功率补偿:
按规定,变压器高压侧的cos0.9,考虑到变压器本身得无功功率损耗远大于其有功功率损耗,因此在变压器低压侧进行无功功率补偿时,低压侧补偿后的功
率又cos
(2)=电二269.75二0.8
S30337.18
要使低压侧功率因数又0.8提高到0.92,需装设的并联电容器得容量
Qc=269.75(tanarccos0.8-tanarccos0.92)KVar=87.4Kvar
查《工厂供电》附录表4,选用BKMJ0.4-10-3的电容器,其参数为额定容量为
874
25Kvar,额定电容为500uF.电容个数n9
10
故取Qc=10Kvar9=90Kvar
3.补偿后的变压器容量及功率因数
补偿后的低压侧的视在计算负荷为
Ss0
(2)=.269.752(202.3-90)2KV2A2K2VA
4.变压器的校验
变压器的功率损耗为:
PT0.015292.2KVA=4.38KW
Qt:
0.06292.2KVA=17.53Kvar
变压器高压侧得计算负荷为:
P30⑴=269.75KW4.38KW=274.13KW
Q30(i)=(202.3-90)Kvar17.53Kvar二129.83Kvar
Qo⑴=-274.132129.832KVA=303.32KVA
补偿后的功率因数为:
.'P30
(1)274.13
cos:
'0.904
S30
(1)303.32
这一功率因数满足要求。
因数应略高和0.90,取cos「’二0.92
因该厂房存在二级负荷,故该变电所应装2台变压器,
为补偿前每台变压器的容量为:
Sn.t—S30=337.18KVA
故初步确定变压器的容量为400KVA.
功率补偿后,每台变压器的容量为:
Sn.t—S3。
=303.32KVA
因此最终确定每台主变压器的容量为315KVA查查《工厂供电》附录表5,选用型号为S9-315/10的变压器,具体参数见表4.
表4:
变压器型号
额定容量/KVA
联结组标号
空载电流
(%
阻抗电压
(%
S9-315/10
315
Dyn11
3.0
4
S9-1000/10
1000
Dyn11
1.7
5
S9-1250/10
1250
Dyn11
2.5
5
主接线方案如图
第五章.短路电流的计算
由原始材料知大部分设备均属二级负荷,故选用2台变压器,其型号为S9-1250.导线型号为LGJ-185,取线距为1.5Km,每相阻抗为0.33欧/千米。
1.因断路器的断流容量为180MVA查《工厂供电》附录表8,选用型号为
SN10-10I。
S9-1000/10
架空线路L=6KM
S9-1000/10
380V
1OKV
2.确定基准值:
Sd=100MVA,Udi=Uci=10.5KV
3.短路电路中各主要元件的电抗标幺值
1)电力系统电抗标么值:
因断路器得断流容量S°c=180MVA,故
Sd_100MVA
Soc_180MVA
2)架空线路电抗的标幺值:
查表得X0=0.33「/Km,则
小100MVA
X2*=0.33'/Km10Km2=3.0门
(10.5KV)
3)电力变压器的电抗标要幺值,有《工厂供电》附表5查得Uk00=5
4.求K-1点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量
1)总电路标幺值:
X〔(k书二X;X2=0.563.0=3.562)三相短路电流周期分量有效值:
3)其他
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