某塑料制品厂供电系统设计.docx
《某塑料制品厂供电系统设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《某塑料制品厂供电系统设计.docx（43页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
某塑料制品厂供电系统设计
某塑料制品厂供电系统设计
摘要：
本文是对某塑料制品厂进行的供电系统设计。
本设计根据厂方给定的全厂各车间电气设备及车间变电所的负荷，运用需要系数法进行电力负荷计算，得到该厂不同电气设备的计算负荷。
然后，根据电力部门对工厂功率因数的要求计算出需要补偿的无功功率，在综合比较并联电容补偿、同步补偿机和静止补偿器这三种无功补偿设备的优缺点后，确定以低压集中补偿的方式进行并联电容器补偿。
然后，根据对计算负荷的分析选定各车间变电所的变压器型号及连接组别。
在选择该塑料制品厂的电气主接线时，考虑到该厂负荷为三级负荷以及进出线的数量，从备选用方案单母线接线、双母线接线、桥形接线、线路—变压器组单元接线中选定采用单母线不分段接线方式，保证系统的稳定性。
最后，在本设计中根据本厂供电电源和厂供电要求进行电气设备的选择与校验。
关键字：
10KV进线变电所需要系数法低压集中补偿设备选型
第一章绪论
1.1工厂供电的意义
工厂供电就是工厂所需电能的供应和分配。
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。
例如在机械工业中，电费的开支仅占产品成本的5%左右。
因此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自动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的自动化。
从另一方面说，如果工厂的电能供应突然中断，对工业生产可能造成严重的后果。
例如某些供电可靠性要求很高的工厂，即使是极短暂的停电也会引起重大的设备损坏或引起大量的产品报废，甚至可能发生重大的人身事故，给国家和人民带来经济上甚至政治上的重大损失。
所以，工厂应该根据本厂环境条件和供电要求，来选择适当的电气设备和确定其各项参数，保证工厂正常运行时安全可靠，出现故障时不致出现严重的后果，并在合理的情况下注意节约，还应该根据工厂生产情况与供应能力统筹兼顾。
因此，一套完整的现代化供电系统对于一个工厂实现生产自动化、提高成品质量是不可缺少的。
1.2工厂供电的要求
在工厂供电的过程中要切实保证工厂生产和生活的需要，还要做好节能工作，就应该做到以下要求。
Ø可靠要满足供电可靠性的要求。
Ø安全要满足在电能的使用中不应发生设备和人身事故。
Ø优质要保证用户对电能质量的要求。
Ø经济尽量减少供电系统中不必要的投资，并尽可能地节约电能。
此外，在设计工厂配电系统的时候还要考虑到当地的天气设计防雷接地装置，合理地处理当前和长远的关系：
既要节约能源，又要保证工厂生产和生活的需要。
1.3设计依据
1.3.1平面布置图
图1.1平面布置图
1.3.2生产任务及车间组成
年产量为万吨聚乙烯塑料制品，产品品种有薄膜、单丝、管材和注射等制品。
其原材料来源于某石油化纤总厂。
1.3.3工厂各车间的负荷情况及车间变电所的容量
表1.1各车间设备容量
序号
车间或用电单位名称
设备容量（千瓦）
需要系数
功率因数
功率因数正切
（1）NO1变电所
1
薄膜车间
1380
0.6
0.6
1.33
2
原料库
38
0.25
0.5
1.73
3
生活间
12
0.8
1
/
4
成品库
（一）
26
0.3
0.5
1.73
5
成品库
（二）
22
0.3
0.5
1.73
6
包装材料库
19
0.3
0.5
1.73
（2）NO2变电所
1
单丝车间
1365
0.6
0.6
1.33
2
水泵房及附属设备
28
0.65
0.8
0.75
（3）NO3变电站
1
注塑车间
198
0.4
0.6
1.33
2
管材车间
870
0.35
0.6
1.33
（4）NO4变电站
1
备料复制车间
140
0.6
0.5
1.73
2
生活间
9
0.8
1
/
3
浴室
4
0.8
1
/
4
钳工车间
35
0.3
0.65
1.17
5
原料、生活间
13
0.8
1
/
6
仓库
14
0.3
0.5
1.73
7
机修模具车间
90
0.25
0.65
1.17
8
处理车间
140
0.6
0.7
1.02
9
车间
190
0.3
0.5
1.73
（5）NO5变电所
1
锅炉房
190
0.7
0.75
0.88
2
试验室
135
0.25
0.5
1.73
3
辅助材料库
100
0.2
0.5
1.73
4
油泵房
18
0.65
0.8
0.75
5
加油站
15
0.65
0.8
0.75
6
办公楼、招待所、食堂
18
0.6
0.6
0.33
1.3.4供用电协议
工厂与电业部门所签订的供用电协议主要内容如下：
图1.2供用电协议
（1）从电业部门某35/10kv变电所用10kv架空线向本厂供电，该所在厂南侧1km
（2）供电系统短路技术数据：
电业部门变电所10kV母线为无限大电源系统，其短路容量为200MVA供电系统。
（3）电业部门对本厂提出的技术要求：
电业部门配出线路定时限过流保护装置的整定时间为2秒工厂“总降”不应大于1.3秒；在总配变电所10kV侧进行计量；本厂的功率因数值应在0.9以上。
1.3.5本厂负荷性质
生产车间为三班工作制，部分车间为单班或两班制，最大有功负荷年利用小时数为5000小时属于三级负荷。
1.3.6自然条件
（1）最热月平均最高气温为35C
（2）土壤中0.7—1米深处一年中最热月平均温度为20C
（3）年雷暴日为30天
（4）土壤冻结深度为1.1米
（5）夏季主导风向为南风。
（6）地表面比较平坦，土壤主要成分为积土及砂质粘土，层厚1.6—7m不等
（7）地下水位一般为0.7m
（8）地耐压力为20吨/平方米。
第二章负荷计算
2.1负荷计算的意义
计算负荷是供电系统设计计算的基础，为选择变压器台数和容量、选择电气设备确定测量仪表的量程、选择继电保护装置等提供重要的数据依据。
所以负荷计算准确与否直接影响着供电设计的质量。
工厂供电系统运行时的实际负荷并不等于所有用电设备额定功率之和。
这是因为用电设备不可能全部同时运行，每台设备也不可能全部满负荷，各种用电设备的功率因数也不可能完全相同。
因此，工厂供电系统在设计过程中，必须找出这些用电设备的等效负荷。
所谓等效是指这些用电设备在实际运行中所产生的最大热效应与等效负荷产生的热效应相等，产生的最大温升与等效负荷产生的最高温升相等。
我们按照等效负荷。
从满足用电设备发热的条件来选择用电设备，用以计算的负荷功率或负荷电流称为“计算负荷”。
通常规定取30分钟（min）平均最大负荷30P、30Q和30S作为该用户的“计算负荷”；计算负荷也称需要负荷或最大负荷，目的是为了合理地选择工厂各级电压供电网络、变压器容量和设备型号等。
2.2负荷计算的方法
计算负荷的确定是工厂供电设计中很重要的一环。
计算负荷的确定是否合理，直接影响到电气设备选择的合理性、经济性。
如果计算负荷确定的过大，将使电气设备选得过大，造成投资利有色金属的浪费；而计算负荷确定的过小，则电气设备运行时电能损耗增加，并产生过热，使其绝缘过于老化甚至烧毁、造成经济损失。
因此，在供电设计中，应根据不同的情况，选择正确的计算入法来确定汁算负荷。
常用的负荷计算方法有需要系数法、二项式法、利用系数法和面积功率法等。
在实际工程配电设计中，广泛采用系数法。
因其计算方便，多用于方案估算，初步设计和全厂大型车间变电所的施工设计。
按需要系数法确定计算，应从实际每台用电设备开始，逐级向电源推进，一直计算到电源，用每一级的计算负荷为选择该用电器的依据。
需用系数法的计算现在己普遍应用于供配电设计中，其缺点是它未考虑到用电设备中少数容量特大的设备对计算负荷的影响。
本设计的情况符合需要系数法，因此本设计中的负荷计算都用需要系数法进行计算。
2.3负荷计算的公式
（1）单组用电设备的计算负荷的确定
主要计算公式有：
有功功率
（2-1）
无功功率
（2-2）
视在功率
（2-3）
计算电流
（2-4）
（2）多组用电设备的计算负荷的确定的主要计算公式：
有功功率
（2-5）
无功功率
（2-6）
视在功率
（2-7）
计算电流
（2-8）
式中
——
有功功率的计算负荷
——
无功功率的计算负荷
——
视在功率的计算负荷
——
计算负荷的电流
——
额定容量
——
额定电压
——
功率因数角的正切值
2.4各变电所负荷计算
分别计算出各车间的有功和无功功率及视在功率的计算值填入下表中：
表2.11号变电所负荷计算表
序号
车间或用电单位名称
计算负荷
有功
无功
视在
1
薄膜车间
840
1117.2
1400
2
原料库
7.5
12.98
15
3
生活间
8
/
8
4
成品库
（一）
7.5
12.98
15
5
成品库
（二）
7.2
12.46
14.4
6
包装材料库
6
10.38
12
7
小计
876.2
1166
1464.4
乘以同时系数
，
788.58
1107.7
1359.73
故
=788.58
，
=1107.7
，最大视在功率
=1359.73
，最大功率因数
=0.58。
供电局要求该厂的功率因数值在0.9以上，暂取0.92来计算380V侧所需无功功率的补偿容量：
=
=
=771.64
表2.22号变电所负荷计算表
序号
车间或用电单位名称
计算负荷
有功
无功
视在
1
单丝车间
831
1105.23
1385
2
水泵房及附属设备
13
9.75
16.25
3
小计
844
1114.98
1401.25
乘以同时系数
759.6
1059.23
1303.44
故
=759.6
，
=1059.23
，最大视在功率
=1303.44
，最大功率因数
=0.58。
供电局要求该厂的功率因数值在0.9以上，暂取0.92来计算380V侧所需无功功率的补偿容量：
=
=
=743.28
表2.33号变电所负荷计算表
序号
车间或用电单位名称
计算负荷
有功
无功
视在
1
注塑车间
75.6
100.55
126
2
管材车间
308
409.64
513.33
3
小计
383.6
510.19
639.33
乘以同时系数
，
345.24
484.68
595.07
故
=345.24
，
=484.68
，最大视在功率
=597.07
最大功率因数
=0.58。
供电局要求该厂的功率因数值在0.578以上，暂取0.92来计算380V侧所需无功功率的补偿容量：
=
=
=340.35
表2.44号变电所负荷计算表
序号
车间或用电单位名称
计算负荷
有功
无功
视在
1
备料复制车间
82.8
143
升级会员 