10kv变配电所设计
随着我国经济的发展,城镇化、信息化和小康社会、新农村建设等发展战略的推进,电能在各行业中长期占据着重要的地位。电能是重要的能源载体,科学的发展、技术的进步,电能的优势不断显现,地位不断提升。电能可以与多种形式能源之间进行相互转换;电能可以大规模生产,远距离输送,在分配系统中可以无限分割,并易于精密控制;电能十分方便使用,能够精确地实现分散、定时、定量、定点使用;新能源和可再生能源可转换成电能被方便利用;电能是安全、优质的能源,合理使用电能可以节约能源。
随着我国经济的高速增长和工业化,城镇化进程加速以及消费水平的提高,社会对电能需求出现了迅猛的增长。尤其在近几年来,现代科学技术的迅速发展、计算机网络技术、办公自动化技术、自动控制技术、现代通信、家用电器的广泛普及与应用,电能已成为其他能源不可代替、不断扩大应用领域和替代其他能源的能源产品,它已经广泛应用于国民经济各个行业以及社会生活各方面。由此可见,电能在现代人们生产和生活中的重要性。由于电能目前还是一种不能大规模储存的能源,电能的生产、输送和分配都是通过电能网络同时完成的。因此,在电能生产的过程中,为了确保电网自身的安全和稳定运行,保证供电质量,必须严格保持发电、输电、变配电、和用电之间的动态平衡,这是电能行业生产经营中区别其他行业的又一重要特征。
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。电能在工业生产中的重要性,并不在于它的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,如果工厂电能的供应突然中断,即使是极短时间的停电,对工业生产都可能造成严重的后果,甚至可能发生重大的设备损坏和人身伤亡事故,造成经济上甚至政治上的重大损失。因此做好工厂供电工作对于发展工业自动化生产,实现工业现代化,具有十分重要的意义。
工厂供电系统是电能系统的一个重要环节,它是由发电厂、电能网和电能用户组成的一个发电、输电、变配电和用电的整体。工厂供电系统就是将电能系统的电能降压再分配电能到各个厂房或车间中去,它由工厂降压变电所,高压配电线路,车间变电所,低压配电线路及用电设备组成。工厂总降压变电所及配电系统设计,是根据各个车间的负荷数量和性质,生产工艺对负荷的要求,以及负荷布局,结合国家供电情况,解决对各部门的安全可靠,经济技术的分配电能问题。
一、工厂供电设计的要求
为了使工厂供电设计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,并做好节能工作。工厂供电设计就必须达到下列要求:
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及连续供电的要求。 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 应使供配电系统投资少、运行费用低,并尽量可能地节约电能和减少有色金属消耗量。
此外,在供电工作中,应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系。既要照顾局部和当前的利益,又要统筹规划,顾全大局,适应社会发展。为了保证工厂供电的正常运转,就必须要有一套完整的保护,监视和测量装置
二、工厂供电遵循的原则
按照国家标准GB50052-95《供配电系统设计规范》、GB50053-94《10kv及以下设计规范》、GB50054-95《低压配电设计规范》等的规定,进行工厂供电设计必须遵循以下原则: (1)遵守规程、执行政策;
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,有色金属等技术政策。
(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;
应根据工件特点、规模和发展规划,正确处理近期建设与远期发展的关系,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。工厂供电设计是整个工厂设计中的重要组成部分。工厂供电设计的质量直接影响到工厂的生产及发展。作为从事工厂供电的人员,有必要了解和掌握工厂供电设计的有关知识,以便适应设计工作的需要。
三、变电所地理位置及环境:
变电所所处地区年平均气温25℃,冬季冻土最深达1m,风速平均4m/s。夏季东南风,冬季东北风。
系统一输出电压66kv,距离变电所15km。系统一的最大容量130mva 系统二输出电压6kv,距离变电所10km。系统二的最大容量120mva、
第一章 电力负荷计算及变压器的选择
一、负荷计算的重要意义
在工业企业的供电设计中,学会计算或估算全厂电力负荷的大小是非常重要的,它是正确选择供电系统中导线、开关电器、变压器等的基础,也是保障供电系统安全可靠的运行必不可少的重要一环。在方案设计与初步设计时,其电力负荷计算过小或过大,都会引起严重的后果。如果电力负荷计算过小,就会引起供电线路过热,加速其绝缘的老化;同时,还会过多损耗能量,引起电气线路走火,引发重大事故。而电力负荷计算过大,将会引起变压器容量过剩,以及供电线路截面过大,相应的保护整定值就会定得过高,从而降低了电气设备保护的灵敏度;与此同时,电力负荷计算过大还增加了投资,降低了工程的经济性。一般说来,当电力负荷值大于实际使用负荷时,变压器容量要增加,电线电缆等有色金属的消耗量也要增加,同时还会增加变压器的无功功率所造成的有功电力损耗。由此可见,电力负荷计算在供电设计中,特别是在确定变压器容量时所占据的重要位置。故正确地选择计算负荷方法与特征参数,对电气设计具有特别重要的意义
二、负荷计算内容和目的
工厂供电系统运行时的实际负荷并不等于所有用电设备额定功率之和。这是因为用电设备不可能全部同时运行,每台设备也不可能全部满负荷,各种用电设备的功率因数也不可能完全相同。因此,工厂供电系统在设计过程中,必须找出这些用电设备的等效负荷。根据等效负荷,从满足用电设备发热条件来选择用电设备。
求计算负荷: 1、在配电设计中,通常采用30分钟的最大负荷作为按发热条件选择供配电系统各级电压供电网络变压器容量、导体和电气设备的依据。
2、用来计算电压损失和功率损耗。 3、在工程上为方便计算,亦可作为能量消耗量及无功功率补偿的计算依据。 求尖峰电流:
计算电压波动、选择熔断器等保护元件。 求平均负荷:
计算供配电系统中电能需要量,电能损耗和选择无功补偿装置等。
三、负荷计算的方法:
经常采用确定负荷计算的方法有:需要系数法、利用系数法和二项式系数法等几种。
本设计采用需要系数法来确定。
四、负荷计算的公式
单台用电设备的计算负荷 (计算过程中保留3位小数 结果保留2位小数 得数4舍5入)
五、主要原始资料及参数一览表
序数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 名称 冲洗泵 压缩机 抽气泵 水泵 空冷气泵 压缩机辅助电机 进料泵一组 压缩机盘车电机 引风机 压缩机厂房吊车 油泵一组 压缩机电机一组 循环泵 压缩机电机二组 油泵二组 压缩机三组 数量(台) 3 3 2 4 42 7 13 3 3 1 5 2 12 3 2 3 6 30 2 2 4 4 3 5 额定总容量(kw) 90 16.5 44 120 1260 105 585 22.5 225 75 450 60 660 4.5 180 33 504 225 352 60 ΣP、Σ 1120 840 10000 Q (kw) 72 13.20 35.2 96 1008 84 468 18 180 60 360 48 528 3.6 144 26.4 403.2 180 281.6 48 4057.2 3854.34 37.2 3891.54 896 672 9000 10568 14459.54 14459.54 (kvar) 40.824 7.128 19.008 49.152 516.096 45.36 252.72 15.39 92.16 30.72 184.32 24.576 270.336 2.041 73.728 13.517 260.467 116.28 181.914 31.008 2226.75 2159.94 175.52 2335.46 555.52 416.64 4356 5328.16 7663.62 -1700 5963.62 ( ) (A) 1932.49 6551.02 1505.11 82.768 15.002 40.004 107.851 1132.439 95.465 531.875 23.682 202.221 67.407 404.443 53.926 593.183 4.138 161.777 29.659 480.014 214.292 335.248 57.145 4628.08 4418.29 4538.55 1054.238 790.679 9998.737 11835.20 16364.88 15641.06 17 中央空调外机 18 中央空调内机 19 20 21 22 23 25 26 27 28 29 30
控制室空调 配电室空调 小计 低压侧负荷 变压器损耗 进料泵二组 注水泵 主机 高压侧负荷 高低压总计 无功补偿 1600 24 低压侧总负荷 31 补偿后总负荷