水泥厂供配电系统设计及继电保护设计2月4日.doc

1、摘 要电能是工业生产的主要能源和动力，做好工厂供电设计对于发展工业生产、实现工业现代化，具有十分重要的意义。工厂供电系统首先要能满足工厂生产和生活用电的需求，其次要确保安全，供电可靠，技术先进和经济合理，并能做好节能。本设计根据某水泥厂所能取得的供电电源和该厂用电的实际负荷，并适当的考虑生产的发展，按工厂供电的基本要求，对各个车间进行了负荷的计算和无功功率的补偿；确定出了各个变电所的位置及各个变电所变压器的台数、容量和型式；计算的短路电流；选择了各线路的导线截面和变电所高低压设备；配置了继电保护装置；绘出了设计图样，完成了水泥厂供配电系统的设计。关键词：计算负荷，无功补偿，变压器，短路电流AB

2、STRACTElectric energy is the main energy and power for the production of industry.KEY WORD: calculaed load, reactive power compensation, transformer, shortcircuit current目 录第一章 绪论11.1 工厂供配电系统设计的意义11.2 工厂供电设计的一般原则11.3 该设计的具体内容21.3.1 该设计的主要目的21.3.2 设计的主要内容2第二章 水泥厂供配电的具体参数及概况32.1 该水泥厂的供电具体参数32.1.1 水泥厂总

3、平面图32.1.2 工厂负荷情况32.1.3 供电电源情况32.1.4 供电局要求的功率因数32.1.5 电源短路容量32.1.6 电费制度42.1.7 气象资料42.1.8 地质水文42.2 目前工厂供电的概况4第三章 负荷计算53.1 负荷计算的意义53.2 水泥厂各个车间负荷计算53.2.1 生料车间计算53.2.2 煤磨车间计算63.2.3 烧成车间计算73.2.4 水泥车间计算83.2.5 生活区计算93.2.6 锅炉房计算93.2.7 水泥厂总负荷统计9第四章 电气主接线的选择124.1 各车间变电所的设计及无功功率补偿124.1.1 变配电所选择的一般原则124.1.2 各个车间

4、变电所的位置及全厂供电平面草图124.1.3 各车间变压器台数、容量选择及无功功率补偿174.2 工厂变电所的电气设计274.2.1 电气主接线的意义和重要性274.2.2 工厂变电所主接线的设计说明284.2.3 工厂变电所的主接线选择284.3 供电线路的导线选择294.3.1 工厂常用架空线路裸导线型号及选择294.3.2 供电10KV线路的导线选择29第五章 短路电流计算31第六章 设备选型32第七章 继电保护的设计和整定33第八章 总结与展望34致谢35附录3645第一章 绪论1.1 工厂供配电系统设计的意义众所周知，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

5、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，而且现代社会的信息技术和其它高新技术无一不是建立在电能应用的基础之上的。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）。例如在机械工业生产中，电费开支仅占成本的5%左右。从投资来看，一般机械工厂在供电设备上的投资业仅占5%左右。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

6、，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。例如某些对供电可靠性要求很高的工厂，即使是极短时间内的停电，也会引起重大设备的损坏，或者引起大量的产品报废，甚至可能发生重大的人身事故，给国家和人民带来极大地经济损失。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

7、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

8、计算机应用到工厂配电控制系统中去。1.2 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

9、，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，以便适应设计工作的需要1.3 该设计的具体内容1.3.1 该设计的主要目的本课题应用供配电设计的基本原则和方法进行水泥厂供配电系统的设计。通过本课题的设计,能培养我们综合运用所学的理论知识、基本技能和专业知识分析和解决实际问题的能力,培养我们独立获取新知识、新技术和新信息的能力,使我们初步掌握科学研究的基本方

10、法和思路,能够理解“安全、可靠、优质、经济”的设计要求,掌握工厂供电系统设计计算和运行维护所必须的基本理论和基本技能。1.3.2 设计的主要内容负荷的计算电气主接线的选择短路电路的计算线路及设备的选型继电保护的设计和整定第二章 水泥厂供配电的具体参数及概况2.1 该水泥厂的供电具体参数2.1.1 水泥厂总平面图工厂总平面图如图1所示图表 1 工厂总平面示意图2.1.2 工厂负荷情况该厂多数车间为3班制，年最大负荷利用小时为6400小时，该厂水泥库为二级负荷；生活区为三级负荷，其余都为一级负荷。由于破碎机和磨机为大电机所以供电电压为6KV，其余车间动力设备均为三相，额定电压为380V,照明及生活

11、区的家用电器均为单相电压，额定电压为220V。本厂的负荷统计资料为表1所示。2.1.3 供电电源情况按照工厂与当地供电部门签订的供电协议规定，水泥厂的供电可由厂外距离厂10公里处的变电所110/38.5/11KV,50MVA的变压器供电，供电电压可以任选。另外，可从距离水泥厂2公里的邻近的工厂引进10KV线路作为备用电源，但容量只能满足本厂重要负荷的30%，平时不投入，只有在本厂主要设备及电源故障或者检修时才投入运行。2.1.4 供电局要求的功率因数当35KV供电时，要求工厂变电所高压侧；当10KV供电时，要求工厂变电所高压侧。2.1.5 电源短路容量35KV母线的出线断路器容量为1500MV

12、A；10KV母线的出线断路器的容量为350MVA。2.1.6 电费制度按两部制电费计算：变压器安装容量每1KVA为15元/月，动力电费为0.3元/KWh，照明电费为0.55元/KWh。2.1.7 气象资料水泥厂地区最高气温为,最热月的平均最高气温为，最热月地下0.8m处的平均温度为，年主导风为西北风，年暴雨数位23.2天。2.1.8 地质水文海拔高度为1113.1地层以黏土为主，地下水位为2m。表格 1工厂负荷统计表车间序号车间设备名称设备容量KW需要系数Kd功率因数1生料车间生料破碎20000.70.8生料配料750.650.65生料磨28000.80.92煤磨车间煤磨4500.70.893

13、烧成车间生料入窑300.60.7预热器750.650.75回转窑750.750.75冷却机450.60.7熟料库100.80.74水泥车间水泥配料300.70.8水泥磨28000.80.9水泥库200.70.85生活区4000.81.06锅炉房350.80.82.2 目前工厂供电的概况第三章 负荷计算3.1 负荷计算的意义计算负荷是供电设计计算的基本依据。计算负荷确定的是否正确、合理，直接影响设备选择的是否合理、经济。如计算负荷确定的过大，造成投资和有色金属的浪费；如计算的过小，又将使电气设备和电缆处于负荷运行，增加电能损耗，产生过热，导致绝缘老化甚至烧毁，同样造成损失。由此可见，正确的确定计

14、算负荷意义重大。但由于各类的负荷情况复杂，影响计算负荷的因素很多，各类负荷变化有一定的规律，它与设备的性能、生产的组织、生产者的技能及能源供应的状况等多种因素有关。因此，负荷的计算只能力求接近实际。目前普遍采用的确定用电设备计算负荷的方法有需要系数法和二项式法。需要系数法是各国普遍采用的确定计算负荷的基本方法，简单方便，较适用于用电设备台数较多、各台容量设备相差不大的情况。二项式法局限性较大，应用于确定设备台数较少而容量差别悬殊的情况。因此，该设计选用需要系数法进行负荷的计算。3.2 水泥厂各个车间负荷计算3.2.1 生料车间计算1. 单台设备负荷计算( 1 ) 生料破碎机：,，( 2 ) 生料配料机：,，( 3 ) 生料磨机：,，2. 生料车间总计算负荷统计大电机设备组计算负荷直接相加计算负荷时，取同时系数，有3.2.2 煤磨车间计算,，3.2.3 烧成车间计算1. 单台设备负荷计算( 1 ) 生料入窑电机：,，( 2 ) 预热器：,，( 3 ) 回转窑：,，( 4 ) 冷却机：,，( 5 ) 熟料库：,，2. 烧成车间总负荷计算用电设备组计算负荷直接相加计算负荷时，取同时系数，有