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1、河南机电高等专科学校毕业设计/论文1第 1 章 绪论工厂供电，即指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂配电。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
2、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。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。
3、 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，将计算机应用到工厂配电控制系统中去。河南机电高等专科学校毕业设计/论文2第 2 章 负荷计算和无功补偿2.1 负荷分析根据负荷允许停电程度的不同，可以将负荷分为三个等级，即一级负荷、二级负荷、三
4、级负荷。等级不同，对电力系统供电可靠性与稳定性的要求也不同。如果停电，一级负荷将造成人身伤亡或引起对周围环境严重污染对工厂将造成经济上的巨大损失，如重要的大型的设备损坏，重要产品或用重要原料生产的产品大量报废，还可能引起社会秩序混乱或严重的政治影响。二级负荷会造成较大的经济损失，如生产的主要设备损坏、产品大量报废或减产；还可能引起社会秩序混乱或较严重的政治影响。三级负荷造成的损失不大或不会造成直接经济损失。由此可知，供电的稳定性直接影响经济的发展，负荷等级不同，对供电的要求也不相同：对于一级负荷，必须有二个独立电源供电，且任何一个电源失去后，能保证对全部一级负荷不间断供电。对特别重要的一级负荷
5、应该由二个独立电源点供电。对于二级负荷，一般要有两个独立电源供电，且任何一个电源失去后，能保证全部或大部分二级负荷供电。对于三级负荷，一般只需一个电源供电。该厂最大负荷利用小时为 5000h，日最大负荷持续时间为 24h。该厂所有负荷均是三级负荷。该厂电源可由临近的一座 66/10KV 变电站取得。为能确保对各车间可靠的供电，保证该厂各项工作的顺利进行，不得因中断供电或电能质量的问题给企业正常生产造成影响，需进行负荷计算。2.2 计算负荷的意义工厂进行电力设计的基本原始资料是工艺部门提供的用电设备安装容量，但是这种原始资料要变成电力设计所需要的假想负荷称为计算负荷，从而根据计算负荷按照允许发热
6、条件选择供电系统的导线截面，确定变压器容量，制订提高功率因数的措施，选择及整定保护设备以及校验供电电压的质量等，是一件复杂的事。电力装备设计部门对机械设备进行电气配套设计时，总有一定的裕度，即使电动机功率完全符合机械计算的配套要求，在工厂中使用的情况不同，也会影响到电力负荷的大小，如不同的生产阶段，不同的材料，不同的熟练程度，不同的时期，电气负荷都是有差别的，它的变化与很多的随机因素有关。但是这种电气计算负荷还必须认真地确定，因为它的准确程度直接影响整个工厂供电设计的质量。如计算过高，将增加供电设备的容量，浪费有色金属，增加投资。计算过低则可能使供电元件过热，加速其绝缘损坏，增大电能损耗，影河
7、南机电高等专科学校毕业设计/论文3响供电系统的正常运行。还会给工程扩建带来很大的困难。更有甚者，由于工厂企业是国家电力的主要用户，以不合理的工厂计算负荷为基础的国家电力系统的建设，将给国民经济带来很大的浪费和危害。例如：由于计算结果的偏大，我国不少工厂企业投产后的三五年内，在已经达到其正常产量的条件下，变压器的负荷率仍不足 50，这就意味着变压器安装容量被积压了 5060以外，还使有色金属消耗量增加 75100，浪费了大量开关设备和电缆、导线，积压了物资和资金，而且使电力系统的建设和运行质量受到影响，给国民经济带来很大损失。所以，进行负荷计算是为了最大限度的节约资源。2.3 负荷计算 2.3.
8、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。本设计采用需要系数法确定。主要计算公式有：1.单组计算公式有功功率： 30edPK无功功率: 30Qtg视在功率: 30cosS计算电流: 。max30NIPU式中： -用电设备组的总设备容量（不包括备用容量）e-用电设备组的需用系数dK-对应与用电设备组功率因数 的正切值tgcos-用电设备组的额定电压（单位为 KV）NU2.多组计算公式有功功率： 30PK无功功率： 30Q河南机电高等专科学校毕业设计/论文4视在功率： 303023(P+Q)s式中： -所有设备组有功功率计算负荷 P30 之和-所有设备组无功功率计算负
9、荷 Q30 之和Q=0.85-0.95-有功、无功负荷同时系数K2.3.2 各车间负荷情况表 2-1 工厂各车间 380V 负荷计算负荷设备容量 P30 Q30 S30序号 车间名称kwiKd coskw kvar Kva车间变电所代号变压器台数及容量kVA薄膜车间 1400 0.6 0.6 840 1120 1400原料库 30 0.25 0.5 7.5 13 15生活间 10 0.8 1 8 0 10成品库（一） 25 0.3 0.5 7.5 13 15成品库（二） 24 0.3 0.5 7.2 12.5 14.4包装材料库 20 0.3 0.5 6 10.3 121小计（K =0.95）
10、 0.6 832 1110.36 1388N0-1 11600单丝车间 1385 0.6 0.65 831 971.6 1279水泵房 20 0.65 0.8 13 9.75 16.252小计（K =0.95） 0.65 802 932.28 1230N0-2 11250注塑车间 189 0.4 0.6 75.6 100.8 94.5管材车间 880 0.35 0.6 308 410.67 513.33小计（K =0.95） 0.63 364 485.9 607.3N0-3 2315备料车间 138 0.6 0.5 82.8 143.4 286.8生活间 10 0.8 1 8 0 8浴室 5
11、0.8 1 4 0 4锻工车间 30 0.3 0.65 9 10.5 13.85原料车间 15 0.8 1 12 0 12仓库 15 0.3 0.5 4.5 7.79 9机修模具车间 100 0.25 0.65 25 29.2 38.46热处理车间 150 0.6 0.7 90 91.8 128.6铆焊车间 180 0.3 0.5 60 103.2 1204小计（K =0.87） 0.63 257 335.72 436.3N0-4 15005 锅炉房 200 0.7 0.75 140 123.47 200 N0-5 2200河南机电高等专科学校毕业设计/论文5实验室 125 0.25 0.5
12、31.3 54.1 62.5辅助材料库 110 0.2 0.5 22 38.1 44油泵房 15 0.65 0.6 9.75 13 16.25加油站 12 0.65 0.5 7.8 13.5 15.6办公楼、食堂、招待所 50 0.6 0.6 30 40 50小计（K =0.9） 0.62 217 253.95 333.9各变电所负荷计算NO.1 832.39 kW30PK1110.36 kvar30Q1387.7 kVA23030SPNO.2 801.8 kWK923.28 kvar30Q1223 kVA23030SPNO.3 364.33 kW K485.9 kvar30Q607 kVA2
13、3030SPNO.4 257 kWK335.7 kvar30Q423 kVA23030SPNO.5 216.7 kWK253.9 kvar30Q河南机电高等专科学校毕业设计/论文6333.8 kVA23030SPQ工厂总负荷3974.5 kVA30302.4 无功功率补偿由于本设计中上级要求 0.9,而由上面计算可知 均小于 0.9，因此需coscos要进行无功补偿。综合考虑在这里采用并联电容器分别进行高压补偿。并联电容器装置设计技术规程第 1.0.3 条规定：“电容器装置的总容量应根据电力系统无功规划设计，调相调压计算及技术经济比较确定，对 35110KV 变电站中的电容器的总容量，按无功功
14、率就地平衡的原则，可按主变压器的 10%30%考虑。 ”一般主变压器的容量的 15%，分在610KV 两段母线上安装，110KV 变电站可按照主变容量的 10%选择。 可选用 BWF10.5-50-1W 型的电容器，其额定电容为 1.44F。 各变电所需的无功补偿量（ 为各车间总功率因数） cosNO.1 707 kvar 取：750 kvar30tanrtanr0.9varcQPkNO.2 553 kvar 取：600 kvar30tcostcos.cNO.3 274 kvar 取：300 kvar30tanrtanr0.9varc kNO.4 203 kvar 取：250 kvar30tc
15、ostcos.cQPNO.5 170 kvar 取：200 kvar30tanrtanr0.9varc k其中电容器个数 n 为： 15 12 6175265305n5 4420n20因为每组补偿电容器为三个，所以所选个数为三的倍数。车间 4、5 所选补河南机电高等专科学校毕业设计/论文7偿电容器个数为 6、3 个，即补偿容量均为 300kvar、150kvar 。无功补偿后，变电所低压侧的计算负荷为：NO.1 907 kVA1223030CSPQ12283075NO.2 868 kVA122303012296NO.3 409 kVA1223030CS12234830NO.4 281 kVA1223030PQ122576NO.5 241 kVA1223030CS122350变压器的功率损耗：主要公式：2001NT NIUSQS0TSNP式中： -空载电流0I-阻抗电压NU-额定容量S-实际容量-空载损耗0P-短路损耗ST1 =86.9 kvar2001NT NIUSQ=17 kW0TSNPT2 =84 kvar2001T NIUSQ
