纺织厂总降压变电站及配电系统设计.doc
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1、总降压站电力负荷计算及主变压器选择11电力负荷计算由原始资料可知,供电示意图如下:一、电力负荷计算的目的确定供电系统的计算负荷,它是按发热条件选择供电变压器、导线以及开关等电气设备的依据。具体如下:1、计算负荷电流及视在功率,作为各级变电所、变压器容量、台数的选择依据。2、计算出无功功率,作为提高供电系统功率因数,进行无功补偿确定补偿容量的依据。3、计算流过各主要电气设备的负荷电流作为高、低压断路器、隔离开关、负荷开关、熔断器、热继电器、启动控制装置等各种电器的选择依据。4、计算出流过各条线路和负荷电流,作为高、低压母线、电线、电缆等截面的选择依据。5、为建立项目的立项和进行方案设计,扩大初步
2、设计提供用电依据及技术数据。为国家计划用电及用电规划提供依据。6、复查运行中的电气设备的安全程度,为调查运行事故的隐患提供依据。7、按用电单位及区段进行负荷计算,可确定负荷中心和变电所供电半径提供依据。二、电力负荷的计算(一)、计算方法 电力负荷的计算方法常用的主要有需要系数法、二项式法、单位产品耗电量法、利用系数法等。接自配电线路上的用电设备组中所有设备不可能同时运行,即使同时运行设备也不可能都是满负荷,因此对工业用电设备组的负荷计算,均采用需要系数法和二项式法。而需要系数法计算比较简单,适用于方案估算并且接近实际负荷,估本设计负荷计算均采用需要系数法。需要需用系数法:计算方法是将设备功率乘
3、以需要系数和同时系数,直接求出计算负荷。用这种方法计算时,可从用电端起逐步往电源方向计算,即首先按需要系数法求得车间低压侧有功及无功计算负荷,加上本车间变电所变压器的有功及无功损耗,即得到本车间变电所高压侧负荷,其次将全场各车间变电所高压侧负荷相加同时加上厂区配电线路的功率损耗,再乘于同时系数,便得到工厂总降压站低压侧计算负荷,然后再考虑无功影响及总降压站主变的功率损耗,其总和就是全厂计算负荷。(二)、计算公式1)用电设备组的计算负荷有功功率: kw= =无功功率: Kvar视在功率: KVA计算电流: A需要系数,查设计资料可得有功计算负荷kw用电设备组的设备功率KW,它与设备铭牌功率不完全
4、相同:无功计算负荷Kvar视在计算负荷KVA设备功率因数,查原始资料得用电设备功率因数角得正切值,查原始资料得2)多车间变电所的计算负荷(No1-No4变电所)有功功率: kw无功功率: Kvar视在功率: KVA功率因数:、有功功率、无功功率同时系数,分别取0.90.95和0.920.98。(三)、各变电所负荷计算流程根据原始资料表(一)及需要系数法计算如下:1、N01变电所负荷计算A、各车间负荷计算1)织造车间 kw Kvar KVA A2)染整车间 kw Kvar KVA A3)浴室、理发室 kw Kvar KVA A4)食堂 kw Kvar KVA A5)独身宿舍 kw Kvar KV
5、A AB、N01变压器低压侧负荷计算设取同时系数0.9,0.92,计算N01变电所变压器低压侧负荷如下: kw Kvar KVA AC、N01变压器损耗计算在电力负荷计算中,SL7、S7、S9等低损耗变压器功率损耗可按经验公式、计算: kw KvarD、N01变压器高压侧负荷计算 kw Kvar KVA A2、N02变电所负荷计算A、各车间负荷计算6)制条车间 kw Kvar KVA A7)纺纱车间 kw Kvar KVA AB、N02变压器低压侧负荷计算 kw Kvar KVA AC、N02变压器损耗计算 kw KvarD、N02变压器高压侧负荷计算 KW Kvar KVA A3、N03变电
6、所负荷计算A、各车间负荷计算8)织造车间 kw Kvar KVA A9)锻工车间 kw Kvar KVA A10)机修车间 kw Kvar KVA A11)托儿所、幼儿园 kw Kvar KVA A12)仓库 kw Kvar KVA AB、N03变压器低压侧负荷计算 kw KVA AC、N03变压器损耗计算 kw KvarD、N03变压器高压侧负荷计算 kw Kvar KVA A4、N04变电所负荷计算A、各车间负荷计算13)锅炉房 kw Kvar KVA A14)水泵房 kw Kvar KVA A15)化验室 kw Kvar KVA A16)卸油泵房 kw Kvar KVA AB、N04变压
7、器低压侧负荷计算 kw Kvar KVA AC、N04变压器损耗计算 kw KvarD、N04变压器高压侧负荷计算 kw Kvar KVA A各车间计算负荷值汇总表(二)序号用电或车间单位名称(kW)(Kvar)(KVA)(A)(一)No.1 变电所1织造车间420315525797.652染整车间392294490744.483浴室、理发室3.90403.9045.934食堂15.4711.619.3429.385独身宿舍1601624.31(二)No.2变电所6制条车间272204340516.587纺纱车间272204340516.58(三)No.3变电所8软水站 55.9741.986
8、9.96106.299锻工车间26.0730.540.1260.9610机修车间88.86153.73177.56269.7711托儿所、幼儿园7.6810.2112.7819.4212仓库11.1213.0117.1126.00(四)No.4变电所13锅炉房113.2584.94141.56215.0814水泵房11184.36139.42211.8215化验室37.528.12546.87571.2216卸油泵房2115.7526.2539.88各变电所变压器高、低压侧计算负荷及变压器损耗列表(三)名称低压侧变压器损耗高压侧kWkvarkVAA kWkvarkWkvarkVAAN01变电所
9、762.63571.00952.71447.4814.2957.16776.92628.16999.157.68N02变电所489.6375.36616.93937.339.2537.01498.85412.37647.2337.37N03变电所170.73224.49282.04428.514.2316.92174.96239.41296.5317.12N04变电所254.48196.16321.28488.144.8219.28259.3215.4337.119.46三、各车间变电所变压器的选择选择各车间变电所变压器的基本要求:(一)、变压器容量的选择各车间变电所变压器容量应根据计算负荷选
10、择。对平稳负荷供电的单台变压器负荷率一般取85%左右;对昼夜或季节性波动较大的负荷供电的变压器,其容量与台数应考虑运行合理,并可在高峰时适当过载运行;对短时负荷供电的变压器要充分利用其过载能力。选择变压器容量应考虑低压电器的短路工作条件。车间变电所变压器的单台容量,一般不宜大小于100OKVA,这一方面是受以往低压开关电器断流能力和短路稳定度要求的限制,另一方面也是考虑到可以使变压器更接近车间负荷中心,以减少低压配电线路的电能损耗、电压损耗和有色金属消耗量。各变电所变压器容量:N01: KVAN02: KVAN03: KVAN04: KVA(二)、变压器型号的选择中进行选择(三)、变压器台数的
11、选择变压器台数主要根据负荷大小、对供电可靠性和电能质量的要求来决定,并兼顾节约电能、降低造价、运行方便。一般。负荷等级选用原则带有、级负荷的变电所1、级负荷较多时,应设两台或两台以上变压器;2、只有少量级负荷,并能从邻近变电所缺取得低压备用电源时,可采用一台变压器。带有级负荷的变电所1、 负荷较小时采用一台变压器;2、符合较大,一台变压器不能满足要求时,采用两台及以上变压器;3、昼夜负荷或季节性负荷变化大,选用一台变压器在技术上不合理时,宜选用 两台变压器。从设计原始资料知道,本厂有四个生产车间即织造车间、染整车间、制条车间、纺纱车间为I级负荷,中断供电会造成严重的经济损失,要求供电系统无论是
12、正常还是发生事故时,都应保证其连续供电。因此对I级负荷,应由两个独立的电源供电。其他辅助车间为、III级负荷,由一台变压器供电即可。根据以上计算数据和资料,查建筑电气设备手册选择各变电所变压器型号及台数如下:N01:SG-1000/10 2台 NO2:SG-80O/10 2台NO3:SG-500/10 1台 NO4:SG-500/lO l台各变电所变压器高压侧计算负荷、变压器容量及选择情况表(四)名称高压侧计算负荷计算容量变压器型号台数kWkvarkVAAkVAN01变电所776.92628.16999.157.681148.97SG-1000/102N02变电所498.85412.37647
13、.2337.37744.31SG-80O/102N03变电所174.96239.41296.5317.12341.01SG-500/101N04变电所259.3215.4337.119.46387.67SG-500/lO1附表1 SG型10kv三相铜线干式电力变压器技术参数表型号额定容量(KVA)额定电压(kv)损耗(KW)阻抗电压()空载电流(A)连接组别初级次级空载短路SG-1000/101000105%0.42.911.323101.44Y/Y0-12重量(T)绝缘外形尺寸(mm)台数器身总重H级绝缘ABC2台3.123.405211011402260型号额定容量(KVA)额定电压(kv
14、)损耗(KW)阻抗电压()空载电流(A)连接组别初级次级空载短路SG-800/10800105%0.42.3959.4781.64Y/Y0-12重量(T)绝缘外形尺寸(mm)台数器身总重H级绝缘ABC2台2.753.02619809802160型号额定容量(KVA)额定电压(kv)损耗(KW)阻抗电压()空载电流(A)连接组别初级次级空载短路SG-500/10500105%0.41.8736.745.51.96Y/Y0-12重量(T)绝缘外形尺寸(mm)台数器身总重H级绝缘ABC2台1.842.0581690860195012总降压站电力负荷计算及无功补偿和主变选择一、总降压站电力负荷计算(一
15、)总降压站变压器低压侧(10kv侧)负荷计算由于总降压站变压器低压侧至各变电所变压器线路较短,故不再计算该线路损耗。、有功功率、无功功率同时系数,分别取0.90.95和0.920.98。本设计中取同时系数0.9,0.92。 kw KVA A(二)、总降压站变压器损耗计算SL7等低损耗变压器功率损耗按经验公式、计算: kw Kvar(三)、总降压站变压器高压侧(35kv侧)负荷计算 kw Kvar KVA A二、无功功率的补偿(一)无功补偿的意义一般工业电气设备,由于采用大量感应电动机及变压器,电源除供给有功功率外尚需供给大量无功功率。由于无功电流通过线路系统,导致配电设备能力未能得到充分利用,
16、并引起以下损害:(1)、功率因数愈低则电力损失也愈大;(2)、且电压降亦愈大;(3)、增加了设备容量与电力损耗;(4)、影响电费收费率。供电部门一般要求企业的功率因数达到0.9以上,从计算的结果知道该工厂的功率因数目前只有0.72,因此需进行无功功率补偿。(二)、无功补偿计算提高功率因数的方法分为改善自然功率因数和安装人工补偿装置两种。安装人工补偿装置的方法既简单,见效又快。对于感性负荷与电源之间的补偿变为感性负荷的两端并联电容器的方法,使其原为感性负荷与电源之间的补偿变为感性负载容性负载之间的补偿,这样就减轻了电源的负担,提高了电源的利用率,减小了输电线路上的电能损失。本设计采用在主变低压侧
17、装设电力电容器的方法来提高功率因数。由原始资料可知要求本厂的功率因数0.9,因此在主变低压侧进行补偿时,低压侧补偿后的功率因数应略高于0.9,这里取0.92。补偿电容的容量计算公式为:,式中无功补偿负荷系数,一般按负荷情况选取,由工作班制决定,由原始资料可知该厂为三班工作制, 故取0.85补偿前主变低压侧计算负荷功率因数角的正切值。补偿后主变低压侧计算负荷功率因数角的正切值(三)、并联电容器选择1、查工厂常用电气设备手册选择并联电容器的型号规格为:BWF10.5-120-1W。2、确定并联电容器的数量: 单个电容器的额定容量个 考虑三相均衡分配,决定选装6个,每一相2个。3、电容器实际容量为:
18、 Kvar附表2 BWF10.5-120-1W型电容器技术参数表型号额定电压(kv)标称容量(kvar)标称电容(F)频率(Hz)相数外形尺寸(mm)重量(kg)LBHHBWF10.5-120-1W10.51203.4750162013074034035三、主变压器的选择(一)、补偿后主变高压侧的视在计算功率 KVA(二)、无功补偿后工厂的功率因数 这一功率因数满足规定要求(三)、确定主变压器额定容量主变压器容量 KVA,故确定主变压器容量为2000KVA。查工厂常用电气设备手册,确定主变压器的型号为SL7-2000/35三相油浸自冷式铝线电力变压器。(四)、确定变压器台数工厂总降压站主变的容
19、量与台数的选择在很大程度上取决于负荷的大小及其对供电可靠性的要求,同时考虑工厂发展规划等因素,而且做到电气接线简单、运行方便,供电可靠、节约能源及减少投资。变压器台数多则供电可靠性高,但设备投资也大,运行费用也要增加对,因此在能满足可靠性要求时,变压器台数越少越好,对能取得备用电源的一级负荷供电时,选用一台主变压器。我们从原始设计资料得知该工厂可引入一路35kv或10kv架空线路作为备用电源,系统要求只有工作电源因故障停电时才允许备用电源供电,工作电源正常时备用电源进线开关处于断开状态,所以该总降压变电站采用一台主变压器。附表3 SL7-2000/35三相油浸自冷式铝线电力变压器技术参数型号额
20、定容量(KVA)额定电压(kv)损耗(KW)阻抗电压()空载电流(A)连接组别高压低压空载短路SL7-2000/3520003510.53.419.86.51.4Y/-11重量(T)外形尺寸(mm)台数器身总重ABC1台3.056.24275018703135第二章 总降压变电站电气主接线设计21对主接线的基本要求变电站的电气主接线是变电工程的关键部分。它与电力系统、电气设备的选择与布置,以及供电系统运行的可靠性和经济性等方面均有联系,因此设计变电所的电气结线时必须全面分析一些有关的因素,正确处理它们之间的关系。对电气主接线的基本要求,概括地说应包括可靠性、灵活性和经济性三方面:一、根据用电负
21、荷的要求,保证供电的可靠性。供电可靠性是电力生产和分配的首要要求,可靠性包括一次部分和相应的二次部分在运行中可靠性的综合,在很大程度上取决于设备的可靠程度,采用可靠性高的电气设备可以简化接线,检修时不宜影响对系统的供电,独立车间、变电所检修时不宜影响其它车间的正常供电。二、电气主接线应具有一定的灵活性。主接线应满足在调度、检修操作及时扩建时的灵活性。调度时可以灵活地投入和切换变压器,调配电源和负荷满足系统在事故运行方式,检修运行方式以及特殊运行方式下的系统调度要求;检修时方便停运断路器、母线及其继电保护设备,进行安全检修而不致影响电网的运行和对各车间变电所的供电;结合工厂发展规划,应留有扩建余
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