浴盆厂高压供配电系统设计(20170826053841)

浴盆厂高压供配电系统设计1 浴盆厂高压供配电系统设计姓 名 冯硕学 号 20097350 院 、 系 、 部 电气工程系班 号 0953-3 完成时间 2012 年 6 月 18 日 2009 级工厂供电课程设计浴盆厂高压供配电系统设计2 第 1 章 负荷计算和无功补偿工厂电力负荷计算是正确选择供电系统中导线、 变压器、 无功补偿装置等电气设浴盆厂高压供配电系统设计3 备的基础，保障供电系统安全可靠运行必不可少的重要环节。工厂供电系统运行时的实际负荷并不等于所有用电设备额定功率之和。 这是因为用电设备不可能全部同时运行， 每台设备也不可能全部满负荷， 各种用电设备的功率因数也不可能完全相同。 因此， 工厂供电系统在设计过程中， 必须找出这些用电设备的具体工作情况，从而，计算出用电设备的负荷。1.1 负荷计算1.1.1 单组用电设备计算负荷的计算公式(1)有功计算负荷ed30 PKP ， （单位为 kW ） ， dK 为需要系数(2)无功计算负荷tan3030 PQ （单位为 kvar）(3)视在计算负荷23023030 QPS （单位为 kV?A）(4)计算电流N3030 3USI , （单位为 A）NU 为用电设备的额定电压（单位为 kV ）(5)计算功率因数3030cosSP1.1.2 车间 380 侧负荷计算以一车间为例，对其进行负荷计算。视在计算负荷 AkV525315420 2223023030 QPS浴盆厂高压供配电系统设计4 计算电流 A68.79738.035253 N3030 USI计算功率因数 80.0525420cos3030SP其它车间计算方法同上，经计算，可得到各车间 380V 侧计算负荷，见表 1-1。表 1-1 380V 侧各车间负荷计算表序号 车间名称 cos tan 30P /kW 30Q /kvar 30S /kVA 30I /A1 一车间 0.80 0.75 420 315 525.00 797.682 二车间 0.82 0.70 568 390 689.00 1046.863 三车间 0.82 0.70 686 485 840.13 1276.484 铸造车间 0.79 0.78 650 508 824.96 1253.435 模具车间 0.84 0.65 458 290 542.09 823.646 空压站、煤气站 0.83 0.67 582 396 703.95 1069.57总计3364 23840.81 0.72 3027.6 2217.12 3752.60 5701.65注： 93.0,90.0 qp KK1.1.3 车间 10kV 侧负荷计算经计算，可得各车间 10kV 侧计算负荷，见表 1-2。表 1-2 10kV 侧各车间负荷计算表序号 车间名称 cos tan 30P /kW 30Q /kvar 30S /kVA 30I /A1 一车间 0.78 0.80 525.25 341.25 545.24 31.48浴盆厂高压供配电系统设计5 2 二车间 0.80 0.75 574.89 424.45 714.60 41.263 三车间 0.80 0.75 694.40 527.01 871.74 50.334 铸造车间 0.77 0.83 658.25 549.25 857.30 49.505 模具车间 0.83 0.67 463.42 317.10 561.53 32.426空压站、煤气站 0.81 0.72 589.04 431.20 730.00 42.15总计 3405.25 2590.260.79 0.78 3064.73 2408.94 3898.15 225.07注： 93.0,90.0 qp KK1.2.1 无功补偿工厂中的用电设备在运行过程中， 除了消耗有功功率外， 还需要大量的无功功率在电源至负荷之间交换， 导致功率因数降低， 所以一般工厂的自然功率因数都比较低，它给工厂供配电系统造成不利影响 6 。因此，工厂在改善设备运行性能，合理调整运行方式提高自然功率因数的情况下， 都需要安装无功功率补偿装置， 提高工厂供配电系统的功率因数。功率因数是供电系统的一项重要技术经济指标， 它反映了供电系统中无功功率消耗在系统中所占的比重， 反映了供电系统的供电能力。 在工厂供配电系统中， 一般采用并联电力电容器组的方法来提高功率因数。1.2.2 无功功率补偿容量无功功率的人工补偿装置主要有同步补偿机和并联电容器两种。 由于并联电容器具有安装简单、运行维护方便、有功损耗小以及组装灵活、扩容方便等优点，因此并联电容器在供电系统中应用最为普遍。该厂 380V 侧最大负荷时的功率因数只有 0.81。而供电部门要求该厂最大负荷时的功率因数不低于 0.9。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 0.9， 暂取 0.92 来计算 380V 侧所需无功功率补偿容量：kvar19.90292.0arccostan81.0arccostan6.3027tantan 2130c PQ参照工厂供电附录表 4，得并联电容器为 BCMJ0.4-50-3 型，采用 19 台，总共容量为 950kvar1950kvar 。补偿前后，变压器低压侧的有功计算负荷基本不变，而浴盆厂高压供配电系统设计6 无功计算负荷 kvar12.1267kvar95012.2217' 230Q ，补偿后变电所低压侧计算负荷为：AkV328212.12676.3027 22' 230S1.2.3 无功补偿后 10kV 侧的计算负荷(1)车间变电所变压器损耗功率有功损耗 kW8.32kV A328201.001.0 ' )2(30T SP无功损耗 kvar1.461kvar328205.005.0 ' )2(30T SQ有功计算负荷 kW4.3060kW8.32kW6.3027)1(30P无功计算负荷 kvar2.1431kvar1.164kvar1.1267' 130Q视在计算负荷 AkV5.33782.14314.3060 22' 130S(2)无功补偿车间功率因数906.05.3378 4.3060cos)1(30)1(30SP这一功率因数满足要求。1.2.4 无功补偿后 35kV 侧的计算负荷(1)总降压变电所变压器损耗功率有功损耗 kW8.33kVA5.337801.0TP无功损耗 kW9.168kVA5.337805.0TQ有功计算负荷 kW2.3094kW8.33kW4.306030P无功计算负荷 kvar1.1600kvar9.168kvar2.143130Q视在计算负荷 AkV348316003094 2230S浴盆厂高压供配电系统设计7 (2)补偿后工厂功率因数9.034832.3094cos)1(30)1(30SP这一功率因数满足要求。在无功补偿前，该变电所主变压器 T 的容量为应选为 5000kVA，才能满足负荷用电的需要；而采取无功补偿后，主变压器 T 的容量选为 4000kVA 的就足够了。同时由于计算电流的减少， 使补偿点在供电系统中各元件上的功率损耗也相应减小， 因此无功补偿的经济效益十分可观。无功补偿后工厂 380V 侧、 10kV 侧和 35kV 侧的负荷计算如表 1-3 所示。表 1-3 无功补偿后工厂的计算负荷项目 cos计算负荷30P /kW 30Q /kvar 30S /kVA 30I /A 380V 侧补偿前负荷 0.806 3027.6 2217.12 3752.6 5701.65 380V 侧无功补偿容量 950 380V 侧补偿后负荷 0.92 3027.6 1267 3282 4986.6 车间变压器功率损耗 32.8 164.1 10kV 侧负荷计算 0.906 3060.4 1431.2 3378.5 195 主变压器功率损耗 33.8 168.9 35kV 侧负荷计算 0.9 3094.2 1600.1 3483 57.5 浴盆厂高压供配电系统设计8 第 2 章 变压器的选择2.1 变压器选择的一般原则(1)仅装一台主变压器的变电所主变压器的额定容量 N.TS 应满足全部用电设备总视在计算负荷 30S 的需要，即 30TN SS 。(2)装有两台主变压器且为暗备用的变电所 ( 所谓暗备用，是指两台主变压器同时运行，互为备用的运行方式 ) 。此时，每台主变压器容量 N.TS 应同时满足以下两个条件：任一台变压器单独运行时，可承担 60% 70%的总视在计算负荷 30S ，即30TN 7.06.0 SS 。任一台变压器单独运行时， 可承担全部一、 二级负荷 )(30S ， 即 )(30TN SS 。(3)对接有大量一、二级负荷的变电所，宜采用两台变压器，可保证一台变压器发生故障或检修时，另一台变压器能对一、二级负荷继续供电。(4)对只有二级负荷的变电所，如果低压侧有与其他变电所相联的联络线作为备用电源，也可采用一台变压器。(5)负荷变动较大的变电所，可采用两台变压器，实行经济运行方式。(6)对负荷集中而容量相当大的变电所，虽为三级负荷，也可采用两台或两台以上变压器，以降低单台变压器容量。(7)在确定变电所主变压器台数时，应适当考虑未来 5 10 年负荷的增长。2.2 变压器台数、容量及型号的选择对于电源进线电压为 35kV及以上的大中型工厂，通常是先经工厂总降压变电所降为 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。2.2.1 总降压变电所变压器车间变压器高压侧的计算负荷可认为就是总降压变电所出线上的计算负荷。 因为此工厂大多数负荷为三级负荷， 只有少数为二级负荷， 故总降压变电所可装设一台变压器。通过第一章的负荷计算和功率补偿可知，选用一台容量为 4000kV?A的变压器即可满足要求。查表得，选一台 S9-4000/35型、 Yd11联结组别的低损耗配电变压器。至于工厂二级负荷所需的备用电源，考虑由邻近单位相联的高压联络线来承担。浴盆厂高压供配电系统设计9 第 3 章 工厂供配电系统电气主接线设计供配电主接线又称一次接线， 是指将母线、 变压器、 开关设备、 互感器、 避雷器、无功补偿装置等一次设备按要求有序地连接起来，以完成电能的输送与分配的电路。主接线表示了一次设备之间的连接关系以及变电所与电力系统之间的关系， 但不表示电力设备和变电所在电力系统中的实际地理位置。3.1 供配电主接线的基本要求3.1.1 供电可靠性的要求主接线的设计方案， 应尽量避免因设备或线路故障造成电力系统的崩溃或非同步运行，同时要保证电力系统运行的稳定性，避免电压波动等现象。3.1.2 供电安全性的要求主接线的设计， 应符合国家标准有关技术规范的要求。 应保证在任何可能的运行方式下， 以及检修方式下运行人员的安全性与设备的安全性。 具体设计时应尽量选用单相变压器；架空线路之间尽量避免交叉。3.1.3 供电灵活性的要求主接线的设计应满足不同运行方式的要求， 可按调度的要求的切除或投入线路和变压器， 同时应尽量方便人员对线路或设备进行操作和检修。 还要考虑经济的发展和电网的远景规划， 设计方案应为供配电系统在未来 5 年 - 10 年内的发展留下扩建的余地。3.1.4 供电经济性的要求在满足安全、可靠、灵活性的前提下，主接线的设计应尽量简单，以节约有色金属和设备的投资。3.2 供配电系统主接线设计主接线图常用的是单母线分段接线和单母线接线两种方案。浴盆厂高压供配电系统设计10 采用单母线接线的优点是接线简单， 使用设备少， 操作方便， 投资少， 便于扩建；缺点是当母线及母线隔离开关故障或检修时， 将造成整个配电装置停电， 其可靠性和灵活性均较差。采用单母线分段接线方案是把单母线分成两段， 两段