10kV变电所的设计.doc
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1、吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计第1章 绪论设计选题背景随着我国经济的快速增长,用电已成为制约我国经济发展的重要因素。为保证正常的供配电要求,各地都在兴建一系列的供配电装置。工厂的飞速发展给国家带来了具大的收益同时用电负荷也越来越大,特点是负荷容量大、用电设备多,在这选用10kV。所以本文针对变电所的特点,阐述了10kV变电所的设计思路、设计步骤,并进行了相关设备的计算和校验。并关键介绍了主接线是变电所的最重要组成部分。它决定着变电所的功能、建设投资、运行质量、维护条件和供电可靠性。所以在此熟悉变电所的设计要求和设计过程,对从事电力工程设计,故障分析和判断是非常有益的。第二章 系统总
2、体方案设计2.1.1设计要求简介1、生产区:各车间、各用电设备均自行拟定,属二级负荷。2、生活区:空调、供水和照明用电等情况均自行拟定。3、就近电网:110kV;35 kV; 10 kV;可任选其一。4、确定各级的“计算负荷”,和各级“短路电流”、“冲击电流”。5、选好主接线(一次回路)的各级电气设备、装置。6、绘制主接线图(包括原理图、平面图)。7、有选择地设计(二次回路)-此项为突破性要求。1)继电保护。2)自动重合闸。3)备用电源的自动投入。第三章 负荷计算3.1三相用电设备组负荷计算的方法有功计算负荷(kW) 无功计算负荷(kvar) 视在负荷计算(kVA) 计算电流(A) 3.2 计
3、算负荷及无功功率补偿(1) 负荷计算 各厂房的负荷计算表2-1 电力负荷计算表编号厂房名称设备容量/kW需要系数功率因数有功功率/kW无功功率/kvar视在功率/kVA计算电流/A1纺炼车间2000.350.67093.1116.7177.32原液车间照明1200.700.684111.7140212.73酸站照明3200.350.55112170.2203.6309.34排毒车间照明2200.500.8011082.5137.5208.95其他车间9500.200.65190222.3292.3441.16锅楼房照明300.600.601823.93045.6 (2) 无功功率补偿 由表2-
4、1可知该厂380V一侧最大功率Pc=774.9kW,最大无功功率Qc=934.5kvar,最大视在功率Sc=1213.98kVA,考虑到车间有12个,所以采用3个变电所,变电所1给1、2、3、11号厂房供电,变电所2给4、5、10号厂房供电,变电所3给6、7、8、9、12号厂房供电每个变电所选用的自愈式低压并联电力电容器,以下分别计算3个变电所的无功补偿方案。如表2-2所示:车间分配图表2-2 变电所1(电力负荷计算表)编号厂房名称设备容量/kW需要系数功率因数有功功率/kW无功功率/kvar视在功率/kVA计算电流/A1纺炼车间2000.350.67093.1116.7177.32原液车间1
5、200.700.684111.7140212.73锻造车间3200.350.55112170.2203.6309.311排毒机房400.300.6012162030.4故Pc1=278kW, Qc1=391kvar, 最大视在功率Sc1=497.8kVA, 最大功率因数Cos= Pc1/ Sc1=0.558功率补偿容量:Qc=Pc1(tan1-tan2)=278tan(arccos0.558)-tan(arccos0.92)kvar=295.1kvar。故选择GCS-34型低压无功补偿柜(BCMJ-0.4-30-3A),所需安装的组数 n=Qc/qc=295.1/30=9.810。所需10组电
6、容器柜数1台。视在功率因素Cos= Pc1/ Sc=278/292.5=0.95满足要求,所以选SC(B)- 10- 400KVA电力变压器同理,可以求出:变电所2功率补偿容量:Qc=176.8 kvar。选择GCS-34型低压无功补偿柜(BCMJ-0.4-30-3A),所需6组电容器柜数1台,选SC(B)- 10- 400KVA电力变压器。变电所3功率补偿容量:Qc=176.8 kvar。选择GCS-34型低压无功补偿柜(BCMJ-0.4-20-3A),所需8组电容器柜数1台,选SC(B)- 10- 250KVA电力变压器。表2-3变电所1,变电所2,变电所3的补偿方案变电所无功补偿功率因数
7、Pc/kWQc/kvarSc/kVASTS1补偿前0.558278391497.8无功补偿容量/300/补偿后0.9527891292.5STS 2补偿前0.704304.5307.6432.8无功补偿容量/180/补偿后0.92304.5127.6330.2STS 3补偿前0.63192.4235.9304.4无功补偿容量/160/补偿后0.93192.475.9203.8(3)全厂负荷计算STS1变压器的有功、无功功率损耗:PT10.01Sc=0.01292.5 kVA =2.925 kVA QT10.05Sc=0.05292.5kvar=14.625 kvarSTS2变压器的有功、无功功
8、率损耗:PT20.01Sc=0.01330.2 kVA =3.302 kVA QT20.05Sc=0.05330.2 kvar=16.51 kvaSTS3变压器的有功、无功功率损耗:PT30.01Sc=0.01203.8 kVA =2.038 kVA QT30.05Sc=0.05203.8 kvar=10.19 kva总负荷:P=Pc1+Pc2+Pc3+ PT1+ PT2+ PT3 =278+304.5+192.4+2.925+3.302+2.038 =783.165 kVAQ=Qc1+Qc2+Qc3+ QT1 +QT2+ QT3 =91+127.6+75.9+14.625+16.51+10.
9、19=335.825 kva全厂功率因素:Cos=P/Q=783.165/852.130=0.920.9满足设计要求。3.3车间变电所的所址和型式由于工厂属于二级负荷,并且用10kV分段单母线作为电源,综合考虑以下几种因素后:1、便于维护与检查;2、便于进出线;3、保证运行安全;4、节约土地与建筑费用;5、适应发展要求。所以决定把配电所安在工厂平面图中的虚线框内,变电所1放在锻造车间的右上方,用1台10(15%)0.4kV Sc(B)10型400 kVA变压器,变电所2放在金工车间的右上方,用1台10(15%)0.4kV Sc(B)10型400kVA变压器,变电所3放在热处理车间的右上方,用1
10、台10(15%)0.4kV Sc(B)10型250 kVA变压器。厂区设计图第4章 短路电流计算4.1短路电流计算4.1.1.工厂总降压变35KV母线短路电流1.确定标幺值基准,2.计算各主要元件的电抗标幺值(1)系统电抗(取短路器)(2)35kV线路电抗3.求三相短路电流和短路容量(1)总电抗标幺值(2)三相短路电流周期分量有效值(3)其他三相短路电流电流值(4)三相短路容量4.1.2 10KV母线短路电流1.确定标幺值基准,2.计算各主要元件的电抗标幺值(1)系统电抗(取短路器)(2)35KV线路电抗(3)35kv/11kv电力变压器电抗3.求三相短路电流和短路容量(1)总电抗标幺值(2)
11、求三相短路电流周期分量有效值(3)其他三相短路电流电流值(4)三相短路容量4.1.3 0.4kV母线短路电流1.确定标幺值基准,2.计算各主要元件的电抗标幺值(1)系统电抗(取短路器)(2)35kV线路电抗(3)35kV/11kV电力变压器电抗(4)10kV厂内架空线路电抗(给变电所供电)因这段10kV架空线路很短,电抗可不计,。(5)10/0.4kV电力变压器(1000kVA变压器)3.求三相短路电流和短路容量(1)总电抗标幺值(2)求三相短路电流周期分量有效值(3)其他三相短路电流电流值(4)三相短路容量 第5章 变电所的主线及高、低电气设备5.1 变电所主线选择5.1.1 110kV供电
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