某精細化工廠高配所及全廠配電系統設計

摘  要

本設計主要內容是按照給定的原始資料，考慮經濟、安全、先進等要求設計一個現代化的供電系統。具體內容為：全廠負荷的分析和計算，無功負荷的分析和補償計算，變壓所所址、型式的確定，變壓器臺數、容量、型號的選擇確定，變電所主接線方案的技術經濟比較和確定，變配電所主要的選址及布置，短路電流的計算，全廠配電系統設計，高壓電氣設備的選擇與校驗，繼電保護及二次接線設計等。

通過負荷的統計計算，可以求出按發熱條件選擇供電系統中各元件的負荷值，根據計算負荷選擇的電氣設備和導線電纜，如以計算負荷連續運行，其發熱溫度不會超過允許值。工廠計算負荷是選擇工廠電源進線一、二次設備的基本依據，也是計算工廠的功率因數和工廠需電容量的基本依據。

電力線路的二次回路可以保證一次回路的安全、可靠、經濟運行。在繼電保護方面我采用微機繼電保護，與傳統的機電型繼電保護具有：可靠性高，功能齊全，調試維護方便，經濟性好。

關鍵詞 :計算負荷；變壓器；變壓器保護；主接線；二次回路；微機保護；

Abstract

....

目  錄

概論………………………………………………………………….......1

電力負荷的分級………………………………………………….........1

負荷計算的目的與意義………………………………………………..1

負荷計算及無功補償………………………………………………….2

負荷計算……………………………………………………………….2

2.1.1按需要系數法計算負荷……………………………………….2

2.1.2 低壓側各車間負荷計算……………………………………..3

低壓側無功補償………………………………………………………6

2.2.1概述…………………………………………………………….6

2.2.2 控制無功功率的方法…………………………………………6

2.2.3 并聯電容器接線方式及選擇…………………………………7

2.2.4 低壓無功補償裝置的選擇……………………………………8

2.2.5 低壓側各需無功補償車間補償容量計算……………………9

全廠負荷計算及高壓無功補償………………………………………10

2.3.1 變壓器功率損耗的計算……………………………………10

2.3.2  高壓側無功補償……………………………………………11

2.3.3 TBB型高壓并聯電容器裝置簡介……………………………12

2.3.4 全廠負荷計算表…………………………………………….13

車間變電所變壓器的選擇……………………………………………13

2.4.1概述……………………………………………………………13

2.4.2 電力變壓器的聯結組別…………………………………….14

2.4.3 變壓器容量的計算………………………………………….14

2.4.4 變電所主變壓器臺數和容量的選擇……………………….15

2.4.5  電力變壓器的經濟運行……………………………………16

2.4.6  變壓器功率損耗的計算……………………………………16

2.4.7 本次設計電力變壓器的選擇…………………………………17

2.4.8本次設計電力變壓器的選擇舉例……………………………18

2.4.9 S11-M系列電力變壓器簡介………………………………….18

主接線及變配電所設計…………………………………………………20

    3.1工廠變配電所主接線設計……………………………………………..20

3.1.1  概述…………………………………………………………20

3.1.2  高壓配電電壓等級的選擇…………………………………20

3.1.3變電所電氣主接線……………………………………………20

3.2 變配電所的任務與類型及所址選擇………………………………….23

3.2.1變配電所的所址選擇……………………………………….23

3.2.2負荷中心的確定…………………………………………….23

    3.3 變配電所總體布置的一般要求……………………………………….26

3.3.1變配電所的總體布置要求………………………………….26

3.3.2控制室…………………………………………………………27

3.3.3高壓配電室……………………………………………………27

3.3.4變壓器室……………………………………………………..27

    3.4高壓配電所用電………………………………………………………..28

第四章  短路計算………………………………………………………………..28

短路的原因與后果……………………………………………………28

4.1.1短路的原因…………………………………………………….28

4.1.2  短路的后果…………………………………………………..29

短路電流形式………………………………………………………….29

短路電流的計算方法………………………………………………….30

4.3.1  各元件的短路電流的計算……………………………………30

4.3.2采用標幺制法進行短路計算…………………………………..30

三相短路電流的計算………………………………………………….32

兩相短路電流的計算………………………………………………….36.

短路電流的熱效應和穩定度校驗……………………………………….38

4.6.1短路電流的電動效應和動穩定度……………………………..38

4.6.2短路電流的熱效應和熱穩定度………………………………..39

第五章  廠區配電系統的電力線路……………………………………………..40

    5.1高壓線路的接線方式…………………………………………………….40

    5.2  電力線路的選擇…………………………………………………………41

5.2.1電纜選擇的一般規定……………………………………………42

5.2.2  電纜線路的結構和敷設………………………………………42

    5.3 電纜截面選擇計算的條件……………………………………………..44

5.3.1按發熱條件選擇導線和電纜截面………………………………45

5.3.2按經濟電流密度選擇導線和電纜截面…………………………46

5.3.3 各車間變電所的電纜及高配所進線選擇……………………..47

第六章  高壓一次設備選擇及校驗……………………………………………….48

概述………………………………………………………………………48

6.1.1電氣設備選擇的一般方法 …………………………………….48

6.1.2 高壓電氣設備的校驗原則………………………………………49

6.1.3  高壓一次設備的選擇………………………………………….51

高壓開關柜……………………………………………………………..51

6.2.1 高壓開關柜類型…………………………………………………51

6.2.2 KYN28A-12（GZS1）金屬鎧裝中置移開式開關柜簡介……….52

高壓斷路器選擇與校驗………………………………………………..52

6.3.1 高壓斷路器選擇…………………………………………………53

6.3.2高壓斷路器的校驗………………………………………………54

高壓熔斷器的選擇與校驗……………………………………………..55

6.4.1熔斷器熔體電流的選擇…………………………………………56

6.4.2  熔斷器的校驗…………………………………………………56

高壓母線的選擇與校驗………………………………………………..57

母線的材料、結構排列方式的選擇…………………………….57

6.5.2母線截面的選擇方法…………………………………………..57

6.5.3 本設計的母線校驗…………………………………………….58

支持絕緣子的選擇與校驗……………………………………………59

6.6.1  絕緣子型號的選擇……………………………………………59

6.6.2絕緣子的校驗…………………………………………………..59

接地開關的校驗………………………………………………………60

互感器選擇與校驗……………………………………………………60

6.8.1 概述…………………………………………………………….60

6.8.2  電流互感器的選擇……………………………………………61

6.8.3  電流互感器的校驗……………………………………………62

6.8.4  電流互感器接線形式的選擇………………………………..63

電壓互感器……………………………………………………………63

6.9.1  基本結構………………………………………………………63

6.9.2  電壓互感器的類型和型號……………………………………63

6.9.3  電壓互感器的選擇……………………………………………64

第7章 繼電保護及二次接線設計………………………………………………65

    7.1概述……………………………………………………………………..65

    7.2電力變壓器的保護………………………………………………………66

7.2.1 變壓器的故障和不正常運行狀態……………………………..67

7.2.2 變壓器保護裝設原則…………………………………………..68

7.2.3 變壓器保護舉例………………………………………………..68

    7.3 6kV分段母線的保護及備自投裝置設計………………………………69

7.3.1概述………………………………………………………………69

7.3.2保護配置…………………………………………………………69

7.3.3整定計算…………………………………………………………70

7.3.4 備用電源自動投入裝置（APD）………………………………72

7.4壓變的控制保護………………………………………………………..73

7.4.1電壓互感器二次回路的設計原則………………………………73

7.4.2電壓互感器的接線方式選擇……………………………………74

7.4.3壓變的保護功能…………………………………………………75

7.5高壓電機的控制保護…………………………………………………..76

7.6直流系統的設計…………………………………………………………77

7.6.1新技術采用和產品特點…………………………………………78

7.6.2系統結構和特性…………………………………………………78

7.6.3系統配置…………………………………………………………79

7.6.4對DCB502型直流屏蓄電池的選擇…………………………….80

7.7高配綜合自動化系統介紹………………………………………………80

7.7.1 MDU-02A配變保護測控單元介紹………………………………81

7.7.2 MDU-02D電動機保護測控單元介紹……………………………82

7.7.3 HE-2042 PT智能控制單元介紹…………………………………82

7.7.4 HE-2030備用電源自動投入單元介紹………………………….82