加工厂供配电系统设计Word格式.docx
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0.14~0.16
0.5
2
吊车组
10.5KW
0.12
FC=25%
3
电焊机
22KVA
0.6
FC=60%
4
8.95KVA
FC=100%
（二）二号车间
二号车间接有下表所列用电设备
电加热设备
4KW
0.8
0.2
4.5KVA
（三）三号车间
三号车间接有下表所列用电设备
装载车间起重机
7.5KW
0.15
各类装备用电器
照明
2.5KW
（四）办公楼
办公楼接有下表所列用电设备负荷
20KW
空调及通风设备
75KW
电梯
10KW
0.7
（五）食堂
食堂接有下表所列用电设备负荷
风机、空调机、照明
8.8KW
食品加工机械
3.0KW
电饭锅、电烤箱、电炒锅
9.0KW
1.0
电冰箱
1.5KW
二、供用电协议
（1）从电力系统某66/10KV变电站，用10KV架空线路向工厂馈电。
该变电站在工厂南侧1km。
（2）系统变电站馈电线定时限过电流保护整定时间
，工厂总配变电所保护整定时间不得大于1.5s。
（3）在工厂总配电所10KV进线侧进行电能计量。
工厂最大负荷时功率因数不得低于0.9。
（4）系统变电站10KV母线出口断路器断流容量为200MVA。
其配电系统图如图1。
（5）供电贴费和每月电费制：
每月基本电费按主变压器容量计为18元/kVA，动力电费为0.2元/kW·
h，照明电费为0.5元/kW·
h。
此外，电力用户需按新装变压器容量计算，一次性地向供电部门交纳供电贴费：
6～10kV为800元/kVA。
图1配电系统图
三．工厂负荷性质
生产车间大部分为一班制，少部分车间为两班制，年最大有功负荷利用小时数为4000h，工厂属Ⅲ级负荷。
四．工厂自然条件
（1）气象资料：
本厂所在地区年最高气温为38oC，年平均气温为23oC，年最低气温为－8oC，年最热月平均最高气温为33oC，年最热月平均气温为26oC，年最热月地下0.8m处平均温度为25oC。
当地主导风向为东北风，年雷暴日数为20。
（2）地质水文资料：
本厂地区海拔60m，底层以砂粘土为主，地下水位为2m。
五．设计任务书
1．计算车间、办公楼、食堂用电计算负荷
2．计算全厂计算负荷
3．确定厂变电所变压器台数、各变压器容量
4．供电方式及主接线设计
5．短路计算及设备选择
6．高压配电系统设计
7．保护及接地防雷系统设计
六．设计成果
1．设计说明书（设计报告），包括全部设计内容，并附有必要计算及表格。
2．电气主接线图（3号图纸）。
3．继电保护配置图（3号图纸）。
4．总降压变电所平面布置图（3号图纸）。
第一章负荷计算和无功补偿
1.1负荷计算目和方法
1、负荷计算内容和目
（1）求计算负荷，是选择确定建筑物报装容量、变压器容量依据；
（2）求计算电流，是选择缆线和开关设备依据；
（3）求有功计算负荷和无功计算负荷，是确定静电电容器容量依据。
2、负荷计算方法
（1）需要系数法——用设备功率乘以需要系数和同时系数，直接求出计算负荷。
用于设备数量多，容量差别不大工程计算，尤其适用于配、变电所和干线负荷计算。
（2）二项式系数法——应用局限性较小大，主要适用于设备台数较少且容量差别较悬殊场合。
（3）利用系数法——采用利用系数求出最大负荷区间内平均负荷，再考虑设备台数和功率差异影响，乘以及有效台数有关最大系数，得出计算负荷。
适用于各种范围负荷计算，但计算过程稍繁。
1.2全厂负荷计算过程
本设计各车间计算负荷采用需要系数法确定。
主要计算公式有：
有功计算负荷（kW）：
无功计算负荷（kvar）：
视在计算负荷（kVA）：
计算电流（A）：
1.3设计原则及要求
1、工厂供电设计必须遵守国家相关法令，标准和规范，执行国家有关方针、政策，以保证做到节约能源、节约有色金属等经济政策。
2、工厂供电设计必须从全局出发，统筹兼顾，按照不同负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件，合理确定不同设计方案。
3、工厂供电设计要做到安全、可靠、经济、优质。
应采用符合国家现行有关标准效率高、能耗低、性能先进电气设备。
工厂供电设计必须从全局出发，统筹兼顾，按照负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件，合理确定设计方案。
4、工厂供电设计应根据工程特点、规模和发展规划，正确处理近期建设和长远发展关系，做到远近期结合，以近期为主，适当考虑扩建可能性。
关于负荷性质，按照GB50052-95《供电系统设计规范》规定，根据电力负荷对供电可靠性要求及中断供电在政治、经济上造成损失或影响程度，电力负荷分为以下三个等级
（1）一级负荷中断供电将造成人身伤亡，将在政治、经济上造成重大损失者，例如重要交通枢纽，大型体育场等。
（2）二级负荷中断供电将在政治、经济上造成较大损失者，例如主要设备损坏、大量产品报废、重点企业大量减产等，例如交通枢纽、通信枢纽等用电单位中重要负荷。
（3）三级负荷不属于一、二级电力负荷。
对于一级负荷和二级负荷，因为其再政治经济上特殊性，应该有两个供电电源，当一个电源发生故障时，另一个电源不应同时受到损坏。
一级负荷中特别重要负荷，除有两个电源供电外，尚应增设应急电源，并严禁将其它负荷接入应急供电系统。
对于二级负荷，应该有两回路供电。
在负荷较小或地区供电条件困难时，二级负荷可由一回路6KV及以上专用架空线或电缆线供电。
当采用架空线时候，可为一回路架空线供电。
当采用电缆线时，当由两根电缆组成线路供电，其每根电缆应能承受100%二级负荷。
1.4各部门负荷计算
按照需要系数法计算各部门有功计算负荷（P30）、无功计算负荷（Q30）、视在计算负荷（S30）和计算电流（I30）。
（1）一号车间
将负载尽可能均衡分配到三相电线上，
（2）二号车间
（3）三号车间
（4）办公楼
办公楼电气设备用电为220V单相交流电。
（5）食堂
得到各部门负荷计算表如下：
序号
部门名称
负荷类型
计算负荷
P30/KW
Q30/Kvar
S30/KV·
A
I30/A
一号车间
Ⅲ
33.21
44.17
55.26
84.06
二号车间
24.39
32.44
40.59
61.67
三号车间
18.0
24.0
30.0
45.58
办公楼
74.34
57.94
94.25
247.64
5
食堂
15.71
7.26
17.31
45.48
1.5工厂总负荷
各部门总负荷计算
1.6无功补偿计算
按照2.2计算结果，未进行无功补偿时，工厂总功率因数
题目要求工厂最大负荷时功率因数不得低于0.9。
根据有关规，配电电压为6-10KV时，要求总功率因素不低于0.95.故需要在低压侧并联电容器进行无功功率补偿，使功率因数提高到0.95。
并联电容器总容量计算如下：
第二章变电所选择及主变压器选择
2.1变压器容量选择
变压器容量不应小于补偿后总视在计算负荷SC=156.70KV·
事实上，考虑变压器应有一定过载能力，以及应对工厂未来5—10年可能电力负荷增长。
此外，温度高出平均气温，变压器容量也会减小。
所以变压器容量选择应留有余量，常取S=1.3,SC=202.7KV·
A,及变压器总容量可取为200KV·
A.
2.2变压器台数及型号选择
2.2.1变压器类型选择
联结组别：
Yyn0接线方式电力变压器一相高压熔丝融化时另两相电压基本不受影响，可减小故障时停电范围；
Dyn11接线：
具有输出电压质量高、中性点不漂移、防雷性能好等特点。
工厂为三级负荷，允许短时停电，故选择Dyn11联结组别更好。
注：
并行电力变压器联结组别应当相同
绝缘及冷却方式：
常见有油浸式、干式、充气式等。
考虑控制成本、方便维护和变压器应具有一定过载能力，本项目选择油浸式变压器
2.2.2变压器台数选择
变压器台数选择原则
1应满足用电负荷对供电可靠性要求。
对供有大量一、二级负荷变电所应采用两台变压器，对只有二级负荷，而无一级负荷变电所，也可只采用一台变压器，并在低压侧架设及其他变电所联络线。
2对季节性负荷或昼夜负荷变动较大工厂变电所，可考虑采用两台主变压器。
③一般三级负荷，只采用一台主变压器。
3考虑负荷发展，留有安装第二台主变压器空间。
4车间变电所中，单台变压器容量不宜超过1000kVA
具体到本项目，提出两种方案：
方案一：
使用一台江苏彭变S9-M-200-10/0.75三相电力油浸式变压器给工厂所有单位供电。
变压器价格为：
¥
18600（商品信息来自阿里巴巴）
方案二：
使用两台江苏彭变s9-m-16010KV/0.4三相电力油浸式变压器分别给工厂不同单位供电。
两条低压供电线通过断路器连接，其中一条线路检修或发生故障时，另一条线路可以短时单独给全厂供电。
14800
两方案变压器采购价格相差11000元，若考虑一次设备及线路施工成本，则方案二较方案一建设费用明显高出，且维护成本更高。
由于工厂属三级负荷，故对备用电源无硬性要求，故选用方案一更为经济、合理，且能基本满足工厂日常运行电力需求。
2.3供电方式及主接线设计
2.3.1供电、用电情况分析
（1）供电概况
根据题示信息，从电力系统某66/10KV变电站，用10KV架空线路向工厂馈电。
该变电站在工厂南侧1km
（2）年用电费估计：
在一次侧计算用电量，
其中，为变压器损耗功率，按0.06计，为年最大负荷利用小时，忽略变压器空载损耗和线路损耗。
代入数据。
另一部分电费为每月按主变压器容量收取费用。
计算年电费
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