南方冶金機(jī)械修造廠總降壓變電所及高壓配電系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)-文庫(kù)吧
2024-11-11 22:11 本頁(yè)面
【正文】 324 1091 1 ____ 1水泵房 28 小計(jì)（ K∑ ） 1124 4 空壓站 390 604 機(jī)修車間 150 鍛造車間 220 108 木型車間 186 1 ____ 制材場(chǎng) 20 綜合樓 20 1 0 0 小計(jì)（ K∑ ） 1019 5 鍋爐房 300 1____ 2水泵房 28 28 倉(cāng)庫(kù)（ 2） 88 污水提升機(jī) 14 小計(jì)（ K∑ ） 200 .2 無(wú)功補(bǔ)償計(jì)算 . 確定補(bǔ)償容量 根據(jù)本資料所給的條件：工廠最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)值在 09 以上，所以必需采 用并聯(lián)電容器來(lái)采取無(wú)功補(bǔ)償。 供電系統(tǒng)中裝設(shè)無(wú)功功率補(bǔ)償裝置以后，對(duì)前面線路和變壓器的無(wú)功功率進(jìn)行了補(bǔ)償，從而使前面線路和變壓器的無(wú)功計(jì)算負(fù)荷、視在計(jì)算負(fù)荷和計(jì)算電流得以減小，功率因素得以提高 []。 補(bǔ)償前功率因數(shù)： 補(bǔ)償后功率因數(shù)： 根據(jù)系統(tǒng)要求，變壓器高壓側(cè)的功率因數(shù)應(yīng)大于 09。因此變電所低壓側(cè)補(bǔ)償后的功率因數(shù)可取 補(bǔ)償容量： 取標(biāo)準(zhǔn)值 Qc 2700kvar 根據(jù)上面的計(jì)算可以初步選出主變壓器： 可選變壓器 S96300/35 補(bǔ)償后總降壓變電所低壓側(cè) 計(jì)算負(fù)荷有功功率補(bǔ)償前后不變 無(wú)功功率變化為： 視在功率變化為： 其中 Qc 為無(wú)功補(bǔ)償 損耗計(jì)算： 變壓器是一種能量轉(zhuǎn)換裝置，在轉(zhuǎn)換能量過(guò)程中必然同時(shí)產(chǎn)生損耗。變壓器的損耗可以分為鐵損耗和銅損耗。變壓器的基本鐵損耗就是主磁通在鐵心中引起的磁滯損耗和渦流損耗。變壓器的基本銅損耗是指電流流過(guò)時(shí)所產(chǎn)生的直流電阻損耗。我們可以同過(guò)查詢變壓器得到空載損耗和短路損耗，也就是鐵損耗和銅損耗。 通過(guò)查閱文獻(xiàn) [， 40― 43]，可得功率損耗公式： ―鐵損耗 ―銅損耗 ―有功功率損耗 β―負(fù)載系數(shù) 負(fù)載系數(shù)可以通過(guò)系統(tǒng)最大工作電流與變壓器最大工作電流的比計(jì)算得出，通過(guò)查閱變壓器的數(shù)值可以得出： 無(wú)功功率的計(jì)算： 一臺(tái)變壓器的空載無(wú)功功率的損耗計(jì)算公式為： ―變壓器空載電流 變壓器阻抗電壓根據(jù)上面 2 個(gè)公式相加便得出無(wú)功功率損耗如下： 補(bǔ)償后的總降壓變電所高壓母線計(jì)算負(fù)荷 高壓側(cè)平均功率因數(shù)為 滿足要求。 一般此類系統(tǒng)采用電容器進(jìn)行補(bǔ)償。即在 6k母線上型號(hào)為 額定容量為 100ar 的并聯(lián)電 容補(bǔ)償器。 主接線方案的設(shè)計(jì) .1 選擇降壓變壓器 一般正常環(huán)境的變電所，可以選用油浸式變壓器，且應(yīng)優(yōu)先選用 S S11等系列變壓器。在多塵或由腐蝕性氣體嚴(yán)重影響變壓器安全運(yùn)行的場(chǎng)所，應(yīng)選用S9M、 S11M。 R 等系列全密封式變壓器。 多層或高層建筑內(nèi)的變電所，宜選用 SC9 等系列環(huán)氧樹脂注干式變壓器或SF6 充氣型變壓器。 根據(jù)本論文給出的條件我們可以選用油浸式變壓器 []。 . 35kV/6kV 變壓器的選擇主變壓器臺(tái)數(shù)應(yīng)根據(jù)負(fù)荷特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求進(jìn)行選擇。當(dāng)符合下列條件之一時(shí)，宜裝設(shè)兩臺(tái)以上主變 壓器。 有大量一級(jí)或二級(jí)負(fù)荷 季節(jié)性符合變化較大，適于采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式。 集中符合較大，例如大于 1250kVA 時(shí) 本冶金廠最大視在功率達(dá)到 53252kVA，且屬于 2 級(jí)負(fù)荷，應(yīng)裝設(shè) 2 臺(tái)變壓器。 由于本廠有 2 回 35kV 進(jìn)線，即有兩個(gè)進(jìn)線電源，根據(jù)前面所選擇的主結(jié)線方案，如果采用 2 臺(tái)變壓器，則能滿足供電可靠性、靈活性的要求。如果裝設(shè) 1臺(tái)變壓器，投資會(huì)節(jié)省一些，但一旦出現(xiàn) 1 臺(tái)主變故障，將會(huì)造成全廠失壓巨大損失。為避免前述情況的出現(xiàn)，充分利用雙電源的作用，所以選擇安裝 2 臺(tái)主變。 對(duì)于 380kV的系統(tǒng)中，我們可以從資料 的圖中得出車間 1里面有 2個(gè)配電所，其他 4 個(gè)車間都只有 1 個(gè)配電所，因此我們可以根據(jù)每個(gè)車間的符合來(lái)選擇變壓器來(lái)進(jìn)行降壓 []。本廠的最大視在功率： 考慮到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、將來(lái)擴(kuò)建、可靠性等因素，所以本方案選擇安裝 2 臺(tái)型號(hào)為 S96300/35 的主變壓器，即使其中一臺(tái)變壓器檢修另外一臺(tái)主變也可供全廠負(fù)荷。參數(shù)見下表相應(yīng)部分 []： 35kV 2020～ 12500kVA S9 項(xiàng)目 容量 kVA 電壓組合聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)空載 電流 % 短路 阻抗 % 空載 損耗 kW 負(fù)載 損耗 kW 高壓 kV 高壓分接 范圍 % 低壓 kV 2020 35 177。 2 Yd11 2500 3150 35 4000 5000 6300 11 8000 YNd11 10000 12500 表 S9 系列銅線配電變壓器的主要技術(shù)數(shù)據(jù) 項(xiàng)目 容量 kVA 電壓組合聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)空載 電流 % 短路 阻抗 % 空載 損耗 W 負(fù)載 損耗 W 高壓 kV 低壓 kV 400 10 6 Dyn11 3 4 870 4200 500 3 1030 4950 630 3 5 1300 4950 800 1400 7500 1000 1700 9200 . 6kV/380V 變壓器的選擇 通過(guò)上面負(fù)荷計(jì)算，我們可以得到 380V那 5 個(gè)車間的最大視在功率： S30NO。 1 ，可以選擇 2 個(gè) S9630/10 6 變壓器，分別裝進(jìn)車間 1的 2 個(gè)配電房； S30NO。 2 ，可以選擇 1 個(gè) S9800/10 6 變壓器裝進(jìn)車間 2 的配電房； S30NO。 3 ，可以選擇 1 個(gè) S9800/10 6 變壓器裝進(jìn)車間 3 的 配電房； S30NO。 4 ，可以選擇 1 個(gè) S9800/10 6 變壓器裝進(jìn)車間 4 的配電房； S30NO。 5 ，可以選擇 1 個(gè) S9400/10 6 變壓器裝進(jìn)車間 5 的配電房。參數(shù)見圖表 [1]： .2 工廠主接線方案的比較 . 工廠總降壓變電所高壓側(cè)主線方式比較 從原始資料可知工廠的高壓側(cè)僅有 2 回 35kV 進(jìn)線，其中一回架空線路作為工作電源，另一回線路作為備用電源，兩個(gè)電源不并列運(yùn)行，且線路長(zhǎng)度較短，只有 8km。因此將可供選擇的方案有如下三種： 、單母線分段。該接線方式的 特點(diǎn)是結(jié)線簡(jiǎn)單清晰、運(yùn)行操作方便、便于日后擴(kuò)建、可靠性相對(duì)較高，但配電裝置占地面積大，斷路器增多投資增大。根據(jù)本廠的實(shí)際情況進(jìn)線僅有 2 回，其中一回為工作，另一回備用，擴(kuò)建可能性不大。故此沒有必要選擇單母線分段這種投資相對(duì)較大的接線方式； 、內(nèi)橋。該接線方式的特點(diǎn)是需用斷路器和其它設(shè)備少，占地面積和所需投資相對(duì)較少，但可靠性不太高；適用于輸電線路較長(zhǎng)，故障機(jī)率較高，而變壓器又不需經(jīng)常切換時(shí)采用。根據(jù)本廠特點(diǎn)輸電線路僅 8km，出現(xiàn)故障的機(jī)率相對(duì)較低，因此該接線方式不太合適。 、外橋。該接線方式的特點(diǎn)是需用斷 路器和其它設(shè)備少，占地面積和所需投資相對(duì)較少，但可靠性不太高；適用于較短的輸電線路，故障機(jī)率相對(duì)較低，而變壓器又需經(jīng)常切換，或系統(tǒng)有穿越功率流經(jīng)就較為適宜。而輸送本廠電能的輸電線路長(zhǎng)度僅 8km，出現(xiàn)故障的機(jī)會(huì)較少，因此，該接線方式比較合適。 通過(guò)上述接線方式比較，選擇 C 即外橋的接線方式 []。 . 工廠總降壓變電所低壓側(cè)主線方式比較 考慮到本廠低壓側(cè)的負(fù)荷較大和出線較多，以及便于日后饋線的增擴(kuò)，決定選擇有匯流母線的接線方式，具體方案論證如下： A、單母線。具有接線簡(jiǎn)單清晰、設(shè)備少、投資相對(duì)小、 運(yùn)行操作方便，易于擴(kuò)建等優(yōu)點(diǎn)，但可靠性和靈活性較差，故不采用； B、單母線隔離開關(guān)分段。具有單母線的所有優(yōu)點(diǎn)，且可靠性和靈活性相對(duì)有所提高，用隔離開關(guān)分段雖然節(jié)約投資，但隔離開關(guān)能帶負(fù)荷，對(duì)日后的運(yùn)行操作等帶來(lái)相當(dāng)多的不便，所以不采用； C、單母線用斷路器分段。具有單母線隔離開關(guān)分段接線的所有優(yōu)點(diǎn)，而且可帶負(fù)荷切合開關(guān)，便于日后的運(yùn)行操作，可靠性和靈活性較高。 經(jīng)綜合比較，選擇方案 C 作為工廠總降壓變電所低壓側(cè)主線方式。 . 工廠總降壓變電所供配電電壓的選擇 目前，此類降壓變電所的低壓側(cè)常用電壓等級(jí)一 般為： 10kV 和 6kV 兩個(gè)，但考慮到本廠低壓側(cè)有 6kV 的負(fù)荷，如采用 10kV 的電壓等級(jí)，還需進(jìn)行二次降壓，這樣會(huì)增加一套降壓設(shè)備，投資增大，不符合經(jīng)濟(jì)原則。所以，在本設(shè)計(jì)中選擇只用 6kV 的電壓等級(jí)，將 35kV 的電壓降為 6kV 等級(jí)的電壓使用即可。選擇這種變壓的供配電方式既可以節(jié)省投資，又能夠降低損耗。 而對(duì)于 380V 的 5 個(gè)車間，分別根據(jù)容量來(lái)選擇 6kV 的電壓降為 380kV 的變壓器。 .3 總降壓變電所電氣主接線設(shè)計(jì) 總降壓變電所 35kV 側(cè)（高壓側(cè)）采用外橋接線方式， 2 臺(tái)主變，一臺(tái)運(yùn)行另一臺(tái)熱備用（定期切換，互 為備用，不并列運(yùn)行）； 6kV 側(cè)（低壓側(cè)）由運(yùn)行的主變供電，采用單母（開關(guān)）分段的接線方式，經(jīng)開關(guān)供路線負(fù)荷，其中 6路通過(guò)變壓器將 6kV 降到 380V。 根據(jù)上述對(duì)于變電所高壓側(cè)、低壓側(cè)主結(jié)線方式的比較討論確定了總降壓變電所的主線圖。 2020 繪制得出，圖在附錄 B 中 [7]。 圖 主接線圖 4 短路電流計(jì)算 .1 短路計(jì)算的意義 短路時(shí)電力系統(tǒng)的嚴(yán)重故障。所謂短路，是指一切不正常的相與相之間或相與地（對(duì)于中性點(diǎn)接地的系統(tǒng)）發(fā)生通路的情況。在電力系統(tǒng)和電氣設(shè)備設(shè)計(jì)和運(yùn)行中，短路計(jì)算是解決一系列技術(shù)問(wèn)題所不 可缺少的基本計(jì)算，這些問(wèn)題主要是： 選擇有足夠穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度的電氣設(shè)備，例如斷路器、互感器、母線、電
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