0245-某中外合資機(jī)械廠變電所及配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)【全套9張CAD圖】
0245-某中外合資機(jī)械廠變電所及配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)【全套9張CAD圖】,全套9張CAD圖,中外合資,機(jī)械廠,變電所,配電,系統(tǒng),設(shè)計(jì),全套,cad
第1章 全廠負(fù)荷的分析與計(jì)算1.1電力負(fù)荷的分級(jí)及對(duì)供電電源的要求電力負(fù)荷(electric power load)又稱電力負(fù)載,有兩種含義:一是指耗用電能的用電設(shè)備或用戶,如說重要負(fù)荷、一般負(fù)荷、動(dòng)力負(fù)荷、照明負(fù)荷等。另一是指用電設(shè)備或用戶耗用的功率或電流大小,如說輕負(fù)載、重負(fù)載、空負(fù)載、滿負(fù)載等。電力負(fù)荷的具體含義視具體情況而定。1.1.1工廠電力負(fù)荷分級(jí) 工廠的電力負(fù)荷,按GB50052-1995供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定,根據(jù)其對(duì)供電可靠性的要求及中斷供電造成的損失或影響的程度分為三級(jí);1、一級(jí)負(fù)荷(first order load) 一級(jí)負(fù)荷為中斷供電將造成人身傷亡者,或者中斷供電將在政治、經(jīng)濟(jì)上造成重大損失者,如重大設(shè)備損壞、重大產(chǎn)品報(bào)廢、用重要原料生產(chǎn)的產(chǎn)品大量報(bào)廢、國民經(jīng)濟(jì)重重點(diǎn)企業(yè)的連續(xù)生產(chǎn)過程被打亂需要長時(shí)間才能恢復(fù)等。在一級(jí)負(fù)荷中,當(dāng)中斷供電將發(fā)生中毒、爆炸和火災(zāi)等情況的負(fù)荷,以及特別重要的場(chǎng)所布允許中斷供電的負(fù)荷,應(yīng)視為特別重要的負(fù)荷。2、二級(jí)負(fù)荷(second order load) 二級(jí)負(fù)荷為中斷供電將在政治、經(jīng)濟(jì)少年宮造成較大損失者,如主要設(shè)備損壞、大量產(chǎn)品報(bào)廢、連續(xù)生產(chǎn)過程被打亂需較長時(shí)間才能恢復(fù)、重點(diǎn)企業(yè)大量減產(chǎn)等。3、三級(jí)負(fù)荷(third order load) 三級(jí)負(fù)荷為一般電力負(fù)荷,所有不屬于上述一、二級(jí)負(fù)荷者均屬三級(jí)負(fù)荷。1.1.2各級(jí)供電負(fù)荷對(duì)供電電源的要求1、一級(jí)負(fù)荷對(duì)供電電源的要求 由于一級(jí)負(fù)荷屬重要負(fù)荷,如果中斷供電另一路電源應(yīng)不致同時(shí)受到損壞。 一級(jí)負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷,除上述兩路電源外,還必須增設(shè)應(yīng)急電源。為保證對(duì)特別重要負(fù)荷的供電,嚴(yán)禁將其他負(fù)荷接入應(yīng)急供電系統(tǒng)。常用的應(yīng)急電源可使用下列幾種電源:獨(dú)立于正常電源的發(fā)電機(jī)組;供電網(wǎng)絡(luò)中獨(dú)立于正常電源的專門饋電線路;蓄電池;干電池。2、二級(jí)負(fù)荷對(duì)供電電源的要求 二級(jí)負(fù)荷也屬于重要負(fù)荷,要求由兩回路供電,供電變壓器也應(yīng)有兩臺(tái)(這兩臺(tái)變壓器比一定在同一變電所)。在其中一回路或一臺(tái)變壓器發(fā)生常見故障時(shí),二級(jí)負(fù)荷應(yīng)不致中斷供電,或中斷厚能迅速恢復(fù)供電。只有當(dāng)負(fù)荷較小或者當(dāng)?shù)毓╇姉l件困難時(shí),二級(jí)負(fù)荷可由一回路6KV及以上的專用架空線路供電。這是考慮架空線路發(fā)生故障時(shí),較之電纜線路發(fā)生故障時(shí)易于發(fā)現(xiàn)且易于檢查和修復(fù)。當(dāng)采用電纜線路時(shí),必須采用兩根電纜并列供電,每根電纜應(yīng)能承受全部二級(jí)負(fù)荷。3、三級(jí)負(fù)荷對(duì)供電電源的要求 由于三級(jí)負(fù)荷為不重要的一般負(fù)荷,因此它對(duì)供電電源無特殊要求。1.2計(jì)算負(fù)荷1.2.1 計(jì)算負(fù)荷的概念及依據(jù)通過負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算求除的、用來按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)中各元件的負(fù)荷值,稱為計(jì)算負(fù)荷(calculated load)。根據(jù)計(jì)算負(fù)荷選擇的電氣設(shè)備和導(dǎo)線電纜,如果以計(jì)算負(fù)荷連續(xù)運(yùn)行,其發(fā)熱溫度不會(huì)超過允許值。計(jì)算負(fù)荷是供電設(shè)計(jì)計(jì)算的基本依據(jù)。計(jì)算負(fù)荷確定得是否合理,直接影響到電器和導(dǎo)線電纜的選擇是否經(jīng)濟(jì)合理。如果計(jì)算負(fù)荷確定得過大,將使電器和導(dǎo)線電纜選得過大,造成投資和有色金屬的浪費(fèi)。如果計(jì)算負(fù)荷確定得過小,又將使電器和導(dǎo)線電纜處于過負(fù)荷下運(yùn)行,增加電能損耗,產(chǎn)生過熱,導(dǎo)致絕緣過早老化甚至燃燒引起火災(zāi),同樣會(huì)造成更大損失。由此可見,正確確定計(jì)算負(fù)荷意義重大。但是,負(fù)荷情況復(fù)雜,影響計(jì)算負(fù)荷的因素很多,雖然各類負(fù)荷的變化有一定的規(guī)律可循,但仍難準(zhǔn)確確定計(jì)算負(fù)荷的大小。實(shí)際上,負(fù)荷也不是一成不變的,它與設(shè)備的性能、生產(chǎn)的組織、生產(chǎn)者的技能及能源供應(yīng)的狀況等多種因素有關(guān)。因此負(fù)荷計(jì)算只能接近實(shí)際。1.2.2負(fù)荷計(jì)算的目的及方法:一、目的:(1)、求計(jì)算負(fù)荷(根據(jù)統(tǒng)計(jì)得到的按30min的平均負(fù)荷繪制的負(fù)荷曲線中的最大值)作為按發(fā)熱條件合理的選擇各級(jí)導(dǎo)線的截面,選定各種電器設(shè)備,準(zhǔn)確確定變壓器的容量提供依據(jù)。(2)、求尖峰電流,用作校驗(yàn)一些保護(hù)設(shè)備和檢驗(yàn)電器的依據(jù)。(3)、求平均負(fù)荷以計(jì)算負(fù)荷率。二、方法:1)、常用的負(fù)荷計(jì)算的方法主要有:需用系數(shù)法:該方法計(jì)算比較簡(jiǎn)單,適用于用電設(shè)備臺(tái)數(shù)比較多、各臺(tái)設(shè)備容量差別十分懸殊的用電場(chǎng)合,特別適用于車間及工廠的計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算,一般多用于初步設(shè)計(jì)和方案估算等,是目前用得最普遍的一種方法。二項(xiàng)式法:該方法主要考慮了用電設(shè)備的數(shù)量以及一些大容量的用電設(shè)備對(duì)計(jì)算負(fù)荷的影響,所得到的結(jié)果往往偏大,適用于用電設(shè)備臺(tái)數(shù)較少。而有些設(shè)備的容量相差較懸殊的場(chǎng)合,一般比較適用于設(shè)備組的計(jì)算及有些施工計(jì)算的場(chǎng)所。利用系數(shù)法:因?yàn)槭且愿怕收摓榛A(chǔ)分析所有用電設(shè)備在工作時(shí)的功率迭加來求解計(jì)算負(fù)荷的數(shù)值,因此求出的結(jié)果比需用系數(shù)法和利用系數(shù)法更接近實(shí)際,但由于過程較麻煩,而且利用系數(shù)累積的也不多,所以實(shí)際應(yīng)用較少。單位產(chǎn)量耗電量法:已知產(chǎn)品的單位產(chǎn)量的耗電量時(shí),初步設(shè)計(jì)和方案估算采用單位產(chǎn)量計(jì)算是最簡(jiǎn)單的。單位產(chǎn)值耗電量法:已知產(chǎn)品的單位產(chǎn)值的耗電量時(shí),初步設(shè)計(jì)和方案估算采用單位產(chǎn)值計(jì)算是最簡(jiǎn)單的。單位面積用電量法:?jiǎn)挝幻娣e用電量法適用于住宅、辦公樓和具有均勻分布負(fù)荷的生產(chǎn)線等的負(fù)荷計(jì)算,一般較多用于照明設(shè)計(jì)種2)、目前最常用的負(fù)荷計(jì)算的方法1、需要系數(shù)法 適用用電設(shè)備臺(tái)數(shù)較多,各臺(tái)設(shè)備容量相差不太懸殊時(shí),特別在確定車間和工廠的計(jì)算負(fù)荷時(shí),宜于采用。2、二項(xiàng)式法適用用電設(shè)備臺(tái)數(shù)較少,有的設(shè)備容量相差懸殊時(shí),特別在確定干線和分支線的計(jì)算負(fù)荷時(shí)宜采用。1.2.3本廠所采用的需要系數(shù)法1)、基本公式 (1-1) (1-2) 用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷,是指用電設(shè)備組從供電系統(tǒng)中取用的半小時(shí)最大負(fù)荷。用電設(shè)備組的設(shè)備容量,是指用電設(shè)備組所有設(shè)備(不含備用的設(shè)備)的額定容量之和,即。設(shè)備的額定容量,是設(shè)備在額定條件下的最大輸出功率(出力)。但是用電設(shè)備組的設(shè)備實(shí)際上不一定都同時(shí)運(yùn)行,運(yùn)行的設(shè)備也不太可能都滿負(fù)荷,同時(shí)設(shè)備本身有功功率損耗,因此用電設(shè)備組的有功計(jì)算負(fù)荷應(yīng)為為設(shè)備組的同時(shí)系數(shù),即設(shè)備組在最大負(fù)荷運(yùn)行的設(shè)備容量與全部設(shè)備容量之比; 為設(shè)備組的負(fù)荷系數(shù),即設(shè)備組在最大負(fù)荷時(shí)輸出功率與運(yùn)行的設(shè)備容量之比;為設(shè)備組的平均效率,即設(shè)備組在最大負(fù)荷時(shí)輸出功率與取用功率之比;為配電線路的平均效率,即配電線路在最大負(fù)荷時(shí)的末鍛功率(亦即設(shè)備組取用功率)與首端功率(亦即計(jì)算負(fù)荷)之比。需要系數(shù)(demand coefficient)=/()。 實(shí)際上,需要系數(shù)不僅與用電設(shè)備組的工作性質(zhì)、設(shè)備臺(tái)數(shù)、設(shè)備效率和線路損耗等因素有關(guān),而且與操作人員的技能很生產(chǎn)組等多種因素有關(guān),因此應(yīng)盡可能地通過實(shí)測(cè)分析確定,使之盡量接近實(shí)際。 無功計(jì)算負(fù)荷: (1-3) 為對(duì)應(yīng)于用電設(shè)備組的正切值。視在計(jì)算負(fù)荷: (1-4)(為用電設(shè)備組的平均功率因數(shù)。)計(jì)算電流: (1-5)(為用電設(shè)備組的額定電壓。)如果為一臺(tái)三相電動(dòng)機(jī),則其計(jì)算電流應(yīng)取其額定電流,即 (1-6)負(fù)荷計(jì)算中常用的單位:有功功率為“千瓦”(kW),無功功率為“千乏”(kar),視在功率為“千伏安”(kV.A),電流為“安”(A),電壓為“千伏”(kV)。2)、設(shè)備容量換算需要系數(shù)法基本公式中的設(shè)備容量,不含備用設(shè)備的容量,此容量的計(jì)算與用電設(shè)備的工作制有關(guān)。設(shè)備容量的計(jì)算依據(jù):1.對(duì)一般連續(xù)工作制和短時(shí)工作制的用電設(shè)備組 設(shè)備容量是所有設(shè)備的銘牌額定容量之和。2.對(duì)斷續(xù)周期工作制的用電設(shè)備組 設(shè)備容量是所有設(shè)備在不同負(fù)荷持續(xù)率下的銘牌額定容量換算到一個(gè)規(guī)定的負(fù)荷持續(xù)率下的容量之和。容量換算的公式為: (1-7)斷續(xù)周期工作制的用電設(shè)備常用的有電焊機(jī)和吊車電動(dòng)機(jī),各自的換算要求如下:(1) 電焊機(jī)組 要求容量統(tǒng)一換算到換算后的設(shè)備容量為: (1-8)即 (1-9)式中,、電焊機(jī)的銘牌容量(前者為有功功率,后者為視在功率); 與銘牌容量對(duì)應(yīng)的負(fù)荷持續(xù)率(計(jì)算中用小數(shù));值等于100%的負(fù)荷持續(xù)率(計(jì)算中用1);銘牌規(guī)定的功率因數(shù)。(2) 吊車電動(dòng)機(jī)組 要求容量統(tǒng)一換算到,換算后的容量為: (1-10)式中,吊車電動(dòng)機(jī)的銘牌容量; 與銘牌容量對(duì)應(yīng)的負(fù)荷持續(xù)率(計(jì)算中用小數(shù)); 值等于25%的負(fù)荷持續(xù)率(計(jì)算中用0.25)。3)、設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的確定確定擁有多組用電設(shè)備的干線上或車間變電所低壓母線上的計(jì)算負(fù)荷時(shí),應(yīng)考慮各組用電設(shè)備的最大負(fù)荷不同時(shí)出現(xiàn)的因素。因此在確定多組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷時(shí),應(yīng)結(jié)合具體情況對(duì)其有功負(fù)荷和無功負(fù)荷分別計(jì)入一個(gè)同時(shí)系數(shù)(又稱參差系數(shù)或綜合系數(shù))、:對(duì)車間干線,取 對(duì)低壓母線,分兩種情況(1)、由用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷直接相加來計(jì)算時(shí),取 (2)、由車間干線計(jì)算負(fù)荷直接相加來計(jì)算時(shí),取 總的有功計(jì)算負(fù)荷為 (1-11)總的無功計(jì)算負(fù)荷為 以上兩式中的和分別為各組的有功和無功計(jì)算負(fù)荷之和??偟囊曉谪?fù)荷為 (1-12)總的計(jì)算電流為 (1-13)注意:由于各組設(shè)備的功率因數(shù)不一定相同,因此總的視在計(jì)算負(fù)荷和計(jì)算電流一般不能用各組的視在計(jì)算負(fù)荷或計(jì)算電流之和來計(jì)算,總的視在計(jì)算負(fù)荷也不能按式計(jì)算。在計(jì)算多組設(shè)備總的計(jì)算負(fù)荷時(shí),為了簡(jiǎn)化和統(tǒng)一,各組的設(shè)備臺(tái)數(shù)不論多少,各組的計(jì)算負(fù)荷均按給定的計(jì)算系數(shù)計(jì)算,而不必考慮設(shè)備臺(tái)數(shù)少而適當(dāng)增大和值的問題。1.2.4各車間的負(fù)荷計(jì)算1)、機(jī)加工一車間1、車床(1)查得: KWKVarKVAA2、車床(2)查得: KWKVarKVAA3、車床(3)查得: KWKVarKVAA4、車床(4)查得: KWKVarKVAA5、數(shù)控車床查得: KWKVarKVAA6、車床(5)查得: KWKVarKVAA7、滾齒機(jī)查得: KWKVarKVAA8、龍門刨床查得: KWKVarKVAA9、牛頭刨床查得: KWKVarKVAA10、萬能銑床查得: KWKVarKVAA11、外圓磨床查得: KWKVarKVAA12、工具磨床查得: KWKVarKVAA13、搖臂鉆床查得: KWKVarKVAA14、立式鉆床查得: KWKVarKVAA15、剪板機(jī)查得: KWKVarKVAA16、砂輪機(jī)查得: KWKVarKVAA17、行車5T24M查得: KWKVarKVAA18、電焊機(jī)查得: KWKVarKVAA19、通風(fēng)機(jī)查得: KWKVarKVAA20、電扇查得: KWKVarKVAA21、照明查得: KWKVarKVAA22、電氣檢修電源 無具體容量機(jī)加工一車間總、: 2)、 機(jī)加工二車間 因機(jī)加工二車間設(shè)備與機(jī)加工一車間設(shè)備相同,則機(jī)加工二車間各設(shè)備計(jì)算負(fù)荷、車間總負(fù)荷應(yīng)當(dāng)與機(jī)加工一車間完全相同。在這里不再重復(fù)計(jì)算。3)、調(diào)試車間1、調(diào)試一線查得: KWKVarKVAA2、調(diào)試二線查得: KWKVarKVAA調(diào)試車間總、:4)、 組裝車間查得: KWKVarKVAA組裝車間總的、:5)、 產(chǎn)品研發(fā)車間查得: KWKVarKVAA產(chǎn)品研發(fā)車間總的、:6)、 綜合樓等查得: KWKVarKVAA綜合樓等總的、: kvar7)、 變電所1、本所照明配電箱查得: KWKVarKVAA2、空調(diào)電源查得: KWKVarKVAA3、主控室電源開關(guān)箱查得: KWKVarKVAA4、儀表檢修電源無具體容量5、電氣檢修電源無具體容量變電所總的、:8)、 水泵房查得: KWKVarKVAA水泵房總的、:9)、 高配所查得: KWKVarKVAA高配所總的、:全廠總的、: KVA全廠功率因數(shù)小于0.9,應(yīng)提高功率因數(shù)。1.3無功負(fù)荷的分析、計(jì)算與補(bǔ)償1.3.1改善功率因數(shù)的意義工廠中大多數(shù)用電設(shè)備都是電感性負(fù)荷,運(yùn)行時(shí)功率因數(shù)很低.需要從電力系統(tǒng)取用無功功率.因此供電系統(tǒng)除供給有功功率外,還需要供給大量無功功率.給系統(tǒng)帶來下述不良影響:(功功率不變時(shí)) ()線路電流,使供配電設(shè)備不能充分利用,降低了供電能力。()電流增加引起了線路和設(shè)備的功率損耗和電能損耗增大。()功率因數(shù)愈低。線路的電壓損失也愈大,使設(shè)備運(yùn)行條件惡化。()對(duì)發(fā)電設(shè)備來說,無功電流增大,對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的去磁效應(yīng)增加,端電壓降低。使發(fā)電機(jī)達(dá)不到預(yù)定出力。無功功率對(duì)供電系統(tǒng)及工廠內(nèi)部配電系統(tǒng)都有極不良影響,從節(jié)約電能和提高電能質(zhì)量出發(fā),都必須考慮改善功率因數(shù)措施。功率因數(shù)是供用電的一項(xiàng)重要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。全國供用電規(guī)則明確規(guī)定:“用電力率(功率因數(shù))低于.時(shí),電業(yè)局不予供電。新建及擴(kuò)建的電力用戶其用電力率一律不應(yīng)低于.”。(其它用戶不低于.)。1.3.2工廠常用功率因數(shù)的計(jì)算用電負(fù)荷的功率因數(shù)通常隨著負(fù)荷的改變與電壓的波動(dòng)而變動(dòng)。如何滿足供電部門要求,使功率因數(shù)不低于國家規(guī)定數(shù)值,首先需對(duì)工廠幾種功率因數(shù)的計(jì)算方法有所了解。1.均權(quán)功率因數(shù)按工廠每月有功及無功電度表記錄的電能消耗量為參數(shù)計(jì)算的來的數(shù)值:cos()式中:有功電能(千瓦小時(shí));無功電能(千乏小時(shí))均權(quán)功率因數(shù)是電業(yè)部門計(jì)量電費(fèi)時(shí)的參考數(shù)據(jù)。2.自然功率因數(shù)凡未裝設(shè)人工補(bǔ)償裝置的功率因數(shù)稱為自然功率因數(shù)。自然功率因數(shù)有瞬時(shí)值和均權(quán)值兩種。前者可由功率因數(shù)表讀出,或抄記電流表,電壓及功率在同一瞬間的讀數(shù)按下式求得:cos()式中:功率表讀數(shù)(千瓦);電壓表讀數(shù)(千乏);電流表讀數(shù)(安)3.最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)、 補(bǔ)償前最大負(fù)荷的自然功率因數(shù):cos()、 補(bǔ)償后最大負(fù)荷的功率因數(shù):cos()式中:全廠有功計(jì)算負(fù)荷(千瓦);全廠無功計(jì)算負(fù)荷(千乏);全廠的無功補(bǔ)償容量(千乏)。1.3.3提高功率因數(shù)的方法1)、提高自然功率因數(shù)的方法提高功率因數(shù)辦法,主要是減少系統(tǒng)供給的無功功率。如能采用下列措施降低用電設(shè)備所需的無功功率,則可使設(shè)備的自然功率因數(shù)有所提高。、 提高變壓器的負(fù)荷率、 正確選用異步電動(dòng)機(jī)的規(guī)格型號(hào)、 限制異步電動(dòng)機(jī)及電焊機(jī)空載運(yùn)行、 不調(diào)速的饒線式異步電動(dòng)機(jī)同步化運(yùn)行2)、認(rèn)為改善功率因數(shù)采用提高自然功率因數(shù)措施后仍達(dá)不到電業(yè)部門歸標(biāo)準(zhǔn)時(shí),必須采用補(bǔ)償裝置提供無功功率以改善功率因數(shù)。1.補(bǔ)償裝置選擇工廠常用補(bǔ)償裝置有:() 移相電容器(靜電電容器);() 同步電動(dòng)機(jī)。同步電動(dòng)機(jī)過勵(lì)磁運(yùn)行,可以向系統(tǒng)提供無功功率,但同步機(jī)運(yùn)行和維護(hù)都較異步機(jī)復(fù)雜,且價(jià)格昂貴。在工廠中有適合大容量同步機(jī)帶動(dòng)的負(fù)載時(shí),才考慮使用同步機(jī)過勵(lì)磁或饒線式異步機(jī)同步化運(yùn)行改善功率因數(shù)。同時(shí)應(yīng)與加移相電容器補(bǔ)償進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,然后確定設(shè)計(jì)方案。 移相電容器功率損耗小,維護(hù)方便,增容容易,可靠性高(個(gè)別電容器損壞,不影響全局),在工廠供電系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。 使用移相電容器要注意通風(fēng)降溫,并嚴(yán)格控制端電壓以延長電容器使用壽命。工廠常用的移相電容器有型和型數(shù)種。(過去生產(chǎn)過型,現(xiàn)已嚴(yán)禁使用)。移相電容器有室內(nèi)式和室外式兩種,根據(jù)環(huán)境選用移相電容器補(bǔ)償。2.移相電容器的補(bǔ)償方式 移相電容器的補(bǔ)償方式可分為下述三種:() 個(gè)別補(bǔ)償,電容器直接安裝在用電設(shè)備附近;() 分組(分散)補(bǔ)償,電容器分散安裝在車間配電母線上,對(duì)部分用電設(shè)備專設(shè)一組補(bǔ)償用移相電容器;() 集中補(bǔ)償,電容器集中安裝在變配電所的一次或二次母線上(多裝在二次側(cè))或總降壓變電所二次側(cè)(千伏側(cè))。從補(bǔ)償效果考慮,在用點(diǎn)設(shè)備近旁安裝電容器的個(gè)別補(bǔ)償方式效果最好,可以降低線路和變壓器的有功損耗。電壓損失小。有時(shí)還可減小車間線路的導(dǎo)線截面以及車間變電所變壓器容量。但投資大,利用率低,維護(hù)管理不便,占地較多。所以個(gè)別補(bǔ)償方式只適用于連線運(yùn)行的大容量設(shè)備或配電線路較長并長時(shí)間運(yùn)行設(shè)備。對(duì)于用電負(fù)荷分散及補(bǔ)償容量較小的工廠,可采用電容器組分散在車間內(nèi)的分組補(bǔ)償方式,或集中裝設(shè)在低壓配電間內(nèi)。對(duì)于補(bǔ)償容量相當(dāng)大的工廠,可采用分散補(bǔ)償和集中補(bǔ)償相結(jié)合的補(bǔ)償方式。各車間低壓側(cè)補(bǔ)償之后功率因數(shù)仍達(dá)不到要求時(shí),可再在總降壓變電所的二次側(cè)聯(lián)入高壓電容器進(jìn)行集中補(bǔ)償。使計(jì)量電能側(cè)的均權(quán)功率因數(shù)達(dá)到電業(yè)部門規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。并應(yīng)根據(jù)負(fù)荷變動(dòng)情況靈活投切電容器,力爭(zhēng)瞬時(shí)功率因數(shù)越高越好。所需補(bǔ)償容量,可參考第一篇第一章進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)本廠的情況,采用低壓集中補(bǔ)償。1.3.4 對(duì)本廠功率因數(shù)的集中補(bǔ)償補(bǔ)償后取0.915kvar取512kvar根據(jù)此容量選擇補(bǔ)償柜:方案編號(hào)124125126127一次方案最大補(bǔ)償容量(k.var)(816)128(1216)192(816)128(1216)192主要電氣元件QSA-400NT或RT20 B30CBH-40BCMJ3(10-16KVAR)QSA-400NT或RT20 B30CBH-40BCMJ3(10-16KVAR)柜寬(mm)600800600800設(shè)備室高72E72E用途自動(dòng)控制正柜自動(dòng)控制副柜方案編號(hào)128129130131一次方案最大補(bǔ)償容量(k.var)(816)128(1616)256(816)128(1616)256主要電氣元件DCHR1-2NT或RT20 B30CBH-40BCMJ3(10-16KVAR)DCHR1-3NT或RT20 B30CBH-40BCMJ3(10-16KVAR)DCHR1-2NT或RT20 B30CBH-40BCMJ3(10-16KVAR)DCHR1-3NT或RT20 B30CBH-40BCMJ3(10-16KVAR)柜寬(mm)600+200600+400600+200600+400設(shè)備室高72E72E用途自動(dòng)控制正柜自動(dòng)控制副柜選自浙江開關(guān)廠產(chǎn)品樣本MNS(Z)低壓抽出式開關(guān)柜 P18 根據(jù)上表可見本設(shè)計(jì)選擇方案編號(hào)為129、作為補(bǔ)償柜的正柜補(bǔ)償后:kvarkwkvarkwkvarkvar這一功率因數(shù)滿足規(guī)定(0.9)要求1.4全廠負(fù)荷計(jì)算表車 間序號(hào)位號(hào)用電設(shè)備名稱負(fù)荷 系數(shù)電力設(shè)備 型號(hào)規(guī)格單臺(tái)容量 (KW)總 臺(tái) 數(shù)功率 因素計(jì)算 電流 (A)計(jì)算負(fù)荷P30 KWQ30 KVarS30 KVA機(jī)加工一、二車間1車床2C63010.140.5030.7010.1017.4720.202車床3C620-17.140.5021.587.1012.2814.203車床3C6204.540.5013.684.507.789.04車床3C6163.040.509.123.05.196.05數(shù)控車床2CK6125/5003.0160.5036.4712.020.7624.06車床2C6110041.920.5027.5720.9536.2441.97滾齒機(jī)2Y3841.920.5027.5720.9536.2441.98龍門刨床2B2012Q67.620.5044.4833.858.4767.69牛頭刨床2B6653.040.509.123.05.196.010萬能銑床2X62W3.040.509.123.05.196.011外圓磨床24.520.506.842.252.804.512工具磨床33.020.504.461.52.603.013搖臂車床3Z-358.520.5012.924.257.358.514立式鉆床3Z5354.660.5020.976.911.9413.815剪板機(jī)34.020.506.082.03.464.016砂輪機(jī)3S35L3001.580.509.123.05.196.017行車5T24M27.020.5010.643.56.067.018電焊機(jī)34.5 80.6031.9112.616.7621.019通風(fēng)機(jī)310.040.8097.2632.024.064.020電扇30.2500.8025.848.56.3817.021照明210.021.030.4020.0020.022電氣檢修電源 22200調(diào)試車間1調(diào)試一線2225.00.70170.9778.7580.33112.52調(diào)試二線2256.00.70194.5389.691.39128.0組裝車間13139.00.6597.5041.748.7964.15產(chǎn)品研發(fā)車間12120.00.8059.2272.054.090.0綜合樓等13180.01.0273.561620180變 電 所1本所照明配電箱212.0120.5126.113.52空調(diào)電源215.00.828.51511.2518.83主控室電源開關(guān)箱216.80.831.916.812.6214儀表檢修電源21100A65.85電氣檢修電源22200A132水泵房13165.00.80203.74107.2580.44134.06高配所1255.00.7035.8216.516.8323.57合計(jì)1.5全廠各車間負(fù)荷計(jì)算詳細(xì)列表機(jī)加工一車間機(jī)加工二車間調(diào)試車間組裝車間產(chǎn)品研發(fā)車間綜合樓等變電所水泵房高配所KV193.41193.41159.9339.6268.4171.039.42101.8915.68KVar276.78276.78155.4547.3352.38028.578.0316.331.6全廠負(fù)荷計(jì)算補(bǔ)償前與補(bǔ)償后對(duì)比表無功補(bǔ)償前無功補(bǔ)償后kw954.93967.89KVar921.09460.84KVA1326.761071.9805120.720.90323第2章 10/0.4/0.23kV變電所所址型式確定2.1變配電所所址選擇2.1.1變配電所所址選擇的一般原則 變配電所所址的選擇,應(yīng)根據(jù)下列要求并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析比較后確定:1.盡量接近負(fù)荷中心,以降低配電系統(tǒng)的電能損耗、電壓損耗和有色金屬消耗量。2.進(jìn)出線方便,特別是要便于架空進(jìn)出線。3.接近電源側(cè),特別是工廠的總降壓變電所和高壓配電所。4.設(shè)備運(yùn)輸方便,特別是要考慮電力變壓器和高低壓成套配電裝置的運(yùn)輸。5.不應(yīng)設(shè)在有劇烈振動(dòng)或高溫的場(chǎng)所,無法避開時(shí),應(yīng)有防震和隔熱的措施。6.不宜設(shè)在多塵或有腐蝕氣體的場(chǎng)所,無法遠(yuǎn)離時(shí),不應(yīng)設(shè)在污染源的下風(fēng)側(cè)。7.不應(yīng)設(shè)在廁所、浴室和其他經(jīng)常積水場(chǎng)所的正下方,且不宜與上述場(chǎng)所相貼鄰。8.不應(yīng)設(shè)在有爆炸危險(xiǎn)環(huán)境的正上方或正下方,且不宜設(shè)在有火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境的正上方或正下方。當(dāng)與有爆炸或火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境的建筑物毗連時(shí),應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB50058-1992爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定。9.不應(yīng)設(shè)在地勢(shì)低洼和可能積水的場(chǎng)所。10.工廠或車間的負(fù)荷中心,可用下面介紹的負(fù)荷指示圖或負(fù)荷功率矩法來近似地確定。2.1.2變配電所所址的確定出于對(duì)變電所的要求,布置要緊湊合理,便于設(shè)備的操作、巡視、搬運(yùn)、檢修和實(shí)驗(yàn),還要考慮發(fā)展的可能性。盡量利用自然采光和自然通風(fēng)。適當(dāng)安排建筑物內(nèi)各房間的相對(duì)位置,使配電室的位置便于進(jìn)、出線。低壓配電室應(yīng)靠近變壓器室。電容器室盡量與高壓配電室相毗連??刂剖摇⒅蛋嗍液洼o助間的位置便于運(yùn)行人員工作和管理等。而本廠主要負(fù)責(zé)機(jī)械企業(yè)新產(chǎn)品的研制中試任務(wù)。其組成車間包括:機(jī)加工一車間、機(jī)加工二車間、調(diào)試車間、組裝車間、產(chǎn)品研發(fā)車間、綜合樓、變電所、水泵房、高配所。1)、機(jī)械廠內(nèi)各車間的主要特點(diǎn):根據(jù)機(jī)械廠的特點(diǎn),其機(jī)加工一、二車間、調(diào)試車間、產(chǎn)品研發(fā)車間等屬二級(jí)負(fù)荷,其余部分均屬三級(jí)負(fù)荷。主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槲鞅憋L(fēng)。 電源:從西北側(cè)距廠1.5公里處的35/10KV市“北區(qū)變電所”,用10KV電纜線路向本廠供電。如總平面圖所示,將變配電所設(shè)在組裝車間是為了便于檢修、人為的操作、巡視等的方便,而考慮到機(jī)加工一、二車間、調(diào)試車間、產(chǎn)品研發(fā)車間等屬二級(jí)負(fù)荷,所以根據(jù)接近負(fù)荷中心的原則將變配電所放在如圖中所示位置是合理的;從該廠所在地區(qū)的風(fēng)向來分析,根據(jù)要設(shè)在污染源上風(fēng)的原則,該地區(qū)風(fēng)向?yàn)槲鞅憋L(fēng)所以能很好的遵守這一原則;從供電方面來講,因?yàn)殡娫磥碜?5/10KV市“北區(qū)變電所”,所以變配電所設(shè)在廠的北面也是合理的。2)、負(fù)荷中心的確定1.負(fù)荷功率矩法設(shè)有負(fù)荷、和(均表示有功計(jì)算負(fù)荷),分布如圖4-74所示。它們?cè)谌芜x的直角坐標(biāo)分別 為、?,F(xiàn)假設(shè)總負(fù)荷的負(fù)荷中心坐標(biāo)處,則仿照力學(xué)求重心的力矩方程可得 (2-1) (2-2)寫成一般式為 (2-3) (2-4)因此求得負(fù)荷中心的坐標(biāo)為 (2-5) (2-6)這里必須指出:負(fù)荷中心雖然是選擇變配電所所址的重要因素,但不是唯一因素,而且負(fù)荷中心也不是固定不變的,因此負(fù)荷中心的計(jì)算并不要求十分精確。2.對(duì)本廠的負(fù)荷中心計(jì)算 如圖所示,設(shè)機(jī)加工一車間的負(fù)荷為,機(jī)加工二車間為,產(chǎn)品研發(fā)車間為,組裝車間為,調(diào)試車間為,綜合樓為,水泵房為,設(shè)各車間的幾何中心點(diǎn)為車間負(fù)荷中心點(diǎn),因此各車間負(fù)荷中心的中心坐標(biāo)分別為:(13.5,7.7) (13,2.3) (13.5,3.5) (6.7,5)(1.7,5) (5.5,10.5) (0.5,14) =193.41kw,=193.41kw,=68.4kw,=39.62kw,=159.93kw,=171kw,=101.89kw根據(jù): 2.1.3變電所型式的選擇工廠的總降壓變電所和高壓配電所多為獨(dú)立式,車間變電所多為附設(shè)式。變配電所的結(jié)構(gòu)型式和范圍,如表所示 變配電所的結(jié)構(gòu)型式和適用范圍序號(hào)類型型式優(yōu)缺點(diǎn)適用范圍1室內(nèi)型獨(dú)立式不受車間生產(chǎn)影響,不占車間生產(chǎn)面積,但建筑總降壓變電所,高壓配電所及下列情況的車間(或小型工廠)變電所,各車間負(fù)荷小而分散,或需遠(yuǎn)離有易燃易爆危險(xiǎn)及有腐蝕性車間時(shí)2附設(shè)式內(nèi)附建筑費(fèi)較低,且能保持車間建筑外觀整齊,但站車間生產(chǎn)面積車間面積不太大,且車間內(nèi)設(shè)備布置不很穩(wěn)定的車間變電所3外附不占或少占車間生產(chǎn)面積,建筑費(fèi)也較低,但有礙車間建筑的外觀整齊基本上與內(nèi)附式相同,而在考慮內(nèi)附式有困難時(shí)4車間內(nèi)式深入負(fù)荷中心,技術(shù)經(jīng)濟(jì)性好,但占車間生產(chǎn)面積,且防火安全要求大大提高車間面積大,負(fù)荷重,且車間內(nèi)大容量設(shè)備布置相當(dāng)穩(wěn)定的車間變電所5室外型露天式較為簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì),但變壓器露天裝設(shè),安全可靠性差,且運(yùn)行維護(hù)不夠方便負(fù)荷不很重要,且環(huán)境正常的車間變電所6半露天式基本上與露天式相同,但運(yùn)行維護(hù)條件有所改善,可避免強(qiáng)烈日照和暴雨影響同露天式7桿上式最為簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì),但運(yùn)行維護(hù)條件差變壓器容量?。?15kVA以下)、負(fù)荷不重要的場(chǎng)所,一般供生活區(qū)用電說明圖 2.2總體布置2.2.1變電所總體布置的原則1、布置緊湊合理。便于設(shè)備的操作,搬運(yùn),檢修,實(shí)驗(yàn)和巡視,還要考慮發(fā)展的可靠性2、適當(dāng)安排建筑物結(jié)構(gòu)內(nèi)各房間的相對(duì)位置,使配電室的位置便于進(jìn)、出線。低壓配電室靠近變壓器室。電容器室宜與變壓器室及相應(yīng)電壓等級(jí)的配電室相連。控制室、值班室和輔助間的位置便于運(yùn)行人員工作和管理等。3、盡量利用自然采光和自然通風(fēng)。變壓器室和電容器室應(yīng)盡量避免日曬,控制室盡可能朝南。4、配電室、控制室、值班室等地面,宜高出室外地面150300mm。變壓器室的地坪高度視需要而定。5、35KV屋內(nèi)變電所宜雙層布置,變壓器室應(yīng)設(shè)在底層。采用單層布置時(shí),變壓器宜露天或半露天安裝。6、10(6)KV配電所宜單層布置。當(dāng)采用雙層布置時(shí),變壓器室應(yīng)設(shè)在底層。7、變配電所的輔助用房,如載波通信室、值班室、休息室、工具室、備件室、廁所等,應(yīng)根據(jù)需要和節(jié)約的原則確定。8、配電室、變壓器室、電容器室的門應(yīng)向外開。相鄰配電室之間有門時(shí),該門應(yīng)雙向開啟或向低壓方向開啟。9、考慮企業(yè)的發(fā)展。無論是分期建設(shè)的企業(yè)或一次性建設(shè)的企業(yè),均應(yīng)視企業(yè)的近遠(yuǎn)期發(fā)展規(guī)劃在室內(nèi)外預(yù)留一定的空間。10、節(jié)約土地,節(jié)省投資。正常情況下的35110kV配電裝置,主變壓器盡可能采用戶外安裝方式;有污染、有腐蝕性氣體、導(dǎo)電粉塵多及沿海鹽霧地區(qū)的35110kV配電裝置全部應(yīng)安裝于室內(nèi)。610kV及以下配電裝置全部應(yīng)安裝于室內(nèi)??偨祲鹤冸娝牟贾脩?yīng)緊湊,經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較合理時(shí)可采用23層的主建筑,以節(jié)約土地。2.2.2按負(fù)荷分布情況確定車間變電所所址1)、車間變電所的數(shù)量一般情況下每個(gè)車間均單獨(dú)設(shè)立自己的變電所,對(duì)負(fù)荷不大的車間是否設(shè)置獨(dú)立的變電所,應(yīng)視負(fù)荷大小和與鄰近可向其供電的車間的距離而定。對(duì)低壓供電系統(tǒng)如供給的容量著20kVA以上時(shí),無論距離遠(yuǎn)近,均應(yīng)設(shè)置獨(dú)立的變電所,當(dāng)負(fù)荷容量在180kVA以下時(shí),從供電點(diǎn)到負(fù)荷中心的最大距離不超過300m;當(dāng)負(fù)荷的容量在180240kVA之間時(shí),最大距離不超過230m;當(dāng)負(fù)荷的容量在240320kVA之間時(shí),最大距離不超過175m。2)、車間變電所所址的確定變電所所址選擇的原則中,盡量靠近負(fù)荷中心是選擇變電所所址的一條重要原則,但不是唯一的原則;最終確定所址應(yīng)從實(shí)際出發(fā),全面考慮,除盡量靠近負(fù)荷中心外,還應(yīng)兼顧其他原則。對(duì)于工廠的總變,配電所所址選擇,應(yīng)將靠近電源側(cè)也作為一條重要原則。出于對(duì)變電所的要求,布置要緊湊合里,便于設(shè)備的操作、巡視、搬運(yùn)、檢修和實(shí)驗(yàn),還要考慮發(fā)展的可能性。盡量利用自然采光和自然通風(fēng)。適當(dāng)安排建筑物內(nèi)各房間的相對(duì)位置,使配電室的位置便于進(jìn)、出線。低壓配電室應(yīng)靠近變壓器室。電容器室盡量與高壓配電室相毗連。控制室、值班室和輔助間的位置便于運(yùn)行人員工作和管理等。而本廠主要負(fù)責(zé)氟制品的制造任務(wù),其組成車間包括:F1生產(chǎn)裝置車間、F2生產(chǎn)裝置車間、冷凍站、中央控制樓、檢測(cè)站、包裝車間、變電所、機(jī)修車間、成品倉庫和辦公樓等。2.2.3低壓配電室1、低壓配電室設(shè)備的布置應(yīng)便于安裝、操作、搬運(yùn)、檢修、試驗(yàn)和檢修。2、低壓配電室的長度超過8m時(shí),應(yīng)設(shè)有兩個(gè)出口,并宜布置在配電室兩端;位于樓上的配電室至少應(yīng)設(shè)有一個(gè)出口。如果兩個(gè)出口間的距離超過15m時(shí)增加出口。3、安排布置的低壓配電屏的長度超過6m時(shí),其屏后通道應(yīng)設(shè)兩個(gè)通向本室或其他房間的出口,如果兩個(gè)出口間的距離超過15m時(shí)應(yīng)增加出口。4、低壓配電室可設(shè)能開啟的自然采光之窗,但應(yīng)有防止雨、雪、小動(dòng)物進(jìn)入室內(nèi)的設(shè)施。臨街的一面不宜開窗。5、當(dāng)由同一低壓配電室供給一級(jí)負(fù)荷用電的兩路電纜不應(yīng)同過同一電纜通道。當(dāng)無法分開時(shí),則該電纜通道內(nèi)的兩路電纜應(yīng)采用阻燃電纜,且應(yīng)分別敷設(shè)在通道的兩側(cè)支架上。6、低壓配電室內(nèi)各種通道寬度不應(yīng)小于以下尺寸:我們采用的是單面抽屜式屏背對(duì)背布置,其屏前操作通道最小為1800mm,屏后維護(hù)通道最小為1000mm。7、低壓配電室兼作值班室,配電屏正面距墻不宜小于3m。8、低壓配電室的高度應(yīng)和變壓器室綜合考慮,一般可參考下列尺寸:a) 與抬高地坪變壓器室相鄰時(shí)其高度為44.5m;b) 與不抬高地坪變壓器室相鄰時(shí)其高度為3.54m;c) 配電室為電纜進(jìn)線時(shí),其高度為3m。9、低壓配電室的具體布置見下圖:2.2.4變壓器室1、每臺(tái)油量為1000kg及以上地三相變壓器,應(yīng)裝設(shè)在單獨(dú)地變壓器室內(nèi)。寬面推進(jìn)的變壓器低壓側(cè)宜向外;窄面推進(jìn)的變壓器油枕宜向外。2、油浸變壓器外廓與變壓器室墻壁和門的凈距不應(yīng)小于下表列數(shù)值。3、室內(nèi)安裝的干式變壓器,其外部與四周墻壁的凈距不應(yīng)小于0.6m;干式變壓器之間的距離不應(yīng)小于1m,并應(yīng)滿足巡視、維修的要求。4、變壓器室內(nèi)可安裝與變壓器有關(guān)的負(fù)荷開關(guān)、隔離開關(guān)和熔斷器。在考慮變壓器布置及高、低壓出線位置時(shí),應(yīng)盡量使負(fù)荷開關(guān)或隔離開關(guān)的操作機(jī)構(gòu)裝在近門外。5、在確定變壓器室面積時(shí),應(yīng)考慮變壓器所帶負(fù)荷發(fā)展的可能性,一般按能裝設(shè)大一級(jí)容量的變壓器考慮。6、變壓器室的通風(fēng)窗應(yīng)采用非燃燒材料。7、車間內(nèi)變電所和民用主體建筑內(nèi)的附設(shè)變電所的可燃性油浸變壓器室,應(yīng)設(shè)置容量為100變壓器油量的儲(chǔ)油池。通常的做法是在變壓器油坑內(nèi)設(shè)置厚度大于250mm的卵石層,卵石層底下設(shè)置貯油池或者利用變壓器油坑內(nèi)卵石之間的縫隙作為貯油池。8、變壓器室的大門一般按變壓器外形尺寸加0.5m。當(dāng)一扇門的寬度為1.5m及以上時(shí),應(yīng)在大門上開一個(gè)小門,小門寬0.8m,高1.88m。9、變壓器室通風(fēng)窗有效面積計(jì)算由工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè)P70可知,其通風(fēng)窗的面積為2.67m2,出風(fēng)窗的面積為2.67 m2。出風(fēng)孔采用固定百葉窗,進(jìn)風(fēng)孔采用固定百葉窗加金屬網(wǎng)進(jìn)行計(jì)算,通風(fēng)窗設(shè)在下方,出風(fēng)窗設(shè)在上方。30第3章 變壓器臺(tái)數(shù)及容量的確定3.1變壓器臺(tái)數(shù)的確定 下述情況可考慮選兩臺(tái)或兩臺(tái)以上主變壓器:1.一、二級(jí)負(fù)荷數(shù)量較大,對(duì)可靠性要求較高時(shí);2.工廠有大型沖擊負(fù)荷(如大型高壓電動(dòng)機(jī),電弧爐等),為減少對(duì)其它負(fù)荷影響有必要單獨(dú)設(shè)置變壓器時(shí);3.工廠負(fù)荷極不均衡,選兩臺(tái)主變壓器可以大量降低電能損耗,使設(shè)置兩臺(tái)變壓器增多的設(shè)備投資,可在35年內(nèi)由節(jié)約的電能電費(fèi)中收回時(shí);4.原設(shè)一臺(tái)主變壓器的變電所,由于負(fù)荷增容但又不能更換大容量變壓器時(shí);5.分期建設(shè)的大型企業(yè),為節(jié)省初期投資,提高變壓器運(yùn)行效率,可分期投入23臺(tái)主變壓器來代替一臺(tái)大型變壓器。 由于總降壓變電所的變壓器對(duì)投資影響很大,變壓器臺(tái)數(shù)多,使開關(guān)電器及輔助材料消耗增多,并使接線復(fù)雜,增加運(yùn)行維護(hù)工作量。因此,總降壓變電所一般裝設(shè)12臺(tái)主變壓器。當(dāng)選用一臺(tái)變壓器時(shí),其容量應(yīng)較全廠總視在計(jì)算負(fù)荷留15%裕量,以提高運(yùn)行效率。當(dāng)裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器時(shí),其容量應(yīng)滿足一臺(tái)變壓器停止工作時(shí),另一臺(tái)仍能保證對(duì)一、二級(jí)負(fù)荷供電。 由于本廠二級(jí)負(fù)荷比較多,為提高供電可靠性,選擇二臺(tái)變壓器對(duì)工廠供電。3.2主變壓器容量的確定3.2.1變電所主變壓器容量的選擇1.只裝一臺(tái)主變壓器的變電所 主變壓器容量應(yīng)滿足全部用電設(shè)備總計(jì)算負(fù)荷的需要,即 (3-7)2.裝有兩臺(tái)變壓器的變電所 每臺(tái)變壓器的容量應(yīng)同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件:1)任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí),宜滿足總計(jì)算負(fù)荷的大約60%70%的需要,即 (3-8)2)任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí),應(yīng)滿足全部一、二級(jí)負(fù)荷的需要,即 (3-9)3根據(jù)本廠實(shí)際情況,選擇本廠主變壓器的的容量 由于本廠采用的是兩臺(tái)變壓器供電,所以所選變壓器的容量必須滿足(3-8)、(3-9)兩式的要求。因?yàn)楸緩S沒有一級(jí)負(fù)荷,所以有已知:所以:(1)=630.49KVA(2) 取800KVA根據(jù)戶外變壓器的實(shí)際容量(出力):,而戶內(nèi)變壓器環(huán)境溫度比戶外變壓器環(huán)境溫度要高出大約8,因此戶內(nèi)變壓器的實(shí)際容量(出力)較之上式還要減小8%,所以有,=33.5,若選容量為800kVA的變壓器,則:=KVA可見顯然小于750.39的要求,所以我們選擇1000kVA及其以上容量的變壓器。3.2.2對(duì)變壓器容量的選取進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較:1)、對(duì)于經(jīng)濟(jì)比較的相關(guān)內(nèi)容工廠供電設(shè)計(jì)不僅要滿足生產(chǎn)工藝提出的各項(xiàng)具體要求,保證安全可靠地提供電能,而且力求經(jīng)濟(jì)合理,投資少,運(yùn)行費(fèi)用低。這就需要對(duì)幾個(gè)切實(shí)可行的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的比較,選擇一個(gè)技術(shù)上最佳和經(jīng)濟(jì)合理的方案。技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,一般包括技術(shù)指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)計(jì)算和有色金屬消耗量三方面。1.技術(shù)指標(biāo)的主要內(nèi)容1.供電的可靠性與運(yùn)行的靈活性;2.電能質(zhì)量;3.運(yùn)行管理、維護(hù)檢修條件;4.交通運(yùn)輸及施工條件;5.有無發(fā)展條件;6.其他方面的有利及不利條件。2.經(jīng)濟(jì)計(jì)算經(jīng)濟(jì)計(jì)算包括基本建設(shè)投資和年運(yùn)行費(fèi)用兩大項(xiàng):(1)基建投資Z基建投資一般采用供配電系統(tǒng)中各主要設(shè)備從訂貨到安裝完成所需的全部工程費(fèi)用的綜合投資指標(biāo)表示。 綜合投資,包括設(shè)備本體價(jià)值、輔助設(shè)備及配件、材料費(fèi)、設(shè)備的實(shí)驗(yàn)調(diào)整費(fèi)用。土建及安裝費(fèi)用,也包括設(shè)備的運(yùn)雜費(fèi)。各類設(shè)備的中華投資指標(biāo)見表2-4至2-17。 (3-7)式中 變電所綜合投資,包括變壓器、開關(guān)設(shè)備、配電裝置等綜合投資(萬元) 線路綜合投資(萬元)(2)年運(yùn)行費(fèi) 年運(yùn)行費(fèi)是指設(shè)備投入運(yùn)行后維持正常運(yùn)行每年所付出的費(fèi)用,一般包括以下四項(xiàng):1) 設(shè)備的折舊費(fèi)用Fz,供電系統(tǒng)的各種設(shè)備在運(yùn)行期間將逐年陳舊、老化,因此,每一個(gè)設(shè)備過了 一定的使用年限,就需要更換性的設(shè)備,更新設(shè)備的費(fèi)用,要靠工廠在原設(shè)備使用年限內(nèi)逐年積累。對(duì)每一設(shè)備每年所必須提存的資金稱為折舊費(fèi),折舊費(fèi)一般按設(shè)備投資的一個(gè)百分點(diǎn)提取。這個(gè)百分比稱為折舊率。電力工程各類裝置的折舊率見表2-18(第23頁)折舊費(fèi)按下式計(jì)算:(萬元/年) (3-8) 2)設(shè)備維護(hù)管理費(fèi)Fw 為使供電系統(tǒng)保持良好的性能和正常運(yùn)行,必須對(duì)各項(xiàng)設(shè)備經(jīng)常進(jìn)行維護(hù)檢修和管理,為此需配備各種維修管理人員。設(shè)備維修管理所需的設(shè)備及交通工具等所需的費(fèi)用統(tǒng)稱為設(shè)備的維修管理費(fèi),一般也按設(shè)備投資的百分?jǐn)?shù)計(jì)算,這個(gè)百分比稱為維修管理費(fèi)率C2。C2值維修管理費(fèi)按下式計(jì)算:萬元/年 (3-9)3)年電能損耗費(fèi) 包括各變壓器年電能損耗費(fèi)和線路年損耗費(fèi),按下式計(jì)算: 萬元/年 (3-10)式中 每度電價(jià)(元/度),按當(dāng)?shù)仉姌I(yè)局規(guī)定定價(jià)計(jì)算全廠供電配電系統(tǒng)變壓器全年電能損耗總和(千瓦-小時(shí))全廠1千伏以上配電線路全年電能損耗總和(千瓦-小時(shí))千瓦小時(shí) (3-11)式中 變壓器空載有功損耗 千瓦變壓器短路有功損耗 千瓦千瓦小時(shí)變壓器全年內(nèi)投入運(yùn)行小時(shí)數(shù),可取8760小時(shí)。變壓器計(jì)算負(fù)荷 千伏安變壓器額定容量 千伏安三相線路中有功功率損耗 千瓦最大負(fù)荷年損耗小時(shí)數(shù),可按工廠最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)Tmax及功率因數(shù)cos求得表(3-1) 表3-1 最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)Tmax與損耗小時(shí)數(shù)的關(guān)系表 cos Tmax0.80.850.90.951.02000150012001000800700250017001500125011009503000200018001600140012503500235021502000180016004000275026002400220020004500315030002900270025005000360035003400320030005500410040003950375036006000465046004500435042006500525052005100500048504)年基本電價(jià)費(fèi)工廠大多數(shù)皆按大宗工業(yè)用電計(jì)算電費(fèi),為二部電價(jià)制。年基本電價(jià)費(fèi)是根據(jù)與供電部門鑒定的計(jì)費(fèi)辦法協(xié)議收取,用下式計(jì)算: =12基本電價(jià)總降壓變電所主變壓器總?cè)萘浚ɑ蛴须娯?fù)荷 設(shè)備容量;或最大需用負(fù)荷)(萬元/年) (3-12)整個(gè)供電系統(tǒng)的年運(yùn)行費(fèi)為 (3-13)3.經(jīng)濟(jì)比較與方案確定總降壓變電所由于電氣主結(jié)線方案不同相應(yīng)的電氣設(shè)備規(guī)格型號(hào)也不同,所以其基建投資和年運(yùn)行費(fèi)用也有差別。對(duì)于配電系統(tǒng),由于總降壓變電所位置不同或配電線路的路徑和結(jié)構(gòu)不同,可以提出很多種設(shè)計(jì)方案,對(duì)于這多種方案可以先進(jìn)行簡(jiǎn)單的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析,淘汰一些明顯不合理或技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)不夠理想的方案,選擇2-3個(gè)較佳方案進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,最后確定一個(gè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)都較好的方案。方案的經(jīng)濟(jì)計(jì)算相同部分有時(shí)可不計(jì)算。 在算出基建投資Z和年運(yùn)行費(fèi)F以后,如有兩個(gè)方案在技術(shù)上相當(dāng),則一般應(yīng)優(yōu)先采用投資和年運(yùn)行費(fèi)均較小的方案。 若兩個(gè)方案中第一方案基建投資高而年運(yùn)行費(fèi)低;第二方案投資低而運(yùn)行費(fèi)高,則需用抵償年限T來決定,抵償年限表示多投資的費(fèi)用需幾年方能從節(jié)約的運(yùn)行費(fèi)中收回。 (3-14)式中 、第一、二方案的基建投資、第一、二方案的年運(yùn)行費(fèi)算得的抵償年限T與國家根據(jù)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展、資金合理運(yùn)用而統(tǒng)一規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)抵償年限比較。如,則采用基建投資小的方法;如,則采用投資大而年運(yùn)行費(fèi)小的方案。如無法取得的確切資料時(shí),可暫按5年考慮。 如果技術(shù)上相當(dāng)?shù)姆桨笖?shù)目超過兩項(xiàng)時(shí),為了便于比較,常采用計(jì)算費(fèi)用最小的方法。 (3-15) 式中 計(jì)算費(fèi)用 將各個(gè)方案的算出后,取其中最小的方案即為經(jīng)濟(jì)想最佳的方案。2)、對(duì)本廠實(shí)際情況的進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較工廠供電設(shè)計(jì)不僅要滿足生產(chǎn)工藝提出的各項(xiàng)具體要求,保證安全可靠地供電,而且力求經(jīng)濟(jì)合理,投資少,運(yùn)行費(fèi)用低。這就要求對(duì)幾個(gè)切實(shí)可行的方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的比較。選擇在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上最合理的方案。經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較,一般包括技術(shù)指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)計(jì)算和有色金屬消耗量,在本設(shè)計(jì)中,最終確定的是變壓器容量,其他技術(shù)指標(biāo)與有色金屬消耗量相同,所以我們要比較的是經(jīng)濟(jì)計(jì)算。在經(jīng)濟(jì)比較中,我們考慮的是變壓器,對(duì)于兩者區(qū)別如下表:產(chǎn)品型號(hào)-M-1000/10-M-1250/10空載損耗(W)12401460負(fù)載損耗(W)915010870空載電流(%)0.050.05短路阻抗(%)4.54.5參考價(jià)格(萬元)9.4110.85以下是兩者的經(jīng)濟(jì)比較:方案I:采用M三相油浸式1000KVA的變壓器,單價(jià)9.41萬元方案II:采用M三相油浸式1250KVA的變壓器,單價(jià)10.85萬元1. 基本投資 線路綜合投資相同,不作比較 設(shè)備投資方案I:二臺(tái)1000KVA的變壓器,29.4118.82萬元方案II:二臺(tái)1250KVA的變壓器,210.8521.70萬元2. 年運(yùn)行費(fèi)用F(1)設(shè)備折舊費(fèi)(就算變壓器,其他設(shè)備相同)(萬元/年)方案I:18.820.0581.092萬元方案II:21.700.0581.259萬元(2)線路折舊費(fèi)相同(3)設(shè)備維護(hù)管理費(fèi)(按折舊費(fèi)的100)Fw方案I:1.092萬元方案II:1.259萬元(4)年電能損耗(只算變壓器的年電能損耗,配電線路不作計(jì)算)FA 變壓器年電能損耗費(fèi)(由Tmax6000h,查得4500h) 方案I:根據(jù)該變壓器得技術(shù)數(shù)據(jù),查得, 106871.7年電能損耗費(fèi):萬元/年 方案II:, 86440.3年電能損耗費(fèi):萬元/年(5)年基本電費(fèi)FJFJ12*基本電價(jià)*總降壓變電所主變壓器總?cè)萘?10-4(萬元/年)方案I:1218100010-4243.2萬元/年方案II:1218125010-4254萬元/年兩種方案設(shè)備準(zhǔn)備費(fèi)(基本電價(jià)形成之電費(fèi))相同。很明顯看出方案的有色金屬消耗量大于方案數(shù)量。故不作詳細(xì)計(jì)算,其它數(shù)據(jù)列表比較如下: 方基建投資(萬元)運(yùn)行費(fèi)用(萬元) 案 線 路設(shè)備合 計(jì) (Z)設(shè)備折舊線路折舊線路管理電能損耗合計(jì)(F)年基本電費(fèi)總計(jì) 相同18.818.81.092相同1.0925.237.7543.272.654 21.721.71.2591.2594.237.435488.99從表格中可以看出,采用容量為1000kvar的變壓器明顯比容量為1250KVA的變壓器投資少。另外1000KVA的容量相比于全廠總負(fù)荷1750.39KVA留有一定的余量,工廠在近期內(nèi)不會(huì)大規(guī)模的擴(kuò)建,因此本廠選用的變壓器容量為1000KVA3.3電力變壓器的選擇3.3.1電力變壓器的分類電力變壓器按變壓功能分,有升壓變壓器和降壓變壓器。工廠變電所都采用降壓變壓器。終端變電所的降壓變壓器,也稱配電變壓器。 電力變壓器按容量系列分,有R8容量系列和R10容量系列。所謂R8容量系列,是指容量等級(jí)是按倍數(shù)的。我國老的變壓器容量等級(jí)采用R8系列,容量等級(jí)如100、135、180、240、320、420、560、750、1000kV.A等。所謂R10容量系列,是指容量等級(jí)是按倍數(shù)遞增的。R10系列的容量等級(jí)較密,便于合理選用,是IEC推薦的,我國新的變壓器容量等級(jí)采用這種R10系列,容量等級(jí)如100、125、160、200、250、315、400、500、630、800、1000kV.A等。 電力變壓器按相數(shù)分,有單相兩大類。工廠變電所通常采用三相電力變壓器。 電力變壓器呆板調(diào)壓方式分,有無載調(diào)壓(又稱無激勵(lì)調(diào)壓)和有載調(diào)壓兩大類。工廠變電所大多采用無載調(diào)壓變壓器。但在用電負(fù)荷對(duì)電壓水平要求較高的場(chǎng)合亦有采用有載調(diào)壓變壓器的。 電力變壓器按繞組導(dǎo)體材質(zhì)分,有銅繞組變壓器和鋁繞組變壓器兩大類。工廠變電所過去大多采用鋁繞組變壓器,但低損耗的銅繞組變壓器現(xiàn)在得到了越來越廣泛的應(yīng)用。 電力變壓器按繞組型式分,有雙繞組變壓器、三繞組變壓器和自耦變壓器。工廠變電所一般采用雙繞組變壓器。 電力變壓器按繞組絕緣及冷卻方式分,有油浸式、干式和充氣式()等變壓器。其中油浸式變壓器,又有油浸自冷式、油浸風(fēng)冷式、油浸水冷式和強(qiáng)迫油循環(huán)冷卻方式等。工廠變電所大多采用油極自冷式變壓器。 電力變壓器呆板用途分,有普通電力變壓器、全封閉變壓器和防雷變壓器等。工廠變電所大多采用普通電力變壓器。3.3.2電力變壓器的結(jié)構(gòu)和型號(hào)1)、 電力變壓器的結(jié)構(gòu)和型號(hào)的簡(jiǎn)單介紹 電力變壓器的基本結(jié)構(gòu),包括鐵心和繞組兩大部分。繞組又分高壓和低壓或一次和二次繞組等。 電力變壓器全型號(hào)的表示含義如下: 2)、變壓器型號(hào)的選擇在一般正常的環(huán)境下,變壓器型號(hào)選擇為、等系列低損耗配電變壓器(油浸式)當(dāng)前常用的配電變壓器是和兩個(gè)系列的產(chǎn)品,S9系列的變壓器是在低損耗配電變壓器的基礎(chǔ)上研制成功的,目前均大力推廣“趕超國際先進(jìn)水平”的低損耗銅繞組的系列的變壓器。近幾年全世界缺電嚴(yán)重,為了節(jié)約電能,又研制出了新的低損耗變壓器,它的損耗比的更低,但由于價(jià)格稍貴,目前企業(yè)用的不是很多。本變電所選用兩臺(tái)M1000/10變壓器,其聯(lián)結(jié)組別為Dyn11。2000年10月對(duì)M1000/10三相油浸式電力變壓器進(jìn)行效小批試生產(chǎn),經(jīng)用戶使用反映良好,產(chǎn)品通過國家變壓器質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心對(duì)M1000/10檢測(cè),產(chǎn)品性能達(dá)到JB/T3837-92中11型的標(biāo)準(zhǔn),達(dá)到高效率低消耗目標(biāo),產(chǎn)品技術(shù)性能達(dá)到了國內(nèi)同類產(chǎn)品先進(jìn)水平。3.3.3電力變壓器的聯(lián)結(jié)組別及其選擇1 )、電力變壓器聯(lián)結(jié)組別的概念電力變壓器的聯(lián)結(jié)組別,是指變壓器一、二次(或一、二、三次)繞組因采用不同的聯(lián)結(jié)方式而形成變壓器一、二次(一、二、三次)側(cè)對(duì)應(yīng)的線電壓之間不同相位關(guān)系。2 )、配電變壓器的聯(lián)結(jié)組別類型及比較1.聯(lián)結(jié)組別的類型610kV配電變壓器(二次側(cè)電壓為220/380V)有Yyn0(即)和Dyn11(即)兩種常見的聯(lián)結(jié)組。變壓器Yyn0聯(lián)結(jié)組的接線和示意圖如圖6-1所示。變壓器Dyn11聯(lián)結(jié)組的接線和示意圖如圖6-2所示。2.聯(lián)結(jié)組別的比較我國過去的配電變壓器差不多全采用Yyn0聯(lián)結(jié),近十年來Dyn11聯(lián)結(jié)的配電變壓器開始得到推廣應(yīng)用。配電變壓器采用Dyn11聯(lián)結(jié)較之采用Yyn0聯(lián)結(jié)有下列優(yōu)點(diǎn):(1)對(duì)Dyn11聯(lián)結(jié)變壓器來說,其3n次(n為正整數(shù))諧波電流在其三角形接線的一次繞組內(nèi)形成環(huán)流,從而不致注入公共的高壓電網(wǎng)中去,這較之一次饒組接成星形接線的Yyn0聯(lián)結(jié)變壓器更有利于抑制高次諧波電流。(2)Dyn11聯(lián)結(jié)變壓器的零序阻抗較之Yyn0聯(lián)結(jié)變壓器的零序阻抗小得多,從而更有利于低壓?jiǎn)蜗嘟拥囟搪饭收系谋Wo(hù)和切除。(3)當(dāng)接用單相不平衡負(fù)荷時(shí),由于Yyn0聯(lián)結(jié)變壓器要求中性線電流不超過二次繞組額定電流的25%,因而嚴(yán)重限制了接用單相負(fù)荷的容量,影響了變壓器設(shè)備能力的充分發(fā)揮。為此,GB50052-1995供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定,低壓為TN及TT系統(tǒng)時(shí),伊于選用Dyn11聯(lián)結(jié)變壓器。Dyn11聯(lián)結(jié)變壓器的中性線短六允許倒到相電流的75%以上,其承受單相不平衡負(fù)荷的能力遠(yuǎn)比Yyn0聯(lián)結(jié)變壓器大。這在現(xiàn)代化供配電系統(tǒng)中單相負(fù)荷急劇增長的情況下,推廣應(yīng)用Dyn11聯(lián)結(jié)變壓器就顯得更有必要。但是,由于Yyn0聯(lián)結(jié)變壓器一次繞組的絕緣強(qiáng)度要求比Dyn11聯(lián)結(jié)變壓器稍低,從而制造成本稍低于Dyn11聯(lián)結(jié)變壓器,且目前生產(chǎn)Dyn11聯(lián)結(jié)變壓器的廠家相對(duì)較少,因此在TN和TT系統(tǒng)中由單相不平衡負(fù)荷引起的中性線電流不超過低壓繞組額定電流的25%,且其一相的電流在滿載不致超過額定值時(shí),可選用Yyn0聯(lián)結(jié)變壓器。 本次設(shè)計(jì)采用Dyn11聯(lián)結(jié)型變壓器。40
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0245-某中外合資機(jī)械廠變電所及配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)【全套9張CAD圖】,全套9張CAD圖,中外合資,機(jī)械廠,變電所,配電,系統(tǒng),設(shè)計(jì),全套,cad
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