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1、某机械厂一次设计摘 要电能是现代工业生产的主要能源和动力。机械厂供电系统的核心部分是变电所。变电所主接线设计是否合理，关系到整个电力系统的安全、灵活和经济运行。本设计在给定机械厂具体资料的基础上，依据变电所设计的一般原则和步骤，完成了变电所一次系统设计。本设计中采用并联电容器的方法来补偿无功功率，以减少供电系统的电能损耗和电压损失，同时提高了供电电压的质量。此机械厂变电所一次系统设计包括：负荷的计算及无功功率的补偿；变电所主变压器台数和容量、型式的确定；变电所主接线方案的选择；进出线的选择；短路计算和开关设备的选择；根据设计要求，绘制变电所一次系统图。关键词：电能；变电所；一次系统。目 录 1
2、 前言11.1 引言错误！未定义书签。1.2 设计原则12 负荷计算及电容补偿42.1 负荷计算的定义42.2 负荷计算42.2.1 负荷计算的方法42.2.2 负荷统计计算52.3 电容补偿73 负荷计算及电容补偿93.1 主变压器台数选择93.2 主变压器容量选择93.3 主接线方案确定103.3.1 变电所主接线方案的设计原则与要求103.3.2 变电所主接线方案的技术经济指标103.3.3 工厂变电所常见的主接线方案113.3.4 确定主接线方案113.4 无功功率补偿修定134 高低压开关设备选择154.1 短路电流的计算154.1.1 短路的定义154.1.2 短路计算的目的154
3、.1.3 短路计算的方法154.1.4 本设计采用标幺制法进行短路计算154.2 变电站一次设备的选择与校验214.2.1 一次设备选择与校验的条件214.2.2 按正常工作条件选择224.2.3 按短路条件校验224.2.4 10kV侧一次设备的选择校验234.2.5 380V侧一次设备的选择校验254.3 高低压母线的选择265 变电所进出线和低压电缆选择295.1 变电所进出线的选择范围295.2 变电所进出线方式的选择295.3 变电所进出导线和电缆形式的选择295.4 导线和电缆截面的选择计算305.5 高压进线和低压出线的选择305.5.1 10kV高压进线的选择校验305.5.2
4、 由高压母线至主变的引入电缆的选择校验315.5.3 380V低压出线的选择316 总结377 参考文献38附 录39致谢4133 第 30页1 前言1.1引言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；电能的输送和分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。在工程机械制造厂里，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。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
5、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。电能从区域变电站进入机械厂后，首先要解决的就是如何对电能进行控制、变换、分配和传输等问题。在机械厂，担负这一任务的是供电系统，供电系统的核心部分是变电所。一旦变电所出了事故而造成停电，则整个机械厂的生产过程都将停止进行，甚至还会引起一些严重的安全事故。机械厂变电所要很好地为生产服务，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)
6、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。1.2设计原则按照国家标准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、JGJ16-2008民用建筑电气设计规范等的规定，进行变电所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
7、备的安全，供电可靠，电能质量合格，技术先进和经济合理，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，以便适应设计工作的需要。1.3本设计所做的主要工作目前世界上机械生产能源和动力主要来源于电能。电网的正常运行是保证机械生产安全前提。根据
8、设计任务书的要求，结合实际情况和市场上现有的电力产品及其技术，本文主要做了以下工作：1、负荷计算 机械厂变电所的负荷计算，是根据所提供的负荷情况进行的，本文列出了负荷计算表，得出总负荷。2、一次系统图跟据负荷类别及对供电可靠性的要求进行负荷计算，绘制一次系统图，确定变电所高、低接线方式。对它的基本要求，即要安全可靠又要灵活经济，安装容易维修方便。3、电容补偿按负荷计算求出总降压变电所的功率因数，通过查表或计算求出达到供电部门要求数值所需补偿的无功率。由手册或产品样本选用所需无功功率补偿柜的规格和数量。4、变压器选择根据电源进线方向，综合考虑设置总降压变电所的有关因素，结合全厂计算负荷以及扩建和
9、备用的需要，确定变压器型号。5、短路电流计算工厂用电，通常为国家电网的末端负荷，其容量运行小于电网容量，皆可按无限大容量系统供电进行短路计算。求出各短路点的三相短路电流及相应有关参数。6、高、低压设备选择及校验参照短路电流计算数据和各回路计算负荷以及对应的额定值，选择高、低压配电设备，如隔离开关、断路器、母线、电缆、绝缘子、避雷器、互感器、开关柜等设备。并根据需要进行热稳定和力稳定检验，并列表表示。7、电缆的选择 为了保证供电系统安全、可靠、优质、经济地运行，进行电缆截面选择时必须满足发热条件：电缆(包括母线)在通过正常最大负荷电流即线路计算电流时产生的发热温度，不应超过其正常运行时的最高允许
10、温度。2负荷计算及电容补偿2.1负荷计算的方法负荷计算的方法有需要系数法、利用系数法及二项式等几种。由于本机械厂用电部门较多，用电设备台数较多，设计采用需要系数法予以确定。1单台组用电设备计算负荷的计算公式(1).有功计算负荷(单位为kW)： (2-1)式中 设备有功计算负荷(单位为kW)；用电设备组总的设备容量(不含备用设备容量，单位为kW)；用电设备组的需要系数。(2).无功计算负荷(单位为kvar) (2-2)式中 设备无功计算负荷(单位为kvar)；对应于用电设备组功率因数的正切值。(3).视在计算负荷(单位为kVA) (2-3)式中 视在计算负荷(单位为kVA)；用电设备组的功率因数
11、。(4).计算电流(单位为A) (2-4)式中 计算电流(单位为A)；用电设备组的视在功率(单位为kVA)；用电设备组的额定电压(单位为kV)。2多组用电设备计算负荷的计算公式(1).有功计算负荷(单位为kW) (2-5)式中 多组用电设备有功计算负荷(单位为kW)； 所有设备组有功计算负荷之和； 有功负荷同时系数，可取0.70.95。(2).无功计算负荷(单位为kvar) (2-6)式中 多组用电设备无功计算负荷(单位为kvar)；所有设备组无功计算负荷之和； 无功负荷同时系数，可取0.80.95。(3).视在计算负荷(单位为kVA) (2-7)(4).计算电流(单位为A) (2-8)(5)
12、.功率因数 (2-9)2.2负荷统计计算 根据提供的资料，列出负荷计算表。因设计的需要，计算了各负荷的有功功率、无功功率、视在功率、计算电流等。表中生活区的照明负荷中已经包括生活区各用户的家庭动力负荷。具体负荷的统计计算见表2-1。表2-1 某机械厂负荷计算表序号名称类别设备容量需要系数cos计算负荷1铸造车间动力3000.40.71.02120122.4照明100.80.90.4883.8小计310128126.2179.82732锻压车间动力2800.30.61.3384111.7照明100.70.90.4873.4小计29091115.1146.72233仓库动力300.40.850.62127.4照明50.80.90.4841.9小计12169.318.5284电镀车间动力2000.50.850.6210062照明80.80.90.486.43.1小计208106.465.1124.71895工具车间动力2500.30.651.177587.8照明100.90.90.4894.3小计2608492.1124.71896组装车间动力2000.40.71.028081.6照明260.80.90.4820.8
