1、 .PAGE48 / NUMPAGES55科技學院畢業設計（論文）題 目某天燃氣脫硫廠降壓變電所與供配電系統設計院 （系）電氣與信息工程學院專業班級電自普2009-01學生畢業設計（論文）原創性聲明本人以信譽聲明：所呈交的畢業設計（論文）是在導師的指導下進行的設計（研究）工作與取得的成果，設計（論文）中引用他（她）人的文獻、數據、圖件、資料均已明確標注出，論文中的結論和結果為本人獨立完成，不包含他人成果與為獲得科技學院或其它教育機構的學位或證書而使用其材料。與我一同工作的同志對本設計（研究）所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示了意。畢業設計（論文）作者（簽字）： 年 月 日摘 要天然

2、氣脫硫廠供電，就是指天然氣脫硫廠所需電能的供應和分配，亦稱天然氣脫硫廠配電,本設計就是給一個天然氣脫硫廠的三個車間供配電。眾所周知，電能是現代工業生產的主要能源和動力。電能既易于由其他形式的能量轉換而來，也易于轉換為其他形式的能量以供應用。電能的輸送和分配既簡單經濟，又便于控制、調節和測量，有利于實現生產過程自動化，而且現代社會的信息技術和其他高新技術無一不是建立在電腦應用的基礎之上的。因此電能在現代社會工業生產與整個國民經濟生活中應用極為廣泛。本設計為某天然氣脫硫廠供配電系統的設計，根據天然氣脫硫廠的三個車間用電設備的情況和生產要求，本次設計天然氣脫硫廠供配電先進行分類，分清一級，二級和三級

3、負荷，總體確定供電思路，充分保證供電可靠性。然后進行負荷計算，為滿足供電系統對企業功率因數的要求，進行無功功率補償。確定變電所主變壓器臺數和容量、聯結方式，然后設計本變電所的電氣主接線，進行必要的短路電流計算，選擇高低壓設備與進出線和校驗變電次設備與進出線，選擇整定繼電保護裝置，確定防雷和接地裝置保證供配電所得安全。 關鍵詞：天然氣脫硫廠供配電 短路計算 變壓器 無功補償 電氣主接線 高低壓設備 繼電保護ABSTRACTNatural gas desulfurization plant powered, meaning gas desulfurization plant supply and

4、distribution of electrical energy required, also known as natural gas desulfurization plant and distribution, this design is to give a gas desulfurization plant for the distribution of the three workshops.As we all know, energy is a major modern industrial production of energy and momentum. Power bo

5、th easy conversion from other forms of energy from, but also easily converted into other forms of energy to supply the use. Electricity transmission and distribution both simple and economical, and easy to control, regulation and measurement, is conducive to the production process automation, and mo

6、dern society, information technology and other high-tech and both are built on the basis of computer applications. Therefore, in modern society, energy production and industrial life of the entire national economy wide range of applications.This design for a gas desulfurization plant supply and dist

7、ribution system design, based on natural gas desulfurization plant three cases of electrical equipment workshop and production requirements, this design supply and distribution of natural gas desulfurization plants are classified first, to distinguish between one, two and three loads to determine th

8、e overall power train of thought, and fully guarantee the reliability of power supply. Then calculate the load, the power supply system of the enterprise in order to meet the requirements of the power factor for reactive power compensation. Determine the number of units and the main transformer subs

9、tation capacity, linking methods, and then design the substation main electrical wiring, make the necessary short-circuit current calculation, select high and low voltage equipment and the inlet and outlet and check substation secondary equipment and inlet and outlet, select tuning protection device

10、s, lightning protection and grounding devices to determine supply and distribution income guarantee safety.Keywords: supply and distribution of natural gas desulphurization plant； short circuit calculations； transformers；reactive power compensation；main electrical wiring；high and low voltage equipme

11、nt；relay protection目錄TOC o 1-9 h u HYPERLINK l _Toc13159 摘 要 PAGEREF _Toc13159 I HYPERLINK l _Toc17703 ABSTRACT PAGEREF _Toc17703 II HYPERLINK l _Toc24528 1引言 PAGEREF _Toc24528 1 HYPERLINK l _Toc4366 1.1設計背景 PAGEREF _Toc4366 1 HYPERLINK l _Toc26326 1.2 設計的目的、意義 PAGEREF _Toc26326 1 HYPERLINK l _Toc85

12、48 1.3 設計容 PAGEREF _Toc8548 2 HYPERLINK l _Toc5305 1.4 設計依據 PAGEREF _Toc5305 2 HYPERLINK l _Toc3504 1.4.1 設計資料 PAGEREF _Toc3504 2 HYPERLINK l _Toc13851 2 負荷計算 PAGEREF _Toc13851 5 HYPERLINK l _Toc7769 2.1負荷計算概述 PAGEREF _Toc7769 5 HYPERLINK l _Toc11983 2.2負荷計算公式 PAGEREF _Toc11983 5 HYPERLINK l _Toc634

13、6 2.3負荷計算過程 PAGEREF _Toc6346 6 HYPERLINK l _Toc25587 2.3.1低壓側負荷計算 PAGEREF _Toc25587 6 HYPERLINK l _Toc5531 3 無功功率補償與計算 PAGEREF _Toc5531 10 HYPERLINK l _Toc31715 3.1無功補償的要求 PAGEREF _Toc31715 10 HYPERLINK l _Toc31037 3.2無功功率的人工補償裝置 PAGEREF _Toc31037 10 HYPERLINK l _Toc19151 3.3無功功率補償原理 PAGEREF _Toc191

14、51 10 HYPERLINK l _Toc10928 3.4無功補償后的工廠計算負荷 PAGEREF _Toc10928 11 HYPERLINK l _Toc14583 4 變配電所位置與形式的選擇 PAGEREF _Toc14583 13 HYPERLINK l _Toc16722 4.1變配電所所址選擇得一般原則 PAGEREF _Toc16722 13 HYPERLINK l _Toc6111 4.1.1負荷中心的確定方法 PAGEREF _Toc6111 13 HYPERLINK l _Toc27086 4.1.2天然氣脫硫廠負荷中心的計算 PAGEREF _Toc27086 14

15、 HYPERLINK l _Toc17906 4.2天然氣脫硫廠變配電所形式的選擇 PAGEREF _Toc17906 14 HYPERLINK l _Toc929 5 天然氣脫硫廠變壓器臺數、容量與類型的選擇 PAGEREF _Toc929 15 HYPERLINK l _Toc15471 5.1變壓器臺數的選擇原則 PAGEREF _Toc15471 15 HYPERLINK l _Toc17380 5.2變壓器容量的選擇 PAGEREF _Toc17380 15 HYPERLINK l _Toc16792 5.3變壓器類型的選擇 PAGEREF _Toc16792 16 HYPERLIN

16、K l _Toc20274 6 天然氣脫硫廠自備發電機組的選擇 PAGEREF _Toc20274 18 HYPERLINK l _Toc2422 6.1選購柴油發電機組的依據 PAGEREF _Toc2422 18 HYPERLINK l _Toc3039 6.2應急柴油機發電機組的選擇 PAGEREF _Toc3039 18 HYPERLINK l _Toc8632 6.3天然氣脫硫廠的自備電源 PAGEREF _Toc8632 19 HYPERLINK l _Toc14051 7 天然氣脫硫廠變電所的電氣主接線方案 PAGEREF _Toc14051 20 HYPERLINK l _To

17、c10604 7.1天然氣脫硫廠的主接線方案選擇 PAGEREF _Toc10604 20 HYPERLINK l _Toc22822 8 短路電流計算 PAGEREF _Toc22822 23 HYPERLINK l _Toc7079 8.1天然氣脫硫廠短路電流的計算 PAGEREF _Toc7079 23 HYPERLINK l _Toc26633 8.2.1概述 PAGEREF _Toc26633 23 HYPERLINK l _Toc27741 8.2.2采用歐姆法計算天然氣脫硫廠的短路電流 PAGEREF _Toc27741 23 HYPERLINK l _Toc29542 9 變電

18、所一次設備的選擇校驗 PAGEREF _Toc29542 26 HYPERLINK l _Toc28910 9.1 10kV側一次設備的選擇校驗 PAGEREF _Toc28910 26 HYPERLINK l _Toc5210 9.1.1.一次設備選擇的一般要求 PAGEREF _Toc5210 26 HYPERLINK l _Toc6716 9.1.2 10kV側一次設備的選擇校 PAGEREF _Toc6716 27 HYPERLINK l _Toc11157 9.2 380V側一次設備的選擇校驗 PAGEREF _Toc11157 28 HYPERLINK l _Toc29760 9.

19、3 高低壓母線的選擇 PAGEREF _Toc29760 28 HYPERLINK l _Toc13067 10 變電所進出線與備用電源線的選擇 PAGEREF _Toc13067 30 HYPERLINK l _Toc16249 10.1 10kV高壓進線的選擇 PAGEREF _Toc16249 30 HYPERLINK l _Toc17969 10.2 380V低壓出線的選擇 PAGEREF _Toc17969 30 HYPERLINK l _Toc23215 11 天然氣脫硫廠變電所繼電保護裝置的選擇整定 PAGEREF _Toc23215 33 HYPERLINK l _Toc238

20、61 11.1繼電保護選擇的一般要求 PAGEREF _Toc23861 33 HYPERLINK l _Toc10197 11.2變壓器的繼電保護 PAGEREF _Toc10197 35 HYPERLINK l _Toc23241 11.3變電所低壓側的保護裝置 PAGEREF _Toc23241 37 HYPERLINK l _Toc11551 12 天然氣脫硫廠變電所的防雷與接地裝置的設計 PAGEREF _Toc11551 39 HYPERLINK l _Toc18813 12.1天然氣脫硫廠變電所的防雷保護 PAGEREF _Toc18813 39 HYPERLINK l _Toc

21、31606 13 結論 PAGEREF _Toc31606 41 HYPERLINK l _Toc19647 參考文獻 PAGEREF _Toc19647 42 HYPERLINK l _Toc28154 致 PAGEREF _Toc28154 43 HYPERLINK l _Toc10996 附錄一天然氣脫硫廠供配電平面圖 PAGEREF _Toc10996 44 HYPERLINK l _Toc12854 附錄二天然氣脫硫廠供配電主接線 PAGEREF _Toc12854 451引言1.1設計背景近年來，隨著經濟的快速發展和現代工業技術的施工，對電源系統的要求的普遍應用也將更加具體和系統。

22、輔助電源的快速增長，在技術和經濟的條件下，電能質量，供應的可靠性是指增加，因此標準也越來越對電源設計的要求將更高的地面。設計是否合理，不僅直接影響投資成本，運行費用和有色金屬廠消費，也反映在供電的可靠性和安全性的同時，企業的經濟效益，設備，人身安全有著千絲萬縷的聯系 REF _Ref358379574 r h * MERGEFORMAT 3。整個電力系統變電站是其關鍵作用的一個組成部分。它由電氣設備和線路的分布網絡的目標組合物。他獲得電能從電力系統發揮其變換，分配后，交付和護理等功能，并提供能源安全的，可靠的，每個地方或電氣設備的電氣位置轉換運輸經濟。變電站是電力傳輸和控制中心，必須改變傳統的

23、設計和控制模式，電力系統是適應工業生產和社會生活的現代化的發展和現代化。隨著時代的進步和計算機技術的發展，變電站自動化的現代通信技術和網絡技術的迅猛發展提供了技術基礎 REF _Ref358272505 n h * MERGEFORMAT 1。變電站的設計任務，從各部門的安全，可靠，經濟上的考慮，設計最適合的植物的供應和分配系統。我們都知道，能源在工業生產中占有舉足輕重的作用，特別是電能，電能很容易從其它形式的能量轉換而來，也很容易痛過設備把電能轉化成其它形式的動力與資源豐富的國電電力，不僅具有控制方便、易運輸，所以憑借其獨有的特性的電力是國民經濟的重要組成部分。在工業生產中，能量也很重要，不

24、能因為成本或能源產品占總投資的比例大，因此，發展工業生產，工業現代化，工業生產的電氣化是一個必然的聯系。發電廠工作的一個重要方面是節約能源，創造節約型社會重視中國在最近幾年是一個戰略發展目標。因此，在今天的全球資源日益緊的情況下，一個好的供配電系統的設計，為保護環境，節約能源，支持國民經濟的發展，也具有深遠的意義 REF _Ref358280722 n h * MERGEFORMAT 2。1.2 設計的目的、意義電能毫無疑問是現代工業生產中最主要能源和動力。電能本身有其獨特的優勢，它既比較容易由其它形式能量轉化而來，又比較容易于轉換成其它形式的能。同時，電能的輸送和分配也比較簡單經濟，又便于控

25、制、調節和測量，有利于實現生產過程的自動化 REF _Ref358280722 r h * MERGEFORMAT 2?？梢?，現代社會的信息技術和其他高新的技術都是建立在電能應用的基礎之上的。因此電力能在現代工業生產與整個國民經濟生活中發揮越來越大的作用就不足為奇了。隨著中國國民經濟持續，穩定，快速的提高，以與科學技術的飛躍發展，已經出現了很多的工廠的自動化程度高，整體石化行業進步的技術，提高能源產業的經濟效益和社會效益起到極大的推動作用。這個工廠供電系統提出了更高的要求。此外，中國現在面臨一個經濟社會的快速發展和人口增長與資源和環境的滿足矛盾束，為了全面貫徹落實科學發展觀，早日實現中國的夢想

26、，促進又好又快經濟發展，能源效率和高品質的供應和分銷工廠的正常運轉的關鍵。因此，如何設計一個安全，穩定，可靠，經濟的供配電系統，對于企業和社會都是至關重要的，這就是本次畢業設計的意義所在 REF _Ref358281544 n h * MERGEFORMAT 3。1.3 設計容要求根據脫硫廠所能取得的電源與脫硫廠用電負荷的實際情況，并適當考慮到脫硫廠生產的發展，按照安全可靠、技術先進、經濟合理的要求，為脫硫廠設計一個降壓變電所與供配電系統（10KV變0.4KV系統）。設計依據（見附件）1. 掌握變電所設計的一般原則、步驟和方法。工廠供電必須達到以下基本要求：（1）安全、可靠、優質和經濟。（2）

27、線路的保護裝置能滿足選擇性、速動性、靈敏性和可靠性四個方面的要求。 2.掌握CAD繪圖軟件。圖紙要求：（1）變電所電氣主接線圖；（2）變電所平面布置圖；3.設計論文要求容正確，概念清楚，數據準確,文字通暢,圖紙程序齊全且符合規要求。設計（論文）任務要求：（1）計算電力負荷和無功功率補償；（2）確定變電站的位置與型式；（3）選擇本變電站主變的臺數、容量和類型；（4）設計本變電站的電氣主接線；（5）進行必要的短路電流計算；（6）選擇和校驗變電站一次設備與進出線；（7）選擇整定繼電保護裝置；（8）確定防雷和接地裝置。1.4 設計依據1.4.1 設計資料（1）脫硫廠總平面圖如圖1.1所示。（2）脫硫廠

28、負荷情況：脫硫廠多數車間為三班制，年最大負荷利用小時數4800h，日最大負荷持續時間為6h。脫硫廠除凈化車間屬二級負荷外，其余均屬三級負荷。脫硫廠的負荷表見表1.1。（3）供電電源情況：按照脫硫廠與當地供電部門簽訂的供用電協議規定，脫硫廠可由附近一條35kV的公用電源干線取得電源。為滿足脫硫廠二級負荷的要求，可采用自備發電機組作備用電源。已知與脫硫廠高壓側有電氣聯系的架空線路總長度為5km，電纜線路總長度為1km。（4）氣象資料：脫硫廠所在地區的年最高氣溫為40，年平均氣溫為28，年最低氣溫為-5，年最熱月平均最高氣溫為32，最熱月平均氣溫為29，年最熱月地下0.8m處平均溫度為27，當地主導

29、風向為西北風，年雷暴日數為26天。（5）地質水文資料：脫硫廠所在地區平均海拔450m，地層以砂粘土為主，地下水位2m。（6）電費制度：脫硫廠與當地供電部門達成協議，在脫硫廠變電所高壓側計量電能，設專用計量柜，按兩部電費制交納電費。每月基本電費按主變容量計為18元/(kVA)，動力電費為0.40元/(kw.h)，照明電費為0.60元/(kw.h)。脫硫廠最大負荷時的功率因數不得低于0.90。此外，電力用戶按新裝變壓器容量計算，一次性向供電部門交納供電貼費：1036kV為800元/(kVA)。圖1.1 脫硫廠總平面圖表1.1脫硫廠的負荷表廠房編號廠房名稱負荷類別設備容量/Kw需要系數功率因數1凈化

30、車間風機200.70.8泵9600.70.8空調290.750.8照明80.91.02化驗車間空調100.750.8照明100.91.03維修車間空調100.750.8鉆床1.20.20.5車床35.70.30.5電焊機200.350.7照明1011.02 負荷計算2.1負荷計算概述供電系統要能安全可靠地正常運行，其中各個元件（包括電力變壓器、開關設備與導線、電纜等）都必須選擇得當,除滿足工作電壓和頻率的要求外，最重要的就是要滿足負荷電流的要求。因此有必要對供電系統中各個環節的電力負荷進行統計計算。負荷計算是供電設計的基礎。負荷計算的正確性，將對設備的選擇和經濟的合理性起至關總要的作用。如果負

31、荷計算值過大將使選用的設備如電器和線纜過大，這樣就會使投資成本加大加重工廠的經濟負擔。如果負荷計算值過小就是使供電設備和導線電纜在超負荷下運行，產生過熱，過電流從而燒壞電器設備而且還有可能引起火災。因此，正確算出計算負荷十分的重要。但是，負荷情況復雜，影響負荷計算的因素很多，雖然各類負荷的變化有一定的規律可循，但仍然很難準確確定負荷計算的大小。我國目前普遍采用的確定計算負荷的基本方法，有需要系數法和二項式法。需要系數法是國際上普遍采用的確定計算負荷的基本方法，最為簡便。二項式法的應用局限性較大，但在確定設備臺數較少的容量差別懸殊的分支干線的計算負荷時，較之需要系數法合理，且計算簡便。本設計電力

32、負荷的計算采用需要系數法。2.2負荷計算公式按需要系數法確定計算負荷1.單組用電設備計算負荷的計算公式有功計算負荷（單位為kW）式中用電設備組總的設備容量（不含備用設備容量，單位為KW）。用電設備組的需要系數無功計算負荷（單位為kvar）式中對應于供電設備組功率因數的正切值。視在計算負荷（單位kVA）計算電流（單位為A）式中用電設備組的額定電壓（單位為kV）.2.多組用電設備計算負荷的計算公式有功計算負荷（單位為kW）式中所有設備組有功計算負荷之和；有功負荷同時系數，可取0.850.95。無功計算負荷（單位kvar）式中所有設備組無功計算負荷之和；無功負荷同時系數，可取0.90.97。視在計算

33、負荷（單位為kVA）計算電流（單位為A）2.3負荷計算過程2.3.1低壓側負荷計算（1）凈化車間 風機 ,。故 泵 ,。故 空調 ,。故 照明 ,，。 故 凈化車間總計 （取，）化驗車間 空調 ,。 故 照明 ,，。 故 化驗車間總計 （取，）維修車間 （取0，） 空調 ,。 故 鉆床 ,。 故 車床 ,=0.3,=0.5,=1.73。 故 電焊機 ,。 故 照明 ,，。 故 w維修車間總計 = =43.86全廠總計 （取，）表1.1 計算的各項數據廠房編號廠房名稱負荷類別設備容量/KW需要系數/kd功率因數計算負荷/kW/kvar/kVA/A1凈化車間風機200.70.80.751410.5

34、17.526.6泵9600.70.80.756725048401276.25空調290.750.80.7521.7516.3127.241.33照明80.91.007.20車間總計1017715530.8取，643.46504.3817.51242.12化驗車間空調100.750.80.757.55.6259.414.28照明100.91.0090車間總計2016.55.625取，14.855.3415.8243維修車間空調100.750.80.757.55.6259.414.28鉆床1.20.20.51.730.240.4150.480.73車床35.70.30.51.7310.7118.5

35、321.4232.54電焊機200.350.71.0277.141015.2照明1011.00100車間總計76.935.4531.71取，31.930.143.8666.67全廠總計（0.4KV側）766.95568.1取，621.2512.8805.51223.8通過計算可知全廠，計算過程如下：3 無功功率補償與計算3.1無功補償的要求 供電營業規則中規定：“用戶在當地供電企業規定的電網高峰負荷時的功率因數應達到下列規定：與以上高壓供電的用戶功率因數為0.90以上，其它情況，功率因數不得低于0.85.”并規定，凡功率因數未達到以上規定的，應增添無功補償裝置，通常采用并聯電容器進行補償。3.

36、2無功功率的人工補償裝置這三種方式中的并聯補償電容器：高濃度的補償低濃度的補償低色散補償從經濟和技術方面的考慮的設計，低濃度的補償方式的選擇。3.3無功功率補償原理為了使功率因數降低。如果在充分利用設備的性能，提高設備以與供電能力，然后一般情況變電所供電如果不滿足功率因數的要求，我們就必需采取辦法通過加裝無功補償裝置來提高功率因數。如果功率因數由提高到，這時在符合需要有功功率不變的條件下，無功功率將由減小到，視在功率將由減小到，相應的負荷電流也減小。要使功率因數由提高到，必須裝設無功補償裝置（并聯電容器），其容量為式中，稱為無功補償率，或比補償容量。在確定了總的補償容量后，即可根據所選并聯電容

37、器的單個容量來確定電容器的個數，即3.4無功補償后的工廠計算負荷工廠（或車間）裝設了無功補償裝置以后，總的有空計算負荷不變，而總的無功計算負荷扣除無功補償容量，即總的無功計算負荷補償后總的視在計算負荷為：由負荷計算可知該廠0.38kV側最大負荷時的功率因數只有0.79。而供電部門要求該廠10kV側的最大負荷是功率因數為0.9以上?？紤]到主變壓器的無功損耗與有功損耗,在負荷計算中，新型低壓損耗變壓器（如S9、SC9等）的功率損耗可按下列簡化公式僅是計算：有功損耗 無功損耗 以上二式中為變壓器二次側的視在計算負荷?？紤]到主變壓器的無功損耗遠大于有功損耗，因此0.38kV側最大負荷功率因數應稍大于0

38、.90，暫取0.92來計算0.38kV側所需無功功率補償容量：選用BW0.4143型作并聯補償電容，選用PGJ1型低壓無功功率自動補償屏，采用方案1（主屏）1臺與方案3（輔屏）2臺組合，總容量84kvar3=252kvar.補償后的變壓器容量和功率因數：補償后變壓器低壓側的視在計算負荷為變壓器的功率損耗為：變電所高壓側的計算負荷為補償后的天然氣脫硫廠的功率因數為：可見0.9050.9這一功率滿足要求。因此無功補償后工廠380V側和10kV側的負荷計算如下表表2.1 無功補償后工廠380V側和10kV側的負荷計算項目計算負荷380V側補償前負荷0.77621.2512.8805.51223.83

39、80V側無功功率補償容量-252380V側補償后負荷0.922621.2260.8673.761023.7變壓器功率損耗6.7433.710kV側負荷總計0.905627.94 294.5693.57404 變配電所位置與形式的選擇4.1變配電所所址選擇得一般原則設計時考慮工廠變、配電所建設的地方，應該嚴格按照下列的要求并且在經過技術經濟節約比較的基礎之上才能確定：1）如果廠里變電所裝有油侵式的電力變壓器，由于油侵式變壓器容易燃燒，所以變電所應考慮防火，不要把變電所設在三四級耐火等級建筑物。如果必需把變電所建在建筑物就必需做好防火保護措施。2）建筑物樓層較多時，如果配電所裝有的電氣設備有可燃性

40、的油。由于條件的限制，應把變電所設在底層且靠近外墻部位，而且不要設在人員密集的地方。3）在高層主題建筑里不應設置裝有可燃性油的電氣設備的配電所REF _Ref358272505 n h * MERGEFORMAT 1。4）露天或者半露天的變電所，不適宜設置在下列場所：有腐蝕性氣體的場所。挑檐為燃燒氣體或難燃體和耐火等級為四級的建筑屋旁。附近有棉、糧與其它易燃、易爆物品集中的露天堆放廠。容易沉積可燃粉塵、可燃纖維、灰塵或導電塵埃且嚴重影響變壓器安全運行的場所REF _Ref358272505 n h * MERGEFORMAT 1。4.1.1負荷中心的確定方法（1）利用以負荷圓表示的負荷指示圖在

41、工廠總平面圖上，按適當的比例K（kW/）作出各車間（建筑）與宿舍區的負荷圓。負荷圓的圓心一般選在車間或宿舍區的中央。圓半徑（單位為mm）為：式中 車間或宿舍區的計算負荷（單位為kW）。（2）利用負荷功率力矩法確定負荷中心在工廠平面圖的下邊和右側，任作一直角坐標的x軸和y軸。測出各車間和宿舍區負荷點的坐標位置。例如、等。而工廠的負荷中心設在,P為。因此仿照力學中計算重心的力矩方程，可得負荷中心的坐標；4.1.2天然氣脫硫廠負荷中心的計算本設計采用負荷功率力矩法來確定天然氣脫硫廠負荷重心，具體計算如下：所以配電所得位置坐標為（104.1,94.8）4.2天然氣脫硫廠變配電所形式的選擇變配電所有屋式

42、和屋外式兩大形式。屋式運行維護方便，占地面積少。在選擇工廠總變配電所形式時，應根據具體地理環境，因地制宜；技術經濟合理時，應優先選用屋式。負荷較大的車間，宜設附設式或變露天式變電所。負荷較大的多跨廠房與高層建筑，宜設車間（室）變電所或組合式成套變電站。負荷小而分散的工廠車間級生活區，或需遠離有易燃危險與有腐蝕性車間時，宜設獨立變電所。考慮到天然氣脫硫廠凈化車間與化驗車間屬于污染易燃易爆場所，選擇的室的獨立式變配電。5 天然氣脫硫廠變壓器臺數、容量與類型的選擇5.1變壓器臺數的選擇原則供配電所選擇變壓器臺數時應考慮的一般原則：1）根據供配電設計規規定工廠里有一級或者二級負荷，由于一級二級負荷不云

43、尋斷電所以工廠變電所必需采用兩臺變壓器，雙電源供電，當一路電源斷電或者是變壓器出現故障的時候，這是另一臺變壓器正好工作，從而保證了一級二級負荷的連續工作的穩定性 ，在有備用電源接入的情況下可采用一臺變壓器。根據上述原則天然氣脫硫廠有兩種選擇方案可以裝設一臺變壓器，也可以考慮裝設兩臺變壓器，這里就可以就需要進一步從經濟、地理環境、等多方面加以考慮8。5.2變壓器容量的選擇1.只裝一臺變壓器的變電所主變壓器容量應滿足全部用電設備總計算負荷的需要， 即：即天然氣脫硫廠，初步選用,選用一臺變壓器對于脫硫廠的二級負荷采用自備電源供電。2.裝有兩臺主變壓器的變電所每臺變壓器的容量應滿足以下兩個條件：任一臺

44、變壓器單獨運行時，宜滿足總計算負荷的大約的需要，即 任一臺變壓器單獨運行時，應滿足全部一、二級負荷的需要，即天然氣脫硫廠裝設兩臺變壓器:且選用的兩臺變壓器。5.3變壓器類型的選擇在正常使用的變電站環境，油浸式變壓器一般都可以使用，例如，可以選擇SL7，S7，S9，和其他低損耗電力變壓器。在大量的粉塵或腐蝕性氣體，會嚴重影響變壓器在有粉塵或腐蝕應變壓器的安全運行所選功能。在煤礦地面易發地區和土壤電阻率較高的山變電站，適合使用我的變壓器。由于天然氣脫硫廠是專業生產化學的一些特點，有易燃易爆的危險，所以一定要選擇全密封變壓器。密封式變壓器的優點：生命的事故率與密封變壓器消除空氣與油接觸，減緩油絕緣纖

45、維強度和老化過程，降低事故發生率，提高可靠性。綜上所述天然氣脫硫廠選用S9-M系列10kV全封閉式變壓器容量 變壓器的聯結組別均采用Yyn0或者選用兩臺全封閉式低損耗變壓器容量采用Yyn0。型號額定容量()額定電壓()聯結組編號損耗()空載電流()短路阻抗()一次二次空載負載S9-M-800/10800100.4Yyn01.47.50.84.5表4.1 S9-M-800/10全密封變壓器的主要技術數據表4.2 S9-M-1000/10全密封變壓器的主要技術數據型號額定容量()額定電壓()聯結組編號損耗()空載電流()短路阻抗()一次二次空載負載S9-M-1000/101000100.4Yyn0

46、1.6510.30.74.56 天然氣脫硫廠自備發電機組的選擇6.1選購柴油發電機組的依據柴油發電機組在選型時也要考慮一些主要因素選用柴油發電機組的型號主要考慮柴油發電機的機械電氣性能，柴油機組的用途，以與負荷的容量自動化莊子等方REF _Ref358283063 n h * MERGEFORMAT 9。（1）柴油發電機組用途分類根據柴油發電機組的作用不同可以分為：常用柴油發電機組、備用和應急柴油發電機組，根據不同的發電機對機組在性能方面要求也不一樣REF _Ref358283063 n h * MERGEFORMAT 9。（2）根據負荷容量選擇由于用途不同造成負荷的容量不同，選著發電機組的必

47、需確定廠用負荷的容量，從而確定發電機組的容量REF _Ref358273939 n h * MERGEFORMAT 13。（3）柴油發電機組在不同的環境下選用不同的機組，在特殊的海拔高度和特殊氣候下選擇不一樣的柴油發電機組。6.2應急柴油機發電機組的選擇應急發電機組主要用于重要場所，在緊急情況或事故停電后瞬間停電，通過應急發電機組迅速恢復并延長一段供電時間。應急發電機組的工作有兩個特點：第一個特點是作應急用，連續工作的時間不長，一般只需要持續運行幾個小時。第二個特點是作 備用，應急發電機組平時出去停機等狀態，只有當主用電源全部故障斷電后，應急發電機組才啟動運行供給緊急用電負荷，當主要電源恢復正

48、常后，隨即切換停機應急柴油發電機組發電機容量的確定應急柴油發電機的標定容量是經大氣修正后的12h標定容量，其容量應能滿足緊急備用電總計算負荷，應急發電機一般選用三相交流同步電動機，其標定輸出電壓為400V，不宜選用高壓發電機，個別一級用電負荷大、輸電距離遠的工程可以考慮選用高壓發電機組。應急發電機組發電機組臺數的確定有臺發電機組備用時，一般只設置1臺應急柴油發電機組，從可靠性考慮也可以選用2臺并聯運行。供應急用的發電機組臺數不宜超過3臺。當選多臺柴油發電機時，機組應盡量選型號、容量一樣，調壓、調速特性相近的成套設備，所用燃油性質應一致，以便運行維修與共用配件。應急柴油發電機組選擇應急機組宜選用

49、高速、增壓、油耗低、高可靠性、同容量的柴油發電機組。應急柴油發電機組的控制應急發電組的控制應具有快速自啟動與自動投入裝置。當主用電源故障斷電后，應急機組應能快速自起動并恢復供電。6.3天然氣脫硫廠的自備電源由于天然氣廠凈化車間屬于二級負荷，而且一般天然氣廠離城市較遠，離發電廠也的距離也較遠，如果選擇從遠處拉架空電線作為備用電源，從經濟角度考慮耗費程度較大，所以這種情況下一般考慮自備應急電源，即節約成本又可以保證二級負荷的連續穩定運行，選用柴油發電機組作為備用電源，凈化車間的計算負荷選用2臺國產6250 系列800kW 自動化型柴油發電機組表5.1 國產6250系列800kW自動化型柴油發電機組

50、技術性能機組型號額定功率/kW額定電流/A額定轉速/（r/min）柴油機型號發電機型號自啟動時間/s勵磁方式勵磁電流/A控制屏型號機組重量/kg800GFZ380014441000X6250Z-1TFW-15-645無刷1.7BKF-WC-800/400TKZ-X6-Z182007 天然氣脫硫廠變電所的電氣主接線方案7.1天然氣脫硫廠的主接線方案選擇因為上面選變壓器時分別可以先用一臺和兩臺變壓器，這里就可以分別設計兩套主接線方案。(1)裝設一臺變壓器的主接線方案：如圖7.2a圖7.2a裝設一臺變壓器的主接線方案(2)裝設兩臺變壓器的主接線方案：如圖7.2b圖7.2b裝設兩臺主變壓器的主接線方案

51、(3)比較兩套主接線方案的技術、經濟指標表6.1 兩套主接線方案的技術、經濟指標比較項目一臺變壓器兩臺變壓器技術指標供電安全性滿足滿足供電可靠性基本滿足滿足供電質量裝一臺變壓器。電壓損耗稍大兩臺變壓器并列，電壓損耗小運行的靈活方便性靈活性差靈活性較好變電所今后增容擴建性稍差較好經濟指標電力變壓器的綜合投資由網上查的聊城兄弟變壓器公司S9-M-800KVA/10KV/0.4KV純銅電力變壓器價格：66030元/臺，查資料可知變壓器的綜合投資約為其單價的2倍，因此綜合投資為266030元=13.2萬元由網上查的聊城兄弟變壓器公司S9-M-1000KVA/10KV/0.4KV純銅電力變壓器價格：79

52、110元/臺.因此兩臺綜合投資為791104元=31.6萬元高壓開關柜的綜合投資由資料查得GG-1A(F)型柜按每臺4萬元記，計量柜GG-1A(J)可按開關柜計價，綜合投資按設備價的1.5倍計，因此其綜合投資為31.54=18萬元兩臺變壓器的綜合投資為：81.54=48萬元電力變壓器和高壓開關柜的年運行費變壓器和高壓開關柜的折舊和維修管理費每年為2.82萬元變壓器和高壓開關柜的折舊和維修管理費每年為7.34萬元交供電部門的一次性供電補貼一次性向供電部門交納供電貼費800元/(kVA)，需繳納：0.08800=64萬元需要繳納：0.0821000=160萬元從上表可以看出，按技術指標，裝設兩臺變

53、壓器明顯優于裝設一臺變壓器，但是按經濟指標，裝設兩臺變壓器花的錢遠遠多于裝設一臺變壓器，因此考慮天然氣脫硫廠的實際情況，以與投入效益，選擇裝設一臺主變壓器的方案。8 短路電流計算8.1天然氣脫硫廠短路電流的計算8.2.1概述進行短路電流計算，首先要繪制計算電路圖，在計算電路圖上，將短路計算所需的各元件的額定參數都表示出來，并將各元件依次編號，然后確定短路計算點。接著，按所選擇的短路計算點繪制等效電路圖并計算電路中各主要元件的阻抗。對于工廠供電系統，通常只需要采用阻抗串并聯的方法即可將電路化簡，求出等效阻抗，最后計算短路電流和短路容量。短路計算方法，常用的有歐姆法和標幺制法。8.2.2采用歐姆法

54、計算天然氣脫硫廠的短路電流(3)(2)300MVA計算簡圖：k-2k-1(1)電力電纜1KM 圖7.1a10.5kV0.4kVS9-M-800計算過程如下：1.k-1點的三相短路電流和短路容量（）(1)計算短路電路中各元件的電抗與總電抗1)電力系統的電抗：由高壓側知道斷路器的斷流容量,因此 電纜線路的電抗:查書可得，因此 k-1圖7.1b繪k-1點短路的等效電路，如圖7.2b,圖上標出各元件的序號（分子）和電抗值（分母），并計算其總電抗為計算三相短路電流和短路容量三相短路電流周期分量有效值三相短路次暫態電流和穩態電流三相短路沖擊電流與第一個周期短路全電流有效值三相短路容量求k-2點的短路電流和

55、短路容量（）計算短路電路中各元件的電抗與總電抗電力系統的電抗電纜線路的電抗電力變壓器的電抗：由設計上面的數據可得，因此k-2圖7.2c繪k-2點短路的等效電路如圖7.2c所示，并計算其總電抗為計算三相短路電流和短路容量三相短路電流周期分量和有效值三相短路次暫態電流和穩態電流三相短路沖擊電流與第一個周期短路全電流有效值三相短路容量短路計算表：表7.1 短路計算表 短路計算點三相短路電流/kA三相短路容量/k-113.4713.4713.4734.3520.34 244.97k-223.9323.9323.9344.0326.0816.589 變電所一次設備的選擇校驗9.1 10kV側一次設備的選

56、擇校驗9.1.1.一次設備選擇的一般要求表8.1 一次設備選擇的一般要求序號選擇的一般要求1滿足工作要求應滿足正常運行、檢修以與短路和過電壓情況下的工作要求2適應環境條件應按當地環境條件進行校核3先進合理應力求技術先進和經濟合理4整體協調應與整個工程的建設標準協調一致5適應發展應適當考慮發展,留有一定的裕量高壓側具體選擇如下：高壓斷路器：ZN5-10/630高壓隔離開關:GN19-10高壓熔斷器：RN2-10電壓互感器：JDJ-10電壓互感器：JDZJ-10電流互感器：LA-10避雷器FS4-109.1.2 10kV側一次設備的選擇校表8-2 10kV側一次設備的選擇校驗選擇校驗項目電壓電流斷

57、流能力動穩定度熱穩定度裝置地點條件參數數據10kV 40A13.47kA34.35kA額定參數高壓真空斷路器ZN5-10/63010kV630A20kA50kA高壓隔離開關GN6-10/20010kV200A25.5kA高壓隔離開關 GN19-10/63010kV630A50kA高壓熔斷器RN2-1010kV0.5A50kA電壓互感器JDJ-1010/0.1kV電壓互感器JDZJ-10電流互感器LA-1010kV300/5A避雷器FS4-1010kV由上表可知所選設備均滿足要求。 9.2 380V側一次設備的選擇校驗表8-2 380V側一次設備的選擇校驗選擇校驗項目電壓電流斷流能力裝置地點條件

58、參數數據380V 1023.7A 23.28kA額定低壓斷路器DW15-1500電動380V脫扣器額定電流1500A40kA低壓刀開關HD13-1500/3010kV1500A電流互感器LMZJ1-0.55001500/5A低壓斷路器 DZ10-600/3380V脫扣器電流600A40kA低壓刀開關HD13-600/31380V600A電流互感器LMZJ1-0.5100/5A9.3 高低壓母線的選擇根據所查資料10kV/0.4kV變電所高低壓LMY型硬鋁母線的常用尺寸，10kV側高壓母線先用LMY-3(404)母線的尺寸為40mm4mm,380V低壓母線相母線選用LMY-3(1008)，中性母

59、線選用LMY-3(606)，相母線的尺寸為100mm8mm,中性母線的尺寸為60mm6mm。10 變電所進出線與備用電源線的選擇10.1 10kV高壓進線的選擇10kV高壓進線油35kV/10kV變電所配電室引入至10kV/0.4kV主變壓器電纜的選擇與校驗，采用YJL22-10000型交聯聚乙烯絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設。1）按發熱條件選擇導線的截面。土壤溫度27，,查資料初選纜芯為的交聯聚乙烯絕緣電纜，其中.，所以滿足發熱條件。檢驗短路熱穩定短路熱穩定的最小截面所以不滿足條件，選用YJL22-10000-3185的電纜 其中滿足發熱條件，滿足短路熱穩定因此高壓進線選用YJL22-10000

60、-3185的交聯聚乙烯絕緣的鋁芯電纜。10.2 380V低壓出線的選擇饋電給凈化車間的線路線路本次設計采用YJL22-1000型帶鎧裝交聯聚乙烯絕緣銅芯電纜直接埋地敷設。1）按發熱條件選擇其中與地下0.8m土壤溫度27，通過查資料選截面積為的銅芯芯電纜，滿足發熱條件。2）檢驗電壓損耗由平面圖可知凈化車間至變電所距離為98m,由資料可查得的鋁芯電的，凈化車間的。滿足允許電壓損耗5%的要求。3）短路熱穩定度校驗短路熱穩定度的最小截面所以滿足條件，選用3根1630mmYJL22-1000型單芯電纜。中性線選用1根300mm的YJL22-1000型。饋電給化驗車間的線路線路本次設計采用有護套的VLV2