钢铁厂供配电系统设计毕业设计(论文)(编辑修改稿)

钢铁厂供配电系统设计毕业设计(论文)(编辑修改稿)内容摘要：

5 表 1 各车间低压侧的计算负荷 各车间电力变压器的功率损耗 序号 用电单位名称 变压器功率损耗  PT(kW)  QT(kvar) 1 高炉车间 15 60 2 炼钢车间 3 轧钢车间 4 线材车间 5 机电修车间 6 水泵站 7 氧气站 表 2 各车间电力变压器的功率损耗 各车间电力变压器的功率损耗 序号 用电单位名称 计算负荷 P30 (kW) Q30(kvar) S30(kV A) I30(A) 1 高炉车间 815 660 2 炼钢车间 3 轧钢车间 172 4 线材车间 5 机电修车间 6 水泵站 41 7 氧气站 表 3 各车间电 力变压器的功率损耗 陕西航空职业技术学院 毕业论文 10 全厂总的计算负荷 根据以上数据得出 P30=K∑p ∑ P30(1)= (815++++++)= Q30=K∑q ∑ Q30(1)= (660++++++)= S30= 230230 QP  = 22  =A 30I = )3(30 NUS = )63(  = 总降压变电所的功率补偿 （ 1）补偿前的变压器容量和功率因素： 根据工厂的一、二级负荷情况，选择 2 台主电力变压器，因此，主电力变压器的容量选择为 SN T≈ S30= =A 因此未进行无功补偿时，主变压器容量应选为 5000kVA，型号为 SJL1— 5000/35 这时变电所低压侧的功率因数为 cos (2)=P30/S30 =（ 2）无功补偿容量 按设计要求，变电所高压侧的 cos 。 考虑到变压器的无功功率损耗 QT 远大 于有功功率损耗  PT，因此在变压器低压侧补偿时，低压侧补偿后的功率因数应略高于 ,这里取 39。 cos  。 要使低压侧功率因数由 提高到 ，低压侧需要装设的并联电容器的容量为 QC =P30() = () = 在确定了总的补偿容量后，就可根据选定的并联电容器的单个容量 qc 来确定电容器的个数 陕西航空职业技术学院 毕业论文 11 ccqQn 由上式计算所得的电容器个数 n，对于单相电容器来说，应取 3 的倍数，以便三相均衡分配。 在确定了并联电容器的容量后，根据产品目录，就可以选择并联电容器的单台容量（这里选 50kvar），并确定并联电容器的数量： cNcqQn=  （个） 取 n=36 式中 qcN — 单个电容器的额定容量（ kvar）。 则实际补偿容量为 Qc =36 50 kvar =1800 kvar 选择两台电容器柜，单台的容量为 900kvar，型号为 TBB36900/50。 （ 3）补偿后的变压器容量和功率因数 变电所低压侧的视在计算负荷为 S30(2)= 230230 )( CP  = 9 0 2)1 8 0 6 0 7( 5 5 7 22  kVA     7 9 0 23)2(30)2(30  NUSI A 因此无功补偿后主变压器容量 SN T≈ S30= =A 变压器容量应选为 4000kVA，型号为 SJL1— 4000/35。 变压器的功率损耗为 20 ()STnP SP nP nS   23 9 4 9 0 2 .9 92 5 .9 ( )2 4 0 0 0    =+ = 20 %% ()1 0 0 1 0 0SNT N NI V SQ n S Sn   21 . 1 7 4 0 0 0 4 9 0 2 . 9 92 4 0 0 0 ( )1 0 0 1 0 0 2 4 0 0 0     =88+ = 陕西航空职业技术学院 毕业论文 12 变电所高压侧的计算负荷为 5 9 5 5 730)1(30  TPPP kW )()( 30)1(30  TC kvar 0 5 1 0 5 9 8 222 )1(302 )1(30)1(30  QPS kVA     0 5 73)1(3030  NUSI A 无功补偿后，工厂的功率因数为 o s )1(30)1(30  SP 这一功率因数满足规定要求。 工厂的年电能消耗量 Tmax=6500h，取  ，  则工厂年有功电能消耗量 Wpa= P30Tmax=  6500= 107kWh 工厂年无功电能消耗量 Wqa= Q30Tmax=  6500= 107kvarh 2 变配电所 选择 变配电所的类型 车间变电所按其主变压器的安装位置来分 ,有下列类型： （ 1）车间附设变电所 变压器室的一面墙或几面墙与车间的墙共用，变压器室的大门朝车间外开。 如果按变压器室位于车间的墙内还是墙外，还可以进一步分为内附式和外附式。 （ 2）车间内变电所 变压器 室位于车间内的单独房间内，变压器室的大门朝车间内开。 （ 3）露天变电所 变压器安装在室外抬高的地面上。 如果变压器的上方设有顶板或挑檐的，则称为半露天变电所。 在负荷较大的多跨厂房、负荷中心在厂房中部且环境许可时，可采用车间陕西航空职业技术学院 毕业论文 13 内变电所。 这种车间内变电所，位于车间的负荷中心，可以缩短低压配电的距离，降低电能损耗和电压损耗，减少有色金属的消耗量，因此这种变电所的技术经济指标比较好。 但是变电所建在车间内部，要占一定的生产面积，因此对一些生产面积比较紧凑和生产流程要经常调整、设备也要相应变动的生产车间不太合适；而且其 变压器门朝车间内开，对生产的安全有一定的威胁。 这种变电所在大型冶金企业中较多。 按照上述原则，车间变电所的类型均采用车间附设变电所，如表 4。 序号 用电单位名称 变电所类型 1 高炉车间 车间附设变电所 2 炼钢车间 车间附设变电所 3 轧钢车间 车间附设变电所 4 线材车间 车间附设变电所 5 机电修车间 车间附设变电所 6 水泵站 车间附设变电所 7 氧气站 车间附设变电所 表 4 车间变电所的类型 变电所主变压器容量的选择 （ 1）只装一台主变压器的变电所 主变压器容量 ST（设计中， 一般可概略地当作其额定容量 ）应满足全部用电设备总计算负荷 S30 需要，即 ST≥S30 （ 34） （ 2）装有两台主变压器的变电所 每台变压器的容量 ST（一般可概略地当作 ）应同时满足以下两个条件： ① 任一台变压器单独运行时，宜满足总计算负荷 S30的大约 60%～ 70%的需要，即 ST=(0～ )S30 （ 35） ② 当 1 台主变退出运行时，其余变压器应能保证全部一级负荷及大部分二级负荷用电，此时允许变压器过负荷 40％运行。 （ 3） 车间变电所主变压器的单台容量上限 车间变电所主变压器的单台容量，一般不宜大于 1000kVA（或 1250 kVA）。 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；另一方面陕西航空职业技术学院 毕业论文 14 也是考虑到可以使变压器更接近于车间负荷中心，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。 现在我国已能生产一些断流能力更大和短路稳定度更好的新型低压开关电器如 DW1 ME 等 型低压断路器及其它电器，因此如车间负荷容量较大、负荷集中且运行合理时，也可以选用单台容量为1250～ 2020 kVA 的配电变压器，这样能减少主变压器台数及高压开关电器和电缆等。 （ 4）适当考虑符合的发展 应适当考虑今后 5～ 10 年电力负荷的增长，留有一定的余地，同时要考虑变压器的正常过负荷能力。 （ 根据上述原则及工厂的实际情况，厂总变电所主变压器的台数选择 2 台。 2 台变压器 并联 运行，单台变压器的容量为 4000kVA，型号为 SJL14000/35。 变压器容量及型号的选择详见功率补偿部分。 车间变压器亦选用 1 台 变压器运行，单台容量为 SJL11000/10。 ） 3 电气主接线 主接线又称一次接线或主电路。 电气主接线是由各种主要电气设备（如发电机、变压器、开关电气、互感器、电抗器及连接线路等设备），按一定顺序连接而成的一个接受和分配电能的总电路。 由于交流供电系统通常是三相对称的，故在主接线图中，一般用一根线来表示三相电路，仅在个别三相设备不对称或需进一步说明的地方，部分地用三条线表示，这样就将三相电路图绘成了单线图。 为使看图容易起见，图上只绘出系统的主要元件及相互间的连接。 电气主接线单线图应按行业标准规定 的图形符号与文字符号绘制，通常还在图上标明主要电气设备的型号和技术参数，以方便阅读。 主接线代表了发电厂和变电站电气部分主体结构，是电力系统网络结构的重要组成部分。 概括地说，对主接线的基本要求包括安全、可靠、灵活、经济四个方面。 主接线的绘制 陕西航空职业技术学院 毕业论文 15 具有母线的电气主接线 （ 1）单母线接线 在主接线中，断路器是电力系统的主开关；隔离开关的功能主要是隔离高压电源，以保证其它设备和线路的安全检修。 例如，固定式开关柜中的断路器工作一段时间需要检修时，在断路器断开电路的情况下，拉开隔离开关；恢复供电时，应先合 隔离开关，然后合断路器。 这就是隔离开关与断路器配合操作的原则。 由于隔离开关无灭弧装置，断流能力差，所以不能带负荷操作。 如下图 2 所示。 （ 2）单母线分段 单母线分段接线是采用断路器将母线分段，通常是分成两段，如图下 3 所示。 母线分段后可进行分段检修，对于重要用户，可以从不同段引出两个回路，当一段母线发生故障时，由于分段断路器 QF1 在继电保护作用下自动将故障段迅速切除，从而保证了正常母线段不间断供电和不致使重要用户停电。 两段母线同时故障的几率很小，可以不予考虑。 在供电可靠性要求不高时，亦可用隔离开关分段（ QS1） ，任一段母线发生故障时，将造成两段母线同时停电，在判断故障后，拉开分段隔离开关 QS1，完好段即可恢复供电。 （ 3）双母线及双母线分段 如上图 4 所示，这种接线，每一回路都通过一台断路器和两组隔离开关（也有采用两台断路器和两组隔离开关）连接到两组母线上，母线 W1 和 W2 都是工作母线。 两组母线可同时工作，并通过母线联络短路器并联运行。 电源和引陕西航空职业技术学院 毕业论文 16 出 线适当地分配在两组母线上。 双母线分段接线如上图 5 所示。 无母 线的电气主接线 桥形接线 当具有两台变压器和两条线路时，在变压器 线路接线的基础上，在其中间架一连接桥，则成为桥形接线。 如图 6 所示。 按照连接桥断路器的位置，可分为内桥（图 6(a)）和外桥（图 6（ b））两种接线。 前者桥连断路器设置在变压器侧；而后者，桥连断路器则设置在线路侧。 桥形接线中，四个回路只有三台断路器，是需要断路器最少也是最节省的 一种接线。 但其可靠性和灵活性较差，只能应用于小型变电所、发电厂。 内桥式适宜输电线路较长，故障几率较多，而变压器又不需要经常切换时；外桥式则在出线较短，且变压器随经 济运行的要求需经常切换时，就更为适宜。 有时为了检修出线和在变压器回路中的断路器时不中断线路和变压器正常运行，再在桥形接线中附加一个正常工作时断开的带隔离开关的跨条。 在跨条上装设两台隔离开关的目的是可以轮换停电检修任何一组隔离开关。 陕西航空职业技术学院 毕业论文 17 工厂总降压变电所的主接线方案选择 工厂电源进线电压为 35KV 及以上的工厂，通常是先经工厂总降压变电所降为 6~10KV 的高压配电电压，然后经过车间变电所，降为一般低压用电设备所需的电压如 220/380V。 方案 1 一次侧采用内桥式接线，二次侧采用单母线分段的总降 压变电所主接线图（如图 7）所示。 这种主接线，其一次侧的高压断路器 QF10 跨在两路电源进线之间，犹如一座桥梁，而且处在线路断路器 QF11 和 QF12 的内侧，靠近变压器，因此称为内桥式接线。 这种主接线的运行灵活性较好，供电可靠性较高，适用于一、二级负荷的工厂。 如果某路电源例如 WL1 线路停电检修或发生故障时，则断开 QF11，。