三色鸽食品厂降压变电所的电气设计 (1) 精品

前言

电能是现代工业生产的主要能源和动力。电能既易于由其它形式的能量转换而来，又易于转换为其它形式的能量以供应用；电能的输送的分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。因此，电能在现代工业生产及整个国民经济生活中应用极为广泛。

在工厂里，电能虽然是工业生产的主要能源和动力，但是它在产品成本中所占的比重一般很小（除电化工业外）。电能在工业生产中的重要性，并不在于它在产品成本中或投资总额中所占的比重多少，而在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产成本，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。从另一方面来说，如果工厂的电能供应突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果。

因此，做好工厂供电工作对于发展工业生产，实现工业现代化，具有十分重要的意义。由于能源节约是工厂供电工作的一个重要方面，而能源节约对于国家经济建设具有十分重要的战略意义，因此做好工厂供电工作，对于节约能源、支援国家经济建设，也具有重大的作用。

工厂供电工作要很好地为工业生产服务，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并做好节能工作，就必须达到以下基本要求：

1. 安全在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。

2. 可靠应满足电能用户对供电可靠性的要求。

3. 优质应满足电能用户对电压和频率等质量的要求.

4. 经济供电系统的投资要少，运行费用要低，并尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗量。

目录

前言 (1)

目录 (2)

第一章负荷计算及功率补偿 (3)

三、全厂负荷计算 (5)

四、功率补偿 (6)

第二章变电所位置和型式的选择 (6)

一、所选址的一般原则： (6)

二、变电所的形式： (7)

第三章变电所主变压器台数、容量及主结线方案的选择 (7)

一、变配电所主结线的选择原则 (7)

第四章短路电流计算 (10)

一、短路电流计算的目的及方法 (10)

第五章．变电所一次设备的选择与校验 (12)

第六章变电所高压、低压一次系统图（主接线图） (16)

一、变电所主结线图： (16)

二、变电所平、剖面布置图： (17)

三、总平面图 (17)

第七章选择电气设备 (18)

一、6KV架空线上设备 (18)

1、断路器 (18)

2、隔离开关 (19)

3、避雷器 (19)

4、电压互感器 (19)

5、熔断器 (20)

二、6KV电缆线上开关柜 (20)

1、进线柜 (20)

三、电压互感器柜 (21)

1、电缆出线柜 (22)

2、母联柜 (23)

第八章变电所二次回路方案选择及继电保护的整定 (24)

第九章收获与体会 (29)

第十章主要参考资料 (30)

第一章负荷计算及功率补偿

一、负荷计算的内容和目的

（1）计算负荷又称需要负荷或最大负荷。计算负荷是一个假想的持续性的负荷，其热效应与同一时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。在配电设计中，通常采用30分钟的最大平均负荷作为按发热条件选择电器或导体的依据。（2）尖峰电流指单台或多台用电设备持续1秒左右的最大负荷电流。一般取启动电流上午周期分量作为计算电压损失、电压波动和电压下降以及选择电器和保护元件等的依据。在校验瞬动元件时，还应考虑启动电流的非周期分量。

（3）平均负荷为一段时间内用电设备所消耗的电能与该段时间之比。常选用最大负荷班（即有代表性的一昼夜内电能消耗量最多的一个班）的平均负荷，有时也计算年平均负荷。平均负荷用来计算最大负荷和电能消耗量。

二、负荷计算的方法

负荷计算的方法有需要系数法、利用系数法及二项式等几种。

本设计采用需要系数法确定。

主要计算公式有：有功功率： P30 = Pe·Kd

无功功率: Q30 = P30 ·tgφ

视在功率: S3O = P30/Cosφ

计算电流UN

所以本食品厂的负荷统计如下：

第一车间:

动力负荷计算

功率因数取 cosφ=0.7 则arccos（0.7）=45.6°

有功功率：P30=pe*Kd=500*0.4=200kw

无功功率：Q30=P30*tanφ=200*tan（arccos0.7）=204kvar

视在功率：S30= =285.7KV A

计算电流：I30=434A

照明负荷计算如下

功率因数取 cosφ=1.0 则arccos（1.0）=0°

有功功率：P30=6kw

无功功率：Q30=P30*tanφ=0kvar

视在功率：=6KV A

计算电流：I30=15.7A

则第一车间的总有功率P30=200+6=206KW

总无功率Q30=204kvar

总视在功率S30=291.7KV A

总电流I30=449.7A

同理可得该食品厂的计算负荷如下表

取K∑p = 0.90; K∑q = 0.95

根据上表可算出：∑P30i =870kW; ∑Q30i =976.7kvar

则 P30 = K∑P∑P30i = 0.9×870kW = 783kW

Q30 = K∑q∑Q30i = 0.95×976.7kvar = 927.9kvar

≈1213.4KV·A

I30 = S30/√3UN ≈ 2214.01A

COSф = P30/Q30 =783/927≈0.85

四、功率补偿

由于本设计中上级要求COSφ≥0.9,而由上面计算可知COSф=0.75<0.9，因此需要进行无功补偿。

综合考虑在这里采用并联电容器进行高压集中补偿。

可选用BCMJ0.4-4-3型的电容器，其额定电容为2.89µF

Qc =927.9×（tanarc cos0.85－tanarc cos0.92）Kvar

=630.8Kvar 取Qc=630 Kvar

因此，其电容器的个数为： n = Qc/qC = 630/4= 158

而由于电容器是单相的，所以应为3的倍数，取474个正好

无功补偿后，变电所低压侧的计算负荷为：

S30（2）′= [(783)2+(927.9-630) 2] 1/2 =837.8KV·A

变压器的功率损耗为：

△QT = 0.06 S30′= 0.06 * 837.8 = 50.3 Kvar

△PT = 0.015 S30 ′= 0.015 * 171.1= 12.6 Kw

变电所高压侧计算负荷为：

P30′=783+ 12.6 = 795.6 Kw

Q30′= (927.9-630 )+ 10.3= 178.9 Kvar

S30′ = (P302 + Q302) 1/2

=165.9 KV .A

无功率补偿后，工厂的功率因数为：

cosφ′= P30′/ S30′=795.6 /178.9>> 0.9

则工厂的功率因数为：

cosφ′= P30′/S30′>>0.9

因此，符合本设计的要求

第二章变电所位置和型式的选择

一、所选址的一般原则：

⑴尽量靠近负荷中心以减少配电系统的电能损耗。