6某机械厂总降压变电所及配电系统设计

1 绪论

配电网络与输电系统相比有几个明显的特点：配电馈线中的断路器沿线链状布置，线路中没有母线；线路中有任意数量的断开点，断开点随运行方式变化，电流方向不确定，因此保护必须是双向的；配电网络是有分支的网络，配电线路中节点的分支具有任意性，使保护配合关系复杂化；配电网络中有分布负荷，线路两端负荷不平衡；在双端供电的配电系统中电源可能有不相等的相角。根据配电网的特点，以常开型联络开关为界可以将配电网划分成两种基本类型的网络：一种是单侧电源供电网络，例如辐射状、树状网和处于开环运行的环状网络；另一种是双侧电源供电网络或处于闭环运行的配电网络环状网络。

我国配电网自动化的发展是电力市场和经济建设的必然结果,长期以来配电网的建设未得到应有的重视, 建设资金短缺, 设备技术性能落后, 事故频繁发生, 严重影响了人民生活和经济建设的发展, 随着电力的发展和电力市场的建立, 配电网的薄弱环节显得越来越突出, 形成电力需求与电网设施不协调的局面。

国家颁布设施的电力法的贯彻后, 电力作为一种商品进入市场, 接受用户的监督和选择, 甚至于对电力供应中的停电影响追究电力经营者的责任。另一方面, 高精密的技术和装备对电能质量要求, 配电网供电可靠性已是电力经营者必须考虑的主要问题。

随着市场观念的转变和电力发展的需求, 配电网的自动化已经作为供电企业十分紧迫的任务。城市电网, 从八十年代就意识到配电网的潜在危险, 并竭力呼吁致力于城市电网的改造工程,并组织全国性的大型会议对配电网改造提出了具体实施计划, 各种渠道凑集资金, 提出更改计划，利用高技术、好性能的设备从事电网的改造。

当前我国配电网处于高速发展的时期, 国家从政策上给予很大支持, 具有相应的资金条件, 但我国配电网仍处于方案的探索时期, 特别是我国配电网的规模及覆盖面, 市场之大是任何一个经济发达或发展中国家无法比拟的, 而我国配电网的发展也是随经济发展同步进行, 为了探索我国配电网自动化方案, 先后对国外配电网的模式进行考察并在国内进行实验试点。

2 工厂的负荷计算和无功功率补偿

2.1 全厂用电设备情况

2.1.1 生产任务及车间组成

(1) 本厂产品及生产规模

本厂主要承担全国冶金工业系统矿山、冶炼和轧钢设备的配件生产，即以生产铸造、锻造、柳焊、毛呸件为主体，生产规模为：铸钢件1万吨、锻铁件3

千吨、锻件1千吨、柳焊件2千5百吨。

(2) 本厂车间组成

铸钢车间；铸铁车间；锻造车间；柳焊车间；木型车间及木型库；机修车间；砂库；制材场；空压站；锅炉房；综合楼；水塔；水泵房；污水提升站等。

2.1.2 全厂用电设备情况

（1）负载大小

用电设备总安装容量：7469.9KW

计算负荷有功：4912.3KW

无功：4180.2KVar

计算视在功率：6450.2KVA

（2）负荷类型

本厂为三班工作制，最大有功负荷年利用小时数为6000小时，属于二级负荷。

（3）全厂各车间负荷计算见表2-1。

表2-1各车间380V负荷

序号车间或用电单

位名称

设备容

量(KW)

K d CosφTg a

计算负荷变压器

台数及

容量

P30Q30S30I30

(1)No1变电所

1 铸钢车间2000 0.4 0.65 1.17 800 936 1230.8 1870 2*630

(2)No2变电所

1 铸铁车间1000 0.4 0.7 1.0

2 400 408 517.42 786.1

2 砂库110 0.7 0.6 1.2

3 77 102.41 128.33 195

3 小计1110 477 510.41 698.6 2*400 (3)No3变电所

1 柳焊车间1200 0.3 0.45 1.98 360 712.8 800 1215.5

2 1水泵房28 0.75 0.8 0.75 21 15.75 26.25 39.9

3 小计381 728.55 822.2 1*1000

(4) No4变电所

1 高压站390 0.85 0.75 0.88 331.5 291.7

2 442 671.5

2 机修车间150 0.25 0.65 1.17 37.5 43.875 57.69 87.7

3 锻造车间220 0.3 0.55 1.52 66 100.32 120 182.3

4 木型车间186 0.3

5 0.

6 1.33 65.1 86.514 108.41 164.7

5 制材场20 0.28 0.

6 1.33 5.6 7.448 9.33 14.2

6 综合楼20 0.9 1 1 18 18 18 27.3

7 小计523.6 547.877 757.8 1*800 (5)No5变电所

1 锅炉房300 0.75 0.8 0.75 225 168.75 281.25 427.3

2 2水泵房28 0.75 0.8 0.75 21 15.75 26.25 39.9

3 仓库88 0.3 0.65 1.17 26.

4 30.93 40.67 61.8

4 污水提升站14 0.6

5 0.8 0.75 9.1 6.825 11.375 17.3

5 小计281.5 222.255 358.7 1*400 各车间6千伏高压负荷

1 电弧炉2*1250 0.9 0.87 0.57 2250 1282.5 2586.

2 248.9

2 工频炉2*200 0.8 0.9 0.48 320 153.6 355.6 34.2

3 空压机2*250 0.85 0.85 0.62 425 263.5 500 48.1

4 小计299

5 1699.

6 3443.6 1*4000

说明：NO1，NO2车间变电所设置两台变压器外，其余设置一台变压器

根据本厂实际情况，采用并联电容器在总压降变电所的低压(10KV)侧进行无功补偿，将功率因数提高到0.9。

补偿前的功率因数：

COSφ=P30/S30=4912.3÷6450.2=0.76。

将COSφ由0.76提高到0.9所需的补偿容量（由无功功率补偿率表查得无功功率补偿Δq c=0.38）为：

Q c=Δq c×P30=0.38×4912.3=1867KVar。

采用BGF

10.5

-200-IW型苯甲基硅油纸、薄膜复合并联电容器。其主要技术数据如下：额定电压：10.5KV；标称容量：200Kvar；标称电容：5.79uf；频率：50Hz；

相数：1。

电容器的个数为：n= Q c/q

=1867÷200=9.4，由于是单相的，n应为3的倍数，所以12是3的倍数，电容器取12个。

10KV侧补偿后：S

30′22

4912.3+(4180.2-1867)；

P

30

′=4912.3+0.015×5429.7=4993.7KW；

Q

30

′=4180.2-1867+0.06×5429.7=2639KVar；

35KV侧补偿后：S

30

22

4993.7+2639；

COSφ′= P

30

′/ S30"=0.903>0.9,满足要求。