机械工厂供电设计Word格式文档下载.doc

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3.2.1变压器型号选择 10

3.2.2变压器台数和容量的确定 10

3.3全厂变电所主结线设计 10

3.3.1对变电所主结线的要求 10

3.3.2变电所主接线方案 11

3.3.3变电所主接线设计 11

第四章电气设备选择 13

4.1短路电流计算 13

4.2电气设备选择 16

第五章　厂区线路设计 21

5.1电力线路的接线方式 21

5.2电力线路的结构 21

5.3导线和电缆的选择 21

5.4厂区照明设计 22

第六章　小结 24

参考文献 25

附录1设备材料表 26

附录2设计图纸 27

第一章绪论

1.1工厂供电的意义

工厂供电，就是指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂配电。

众所周知，电能是现代工业生产的主要能源和动力。

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。

1.2设计概述

1、工厂总平面图（参见附图-1）

2、使用的各设备型号（参见附表1）

3、电源情况

（1）电源电压等级:

10KV

（2）电源线路，用一回架空非专用线向本厂供电，导线型号为LJ—70，线路长度为5公里；

（3）电源变电所10KV母线短路容量为200兆伏安，单相接地电流为10安培。

（4）电源变电所10KV引出线继电保护的整定时限为1.6秒。

4、全厂功率因数要求不低于《供用电规程》

5、计量要求高供高量

6、二部电价制收费：

（1）电度电价为0.058元/度

（2）设备容量电价4元/KVA月（或最高量电价6元/KW月）

7、工厂为二班制生产，全年工作时数4500小时，最大负荷利用小时3500小时（均为统计参考值）

8、厂区内低压配电线路允许电压损失3.5~5%

9、本地气象、地壤等资料：

（1）海拔高度9.2米

（2）最热月平均温度28.4℃

（3）最热月平均最高温度32.2℃

（4）极端最高温度38.5℃

（5）极端最低温度-15.5℃

（6）雷暴日数35.6日/年

（7）最热月地下0.8米的平均温度27.4℃

1.3设计任务及方案

1、设计任务

（1）设计说明书一份

其内容包括以下主要部分：

1）各车间与全厂的负荷计算，功率因数的补偿（放电电阻值）

2）变（配）电所位置的确定，变压器数量、容量的决定

3）全厂供电系统的接线方式与变电所主接线的确定

4）高气压电气设备与导线电缆的选择

5）短路电流的计算与电气设备的校验

（2）设计图纸：

1）变（配）电所主接线图高、低压分开画两张

2）工厂变配电所和电力线路平面布置图一张

（3）主要设备材料表一份

2、设计方案

我们依据工厂各车间的实际情况，利用需要系数法计算出各组设备容量、功率因数不满足供电规程，则进行无功补偿。

然后按功率距法确定负荷中心，根据变电所位置选择的原则确定了变电所的位置，由于我们组的三号车间的视在功率比较大，所以我们在三号车间单独使用了车间变，再确定变压器的台数和容量，同时也选择了变压器的型号。

第二章负荷计算及功率补偿

2.1负荷计算的内容和目的

（1）计算负荷又称需要负荷或最大负荷。

计算负荷是一个假想的持续性的负荷，其热效应与同一时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。

在配电设计中，通常采用30分钟的最大平均负荷作为按发热条件选择电器或导体的依据。

（2）尖峰电流指单台或多台用电设备持续1秒左右的最大负荷电流。

一般取启动电流上午周期分量作为计算电压损失、电压波动和电压下降以及选择电器和保护元件等的依据。

在校验瞬动元件时，还应考虑启动电流的非周期分量。

（3）平均负荷为一段时间内用电设备所消耗的电能与该段时间之比。

常选用最大负荷班（即有代表性的一昼夜内电能消耗量最多的一个班）的平均负荷，有时也计算年平均负荷。

平均负荷用来计算最大负荷和电能消耗量。

2.2负荷计算的方法

用需要系数法来求计算负荷，其特点是简单方便，计算结果符合实际，而且长期使用已积累了各种设备的需要系数，因此是世界各国普遍采用的基本方法。

计算负荷的需要系数法

1．设备组设备容量

采用需要系数法时，首先应将用电设备按类型分组，同一类型的用电设备归为一组，并算出该组用电设备的设备容量。

对于长期工作制的用电负荷（如空调机组等），其设备容量就是设备铭牌上所标注的额定功率。

2．用电设备组的计算负荷

根据用电设备组的设备容量，即可算得设备的计算负荷：

有功计算负荷Pc=KdPe

无功计算负荷Qc=Pctg∮

视在计算负荷

计算电流

式中Kd——设备组的需要系数；

Pc——设备组设备容量（KW）；

∮——用电设备功率因数角；

U——线电压（V）；

Ic——计算电流（A）。

上述公式适用计算三相用电设备组的计算负荷，其中计算电流的确定尤为重要，因为计算电流是选择导线截面积和开关容量的重要依据。

第一车间（大件加工）

第三车间设备如下：

序号

用电设备型号名称

台数

每台设备额定容量（千瓦）

备注

1

C6163车床

10.5

2

C630车床

10.151

3

SI25车床

8

4

C620车床

5

C630—1M车床

10.1

6

CW61100车床

23.65

7

C61100车床

31.9

Z39摇臂钻床

11.4

9

Z35摇臂钻床

8.6

10

T612卧式镗床

17

11

T68卧式镗床

9.2

12

C516立式车床

38.1

13

C512立式车床

24.2

14

B2020龙门刨床

77.1

15

B20104龙门刨床

66.8

16

导轨磨床

16.1

M3030砂轮机

1.5

18

15吨电动桥式吊车

46.5

JC=40%

19

5吨电动桥式吊车

20.5

JC=40%

一、对设备进行分组并且查出相应的Kd与tgψ值列表如下：

编号

设备分组

包含设备序号

Kd

tgψ

A

冷加工机床

1，2，3，4，5，6，7，8，9,10,11,12,

13，14,15,16，17

0.2

1.73

B

吊车

18,19

0.15

C

照明

0.9

二、需要系数法确定计算负荷：

A:

Pe=10.5+10.151+8+4+10.1+23.65+31.9+11.4+8.6+17+9.2+38.1+24.2+77.1+66.8+16.1+1.54=368.3KW

Pc=368.3×

0.2=73.66KW

Qc=73.66×

1.73=127.43Kvar

B:

Pe=2√0.4×

（46.5+20.5）=84.749KW

Pc=84.749×

0.15=12.71KW

Qc=12.71×

1.73=21.99Kvar

C:

Pe=882×

10÷

1000=8.82KW

Pc=0.9×

8.82=7.94KW

Qc=0Kvar

三、车间计算负荷

（73.66+12.71+7.94）×

0.9=84.88KW

（127.43+21.99）×

0.9=134.48Kvar

四、全厂无功补偿前的计算负荷和功率因数

低压侧的计算负荷为：

Pc低=KΣΣPc=0.9×

﹙84.88+224+1111+176+158+68.52﹚=1640.195KW

Qc低=KΣΣQc=0.9×

﹙134.48+388+402+108+105﹚=1080.608Kvar

低压侧功率因数：

变压器损耗：

ΔPT=0.015Sc低=1964.167×

0.015=29.463KW

ΔQT=0.06Sc低=1964.167×

0.06=117.85Kvar

高压侧计算负荷：

Pc高=Pc低+ΔPT=1640.195+29.463=1669.658KW

Qc高=Qc低+ΔQT=1080.608+117.85=1198.458Kvar

变电所高压侧的功率因数为：

由于COSψ高＜0.9故需要进行无功补偿

2.3无功功率补偿

（1）确定补偿容量

一般要求高压侧不低于0.9，而补偿在低压侧进行，考虑变压器损耗，假设低压补偿后的功率因数为0.92来计算需补偿的容量。

查表可知：

与Qc.c相接近的补偿屏组合为：

7号组合

补偿容量为:

Qc.c=448Kvar

（2）补偿后的计算负荷和功率因数

Q‘c低=Qc低－Qc.c=632.608Kvar

变压器低压侧视在计算负荷为：

此时变压器的功率损耗为：

ΔPT’=0.015Sc低’=1757.963×

0.015=26.369KW

ΔQT’=0.06Sc低’=1757.963×

0.06=105.478Kvar

补偿后高压侧计算负荷为：

Pc高’=Pc低’+ΔPT’=1666.564KW

Qc高’=Qc低’+ΔQT’=738.086Kvar

补偿后的功率因数

由于COSψ高’＞0.9故补偿正确

但是，由于我们的三号车间变电所使用了车间变电所，所以在进行负荷计算和无功补偿的时候我们不需要将第三车间计算在内，将第三车间出去后，补偿前全厂计算负荷和功率因数数据如下：

Pc低=KΣΣPc=640.295KW

Qc低=KΣΣQc=698.708KW

ΔPT=0.015Sc低=947.719×

0.015=14.216KW

ΔQT=0.06Sc低=947.719×

0.06=56.863Kvar

高压侧计算负荷：

Pc高=Pc低+ΔPT=654.517KW

Qc高=Qc低+ΔQT=755.571Kvar

变电所高压侧的功率因数为：