工厂供电设计.doc

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摘 要

仅供参考

工厂供电（plantpowersupply）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，但它在产品成本中所占的比重一般很小。

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。

  本次设计根据课题提供的某机械制造厂的用电负荷和供电条件，并适当考虑生产的发展，按照国家相关标准、设计准则，本着安全可靠、技术先进、经济合理的要求确定本厂变电所的位置和形式。

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，选择变电所主接线方案及高低压设备与进出线，合理选择整定继电器保护装置，最后按要求写出设计说明书,并绘出设计图样。

具体过程和步骤:

根据工厂总平面图,工厂负荷情况,供电电源情况,气象资料,地区水文资料和电费制度等,先计算电力负荷,判断是否要进行无功功率补偿,接着进行变电所位置和型式选择,并确定变电所变压器台数和容量,主接线方案选择,最后进行短路电流的计算,并对变电所一次设备选择和校验和高低压线路的选择。

  由于本人能力有限，设计过程中难免有考虑不足之处，尚请老师批评指正，以便能及时纠正错误，利于今后设计工作的进步和提高。

谢谢指导！

                           设计人：

                            2006年10月

目    录

摘 要   1

第1章序论   3

1.1工厂供电设计的一般原则   3

1.2设计的课题   3

1.3设计基础资料   3

第2章负荷计算及无功功率补偿计算   5

2.1负荷计算   5

2.2无功功率补偿计算   7

2.3工厂年电能消耗量计算   7

2.4负荷分配   8

第3章电压等级的确定   8

第4章主变压器台数及容量的选择   9

第5章变电所主接线方案的选择   9

5.1主接线方案   9

5.2计量点设置   9

第6章变电所位置、型式的选择   10

6.1变电所位置   10

6.2变电所型式的选择   10

第7章短路电流计算   10

7.1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9章变电所高低压电气设备选择及校验   15

9.1短路电流计算结果   15

9.235kV电缆截面选择计算   16

9.310kV电缆截面选择计算   16

第10章继电保护的配置   18

第11章总结与展望   19

附录、参考文献   20

第1章序论

1.1工厂供电设计的一般原则

按照国家标准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》等的规定，进行工厂供电设计必须遵循以下原则：

（1）遵守规程、执行政策；

必须遵守国家的有关规定及标准，执行国家的有关方针政策，包括节约能源，节约有色金属等技术经济政策。

（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，采用效率高、能耗低和性能先进的电气产品。

  （3）近期为主、考虑发展；

应根据工作特点、规模和发展规划，正确处理近期建设与远期发展的关系，做到远近结合，适当考虑扩建的可能性。

  （4）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。

工厂供电设计是整个工厂设计中的重要组成部分。

工厂供电设计的质量直接影响到工厂的生产及发展。

作为从事工厂供电工作的人员，有必要了解和掌握工厂供电设计的有关知识，以便适应设计工作的需要。

1.2设计的课题

某机械制造厂供配电设计

1.3设计基础资料

1.3.1工厂总平面图（见附图1，比例1：

5000）

1.3.2负荷情况

本厂动力站、房的部分设备为二级负荷，铸钢车间有50%的负荷为二级负荷，热处理车间有60%的负荷为二级负荷，其余均为三级负荷。

本厂负荷统计资料见表1。

表1：

某机械制造厂负荷数据表

车间名称   1#铸钢车间   2#热处理车间   3#锻工车间   4#焊接车间

安装容量（kW）   1800   2100   1600   200

车间名称   5#金工车间   6#总装车间   7#空压站   8#煤气站

安装容量（kW）   400   200   800   500

1.3.3电源状况

一、工厂东北方向16公里处：

有一新建地区降压变电所，110/35/10kV，1x25MVA变压器一台作为工厂的主电源。

从本厂用电容量、电源的输送距离，以及考虑今后的发展规划来看，在满足供电电压偏差的允许值范围内，采用35kV或10kV中的电压以一回架空线向工厂供电。

二、由正北方向5公里处的其它工厂引入10kV电缆作为备用电源，一般不投入，在该厂的主电源发生故障或检修时，提供照明及部分重要负荷用电。

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1000MVA

35kV侧系统最小三相短路容量500MVA

1.3.5供电部门对功率因数要求值：

35kV供电时0.9

10kV供电时0.95

1.3.6电价

两部电价制：

变压器安装容量每1kVA 20元/月

电度电价：

供电电压为35kV时，0.55元/kWh

      供电电压为10kV时，0.58元/kWh

工厂为二班制，全年工作时数4500小时，最大负荷利用时数4000小时。

线路的功率损失在发电厂引起的附加投资：

元/kW

1.3.7气象、地质、水文资料

本厂地处江苏平原地区，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26℃，最热月地下0.8米处平均温度20℃，极端最高温度40℃，极端最低温度-10℃。

第2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、导线截面和仪表量程的依据，也是合理地进行无功功率补偿的重要依据。

计算负荷确定得是否正确合理，直接影响到电气设备和导线电缆的选择是否经济合理。

如计算负荷确定过大，将使电器和导线电缆选得过大，造成投资和有色金属的浪费。

如计算负荷确定过小，又将使电气设备和导线电缆处于过负荷下运行，增加电能损耗，产生过热，导致绝缘过早老化甚至烧毁，同样要造成损失。

由此可见，正确确定计算负荷意义重大。

在进行负荷计算时，要考虑环境及社会因素的影响，并应为将来的发展留有适当余量。

2.1.2负荷计算的方法

负荷计算的方法有需要系数法、利用系数法及二项式等几种。

本设计采用需要系数法确定。

主要计算公式有：

有功功率：

                （2-1）

无功功率:

                 （2-2）

视在功率:

                 （2-3）

计算电流:

                 （2-4）

2.1.3各车间用电负荷计算

各车间用电情况详见电力负荷计算表（表2）。

取,,根据表2可算出：

 kW, kVar

则kW

  kVar

  kVA

表2：

电力负荷计算表

序号   车间设备名称   容 量

Pe（kW）   Kd   cosφ   tgφ   计 算 负 荷

                  P（kW）   Q（kVar）   S（kVA）

1   铸钢车间   动力   1800   0.5   0.6   1.33   900   1197   1500

      照明   30   0.8         24      

      合计   1830            924   1197   1512

2   热处理车间   动力   2100   0.5   0.8   0.75   1050   787.5   1313

      照明   30   0.8         24      

      合计   2130            1074   787.5   1332

3   锻工车间   动力   1600   0.25   0.60   1.33   400   532   666

      照明   30   0.8         24      

      合计   1630            424   532   680

4   焊接车间   动力   200   0.5   0.7   1.02   100   102   143

      照明   30   0.8         24      

      合计   230            124   102   161

5   金工车间   动力   400   0.25   0.6   1.33   100   133   166

      照明   40   0.8         32      

      合计   440            132   133   187

6   总装车间   动力   200   0.15   0.5   1.73   30   51.9   60

      照明   40   0.8         32      

      合计   240            62   51.9   81

7   空压站   动力   800   0.8   0.8