【正文】 畢業(yè)設計某紡織廠降壓變電所電氣畢業(yè)設計某紡織廠降壓變電所的電氣設計（一） 設計要求要求根據(jù)本廠所能起得的電源及本廠用電負荷的實際情況，并適當考慮到生產(chǎn)的發(fā)展，按照安全可靠，技術先進，經(jīng)濟合理的要求，確定變電所的位置與型式，確定變電所主變壓器的臺數(shù)與容量，類型，選擇變電所主接線方案及高低壓設備和進出線，確定二次回路方案，選擇整定繼電保護裝置，確定防雷和接地裝置，最后按要求寫出設計說明書，繪出設計圖樣。（三）設計依據(jù) Ⅰ.工廠總平面圖 （參看圖一），規(guī)模及產(chǎn)品規(guī)格　本廠生產(chǎn)化纖產(chǎn)品，年生產(chǎn)能力為2300000米，其中厚織物占50%，中織物占30%，薄織物占20%。全部產(chǎn)品中以腈綸為主體的混合物占60%，以滌綸為主體的混合物占40%。3. 工廠負荷情況 本廠的供電除二級負荷（制條車間，紡紗車間，鍋爐房）外，均為三級負荷，統(tǒng)計資料如表所示 工廠負荷統(tǒng)計資料（11）廠房編號廠房名稱負荷類別設備容量/kw需要系數(shù)功率因數(shù)1制條車間動力340照明72紡紗車間動力340照明73鍛工車間動力37照明64機修車間動力296照明65倉庫動力38.03照明36織造車間動力525照明87染整車間動力490照明88鍋爐房動力151照明29電修車間動力250照明410生活區(qū)照明350 Ⅱ.供電電源請況：按與供電局協(xié)議，公司可由附近一條10kv的公用電源干線取得工作電源。該干線的走向參看工廠總平面圖。該干線的導線牌號為LGJ150,導線為等邊三角形排列，線距了2m；干線首端所裝設的高壓斷路器斷流容量為500MVA。此斷路器配備有定時限過電流保護和電流速斷保護。為滿足工廠二級負荷的要求，可采用高壓聯(lián)絡線由鄰近的單位取得備用電源。已知與本廠高壓側(cè)有電氣聯(lián)系的架空線路總長度為80km，電纜線路總長度為25Km。Ⅲ.電費制度：按兩部制電費計算。變壓安裝容量每為18元/月，,，一次性地向供電部門交納供電貼費：610KV為800元/KVA。Ⅳ.。Ⅴ.氣象資料：本廠地區(qū)最高溫度為38度，最熱月平均最高氣溫為30度。地質(zhì)水文資料：本廠地區(qū)海拔，底層以殺粘土為主，地下水位為。二 負荷計算和無功功率補償 XX紡織廠負荷計算表（21）廠房編號廠房名稱負荷類別設備容量/kw需要系數(shù)功率因數(shù)cosQtanQ計算負荷P/kwQ/kwS/KVAI/A1制條車間動力340272204照明700小計3472045232紡紗車間動力340272204照明700小計3472045233鍛工車間動力37照明600小計43154機修車間動力296照明600小計3021802735倉庫動力38.03照明300小計41316織造車間動力525420315照明800小計5333155308057染整車間動力490392294照明800小計4982944957528鍋爐房動力151照明200小計1532179電修車間動力25075照明400小計25411817910生活區(qū)照明35024527241311總計380V側(cè)動力2467照明401計入K=K=17842711無功功率補償 由上表（21）可知。考慮到主變壓器的無功損耗遠大于有功損耗，：Qc = Pm (tanamp。1 tanamp。2) = [tan() – tan()]kvar = 581kvar根據(jù)相關資料，并參照圖選擇PGJ1型低壓自動補償屏*，采用方案1（主屏）和方案3（輔屏）6臺相組合，總共容量為84*7=588kvar。因此無功功率補償后工廠380V側(cè)和10KV側(cè)的負荷計算如下表（22）所示。 （每步投入14kvar）項目cosQP/kwQ/kwS/KVAI/A380v側(cè)補償前負荷17842711380V側(cè)無功補償容量588380V側(cè)補償后負荷14702235主變壓器功率損耗*S=22*S=8810KV側(cè)負荷總計152788 由于無功功率的補償可以知道，Q補后 =Q30Q補償，而低壓側(cè)補償后的容量由上式可以計算得 Q補償后== 而主變壓器的有功功率損耗計算由公式（新型低損耗配電變壓器按此公式計算） 無功功率損耗由公式計算 三 變配電所及主變壓器的選擇變電所位置和型式的選擇 變電所的位置應盡量接近工廠的負荷中心。工廠的負荷中心按功率矩法來確定，計算公式根據(jù)參考書《畢業(yè)指導》，見下 在工廠平面圖的下邊和左側(cè)，任作一直角坐標的x軸和y軸，測出各車間和宿舍區(qū)負荷點的坐標位置，例如P1（x1,y1）,P2（x2,y2）等。而工廠的負荷中心設在P（x,y）, P為P1+P2+P3+…= 。因此，仿照《力學》中計算重心的力矩方程，可得負荷中心的坐標： （31） （32）參照工廠平面圖，制作坐標，確定坐標位置，如表31。 7 6 *（，） 機修5 *（1，） *（，） *（，）4 制條 倉庫 鍋爐房3 *（1，） *（，） *（，3） 紡紗 織造 電修2 1 *（1，） *（，） 鍛工 染整0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 表31從上圖帶入數(shù)據(jù)進行計算： = 3 = 3 根據(jù)計算，工廠的負荷中心在6（織造車間）號廠房東北側(cè)，既在5（倉庫）號和6號廠房之間。考慮到方便進線及周圍環(huán)境情況，決定在5號廠房（倉庫）東南側(cè)緊靠廠房修建工廠車間變電所，其型式為附設式。（二）：變電所主變壓器和主結(jié)線方案的選擇（參考資料《供電工程》） 1：裝一臺主變壓器的變電所 主變壓器容量應不小于總的計算負荷S，即 （33） 2：裝有兩臺主變壓器的變電所 每臺主變壓器容量不應小于總的計算負荷S的60…%，最好為負荷的70%左右，即 （34）同時每臺主變壓器容量不應小于全部一、二級負荷之和，即 （35）3：主變壓器單臺容量上限 單臺配電變壓器（）的容量一般不宜大于1250kva。當用電設備容量較大、負荷集中且運行合理時，亦可選用較大容量（例如16002000kva）的配電變壓器。 針對本廠的負荷性質(zhì)和電源情況，工廠變電所的主要變壓器可有下列兩種方案： 方案一：選用一臺主變壓器 型式采用S9（S9S:油浸式變壓器 9:設計代號。） 選用，即選一臺S91600/10型低損耗配電壓器。至于工廠二級負荷的備用電源，由鄰近的工廠相聯(lián)的高壓聯(lián)絡線來承擔。 方案二：裝設兩臺主變壓器 型式同上，每臺的容量根據(jù)式（34）和（35）選擇，即 而且 因此選擇兩臺S91000/10型低損耗配電壓器。工廠二級負荷的備用電源同方案一。主變壓器的聯(lián)結(jié)組別均采用Yyn0。變電所主要結(jié)線方案的選擇 按上面考慮的兩種主變壓器的方案可設計兩種主結(jié)線方案：裝設一臺主變壓器的主結(jié)線方案 見設計附圖1；裝設兩臺主變壓器的主結(jié)線方案 見設計附圖2；兩種主結(jié)線方案的技術經(jīng)濟比較見表32 表32比較項目裝設一臺主變的方案裝設兩臺主變的方案技術指標供電安全性滿足要求滿足要求供電可靠性基本滿足要求滿足要求供電質(zhì)量由于一臺主變，電壓損耗較大由于兩臺主變并列，電壓損耗略小靈活方便性只有一臺主變，靈活性稍差由于有兩臺主變，靈活性較好擴建適應性稍差一些更好一些經(jīng)濟指標電力變壓器的綜合投資額，但變壓器綜合投資為其單價2倍，*2=，其綜合投資為4*=，高壓開關柜（含計算柜）的綜合投資額查表得GG1A(F)，因此綜合投資為4**=21萬元本方案采用了6臺GG1A(F)柜，總投資為6**=，電力變壓器和高壓開關柜的年運行費參照資料計算，（其余略），交供電部門的一次性供電補貼按800元/kva計，貼費為1600*=128萬元按800元/kva計，貼費為1000**2=160萬元 備注：以上數(shù)據(jù)均由參考《工廠供電設計指導》查表得。從上表可以看出，按技術指標，裝設兩臺主變的主接線方案略優(yōu)于裝設一臺主變方案，但是從經(jīng)濟指標看，裝設一臺主變方案遠遠優(yōu)于裝設兩臺主變方案，因此決定采用裝設一臺主變的方案四 短路電流的計算一：繪制計算電路（圖41） 圖41 短路計算電路二：確定基準值 設Sd=1600MVA ，Ud=Uc，即高壓側(cè)Ud1=，低壓側(cè)Ud2=，則 三：計算短路電路中各元件的電抗標幺值（公式參考《工廠供電》）（1） 電力系統(tǒng) （2） 架空線路 參考《架空線路設計》，查表得LGJ150的x。= ，而線路長8km，故 （2） 電力變壓器 參考《工廠供電設計指導》，查表得，故因此繪等效電路，如果42 圖42 等效電路四：計算k1點（）的短路電路總電抗及三相短路電流和短路容量（1） 總電抗標幺值（2） 三相短路電流周期分量有效值（3） 其他短路電流（4） 三相短路容量 五：計算k2點（）的短路電路總電抗及三相短路電流和短路容量（1）總電抗標幺值 （2）三相短路電流周期分量有效值（3）其他短路電流（4） 三相短路容量以上計算結(jié)果綜合如表41短路計算點三相短路電路/kA三相短路容量/MVAk1k2 五 變電所一次設備的選擇校驗一：10KV側(cè)一次設備的選擇校驗 本設計中，選擇的是一號主接線方案，故將選擇的高壓開關柜按進線順序編號。