工厂变配电所设计[1]28页

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1、辽宁工程技术学校（论文）摘要 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,做进一步研究。 工厂供电就是指工厂所需电能的供应和分配。我们知道,电能是现代工业生产的主要能源和动力，工业生产应用电能和实现电气化以后,能大大增加产量,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,改善工人的劳动条件,有利于实现生产过程自动化。但是,工厂的电能供应如果突然中断,则将对工业生产造成严重

2、的后果,甚至可能发生重大的设备损坏事故或人身伤亡事故；由此可见,搞好工厂供电工作对于工业生产的正常进行和实现工业现代化,具有十分重大的意义。工业企业生产所需电能，一般是由外部电力系统供给，经企业内各级变电所变电压后，分配到各用电设备。工业企业变电所是企业电力供应的纽约，所处地位十分重要，所以正确计算选择各级变电站的变压器容量及其他设备是实现安全可靠供电的前提。进行企业电力负荷计算的目的就是为正确选择企业各级变电站的变压器容量，各种电气设备的型号，规格以及供电网络所用导线型号等提供科学的依据。 0 前言 电是最基本的能源，不仅人民生活需要电，企业生产需要电，整个人类社会的进步更需要电；今天，我国

3、经济高速发展，我们整个生活、生产乃至社会将进入电气化的新时代，电能已成为工业、农业、交通运输、国防科技及人民生活等各方面不可缺少的能源；电力工业的发展水平，是一个国家经济发达程度的重要标志。电力工业必须优先于其它工业的发展而发展，其建设和发展的速度必须高于国民经济生产总值的增长速度，只有这样，国民经济各部门才能够快速而稳定地发展。 我国的电力工业已居世界前列，但与发达国家相比还是有一定的差距，我们人均电量水平还很低，电力工业分布也不均匀，还不能满足国民经济发展的需要。电力市场还未完善，管理水平、技术水平都有待提高。 为了使我国电力工业赶上世界电力技术的发展水平，丛21世纪一开始，我国就进一步加

4、强在电网安全、稳定、经济运行、电力系统的自动化调度与管理、电力通信、网络技术、继电保护等领域开展研究，尤其注意完善电力市场，研究电力市场的技术支持系统，促进我们的电力工业不断前进。1工厂供电总体分析 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

5、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、支援国家经济建设，也具有重大的作用。 根据车间的负荷性质、负荷大小和负荷的分部情况，解决对车间安全、可靠、经济的配电问题。在分析两种主接线的应用基础上，提出了采用低压联络线一台变压器的方案，解决了该车间负荷小但负荷可靠性要求高的问题；并根据近代工业中，起重机吨位日益增大，运行距离也愈来愈长，如何处理滑触线上的电压降不超过允许值问题，需在设计过程中妥善解决问题，该设计采用了一种新型的低

6、阻抗刚体滑触线，实现了低电压损耗、高强度的绝缘子支柱，提高了配电的可靠性能。1.1 企业电力负荷的分级1.1.1 电力负荷的概念 电力负荷又称电力负载。它有两种含义：一是指耗用电能的用电设备或用电单位，如说重要负荷、不重要负荷、动力负荷、照明负荷等。另一种是指用电设备或用电单位所耗用的电功率或电流大小，如说轻负荷（轻载）、重负荷（重载）、空负荷（空载）、满负荷（满载）等。电力负荷的具体含义视具体情况而定。1.1.2 电力负荷的分级电力负荷分级的意义，在于正确地反映电力负荷对供电可靠性要求的界限，以便恰当地选择适合我国实际水平的供电方式，满足我国四个现代化建设的需要，提高投资的效益。根据对供电可

7、靠性的要求及中断供电造成的损失或影响的程度分为三级：（1）一级负荷 中断供电将造成人身伤亡者。 中断供电将在政治、经济上造成重大损失者，例如重大设备损坏、重大产品报废、重要原料生产的大量报废、国民经济中重点企业的连续生产过程被打乱需要长时间才能恢复等。 中断供电将影响有重大政治、经济意义的用电单位的正常工作者，例如重要交通纽约、重要通信纽约、重要宾馆、大型体育场、经常用于国际活动的大量人员集中的公共场所等用电单位中的重要电力负荷。 在一级负荷中，当中断供电将发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷，以及特别重要场所不允许中断供电的负荷，应视为特别重要的负荷。（2）二级负荷 中断供电将在政治、经济上造成

8、较大损失者，例如主要设备损坏、大量产品报废、连续生产过程被打乱需要长时间才能恢复、重要企业大量减产等。 中断供电将影响重要用电单位的正常工作者，例如交通纽约、通信纽约等用电单位 中的重要电力负荷，以及中断供电将造成大型影剧院、大型商场等较多人员集中的重要公共场所次序混乱者。（3）三级负荷不属于一级和二级负荷者。1.1.3 各级电力负荷对供电电源的要求（1）一级负荷对供电电源的要求由于一级负荷属于重要负荷，如中断供电造成的后果十分严重，因此要求由两个电源供电，当其中一个电源发生故障时，另一个电源应不致同时受到损坏。一级负荷中特别重要的负荷，除上述两个电源外，还必须增设应急电源。为保证对特别重要负

9、荷的供电，严禁将其它负荷接入应急供电系统。常用的应急电源可使用下列几种电源：1）独立与正常电源的发电机。2）供电网络中独立于正常电源的专门馈电路线。3）蓄电池。4）干电池。（2）二级负荷对供电电源的要求二级负荷，要求由两回路供电，供电变压器也应有两台（这两台不一定在同一变电所）。在其中一回路或一台变压器发生常见故障时，二级负荷应不致中断供电，或中断后能迅速恢复供电。只有当负荷较小或者当地供电条件困难时，二次负荷可由一回路6kv及以上的专用架空线路供电。这是考虑架空线路发生故障时，较之电缆线路发生故障时易于发生且易于检查和修复。当采用电缆线路时，必须采用两根电缆并列供电，每根电缆应能承担全部二级

10、负荷。（3）三级负荷对供电电源的要求由于三级负荷为不重要的一般负荷，因此它对电源无特殊要求。1.2 用电设备组计算负荷的确定1.2.1 计算负荷的含义及其确定方法计算负荷：计算负荷是指通过负荷的统计计算确定的、用来按发热条件选择供电系统中的各元件（包括设备和线路）的一种负荷值。根据计算负荷选择的电气设备和导线电缆等，如以计算负荷持续运行时，其发热温度不会超过正常允许值。计算负荷是供电设计计算的基本依据。计算负荷确定得是否正确合理，直接影响到电器和导线电缆的选择是否经济合理。如计算负荷确定过大，将使电器和导线电缆选得过大，造成投资和有色金属的浪费；如计算负荷确定过小，将使电器和导线处于过负荷下运

11、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，正确计算负荷意义重大。计算负荷确定的方法：（1）需要系数法利用一个需要系数乘以设备容量即可求得设备的有功计算负荷的一种方法。该方法计算十分简便，它是最早提出的也是至今应用最为普遍的一种方法。但由于需要系数值是根据设备台数较多、容量差别不是很大的一般情况来确定的，未考虑设备容量相差悬殊时少数大容量设备对计算机负荷的影响，因此此法较适用于设备台数较多的车间及全厂范围的计算负荷的确定。 需要系数法的基本公式为： 有功计算负荷： （1）式中 ：称为需要系数； ：为该组内各设备额定功率之和，即=； ：为有功功率负荷；其中： ：设备

12、组的同时使用系数（即最大负荷时运行设备的容量与设备组总额定容量之比）；：设备组的平均加权负荷系数（表示设备组在最大负荷时输出功率与运行的设备容量的比值）；：设备组的平均加权效率；：配电线路的平均效率。 无功计算负荷： （2） tan：用电设备组的功率因数角的正切值； 视在计算负荷： （3） cos：用电设备组的平均功率因数； 计算电流： （4） U：用电设备组的额定电压； 注意：需要系数值是按设备较多的情况来确定的，对单台设备，=1；即 ；但对于电动机，它本身损耗较大，因此当只有一台时，。（2）二项式系数法这是前苏联一位电气工程师1973年首先提出来的，其确定用电设备组有功计算负荷的公式为二项

13、式。它考虑了设备组中容量最大的几台对整个设备组计算负荷的影响，弥补了需要系数法的不足。此法计算也十分简便，至今仍为我国不少设计单位和设计人员所采用。 有功计算负荷： （5） ：表示用电设备组的平均负荷。 ：表示用电设备组中的x台容量组大的设备投入运行时增加的附加负荷，其中为x台容量最大的设备之和； b、c：二项式系数，其数值随用电设备组的类别和台数而定； 无功计算负荷： （6） 视在计算负荷： （7） 计算电流： （3）利用系数法这是前苏联在20世纪中叶提出来的，它先根据利用系数求出各用电设备组在最大负荷时的平均负荷，然后求总的平均利用系数和用电设备的有效台数，并由此查出对应的最大系数，最后由各平均负荷之和乘以最大系数，从而求得总的有功计算负荷。利用系数法对于用电设备组无论台数多少和容量差别大小，计算结果都比较准确。但此法计算繁复，因此应用不甚普遍。（4）多组用电设备计算负荷的确定确定拥有多组用电设备的干线上或车间变电所低压母线上的计算负荷时，应考虑各组用电设备的最大负荷不同时出现的因数。因此在确定多组用电设备的计算负荷时，应结合具体情况对其有功负荷和无功负荷分别记入一个同时系数 、；对车间干线取： ；对低压母线取： 由用电设备组计算负荷直接相加来计算时取 ； 由车间干线计算负荷