卷烟厂35kV变电工程设计及其概预算编制毕业论文

卷烟厂35kV变电工程设计及其概预算编制摘要： 卷烟厂的供电要求有别于其他行业，既有一些特殊的要求，也有一些共性的要求。卷烟厂中的制丝设备和卷接包设备自动化程度很高，大多为国外进口，这些设备一般都按照国外的供电环境设计制造，对于电源的供电质量要求比较苛刻，供电质量出现问题，就会造成重大设备损失。在保障供电上也有要求，一旦出现供电系统故障，就会严重影响卷烟生产，停机、设备怠工等也会给企业带来不小的损失。安全文明生产是烟草行业追求的目标，减少人身伤害是企业供电的基本点。节能减排也是考核企业运行效率的重要指标，目前国内正在大量使用综合自保系统，在传统的供电设备基础上增加高技术计量、保护、运行、监控等设施，即保障供电的可靠性，有保障了用电的可控性，消耗的电量，设备运行状态一目了然。可以有效增加系统运行效率。 本次设计就是依照以上原则，按计划、按步骤设计35KV配电工程，内容包括负荷计算，一次系统图，电容补偿，变压器选择及变电所布置，断路电流计算，高、低压设备选择及校验，导线、电缆的选择，整定及二次保护等，在设计完成后，还按设计做了供电工程的概算编制，将整个卷烟厂35kV变电工程的设计及投资概算做了完整的阐述和说明。 设计所用到的方法有很多种，在负荷计算方面主要使用了需要系数法，首先统计烟厂的车间及部门负荷情况，然后使用公式计算有功功率、无功功率及视在功率。根据计算结果选择变压器和变电所在厂区的分布，考虑供电的可靠性等因素，采取一用一备供电方式，增加供电的灵活性。并且计算了短路电流，确定了变电站保护设备的选型，还在防雷设计等方面做了计算。 技术设计和设备选型确定后做了配电工程概预算编制，预算编制的内容包括直接工程费、间接费、利润、税金及设备购置费，依据费用的内容和取费标准，详细列举了变电站的预算，最后完成卷烟厂35kV变电工程设计及其概预算编制。关键词：35KV变电所 需要系数法 电气主接线 负荷 短路工程概算目 录1 绪论51.1卷烟厂供电的要求51.2卷烟厂供电设计原则61.3卷烟厂供电设计内容及步骤61.4供电工程的概算编制72 负荷计算72.1负荷计算的意义72.2负荷计算的方法72.3烟厂负荷计算83 变电所及变压器的选择113.1变电所位置选择的原则113.2 变压器容量和台数确定原则113.3变配电系统确定123.4 变电站的平面布置图123.5 变电站接线方式的确定134短路电流的计算134.1 短路计算的目的134.2 短路计算的简单分析145电气设备选择及说明175.1 高压变压器的选择175.2 主变压器的选择175.3 35kV侧电气设备选择185.4 10kV侧电气设备选择206变电站的继电保护216.1继电保护216.2变压器保护227变电站的防雷设计237.1变电站的防雷保护237.2避雷器的选择：248 配电工程概预算编制258.1配电工程概预算编制的依据258.2 编制方法258.3配电工程概预算的编制实施259 工程概算表279.1工程费用汇总表279.2变电站概算表1910结论3211结束语32参考文献：32331 绪论 卷烟厂的供电要求有别于其他行业，既有一些特殊的要求，也有一些共性的要求。1.1卷烟厂供电的要求1.1.1供电质量卷烟厂中的制丝设备和卷接包设备自动化程度很高，大多为国外进口，这些设备一般都按照国外的供电环境设计制造，对于电源的供电质量要求比较苛刻，我们国家在改革开放初期引进的设备就多次出现因为电网波动引起的停机，严重时还会出现设备元器件损坏等情况，因此烟草行业供电设计中在保证供电质量上有特殊的要求。衡量供电质量高低的技术指标是频率稳定性、电压偏移和谐波。交流电的频率对交流电动机的性能有着直接的影响，频率的变动会影响交流电动机的转速。按照电力工业技术管理法规规定，对于额定频率为50Hz的工业用交流电，其频率相对于额定值的偏差不允许超过0.2-0.5Hz，即为额定频率的0.4-1。电压偏移是衡量供电质量的又一重要指标。所谓电压偏移，是指用电设备在运行中，实际的端电压与其额定电压的偏差。用电设备对定范围内的电压偏移具行适应能力，但随着电压偏移的增大，用电设备的性能将会恶化，严重时会造成设备的损坏。因此我国对用电设备电压偏移的允许值做了具体的规定，电动机的电压偏移不允许超过其额定电压的5。 随着自动化控制水平的提高，烟草行业开始大量使用节能照明、UPS、空调、电脑、变频器、软启动器等设备，这些设备会产生三次、五次、七次及以上谐波，严重污染电网，其中三次谐波叠加到中性线，使中性线发热，威胁配电系统安全，个别烟厂就出现了因为谐波过高而引起了精密仪器损坏等情况，因此烟草行业要求在额定功率下 THDI Uns (;)In Imax (In=20kA; Imax=1.25kA)式中 、分别为电气设备和电网的额定电压（kV），In、Imax分别为电气设备的额定电流和电网的最大负荷电流（kA）。按短路状态断路热稳定和动稳定的校验校验式， 所以选用ZW7-35系列户外高压真空断路器系三相交流50Hz户外高压开关设备，主要用于40.50kV电网中，作分、合负荷电流、过载电流及短路电流之用，也可以用于其他类似场所，该产品结构设计合理，维护简便。5.3.2隔离开关隔离开关也是发电厂和变电所中常用的开关电器，它需与断路器配套使用。但隔离开关无灭弧装置，不能用来接通和切断负荷电流和短路电流。隔离开关与断路器相比，额定电压、额定电流的选择及短路动、热稳定的项目相同。但由于隔离开关不用来接通和切断短路电流，故无需进行开断电流和短路关合电流的校验。选择GW4-35D型隔离开关适用于频率为50Hz，额定电压为35kV，额定电流600A、1000A的交流电路中作有电压无负载时断开与闭合电路之用，借助连杆可组成三极联动。5.3.3高压限流熔断器高压熔断器用来保护电气设备免受过载、短路电流的损害和保护电压互感器，当电流超过额定电流时，自动切断电流.保护电力设施。选择RW10-35型户外高压限流熔断器，其适用于交流50Hz，额定电压10kV-35kV-66kV的输电线和电压互感受器的短路和过载保护。5.3.4电流互感器在装有断路器的回路应安装电流互感器，变压器中性点装设电流互感器，110kV侧及变压器，回路采用三相配置，35kV、10kV采用两相置、母联，亦采用两相配620kV屋内配电装置，采用瓷绝缘结构或树脂浇注绝缘结构的独立式CT。选择LSJ-35，LSJC-35I，II，III型装入式电流互感器,适用于交流50Hz，额定工作电压35kV的电力系统中，作为电流电能测量及继电保护使用。5.3.5电压互感器电压互感器是电力系列中重要的电器设备之一，用来转换电压，目的在于传递电能，而互感器转换电压或电流的目的， 在于测量和监视线路的电压或电流等。选择JDJJ-35型电压互感器为单相三绕组油浸户外式产品。适用于交流50Hz、35kV中性点不直接接地的电力系统，供继电保护和信号装置的电源用。5.3.6避雷器为了防止过电压，当系统出现过电压时，电阻片呈低电阻，从而保护电器设备，在正常运行状态下，电阻片呈高电阻，避雷器仅流过很小的泄漏电流，起到与系统绝缘的作用。 选择ZnO35型避雷器，其用于保护交流35kV电力系统的输变电设备免受过电压危害。5.4 10kV侧电气设备选择5.4.1高压开关柜 选用GM6系列10kV GIS充气开关柜，其额定电压为10kV，额定频率为50Hz的三相交流单母线和单母线旁路系统中，作为接受和分配电能之用。主要特点如下：1、使用六氟化硫气体绝缘式开关柜，并且断路器采用SF6分断介质，有效的避免了类似真空断路器的操作过电压危害。2、内燃弧防护、完善的连锁机构，钥匙锁机械连锁实现“五防”。5.4.2隔离开关选用户内隔离开关户内高压设备在有电压无负载时,切断与闭合线路之用。5.4.3电流互感器选用LAJ-10在外表面增加了伞形结构，从而增加了外表面的爬电距离，能适用于轻污秽地区，也适用于50Hz、额定电压为10kV及其以下的电力系统中作电流、电能的测量及继电保护。5.4.4母线导体截面可按照长期发热允许电流或经济电流密度选择。对年负荷利用小时数大（通常指Tmax5000h），传输容量大，长度在20m以上的导体，如发电机、变压器的连接导体其截面一般按经济电流密度选择。（1）按导体长期发热允许电流选择：ImaxkIal（2）按经济电流密度选择： 6变电站的继电保护6.1继电保护6.1.1变电所馈电线路保护 由总降压变电所送至每一车间变电所的线路需设速断保护和过电流保护。互感器接成不完全星形，继电器选用GL一11/10型。1、过电流保护的动作电流整定值按下式计算： .公式5式中 可靠系数，取=1.25；接线系数，在具体接线方式下=1；返回系数，=0.8；最大负载电流； 电流互感器变比； 和根据各回路具体情况而定。选出接近 的动作电流值为23A。动作时间因需要与低压侧空气相配合，故选为0.5s。灵敏度校验 灵敏系数可根据下式校验：.公式6式中380V侧母线发生两相短路、电流电流最小值对10kV侧的归算值；继电保护装置一次动作电流。=.2、速断保护的动作电流应躲开变压器二次侧三相电流电流归算值。即以计算得出的与（1）中求得的相除得倍数k，整定继电器电磁速断机构。灵敏系数为.公式7式中 10kV侧两相电流电流最小值；k整定倍数 6.2变压器保护根据本降压变电所变压器的容量及重要性按照规程规定，一次侧应设置带有定时限的过电流保护及电流速断保护。此外，还应装设瓦斯保护及温度信号。具体整定如下：1、定时限过电流保护采用三个电流互感器接成全星形接线方式以提高保护动作的灵敏度，继电器选用DL-11型，动作电流整定值如下：.公式8 式中 过负荷系数，根据本变压器运行特点，可按照下式计算：= .公式9式中 起动电流最大的电动机的起动电流； 计算电流减去该电动机的额定电流。 于是代入 取=7A动作时间因需与母线联络开关配合可取1.5s。灵敏系数 2、电流速断保护采用互感器不完全星形接法进行速断保护，动作电流躲开二次侧三相短路值，即 归算到35kV侧 选1500A，则灵敏系数为 6.2.3、母线保护 设置两个电流互感器接成不完全星形。装设时电流带时限保护，继电器选用DL-11型，其动作时限比馈出线大t，即t=1s。6.2.4、备用电源进线保护 备用电源进线设过负荷保护，定时限过电流保护。互感器接成不完全星形，继电器选DL-11型，过负荷保护作用于信号。 考虑到母线联络开关动作的时间，定时限过流保护的动作时限取1.5s。5、BZT起动电压的确定 当母线上任何原因失去电压，则变压器两端断路器切断，备用电源断路器投入。BZT的起动电压为 式中 =1.2 =1.15，=0.9，则1.65式中 为电压互感器变比。断路器切断与备用电源断路器投入时间整定为0.5s。7变电站的防雷设计7.1变电站的防雷保护由于雷电直接击中变电站建筑、电气设备、电缆和操作人员，可能会造成建筑损毁，设备损坏、人员伤亡和电气短路引起火灾等严重后果，因此直击雷发生的概率虽然很小，但其危害十分大，所以做防雷保护。为防止雷击于发电厂、变电所，可以装设避雷针，应该使所有设备处于避雷针保护范围之内，此外，还应该采取措施，防止雷击避雷针时的反击事故。雷击避雷针时，雷电流经避雷针及其接地装置，在避雷针h高度处和避雷针的接地装置上，将出现高电位和，此时有 .公式10式中：L为避雷针的等值电感，为避雷针的冲击接地电阻；和分别为流经避雷针的雷电流和雷电流平均上升速度。对于35kV及以下的变电所，因其绝缘水平较低，不允许将避雷针装设在配电构架上，以免出现反击事故，需架设独立避雷针，并应满足不发生反击的要求。7.2避雷器的选择：10kV侧避雷器的选择：初选ZnO10型避雷器，额定电压10kV，灭弧电压12.7kV，工频放电电压不小于26kV，不大于31kV。Ugp=3.510/ 31.1=22.2KV26kV上限，Ugp=3.510/ 31.2=24.25KV1.118=19.8kV=Umf，选ZnO10型避雷器。35KV侧避雷器的选择：初选ZnO35额定电压35kV，灭弧电压41kV，工频放电电压不小于84kV不大于104kV中性点非直接接地的电网中灭弧电压不低于设备最高运行线电压，Umf=1.135=38.5kV41kV，工频放电电压应大于最大运行相电压的3.5倍。上限：Ugp1=3.535/ 31.2=84.87kV107kV下限：Ugp2=3.535/ 31.1=78.5kV84kV工频放电电压应大于灭弧电压的1.8倍；1.838.5=69.3kV Ugp2=78.5kV，选ZnO35型避雷器。在35kV进线塔前设防雷线500m，在进线隔离开关处装ZnO-35型阀型避雷器一组，在10kV母线各分段装设FS10型避雷器各一组。总降压变电所接地采用环形，用直径50mm长250cm钢管作接地，埋深2m用扁钢连接，接地电阻不大于4。8 配电工程概预算编制8.1配电工程概预算编制的依据对于本文中配电工程概预算的主要计算依据是：1、电力建设工程预算定额，第三册，电气设备安装工程；2、电力工程建设概算定额，电气设备安装工程(2001年修订本)；3、电力建设工程预算定额，第六册，调试(2002年修订本)；4、 (2002年版)电力工业基本建设预算管理制度及规定；8.2 编制方法1、本工程属于二类地区，取费标准执行二类地区；2、本工程暂不考虑贷款问题。8.3配电工程概预算的编制实施这里面包括有直接工程费、间接费、利润、税金和其他费用。8.3.1直接工程费1、基本直接费基本直接费是指施工过程中耗费的构成工程实体和有助于工程形成的各项费用。它包括人工费、材料费、施工机械使用费，其中人工费需要单独计算作为其他费用的计算基数。人工费是指直接从事建筑安装工程施工的生产工人开支的各项费用。计算标准：某地区人工单价标准=(六类地区人工单价标准一工资性津贴)某地区系数+工资性津贴；2、其他直接费其他直接费是指基本直接费以外施工过程中发生的其他相关费用。(1)冬雨季施工增加费冬雨季施工增加费是指建筑、安装工程在冬雨季期间连续施工需要增加的费用。(2)施工工具用具使用费施工工具用具使用费是指施工中生产、检验、试验部门所需不属于固定资产的工具用具的购置、摊销和维护费用。计算标准：配电安装工程施工工具用具使用费=各单位工程人工费费率；3、现场经费现场经费是指在施工现场为施工准备、组织施工生产和管理所需的费用。(1)临时设施费临时设施费是指为工程进行正常施工活动而设置的施工、生活、设备材料储存的临时建筑物、构筑物以及其他设施的搭设、维修、拆除、折旧及摊销费用。计算标准：配电工程临时设施费=各单位工程的基本直接费费率；(2)现场管理费现场管理费是指施工现场为组织和管理施工所必须的费用。计算标准：配电安装工程现场管理费=各单位工程基本直接费费率；8.3.2间接费间接费是指建筑、安装产品生产过程中，为全过程项目服务而不直接耗用在产品对象上的有关费用，由企业管理费，财务费用和施工机构转移费组成。1、企业管理费企业管理费是指施工企业为组织施工生产经营活动所发生的管理费用。(1)企业基本管理费计算标准：配电安装工程企业基本管理费=各单位工程人工费费率。(2)职工基本养老保险和失业保险费计算标准：配电安装工程基本养老保险费和失业保险费=各单位工程工资总额当地劳保费率；(3)工会经费、教育经费和住房公积金计算标准：配电安装工程工会经费、教育经费和住房公积金=各单位工程人工费14.9%。2、财务费用财务费用是指施工企业为筹集资金而发生的流动资金贷款利息等。计算标准：配电工程财务费用=各单位工程基本直接费费率。3、施工机构转移费施工机构转移费是指施工企业根据建设任务需要，派遣施工队伍从基地迁往工程所在地发生的往返搬迁费用。计算标准：配电安装工程施工机构转移费=各单位工程人工费费率。8.3.3利润计划利润是指按电力建设市场情况应计入建筑安装工程造价的利润。计算标准：配电安装工程利润=(直接工程费+间接费)费率(配电安装工程：7%；建筑工程、热力系统：6.5%；送电工程：5%)8.3.4税金税金指按国家税法规定向施工企业承建建筑、安装工程的营业收入所征收的营业税、城市维护建筑税及教育费附加。计算标准：配电建筑、安装工程税金=(直接工程费+间接费+利润)税率(税率按工程所在地税务部门规定计列。本文地区的税率：地市级3.41%；县级3.24%；乡级3.22%)8.3.5设备购置费设备购置费是指配电工程建设过程中，生产流程中所用的各种主设备、辅助设备、附属设备，从生产厂家或供应商的仓库运至施工现场所发生的费用，包括各组成部分的定购(采购)设备原价及设备运杂费。1、设备原价设备原价是指设备出厂价格。2、设备运杂费设备运杂费=设备原价设备运杂费率。8.3.6其他费用其他费用指完成工程建设项目所需的不属于建筑安装工程费用、设备购置费的有关静态费用。9 工程概算表根据以上费用列出此次配电工程费用表：9.1工程费用汇总表卷烟厂35KV变电站安装部分汇总概算表序号工程或费用名称建筑工程费设备购置费安装工程费其他费用合计技术经济指标装置性材料安装费小计单位数量指标一主辅生产工程(一) 主要生产工程654892089052390393421445175647187268361主变压器系统3163320521421700112221533385473元/KVA2配电装置274840085801545001350802883480元/KVA3无功补偿321000850046342548423758424控制及直流系统元/KVA5站用电系统316200198301954039370355570元/KVA6电缆与接地7通信与运动合计654892089052390393421445175647187268369.2变电站概算表卷烟厂35KV变电站安装工程概算表序号编制说明项目名称及规范单位数量单价总价设备装置性材料安装其中工资设备装置性材料安装其中工资一主辅生产工程(一)主要生产工程1.1主变压器系统主变压器35KV变压器三相三绕组6300KVA 台249396.868694.14508798955变压器台230000003000000端子箱XW-2台255005500户外双柱式隔离开关35KV单相台21152.30182.09115218235KV隔离开关GW3台/箱23000030000户外双柱式隔离开关10KV三相带接地组23342.47346.333342346隔离开关GW4-35DW组21200012000氧化锌避雷器35KV组12447.25367.23815122氧化锌避雷器ZnO-35台11100011000氧化锌避雷器组11607.17219.421607219软母线35KV400m2以下跨12170.80288.802171289续表一序号编制说明项目名称及规范单位数量单价总价设备装置性材料安装其中工资设备装置性材料安装其中工资软母线10V400m2以下跨22178.03296.644356593带形母线1000mm2单相米100.0283.5069.41283506941线路电瓷防污绝缘子XWP2-6只9697.004412线路电瓷防污绝缘子XWP2-10只192110.005292铜芯铝绞线LGJ500/35吨1.216800.001932铜芯铝绞线LGJ500/40吨1.96设计费小计3052500主材费小计43404小计3052500434049367317648定额基本直接费元136076电气安装人工费调整%3.217648570小计156001一直接费元147012182181直接工程费元1366472措施费10365（1）冬雨季施工增加费%7.56182181377（2）夜间施工增加费%1.0518218191（3）施工工具用具使用费%6.95182181266续表二序号编制说明项目名称及规范单位数量单价总价设备装置性材料安装其中工资设备装置性材料安装其中工资（4）临时设施费%2.411366473293（5）施工机构转移费%14.32182182609（6）安全文明施工措施费%8.94182182609二间接费226341规费9166（1）社会保障费%20.00291495830（2）住房公积金%10.00261492915危险作业以外伤害保险%2.31182184212企业管理费%73.931821813469三利润%6.0010179四税金%3.406114合计305250018593918218序号编制依据项目名称及规范单位数量单价合价设备装置性材料安装其中工资设备装置性材料安装其中工资2配电装置2.1屋内配电装置2.1.110KV配电装置10KV屋内成套配电装置断路器柜台10.002335.05503.6923351503710KV屋内成套配电装置电压互感器柜台2.001048.64287.53209757511KV屋内成套配电装置其他电气柜台1.00544.92179.96545180金属铠装移开式高压开关柜台14.001000001400000穿墙套管10KV个3.00318.6453.23956160CWW-20/3150-3个3.001500.004500封闭母线 共相 硬母线导体m6.00348.99115.792094695设备费小计：1400000主材费小计：4500定额基本直接费元290436646电气安装人工费调整%3.236646.35215一、直接费（1+2）372341直接工程费337576861卷烟厂变电站安装工程（概）算表(二)续表一 序号编制依据项目名称及规范单位数量单价合价设备装置性材料安装其中工资设备装置性材料安装其中工资2措施费3477（1）冬雨季施工增加费%7.566861519（2）夜间施工增加费%1.05686172（3）施工工具用具使用费%6.956861477（4）特殊地区施工增加费%（5）临时设施费%2.4133757814（6）施工机构转移费%14.326861982（7）安全文明施工措施补助费%8.946861613二、间接费85241规费3452（1）社会保障费%20.00109782196（2）住房公积金%10.00109781098（3）危险作业意外伤害保险%2.3168611582企业管理费%73.9368615072三、利润%6.002288四、税金%3.401634安装合计496806861设备合计1400000卷烟厂变电站安装工程（概）算表（三） 序号编制依据项目名称及规范单位数量单价合价设备装置性材料安装其中工资设备装置性材料费安装其中工资2.2屋外配电装置2.2.135KV配电装置六氟化硫断路器台3.008415.961583.51252484751六氟化硫断路器组3.00