毕业设计（论文）某机械加工车间低压配电系统及车间变电所设计

1、毕 业 设 计（论 文）题目：某机械加工车间低压配电系统及车间变电所设计（英 文）：a mechanical processing workshop low-voltage distribution systems and workshop substation design院 别： 自动化学院 专 业： 电气工程及其自动化 姓 名： 学 号： 指导教师： 日 期： 2011年3月 某机械加工车间低压配电系统及车间变电所设计摘要 本次设计，是基于某机械加工车间低压配电系统及车间变电所的设计；通过此设计将所学的供配电知识进行巩固，同时，更加深入了解供电系统，使我的电气专业知识得到巩固和加深，逐步

2、提高我解决问题的能力,为今后从事电力工程设计、建设、运行及管理工作，打下必要的基础。 首先根据车间原始资料的分析，对车间设备分组，通过负荷计算和无功功率补偿，按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求，确定主变压器的台数和容量以及型号，同时由主变压器确定车间变电所的主接线方案。接着对车间进行短路电流计算，根据短路计算的分析和结果，对选取高、低压柜内的电气设备进行选择和校验；高压电气设备（高压断路器、隔离开关、熔断器、母线、避雷器、电压和电流互感器），完成10kv高压侧电气部分的设计；低压电气设备（低压断路器、刀开关、电流互感器、母线和避雷器），完成380v低压侧电气部分的设计；同时对架空进线，电缆

3、进线选择和校验；利用cad软件画出10kv高压侧和380v低压侧的电气主接线图和降压变电所主接线电路图。最后对车间二次系统进行继电保护，变电所的防雷保护和电气装置的接地，画出变电所的电气平面布置图。 本次设计论文是以我国现行的各有关规范、规程和技术标准为依据。此设计是一个初步设计，主要根据任务书提供的原始资料，参照有关资料及书籍，对各种方案进行比较而得出的。关键词：车间变电所；主变压器；电气设备 a mechanical processing workshop low-voltage distribution systems and workshop substation designabst

4、ractthis design is based on a machine shop and workshop substation low voltage distribution system design; by this design will learn to consolidate power supply and distribution of knowledge, and gradually improve my ability to solve problems for the future in power engineering design, construction,

5、 operation and management, to lay the necessary foundation. firstly, according to plant the original data analysis, workshop equipment group, through the load calculation and reactive power compensation, in accordance with the safe, reliable, technologically advanced, economical and reasonable reque

6、st, to the main transformer station number and capacity, while the main to plant substation main wiring scheme. of the workshop, according to the analysis and short circuit calculation results, select the high and low voltage equipment (high voltage circuit breakers, isolating switches, fuses, bus,

7、surge arresters, voltage and current transformers), 10kv high voltage side to complete the design of the electrical part; low voltage electrical equipment (low-voltage circuit breakers, knife switches, current transformers, busbar and lightning arrester), 380v low-voltage side of the electrical part

8、 of the completion of the design; the same time, the line overhead cable into the line selection and validation; use of cad software to draw 10kv and 380v high side low side of the main l substation main wiring diagram. substation lightning protection and grounding of electrical equipment, electrica

9、l substations to draw floor plans.this design study is based on the relevant norms of the existing, procedures and technical criteria. this design is a preliminary design, with reference to relevant information and books, by comparing the various programs derived. key words：plant substation；main tra

10、nsformer；electrical equipment目 录1. 概述11.1 工厂供配电系统的概述11.2 工厂供配电系统设计的主要内容21.3 本设计原则和基本要求21.3.1 本设计的原则21.3.2 本设计的基本要求21.4 本车间原始资料的分析31.4.1设计的基础资料31.4.2 车间供电电源条件51.4.3 车间的自然环境条件62. 车间负荷计算和无功功率补偿72.1 电力负荷的分类72.2 负荷计算72.2.1 车间设备分组72.2.2 负荷计算过程82.2.3 总负荷计算表132.3 功率因数和无功功率补偿152.3.1 功率因数152.3.2 无功功率补偿152.4 本

11、章小结173. 主变压器和电气主接线的选择183.1 变电所主变压器数量和容量的选择183.1.1 变电所主变压器台数的选择183.1.2 变电所主变压器容量的选择183.2 变电所电气主接线方案的选择193.2.1 主接线的基本要求193.2.2 主接线方案的选择203.3 本章小结224. 短路计算234.1 短路的基本概念234.2 无限大容量供电系统三相短路的分析244.3 无限大容量供电系统短路电流的计算244.3.1 短路电流计算的步骤244.3.2 短路电流计算的过程254.4 本章小结275. 一次系统电气设备和导线的选择295.1 电气设备选择的一般条件295.2 高压电气设

12、备的选择与校验305.2.1 高压电气设备的选择305.2.2 高压电气设备的校验325.3 低压电气设备的选择与校验345.3.1 低压电气设备的选择345.3.2 低压电气设备的校验355.4 导线和电缆截面的选择与校验365.5 本章小结406. 车间供配电二次系统416.1 供配电系统二次回路和自动装置416.2 供配电系统的继电保护436.2.1 主变压器的继电保护436.2.2 备用电源高压联络线的继电保护466.2.3 变电所低压侧的继电保护476.3 供配电系统的自动化486.4 本章小结497. 电气安全、防雷和接地507.1 电气安全507.2 变电所的防雷保护507.3

13、电气装置的接地507.4 本章小结52参考文献53致谢54附录55附录a 车间平面布置图55附录b 车间变电所10kv侧电气设备主接线设计图56附录c 车间变电所380v侧电气设备主接线设计图57附录d 机修车间降压变电所主接线电路图581. 概述1.1 工厂供配电系统的概述供配电系统是电力系统的电能用户，也是电力系统的重要组成部分。它由总降压变电所，高压配电所、配电线路，车间变电所或建筑物变电所和用电设备组成（如图1-1）。供配电系统的任务就是向用户和用电设备供应和分配电能，关系到用电设备的利用率和经济投入。所以供配电课程设计对工业实际生产过程是影响非常大的，有着重要的意义。 做好工厂供配电

14、工作，对于促进工业生产、降低产品成本、实现生产自动化和工业现代化有着十分重要的意义。对工厂供配电的基本要求是：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；可靠：应满足用电设备对供电可靠性的要求；优质：应满足用电设备对电压和频率等供电质量的要求；经济：供配电应尽量做到投资少，年运行费低，尽可能减少有色金属消耗量和电能损耗，提高电能利用率。上述要求不但互相关联，而且往往互相制约和互相矛盾。因此，考虑满足上述要求时，必须全面考虑，统筹兼顾。供配电设计的任务主要体现了供配电系统电能供应和分配的基本知识和理论，掌握供配电系统的设计和计算方法、管理和运行技能，为学生今后从事供配电技术工作

15、奠定基础。（图1-1 供配电系统结构框图）1.2 工厂供配电系统设计的主要内容工厂供配电系统是电力网的一个组成部分，为电力用户提供服务。一个供配电系统能否安全、可靠地运行，能否提供合乎质量要求的电能，能否产生良好的经济效益，设计是关键。供配电网络主要包括：供电局变电所，输（供电）电线路，用户内部变、配电所，高低压配电线路等。供配电设计电气部分的内容一般包括：（1）负荷预测和负荷计算；（2）电力平衡及变配电所位置、容量的确定；（3）变配电所主接线的选择；（4）供配电网络接线形式的确定；（5）供配电网络一次接线方案的技术论证及经济比较；（6）短路计算、设备的选择和校验；（7）供配电系统继电保护的设

16、计与整定；（8）安全自动装置的设置和防雷接地设计1.3 本设计原则和基本要求1.3.1 本设计的原则本次是对某机械加工车间低压配电系统及车间变电所设计，应满足以下原则：低压配电系统设计应贯彻执行国家的经济技术指标，做到保障人身安全，供电可靠，技术先进和经济合理。在设计中，必须从全局出发，统筹兼顾，按负荷性质、用电容量、工程特点，以及地区供电特点，合理确定设计方案。还应注意近远期结合，以近期为主。设计中尽量采用符合国家现行有关标准的效率高、能耗低、性能先进的电气产品。变电所是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施，它通过其变压器将各级电压的电网联系起来。1.3.2

17、 本设计的基本要求本次设计的变电所是从本厂3510kv总降压变电所用架空线路引进10kv电源，主要满足该机械加工车间的用电要求。其车间负荷等级属三类负荷,它对供电的可靠性和电能品质的不算很高，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估算法、需要系数法、二项式法、单相负荷计算法等。此设计采用的是需要系数法、标幺值法等方法对机械加工车间设备的电力负荷、最大短路电流等

18、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,选用适当的变压器, 最大化的为企业节省投资、运行成本,为大容量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。同时本次毕业设计要求是根据本厂或本车间所能取得的电源及本车间用电负荷的实际情况，并适当考虑到工厂生产的发展，按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求，确定变电所的位置与型式，确定变电所主变压器的台数与容量、类型，选择变电所主结线方案及高低压设备和进出线，确定二次回路方案，选择整定继电保护装置，确定防雷和接地装置，最后按要求写出设计说明书，绘出设计图样。1.4 本车间原始资料的分析1.4.1设计的基础资

19、料设计题目：某机械加工车间低压配电系统及车间变电所设计1)机加工车间平面布置图（如图1-2）所示。（图1-2 机加工车间平面布置图）2)机加工车间生产任务 本车间承担机修厂机械修理的配件生产。3)机加工车间设备明细表 （如表1-1）所示。（表1-1机加工车间设备明细表）设备代号设备名称型号台数单台容量kw总容量kw设备代号设备名称型号台数单台容量kw总容量kw1车床c630m110.12510.125195t单梁吊车110.210.22万能工具磨床m5m12.0752.07520立式砂轮11.751.753普通车床c620-117.6257.62521牛头刨床b6651334普通车床c620-

20、117.6257.62522牛头刨床b6651335普通车床c620-117.6257.62523万能铣床x63wt113136普通车床c620-315.6255.62524立式铣床x52k19.139.137普通车床c62014.6254.62525滚齿机y-3614.14.18普通车床c62014.6254.62526插床b50321449普通车床c62014.6254.62527弓锯机g7311.71.710普通车床c62014.6254.62528立式钻床z51210.60.611普通车床c61814.6254.62529电极式电阻炉120（单相380v）2012普通车床c61614.

21、6254.62530井式回火电阻炉1242413螺旋套丝机s813913.1253.12531箱式加热电阻炉1454514普通车床c630110.12510.12532车床cw6-1131.931.915管螺纹车床q11917.6257.62533立式车床c512-1135.735.716摇臂钻床z3918.58.534卧室铣床j681101017圆柱立式钻床z504013.1253.12535单臂刨床b10101707018圆柱立式钻床z504013.1253.12536合计4)车间变电所的供电范围 本车间变电所设在机加工车间的东南角，除为机加工车间供电外，尚需为铸造、铆焊、电修等车间供电。

22、其它车间的负荷计算表（如表1-2）所示。（表1-2 铸造、铆焊、电修车间负荷计算表）序号车间名称供电回路代号设备容量kw计算负荷pc qc sc ickw kvar kva a1铸造车间no.7供电回路1606465.3no.8供电回路1405657.1no.9供电回路1807273.4no.10照明回路86.402铆焊车间no.11供电回路1504589.1no.12供电回路17051101no.13照明回路75.603电修车间no.14供电回路1504578no.15供电回路1464465no.16照明回路10805)车间负荷性质 车间为三班工作制，年最大有功负荷利用小时数为3500h，属

23、于三级负荷。1.4.2 车间供电电源条件1). 本车间变电所从本厂3510kv总降压变电所用架空线路引进10kv电源，（如图1-3）所示。架空线路长300m。（图1-3 配电系统图）2). 工厂总降压变电所10kv母线上的短路容量按200mva计。3). 工厂总降压变电所10kv配电出线过流保护装置的整定时间top1.7s。4). 要求车间变电所最大负荷时功率因数不得低于0.95). 要求在车间变电所10kv侧计量。1.4.3 车间的自然环境条件1) 气象资料 年最高气温38，年平均气温23，年最低气温-8，年最热月平均最高气温33，年最热月平均气温26，年最热月地下0.8m处平均温度25，常

24、年主导风向为南风，覆冰厚度5mm，年雷暴日数20d。2) 地质水文资料 平均海拔500m，地层以砂质粘土为主，水下水位35m。2. 车间负荷计算和无功功率补偿2.1 电力负荷的分类用户有各种用电设备，它们的工作特征和重要性各不相同，对供电的可靠性和供电的质量要求也不同。因此，应对用电设备或负荷分类，以满足负荷对供电可靠性的要求，保证供电质量，降低供电成本。电力负荷的分类为：（1）按工作制分为连续工作制负荷、短时工作制负荷和反复短时工作制负荷。（2）按对供电可靠性的要求，我国将电力负荷的分级按其对供电可靠性的要求及中断供电在政治、经济上所造成的损失或影响的程度分为一级、二级、三级负荷。一级负荷为

25、中断供电将造成人身伤亡者；中断供电将在政治上，经济上造成重大损失的负荷；或中断将影响有重大政治经济意义的用电单位正常工作的负荷。二级负荷为中断供电将在政治上，经济上产生较大损失的负荷，如主要设备损坏，大量产品报废等；或中断供电将影响重要的用电单位正常的工作负荷，如交通枢纽、通信枢纽等；或中断供电将造成秩序混乱的负荷等。三级负荷为不属于前两级负荷者,对供电无特殊要求。对一些非连续性生产的中小型企业，停电仅影响产量或造成少量产品报废的用电设备，一般由单回电力线路供电。根据对本次设计的基础资料分析，可得到本车间负荷性质为车间为三班工作制，年最大有功负荷利用小时数为3500h，属于三级负荷。因此，本次

26、设计中应对机械加工车间进行三级负荷供电。2.2 负荷计算2.2.1 车间设备分组通过对机加工车间平面布置图（如图1-2）的分析，考虑到车间设备位置和类型，同时有利于方便计算问题，多条平行的生产流水线或互为备用的生产机组，根据生产要求，宜由不同的母线或线路配电。同一生产流水线的各用电设备，宜有同一母线或线路配；将机加工车间的设备分成6组，并进行配电箱供电（如表2-1）所示。（表2-1 机加工车间设备分组）配电柜设备组配电柜线配电箱的位置29、30、31配电箱dl1d-靠墙放置25、26、27、28配电箱dl2c-靠墙放置14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24配电箱dl3

27、c-靠墙放置1、32、33、34、35配电箱dl4b-靠柱放置6、7、11、12、13配电箱dl5b-靠柱放置2、3、4、5、8、9、10配电箱dl6b-靠柱放置2.2.2 负荷计算过程进行电力负荷计算是为了正确选择电力变压器、开关设备及导线、电缆等，以保证供配电系统在正常条件下可靠地运行。计算负荷是供电设计计算的基本依据，计算负荷的确定是否合理，将直接影响到电气设备和导线电缆的选择是否经济合理。工程上依据不同的计算目的，针对不同类型的用户和不同类型的负荷，在实践中总结了各种负荷的计算方法：估算法、需要系数法、二项式法、单相负荷计算法等。估算法实为指标法，在做设计任务书或初步设计阶段，尤其当需

28、要进行方案比较时，按估算法计算比较方便。 需要系数法普遍应用于求用户、全厂和大型车间变电所的计算负荷。二项式法是在确定设备台数较少而容量差别悬殊的分支干线的计算负荷。单相负荷计算法的原则是当单相设备的总容量不超过三相设备总容量的15%时，单相设备可按三相负荷平衡计算；当超过15%时，应将单相负荷换算为等效三相负荷，再算出三相等效计算负荷。由于实际中，本机械加工车间设备台数较多、总容量足够大、没有特大型用电设备，所以本次设计中，采用需要系数法进行负荷计算。确定单组用电设备的计算负荷为：有功计算负荷（kw）为 pc = kdpe (2-1)式中kd为需要系数；pc为有功计算负荷，单位为kw；pe为

29、设备容量，单位为kw。无功计算负荷（kvar）为qc = pctan (2-2)式中tan为设备功率因数角的正切值。视在计算负荷（kva）为sc = pc/cos (2-3)式中 cos为功率因数计算电流(a)的计算公式为ic = sc/un (2-4)式中 un为用电设备组的额定线电压，单位为kv。(1) 由机加工车间设备明细表（如表1-1），通过需要系数法可求车间的计算负荷为： no.1供电回路配电箱dl1（29、30、31）: 根据供配电技术附录a中的表a-1-1可知：电阻炉的需要系数kd1=0.650.7（取0.7） cos=0.95 tan=0.33总的设备容量：pe1 = 20（单

30、相）+24+45=104kw由公式(1-1)可求:有功计算负荷：pc1 = kd1pe1 =0.7104=72.8kw由公式(1-2)可求:无功计算负荷：qc1 = pc1tan=72.80.33=24.024 kvar由公式(1-3)可求:视在计算负荷：sc1 = pc1/cos=72.8/0.95=76.7kva由公式(1-4)可求:计算电流： ic1 = sc1/un=76.7/(0.38)=116.5a由于机修车间的金属切削机床电动机属于小批生产的冷加工机床电动机，所以根据唐志平. 供配电技术(第2版)附录a中的表a-1-1查知：机床的需要系数 kd=0.160.2（取0.2） cos

31、=0.5 tan=1.73 no.2供电回路配电箱dl2（25、26、27、28）:总的设备容量：pe2 = 4.1+4+1.7+0.6=10.4kw由公式(2-1)可求:有功计算负荷：pc2 = kdpe2 = 0.210.4=2.08kw由公式(2-2)可求:无功计算负荷：qc2 = pc2tan=2.081.73=3.598 kvar由公式(2-3)可求:视在计算负荷：sc2 = pc2/cos=2.08/0.5=4.16kva由公式(2-4)可求:计算电流： ic2 = sc2/un = 4.16/(0.38)=6.322a no.3供电回路配电箱dl3(14、15、16、17、18、

32、19、20、21、22、23、24) :总的设备容量：pe = (10.125+7.625+8.5+3.125+3.125+10.2+1.75+3+3+13+9.125)=72.575kw由公式(2-1)可求:有功计算负荷：pc3 = kdpe =0.272.575=14.515kw由公式(2-2)可求:无功计算负荷：qc3 = pc3tan=14.5151.73=25.111 kvar由公式(2-3)可求:视在计算负荷：sc3 = pc3/cos=14.515/0.5=29.03kva由公式(2-4)可求:计算电流： ic3 = sc3/un=29.03/(0.38)=44.119a no.

33、4供电回路配电箱dl4(1、32、33、34、35):总的设备容量：pe4 = 10.125+31.9+35.7+10+70=157.725kw由公式(2-1)可求:有功计算负荷：pc4 = kdpe2 = 0.2157.725=31.545kw由公式(2-2)可求:无功计算负荷：qc4 = pc4tan=31.5451.73=54.573kvar由公式(2-3)可求:视在计算负荷：sc4 = pc4/cos=31.545/0.5=63.09kva由公式(2-4)可求:计算电流： ic4 = sc4/un = 63.09/(0.38)=95.881a no.5供电回路配电箱dl5(6、7、11

34、、12、13):总的设备容量：pe5 = 5.625+4.625+4.625+4.625+3.125=22.625kw由公式(2-1)可求:有功计算负荷：pc5 = kdpe5 = 0.222.625=4.525kw由公式(2-2)可求:无功计算负荷：qc5 = pc5tan=4.5251.73=7.828 kvar由公式(2-3)可求:视在计算负荷：sc5 = pc5/cos=4.525/0.5=9.05kva由公式(2-4)可求:计算电流： ic5 = sc5/un = 9.05/(0.38)=13.754a no.6供电回路配电箱dl6(2、3、4、5、8、9、10):总设备容量：pe6

35、 = 2.075+7.625+7.625+7.625+4.625+4.625+4.625=38.825kw由公式(2-1)可求:有功计算负荷: pc6 = kdpe6 = 0.238.825=7.765kw由公式(2-2)可求:无功计算负荷：qc6 = pc6tan=7.7651.73=13.433 kvar由公式(2-3)可求:视在计算负荷：sc6 = pc6/cos=7.765/0.5=15.53kva由公式(2-4)可求:计算电流： ic6 = sc6/un = 15.53/(0.38)=23.602a(2) 其它车间的负荷计算表依据原始材料的（如表1-2）可通过需要系数法求出计算负荷（

36、如表2-2）所示：由公式 sc= ic = sc/un 得 （表2-2 铸造、铆焊、电修车间负荷计算表）序号车间名称供电回路代号设备容量 kw 计算负荷pc qc sc ickw kvar kva a1铸造车间no.7供电回路1606465.391.4138.9no.8供电回路1405657.180.0121.5no.9供电回路1807273.4102.8156.2no.10照明回路86.406.49.72铆焊车间no.11供电回路1504589.199.8151.6no.12供电回1171.9no.13照明回路75.605.68.53电修车间no.14供电回路150

37、457890.0136.8no.15供电回路146446578.5119.3no.16照明回路1080812.2根据（表2-2），由公式pc = kdpe qc = pctan sc = pc/cos可求 no.7供电回路:需要系数: kd = pc/pe=64/160=0.4功率因数: cos= pc/sc=64/91.4=0.7功率因数角的正切值: tan= qc/pc=65.3/64=1.02 no.8供电回路:需要系数: kd = pc/pe=56/140=0.4功率因数: cos= pc/sc=56/80.0=0.7功率因数角的正切值: tan= qc/pc=57.1/56=1.02

38、 no.9供电回路:需要系数: kd = pc/pe=72/180=0.4功率因数: cos= pc/sc=72/102.8=0.7功率因数角的正切值: tan= qc/pc=73.4/72=1.02 no.10供电回路:需要系数: kd = pc/pe=6.4/8=0.8功率因数: cos= pc/sc=6.4/6.4=1功率因数角的正切值: tan= qc/pc=0/6.4=0 no.11供电回路:需要系数: kd = pc/pe=45/150=0.3功率因数: cos= pc/sc=45/99.8=0.45功率因数角的正切值: tan= qc/pc=89.1/45=2.0 no.12供电

39、回路:需要系数: kd = pc/pe=51/170=0.3功率因数: cos= pc/sc=51/113.1=0.45功率因数角的正切值: tan= qc/pc=101/51=2.0 no.13供电回路:需要系数: kd = pc/pe=5.6/7=0.8功率因数: cos= pc/sc=5.6/5.6=1功率因数角的正切值: tan= qc/pc=0/5.6=0 no.14供电回路:需要系数: kd = pc/pe=45/150=0.3功率因数: cos= pc/sc=45/90=0.5功率因数角的正切值: tan= qc/pc=78/45=1.73 no.15供电回路:需要系数: kd

40、= pc/pe=44/146=0.3功率因数: cos= pc/sc=44/78.5=0.56功率因数角的正切值: tan= qc/pc=65/44=1.48 no.16供电回路:需要系数: kd = pc/pe=8/10=0.8功率因数: cos= pc/sc=8/8=1功率因数角的正切值: tan= qc/pc=0/8=02.2.3 总负荷计算表由上述2.2.2车间计算负荷的计算过程和结合其它车间计算负荷表（如表2-2）所示，可以得某机械加工车间的总负荷计算表（如表2-3）为：(表2-3 总负荷计算表)编号名称类别供电回路代号设备容量pe/kw需要系数kdcostan计算负荷pc/kwqc

41、/kvarsc/kvaic/a1机加工一车间动力no.1供电回路1040.70.950.3372.824.02476.7116.5no.2供电回路10.40.20.51.732.083.5984.166.3no.3供电回路72.5750.20.51.7314.51525.11129.0344.1no.4供电回路157.7250.20.51.7331.54554.57363.0995.9no.5供电回路22.6250.20.51.734.5257.8289.0513.8no.6供电回路38.8250.20.51.737.76513.43315.5323.62铸造车间动力no.7供电回路1600.

42、40.71.026465.391.4138.9no.8供电回路1400.40.71.025657.180.0121.5no.9供电回路1800.40.71.027273.4102.8156.2照明no.10供电回路80.8106.406.49.73铆焊车间动力no.11供电回路1500.30.452.04589.199.8151.6no.12供电回路1700.30.452.051101113.1171.9照明no.13供电回路70.8105.605.68.54电修车间动力no.14供电回路1500.30.51.73457890.0136.8no.15供电回路1460.30.561.484465

43、78.5119.3照明no.16供电回路100.81080812.2总计(380v侧)动力1502.150.671.12586.1657.4880.71338.2照明25计入 kp=0.8kq=0.85 0.641.19468.9558.8729.51108.32.3 功率因数和无功功率补偿2.3.1 功率因数功率因数是衡量供配电系统是否经济运行的一个重要指标。用户中绝大多数用电设备，如感应电动机、电力变压器、电焊机及交流接触器等，它们都是要从电网吸收大量无工电流来产生交变磁场，其功率因数均小于1，需要进行无功功率补偿，以提高功率因数。感性用电设备都需要从供配电系统中吸收无功功率，从而降低功率

44、因数。功率因数太低将会给供配电系统带来电能损耗增加、电压损失增大和供电设备利用率降低等不良影响。所以要求电力用户功率因数必须达到一定值，低于某一定值时就必须进行补偿。国家标准gb/t34851988评价企业合理用电技术导则中规定：“在企业最大负荷时的功率因数应不小于0.9，凡功率因数未达到上述规定的，应在负荷侧合理装置集中与就地无功补偿设备。”本设计中提高车间功率因数的方法有：（1）提高自然功率因数 （2）人工补偿功率因数 车间的功率因数仅靠提高自然功率因数一般是不能满足要求的，因此，还必须进行人工补偿。所以在满足提高自然功率因数的前提下，对本车间的功率因数进行并联电容器人工补偿：2.3.2

45、无功功率补偿由机械加工车间的总负荷计算表（表2-3）可知，该车间380v（低压侧）最大负荷时的功率因素只有0.64，而供电部门要求工厂10kv（高压侧）进线最大负荷时的功率因素不应小于0.90；考虑到主变压器的无功损耗远大于有功损耗，因此380v侧最大负荷时的功率因素应稍大于0.90，暂取0.92来计算380v侧所需无功功率补偿容量:qc.c = pc(tan1 - tan2)=468.9 tan(arccos0.63)- tan(arccos0.92) kvar= 361.1kvar根据唐志平. 供配电技术(第2版)附录a中的表a-2-2可查：选取并联电容器为bw0.4-14-3型。选择电容

46、补偿柜的主屏为pgj1-1一台，单台容量为84kvar；4台辅屏pgj1-3，单台容量为84kvar。即电容补偿柜的总容量为845=420kvar。每个屏可以并联6个电容器，总并联电容器为56=30（个）；所以补偿后的380v侧的计算负荷为：qc(1) = 558.8-420=138.8(kvar)sc(1) = =502.4(kva)ic(1)= sc/un =502.4/(0.38)=763.3a变压器的功率损耗为：所以补偿后的10kv侧的计算负荷为：pc(2) =468.9+7.5=476.4(kw)qc(2) = 138.8+30.1=167.6(kvar)sc(2) = =520.8

47、(kva)ic(2)= sc/un =520.8/(10)=29.0a补偿后的功率因数为：cos= pc(2)/sc(2)=476.4/520.8=0.92满足（cos=0.90）的要求，由此得补偿后总的计算总负荷表如下（如表2-4）所示：（ 表2-4 无功补偿后工厂的计算负荷）项目cos计算负荷pc/kwqc/kvarsc/kvaic/a380v侧补偿前负荷0.64468.9558.8729.51108.3380v侧无功补偿容量-420380v侧补偿后负荷0.93468.9138.8502.4763.3主变压器功率损耗10kv侧负荷总计0.92476.4167.6520.829.02.4 本

48、章小结本章主要介绍了电力负荷的分级及有关概念，对车间设备进行分组，车间用电设备容量的确定方法、详细论述了负荷计算的方法和步骤，并重点讨论了功率因数对供配电系统的影响及无功补偿。 电力负荷按对供电可靠性的要求分为一级负荷、二级负荷、三级负荷3类，其供电要求也各不相同。电力负荷按工作制分为连续工作制负荷、短时工作制和反复短时工作制负荷。 考虑到车间设备位置和类型，同时有利于方便计算的问题，多条平行的生产流水线或互为备用的生产机组，根据生产要求将机加工车间的设备分成6组，并进行配电箱供电。 确定车间负荷计算的方法有多种，本章介绍了估算法、需要系数法、二项式法和单相负荷的计算，估算法使用于做设计任务书

49、或初步设计阶段；需要系数法适用于求多组三相用电设备的计算负荷；二项式法适用于确定设备台数较少而容量差别悬殊的分支干线的计算负荷；单相负荷的计算也很重要。 重点介绍了运用需要系数法对本车间用电设备进行负荷计算，详细地求解了本车间设备容量和各配电箱的计算负荷；写出详细的计算过程，记录有关数据，并制作成相关的总负荷计算表。 功率因数太低对电力系统有不良影响，所以要提高功率因数。提高功率因数的方法是首先提高自然功率因数，然后进行人工补偿。其中，人工补偿最常用的是并联电容器补偿。同时掌握补偿容量的计算方法。3. 主变压器和电气主接线的选择3.1 变电所主变压器数量和容量的选择3.1.1 变电所主变压器台

50、数的选择考虑变电所主变压器台数应满足以下4点要求： 应满足用电负荷对可靠性的要求。在有一、二级负荷的变电所中，选择两台主变压器，当在技术、经济上比较合理时，主变压器选择也可以多于两台； 对季节性负荷或昼夜负荷变化较大的宜采用经济运行方式的变电所，技术经济合理时可选择两台主变压器； 除上述两种情况外，一般车间变电所宜采用一台变压器。但是负荷集中且容量相当大的变电所，虽为三级负荷，也可以采用两台或多台变压器。 在确定变电所变压器台数时，应适当考虑负荷的发展，留有一定的余地。本车间变电所主变压器台数的选择：根据本机械加工车间的负荷性质，由于该车间负荷为三级负荷，结合第、点要求，即本车间变电所宜采用一

51、台或两台变压器。在本设计中，分别选择一台和两台主变压器分别进行比较；最后选取最优方案。3.1.2 变电所主变压器容量的选择根据车间的负荷性质和电源情况以及选取主变压器的台数可以有两种确定主变压器容量的方案： 装设一台主变压器装单台变压器时，其额定容量sn。t应满足全部用电设备的计算负荷sc，考虑负荷发展应留有一定的容量裕度，并考虑变压器的经济运行，即sn。t（1.151.4）sc。所以根据本车间补偿后的sc=520.8，变压器型式采用s9，而容量根据sn。t=800kva1.4sc=1.4520.8=729.12kva选择，即选一台s9-800/10型低损耗配电变压器。至于工厂二级负荷的备用电源，由与邻近单位相联的高压联络线来承担。 装设两台主变压器 装两台主变压器时，其中任意一台变压器容量sn。t应同时满足下列两个条件：1）.任一台主变压器单独运行时，应满足总计算负荷60%70%的要求，即snt（0.60.7）sc2）.任一台主变压器单独运行时，应能满足全部一、二级负荷sc(+)的需要，即 sntsc(+)变压器型式也采用s9，每台容量按式snt（0.60.7）sc选择，即snt（0.60.7）520.8kva=(312.48364.56)kva同时sntsc(+)因此选两台s9-400/10型低损耗配电变压器。主变压器的联结组别均采用yyn0。