供配电系统的设计(毕业论文).doc
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目录
摘要 2
第一章绪论 3
1.1供配电所设计的意义 3
1.2供配电所设计的要求 3
1.3本文的主要内容 4
第二章全厂设计资料 5
第三章负荷计算和无功补偿 8
3.1负荷计算的目的和意义 8
3.2负荷计算 8
第四章主接线的选择 12
4.1接线方案的选择 12
4.2主接线的选择及确定 12
第五章短路电流计算 15
5.1短路电流计算 15
5.2短路电流计算结果 17
第六章全厂主设备的选择 19
6.1电气设备选择 19
6.2所选设备参数 20
第七章防雷与接地 21
7.1防雷设备 21
7.2接地装置 21
结论 22
参考文献 23
致谢 24
摘要
本文是东盛化工机械厂供电系统的设计（主要是该工厂的机械加工车间）。
设计的目的是通过对该电力系统的地理环境、供电条件、供电方式和公用系统等用电负荷资料的分析，为该车间寻找更加完善的供电设计方案。
电能是工厂运作的主要能源，对工厂的正常运作有举足轻重的作用，因此如何进行合理用电、安全用电、节约用电、高质量用电已经成为工厂建设和运行的主要问题之一。
工厂的安全正常运作、节电节能、提高工厂用电效率，都必须有一个安全、可靠、经济、合理的供电系统和使用电能的系统保障，才能实现工厂电能利用、和节省电能的理想化、经济化。
由于工厂类型很多，且同一类型工厂的生产规模、自动化程度、用电设备布局等情况千变万化，所以工厂供电系统也不同。
基于本次的设计要求，此设计的基本内容主要有以下几个方面：
进线电压等级及容量的选择，变配电所主电路接线形式的选择，短路电流计算。
同时针对主接线形式，本方案进行了控制、计算、保护，防雷接地装置设计等。
关键词：
工厂供电；总压降（总配电）变电所；电器主接线；供电安全性；高压配电系统；电气设备选择
第一章绪论
1.1供配电所设计的意义
工厂供电设计的任务是保障电能从安全、可靠、经济、优质、地送到工厂的各个部门。
众所周知，电能是现在工业生产的主要能源和动力。
是用其它形式能转化为电能，电能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，电能在现代工业及整个国民经济生活中应用极为广泛。
电能在工业生产中的重要性，并不在于他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，降低成本。
因此，一个稳定可靠的供配电系统对发展工业生产，实现现代化的工业，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建设经济性社会具有更重要的战略意义。
因此在当今全球资源紧张的局势下，一个好的供配电系统设计，对于节约能源、保护环境、支援国家经济建设，也具有重大的作用。
1.2供配电所设计的要求
工厂供电工作要更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，并做好节能工作，就必须达到一下基本要求：
1、工厂供电设计必须严格遵守国家的有关法令、法规、标准和规范，执行国家的有关方针、政策，如节约有色金属，以铝代铜，采用低能耗设备以节约能源等。
2、必须从全局出发，按照负荷的等级、用电容量、工程特点和地区供电规划统筹规划，合理确定整体设计方案。
3、工厂供电设计应做到供电可靠、保证人身和设备安全。
要求供电电能质量合格、优质、技术先进和经济合理。
设计应采用符合国家现行标准的效率高、能耗低、性能先进的设备。
4、应根据整个工程的特点、规模和发展规划，正确处理工程的近、远期的建设发展关系，以近为主，远、近结合，适当考虑扩建的可能性。
总结一点就是要安全、可靠、优质、经济。
此外，在供电工作中，应合理的处理局部和全局、当前和长远等关系。
既要照顾局部和当前的利益，又要有全局的观点，能顾全大局，适应发展。
1.3本文的主要内容
本文主要对10KV及以下供配电系统的设计，其内容包括以下几个方面。
1、负荷计算及无功功率补偿计算；
2、变配电所主变压器选择；
3、变配电所电器主接线方案的选择；
4、短路电流计算；
5、变配电所一次电气设备的选择；
6、变配电所的计量、测量及控制回路等二次回路方案选择；
7、变电所防雷保护及接地装置的设计计算；
8、绘制供电系统电气原理图
第二章全厂设计资料
东盛化工机械厂的供配电系统设计：
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》及GB50054-95《低压配电设计规范》等规范，进行工厂供配电设计。
做“安全、可靠、优质、经济”的基本要求。
并处理好局部与全局、当前与长远利益的关系，以便适应今后发展的需要，同时还要注意电能和有色金属的节约等问题。
启东市东盛化工机械厂基本情况如下：
1、电源：
工厂4公里方向有一降压变电所（①号电站）110/35/10KV，3000KVA变压器一台作为工厂的主电源，10KV母线三相短路容量：
1920MVA；用10KV的电压以单回架空线向工厂实行供电。
供电部门对国家左右的公司有这样一个规定：
⑴区域变电站35KV馈电母线的过电流保护整定时间1.8S，要求工厂总压降变电所的过电流保护整定时间不大于1.3s。
⑵工厂最大负荷时功率因数因不低于0.9，要求10KV侧。
⑶本设计里面我主要突出是设计本厂里面的一个机械加工车间，功率因数也就按照全场的要求来计算。
2、该车间平时为三班倒，全年工作时间为5000h，最大负荷利用时数为4500h。
（这个数值仅供参考）
3、电费：
有两种价格
⑴基本电价：
工厂总压降变电所变压器总容量15元/月；
⑵电能电价：
按所在地工业电价计算。
一般取动力电费3毛钱一度电，照明电费按5.5毛一度。
4、进行工厂总压降变电所35KV、10KV母线三相短路计算时，冲击系数kch均取1.8。
5、关于全厂符合情况见下表：
表2-1、全厂负荷
厂房编号
厂房名称
负荷类别
设备容量/KW
需要系数
功率因数
1
配件中心
动力
350
0.25
0.8
照明
8
0.8
1.0
2
焊接车间
动力
400
0.25
0.8
照明
8
0.8
1.0
3
机械加工车间
见表2-2
4
工具车间
动力
380
0.25
0.8
照明
9
0.8
1.0
5
电镀车间
动力
270
0.25
0.8
照明
5
0.8
1.0
6
吹灰处理
动力
140
0.25
0.8
照明
4
0.8
1.0
7
包装间
动力
230
0.25
0.8
照明
7
0.8
1.0
8
维修车间
动力
180
0.25
0.8
照明
4
0.8
1.0
9
锅炉房
动力
70
0.25
0.8
照明
1.5
0.8
1.0
10
仓库
动力
50
0.25
0.8
照明
1.3
0.8
1.0
11
员工宿舍区
照明
250
0.8
0.8
表2-2、机械加工车间设备明细表
序号
设备名称
设备容量/KW
台数
需要系数
功率因素
1
普通车床-1
100.125
6
0.25
0.5
2
车普通床-2
20.075
1
0.25
0.5
3
普通车床-3
70.625
1
0.25
0.5
4
普通车床-4
50.625
1
0.25
0.5
5
普通车床-5
40.625
1
0.25
0.5
6
普通车床-6
30.125
1
0.25
0.5
7
管螺纹车床
100.125
2
0.25
0.5
8
螺旋套丝机
30.125
1
0.25
0.5
9
钻床
80.5
2
0.25
0.5
10
立式钻床
30.125
1
0.25
0.5
11
单臂吊桥
100.2
1
0.25
0.5
12
立式砂轮
1.75
4
0.25
0.5
13
刨床
3
1
0.25
0.5
14
万能铣床
13
1
0.25
0.5
15
立式铣床
90.125
5
0.25
0.5
16
滚齿机
4.1
1
0.25
0.5
17
插床
4
7
0.25
0.5
18
弓锯床
1.7
1
0.25
0.5
19
立式钻床
0.6
1
0.25
0.5
20
电极式电阻炉
20
1
0.25
0.5
21
井式电阻炉
24
1
0.25
0.5
22
箱式电阻炉
45
6
0.25
0.5
23
万能工具磨床
31.9
1
0.25
0.5
24
立式镗床
35.7
1
0.25
0.5
25
卧式刨床
10
1
0.25
0.5
26
单臂刨床
70
1
0.25
0.5
27
加工车间照明
25
1
0.25
0.9
第三章负荷计算和无功补偿
3.1负荷计算的目的和意义
工厂供电负荷计算（或称为计算负荷）的目的是确定工厂最大负荷，作为按允许发热条件选择供电变压器、输电线路导线及开关电器等电气设备的依据。
电力负荷计算的方法主要有需要系数法、二项式法和单位产值耗电量法。
需要系数法计算简单对任何工业企业都适用，特别适用长期工作制用电设备占主要负荷的车间，计算结果基本符合实际。
二项式法考虑了用电设备的数量和大容量用电设备符合的影响。
计算结果偏大，适用于机械加工企业的负荷计算。
已知产品的单位产量的耗电量或单位产值的耗电量时，可用单位产量和单位产值耗电量法进行估算，单位面积用电量法使用于住宅、办公室和具有均匀分布符合的生产线等负荷的计算。
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，用于保护电气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额依据。
计算负荷确定得是否合理，直接影响到电器和导线电缆的选择是否经济合理，如果计算负荷确定的过大，将使电气和导线电缆选得过大，照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。
如果计算负荷确定过小，又将使电气和掉线处过于负荷运行，增加电能损耗，产生过热，导线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。
3.2负荷计算
我国目前普遍采用需要系数法和二项式系数法确定用电设备的负荷，其中需要系数法是国际上普遍采用的确定计算负荷的方法，最为简便，而二项式系数法在确定设备台数较少且各台设备容量差别大的分支干线计算负荷时比较合理，本文采用需要系数法。
1、确定用电设备组或用电单位计算负荷的公式
用电设备组的计算负荷，是指用电设备从供电系统中取用的半小时最大负荷，所以通常用:
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