某塑料五金制品厂供配电系统电气部分初步的设计.docx

1、某塑料五金制品厂供配电系统电气部分初步的设计工厂供电课程设计任务书一、 设计题目某塑料五金制品厂供配电系统电气部分设计二、 设计目的及要求通过本课程设计：熟悉供配电系统初步设计必须遵循的原则、基本内容、设计程序、 设计规范等，锻炼工程设计、技术经济分析比较、工程计算、工具书使用等能力，并了解供 电配电系统前沿技术及先进设备。要求根据用户所能取得的电源及本厂用电负荷的实际情况，并适当考虑到工厂生产的 发展，按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求，选择配变电所主接线方案、高压配电线 路接线方式、高低压设备和进出线， 确定车间变电所主变压器的台数与容量、类型。最后按要求写出设计说明书，绘出设计图样。

2、三、设计依据1.工厂负荷情况工厂各车间负荷情况及车间变电所的容量见表 1表1 各车间和车间变电所负荷计算表（380 V）序号车间名称设备容量kWKdcos计算负荷车间变电所代号P30kWQ30kvarS30kVAI 30A1溥膜车间3000.750.6No.1原料库500.350.5生活间150.81.0成品库（一）150.350.5成品库（一）170.350.5材料库100.350.5小计(k 刀=0.95)2单丝车间1850.60.65No.2水泵房600.650.8小计(k 刀=0.98)3注塑车间1890.40.6No.3管材车间1600.350.6小计(k 刀=0.98)4备料车间1

3、380.60.5No.4生活间100.81.0浴室50.81.0锻工车间300.30.65原料间150.81.0仓库150.30.5机修车间970.250.65热处理车间1650.60.7铆焊车间1800.30.5小计(k 刀=0.87)5锅炉房1350.70.75No.5试验室750.250.5辅助材料室500.20.5油泵房150.650.6加油站120.650.5办公楼500.60.6小计（k 刀=0.9）2.供用电协议1） 从电力系统的某35/10kV的变电站用10kv架空线路向工厂馈电。变电站在厂 南 1.5km。2） 系统变电站馈电线的定时限过流保护装置的整定时间为 2s，要求工厂

4、总配电 所的保护整定时间不大于1.5s。3） 在工厂总配电所的10kv进线侧计量。工厂最大负荷时功率因数不得低于 0.93.4） 电力系统短路数据，如下表所示。电力系统10kv母线的短路数据系统运行方式10kv母线短路容量备注系统最大运行方式时200MVA电力系统可视为无限大容量系统最小运行方式时115MVA5）工厂负荷性质本厂属三级负荷。6）气象资料本厂所在地区的年最高气温为38C,年平均气温为23 C,年最低气温为-8C, 年最热月平均最高气温为33E，年最热月平均气温为26E，年最热月地下0.8m 处平均温度为25 C。众所周知，电能是现代 工业生产的主要能源和动力。电能既易于由其它形式

5、 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。负荷计算是设计的基础，它决定设备容量的选用，管网系统的规模以及工程总 造价等,这是技术人员熟知的事实。通过负荷的统计计算求出的、用来按发热条 件选择供电系统中各元件的负荷值，称为计算负荷(calculated load )。在交流电路中，由电源供给负载的电功率有两种；一种是有功功率 ，一种是无 功功率。无功功率比较抽象，它是用于电路内电场与磁场的交换，并用来在电气设 备中建立和维持磁场的电功率。短路电流

6、计算的目的是为了正确选择和校验电气设备，以及进行继电保护装 置的整定计算。对于工厂供电系统来说，由于将电力系统当作无限大容量电源， 而且短路电路也比较简单，因此一般只需采用阻抗串、并联的方法即可将电路化 简，求出其等效总阻抗。最后计算短路电流和短路容量。电气主接线主要是指在发电厂、变电所、电力系统中，为满足预定的功率传送 和运行等要求而设计的、表明高压电气设备之间相互连接关系的传送电能的电 路。电路中的高压电气设备包括发电机、变压器、母线、断路器、隔离刀闸、线 路等。它们的连接方式对供电可靠性、运行灵活性及经济合理性等起着决定性作 用。供电系统的电气设备主要有断路器、负荷开关、隔离开关、熔断器

7、、电抗器、 互感器、母线装置及成套配电设备等。电气设备选择的一般要求必须满足一次电 路正常条件下和短路故障条件下的工作要求， 同时设备应工作安全可靠，运行方便，投资经济合理。导线和电缆截面的选择与校验。对 10kV及以下的高压线路和低压动力线路， 通常先按发热条件来选择导线和电缆截面， 再校验其电压损失、机械强度、短路 热稳定等条件关键词负荷计算无功补偿短路电流计算电气主接线电气设备选择摘要1.前言 11.1工厂供电的意义和要求 11.2选题的背景和意义 12.负荷计算的意义及相关参数的计算 22.1负荷计算的意义 22.2参数的计算 22.3车间负荷计算结果 33.无功补偿的计算 44.变压

8、器的台数、容量和类型的选择 84.1车间变压器的选择原则 84.2选择车间变压器的台数、容量和类型 85.电气主接线 105.1电气主接线的意义及重要性 105.2电气主接线的设计 106.短路电流的计算 126.1产生短路电流的原因、危害及计算方法 126.2短路电流点的计算 127.高、低压电气一次设备的选择 167.1电气设备的选择对工厂企业的意义 167.2电气设备的选择及其校验理论 167.3主 要 设 备 的 选 择 校验 177.4电线电缆的选择与校验 199.小结 23参考文献 24附录 241刖言1.1工厂供电的意义和要求工厂供电，就是指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂配电

9、。众所周知，电能是现代工业生产的主要能源和动力。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

10、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。因此，做好工厂供电工作对于 发展工业生产，实现工业现代化，具有十分 重要的意义，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， 并做好节能工作，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。1.2选题的背

11、景和意义本课题应用供配电设计的基本原则和方法进行塑料五金厂供配电系统电气 部分设计。通过本课程设计，培养学生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，培养学生独立获取新知识、新技术和新信息 的能力，使学生初步掌握科学研究的基本方法和思路 ，学生能够理解“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。2负荷计算及无功功率补偿计算2.1负荷计算的意义负荷计算是设计的基础，它决定设备容量的选用，管网系统的规模以及工程 总造价等,这是技术人员熟知的事实。但是近几年来用估算的方法替代了负荷计 算,给制定方案、工程审核造成

12、一定的困难。通过负荷的统计计算求出的、用来按发热条件选择供电系统中各元件的负荷值，称为计算负荷（calculated load ）2.2参数的计算目前，对工矿企业的电力负荷计算主要采用三种方法： 单位容量法、需要系数法、用系数法。在本设计中采用的是需要系法来进行负荷计算。（一）一组用电设备的计算负荷主要计算公式有：有功计算负荷：Pc= Kd Pe(2-1)无功计算负荷：Qc= Pc tan :(2-2)视在计算负荷：Sc = Pc/ cos :(2-3)计算电流：Ic = Sc/ 3 Un(2-4)式中Kd为用电设备组的需要系数值；cos 为用电设备组的平均功率因数;tan为功率因数cos :

13、的正切值；U n为用电设备组的额定电压。（二）多组用电设备的计算负荷在确定低压干线上或低压母线上的计算负荷时，可结合具体情况对其有功和对于干线，可取KE P=0.85-0.95;K刀Q=0.90-0.97对于低压母线，由用电设备 计算负荷直接相加来计算时，可取 KE P=0.8-0.9, K E Q =0.85-0.95。由干线负 荷直接相加来计算时，可取 KE P=0.95, K E Q =0.97。其计算公式如下:R 二 K、p FC.i(2-5)由此确定五金厂各车间变电所总的电力负荷2.3车间负荷计算结果由该工厂车间负荷表可确定五金厂各车间变电所电力负荷计算表，分别如下表:表1 各车间和

14、车间变电所负荷计算表（380 V）序号车间名称设备容量kWKdcos计算负荷车间变电所代号P30kWQ30kvarS30kVAI 30A1溥膜车间3000.750.6225375No.1原料库500.350.517.535生活间150.81.01212成品库（一）150.350.55.2510.5成品库（一）170.350.55.95材料库100.350.53.5小计(k 刀=0.95)2单丝车间1850.60.65111No.2水泵房600.650.839小计(k 刀=0.98)3注塑车间1890.40.675.6No.3管材车间1600.350.656小计(k 刀=0.98)4备料车间13

15、80.60.581.6No.4生活间100.81.08浴室50.81.04锻工车间300.30.659原料间150.81.012仓库150.30.54.5机修车间970.250.6524,25热处理车间1650.60.799铆焊车间1800.30.554小计(k 刀=0.87)5锅炉房1350.70.7594.5No.5试验室750.250.518.75辅助材料室500.20.525油泵房150.650.69.75加油站120.650.57.8办公楼500.60.630小计(k 刀=0.9)表2-2 :各车间变电所负荷计算情况某塑料五金制品厂 N0.1车间变电所电力负荷计算表编号厂房名称Pe(

16、kW)KdcosatanaPc(kw)Qc(kvar)Sc(kV.A)Ic(A)1注塑车间1890.40.61.3375.6100.55125.8191.192备料车间1380.60.51.7382.8143.24165.45251.443锻工车间200.40.80.75861015.24模具车间:1000.250.651.172529.2538.4858.485热处理间:1500.60.71.029091.8128.56195.386铆焊车间1800.30.51.735493.42107.9163.987生活间:200.8101601624.328仓库150.30.51.734.57.799

17、13.68总计/355.9472.05/913.67KE P=0.95;KE Q=0.970.59/338.11458.52569.70864.79某塑料五金制品厂 N0.2车间变电所电力负荷计算表厂房名称Pe(kW)KdcosatanaPc(kw)Qc(kvar)Sc(kV.A)Ic(A)9挤出车间4500.50.61.33225300375569.810原料库3500.30.651.17105122.85161.61245.6111包装库200.30.51.73610.3811.9918.2212成品库500.30.51.731525.9529.9745.5513生活间100.810808

18、12.1614水泵房200.650.80.75139.7516.2524.7总计417468.83916.04KE P=0.95;KE Q=0.970.61353.4454.8575.96883.95某塑料五金制品厂 N0.3车间变电所电力负荷计算表厂房名称Pe(kW)KdcosaTanaPc(kw)Qc(kvar)Sc(kV.A)Ic(A)15装配车间4100.20.750.888272.16109.2316616加工车间2300.20.61.334661.1876.54116.3217锅炉房2000.70.750.88140123.2186.7283.718试验室1250.250.51.7

19、331.2554.0662.4494.919材料库1100.20.51.732238.0643.9666.820油泵房:150.650.80.759.757.3112.0418.321加油站100.650.80.756.54.888.1312.3622办公食堂150.60.61.33911.9715.7523.94总计346.5372.82782.3KE P=0.95;0.67329.18362.37489.56742.983无功补偿的计算在交流电路中，由电源供给负载的电功率有两种；一种是有功功率，一种是无 功功率。无功功率比较抽象，它是用于电路内电场与磁场的交换，并用来在电气设 备中建立和维

20、持磁场的电功率。它不对外作功 ，而是转变为其他形式的能量。由于它不对外做功，才被称之为“无功”。无功功率的符号用Q表示，单位为乏(Var) 或千乏(kVar) 0从发电机和高压输电线供给的无功功率，远远满足不了负荷的需 要,所以在电网中要设置一些无功补偿装置来补充无功功率 ，以保证用户对无功功率的需要，这样用电设备才能在额定电压下工作。这就是电网需要装设无功补 偿装置的道理。根据电容器在工厂供电系统中的装设位置，有高压集中补偿，低压成组补 偿和低压补偿三种方式。由于本设计中上级要求工厂最大负荷时的功率因数不得低于 0.93,而由上面计算可知COS =0.6_O =1067.95kV.ACos

21、= FC/ Sc = 0.92lc=Sc/ . 3UN = 64.70A0.92,整个工厂的由表和计算可得各变电所折算到高压侧的功率因数均大于 功率因数为0.92即功率补偿的电容选择合理，符合本设计的要求按两部电价制交纳电费，基本电价20元/千伏安/月,电度电价0.5元/度，该工厂采取补偿可节约能量为 S1+A S2+A S3= (630-500 )X 3kV.A=390 kV.A 采取无功补偿后该工厂每月可节约 20 X 390=7800元我国供电营业规则规定：容量在 100kVA及以上高压供电用户，最大负荷 使得功率因数不得低于0.9，如果达不到要求，则必须进行无功补偿。因此，在 设计时，可用此功率因数来确定需要采用无功补偿得