工厂供配电系统安装设计.docx

1、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

2、 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

3、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

4、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

5、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，

6、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Kdcos&tan&1铸造车间4000.350.701.022热处理车间4000.350.71.023锻压车间4000.30.61.174金工车间4000.30.61.175工具车间4000.30.61.176仓库2000.30.61.177装配车间2000.30.61.178机修车间2000.30.61.179电镀车间3000.60.750.8810锅炉房30

7、00.60.750.8811生活区3000.60.750.881.3 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YJV228.7/ 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YJV228.7/ 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。

8、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1.8M2 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=kdPe=0.35*400=140kw无功计算负荷： Q30=P30tan&=140*1.02=142.8kvar视在计算负荷： S30=P30/cos

9、&=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 2P302140=280kw总无功计算负荷为：Q=2Q30 2142.8=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=kdPe=0.3*400=120kw无功计算负荷： Q30=P30tan&=120*1.17=140.4kvar视在计算负荷： S30=P30/cos&=120/0.6=200K

10、VA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 3P303*120=360kw总无功计算负荷为：Q=3Q30 3140.4=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=kdPe=0.3*200=60kw无功计算负荷： Q30=P30tan&=60*1.17=70.2kvar视在计算负荷： S30=P30/cos&=60/0.6=100KVA计算电流 ： I30=S30/1.7

11、32Un=100/1.732*0.38=152A所以总有功计算负荷为：P 3P303*60=180kw总无功计算负荷为：Q=3Q30 370.2=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=kdPe=0.6*300=180kw无功计算负荷： Q30=P30tan&=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=240/1.73

12、2*0.38=364.7A所以总有功计算负荷为：P 3P303180=540kw总无功计算负荷为：Q=3Q30 3158.4=475.2kvar2.2 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Kdcos&Tan&计算负荷P30Q30S30 I301铸造车间4000.350.71.02140142.82003042热处理车间4000.350.71.02140142.82003043锻压车间4000.30.61.17120140.42003044金工车间4000.30.61.17120140.42003045工具车间4000.30.61.17120140.4200304

13、6仓库2000.30.61.176070.21001527装配车间2000.30.61.176070.21001528机修车间2000.30.61.176070.21001529电镀车间3000.60.750.88180158.4240364.710锅炉房3000.60.750.88180158.4240364.711生活区3000.60.750.88180158.4240364.712总计380V侧35000.6713601392.62020取K=0.8K=0.8510881183.71607.72443.32.3 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&=P3

14、0 /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) =1088tan(arccos0.67） tan(arccos0.92)kvar =13601.1080-0.4260=10880.682=742 kvar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