工厂配电.doc

目 录前言-2第1章 负荷计算和无功功率补偿-3第2章 变电所位置和型式的选择-6第3章 变电所主变压器台数和容量、类型的选择-6第4章 变电所主接线方案的设计-7第5章 短路电流的计算-8第6章 变电所一次设备的选择与校验-10第7章 变电所进出线的选择与校验-12第8章 结束语-15参考文献-15致谢-15引言工厂供电，就是指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂配电。在工厂里，电能虽然是工业生产的主要能源和动力，但是它在产品成本中所占的比重一般很小（除电化工业外）。例如在机械工业中，电费开支仅占产品成本的5%左右。从投资额来看，一般机械工厂在供电设备上的投资，也仅占总投资的5%左右。因此电能在工业生产中的重要性，并不在于它在产品成本中或投资总额中所占的比重多少，而在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产成本，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。从另一方面来说，如果工厂的电能供应突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果。例如某些对供电可靠性要求很高的工厂，即使是极短时间的停电，也会引起重大设备损坏，或引起大量产品报废，甚至可能发生重大的人生事故，给国家和人民带来经济上甚至政治上的重大损失。因此，做好工厂供电工作对于发展工业生产，实现工业现代化，具有十分重要的意义。由于能源节约是工厂供电工作的一个重要方面，而能源节约对于国家经济建设有十分重要的战略意义，因此做好工厂供电工作，对于节约能源、支援国家经济建设，也具有重大的作用工厂供电工作要很好地为工业生产服务，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并做好节能工作，就必须达到以下基本要求：（1）安全：在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。（2）可靠：应满足电能用户对供电可靠性的要求。（3）优质： 应满足电能用户对电压和频率等质量的要求。（4）经济： 供电系统的投资要少，运行费用要低，并尽可能地节约电能和减少有色金属消耗量。工厂供电设计的一般设计原则：（1）遵守规程，执行政策。必须遵循国家的有关规程和标准，执行国家的有关方针，包括节约电能，节约有色金属等技术经济政策。（2）安全可靠，先进合理。应做到保障人身和设备的安全，供电可靠，电能质量合格，技术先进和经济合理，应采用效率高，能耗低，性能较先进的电气产品。（3）近期为主，考虑发展。应根据工程特点、规模和发展规划，正确处理近期建设和远期发展的关系，做到远、近期结合，以近期为主，适当考虑扩建的可能性。（4）全局出发，统筹兼顾。必须做到全局出发，统筹兼顾，按负荷性质，用电容量、工程特点和地区供电条件等，合理确定设计方案。第一章 负荷计算和无功功率补偿1.1负荷计算车间和工厂的计算负荷，通常采用需要系数法来确定。有功计算负荷： （1-1） 无功功率计算： （1-2）视在功率计算： （1-3）计算电流：= （1-4）根据以上公式，计算结果如下表 项目数据车间设备容量计算负荷1车间动力4000.30.651.17120140.4184.62266.48照明70.71.00.04.904.97.07小计118.66133.38180.04259.872车间动力3000.20.61.336079.8100144.34照明60.81.00.04.804.86.93小计61.5675.8199.56143.713车间动力3000.30.651.1790105.3138.46199.86照明80.91.00.07.207.210.39小计92.34100.04138.38199.744车间动力2000.350.601.337093.1116.67168.34照明50.71.00.03.503.55.05小计69.8388.45114.16164.785车间动力2000.50.80.7510075125180.43照明60.91.00.05.405.47.79小计100.1371.25123.88178.816车间动力1500.40.71.026061.285.71123.72照明90.91.00.08.108.111.69小计64.7058.1489.12128.647车间动力1000.40.750.884035.253.3376.98照明80.81.00.06.406.49.24小计44.0833.4456.7581.918车间动力1600.250.601.334053.266.6796.23照明30.851.00.02.5502.553.68小计40.4250.5465.7694.919车间动力750.750.71.0256.2557.3880.36115.99照明10.71.00.00.700.71.01小计54.1054.5177.00111.1510车间动力100.40.90.4741.884.446.42照明10.851.00.00.8500.851.23小计4.611.795.037.26生活区照明4000.750.90.47300141333.33481.13小计285133.95316.67457.08总计2349.0888.65761.221203.031736.51.2无功功率补偿按水利水电部1983年制定的变电所位置和型式的选择全国供用电规则规定：高压供电的用户，功率因数不低于0.9：其他情况不低于0.85，如不能达到上诉要求需增设无功补偿装置。1.2.1无功补偿装置工厂中普遍采用并联电容器来补偿供电系统中的无功功率。此次我们选择低压集中补偿：电容器装设在变配电所的低压配电室或单独的低压电容器室内与低压母线相连。1.2.2并联电容器的选择计算要使功率因数由提高到，必须装设的无功功率补偿装置容量为在确定了总的补偿容量后，即可根据所选并联电容器的单个容量qC来确定电容器的个数，即 无功补偿后的工厂计算负荷工厂装设了无功补偿装置后，则在确定补偿装置装设地点以前的的总计算负荷时，应扣除无功补偿的容量，即总的无功计算负荷 补偿后总的视在计算负荷这里取=0.95各车间补偿容量如下表车间12345678910生活区无功补偿（kvar）1016075.6704241.4224038.80.5642主干线123总计P30（kw）62720999889Q30(kvar)443163107761S30(kva)8492701481203I30(A)11643702031737无功补偿(kvar)34810579533Sa.c635217103954在做无功功率补偿时，我们通常采用型电容器并联于变压器的低压侧，其。 =（个） 取n=39第2章 变电所位置和型式的选择2.1变电所所址选择主变选择如图2.2变电所形式的选择：工厂的总降压变电所和高压配电所多采用独立的室内式，本次设计做的是工厂的总降压变电所，所以采用独立的室内式。第3章 变电所主变压器台数和容量、类型的选择3.1 变电所主变压器台数的选择本次设计采用单台变压器供电。3.2变电所主变压器容量的选择变压器容量应为：式中 变电所总的有功率计算负荷，kW； 变压器的额定容量，kVA； 变电所人工补偿后的功率因数，一般应在0.95以上； 变电所人工补偿后的视在容量，kVA； 故障保证系数，根据全企业一、二类负荷所占比例确定。当变电所只选一台变压器时，变压器容量的容量应满足全部用电负荷的需要。此外。一般还应考虑15% 25%的富裕容量，即 （1.151.25） 此处取=1.25 1.25*954=1192.5KW3.3变压器类型的选择通过查变压器的型号表可选 可知 =12501.25=1192.5 kVA第4章 变电所主接线方案的设计5.1变电所主接线如下图： 注：三条主线代表低压配电室的三排低压母排。4.2车间接线图 MMM第5章 短路电流的计算等效电路（1）确定基准值取=100 MVA ,kV,kV ,kV =1.56kA =5.50kA =144.34kA（2）计算短路电路中主要元件的电抗标幺值 电力系统 ， 电力线路的电抗标幺值。（查表LGJ-185型，取电抗，LGJ-95型，取电抗，LGJ-50型，取电抗） 电力变压器的电抗标幺值 =0.175 =1.75 =4.4（2）求K-1点的短路电流总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量a) 总电抗标幺值 = =+0.594 =1.694b) 三相短路电流周期分量有效值 c) 其它三相短路电流 d) 三相短路容量： （3）求K-2点的短路电流总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量a) 总电抗标幺值 =+ =+0.594+4.4 =6.094b) 三相短路电流周期分量有效值 c) 其它三相短路电流 d) 三相短路容量： 第6章 变电所一次设备的选择与校验6. 1 高压开关柜的选择（1）总降压变电所高压侧根据装设地点的电气条件，选择高压开关柜的型号为JYN1-10-86、 （2）总降压变电所低压侧根据装设地点的电气条件，选择高压开关柜的型号为GG-1A(F)-11；选择母线上的高压开关柜的型号为GG-1A(F)-1196. 2 高压断路器的选择（1）总降压变电所高压侧由安装地点的电压和最大工作电流，初选断路器规格为SN10-10I/430型断路器进行校验，如表6-2所示。由校验结果可知，所选SN10-10I/430型断路器是满足要求的。继电保护的动作时间为1s，断路器的短路时间取0.1s，假想时间为tima=1+0.1=1.1s表6-1 厂变电所高压侧断路器的选择与校验序号装置地点的电气条件SN10-10/430型断路器项目数据项目数据结论1UN10kVUN.et10kV合格2I3069.48AIN430A合格3Ik(3)3.3kAIbr12kA合格4ish(3)8.16kAimax30kA合格5I(3)2tima6.9321.1=52.83It2t1624=1024合格（2）总降压变电所低压侧由安装地点的电压和最大工作电流，初选断路器规格为SN10-500/2000型断路器进行校验，如表6-3所示。由校验结果可知，所选SN10-500/2000型断路器是满足要求的。继电保护的动作时间为1s，断路器的短路时间取0.1s，假想时间为 tima=1+0.1=1.1s表6-2 总降压变电所低压侧断路器的选择与校验序号装置地点的电气条件SN10-500/2000型断路器项目数据项目数据结论1UN10kVUN.et500V合格2I301737AIN2000A合格3Ik(3)23.7kAIbr48kA合格4ish(3)43.6kAimax120kA合格5I(3)2tima6.9321.1=52.83It2t1624=1024合格6.2.3 高压隔离开关的选择（1）总降压变电所高压侧由安装地点的电压和最大工作电流，初选高压隔离开关规格为GN19-10/400进行校验，如表6-4所示。由校验结果可知，所选GN2-10/400型隔离开关是满足要求的。继电保护的动作时间为1s，断路器的短路时间取0.1s，假想时间为 tima=1+0.1=1.1s表6-3 总降压变电所高压侧隔离开关的选择与校验序号装置地点的电气条件GN19-10/400型隔离开关项目数据项目数据结论1UN10kVUN.et10kV合格2I3069.48AIN400A合格3ish(3)8.16kAimax50kA合格4I(3)2tima6.9321.1=52.83It2t2024=1600合格（2）总降压变电所低压侧由安装地点的电压和最大工作电流，初选高压隔离开关规格为GN19-500/2000进行校验，如表6-5所示。由校验结果可知，所选GN19-500/2000型隔离开关是满足要求的。继电保护的动作时间为1s，断路器的短路时间取0.1s，假想时间为 tima=1+0.1=1.1s表6-4 总降压变电所低压侧隔离开关的选择与校验序号装置地点的电气条件GN19-500/2000型隔离开关项目数据项目数据结论1UN0.4kVUN.et0.5kV合格2I301737AIN2000A合格3ish(3)43.6kAimax52kA合格4I(3)2tima8.3321.1=76.33It2t2025=2000合格第7章 变电所进出线的选择与校验7.1总降压变电所高压侧导线（10kV地埋穿管敷设电缆）1）按经济电流密度选择选择经济截面按已知条件，查表得jec=0.90/mm2,因此Aec=I30/jec=69.48A/(0.90A/mm2)=77.2mm2选择标准截面80mm2，即选YJV-10-80型钢芯铝绞线。2）校验发热条件查表得YJV-10000-80的允许载流量（室外30时）Ial=335AI30=69.48A，因此满足发热条件。3）校验机械强度查表得穿管敷设导线的最小截面Amin=2.5mm2A=80mm2,因此所选YJV-10000-80型电缆线满足机械强度要求。4）线路电压损耗几何均距为1.5m,A=80mm2，查表得R0=0.22/km，X0=0.353/km。故线路的电压损耗为线路的电压损耗百分值为它小于，因此所选YJV-10000-80型电缆线满足电压损耗要求。7.5 母线的选择 考虑到个车间供电的灵活性，采用各车间单独母缆供电。铺设方式采用地埋穿管敷设。各车间主缆的选择校验包括：1）按经济电流密度选择2）校验发热条件3）校验机械强度4）线路电压损耗经查表计算得各车间主缆选择统计如下：车间线型1YJV-500-（3120+195）-G40-DA2YJV-500-（370+150）-G40-DA3YJV-500-（395+170）-G40-DA4YJV-500-（370+150）-G40-DA5YJV-500-（370+150）-G40-DA6YJV-500-（350+135）-G40-DA7YJV-500-（335+125）-G40-DA8YJV-500-（335+125）-G40-DA9YJV-500-（350+135）-G40-DA10YJV-500-（32.5+11.5）-G40-DA生活区YJV-500-（3185+1150）-G40-DA第8章 结束语通过本次工厂供电课程设计，加深了我对工厂供电知识的理解，基本上掌握了进行一次设计所要经历的步骤，象总降压的设计、负荷计算、变电所所址的选择、短路电流的计算以及各个用电设备的选择和校验、电线和电缆的选择等等，我与其他同学一起进行课题分析、查资料，进行设计，到最后完成整个设计。我感觉自己受益非浅，同时深深的感