工厂供电课程设计方案.doc

二、无功功率补偿由表1可知，该厂380V侧最大负荷时的功率因数只有0.75。而供电部门要求该厂10kV进线侧最大负荷功率因数不应低于0.90。考虑到主变压器的无功损耗远大于有功损耗，因此380V侧最大负荷时功率因数应稍大于0.90，暂取0.92来计算380V侧所需无功功率补偿容量。QC=P30(tan1-tan2>= 677.4tan(arccos0.74>- (tanarccos0.92>kvar=308kvar参照图2<PGJ1型低压自动补偿屏），并联电容器为BW-0.4-14-3型，采用其方案1<主屏）1台与方案3<辅屏）3台相组合，总共容量为：<1+3）614=336 kvar。因此无功补偿后工厂380V侧和10KV侧的负荷计算如附表3所示：图2 PGJ1型低压无功功率的结线方案自动补偿屏附表3 无功补偿后工厂的计算负荷项 目cos计 算 负 荷P 30/kWQ30/kvarS30/kV·AI30/A380V侧补偿前负荷0.76677.4606.8909.31383.2380V侧无功补偿容量-336380V侧补偿后负荷0.929677.4270.8729.51109.7主变压器功率损耗0.015 S30=110.06 S30=4410KV侧负荷总计0.91688.4314.8756.643.7第二节 变电所位置和型式的选择一、 变配电所所址选择的一般原则选择工厂变、配电所的所址，应根据下列要求经技术、经济比较后确定：1） 接近负荷中心。2） 进出线方便。3） 接近电源侧。4） 设备运输方便。5） 不应设在有剧烈振动或高温的场所。6） 不宜设在多尘或有腐蚀性气体的场所，当无法远离时，不应设在污染源盛行风向的下风侧。7） 不应设在厕所、浴室或其它经常积水场所的正下方，且不宜与上述场所相贴邻。8） 不应设在有爆炸危险的正上方或正下方，且不宜设在有火灾危险环境的正上方或正下方，当与有爆炸或火灾危险环境的建筑物毗连时，应符合现行国家标准GB50058-92爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范的规定。9） 不应设地势低洼和可能积水的场所。10）高压配电所应将两与邻近车间变电所活有大量高压用电设备的厂房合建在一起。二、利用负荷功率矩法确定负荷中心在工厂平面图的下边和左侧，任作一直角坐标的x轴和y轴，测出各车间和宿舍区负荷点的坐标位置，例如：P1<x1,y1），P2<x2,y2），P3<x3,y3）等。而工厂的负荷中心设在P<x,y），P为P1+ P2 +P3+···=Pi各车间在图3中的坐标分别为：P1<8，5.2），P2<8，6.7），P3<10.5，6），P4<4.5，6.7），P5<8，3.4），P6<8，1.8），P7<2，5.7），P8<5.2，2.4），生活区P9<10.5，8）。利用负荷功率矩法确定负荷中心坐标P<x，y），由X=；Y=得：X=7.1<cm）Y=5.3(cm>由计算结果可知，工厂的负荷中心在1号厂房<机修车间）的西面，参看图3。考虑到方便进出线和风向及周围环境情况，决定在1号厂房<机修车间）的北侧紧靠厂房修建工厂变电所，其型式为附设式。图3 各车间分布图第三节 变电所主结线方案的设计按上面考虑的两种不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4所示<低压侧主结线从略）(2) 装设两台主变压器的主结线方案 如图5所示<低压侧主结线从略）(3) 两种主结线方案的技术经济比较 如附表4所示附表4 两种主结线方案的技术经济比较比较工程装设一台主变的方案装设两台主变的方案技术指标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，灵活性较好扩建适应性稍差一些更好一些经济指标电力变压器的综合投资额由设指中表2-8查得S9-800单价为9.11万元，总投资为29.11万元=18.22万元由表设指中表2-8查得S9-500单价为6.33万元，综合投资为226.33=25.32万元。比一台多投资3.8万元高压开关柜<含计量柜）的综合投资额由设指中表4-10得GG-1A(F>型柜按每台3.5万元计，由表4-11得综合投资设备价按1.5倍计，共5台总投资为51.53.4万元=25.5万元本方案5台GG-1A<F）型柜，综合投资为51.53.5万元=26.25万元，比一台多投资0.7万元电力变压器和高压开关柜的年运行费由设指中表4-2得总折旧费=18.225%+25.56%维修管理费=<18.22+25.5）6%总计为5.0642万元总折旧费=25.325%+26.256%维修管理费=<25.32+26.25）6%总计为6.4288万元，比一台多投资1.3646万元交供电部门的一次性供电贴费按800元/kVA计，贴费为8000.08万元=64万元贴费为25000.08万元=80万元，比一台多投资16万元从上表可以看出，按技术指标，装设两台主变的主结线方案，略优先于装设一台主变压器的主结线方案，但按经济指标，则装设一台主变的方案远优先于装设两台主变的方案，因考虑到工厂将来的发展余地，所以决定采用装设两台主变的方案。图4 装设一台主变压器的主结线方案 图5 装设两台主变压器的主结线方案第四节 变电所主变压器根据工厂的负荷性质和电源情况，工厂变电所的主变压器可有下列两种方案：1、装设一台主变压器 型式采用S9式，容量根据公式,根据设计指导书中表2-8可查得。考虑到756kVA与800kVA十分接近，而从工厂的发展前途应选一台S9-1000/10型低压损耗变压器。至于工厂二级负荷的备用电源，由邻近单位相联的高压联络线来承担。2、装设两台主变压器 根据设计指导书，型号采用S9，容量根据公式：=(0.60.7>756=(453.6529.2>kVA而且 因此选两台S9-500/10型低压损耗变压器。工厂二级负荷的备用电源亦由邻近单位相联的高压联络线承担，主变压器的联结组别均采用Tyn0。第五节 短路电流的计算1、绘制计算电路 <图6）图6 短路计算电路2、k-1点的三相多路电路和短路容量<UC1=10.5KV）<1）计算短路电路中各元件的电抗及总电抗1）电力系统的电抗：由教材附录表8，已知Soc =500MVA因此 x1=0.222）架空线的电抗：LGJ-150由设指中表8-36得x0=0.36/km因此x2=x0l=0.36/km8km=2.83>绘k-1点短路的等效电路如图7-1所示，并计算其总电抗如下：= x1 +x2=0.22+2.8=3.02图7-1 k-1点短路的等效电路<2）计算三相短路电流和短路容量1）三相短路电流周期分量有效值2）三相次暂态电流和稳态电流 3）三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值4）三相短路容量3、k-2点的三相多路电路和短路容量<UC2=0.4KV）<1）计算短路电路中各元件的电抗及总电抗1）电力系统的电抗：因此=2）架空线的电抗：因此3>店里变压器的电抗：查设指中表2-8得UK%=4 因此k4>绘k-2点短路的等效电路如图7-2所示，并计算其总电抗如下：图7-2 k-2点短路的等效电路(2> 计算三相短路电流和短路容量1）三相短路电流周期分量有效值2）三相次暂态电流和稳态电流 3）三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值4）三相短路容量 以上计算结果综合如表5所示表5 短路计算结果短路计算三相短路电流/kA三相短路容量/MVAkk-12.02.02.05.13.0736.4k-221.321.321.339.223.214.8第六节 变电所一次设备的选择和校验一、10KV侧一次设备的选择校验<表6）表2-6 10KV侧一次设备的选择校验选择校验工程电压电流断流能力动稳定度热稳定度其它装置地点条件参数UN /kVI30/A/kA/kA数据1028.92.05.1一次设备型号规格额定参数UNINIOCimax高压少油断路器SN10-10I/630106301640高压隔离开关G-10/2001020025.5高压熔断器RN2-10100.550电压互感器JDJ-1010/0.1电压互感器JDZJ-10电流互感器LQJ-1010100/531.8=81二次负荷0.6避雷器FS4-1010户外式高压隔离开关GW4-15G/20015200上表中所选设备均满足要求。备注：上表中高压少油断路器由教材中附表8查得；高压隔离开关、高压熔断器、电压互感器、电流互感器、户外式高压隔离开关分别为设指中的表5-15、表5-20、表5-24、和表5-22查得。二、380V侧一次设备的选择校验 <表7）表2-7 380V侧一次设备的选择校验选择校验工程电压电流断流能力动稳定度热稳定度其它装 置 地 点 条 件参数UN /VI30/A/kA/kA数据380总111021.339.2一次设备型号规格额定参数UNINIOCimax低压断路器DW15-1500/3电动3801500一般40低压断路器DZ20-630380630<大于I30）一般30低压断路器DZ20-200380200<大于I30）25低压到开关HD13-1500/303801500电流互感器JMZJ1-0.55001500/5电流互感器LMZ1-0.5500160/5100/5上表中所选设备均满足要求。备注：上表中低压断路器、低压到开关、电流互感器分别为设指中的表5-16和表5-17、表5-18、表5-23中查得。第七节 变电所进出线及与邻近单位联络线的选择一、10KV高压进线的选择校验和引入电缆的选择采用LJ型铝绞线架空敷设，接往10KV公用干线。1、 按发热条件选择由I30=2INT=228.9A=57.8A及室外环境温度33ºC，查设指中表8-35LJ型铝绞线的主要技术数据表，初选LJ-16，其35ºC时的Ial93.5> I30，满足发热条件。2、校验机械强度查设指中表8-33，最小允许截面Amin=35,因此LJ-16不满足机械强度要求，所以改选