曙光机加工厂车间变电所及低压配电系统设计(编辑修改稿)

曙光机加工厂车间变电所及低压配电系统设计(编辑修改稿)内容摘要：

机加工一车间 NO1供电回路 53 NO2供电回路 89 0 NO3供电回路 NO4车间照明 10 8 0 8 小计 127 2 机加工二车间 NO1供电回路 160 60 55 NO2供电回路 150 50 45 NO3车间照明 10 9 0 9 小计 119 100 3 铸造车间 NO1供电回路 170 80 65 NO2供电回路 160 75 60 96 NO3供电回路 170 80 75 NO4车间照明 8 0 小计 200 4 铆焊车间 NO1供电回路 180 60 90 NO2供电回路 190 61 101 118 NO3车间照明 7 0 小计 191 5 电修车间 NO1供电回路 170 55 78 NO2供电回路 135 44 65 NO3车间照明 10 8 0 8 小计 107 143 总计（ 380V侧） 动力 —— —— 照明 45 计入qKK 无功功率补偿 具有电感的特性的 负荷可以导致功率因数降低，而在工厂供电系统中，此类感性负荷所占比例较大。 若 通过各种措施充分发挥设备潜力、改善设备运行性能后功率因数依旧达不到规定的要 求，则必须增设无功功率补偿装置。 同步补偿机和并联电容器是无功xxx 本科毕业设计 2 负荷计算和无功补偿 8 功率的人工补偿两种重要方式。 本次设计无功功率补偿也采用并联电容器的方法。 由表 表可知，该机加工 380V 侧 cos 如下：cos 8  ，由于在变压器的损耗中其无功损耗远大于有功损耗， 因而 要求 380V 压侧最大负荷时的功率因数应大于 ，这里暂时选取cos 来计 算无功补偿的容量： 因而，低压侧所需补偿的无功容量cQ为： 30 [ t a n( c os ) t a n( a r c c os )]cQ P arc vark 选择 GCK 型自动补偿屏和 型并联电容器，采用主屏一台与辅屏一台的补偿方案， 并联电容器 总共容量为 400kvar。 补偿过后 低压 侧无功功率为39。 30 ( 2 ) 400 v a rQk   补偿过后 低压 侧视在功率为 39。 2 230 ( 2 ) 706S k VA   补偿过后 低压 侧计算电流为 39。 30 ( 2 )39。 30 ( 2 ) 706 10743 3 SIAU   补偿过后 低压 侧功率因数 39。 30 ( 2 )39。 30 ( 2 ) os PS     满足要求。 变压器的功率损耗为 39。 3 0 ( 2 )0 . 0 1 0 . 0 1 7 0 6 7 . 0 6TP S k W     39。 3 0 ( 2 )0 . 0 5 0 . 0 5 7 0 6 3 5 . 3 v a rTQ S k     因而，变压器高压侧的计算负荷为： 39。 3 0 ( 1 ) 6 4 9 .5 7 .0 6 6 5 6 .6P kW   39。 30 ( 1 ) v a r   39。 39。 2 39。 2 2 230 ( 1 ) 30 ( 1 ) 30 ( 1 ) Q k VA     高压侧补偿后的计算电流为 39。 3 0 ( 1 )39。 3 0 ( 2 ) 7 2 6 . 9 423 3 1 0NSIAU   高压侧补偿后的功率因数为 39。 30 ( 1 )39。 30 ( 1 ) os PS    满足要求。 因此无功补偿后车间变电所的计算负荷如下表。 xxx 本科毕业设计 2 负荷计算和无功补偿 9 表 无功补偿后车间变电所的计算负荷 项目 cos 计算负荷 30(kW)P 30Q (kvar) S kVA) I A) 380V侧补偿前负荷 380V侧无功补偿容量 400 380V侧补偿后负荷 706 1074 主变压器功率损耗 = = 10kV侧符合总计 42 xxx 本科毕业生毕业设 计 3 变电所主变的选择和主接线设计 10 3 变电所主变的选择和主接线设计 变电所主变压器的选择 变电所主变型式的选择 变压器型式的选择是指选择变压器的相数、绕组型式、联结组标号等指 标。 由于此次设计中车间变电所位于机加一车间东南角且为附设式，因而变压器的冷却问题成为了一个不得不考虑的因素。 变压器因其冷却方式不同可以分为：干式变压器、油浸变压器和氟化物变压器三种类型。 干式变压器和油浸式变压器属于自冷变压器，而氟化物变压器则采用蒸发冷却实现变压器的冷却。 由于氟化物变压器在蒸发冷却过程中容易对环境产生污染，所以不做考虑。 两种 变压器的比较如下表。 表 项目 干式变压器 油浸式变压器 特点 1 高压线圈采用能够长期耐热 180℃的 F级绝缘材料。 2 线圈 环氧浇注，器身紧固，抗短路能力强 ， 节能 性好 3 低压为箔绕组 ， 抗短路能力强 4 防潮能力强 5 长期运行免维护 6 散热性能好 ， 能承受一定的湿度，对环境要求高 优点： 冷却效果好，可以满足大容量 需求 ，其瓦斯继电保护器可以及时反映出绕组的故障，保证系统稳定运行。 缺点： 必须不断关注油位的变化，防止油渗漏，不适宜在地下室以及消防要求高的区域安装 投入成本 高 干式变压器的 60% 运行场所 任何场所 室外 运行成本 长期运行免维护 需经常维护且每 寿命 20 20 由上表可知，此次设计中干式变压器比油浸式变压器更具优势，因而选择 SC9 系列树脂浇注 干式变压器。 变电所主变容量的选择 本次设计中工厂工作制度为 三班制，年最大负荷利用小时数为 4100 小时，属于三级负荷。 根据变压器选择原则及相关规范结合工厂的负荷性质，主变压器有以下两种可供选择的方案： ① 假设装有一台变压器，型号采用 SC9 型，而容量根据《工厂供电设计指导》表32 可知选择. T 30800 kVA S k VA  ，即选择一台 SC9800/10 型干式变压器。 xxx 本科毕业生毕业设 计 3 变电所主变的选择和主接线设计 11 ② 假设装有两台变压器，型号亦采用 SC9 型，而每台变压器的容量根《工厂供电设计指导》表 32 以及.T 30( ) SNS 和.T ( )SS的要求。 . T 30( ) S ( ) ( 436 509) kVANS     即选择两台 SC9630/10 型变压器。 综合考虑以上因素和技术经济比较， 车间变电所选用一台 SC9800/10 型变压器，联 结组别为 Yyn0。 变电所主变接线方案的选择 变电所主线方案选择的原则 综合分析变配电所所在供电系统中的地位、负荷性质等以及设备特点等因素确定变电所的主接线，且确定的主接线方案满足安全、可靠、灵活、经济等要求。 结合机加厂实际情况归纳原则如下： ① 安全性 1） 高压断路器的电源侧及可能反馈电能的另一侧，必须装设高压隔离开关 [3]。 2）变电所高压母线上及架空线路末端，必须装设避雷器 [3]。 ② 可靠性 1）变电所主接线方案，必须与其符合级别相适应。 2） 车间变电所的一般生产区，为确保供电可靠性，宜采用放射式高压配电，而辅助生产区及生活区，可采用树干式配电； ③ 灵活性 1）变电所高低压母线的接线方式，一般为单母线或者单母线分段。 2）变电所的主接线方案 应该积极响应国家节能号召，经济合理。 ④ 经济性 1）在满足运行条件的前提下应使变电所的主接线方案尽可能简便。 2）变电所的电气设备不能选用国家明令淘汰或技术水平落后的产品，同时应保证所选产品技术先进、经济适用。 变电所主线方案的比较 由以上负荷计算以 及变压器台数选择可知，此此设计中变电所为只装设一台变压器的小型变电所，且高压侧只有一路进线。 根据变电所高压侧采用的开关电器的不同，变电所高压侧采用负荷开关 熔断器以及 断路器两 种比较典型的接线方案 [1]。 具体接线如下图 31 xxx 本科毕业生毕业设 计 3 变电所主变的选择和主接线设计 12 方案 一 方案 二 图 xxx 本科毕业生毕业设 计 3 变电所主变的选择和主接线设计 13 接线方案的优缺点的比较如下表 三种接线方案的优缺点 方案类型 优点 缺点 方案 一 不存在带负荷拉闸的危险，停电和送电操作灵活。 发生短路故障时，只能是熔断器熔断，排除短路故障时恢复供电时间较长。 方 案 二 停电和送电操作十分灵活方便，发生故障时，断路器会自动跳闸，若短路故障已排除，可立即合闸恢复供电。 只有一路电源进线时，只用于三级负荷。 由上表可知，此次设计变电所高压侧采用方案 二 的主接线方案。 具体主接线方案见附录。 xxx 本科毕业生毕业设计 4 短路电流计算 14 4 短路电流计算 短路电流概述 短路电流计算的方法，常用的有欧姆法和标幺制法。 短路电路中各主要元件的电抗标幺值求出来以后，即可利用其等效电路图将电路化简，求出其总的电抗标幺值。 由于各元件均采用 标幺 值， 与短路计算点 电压 没有任何关系 ，因此 采用 标幺值 法时不需要 进行电压换算， 而采用 欧姆法需要进行换算， 这里充分体现了 标幺制法 比 欧姆法 更加优越。 因此在本次设计中采用标幺制法计算短路电流。 短路电流的计算 本次设计中采用标幺值法进行短路电流的计算。 综合以任务书中给出的电源条件可绘出该机加工厂供电系统电路图如下图 图 曙光机加工厂供电系统电路图 ① 确定基准值 取 121 0 0 , 1 0 . 5 , 0 . 4d c cS M V A U k V U k V   而 1 1 100 5 . 53 3 1 0 . 5dd cS M V AI k AU k V   2 2 100 1443 3 0 . 4dd cS M V AI k AU k V   ② 计算短路电路中各个原件的电抗标幺值 1）电力系统电抗标幺值 由任务书可知， 200ocS MVA ，因而 1 10 0M VA 0M VAX   2）架空线路的电抗标幺值 由任务书可知， 0 km， 0 500lm ，因而 221 0 0 M V A0 . 4 0 . 5 0 . 1 8( 1 0 . 5 )X k m k m kV      xxx 本科毕业生毕业设计 4 短路电流计算 15 3）电力变压器 的电抗标幺值 查《工厂供电》附表 5 知， %4kU  ，因而 34 %S 4 100 5100S 100 800kd NU M V AXX k V A     ③ 计算短路点 K1短路电路总电抗标幺值以及三相短路电流和容量 根据变电所主接线方案绘制出 K1点短路等效电路图如下图 ，并在图中标出了各元件的序号、电抗的标幺值以及短路计算点。 图 K1点短路等效电路 1)系。