某工业建筑降压变电所电气设计书

某工业建筑降压变电所电气设计书1 引言

1.1 设计任务与要求

1设计题目

某工业建筑降压变电所电气设计。

2设计要求

根据本厂所能取得的电源及用电负荷的实际情况，并适当考虑到生产的发展，按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求，确定变电所的位置与型式，确定变电所主变压器的台数与容量，选择变电所主结线方案及高低压设备与进出线，确定二次回路方案，选择并整定继电保护装置，确定防雷和接地装置，最后按要求写出设计说明书，绘出设计图样。

3 设计依据

（1）工厂总平面图：

附图B-1XX机械厂总平面图

（2）工厂负荷情况：本厂多数车间为两班制，年最大负荷利用小时为3000h,日最大负荷持续时间为7h。该厂除铸造车间、电镀车间和锅炉房属二级负荷外，其余均属三级负荷。低压动力设备均为三相，额定电压为380V。照明及家用电器均为单相，额定电压为220V。

（3）供电电源情况：

按照工厂与当地供电部门签订的供用电协议规定，本厂可由附近一条10kV 的公用电源干线取得工作电源。该干线的走向参看工厂总平面图。该干线的导线品牌号为LJ-120，导线为等边三角形排列，线距为1.5m。干线首端（即电力系统的馈电变电所）距离本厂约9km，该干线首端所装设的高压断路器断流容量为300MVA，此断路器配备有定时限过电流保护和电流速断保护，其定时限过电流保护整定的动作时间为 1.7s。为满足工厂二级负荷的要求，可采用高压联络线由邻近的单位取得备用电源。已知与本厂高压侧有电气联系的架空线路总长度达69km，电缆线路总长度达19km。

表1 工厂负荷统计资料

（4）气象资料：

本厂所在地区的年最高气温为38℃，年平均气温为16℃，年最低气温为－10℃，年最热月平均最高气温为30℃，年最热月平均气温为25℃.，年最热月地下0.8m处平均温度为25℃。.年主导风向为南风，覆冰厚度为3cm，年雷暴日数为35天。

（5）地质水文资料：

本厂所在地区平均海拔500m，地层以沙粘土为主，地下水位为5m。

（6）电费制度：

供电贴费800元/KVA。每月电费按两部电费制：基本电费为按主变压器容量计为18元/KVA，动力电费为0.2元/KW.H，照明电费为0.5元/KW.H。工厂最大负荷时功率因数不得小于 0.925。

4设计任务

要求在规定时间独立完成下列工作量：

设计说明书

目录。

前言及确定了赋值参数的设计任务书。

负荷计算和无功功率补偿。

变电所位置和型式的选择。

变电所主变压器台数、容量、类型及主结线方案的选择。

短路电流的计算。

变电所一次设备的选择与校验。

变电所高、低压进出线的选择与校验。

变电所二次回路方案选择及继电保护的整定。

防雷和接地装置的确定。

附录及参考文献。

收获和体会。

设计图样

主要设备及材料表。

变电所主结线图（装置式）。

变电所的二次回路接线图。

5设计时间

2012年 6 月 19 日

2 负荷计算和无功功率补偿

2.1负荷计算

各厂房和生活区的负荷用excel计算如下所示：

表2该工厂负荷计表算

（表2中P30=Kd×Pe Q30=P30×tanψ S30=√P30^2+Q30^2 I30=S30／（√3×Un） P30（总）=K∑2×（∑P<各车间>） Q30（总）=K∑q×（∑Q<各车间>）

其中Kd为需要系数，Un为额定电压380V。K∑p为有功的同时系数，K

∑q 为工厂的无功同时系数。）

2．2无功功率补偿

由表2可知，该厂380V 侧最大负荷时的功率因数只有0.75。而供电部门要求该厂10kV 进线侧最大负荷时功率因数不得低于0.925。考虑到主变压器的无功损耗远大于有功损耗，因此380V 侧最大负荷时功率因数应稍大于0.925，暂取0.93,来计算380V 侧所需无功功率补偿容量：

'30(tan tan )854.77[tan(arccos0.78)tan(arccos 0.93)]var 348var c Q P k k φφ=-=-≈ 参照图，选PGJ1型低压自动补偿屏，并联电容器为BW0.4-14-3型，采用其方案1（主屏）1台与方案3（辅屏）4台相组合，总共容量为84kVar ×5=420kVar 。因此，无功功率补偿后工厂380V 侧和10kV 侧的负荷计算如表所示：

3 变电所位置和型式的选择

变电所的位置应尽量接近工厂的负荷中心，工厂的负荷中心按功率矩法来确定，在工厂平面图的下边和左侧，分别作一直角坐标的x 轴和y 轴，然后测出各车间和生活区负荷点的坐标位置，P1、P2、P3…P10分别代表车间1、2、3…10号。计算公式为：

x=（P1·x1+P2·x2+P3·x3+…P11·x11）／（P1+P2+P3…+P11）=∑（Pi ·Xi ）

／∑Pi

y=（P1·y1+P2·y2+P3·y3+…+P11·y11）／（P1+P2+P3+…+P11）=∑（Pi·Yi）／∑Pi

工厂总平面图如下

各车间负荷坐标点分别为：

1（2.5,5.6） 2（3.6,3.7） 3（5.6,1.3） 4（4.0,6.5） 5（6.3,6.5）6（6.3,4.9） 7（6.3,3.3） 8（8.8,6.5） 9（8.8,4.9） 10（8.8,3.3）11（1.1,1.1）

计算得：x=4026.538/899.76=4.48 y=3577.248/899.76=3.98

即负荷中心的坐标为（4.48,3.98）

由计算结果可知,工厂的负荷中心在2号车间东边附近，考虑到方便进出线，周边环境及交通情况，决定在2号车间的东侧紧靠车间修建工厂变电所，其形式为外附式。

4 变电所主变压器和主结线方案的选择