某纺织厂供配电系统设计

总的计算负荷
3.酸站照明:
总的计算负荷，
4.锅炉房照明：
总的计算负荷，
5.排毒车间照明：
总的计算负荷，
6.其他车间照明：
总的计算负荷，
（注：最后一页附表1为各车间计算负荷统计）
对于全厂负荷系数，取K∑P= K∑q=
考虑5年的发展，年增长率按2%计算，全厂计算负荷
二、供电电压和初步方案确定
①电压等级的确定
1）总降压变电所设一台主变压器，型号为SL7-3150/35， 以35KV架空线从电力网中经隔离开关引入作为工作电源。经在变压器的高压侧装设一台SW2-35/1000型真空断路器，便于变电所的控制和检修。
2）主变压器低压侧SN-10-10Ⅰ/630经真空断路器再经隔离开关接在10KVI段母线上。10KV备用电源经电缆线路引入经SN-10-10Ⅰ/630型真空断路器再经隔离开关接在10KVII段母线上，I、II段之间设母联断路器，隔离开关。
选用的并联电容进行补偿，则所需的电容个数： ，为保持三相平衡，n=12所以无功功率补偿后的计算负荷：
功率因数满足要求
35kV供电线路架空线截面积的选择
负荷电流
A）按经济电流密度选取导线
本厂地区最高温度为38度，最热月平均最高气温为30度。环境温度一般取当地最热月平均最高气温，故选择为30度。计算其经济截面：查《工厂供电》表5-3，年最大负荷利用小时数4600小时，jec=mm2
汇总到10kv母线侧
取K∑P= K∑q=
满足要求
四、变电所主变压器的选择及主接线说明
①主变压器的选择
变电所主变压器台数的选择应根据负荷大小，负荷对供电可靠性的要求、经济性及用电发展规划等因素综合考虑确定。变压器的台数越多，供电的可靠性就越高，但是设备投资大，运行费用高，因此，在满足供电可靠的前提下，变压器的台数越少越好。在确定变压器台数时，还用适当考虑负荷的发展，留有一定的余地。
3．厂区380V配电系统设计
根据所给资料，列出配电系统结线方案，经过详细计算和分析比较，确定最优方案。
三．设计成果
1．设计说明书，包括全部设计内容，负荷计算，短路计算及设备选择要求列表；
2．电气主接线图（三号图纸）；
答疑地点：13-15周周五上午：9；00-11；00，下午：3:00-17；00，机电实验大楼A226
为保证供电的可靠性，选取两台变压器，所以选取的变压器容量应满足：
选取S9-1000/10型号的变压器两台，变比为10/，为Yyn0联结方式
, , ,
负荷率：
有功功率损耗为：
无功功率损耗为：
变压器一次侧的计算负荷为：
（2） 变电所Ⅱ 原液车间照明
所以必须进行补偿
选用的并联电容进行补偿，则所需的电容个数： ，为保持三相平衡，取n=6所以无功功率补偿后的计算负荷：
某纺织厂供配电系统设计
班 级：15电气二班
学 号：
姓 名：
2017年月日
题目2某纺织厂供配电系统设计
一.原ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ资料
1.工厂负荷数据：工厂多数车间为2班制，年最大负荷利用小时数4600小时。工厂负荷统计资料见表1。设计需要考虑工厂5年发展规划负荷（工厂负荷年增长率按2%）。
表1：化纤厂负荷情况表
序号
车间及设备
序号
型号
台数
主变压器
SL7-3150/35
1
变电所Ⅰ
S9-1000/10
2
变电所Ⅱ
S9-630/10
2
变电所Ⅲ
S9-315/10
2
③主接线说明
本次设计根据前面的技术、经济比较选择方案三：正常运行时采用35KV供，35KV供电系统故障或检修时，采用10KV备用电源系统供电。10KV配电系统采用单线分段接线
4）电力变压器 查《工厂供电设计指导》表2-8，得 ，故
绘制等效电路，如下图所示
（3）计算k-1点（37kV侧）的短路电流总阻抗标幺值及三相短路电流和短路容量
1）总阻抗标幺值
2）三相短路电流周期分量有效值
3）其他短路电流
本变电所为一回35kV工作电源进线，及一回10kV备用电源，仅需一台主变压器即可，主变压器的容量选择：
，即主变压器选择SL7-3150/35型变压器
②车间变电所变压器的选取
对有大量一、二级负荷的变电所，应满足电力负荷对供电可靠性的要求，应采用两台变压器。对只有二级负荷而没有一级负荷的变电所，且能从邻近车间变电所取得低压备用电源时，可以采用一台变压器。对季节性负荷或昼夜负荷变化较大时，应使变压器在经济运行状态下运行，可用两台变压器供电，以便再低谷时切除一台变压器。除上述情况外，车间变电所可采用一台变压器。但是，当集中负荷较大时，虽是三级负荷，也可以采用两台或者多台变压器。根据本厂的各车间负荷计算，得出各车间变电所所需的变压器台数及其容量，如下表所示
根据各车间计算负荷大小，决定设立3个车间变电所，各自供电范围如下：
变电所Ⅰ：纺炼车间照明、锅炉房照明。
变电所Ⅱ：原液车间照明
变电所Ⅲ：排毒车间照明、其他车间照明、酸站照明。
②变压器的选择
（1）变电所Ⅰ 纺炼车间照明、排毒车间照明
取K∑P= K∑q=
所以必须进行补偿
选用的并联电容进行补偿，则所需的电容个数： ，为保持三相平衡，取n=9所以无功功率补偿后的计算负荷：
选取与其接近的标准截面面积，查《工厂供电》附录表18，采用截面积为25mm2不滴流纸绝缘电力电缆，铺设在空气中。
B）校验发热条件
载流量较正系数为
，因此满足发热条件
C）校验电压损耗
查《工厂供电》附录表6，R0=Ω/km ，X0=Ω/km
线路电压损耗为
满足电压损耗要
三、车间供电系统的设计
①变配电所的选择
符合要求
为保证供电的可靠性，选取两台变压器，所以选取的变压器容量应满足：
选取S9-630/10型号的变压器两台，变比为10/，为Yyn0联结方式
, , ,
负荷率：
有功功率损耗为：
无功功率损耗为：
变压器一次侧的计算负荷为：
（3）变电所Ⅲ排毒车间照明、其他车间照明、酸站照明。
取K∑P= K∑q=
所以必须进行补偿
3）总降压变电所的10KV侧采用单母线分段接线，各车间的二级负荷都由两段母线供电，提高了供电的可靠性。
4）根据规定，10KV备用电源只有在35KV主电源停运及主变压器故障或检修时，才能投入使用。因此，在正常运行方式下，主变压器两侧开关合上，10KV母线分段开关合上，备用电源开关断开。在备用电源开关上装设备用电源自动投入装置（APD），当工作电源故障时，自动投入备用电源，保证一级负荷车间的正常供电。
选取与其接近的标准截面面积，即LGJ-50型铝绞线。
B)校验发热条件
，因此满足发热条件
C）校验机械强度
查《工厂供电》附录表14，可知35KV架空钢芯铝绞线最小截面积 ,满足机械强度。
D）校验电压损耗
查《工厂供电设计指导》表8-3架空线路的档距，城区35KV高压线路为60~100m。
查《工厂供电设计指导》表8-4,架空线路导线间最小距离，采用悬式绝缘子的35KV线路，导线水平排列。导线间最小距离为。初步采用导线间距。aav=×=2m
3.电源的短路容量（城北变电所）：35kV母线的出线断路器断流容量为400MVA；10kV母线的出线断路器断流容量为350MVA。
4.电费制度：按两部制电费计算。变压安装容量每1kVA为18元/月，电费为元/ kW·h。
5.气象资料：本厂地区最高温度为38度，最热月平均最高气温为30度。
6.地质水文资料：本厂地区海拔60m，底层以砂粘土为主，地下水位为2m。
③选择方案二
正常时以35kV单回架空线路供电，由于工厂的计算负荷 （以五年后计算），考虑设一台变压器，选取主变压器容量为 ,型号为SL7-3150/35。其电压比为 ,主要技术参数如下： , , , 。
正常运行时变压器的负荷率为：
则主变压器的有功功率为：
无功功率为：
工厂进线的计算负荷：
功率因数不满足要求，需要进行补偿
方案一
优点：供电电压高，线路功率损耗少。电压损失小，调压问题容易解决。要求的功率因数值低，所需补偿容量小，可减少投资。
缺点：需要的厂区环境比较严格
方案二
优点：方案既能满足供电可靠性的要求，投资也相对较少；设立了总变电所，便于工厂供电系统的集中管理和调度
缺点：设立总变电所，占地面积较多。且所需的主变压器容量太大，可考虑用两台容量低的变压器并列运行（注：技术发展，现在支持大容量的变压器）
选用的并联电容进行补偿，则所需的电容个数： ，为保持三相平衡，取n=3所以无功功率补偿后的计算负荷：
为保证供电的可靠性，选取两台变压器，所以选取的变压器容量应满足：
选取S9-315/10型号的变压器两台，变比为10/，为Yyn0联结方式
, , ,
负荷率：
有功功率损耗为：
无功功率损耗为：
变压器一次侧的计算负荷为：
②供电方式的确定
初步确定为两种方案：
（1）如果当地电网供电电压为35kV，而厂区环境条件又允许采用35kV架空线和较经济的35kV电气设备时，可考虑采用35kV作为高压配电电压深入工厂各车间负荷中心，并经车间变电所直接降为低压用电设备所需电压。（2）设立一个主降压变电，工作电源采用35kV，由变电所引入一回架空线路，备用电源采用 10kV电压，由其他工厂引入一回架空线路。对于只有二级负荷而无一级负荷的变电所，可以只采用一台变压器，但必须另有备用电源，所以仅需一台主变压器即可，10kV侧仍采用单母线分段的主接线，正常时由主变压器供电，故障时由10kV备用电源供电。
（3）短路电流计算：根据电气设备选择和继电保护的需要，确定短路计算点，计算三相短路电流，计算结果列出汇总表。
（4）主要电气设备选择：主要电气设备的选择，包括断路器、隔离开关、互感器、导线截面和型号、绝缘子等设备的选择及校验。选用设备型号、数量、汇成设备一览表。
2．车间变电所设计
根据车间负荷情况，选择车间变压器的台数、容量，以及变电所位置的原则考虑。
参考文献：
1、翁双安主编，《供配电工程设计指导》[M]，机械工业出版社
2、刘介才，工厂供电设计指导[M]，机械工业出版社
一、各车间的负荷计算
1.纺练车间
①纺丝机：
②筒绞机：
③烘干机:
④脱水机:
⑤通风机:
⑥淋洗机:
⑦变频机:
⑧传送机:
车间总计算负荷对于车间负荷系数取K∑P= K∑q=
2.原液车间照明：
5）当主变压器检修时，只需合上10KV备用电源进线开关就可以实现一级负荷车间的正常供电。
五、短路电流的计算
①工厂总降压变母线短路电流（k-1点，k-2点）
（1）确定标幺值基准：取 ， ，
（2）计算短路电路中个主要元件的电抗标幺值
2）电力系统电抗
3）架空线路 查《工厂供电设计指导》表8-36，得LGJ-50型的 ，又线路长为16m
查《工厂供电》附录表6，R0=Ω/km ，X0=Ω/km
线路电压损耗为
满足电压损耗要求
④当工作电源出现故障时，采用10kV的备用电源，其容量满足全部负荷的20%的需要，即
， ，
10kV供电线路电缆线截面积的选择
负荷电流
A）按经济电流密度选取导线
本厂地区最高温度为38度，最热月平均最高气温为30度。环境温度一般取当地最热月平均最高气温，故选择为30度。计算其经济截面：查《工厂供电》表5-3，年最大负荷利用小时数4600小时，jec=mm2
工厂供电的电压，主要取决于当地电网的供电等级，同时也要考虑工厂用电设备的电压、容量和供电距离等因素。题目提供了三个电压等级：110/11kV。由计算可知五年后工厂的最大功率为，且输送距离为16km。查《工厂供电》表1-3可知，选用线路电压35kV，输送功率2000~10000kW,输送距离在20~50km。然后再从与本厂相距5公里处的其他工厂引入10kV电缆做备用电源。
二．设计内容
1．总降压变电站设计
（1）负荷计算
（2）主结线设计：根据设计任务书，分析原始资料与数据，列出技术上可能实现的多个方案，根据改方案初选主变压器及高压开关等设备，经过概略分析比较，留下2～3个较优方案，对较优方案进行详细计算和分析比较，（经济计算分析时，设备价格、使用综合投资指标），确定最优方案。
安装容量(kW)
需要系数
1
纺
练
车
间
纺丝机
200
筒绞机
30
烘干机
85
脱水机
12
通风机
180
淋洗机
6
变频机
840
传送机
40
2
原液车间照明
1040
3
酸站照明
260
4
锅炉房照明
320
5
排毒车间照明
160
6
其他车间照明
240
2.供电电源请况：按与供电局协议，本厂可由16公里处的城北变电所（110/11kV），90MVA变压器供电，供电电压可任选。另外，与本厂相距5公里处的其他工厂可以引入10kV电缆做备用电源，但容量只能满足本厂负荷的20%（重要负荷），平时不准投入，只在本厂主要电源故障或检修时投入。