工厂供配电系统设计.docx
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工厂供配电系统设计
工厂供配电系统设计
某工厂供配电系统设计
一、该厂的用电情况如图所示：
二、依据上图求计算负荷和无功功率补偿（设同时系数为0.9）
1、计算负荷：
铸造车间：
动力：
Kd=0.4cosΦ=0.70tanΦ=1.02
Pc1=KdPe=0.4×400kw=160.00kw
Qc1=Pc1×tanΦ=1.02×160kw=163.20kvar
照明：
Kd=0.9cosΦ=1.0tanΦ=0
Pc2=KdPe=0.9×8kw=7.20kw
Qc2=0
Pc=Pc1+Pc2=160+7.20kw=167.20kw
Qc=Qc2+Qc2=163.20+0kvar=163.20kvar
Sc=√Pc*Pc+Qc*Qc=233.65kv.A
Ic=Sc/（√3*Un）=354.99A
锻压车间：
动力：
Kd=0.2cosΦ=0.60tanΦ=1.33
Pc1=KdPe=0.2×200kw=40.00kw
Qc1=Pc1×tanΦ=1.33×40kw=53.20kvar
照明：
Kd=0.9cosΦ=1.0tanΦ=0
Pc2=KdPe=0.9×8kw=7.20kw
Qc2=0
Pc=Pc1+Pc2=40+7.20kw=47.20kw
Qc=Qc2+Qc2=53.20+0kvar=53.20kvar
Sc=√Pc*Pc+Qc*Qc=71.12kv.A
Ic=Sc/（√3*Un）=108.06A
金工车间：
动力：
Kd=0.3cosΦ=0.60tanΦ=1.33
Pc1=KdPe=0.3×300kw=90.00kw
Qc1=Pc1×tanΦ=1.33×90kw=119.70kvar
照明：
Kd=0.9cosΦ=1.0tanΦ=0
Pc2=KdPe=0.9×8kw=7.20kw
Qc2=0
Pc=Pc1+Pc2=90+7.20kw=97.20kw
Qc=Qc2+Qc2=119.70+0kvar=119.70kvar
Sc=√Pc*Pc+Qc*Qc=154.19kv.A
Ic=Sc/（√3*Un）=234.27A
工具车间：
动力：
Kd=0.3cosΦ=0.60tanΦ=1.33
Pc1=KdPe=0.3×280kw=84.00kw
Qc1=Pc1×tanΦ=1.33×84kw=111.72kvar
照明：
Kd=0.9cosΦ=1.0tanΦ=0
Pc2=KdPe=0.9×8kw=7.20kw
Qc2=0
Pc=Pc1+Pc2=84+7.20kw=91.20kw
Qc=Qc2+Qc2=112+0kvar=111.72kvar
Sc=√Pc*Pc+Qc*Qc=144.22kv.A
Ic=Sc/（√3*Un）=219.12A
电镀车间：
动力：
Kd=0.5cosΦ=0.70tanΦ=1.02
Pc1=KdPe=0.5×180kw=90.00kw
Qc1=Pc1×tanΦ=1.02×90kw=91.80kvar
照明：
Kd=0.9cosΦ=1.0tanΦ=0
Pc2=KdPe=0.9×8kw=7.20kw
Qc2=0
Pc=Pc1+Pc2=90+7.20kw=97.20kw
Qc=Qc2+Qc2=92+0kvar=91.80kvar
Sc=√Pc*Pc+Qc*Qc=133.70kv.A
Ic=Sc/（√3*Un）=203.14A
热处理车间：
动力：
Kd=0.5cosΦ=0.75tanΦ=0.88
Pc1=KdPe=0.5×150kw=75.00kw
Qc1=Pc1×tanΦ=0.88×75.00kw=66.00kvar
照明：
Kd=0.9cosΦ=1.0tanΦ=0
Pc2=KdPe=0.9×8kw=7.20kw
Qc2=0
Pc=Pc1+Pc2=75+7.20kw=82.20kw
Qc=Qc2+Qc2=66+0kvar=66.00kvar
Sc=√Pc*Pc+Qc*Qc=105.42kv.A
Ic=Sc/（√3*Un）=160.17A
机修车间：
动力：
Kd=0.25cosΦ=0.60tanΦ=1.33
Pc1=KdPe=0.25×150kw=37.50kw
Qc1=Pc1×tanΦ=1.33×37.50kw=49.88kvar
照明：
Kd=0.9cosΦ=1.0tanΦ=0
Pc2=KdPe=0.9×3kw=2.70kw
Qc2=0
Pc=Pc1+Pc2=37.50+2.70kw=40.20kw
Qc=Qc2+Qc2=49.88+0kvar=49.88kvar
Sc=√Pc*Pc+Qc*Qc=64.06kv.A
Ic=Sc/（√3*Un）=97.34A
锅炉房：
动力：
Kd=0.6cosΦ=0.70tanΦ=1.02
Pc1=KdPe=0.6×80kw=48.00kw
Qc1=Pc1×tanΦ=1.02×48kw=48.96kvar
照明：
Kd=0.9cosΦ=1.0tanΦ=0
Pc2=KdPe=0.9×3kw=2.70kw
Qc2=0
Pc=Pc1+Pc2=48.00+2.70kw=50.70kw
Qc=Qc2+Qc2=48.96+0kvar=48.96kvar
Sc=√Pc*Pc+Qc*Qc=70.48kv.A
Ic=Sc/（√3*Un）=107.09A
仓库：
动力：
Kd=0.3cosΦ=0.80tanΦ=0.75
Pc1=KdPe=0.3×10kw=3.00kw
Qc1=Pc1×tanΦ=0.75×3kw=2.25kvar
照明：
Kd=0.9cosΦ=1.0tanΦ=0
Pc2=KdPe=0.9×2kw=1.80kw
Qc2=0
Pc=Pc1+Pc2=3.00+1.80kw=4.80kw
Qc=Qc2+Qc2=2.25+0kvar=2.25kvar
Sc=√Pc*Pc+Qc*Qc=5.30kv.A
Ic=Sc/（√3*Un）=8.05A
计算负荷表
Pc/kw
Qc/kvar
Sc/kv.A
Ic/A
铸造车间
（二级负荷）
167.20
163.20
233.65
354.99
锻压车间
（三级负荷）
47.20
53.20
71.12
108.06
金工车间
（三级负荷）
97.20
119.70
154.19
234.27
工具车间
（三级负荷）
91.20
111.72
144.22
219.12
电镀车间
（二级负荷）
97.20
91.80
133.70
203.14
热处理车间
（三级负荷）
82.20
66.00
105.42
160.17
机修车间
（三级负荷）
40.20
49.88
64.06
97.34
锅炉房
（二级负荷）
50.70
48.96
70.48
107.09
仓库
（三级负荷）
4.80
2.25
5.30
8.05
变压器二次侧计算负荷
Pc2=Kp∑Pci
=0.9（167.20+47.20+97.20+91.20+97.20+82.20+40.20+50.70+4.80）
=610.11kw
Qc2=Kq∑Qci
=0.9（163.20+53.20+119.70+111.72+91.80+66.00+49.88+48.96+2.25）
=636.04kvar
Sc2=√（Pc*Pc+Qc*Qc）=881.35kv.A
Ic2=Sc/（√3*Un）=1339.11A
变压器损耗：
△Pt=0.015Sc=13.22kw
△Qt=0.06Sc=52.88kvar
2、无功功率补偿
由于工厂最大负荷时的功率因数不得低于0.9，则：
二次侧的功率因数为：
cosΦ=Pc2/Sc2=610.11/881.35=0.69
变压所高压侧总的计算负荷：
Pc1=Pc2+△Pt=610.11+13.22=623.33kw
Qc1=Qc2+△Qt=636.04+52.88=688.92kvar
Sc1=√（Pc1*Pc1+Qc1*Qc1）=929.06kvA
变压所高压侧功率因数为：
cosΦ1=Pc1/Sc1=0.67
Qc.c′=Pc2（tanΦ1-tanΦ）
=610.11×[tan（arccos0.69）-tan（arccos0.9）]=344.52kvar
选择BW0.4-14-3型电容,则Qc.n=14kvar
n=Qc.c′/Qc.n=344.52/14=27
实际补偿容量为Qc.c=27×14=378kvar
补偿后的计算负荷：
变电所低压侧视在计算负荷为：
Sc2′=√[Pc2^2+（Qc2-Qc.c）^2]
=√[610.11^2+（636.04-378）^2]=662.43kVA
此时变压器的功率损耗：
△Pt′=0.015Sc2′=9.94kw
△Qt′=0.06Sc2′=39.75kvar
变电所高压侧总计算负荷：
Pc1′=Pc2+△Pt′=610.11+9.94=620.05kw
Qc1′=Qc2′+△Qt′=（636.04-378）+39.75=297.79kvar
Sc1′=√（Pc1′^2+Qc1′^2）=687.85kVA
△S=929.06-687.85=241.21kVA
补偿后的功率因数：
cosΦ1′=Pc1′/Sc1′=620.05/687.85=0.90
无功补偿情况表
补
偿
前
一次侧
（高压侧）
Pc1/kW
623.33
Qc1/kvar
688.92
Sc1/kVA
929.06
cosΦ1
0.67
二次侧
（低压侧）
Pc2/kW
610.11
Qc2/kvar
636.04
Sc2/kVA
881.35
cosΦ2
0.69
补
偿
后
一次侧
（高压侧）
Pc1′/kW
620.05
Qc1′/kvar
297.79
Sc1′/kVA
687.85
cosΦ1′
0.90
二次侧
（低压侧）
Pc2′/kW
610.11
Qc2′/kvar
258.04
Sc2′/kVA
662.43
cosΦ2′
0.92
三、变电所主变压器台数、容量、类型的选择
1、一台主变压器：
Sn≥（1.15～1.4）Sc
则，Sn≥（1.15～1.4）×881.35=1013.55～1233.89kVA
所以可选用一台容量为1250kVA的变压器，型号为S9—1250/10
2、两台主变压器：
Sn=（0.6～0.7）Sc=（0.6～0.7）×881.35=528.81～616.95kVA
且任一台变压器应大于全部一二级负荷∑ScⅡ=315.10kVA
Sn≥315.10kVA
所以，可选两台容量均为630kVA的变压器，型号为S9-630/10
四、变压所主接线方案设计
方案一：
当用一台主变压器时，采用线路—变压器组主接线，如下图示
方案二：
当用两台主变压器时，采用一次侧单母线，二次侧单母线分段主接线，如下图示（较安全，建议使用）
五、短路电流计算
供电系统图：
短路计算等效电路图：
取基准容量Sd=100MVA，基准电压Ud=Uav，两个电压等级的基准电压分别为Ud1=10.5kV，Ud2=0.4kV，各元件的标幺值为：
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