供配电系统毕业设计文档格式.docx

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关键词：

负荷计算，三相短路，主接线，继电保护

Abstart

Thisthesisismainlytothesmallfactorypowersupplysystemoftheelectricpartdesign.Thefactoryfromoutdoorinto10kvhigh-voltagepowersupply,throughthefactorysubstationreducedto220/380vlowvoltageelectric,directsupplyfactoryworkshopofpowersystemandlightingsystem.

Intheselectionofelectricalequipment,beforethefactoryloadcalculation,determinethefactorytotalloadcapacity,andatthesametime,inthelowvoltagebussideforreactivepowercompensation,inordertoimprovepowerfactor.Accordingtothecompensationaftertheloadcapacity,choosethefactorysubstationtransformercapacityandsets,andthendeterminethefactorypowersupplysystem,chooseappropriateworkshopdistributionplan,drawfordistributionsystemmainwiring.

Highpressureaequipment,lowpressureaequipmentandwire.

Keywords:

loadcalculation,threephaseshortcircuit,Lord,relayingprotection

第1章绪论

电能是现代工业生产的主要能源和动力。

电能既易于由其他形式的能量转换而来，又易于转换为其他形式的能量以供应用。

电能的输送和分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产自动化。

因此，电能在现代工业生产及整个国民经济生活中应用极为广泛。

一般中小型工厂的电压进线电压为6-10kV。

电能先经高压配电所集中，在由高压配电线路将电能分送到各车间变电所，或者高压配电线路供给给高压用电设备。

车间变电所内装设有电力变压器，将6-10kV的高压降为一般低压用电设备所需的电压（220/380V），然后由低压配电线路将电能分送给各用电设备。

对于大型工厂及其某些电源进线电压为35kV及以上的中型工厂，一般经过两次降压，也就是电源进厂后，先经总降压变电所，有大容量的电力变压器将35kV及以上的电源电压降为6-10kV的配电电压，再通过高压配电线路或高压配电所将电能送到各个车间变电所，最后经变压器降为一般低压用电设备所需的电压。

有的35kV进线的工厂，只经一次降压，及35kV线路直接引入靠近负荷中心的车间变电所，经车间变电所的配电变压器直接降为低压用电设备所需电压。

这种配电方式称为高压深入负荷中心的直配方式。

这样可以省去一级中间变压，从而简化了供电系统，节约有色金属，降低电能损耗和电压损耗，提高供电质量。

然而这要根据厂区环境条件是否满足35kV架空线路深入负荷中心的“安全走廊”要求而定，否则不宜采用，以确保供电安全。

对于总供电容量不超过1000kV的小型工厂，通常只设一个降压变电所，将6-10kV电压降为低压用电设备所需的电压（220/380V）。

如果工厂所需容量不大于160kVA时，一般采用低压电源进线，工厂只需设一个低压配电间。

本厂属于中小型工厂，采用10kV供电电源，在金工车间东侧1020m处有一座10kV配电室，先用1km的架空线路，后改为电缆线路至本厂变电所，将6-10kV的高压降为一般低压用电设备所需的电压（220/380V），然后由低压配电线路将电能分送给各用电设备。

第2章电力负荷及其计算

负荷分级及供电电源措施

2.1.1工厂电力负荷的分级

工厂的电力负荷，按GB50052----1995《供配电系统设计规范》规定，根据对供电可靠性及中断供电在政治、经济上造成的损失或影响的程度进行分级，负荷可以分为一级负荷、二级负荷、三级负荷。

①一级负荷符合下列条件之一的，为一级负荷

1）中断供电，将造成人身伤亡的负荷；

2）中断供电，将在政治、经济上造成重大损失的负荷；

3）中断供电，将影响有重大政治、经济意义的用电单位的正常工作的负荷。

在一级负荷中，当中断将发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷，以及特别重要场所不允许中断的负荷，应视为特别重要的负荷。

②二级负荷符合下列条件之一的，为二级负荷

1）中断供电，将在政治上、经济上造成较大损失的负荷；

2）中断供电，将影响重要用电单位的正常工作的负荷。

③三级负荷不属于一、二级负荷者为三级负荷。

2.1.2各级负荷的供电措施

①一级负荷的供电措施一级负荷应有两个独立电源供电，当一个电源发生故障时，另一个电源应不至于同时受到损坏，以维持供电；

而且当一个电源中断供电时，另一个电源应能承担本用户的全部一级负荷设备的供电。

一级负荷用户的变配电室内的高低压配电系统，应采用单母线分段的主结线形式，分列运行并互为备用。

一级负荷设备应采用双电源供电，并在最末一级配电盘（箱）处设置自动切换装置。

一级负荷中特别重要的负荷，除上述两个电源外，还必须增设应急电源。

②二级负荷的供电措施二级负荷应有两个电源供电，即应有两回路供电。

当发生电力变压器故障或线路常见故障时不至于中断供电（或中断后能立即回复）。

③三级负荷的供电措施三级负荷对供电无特殊要求，可采用单回路市电供电。

但应使配电系统简洁可靠，尽量减少配电级数，低压配电级数一般不超过四级，并且应在技术经济合理的情况下，尽量减少电压偏差和电压波动。

工厂计算负荷的确定

2.2.1负荷计算的目的和意义

计算负荷是一个假想的持续负荷，其热效应与同时间内实际变动负荷所产生的热效应相等。

在供配电系统中，以30min的最大计算负荷作为选择电气设备的依据，并认为只要电气设备能承受该负荷的长期作用，即可在正常情况下长期运行。

一般将这个最大计算负荷简称计算负荷Pc。

负荷计算的目的是：

①计算变配电所内变压器的负荷电流及视在功率，作为选择变压器容量的依据。

②计算流过各主要电气设备（断路器、隔离开关、母线、熔断器等）的负荷电流，作为选择这些设备的依据。

③计算流过各条线路（电源进线、高低压配电线路等）的负荷电流，作为选择这些线路电缆或导线截面的依据。

④计算尖峰负荷，用于保护电器的整定计算和校验电动机的启动条件。

⑤为电气设计提供技术依据。

计算负荷是工程设计中按照发热条件选择导线和电气设备的依据。

计算负荷是确定供电系统、选择变压器容量、电气设备、导线截面和仪表量程的依据，也是整定继电保护的重要依据。

计算负荷确定的是否正确，直接影响到电器和导线的选择是否经济合理。

正确进行负荷计算是供电设计的前提，也是实现供电系统安全、经济运行的必要手段。

如果计算负荷确定的过大，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，而变压器负荷率较低运行时，也将造成长期低效率运行。

如果计算负荷确定的过小，又将使电器和导线处于过负荷运行，增加电能损耗，产生过热，导致绝缘过早老化甚至产生火灾，造成更大的经济损失。

因此，正确确定计算负荷具有很大的意义。

2.2.2负荷计算的方法

在已知用电设备的情况下，负荷计算有需要系数法、二项式法和利用系数法；

在未知用电设备的情况下，负荷计算有负荷密度法、单位指标法和住宅用电量指标法。

①需要系数法

用设备功率乘以需要系数，直接求出计算负荷。

这种方法比较简便，应用广泛，尤其适用于配变电所的负荷计算。

②利用系数法

采用利用系数求出最大负荷班的平均负荷，再考虑设备台属和功率差异的影响，乘以与有效台数有关的最大系数的计算负荷。

这种方法的理论根据是概率论和数理统计，因而计算结果比较接近实际，但因利用系数的实测与统计较困难，在电气设计中一般不用。

③二项式法

在设备组容量之和的基础上，考虑若干容量最大设备的影响，采用经验系数进行加权求和法计算负荷。

④负荷密度法

当已知某建筑面积负荷密度ρ时，某建筑的平均负荷可按下式计算

Pav=ρ·

A（kW）

式中:

ρ——负荷密度（kW/m2）

A——某建筑面积（m2）

在建筑方案设计阶段，可采用建筑面积负荷密度法进行负荷估算。

在建筑施工阶段设计时，可采用需要系数法进行复核。

无功功率补偿

工业与民用用电设备中，有大量设备的工作需要通过向系统吸收感性的无功功率来建立交变的磁场，这使系统输送的电能容量中无功功率的成分增加，在系统变配电设备及输送线路规格一定的情况下，直接影响到有功功率的输送。

电网中的电力负荷如电动机、变压器等，大部分属于感性负荷，在运行过程中需向这些设备提供相应的无功功率。

在电网中安装并联电容器等无功补偿设备以后，可以提供感性负载所消耗的无功功率，减少了电网电源向感性负荷提供、由线路输送的无功功率，由于减少了无功功率在电网中的流动，因此可以降低线路和变压器因输送无功功率造成的电能损耗，这就是无功补偿。

2.3.1功率因数

①功率因数低对供配电系统的影响

功率因数低是无功功率大的表现，无功功率大会对系统造成如下影响：

1）使配电设备的容量增加：

在三相交流系统中，电流和有功功率的关系式是：

式（）

其中有功功率是系统向用电设备提供的，要转化为其他形式能量的功率，这部分功率是不能减少的。

因此在电压一定时，功率因数越小，即无功分量越大，则电流越大。

若要承受较大的电流，系统电气设备的容量必然要加大，这就会增加系统成本，使电气设备利用率降低。

2）使供电系统的损耗增加：

从供配电系统功率损耗计算式中不难看出，通过系统的电流增加，系统上的功率损耗也会增加。

3）使电压损失增加：

线路电流越大，电压损失也就越大。

4）使发电机效率降低：

系统中负荷对无功功率需求量增大时，发电机必须增发相应的无功功率去平衡，这样就降低了效率。

②提高功率因数的意义

在用电设备中绝大部分为感性负荷，使用电单位功率因数小于1。

为了保证供电质量和节能，充分利用电力系统中发配电设备的容量，减小供电线路的截面，减小电网的功率损耗、电能损耗，减小线路