工厂变配电所毕业设计.docx

1、工厂变配电所毕业设计第一章车间电力负荷计算及变压器的选择1.1负荷计算的目的31.2 负荷计算的方法及加氢裂化装置主要原始资料31.3 按需要系数法确定负荷计算71.4 尖峰电流111.5 车间变压器选择13第 2章 短路及短路电流的计算2.1 短路的概述182.2 电力网路中的短路计算21第 3章 导线及其截面的选择3.1 导线和电缆的选择293.2 导线截面选择及校验的方法30第 4章 车间高、低压电气设备及其选择4.1低压电气的选择及校验条件354.2高压电气选择及校验条件37第 5章 车间变电所和供配电系统的主结线5.1车间变电所所址选择的要求475.2车间变电所的总体布置及要求485

2、.3车间供电系统的主结线49第 6章供电系统的继电保护6.1继电保护的概述536.2常用继电保护的结线及整定计算536.3车间部分装置的继电保护55第 7章 防雷和接地7.1变电所的防雷保护577.2配电变压器和电容器的保护587.3接地保护59谢辞60参考文献61摘要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，通常均由电力系统供给。工业企业所使用的电能都是通过企业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。本人对炼油厂 1000万吨 / 年炼油系统改造工程 -200 万吨 / 年加氢裂化装置供配电系统

3、进行了设计 , 石化企业负荷等级属等一类负荷 , 它对供电的可靠性和电能品质的要求很高 , 这类负荷在供电突然中断时将造成人身伤害危险或造成重大设备损坏且难以修复 , 或给国民经济带来极大损失 . 所以 , 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。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、标幺值法等方法对加氢裂化装

4、置电力负荷、最大短路电流等进行了计算的。经过优化计算 , 科学合理对配电间进行选址、布局 , 并选用新一代 S10 系列节能型变压器 , 最大化的为企业节省投资、运行成本 , 为加氢裂化装置供配电系统方面的安全稳定节能可靠运行、保证优质供电提供了强有力的保证 . 第 1 章 车间电力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

5、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 负荷计算的方法及加氢裂化装置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

6、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 1.1） 加氢裂化装置及相关参数一览表装置名称台数分馏塔顶冷凝水泵2硫化剂泵1反冲洗污油泵2循环氢压缩机1重污油抽油泵1轻污油抽油泵1新氢压缩机水站水泵2新氢压缩机水站水箱加热器2热高分子空冷器8热低分子气 / 航煤空冷器6硫化氢气提塔顶空冷器6分馏塔顶空冷器8柴油空冷器8稳定塔顶空冷器6新氢压缩机辅助油泵电机3新氢压缩机油箱电加热器31吸收塔一中段回流泵吸收塔二中段回流泵2稳定塔进泵2塔顶循环回流泵2脱吸塔底泵2航煤泵2规格型号Pe（ KW

7、）Ue(V)Ie(A)YB132S-45.538011.6YB200L-43038056.8YB200L-43038056.8YB132S1-25.538011.1YB180M-22238042YB180M-22238042YB200L1-23038056.93038045YB200L1-23038056.9YB200L1-23038056.9YB200L1-23038056.9YB180M-22238042YB180M-22238042YB180M-22238042YB160M2-21538029.41538022.8YB160L-218.538035.5YB160L-218.538035.

8、5YB225M-24538083.9YB280S-275380140.1YB225M-24538083.9YB250M-255380102.7注氨泵1K-3101 新氢压缩机盘车电机3阻垢剂泵2引风机1压缩机厂房吊车1重石脑油泵2柴油泵3K-3102 循环氢压缩机油泵电机2抗氧剂泵2缓蚀剂泵2分馏塔中断回流泵2低压脱硫贫胺液泵2硫化氢汽提塔顶泵2开工循环泵2石脑油分馏塔顶回流泵2热低分子气 / 航煤空冷器1硫化氢气提塔顶空冷器1新氢压缩机注油器电机3分馏塔顶回流泵2尾油泵 (P-3206A/B)2分溜塔进料泵2反应进料泵2新氢压缩机 (K-3101) 主机33新氢压缩机3办公室外中央空调室外机

9、6办公室外中央空调室内机30控制室风恒温恒湿空调机2配电间风冷空调机2YB160M2-21538029.4YB132S2-27.538015YB801-40.553801.5YB280S-275380140.1YB280S-275380140.1YB250M-290380167YB280S-275380140.1YB200L1-23038056.9YB801-40.553801.5YB90L-22.23804.7YB280S-275380140.1YB250M-255380102.7YB280S-275380140.1YB801-40.553801.5YB200L1-23038056.9YB2

10、00L1-23038056.9YB200L1-23038056.9YB90S-21.53803.4YB250M-290380167JR1410-8280600036JR1410-8280600036YK2200-299022006000261TAW2000-20/260020006000223JR138-4280600035YB160M-41138022.684380127.67.538011.4176380267.43038045.6（表 1.2）加氢裂化装置技术参数一览表装置名称Pe(kw)kxcos tan 分馏塔顶冷凝水泵5.50.80.840.646硫化剂泵300.80.870.56

11、7循环氢压缩机5.50.80.880.54重污油抽油泵220.80.880.54轻污油抽油泵220.80.880.54分馏塔顶空冷器220.80.880.54稳定塔顶空冷器220.80.880.54柴油空冷器220.80.880.54反冲洗污油泵300.80.890.512新氢压缩机辅助油泵电机150.80.840.646新氢压缩机油箱电加热器150.50.651.17吸收塔中段回流泵18.50.80.890.512新氢压缩机水站水泵300.80.890.512稳定塔进泵450.80.890.512热高分子空冷器300.80.890.512塔顶循环回流泵750.80.890.512脱吸塔底泵4

12、50.80.890.512航煤泵550.80.890.512注氨泵150.80.840.646新氢压缩机盘车电机7.50.80.880.54阻垢剂泵0.550.80.760.882引风机750.80.890.512压缩机厂房吊车750.80.890.512柴油泵重石脑油泵900.80.890.512循环氢压缩机油泵电机300.80.890.512抗氧剂泵0.550.80.760.882缓蚀剂泵2.20.80.860.593热低分子气 / 航煤空冷器300.80.890.512硫化氢气提塔顶空冷器300.80.890.512分馏塔中断回流750.80.890.512低压脱硫贫胺液泵550.80.

13、890.512硫化氢气提塔顶泵750.80.890.512开工循环泵550.80.890.512分馏塔顶冷凝水泵150.80.880.54石脑油分馏塔顶回流泵450.80.890.512新氢压缩机注油器电机30.80.870.567分馏塔顶回流泵900.80.890.512分溜塔进料泵 (P-3204A/B)2800.80.850.62新氢压缩机 (K-3101) 主机20000.9-0.90.36尾油泵2800.80.850.62反应进料泵22000.80.850.62注水泵2800.80.850.62新氢压缩机110.80.840.646办公室外中央空调室外机840.80.840.646办

14、公室外中央空调室内机7.50.80.840.646控制室风恒温恒湿空调机1760.80.840.646配电间风冷空调机300.80.840.6461.3 按需要系数法确定负荷计算1.3.1 需用系数法计算负荷的有关公式A. 确定用电设备组或用电单位计算负荷的公式:a. 有功计算负荷(KW)P30 = K x? Pe ；式中， K x 为用电设备组或用电单位的需要系数；Pe 为用电设备组或用电单位的总设备容量；b. 无功计算负荷KvarQ 30P30 ? tan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)S30P30cosd. 计

15、算电流 (A)S30U N式中 U N 为用电设备组或用电单位供电电压额定值(KV)I 303B. 确定多组用电设备组或多个用电单位总计算负荷的公式:a. 有功计算负荷(KW)P30=KPP30 i式中， P30 i 为各组的计算负荷(KW) ； KP 为有功负荷同时系数，由设备组计算车间配电干线负荷时可取KP =0.85 0.95 ，由设备组直接计算变电所低压母线总负荷时可取KP =0.8 0.9。b. 无功计算负荷KvarQ30KqQ30 i式中， Q30 i 为各组无功计算负荷(Kvar) ； Kq 为无功负荷同时系数,由设备组计算车间配电干线负荷时可取Kq =0.9 0.97，由设备组

16、直接计算变电所低压母线总负荷时可取Kq =0.85 0.95。c. 视在计算负荷 (KV A)S302P302Q302d. 计算电流 (A)S30U N式中 U N 为用电设备电压额定值(KV)I 303e. 无功补偿公式Q CP30 ? (tan 1 tan 2 )补偿前 cos1 =0.85,tan1 =0.62补偿后 cos2 =0.95,tan2 =0.331.3.2 需用系数法计算负荷的结果（表 1.3 ）加氢裂化装置计算负荷一 览 表装置名称P30 i （ KW)Q 30 i （ Kvar ）S30 i （ KVA）分馏塔顶冷凝水泵4.42.8425.24硫化剂泵2413.6082

17、7.589反冲洗污油泵2413.60827.589循环氢压缩机4.42.3765重污油抽油泵17.69.520轻污油抽油泵17.69.520热低分子气 / 航煤空冷器15096.89硫化氢气提塔顶空冷器15096.89分馏塔顶空冷器134.482.294稳定塔顶空冷器100.862.47柴油空冷器134.482.294新氢压缩机水站水泵2412.28826.963新氢压缩机水站水箱加热器30030热高分子空冷器200129.187新氢压缩机辅助油泵电机2415.50528.57新氢压缩机油箱电加热器30030吸收塔一中段回流泵14.87.57816.627吸收塔二中段回流泵14.87.5781

18、6.627稳定塔进泵3618.43240.445塔顶循环回流泵6030.7267.407脱吸塔底泵3618.43240.445航煤泵4422.52849.432注氨泵126.4813.638新氢压缩机盘车电机127.437阻垢剂泵0.440.3880.587引风机6030.7267.407柴油泵71.846.614压缩机厂房吊车6030.7267.407重石脑油泵7236.86480.89循环氢压缩机油泵电机2412.28826.963抗氧剂泵0.440.3880.587缓侍剂泵1.761.0432.046办公室外中央空调室外机67.250.4分馏塔中断回流泵6030.7267.407低压脱硫

19、贫胺液泵4422.52849.432硫化氢汽提塔顶泵6030.7267.407开工循环泵8845.056办公室外中央空调室内机64.5控制室风恒温恒湿空调机140.8105.6配电间风冷空调机2418石脑油分馏塔顶回流泵2412.28826.963新氢压缩机注油器电机2.41.8分馏塔顶回流泵7236.86480.89新氢压缩机3.62.2324.236车间低压装置合计P30（ KW）Q30（ Kvar ）S30（ KVA）（ 380V）2594.91734.423121.17乘以同时系数Kp=0.9Kq=0.952335.411647.699921.052低压无功补偿-677.2689补偿后

20、计算负荷2335.41970.43012529.01( 依此数据选车间变压器 )新氢压缩机主机3600-1296分溜塔进料泵224138.88263.56尾油泵224138.88263.56反应进料泵17601091.22070.83注水泵448276.76车间总合计10632.315258.2801乘以同时系数Kp=0.9Kq=0.959569.0794995.366112108.11高压无功补偿-2775.032补偿后计算负荷9569.0792220.33417670.476车间变压器损耗4.40421.126KV 侧计算负荷9573.4832241.45419832.38备注：低压（ 3

21、80V ）侧：I 30 =3842.5A ；高压 (6KV)侧： I30 =946.1A1.4 尖峰电流尖峰电流是指持续时间只 12s 左右的短时最大负荷电流，它对导线和电器设备有很大的损害作用，一般用来作为选择校验熔断器、自动开关、断路器等设备的依据。1.4.1尖峰电流的计算(1) 单台用电设备的尖峰电流I PKISTK ST ?IN式中， I PK 为尖峰电流；K ST 为设备的启动电流倍数；I ST 为设备的启动电流；对一般的笼型异步电动机而言K ST =6 7； 对于级数4 的笼型异步电机K ST 一般取 7。依次为计算依据，可以计算出整个加氢裂化车间各装置的尖峰电流，计算结果如表1.4 所示。(2) 低压 380V 的车间总设备的尖峰电流I PKI 30I STI N max已知车间低压设备的总计算电流I 30 =3842.5A所以 IPKI 30I ST I N max =3842.5+267.4 6=5446.9A（表 1.4）加氢裂化装置的尖峰电流和计算电流一览表装置名称Ie(A)KI （A）I30（ A）TSPK分馏塔顶冷凝水泵11.6781.27.96硫化剂泵56.87397.641.92注氨泵29.47205.820.72循环氢压缩机11.1777.77.6重污油抽油泵42729430.39轻污油抽油泵42729430.39