1、1工厂供配电设计指导书黄石职业技术学院机电工程系2目录1. 负荷计算和无功功率2变电所的位置和型式的选择3. 变电所主变压器台数和容量及主接线方案的选择4. 短路电流计算5. 变电所一次设备的选择与校验6. 变电所高低压线路的选择7变电所二次回路方案选择及继电保护整定8防雷和接地装置的确定附录参考文献3设 计 任 务 书1.背景材料众所周知，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
2、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。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
3、、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。 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，适应发展。2.设计依据1） 、 设计总平面布置图2） 、 全厂各车间
4、负荷计算表如下：4表 1 xx 厂负荷统计资料厂房编号 用电单位名称负荷性质设备容量/kw需要系数 功率因数动力 360 0.20.3 0.600.651 金工车间照明 10 0.70.9 1.0动力 360 0.20.3 0.600.652 工具车间照明 10 0.70.9 1.0动力 310 0.40.6 0.700.803 电镀车间照明 10 0.70.9 1.0动力 260 0.40.6 0.700.804 热处理车间照明 10 0.70.9 1.0动力 260 0.30.4 0.650.755 装配车间照明 10 0.70.9 1.0动力 180 0.20.3 0.600.706 机
5、修车间照明 5 0.70.9 1.0动力 180 0.40.6 0.600.707 锅炉房照明 2 0.70.9 1.0动力 130 0.20.3 0.600.708 仓库照明 2 0.70.9 1.0动力 360 0.30.4 0.650.709 铸造车间照明 10 0.70.9 1.0动力 360 0.20.3 0.600.6510 锻压车间照明 10 0.70.9 1.0宿舍住宅区 照明 460 0.60.8 1.03） 、工厂负荷情况：本厂多数车间为两班制，年最大负荷利用小时为4800h，日最大负荷持续时间 8h。该厂除铸造车间、电镀车间和锅炉房属二级负荷外，其余均属三级负荷。低压动力
6、设备均为三相，额定电压为 380V。照明及家用电器均为单相，额定电压为 220V。本厂的负荷统计资料如表 1 所示。4） 、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，本厂可由附近一条 10Kv 的公用电源线取得工作电源。该干线的走向参看工厂总平面图。该干线的导线牌号为 LGJ-185,导线为等边三角形排列，线距为 1.2m；电力系统馈电变电站距本厂 6km,该干线首端所装高压断路器的断流容量为500MV.A，此断路器配备有定时限过电流保护和电流速断保护，其定时限过电流保护整定的动作时间为 1.5S。为满足工厂二级负荷的要求，可采用高压或低压联络线由邻近的单位取得备用电源。5）
7、、气象资料：本厂所在地区的年最高气温为 40，年平均气温为 205年，年最低气温为-22.7，年最热月平均最高气温为 31.5，年最热月平均气温为 26.3，年最热月地下 0.8 米处平均温度 28.7。年主导风向为东风，年雷暴日数 31.3。6） 、地质水文资料：本厂所在地区平均海拔 130m，地层以沙粘土为主，地下水位为 3m.7） 、电费制度：本厂与当地供电部门达成协议，在工厂变电所高压侧计量电能，设专用计量柜，按两部电费制交纳电费。一部分为基本电费，按所装用的主变压器容量来计费。另一部分为电度电费，按每月时机耗用的电能计费。工厂最大负荷时的高压侧功率因数不低于 0.9。6设计内容一负荷
8、计算和无功功率计算及补偿负荷计算 ： 负荷计算的方法有需要系数法、二项式等几种，本设计采用需要系数法确定。主要计算公式有： 有功功率： edPK30无功功率: tan30PQ视在功率: cosS计算电流: NUI303注:由车间干线计算负荷直接相加来计算时，取， 95.pK97.03.qK总的有功计算负荷为 ： ipP.0总的无功计算负荷为： iqQ.303总的视在计算负荷为： 20S总的计算电流为 ： NUI3arcostnt根据要求及负荷计算公式，分别计算各车间的 , , , ，然后列出表格。30PQ30SI所有厂房总的计算负荷：取 97.0,5.qpK通过以上计算得到以下得负荷汇总表 2
9、：计算负荷序号 车间名称 容量KWP30KWQ30varKS30KV AI30KA7动力3601 金工车间照明10动力360 2 工具车间照明10动力3103 电镀车间照明10动力2604 热处理车间照明10动力260 5 装配车间照明10动力180 6 机修车间照明5动力180 7 锅炉房照明2动力130 8 仓库照明2动力360 9 铸造车间照明1010 锻压车间 动力3608照明1011 宿舍住宅区照明46012 总结 取 97.0,5qpK表 3：车间总体负荷的计算车间名称 P30 Q30 S30 I30金工车间工具车间电镀车间热处理车间装配车间机修车间锅炉房仓库铸造车间锻压车间宿舍住
10、宅区无功功率的补偿及变压器的选择电力变压器得功率损耗：有功损耗： 无功损耗：3015.SPT 306.SQT注意： 以上二式中 S30 为变压器二次侧的视在计算负荷。并联电容器得容量： )tan(30QC并联电容器的个数： cqn1. 变压器的选择2. 无功补偿计算按规定，变压器高压侧的 ，考虑到变压器本身得无功功率损耗远大9.0cos于其有功功率损耗，因此在变压器低压侧进行无功功率补偿时，低压侧补偿后的功率因数应略高与 0.90，取 。2.9要使低压侧功率因数又 xxx 提高到 0.92，需装设的并联电容器得容量 3. 补偿后的变压器容量及功率因数4. 变压器的校验二变电所位置和型式的选择（
11、一）. 根据变配电所位置选择一般原则：1 尽 量 靠 近 负 荷 中 心 ；2 进 出 线 方 便 ；3 靠 近 电 源 侧 ；4 设 备 运 输 方 便 ；5 不 应 设 在 有 剧 烈 震 动 或 高 温 的 场 所 ；6 不 宜 设 在 多 尘 或 有 腐 蚀 性 气 体 的 场 所 ；7 不 宜 设 在 厕 所 、 浴 室 或 其 他 经 常 积 水 场 所 的 正 下 方 ， 且 不 宜 与上 述 场 所 相 贴 邻 ；8 不 应 设 在 有 爆 炸 危 险 环 境 的 正 上 方 或 正 下 方 ， 且 不 宜 设 在 有 火灾 危 险 环 境 的 正 上 方 或 正 下 方 ；9
12、 不 应 设 在 地 势 较 洼 和 可 能 积 水 的 场 所 。（二） 变电所的型式为：采用独立变电所。（三）. 有原始材料知，该厂除铸造车间，电镀车间，锅炉房属二级负荷外，其余均属三级负荷，综合考虑变配电所位置的选择原则，该厂采用一个高压配电所，变电所方案如下:10三变电所主变压器台数和容量及主接线方案的选择变电所主变压器台数和容量的选择（一）变压器的选择1. 变压器台数应根据负荷特点和经济运行进行选择。当符合下列条件之一时，宜装设两台及以上变压器：（1） 、有大量一级或二级负荷；（2） 、季节性负荷变化较大；（3） 、集中负荷较大。2. 装有两台及以上变压器的变电所，当其中任一台变压器
13、断开时，其余变压器的容量应满足一级负荷及二级负荷的用电。3. 变电所中单台变压器（低压为 0.4kV）的容量不宜大于 1250kVA。当用电设备容量较大、负荷集中且运行合理时，可选用较大容量的变压器。4. 在一般情况下，动力和照明宜共用变压器。当属下列情况之一时，可设专用变压器：（1） 、当照明负荷较大或动力和照明采用共用变压器严重影响照明质量及灯泡寿命时，可设照明专用变压器；（2） 、单台单相负荷较大时，宜设单相变压器；（3） 、冲击性负荷较大，严重影响电能质量时，可设冲击负荷专用变压器。（4） 、在电源系统不接地或经阻抗接地，电气装置外露导电体就地接地系统（IT 系统）的低压电网中，照明负
14、荷应设专用变压器。5. 多层或高层主体建筑内变电所，宜选用不燃或难燃型变压器。6. 在多尘或有腐蚀性气体严重影响变压器安全运行的场所，应选用防尘型或防腐型变压器。11（二）.变电所的容量 1. 方案：2 进行功率补偿：3. 补偿后的变压器容量及功率因数补偿后的低压侧的视在计算负荷为4. 变压器的校验变压器的功率损耗为： 变压器高压侧得计算负荷为：补偿后的功率因数为：12四短路电流的计算1. 因断路器的断流容量为 500MVA，查工厂供电附录表 8，选用型号为SN10-10 。380V1OKS9-/架 空 线 路 L=6MG2.确 定 基 准 值 ： 3.短 路 电 路 中 各 主 要 元 件
15、的 电 抗 标 幺 值13五变电所一次设备的选择与校验1. 10KV 侧一次设备的选择校验（表 6）表 6 10kv 侧一次设备的选择校验选择校验项目 电压 电流 断流能力动稳定度热稳定度其他参数 NU30I)3(kI)3(shitI2)3(装置地点条件数据 10KV额定参数 UN10KV10KV10KV10/0.1KV/ KV310.一次设备型号规格10KV 二次负荷2、 380 侧一次设备的选择校验（表 7）表 7 380 侧一次设备的选择校验选择校验项目 电压 电流 断流能力动稳定度热稳定度其他参数 UN I30 )3(kI)3(shitI2)3(装置地点条件数据 380KV额定参数 U
16、N IOCImaxitI2一次设备型号规格380V14380V500V500V表 6，表 7 所选设备均满足要求.3. 高低压母线的选择 六变电所高低压线路的选择1.10KV 高 压 进 线 和 引 入 电 缆 的 选 择1)按发热条件选择2)校验机械强度。2. 380V 低压出线选择1)按发热条件选择2)校验电压损耗。3)短路热稳定度校验。15七 变 电 所 二 次 回 路 方 案 选 择 及 继 电 保 护 的 整 定（一）变电所二次回路的选择a)高压断路器的操作机构控制与信号回路b)变电所的电能计量回路c)变电所的测量和绝缘监察回路（二）变电所几点保护装置 1主变压器的继电保护装置2保护
17、动作电流整定 maxLirewlopIKI3过电流保护动作时间的整定4过电流保护灵敏度系数的检验 1inopkpIS5. 装设电流速断保护6. 作为备用电源的高压联络线的继电保护装置7. 装设电流速断保护8. 变电所低压侧的保护装置16八 降压变电所防雷与接地装置的设计1. 直接防雷保护2 雷电侵入波的防护附 录 参 考 文 献 :工厂供电 机械工业出版社 刘介才编著中小型变压器实用设计手册 中国水利水电出版社 雷振山等编著电气工程电气设计 200 例 中国电力出版社 卓乐友 编著供电技术 煤炭工业出版社 邹有明等编著变配电所及其安全运行 机械工业出版社 谈笑君等编著10KV 及以下供配电设计于安装手册 煤炭工业出版社 王子午等编著17常用供配电设备选型手册 煤炭工业出版社 王子午等编著电力系统继电保护原理 中国水利水电出版社 孙过凯等编著
