工厂供电设计

摘要仅供参考工厂电力供给(plant power supply )是指工厂需要的电力的供给和分配，也称为工厂电力供给。在工厂，电能是工业生产的主要能源和动力，但在产品成本中所占的比例一般较小。 因此，电能在工业生产中的重要性不在产品成本和投资总额中所占的比例，而在工业生产实现电化后，大幅度增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产成本，减轻劳动者劳动强度，改善劳动者劳动条件，有利于生产流程的自动化。本次设计考虑了根据课题提供的某机械制造厂的用电和供电条件，适当考虑了生产的发展，按照国家相关标准、设计标准，安全可靠，技术先进，按照经济合理的要求确定地道变电站的位置和形式。 通过负荷计算，确定主变压器的台数和容量。 进行短路电流计算，选择变电站主接线方案、高低压设备和接线，合理选择整定继电保护装置，最后按要求写设计说明书，绘制设计图。具体工艺和程序：根据工厂总平面图、工厂负荷状况、供电电源状况、气象资料、区域水文资料和电费制度等，首先计算电力负荷，判断是否进行无功功率补偿，接着选择变电站的位置和型号，确定变电站变压器的台数和容量，选择主接线方案，最后计算短路电流由于本人能力有限，设计过程中不可避免会有考虑不足。 为了能立即纠正错误，请老师指出，有助于今后设计的进步和提高。 谢谢您的指导设计师：2006年10月目录摘要1第一章引言31.1工厂供电设计的一般原则31.2设计挑战31.3设计基础资料3第二章负荷计算及无功功率补偿计算52.1负荷计算52.2无功功率补偿计算72.3工厂年度能耗计算72.4负荷分配8第三章电压电平的确定8第四章主变压器台数和容量的选择9第五章变电站主接线方案的选择95.1主配线方案95.2测量点设定9第六章变电站的位置、型号的选择106.1变电站位置106.2变电站型号的选择10第7章短路电流计算107.1短路电流计算的目的和方法10第8章高低压开关柜的选择14第九章变电站高低压电设备的选择和检验159.1短路电流计算结果159.2 35kV电缆截面选择计算169.3 10kV电缆截面选择计算16第十章继电保护的配置18第十一章总结和展望19附录，参考文献20第一章引言1.1工厂供电设计的一般原则根据国家标准GB50052-95 供配电系统设计规范、GB50053-94 10kV及以下变电所设计规范、GB50054-95 低压配电设计规范等规定，工厂供电设计必须遵循以下原则(一)遵守规章，执行政策；必须遵守国家有关规定和标准，执行国家有关方针政策。 包括节约能源、节约有色金属等技术经济政策。(二)安全可靠，先进合理；必须采用保障人身和设备安全、供电可靠、电质合格、技术先进、经济高效、能耗低、性能先进的电器产品。(3)最近主要考虑发展要根据工作特点、规模和发展规划，正确处理近期建设与长期发展的关系，实现远近结合，适当考虑扩展的可能性。(四)全球出发，统一兼顾。根据负荷性质、电容、工程特点、地区供电条件等，合理确定设计方案。 工厂供电设计是整个工厂设计的重要组成部分。 工厂供电设计的质量直接影响工厂的生产和发展。 作为工厂供电人员，需要了解和掌握工厂供电设计的相关知识，以满足设计工作的需求。1.2设计难题某机械厂家配电设计1.3设计基础资料1.3.1工厂的总俯视图(参照图1、比例1:5000 )1.3.2负载时我厂动力所、房间部分设备为二级负荷，铸钢厂50%负荷为二级负荷，热处理厂60%负荷为二级负荷，其馀为三级负荷。 本公司的负荷统计如表1所示。表1 :某机械制造商的负荷数据表现场名1#铸钢现场2#热处理现场3#锻工现场4#焊接现场安装容量(kw)1800、1600、200工作场所名5#金工现场6#最终组装现场7#气动站8#气体站安装容量(kw)4008005001.3.3电源状况一、工厂东北方向16公里处：有新建地区的降压变电站，以110/35/10kV、1x25MVA变压器为工厂主电源。 考虑到本公司的工厂用容量、电源的输送距离、今后的发展计划，在满足供给电压偏差的允许值范围内，使用35kV或10kV的电压，通过一次架线向工厂供给电力。二、从正北方向5公里的其他工厂引进10kV电缆作为备用电源，一般不接通，如果该工厂的主电源发生故障或检修，将提供照明和部分重要负载电力。 输电容量不得超过全厂计算负荷的20%。1.3.4电源短路容量35kV侧系统最大三相短路容量1000MVA35kV侧系统最小三相短路电容500MVA1.3.5供电部门对功率因数的要求值：35kV供电时0.910kV供电时0.951.3.6电费2个电费制：变压器的设置容量为每1kVA 20元/月电费：供电电压为35kV时为0.55元/kWh供电电压为10kV时为0.58元/kWh工厂为二班制，年工作时数为4500小时，最大负荷利用时数为4000小时。线路电力损失在电厂引起的额外投资：元/kW1.3.7气象、地质和水文资料本厂位于江苏平原地区，平均海拔8.5米，地质以砂粘土为主，地下水位2米，最热月平均最高温度为26，最热月地下0.8米，平均温度为20，极端最高温度为40，极端最低温度为-10。第二章负荷计算及无功功率补偿计算2.1负荷计算2.1.1负荷计算的目的负荷计算的目的是确定供电系统，选择变压器容量、电气设备、导线断面和仪表范围，也是合理进行无功功率补偿的重要依据。 计算负荷是否准确合理直接影响电气设备和导线电缆的选择是否经济。 计算负荷决定过大，电气设备和导线电缆选择过大，导致投资和有色金属浪费。 计算负荷过小时，电气设备和导线电缆过载运行，功率损失增加，发生过热，绝缘早期老化或烧毁，同样会导致损失。 由此可见，正确确定计算负荷的意义重大。 在进行负荷计算时，要考虑到环境和社会因素的影响，为未来的发展留出适当的馀地。2.1.2负荷计算的方法负荷计算的方法需要系数法、利用系数法、二项式等几个。本设计采用必要系数法确定。 主要计算公式如下：有效功率：(2-1)无功功率：(2-2)视在功率：(2-3)计算电流：(2-4)2.1.3各现场电气负荷的计算各现场的电力使用状况请参照电力负荷计算表(表2 )。可从表2算出kW，kVar则kWkVarkVA表2 :电力负荷计算表序列号车间设备名容量Pe(kW) Kd cos tg计算负荷P(kW) Q(kVar) S(kVA )1铸钢厂的动力1800 0.5 0.6 1.33 900 1197 1500照明30 0.8 24共计1830 924 1197 15122热处理设备动力2100 0.5 0.8 0.75 1050 787.5 1313照明30 0.8 24共计2130 1074 787.5 13323锻工现场动力1600 0.25 0.60 1.33 400 532 666照明30 0.8 24共计1630 424 532 6804焊接现场动力200 0.5 0.7 1.02 100 102 143照明30 0.8 24共计230 124 102 1615金厂动力400.250.6.33133166照明40 0.8 32共计440 132 133 1876最终组装现场动力200.150.5.7330.960照明40 0.8 32共计240 62 51.9 817空压站动力800 0.8 0.8 0.75 640 480 800照明30 0.8 24共计830 664 480 8198气站动力500 0.5 0.8 0.75 250 187.5 313照明40 0.8 32共计540 282 187.5 3399合计7870 0.71 3686 3471 5192把十乘以同时系数Kp=0.9，Kq=0.95全厂计算负荷3317.4 3297.5 467711无效补偿容量-200012 Cos补偿为0.9后所有工厂的计算负荷合计为0.94-3317.4-1297.5-362713变压器损耗54.4 217.614全厂计算负荷合计7870 0.42 0.912 3371.8 1515.1 36962.2无功功率补偿计算无功补偿是提高电压质量并降低网络损耗的一种有效措施，是向感应电路中感应并联电容器提供电感负载所吸收的大部分无功功率的方法。本设计基础资料规定了35kV供电时的要求，从上述计算可知，需要无效补偿。各工厂低压计算负荷合计kW补偿前补偿后(2-5)kVar选择补偿2000kVar电容器无功补偿后，变电站低压侧的计算负荷如下kVA变压器的功率损耗如下：kVarkW变电站高压侧的计算负荷如下所示kWkVarkVA无效补偿后，工厂的功率因数如下所示满足本设计要求2.3工厂年耗电量的计算kW h年有效功耗： kWh2.4负荷分配根据供电可靠性要求将负载分为三个阶段I级负荷：指短时间(手动恢复供电的时间)内中断对负荷的供电，导致人身事故和设备损坏，产生废品，生产秩序无法长期恢复，人们生活混乱的负荷。 连接I级负荷高的低压工厂用母线时，设置备用电源，采用备用电源明亮的备用方式时，设备用电源自动接通装置。级负荷：是指允许短时间停电，但长时间停电带来大量减产，影响人们生活的负荷。 对于有ii级负载的工厂用母线，由双向独立电源供电，通常手动切换。级负荷：长时间停电不直接影响生产者，如工厂附属工厂、小城镇等。根据提供的负荷状况，本公司的负荷分配原则如下表(表3 )所示。表3 :负荷分配表工厂变电站380V母线本厂380V负载(必要容量)段iii级负荷：1#、2#现场部分负荷及4#、5#现场负荷(1070kW )ii级iii级负载：3#、6#现场负载和7#、8#现场部分负载(1246kW )iii级ii级负载：1#、2#、7#、8#现场部分负载和照明(1400kW )第三章电压电平的确定电能质量 供电电压允许偏差 (GB12325-2003 )中规定的电源电压的允许偏差如下所示(1)35kV以上的供电电压的正、负偏差的绝对值之和不超过额定电压的10%。(2)10kV以下的三相供电电压的容许偏差为额定电压的7%。(3)220V单相供电电压的容许偏差为额定电压的7%、-10%。针