1、 1 辽宁科技大学继续教育学院 毕业设计 (论文 ) 题 目： 车间变电所及配电线路设计 函授站点： 本溪 年级专业： 2014 级电气工程及其自动化本科进修班 学生姓名： 李福存 2019 年 5 月 10 日 2 内容摘要 本设计针对公司联合车 间供配电系统进行的。根据公司地理位置及用电情况，采用双回路 10KV 供电，三类负荷，电源点在距离工厂 1.5 公里之外的三范变电所。本着安全可靠、技术先进、经济合理的要求，通过负荷计算、短路电流计算选择各级变电站的变压器容量及其它主要电气设备。经过优化计算 , 科学合理对配电间进行选址、布局 , 最大化的为企业节省投资及运行成本。为供配电系统方面
2、的安全稳定可靠运行提供保证。 关键词： 供配电系统；负荷计算；短路电流计算；继电保护；防雷保护； 3 目 录 内容摘要 2 引言 4 1 负荷计算及变压器的选择 5 1.1 负荷计算的目的 5 1.2 负荷计算的方法及主要原始资料 5 1.3 按需要系数法确定负荷计算 7 1.4 车间变 压器选择 8 2 短路电流的计算 11 2.1 短路的概述 11 2.2 短路的形式 11 2.3 电力网路中的短路电流计算 12 3 导线及其截面的选择 14 3.1 导线和电缆的选择 14 3.2 导线截面选择及校验的方法 14 4 车间高、低压电气设备及其选择 17 4.1 高压电气选择条件 17 4.
3、2 高压电气选择 17 4.3 低压电气的选择 17 5 车间变电所所址选择及总体布置 19 5.1 车间变电 所所址选择要求 19 5.2 车间变电所的总体布置及要求 19 5.3 车间供电系统的主结线 20 6 供电系统的继电保护 21 6.1 继电保护概述 21 6.2 继电保护方法 22 6.3 车间变压器继电保护 22 7 防雷保护 24 致谢 25 参考文献 26 附录 A：高压配电系统图 附录 B：低压配电系统图 精品 4 引 言 车间变电所是 车间供配电的重要组成部分，它直接影响整个车间供电的可靠运行，是联系工厂与车间的中间环节，起着变换和分配电能的作用。电气主接线是车间变电所
4、的主要环节，电气主接线的拟定直接关系着全厂电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，是决定变电所电气部分技术经济性能的关键因素。 按照国家标准 GB50052-95供配电系统设计规范、低压配电设计规范等，进行工厂供电设计必须遵循以下原则： 1、 遵守规程、先进合理 必须遵守国家的有关规定及标准，执行国家的有关方针政策，包括节约能源，节约有色金属等技术经济政策。 2、 安全可靠，先进合理 应做到保障人身和设备的安全，供电可靠，电能质量合格，技术先进和经济合理，采用效率高，能耗低和性能先进的电气产品。 3、 近期为主、考虑发展 应根据工作特点、规模和发展规划，正确处理近期建设与远期
5、发展的关系，做到远近结合，适当考虑扩建的可能性。 4、 全局出发、统筹兼顾 按负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件等，合理确定设计方案。 工厂供电工作要能很好的为工业生产服务，切实保证工厂生产和生活用电的需要，做到安全、可靠、优质、经济。合理处理局部和全局，当前和长远等关系，既要顾局部当前的利益，又要 有全局观点，能顾全大局，适应发展。因此做好工厂供电工作对于发展生产，实现工业现代化，具有十分重要的意义。 精品 5 1 负荷计算及变压器的选择 1.1 负荷计算的目的 工业企业生产所需要的电能，除大型厂矿企业建有自备发电厂可供应部分外，通常均由电力系统共给。工业企业所使用的电能都是通过企业
6、的各级变电站经过变换电压后，分配到各用电设备。因此，工业企业变电站可以说是企业电力供应的枢纽，所处地位十分重要。如何正确地计算选择各级变电站的变压器容量及其它主要电气设备，这是保证企业安全可靠供电的重要前提。进行企业电力负荷 计算的主要目的就是为了正确选择企业各级变电站的变压器容量，各种电气设备的型号、规格以及供电网络所用导线牌号等提供科学的依据。 1.2 负荷计算的方法及主要原始资料 一般常用于企业电力负荷计算的方法有需用系数法、利用系数法、单位面积功率法、单位指标法和单位产品耗电量法。此设计采用的是需用系数法来对加氢裂化装置进行电力负荷计算的。因为，需用系数是用设备功率乘以需用系数和同时系
7、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。 表 1.2 设备名称 Pe(kw) kx cos tan 白云石称量车 22 0.8 0.88 0.54 白云石冲击破 90 0.8 0.89 0.512 白云石传送皮带 30 0.8 0.89 0.512 白云石斗提 55 0.8 0.89 0.512 白云石分析机 15 0.8 0.88 0.54 白
8、云石混合机 280 0.8 0.85 0.62 白云石气力输送 45 0.8 0.89 0.512 白云石筛分 75 0.8 0.89 0.512 白云石双辊破 30 0.8 0.89 0.512 精品 6 白云石压机 75 0.8 0.89 0.512 除铁器 0.55 0.8 0.76 0.882 锤式破碎机 75 0.8 0.89 0.512 颚式破碎机 30 0.8 0.89 0.512 给料机 11 0.8 0.84 0.646 惯性输入机 3 0.8 0.87 0.567 搅拌器 5.5 0.8 0.88 0.54 金属探测器 0.55 0.8 0.76 0.882 可逆皮带 5.
9、5 0.8 0.84 0.646 镁砂称量车 22 0.8 0.88 0.54 镁砂冲击破 90 0.8 0.89 0.512 镁砂传送皮带 45 0.8 0.89 0.512 镁砂斗提 55 0.8 0.89 0.512 镁砂分析机 18.5 0.8 0.89 0.512 镁砂混合机 280 0.8 0.85 0.62 镁砂气力输送 45 0.8 0.89 0.512 镁砂筛分 75 0.8 0.89 0.512 镁砂双 辊破 30 0.8 0.87 0.567 镁砂压机 75 0.8 0.89 0.512 燃油循环泵 15 0.8 0.84 0.646 散料机 75 0.8 0.89 0.
10、512 石蜡循环泵 15 0.8 0.84 0.646 树脂循环泵 15 0.8 0.65 1.17 重油循环泵 15 0.8 0.84 0.646 助推泵 2.2 0.8 0.86 0.593 另：办公楼 150KW 球料储库 163KW 石蜡储罐 196KW 空压站 367KW 油站 198KW 消防水 127KW LP 站 24KW 黏结剂储库 100KW 煅烧车间 2146KW 竖窑 983KW空压站 168.5KW 煤粉制备 329KW 双膛窑 1547KW 附房及空压站 268.5KW 综合楼 50KW 其它设施 200KW 精品 7 1.3 按需要系数法确定负荷计算 A. 确定用
11、电设备组或用电单位计算负荷的公式 : a. 有功计算负荷 (KW) 30P = ex PK ；式中， xK 为用电设备组或用电单位的需要系数； eP 为用电设备组或用电单位的总设备容量； b. 无功计算负荷 Kvar tanPQ 3030 式中， tan 为 设备铭牌给定功率因数角用电设备组或用电单位功率因数角的正切值 c. 视在计算负荷 (KV A) cosPS 3030 d. 计算电流 (A) N3030 U3SI 式中 NU 为用电设备组或用电单位供电电压额定值 (KV) 根据原始数据及相关计算公式，最终确定负荷为： 装置名称 i30P （ KW) i30Q （ Kvar） i30S （
12、 KVA） 白云石称量车 17.6 9.5 20 白云石冲击破 72 36.864 80.89 白云石传送皮带 24 12.288 26.963 白云石斗提 44 22.528 49.432 白云石分析机 14.8 7.578 16.627 白云石混合机 224 138.88 263.56 白云石气力输送 36 18.432 40.445 白云石筛分 60 30.72 67.407 白云石双辊破 24 13.608 27.589 白云石压机 60 30.72 67.407 除铁器 0.44 0.388 0.587 锤式破碎机 60 30.72 67.407 颚式破碎机 24 12.288 26
13、.963 给料机 3.6 2.232 4.236 惯性输入机 2.4 1.8 搅拌器 4.4 2.376 5 精品 8 金属探测器 0.44 0.388 0.587 可逆皮带 4.4 2.842 5.24 镁砂称量车 17.6 9.5 20 镁砂冲击破 72 36.864 80.89 镁砂传送皮带 24 12.288 26.963 镁砂斗提 44 22.528 49.432 镁砂分析机 14.8 7.578 16.627 镁砂混合机 224 138.88 263.56 镁砂气力输送 36 18.432 40.445 镁砂筛分 60 30.72 67.407 镁砂双辊破 24 13.608 27
14、.589 镁砂压机 60 30.72 67.407 燃油循环泵 12 6.48 13.638 散料机 60 30.72 67.407 石蜡循环泵 12 6.48 13.638 树脂循环泵 12 6.48 13.638 重油循环泵 12 6.48 13.638 助推泵 1.76 1.043 2.046 系数： K=0.9 P30=6044KW； Q30=2106Kvar； S30=6400KVA； 1.4 车间变压器选择 变压器是电力系统中数量极多且地位十分重要的电器设备，它的作用就是升高和降低电压。 车间变电站变压器台数的选择原则： （ 1） 对于一般的 生产车间尽量装设一台变压器； （ 2）
15、如果车间的一、二级负荷所占比重较大，必须两个电源供电时，则应装设两台变压器。每台变压器均能承担对全部一、二级负荷的供电任务。如果与相邻车间有联络线时，当车间变电站出现故障时，其一、二级负荷可通过联络线保精品 9 证继续供电，则亦可以只选用一台变压器。 （ 3）当车间负荷昼夜变化较大时，或由独立（公用）车间变电站向几个负荷曲线相差悬殊的车间供电时，如选用一台变压器在技术经济上显然是不合理的，则亦装设两台变压器。 变压器容量的选择： （ 1） 变压器的容量 ST（可近似地认为是其额定容量 SNT）应满足车间内所有用电设备计算负荷 S30 的需要，即 ST S30 ； （ 2）低压为 0.4Kv 的
16、主变压器单台容量一般不宜大于 1000KVA（ JGJ/T16 92 规定）或 1250 KVA（ GB50053 94 规定）。如果用电设备容量较大、负荷集中且运行合理时，亦可选用较大容量的变压器。 这样选择的原因：一是由于一般车间的负荷密度，选用 1000-1250 KVA 的变压器更接近于负荷中心，减少低压配电线路的电能损耗、电压损耗和有色金属消耗量；另一是限于变压器低压侧总开关的断流容量。 低压为 230/400V 的配电变压器联结组别的选择： （ 1） 选择 Y,yn0 联结组别的几种情况： 三相负荷基本平衡，其低压中性线电流不致超过低压绕组额定电流 25%时； 供电系统中高次谐波干
17、扰不严重时； 低压单相接地短路保护的动作灵敏度达到要求时； （ 2） 选择 D,yn11 联结组别的几种情况： 由单相不平衡负荷引起的中性电流超过变压器低压绕组额定电流 25%时； 供电系统中存在较大的“谐波源”，三次及以上高次次谐波电流比较突出时； 需要增大单相短路电流值，以确保低压单相接地短路保护的动作灵敏度； 基本上满足 经济运行的要求。在故障的情况下 ,不用考虑变压器的过负荷能力就能担负起对全部负荷供电的任务。 综上所述 : 依据车间低压装置的计算负荷可以选定催化车间变压器为： SCB9-2000/10 配电变压器 *3 接线 D.yn11 空载损耗 (W)： 3730 负载损耗 (W)： 13360(75 ) 阻抗电压 (%)： 6 空载电流 (%)： 0.4 重量 (kg)： 5260 精品 10 SCB9-2500/10 配电变压器 接线 D.yn11 空载损耗 (W)： 4500 负载损耗 (W)： 15875(75 ) 阻抗电压 (%)： 6 空载电流 (%)： 0.4 重量 (kg)： 6410
