工厂供配电系统安装设计.docx
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工厂供配电系统安装设计
毕业设计
题目：
工厂供配电系统安装设计
工厂供配电系统安装设计
【摘要】本次设计是关于一个机械厂10KV一次供电系统的设计，在满足工厂供电设计中安全、可靠、优质、经济的基本要求的前提下，首先根据全厂和车间的用电设备情况，进行了负荷计算，通过功率因数的计算，进行无功补偿设计（包括无功补偿容量计算和补偿设备选择、校验），确定机械厂的供电方案，通过技术经济比较，确定了供电系统的主接线形式，选择了主变压器的台数和容量。
其次，通过合理设置短路点，进行正确的短路电流计算，进行了10KV和0.38KV系统中主要电气设备的选型和校验。
【关键词】供电系统负荷计算主变压器设备选择
引言
电能是现代工业生产的主要能源和核心动力。
电能既易于由其它形式的能量转换而来，又易于转换为其它形式的能量以供应用；电能的输送的分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。
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。
在企业工厂里，电能虽然是工业生产的主要能源和动力，但是它在产品成本中所占的比重一般很小（除电化工业外）。
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。
从另一方面来说，如果工厂的电能供应突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果。
可见，做好工厂供电工作对于发展工业自动化生产，实现工业现代化，具有十分重要的意义。
由于能源节约是工厂供电工作的一个重要方面，而能源节约对于国家经济建设具有十分重要的战略意义，因此做好工厂供电工作，对于节约能源、支援国家经济建设，也具有重大的作用。
工厂供电工作要很好地为工业生产服务，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并确实做好节能环保工作，就必须达到以下基本要求：
（1）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。
（2）可靠：
应满足电能用户对供电可靠性的要求。
（3）优质：
应满足电能用户对电压和频率等质量的要求
（4）经济：
供电系统的投资要少，运行费用要低，并尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗量。
此外，在供电工作中，应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，既要照顾局部的当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应社会的发展。
为了保证工厂供电的正常运转，就必须要有一套完整的保护，监视和测量装置。
目前多以采用自动装置，将计算机应用到工厂配电控制系统中去。
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分析原始资料，确定电源的引入方式
1.1工厂总平面图
图1-1工厂总平面图
1.2工厂负荷情况
本厂的供电均为三级负荷，统计资料如表1-1所示：
表1-1负荷统计资料
序号
用电设备组名称
容量PekW
需要系数Kd
cos&
tan&
1
铸造车间
400
0.35
0.70
1.02
2
热处理车间
400
0.35
0.7
1.02
3
锻压车间
400
0.3
0.6
1.17
4
金工车间
400
0.3
0.6
1.17
5
工具车间
400
0.3
0.6
1.17
6
仓库
200
0.3
0.6
1.17
7
装配车间
200
0.3
0.6
1.17
8
机修车间
200
0.3
0.6
1.17
9
电镀车间
300
0.6
0.75
0.88
10
锅炉房
300
0.6
0.75
0.88
11
生活区
300
0.6
0.75
0.88
1.3供电电源情况
按照工厂与当地供电部门签订的供用电协议规定，本厂可由附近1#10kv智能化户外开闭所中出线2单元中取得工作电源，通过电缆YJV22—8.7/15截面150mm2引至本厂10KV进线柜。
干线首端（即电力系统的馈电变电站）距离本厂约6km。
干线首端所装设的高压断路器断流容量为500MVA。
此断路器配备有定时限过电流保护和电流速断保护，定时限电流保护整定的动作时间为1.7s。
为满足工厂三级负荷的要求，可采用高压电缆YJV22—8.7/15截面150mm2从附近2#10KV智能化开闭所中出线单元6中取得备用工作电源。
1.4.气象资料
本厂所在地区的年最高温度为35度，年最低气温为-10度，最热月平均最高气温为28度。
地质水文资料：
本厂地区海拔876M，底层以沙粘土为主，地下水位为1.8M
2负荷计算及无功功率补偿计算
2.1用电设备负荷的计算
因为设备台数多，且无大容量设备，所以用需要系数法确定计算负荷
（1）1.铸造车间2.热处理车间
用电总容量为Pe=400Kw,取kd为0.35、cos&为0.7、tan&为1.02，
.则有功计算负荷:
P30=kd·Pe=0.35*400=140kw
无功计算负荷：
Q30=P30·tan&=140*1.02=142.8kvar
视在计算负荷：
S30=P30/cos&=140/0.7=200KVA
计算电流：
I30=S30/1.732Un=200/1.732*0.38=304A
所以
总有功计算负荷为：
P＝2·P30＝2·140=280kw
总无功计算负荷为：
Q=2·Q30＝2·142.8=285.6kvar
（2）3，锻压车间，4.金工车间，5.工具车间
按需要系数法确定计算负荷
用电总容量为Pe=400Kw,取kd为0.3、cos&为0.6、tan&为1.17，
则有功计算负荷:
P30=kd·Pe=0.3*400=120kw
无功计算负荷：
Q30=P30·tan&=120*1.17=140.4kvar
视在计算负荷：
S30=P30/cos&=120/0.6=200KVA
计算电流：
I30=S30/1.732Un=200/1.732*0.38=304A
所以
总有功计算负荷为：
P＝3·P30＝3*120=360kw
总无功计算负荷为：
Q=3·Q30＝3·140.4=421.2kvar
（3）6.仓库，7.装配车间，8.机修车间
按需要系数法确定计算负荷
用电总容量为Pe=200Kw,取kd为0.3、cos&为0.6、tan&为1.17，
则有功计算负荷:
P30=kd·Pe=0.3*200=60kw
无功计算负荷：
Q30=P30·tan&=60*1.17=70.2kvar
视在计算负荷：
S30=P30/cos&=60/0.6=100KVA
计算电流：
I30=S30/1.732Un=100/1.732*0.38=152A
所以
总有功计算负荷为：
P＝3·P30＝3*60=180kw
总无功计算负荷为：
Q=3·Q30＝3·70.2=210.6kvar
（4）9.电镀车间，10.锅炉房，11.生活区
按需要系数法确定计算负荷
用电总容量为Pe=300Kw,取kd为0.6、cos&为0.75、tan&为0.88，
则有功计算负荷:
P30=kd·Pe=0.6*300=180kw
无功计算负荷：
Q30=P30·tan&=180*0.88=158.4kvar
视在计算负荷：
S30=P30/cos&=180/0.75=240KVA
计算电流：
I30=S30/1.732Un=240/1.732*0.38=364.7A
所以
总有功计算负荷为：
P＝3·P30＝3·180=540kw
总无功计算负荷为：
Q=3·Q30＝3·158.4=475.2kvar
2.2负荷计算表
表2-1负荷计算
序号
用电设备组
名称
容量Pe/kw
需要系数Kd
cos&
Tan&
计算负荷
P30
Q30
S30
I30
1
铸造车间
400
0.35
0.7
1.02
140
142.8
200
304
2
热处理车间
400
0.35
0.7
1.02
140
142.8
200
304
3
锻压车间
400
0.3
0.6
1.17
120
140.4
200
304
4
金工车间
400
0.3
0.6
1.17
120
140.4
200
304
5
工具车间
400
0.3
0.6
1.17
120
140.4
200
304
6
仓库
200
0.3
0.6
1.17
60
70.2
100
152
7
装配车间
200
0.3
0.6
1.17
60
70.2
100
152
8
机修车间
200
0.3
0.6
1.17
60
70.2
100
152
9
电镀车间
300
0.6
0.75
0.88
180
158.4
240
364.7
10
锅炉房
300
0.6
0.75
0.88
180
158.4
240
364.7
11
生活区
300
0.6
0.75
0.88
180
158.4
240
364.7
12
总计380V侧
3500
0.67
1360
1392.6
2020
取K=0.8
K=0.85
1088
1183.7
1607.7
2443.3
2.3无功功率补偿
由上式可知，该厂380v侧最大负荷时的功率因数
cos&=P30/S30而=2020
则cos&=P30/S30=1360/2020=0.67
功率因数只有0.67而供电部门要求该厂10KV进线侧最大负荷不应低于0.90。
考虑到主变压器的无功损耗远大于有功损耗，因此380V侧最大负荷时功率因数应稍大于0.90，暂时取0.92来计算380V侧所需无功功率补偿容量：
Qc=Pm（tan&1-tan&2）=1088[tan（arccos0.67）–tan（arccos0.92）]kvar
=1360[1.1080-0.4260]=1088·0.682=742kvar
根据《电气设备选择·施工安装·设计应用手册》第五篇第九章第一节的相关资料，并参照图选择PGJ1型低压自动补偿屏，并联电容器为BW0.4-14-3型，该型号适用于额定电压0.4kv，其额定容量是14kvar，额定电容是280uF，频率为50Hz，详述为三相。
采用方案2（主屏）一
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