《工厂供电技术》-绪论

不同类型的发电厂输出电力为工业、农业、商业、交通运输、科学技术、国防建设和人民生活等诸方面提供能源。电能已成为国民经济现代化的基础，电能的应用极为广泛，成为现代生产和生活等各个领域不可替代的能源。许多发电厂并联形成一个电力网，当中断供电时不会造成人员伤亡、设备损坏、生产停顿、居民生活混乱。确保了供电工作对职工生活和企业生产的正常运行。工厂供电课程是研究如何安全可靠、经济合理、保质保量地保障工矿企业所需电能的供应和合理分配的问题。通过工厂供电课程的学习，应会使用和操作电气设备，能对常用绪论下一页电气设备进行检修，对工厂供电系统进行供电课程设计、毕业设计。供电设计能力对从事电气工程的技术人员来说，是一项必须具备的重要能力，供电工作的好坏，直接影响着工矿企业的安全生产和居民生活的正常进行，供电设计是否合理又是搞好企业供电工作的基础。通过工厂供电课程的学习使学生能综合运用所学知识，分析和解决工矿企业供电方面的技术问题;巩固和扩展学生的知识领域，培养学生严肃认真的科学态度，提高学生独立工作的能力。绪论下一页上一页供电设计概述及要求一、供电设计概述供电毕业设计是工矿企业电气化和机电等含电类专业的学生在整个教学过程中最后的综合性实践环节，是学生在毕业前的一项综合性技能训练。对学生的职业能力培养和实践技能训练具有相当重要的意义。毕业设计的主要目的在于:通过设计使学生能综合运用所学知识，分析和解决工矿企业供电设计方面的技术问题;巩固和扩展学生的知识领域，培养学生严肃认真的科学态度。因此，毕业设计应体现出专业培养日标中有关业务知识、能力培养和技能训练方面的基本要求。提高学生独立工作的能力。通过设计使学生掌握供电设计的方法;熟悉国家有关技术经济方面的方针政策和安全方面的规程和措施;训练学生使用各种下一页上一页供电设计概述及要求规程、设计手册和技术资料的能力;培养学生编写技术文件、绘制图纸的能力;对完成电气技术人员供电设计能力的基本训练。二、对设计的要求

(1)设计必须符合国家各项技术经济政策和有关规程的各项规定。

(2)设计应尽量采用国家定型的成套设备和系列产品，尽量采用新技术、新产品和国产先进设备，以确保技术的先进性。

(3)设计应在保证供电可靠性、安全性和供电质量的基础上尽量节约投资，减少有色金属消耗量，降低电能损耗和年运行费用。做到既经济合理又安全适用。

(4)设计应从生产实际出发，选择设备时应考虑备品配件的来源下一页上一页和本企业的施工、维护和检修条件。

(5)设计要严肃认真，提倡既有科学严谨的态度又有大胆创新的精神。三、对设计说明书的要求

(1)设计说明书要反映出基本的设计思想、设计步骤、设计计算结果、方案比较情况、设备选择结果及其技术特征。说明书的前面应有目录，后面应有主要参考资料和必要的附录等。说明书中还应编入收集到的原始资料和工矿企业概况的简要说明等内容。

(2)说明书的文字叙述要层次分明、条理清楚、简明扼要，书写格式要规范统一。下一页上一页供电设计概述及要求说明书的插图应整洁美观，图形及文字符号要符合新的国家标准。

(3)说明书的计算部分应写出公式、代入数据、求出结果、注明单位，避免出现数学运算的中间步骤。对公式中各物理量的含义应予以说明，必要时还应注明公式的来源。公式中的文字符号要前后统一并符合国家标准，公式中物理量的单位应采用法定计量单位。

(4)对设计中的计算和设备选择结果应以表格形式出现。对方案选择比较也应列表分析，并对方案选择结果加以说明。对相同的计算和设备选择内容，为了避免重复，可选一例计算和选择，其余结果可通过表格反映出来。四、对设计图纸的要求下一页上一页供电设计概述及要求1.对设计图纸的要求

(1)图纸的幅面、边框尺寸、图纸的比例及采用的图形符号均应符合国家标准的规定。图中采用的文字符号、编号应与说明书相符合。

(2)图纸绘制应线条清晰、整洁美观，图线的形式和宽度应符合国家标准的规定。图中的文字应用长仿宋字书写，标题栏、明细表等规格应统一。2.图纸的规定

1)图纸的幅面和边框尺寸绘制图纸时，应优先采用表0-1中规定的幅面尺寸，必要时可以沿长边加长。对于A0,A2,A4幅面的加长量应按A0幅面长边的1/8的下一页上一页供电设计概述及要求下一页上一页供电设计概述及要求倍数增加，对于A1,A3幅面的加长量应按A0幅面短边的1/4的倍数增加，如图0-1中的细实线部分。A0和A1幅面也允许同时加长两边，如图0-1中的虚线部分。图纸的边缘一律画边框线，边框线应用粗实线绘制。当图纸需要装订时，边框的左边框线距图纸左边缘的尺寸按表0-1中的a确定;其余三个边框线距图纸边缘的尺寸按表0-1中的c确定。对不留装订边的图纸，其四个边框线距图纸边缘的尺寸按表0-1中的e确定。

2)图纸的比例需要按比例绘制的图纸，一般采用表0-2中规定的比例绘制。绘制同一物件的各个视图应采用相同的比例，并写在标题栏的比例一栏中。当某个视图需要采用不同比例时，必须另行标注。

3)对标题栏的要求图纸的标题栏应有统一的格式和尺寸，学生设计用标题栏的格式可参考图0-2绘制。现场设计用标题栏可根据工作单位的要求绘制。

4)对明细栏的要求装配图或带装配性质的图纸一般要有明细栏，明细栏中一般填写图中各组成部分的序号、代号(或符号)、名称、型号规格、单位、数量及备注等内容。明细栏应绘制在标题栏的上方，与标题栏连接在一起。标题栏的表头在下方，各栏的内容按自下而上的顺序逐行填写。明细栏的格式可参考图0-3。供电设计概述及要求下一页上一页当明细栏行数的填写位置不够时，可紧贴标题栏的左边再自下而上延续。也可另用A4幅面的图纸竖式专门列出明细表，作为图的续页并使用同一图号。此时明细表的表头在上方，按自上而下的顺序填写。5)图线的形式及应用电气图用的图线形式，见表0-3所示号图线的宽度可从0.25mm,0.35mm、0.5mm、0.7mm、10mm、14mm系列中选取。电气图中一般只选取两种宽度的图线，粗线的宽度应为细线的2倍。当需要用两种以上宽度的图线时，线的宽度应以2的倍数依次增减。两条平行线之间的间距，应不小于粗线的2倍，并不小于0.7mm。

6)字体图中字体的书写必须做到:字体端正、笔划清楚、排列整齐、间隔均匀。汉字应写成长仿宋体，并采用国家正式公布推行的简化字。供电设计概述及要求下一页上一页斜体字的字头应向右倾斜，与水平线成75°角。字体的高度应为20mm,14mm,10mm,7mm,5mm,3.5mm,2.5mm七种;字体的宽度约为字体高度的2/3;数字及字母的笔划宽度约为字体高度的1/10。上、下角标及分数等的数字与字母，一般采用小一号字体。为了适应缩微的要求，不同幅面图纸推荐字体的最小高度见表0-4所示。7)布置图中的剖面符号绘制变电所的剖面图时，各种材料的剖面符号应按表0-5所规定的符号绘制。五、设计方案的技术经济比较下一页上一页供电设计概述及要求供电设计中为厂确定出一种最经济合理的方案，常需要将几种可行方案进行技术经济的比较。通过方案比较，可选择一个符合国家方针政策、在技术上合理的、比较经济的设计方案。供电设计方案技术经济比较，一般包括以下几个方面:(1)技术比较的内容主要有:供电的可靠性;电能的质量;安装、运行、操作、维护、检修、调度和管理等条件;变电所、线路通道等占地情况;施工条件、建设进度、分期建设的可能性与灵活性;扩建和发展的可能性;临时性工程的多少等。

(2)经济比较的内容主要有:电气、土建、设计、运输等一切建设中付出的资金，即基建投资费用、年运行费用等。下一页上一页供电设计概述及要求对需要进行技术经济比较的工程项日，经济比较的方法如下:经济比较及其计算1)年运行费用的计算某一工程项目的年运行费用可按下式计算 (0-1)式中:Cm——年运行费用，万元/年

Cd——折旧费，万元/年

Cd=KdCbKd——年折IH费率，见表0-6Cb——基建投资费，万元Cs——维护费，万元/年Cs=KsCb下一页上一页供电设计概述及要求Ks——年维护费率，见表0-6Cw——投入运行后所需运行、维护及管理等人员的工资总额，万元/年Cn——年基本电价费，万元/年C1——年电能损耗费，万元/年。2)有色金属消耗量的比较有色金属消耗量包括变压器和线路两部分。在比较时可按铝:铜:铅=1:0.5:1.25折算成铝来比较。

3)经济比较的方法

(1)当有两种方案，一种方案基建投资少、年运行费用多，而另供电设计概述及要求下一页上一页一种方案基建投资多、年运行费用少，使得经济方案不便于直接比较时，可按下式计算其折回年限(即计算出多花费的基建投资，需几年才能由节约的运行费用中收回): (0-2)式中:Yea——折回年限的计算值，年;Cb1、Cb2——第一方案、第二方案的基建投资，万元;Cm1、Cm2——第一方案、第二方案的年运行费用，万元/年。当折回年限的计算值Yea，小于国家规定的折回年限基准值Yda,(一般取3~5年)时，应采用基建投资多的方案，否则采用基建投资少的方案。下一页上一页供电设计概述及要求

(2)多个方案比较时，可用下式求出各方案的计算费用: (0-3)式中:Yda——折回年限的基准值，年;Cwa1、Cea2——各方案的计算费用，万元。上式计算结果中，计算费用最小的方案，即为最经济的方案。进行供电方案的技术经济比较时，还应考虑到由于方案不同可能引起其他方面工程投资和运行费用的变化。所以，应将各种可能引起投资费用变化的因素全面地进行分析和考虑，选择出最经济合理的下一页上一页供电设计概述及要求方案。2.方案比较的计算在供电设计中一般需要进行技术经济比较的工程项日有:电源系统方案、变电所位置方案、主变压器方案、变电所主接线方案、变电所的布置方案、企业电压等级方案、企业供电系统方案、企业照明系统供电等。下面以主变压器方案为例说明方案比较的方法。

1)变压器的负荷率变压器的负荷率β等于变压器的实际负荷容量ST与其额定容量SNT的比值。即: (0-4)供电设计概述及要求下一页上一页当β满足下式时，变压器的运行最为经济。即 (0-5)式中:βec——变压器的经济负荷率;ΔPiT，ΔQiT——变压器额定电压时的空载有功损耗，KW，空载无功损耗，kvar; (0-6)

I0%——变压器空载电流百分数;ΔPNT，ΔQNT——变压器额定负荷时的短路损耗，kW，无功损耗，kvar;供电设计概述及要求下一页上一页Us%——变压器的短路电压百分数。上述ΔPiT，ΔPNT、I0、Us%可由变压器技术数据中查出。从变压器经济运行角度来考虑，变压器的实际负荷率β应与βec尽量接近。

2)变压器的电力损耗 (0-7)式中:ΔP——变压器的有功损耗，kW;ΔQ——变压器的无功损耗，kvar。当变压器选择方案确定后，可按上式计算出变压器的有功损耗和无功损耗，填入负荷统计表中。下一页上一页供电设计概述及要求供电设计概述及要求当变压器投入运行时，除变压器自身的有功损耗外，变压器的无功损耗还将使电力系统中的有功损耗增加，所以由变压器引起的总的电力损耗P为 (0-8)

Kec——无功经济当量，kW/kvar。对于由发电机直接配电用户:Kec=0.02~0.04;对于经两级变压的用户:Kec=05.5~0.07;对于经三级及以上变压的用户:Kec=0.08~0.1。上述计算的是一台变压器的损耗，当n台同型号同容量的变压器并列运行时，其总损耗应为一台损耗的n倍。下一页上一页供电设计概述及要求

3)变压器的占地面积由于变压器的布置方案还未确定，所以此时可根据变压器的外形尺寸和变压器布置时的最小间距要求，计算出变压器的最小占地面积。

4)变压器的基建总投资基建总投资包括设计、施工、运输、试验、调整和检查验收所需的全部工程费用。它是根据已建成工程的决算金额归纳出的统计数字，用“综合经济指标”来表示(见钢铁企业电力设计参考资料)或(煤矿电工手册)。由于目前各种项目的价格都有所调整，所以该项费用应向有关部门收集现行价格。

5)变压器的年运行费用下一页上一页供电设计概述及要求变压器的年运行费用可用式(0-1)计算，式中各项费用的计算如下:(1)变压器的年折旧费和年维护费按式(0-1)说明中的公式计算，式中Cb，为变压器的基建总投资，即综合造价。

(2)变压器的年电能损耗费用可用下式计算: (0-9)式中:C1——变压器的年电能损耗费用，元/年;Ce电能单价，元/(kW·h)，

ΔET——变压器的年电能损耗(kW·h)/年。变压器的年电能损耗用下式计算: (0-10)下一页上一页供电设计概述及要求式中TT——变压器的年运行时间，一般取8760h，如能准确地确定年运行时间，则应取实际运行时间，h；τ——年最大负荷损失小时数，查图0-4中曲线，h。由图0-4可见，其横坐标Tmax为年最大负荷利用小时数(各类工厂的Tmax见表0-7，对矿山地面变电所可取Tmax=5000h)，功率因数取补偿后的功率因数。

(3)基本电费目前我国对工业企业用电的收费办法采用两部电价制，即基本电价加电度电价。其中基本电价又按两种办法计收，一种是按变电所主变压器额定容量与直接接于电力系统的用电设备的额定总容量之和计收下一页上一页下一页供电设计概述及要求(备用变压器和设备除外);另一种是按企业最大需用负荷计收。前一种收费办法对变压器方案选择有较大影响，该基本电费应按下式计算: (0-11)式中:Cn——年基本电费，元/年;

CT、CM——变压器、用电设备的月基本电费单价(应收集现行价格)，元/(kVA.月);SNT——投入运行的主变压器总额定容量，kVA;∑PN——投入运行的直接接于电力系统的用电设备额定容量之和，kW。在进行变压器方案比较