某电机修造厂总降压变电所以及高压配电系统设计_毕业设计(编辑修改稿)

某电机修造厂总降压变电所以及高压配电系统设计_毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

所供车间变电所低压侧的计算负荷，加上变压器功率损耗△ PT 和高压配电线xxxxxxxxxx本科生毕业设计 2 负荷计算和无功功率补偿 7 路的功率损耗△ PWL，„„如此逐级计算即可求得供电 系统所有元件的计算负荷。 但对于一般工厂来说，由于高低压配电线路一般不是很长，其损耗较小，因此在确定其计算负荷时往往不计线路损耗 [2]。 变压器的功率损耗可简化公式近似计算： 有功损耗 SPT  (29) 无功损耗 SQT  (210) 以上二式中 30S 为变压器二次侧的视在计算负荷。 由于加压站、 设备处仓库、成品试验站内大型集中负荷都是高压设备，因此没有车间变电所，所以并无变电所损耗。 在表 21 中可计算得知 380V侧总的视在计算负荷为 AkVS  420630 则车间变电所有功损耗： kWSP T 2 0 30  车间变电所无功损耗： v a 2 0 30 kSQ T  取 PK， q K，由表 21 可 计 算 得 知 ，kWP i )(.30  ， v a r)(.30 kQ i 。 因此总的计算负荷为 kWkWPKPiP )(   va r)(.3030 kkQKQ iq   AkVAkVQPS  9 9 3 8 9 0 5 2223023030 AkV AkVUSIN 3030   无功功率的补偿 工厂中由于有大量的异步电动机、电焊机、电弧炉及气体放电 灯等感性负荷，还有感性的电力变压器，从而使功率因数降低。 如在充分发挥设备潜力、改善设备运行性能、提高其自然功率因数的情况下，尚达不到规定的工厂功率因数要求时，则需考虑增设无功功率补偿装置。 电力系统中无功补偿常用同步调相机 、 并联电容器和并联电抗器 3种方式。 同步调相机是电力系统中最早使用补偿装置的典型代表，并联电容器是应用最广泛的无功补偿装置。 目前国内外大多数工厂就采用并联电容器的方式进行无功补偿。 依照电力电容器在工厂供电系统中安装地点的不同又可以分为高压集中补偿 、 低压集中补偿和低压分散补偿 3 种方式 [5]。 由于本次设计中的车间变电所较多，所以本次设计在总降压变电所的 10kVxxxxxxxxxx本科生毕业设计 2 负荷计算和无功功率补偿 8 侧进行无功功率补偿。 在 10kV 侧进行无功功率补偿后，可使得 10kV 侧的总的视在计算负荷减小，使得总降压变电所主变压器的容量减小，不仅可以减小变电所的初投资，同时也可以减小工厂的电费开支。 补偿容量可按下式确定： 302130 )t a n( t a n PqPQ cC   (211) cC qQn / (212) 式中， 1tan 为补偿前自然平均功率因数 1cos 对应的正切值； 2tan 为补偿后自然平均功率因数 2cos 对应的正切值； cq 为补偿率 kWkvar ； 30p 为设计时求得的平均负荷，单位为 kW ； cq 为单个电容器的容量，单位为 vark ； n 为并联电容器的个数。 在本次设计中，总降压变电所 10kV 侧的功率因数为 3 9 9 9 0 5c o s  按规定，该厂的总平均功率因数值应在 ，考虑到总降压变电所变压器本身的无功功率损耗 TQ 远大于其有功功率损耗 TP ，一般 TT PQ  )5~4( ，因此在变压器 10kV 侧 进行无功功率补偿时， 10kV 侧 补偿后的功率因数应略高于，这里取 。 要使 10kV 侧 功率因数由 提高到 ， 10kV 侧 需装设的并联电容器容量为 v ar) r c co st a n7 3 r c co s( t a 9 0 5 kQ C  k 取 var3000kQC  补偿后的变电所 10kV 侧的视在计算负荷为 AkVAkVS  6371)( 2239。 )2(30 主变压器的功率损耗为 kWSPT 39。 )2(30  v a 1 39。 )2(30 kSQ T  变电所高压侧的计算负荷为 kWkWkWP 9 6 9 0 539。 )1(30  v a 7 0 8v a a r)2 6 0 3 8 9(39。 )1(30 kkkQ  AkVAkVS  2239。 )1(30 xxxxxxxxxx本科生毕业设计 2 负荷计算和无功功率补偿 9 补偿后工厂的功率因数为 5 5 5/ 9 6 9/c o s 39。 )1(3039。 )1(3039。  SP 这一功率因数满足要求。 通过查表可选择补偿电容器的型号为 ,额定容量为 100kvar，则通过 212公式可知所需并联电容器的个数为 30100/3 0 0 0/  cC qQn 无功补偿前后的计算负荷如表 所示。 表 无功补偿前后的计算负荷 项目 cos 计算负荷 kWP30 var30 kQ AkVS 30 AI30 10kV侧补偿 前负荷 10kV侧无功 补偿容量 3000 10kV侧补偿 后容量 6371 主变压器 功率损耗 总降压变电所 35kV侧负荷总计 xxxxxxxxxx本科生毕业设计 3 变电所参数的确定 10 3 变电所参数的确定 总降压变电所位置的选择 变电所位置的选择，应根据下列要求同时进行经技术经济分析比较后确定： 1）尽量接近负荷中心； 2）进出线方便； 3）接近电源侧； 4）设 备运输方便；5）不应设在有剧烈振动或高温的场所，无法避开时，应有防震和隔热的措施； 6）不宜设在多尘或有腐蚀性气体的场所，无法远离时，不应设在污染源的下风侧； 7）不应设在浴室、厕所等经常积水场所的下方，且不宜与上述场所相邻； 8）不应设在有爆炸危险环境的正上方或正下方，同时不宜设在有火灾危险环境的正上方或正下方； 9）不应设在地势低洼和可能积水的地方。 在满足了技术经济比较后，同时需要满足总体布置要求： 检修。 在选择负 荷中心的确定方法时，本设计选择利用功率矩法确定负荷中心。 在工厂平面图的下边和左侧，任作一直角坐标 x 轴和 y 轴，测出各车间负荷区的坐标位置，例如 11(xP , )1y 、 22(xP , )2y 、 33(xP , )3y 等。 而工厂的负荷中心设在xP( , )y ， P为 iPPPP  321。 因此仿照《力学》中计算重心的力矩方程，可得负荷中心的坐标： iiiPxPPPP xPxPxPx   )(321332211 (31) iiiPyPPPP yPyPyPy   )(321332211 (32) 通过该电机修造厂总平面图可以测得每个车间负荷区的坐标位置： 车变： 11(xP , )1y =(， )； 车变： 22(xP , )2y =(， )； 车变： 33(xP , )3y =(， )； 车变： 44(xP , )4y =(， )； 车变： 55(xP , )5y =(， )； 车变： 66(xP , )6y =(， )； 车变： 77(xP , )7y =(， )； 车变： 88(xP , )8y =(， )； 车变： 99(xP , )9y =(， )； 车变： 1010(xP , )10y =(， )； 车变： 1111(xP , )11y =(， )； xxxxxxxxxx本科生毕业设计 3 变电所参数的确定 11 车变： 1212(xP , )12y =(， )； 加压站： 1313(xP , )13y =(， )； 设备处仓库： 1414(xP , )14y =(， )； 成品试验站内大型集中负荷： 1515(xP , )15y =(， )； 坐标图如图 所示。 图 工厂车间坐标图 将以上数据带入公式 31 和 32可得 iiiPxPPPP xPxPxPx   )(321332211 2880222163609     99412 iiiPyPPPP yPyPyPy   )(321332211 2880222163609      xxxxxxxxxx本科生毕业设计 3 变电所参数的确定 12 所以全厂的负荷中心为 xP( , )y =(， )。 由计算可知，工厂的负荷中心在成品试验房的东侧，该负荷中心位于水塔、水池等积水中心的正南侧，由于郑州常年主导风向是东南风和西北风，因此负 荷中心满足不在这些积水场所的正下方。 该负荷中心同时是处于该厂的南侧，而该工厂是在距厂南侧 ，满足了进线方便的原则。 同时，该负荷中心基本满足变电所所址选择的一般原则。 因此，将总降压变电所 位置设于成品试验站的东南侧。 总降压变电所型式的选择 35/10kV 变电所分屋内式和屋外式，屋内式运行维护方便，占地面积少。 在选择 35kV 总降压变电所型式时，应考虑设在地区的地理情况和环境条件，因地制宜；技术经济合理时，应优先选用占地面积少的型式。 35kV 变电所宜用屋内式。 在负荷较大时 ，应该采用附设式或半露天式变电所。 而在半露天式的变电所不宜设在有可燃粉尘、可燃纤维的场所，容易沉积灰尘或导电尘埃，且严重影响变压器安全运行的场所。 独立式变电所中，不受车间生产影响，不占车间生产面积，但是建筑费用高，该型式主要应用于总降压变电所、高压配电所及各车间负荷小而分散，或需远离有易燃易爆危险及有腐蚀性车间。 该负荷中心的周围是材料房，属于易燃易爆类，因此采用屋内式。 同时，在本次设计中采用独立式变电所 [6]。 总降压变电所主变压器台数的选择 总降压变电所主变压器的台数应根据负荷特点和经济运行要求进行 选择。 当符合下列条件之一时，宜装设两台及以上变压器： 1） 有大量一级和二级负荷。 2） 季节性负荷变化较大，适于采用经济运行方式。 3） 集中负荷较大，例如大于 1250kV A。 其他情况宜装设一台变压器 [2]。 在本工厂中，锅炉房供生产用高压蒸汽，停电会使锅炉发生危险。 又由于该厂距离市区较远，消防用水需厂房自备。 因此，要求供电具有一定的可靠性，故锅炉房属于一级负荷。 在另外的车间中，大多数都属于三级负荷。 同时负荷昼夜变化较大，因此在选择主变压器台数时选择为两台。 总降压变电所主变压器容量的选择 在 中已经知 道，主变压器的台数选择为两台，而选择变电所装有两台主变压器的容量时，每台变压器的容量 SN T 应满足以下两个条件： 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 xxxxxxxxxx本科生毕业设计 3 变电所参数的确定 13 30)~( SS TN  (33) 2）任一台变压器单独运行时，应满足全部一、二级负荷的需要，即 )21(30  SS TN。