化纤厂变电所设计报告

毕业设计任务书一、题目：某化纤厂降压变电所电气设计二、指导思想和目的：通过毕业设计，培养学生综合运用所学的知识和技能解决问题的本领，巩固和加深对所学知识的理解；培养学生调查研究的习惯和工作能力；培养学生建立正确的设计和科学研究的思想，树立实事求是、严肃认真的科学工作态度。

三、设计任务或主要技术指标：本次设计为某化纤厂降压变电所电气设计，共分为任务书、计算书、说明书三部分。

该变电站有2台主变压器，分为三个电压等级：35kV、10kV，0.4kV各个电压等级均采用单母分段的主接线方式供电，本次设计中进行了短路电流计算，主要设备选择及校验（包括断路器、隔离开关、电流互感器、母线等），并同时附带介绍了所用电和直流系统、继电保护和微机监控系统、过压保护、接地、通信等相关方面的知识。

目1负荷计算1.1计算负荷方法目前负荷计算常用需要系数法、二项式法、和利用系数法,前二种方法在国内设计单位的使用最为普遍。

此外还有一些尚未推广的方法如单位产品耗电法、单位面积功率法、变值系数法和ABC法等. 常采用需用系数法计算用电设备组的负荷时，应将性质相同的用电设备划作一组，并根据该组用电设备的类，然后按照表一给出的公式求出该组用电设备的计别，查出相应的需用系数Kx算负荷。

此设计采用的是需用系数法来对电力负荷计算的。

因为，需用系数是用设备功率乘以需用系数和同时系数，直接求出计算负荷。

这种方法简便，应用广泛，尤其适用于配、变电所的负荷计算。

采用利用系数法求出最大负荷的平均负荷，再考虑设备台数和功率差异的影响，乘以与有效台数有关的最大系数得出计算负荷，计算过程十分繁琐。

而单位面积功率法和单位指标法主要多用于民用建筑；单位产品耗电量法主要适用于某些工业。

需要系数法，是把用电设备的总设备容量乘以需要系数和同时系数，直接求出计算负荷的一种简便方法。

需要系数法主要用于工程初步设计及施工图设计阶段，对变电所母线、干线进行负荷计算。

当用电设备台数较多，各种设备容量相差不悬殊时，其供电线路的负荷计算也采用需要技术法。

需要技术时一个综合性系数，它是指用电设备组投入运行时，从供电网络实际取用的功率与用电设备组的设备功率之比。

需要系数与用电设备组的运行规律、负荷率、运行效率、线路的供电效率等因数有关，工程上很难准确确定，只能靠测量确定。

一般工业与民用建筑中的用电负荷主要有单位负荷（如照明负荷）以及三相负荷（如动力负荷），其供电系统一般分为照明支路及动力支路进行供电。

照明支路主要供照明灯具、一般单相插座以及其他额定电压为220V的电气设备。

器特点为用电负荷的额定电压均为单相220V求分布在A、B、C三相。

这类负荷也叫做相负荷。

动力支路主要供电梯、水泵、服务行业的厨房饮食设备、电热开水器、工业生产中的各种加工设备以及其他额定电压为380V的三相用电器等用电。

器特点为用电负荷的额定电压均为380V且都是三相对称负荷在工业生产中还有一些额定电压为380V的单项负荷，接在两条相线之间，我们称之为间负荷，线间负荷可用照明支路供电，也可用动力支路供电。

各种负荷的供电线路组成如图所示，如果从供电形式的角度来讲：负荷计算可以分为单相和三相用电设备的负荷计算两种形式。

从供电系统中所在的位置角度来讲：负荷计算可分为一组用电设备、多组用电设备的负荷计算。

但无论是那种形式，用需要系数法确定计算负荷都有如表1.1的通用公式：以上参数由用电设表1.11.2负荷系数机械工业需要系数见表1.2表1.21.3设备容量的确定由于各用电设备的额定工作制不同，在确定计算负荷时，不可以将其额定功率直接相加，应将额定功率换算为统一的设备功率。

对于一般长期连续运行工作制和短时工作制的用电设备，包括一般电动机组和电热设备等，其铭牌上的额定功率（额定容量）就等于设备功率。

()e N P P kw =式中e P ——设备功率，kw ；N P ——用电设备铭牌上的额定功率，kw 。

对于断续或反复短时工作的用电设备，如吊车用电动机，电焊用变压器等，它们的设备功率时将其铭牌上标称下某一分与合持续率时的额定功率统一换算到一个新规定负荷持续率下的额定功率。

负荷持续率()ε优势也称负载持续率或赞载率，是用电设备在一个工作周期内工作时间和工作周期的百分比值，用ε表示：0/100%/()100%t T t t t ε=⨯=+⨯式中 T ——工作周期；t ——工作周期内的工作时间； 0t ——工作周期内的停歇时间。

对于电焊机及各类电焊装置的设备功率，是指将额定功率换算到负荷持续率为100%时的有功功率。

当ε不等100%时，用下式换算：cos e n n P ϕ=⋅式中 e P ——换算到100%ε=时的设备功率，kw ；N ε——换算前铭牌上的负荷持续率，应和N P 、n S 、cos N ϕ相对应（计算中用小数值）；N P 、n S 、cos N ϕ——分别为换算前与N ε对应的铭牌上的额定有功功率()kw 、额定视在功率()kw ，额定功率因数；100ε——其值为100%的负荷持续率（计算用1.00）。

对于断续或短时工作制电动机的设备功率，是指将额定功率换算到负载持续率为25%时的有功功率。

当ε不等于25%时，用如下公式换算：)2e N P P kw ⋅==⋅式中 e P ——换算到25%ε=时的设备功率，kw ；N P 、N ε——分别为对应换算前电动机铭牌标称的额定功率，kw ；额定负荷持续率（计算时用小数值）；25ε——换算到25%ε=时的负荷持续率（计算时用小数值）。

1.4提高功率因数方法1.通过适当措施提高自然功率因数。

据统计，在建筑供电系统的总无功功率中，电动机和变压器约占80%左右，其余则消耗在输电线路及其他感应设备中，因此，提高自然功率因数可以通过合理选择感应电动机的容量、使用中减少感应电动机的空载运行、条件许可时尽量使用同步电动机、以最佳负荷率选择变压器等方法达到目的。

2.并联同步调相机。

同步调相机是一种专用于补偿无功功率的同步电动机，通过调节同步调相机的励磁电流可补偿供电系统的无功功率，从而提高系统的功率因数。

同步调相机输出无功功率为无极调节方式，调节的范围较大，并且在端电压下降10%以内时，无功输出基本不变，当端电压下降10%以上时，可强行励磁增加无功输出。

但是，同步调相机补偿单位无功功率造价高。

每输出1var k 的无功功率要损耗0.5%~3%的有功功率，基建安装要求高、不易扩建、运行维护复杂，所以一般用于电力系统中的枢纽变电站及地区降压变电站。

3.并联适当的静电电容器。

我们知道，电感性负载并联适当的电容器可以提高功率因数，所以在建筑供电系统中，同样可以并联适当的静电电容器以提高系统的功率因数。

并联电容安装简单、容易扩建、运行维护方便，补偿单位无功功率的造价低、有功损耗小（小于0.3%），因此广泛用于工厂企业及民用建筑供电系统中。

无功补偿使用专用的电力电容器，其规格品种很多，按安装方式分为户内式和户外式，按相数分为单相和三相，按额定电压分为高压和低压电容器等等。

a.电容器的选择 电容器无功容量的计算()tan tan ANT ac c i Q P ϕϕ=-b.电容器（柜）台数的确定需电容器台数：2⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=NCW nc c U U q Q N每相所需电容器台数：3Nn =取其相等或稍大的偶数，因为变电所采用单母线分段式结线。

c.电容器的补偿方式和联接方式 1）电容器的补偿方式 ①单独就地补偿方式。

②分散补偿方式。

③集中补偿方式。

适用对象： 0.6～10KV 大中型煤矿主要补偿方式。

2）电容器的联接方式 ①三角形接法。

②星形接法。

△或Y （双Y ） 优选△，因为容量为Y 的1/3 且电压低，放电1分钟，残压50V 以下。

1000V 以上的电容器应采用电压互感器放电。

电容器放电回路中不得装设熔断器或开关，以免放电回路断开，危及人身安全。

1.5动力支路负荷计算每个组内的负荷计算可以采用通用计算公式进行，动力支路的负荷计算采用下式进行：c p Kde P K P ∑⋅=⋅∑tan c q Kd e Q K P ϕ∑⋅=∑c S =)c c N I S U =式中 c P ——支路上有功计算负荷，kw ；c Q ——支路上无功计算负荷，var k ；c S ——支路上视在计算负荷，kVA ；p K ∑、q K ∑——分别为支路上有功同时系数，无功同时系数；c I ——支路上计算电流；N U ——支路的额定电压。

1.6各车间的负荷计算1.6.1各车间计算负荷和无功补偿（需要系数法）1.纺练车间 单台机械负荷计算 a.纺丝机已知：200e P kw =，0.80d K =，tan 0.78ϕ=。

故：()2000.80160e d P P K kw ==⨯= ()tan 1600.78124.8var Q P k ϕ==⨯=b.筒丝机已知：30e P kw =，0.75d K =，tan 0.75ϕ=。

故：()300.7522.5e d P P K kw ==⨯= ()tan 22.50.7518.88var Q P k ϕ==⨯=c.烘干机已知：85e P kw =，0.75d K =，tan 1.02ϕ=。

故：()850.7563.75e d P P K kw ==⨯= ()tan 63.75 1.0265.03var Q P k ϕ==⨯=d.脱水机已知：18e P kw =，0.60d K =，tan 0.80ϕ=。

故：()180.6010.80e d P P K kw ==⨯= ()tan 10.80.808.64var Q P k ϕ==⨯=e.通风机已知：180e P kw =，0.70d K =，tan 0.75ϕ=。

故：()1800.70126e d P P K kw ==⨯=()tan 1260.7594.5var Q P k ϕ==⨯=f.淋洗机已知：6e P k w =，0.75d K =，tan 0.78ϕ=。

故：()60.75 4.50e d P P K kw ==⨯= ()tan 4.500.78 3.51var Q P k ϕ==⨯=g.变频机已知：840e P kw =，0.80d K =，tan 0.70ϕ=。

故：()8400.80672e d P P K kw ==⨯= ()tan 6720.70470.4var Q P k ϕ==⨯=h.传送机已知：40e P kw =，0.80d K =，tan 0.70ϕ=。

故：()400.8032e d P P K kw ==⨯= ()tan 320.7022.4var Q P k ϕ==⨯=纺练车间单台机械负荷统计见表1.3表1.32.车间计算负荷统计(计及同时系数） 取同时系数：0.9P K ∑=，0.95Q K ∑=()0.91091.55982.4P P K P kw ∑==⨯=∑()0.95870.18826.67var Q Q K Q k ∑==⨯=∑3.其余各车间负荷计算 a.原液车间已知：1040e P kw =，0.75d K =，tan 0.7ϕ=。