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1、中北大学信息商务学院电力系统课程设计说明书第 1 页 共 35 页按照国家标准 GB50052-95 供配电系统设计规范、GB50053-94 10kv 及以下设计规范、GB50054-95 低压配电设计规范等的规定，进行工厂供电设计必须遵循以下原则：（1） 遵守规程、执行政策；（2） 安全可靠、先进合理；（3） 近期为主、考虑发展；（4） 全局出发、统筹兼顾。1.21.2 工厂供电设计的基本内容工厂供电设计的基本内容工厂供电设计主要内容包括工厂变配电所设计、工厂高压配电线路设计、车间低压配电线路设计及电气照明设计等。其基本内容如下：（1）负荷计算全厂总降压变电所的负荷计算，是在车间负荷计算的
2、基础上进行的。考虑车间变电所变压器的功率损耗，从而求出全厂总降压变电所高压侧计算负荷及总功率因数。列出负荷计算表、表达计算成果。（2）工厂总降压变电所的位置和主变压器的台数及容量选择参考电源进线方向，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备用的需要，确定变压器的台数和容量。（3）工厂总降压变电所主结线设计根据变电所配电回路数，负荷要求的可靠性级别和计算负荷数综合主变压器台数，确定变电所高、低接线方式。对它的基本要求，即要安全可靠有要灵活经济，安装容易维修方便。（4）厂区高压配电系统设计根据厂内负荷情况，从技术和经济合理性确定厂区配电电压。参考负荷布局及总降压变电所位置，
3、比较几种可行的高压配电网布置放案，计算出导线截面及电压损失，由不同放案的可靠性，电压损失，基建投资，年运行费用，有色金属消耗量等综合技术经济条件列表比值，择优选用。按选定配电系统作线路结构与敷设方式设计。用厂区高压线路平面布置图，敷设要求和架空线路杆位明细表以及工程预算书表达设计成果。中北大学信息商务学院电力系统课程设计说明书第 2 页 共 35 页（5）工厂供、配电系统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，皆可按无限容量系统供电进行短路计算。由系统不同运行方式下的短 路参数，求出不同运行方式下各点的三相及两相短路电流。（6）改善功率因数装置设计按负荷计算求出
4、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。由手册或厂品样本选用所需移相电容器的规格和数量，并选用合适的电容器柜或放电装置。如工厂有大型同步电动机还可以采用控制电机励磁电流方式提供无功功率，改善功率因数。（7）变电所高、低压侧设备选择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，选择变电所高、低压侧电器设备，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。用总降压变电所主结线图，设备材料表和投资概算表达设计成果。（8）继电保护及二次结线设计为了监视，控制和保证安全可靠运行，变压器、高压配电线路移
5、相电容器、高压电动机、母线分段断路器及联络线断路器，皆需要设置相应的控制、信号、检测和继电器保护装置。并对保护装置做出整定计算和检验其灵敏系数。设计包括继电器保护装置、监视及测量仪表，控制和信号装置，操作电源和控制电缆组成的变电所二次结线系统，用二次回路原理接线图或二次回路展开图以及元件材料表达设计成果。（9）变电所防雷装置设计参考本地区气象地质材料，设计防雷装置。进行防直击的避雷针保护范围计算，避免产生反击现象的空间距离计算，按避雷器的基本参数选择防雷电冲击波的避雷器的规格型号，并确定其接线部位。进行避雷灭弧电压，频放电电压和最大允许安装距离检验以及冲击接地电阻计算。中北大学信息商务学院电力
6、系统课程设计说明书第 3 页 共 35 页2.2. 负荷计算和无功功率补偿负荷计算和无功功率补偿2.12.1 负荷计算负荷计算 表 2.1 机械厂负荷计算表计 算 负 荷编 号名称类别设备 容量eP kW需要 系数dKcostan30PkW30varQk30SkVA30IA动力2500.350.681.0887.594.3128.7195.5 照明50.74103.703.716.81铸造 车间 小计255 91.294.3131.2199.3 动力2900.240.621.2769.688.1112.3170.6 照明80.8106.406.429.12锻压 车间 小计298 7688.11
7、16.4176.9 动力3100.250.641.277.593121.1184 照明70.73105.105.123.23金工 车间 小计317 82.693124.4189 动力3400.290.651.1798.6115.3151.7230.5 照明70.711050522.64工具 车间 小计347 103.6115.3155235.5 动力1900.470.720.9689.386.1124188.4 照明70.8510606275电镀 车间 小计197 95.386.1128.4195.1 动力1300.470.780.861.14978.3119 照明60.81104.904.9
8、22.16热处 理车 间小计136 664982.2124.9 动力1400.340.681.0847.651.370106.4 照明80.72105.805.826.27装配 车间 小计148 53.451.374112.4 动力1300.240.631.2331.238.549.575.2 照明50.7910404188机修 车间 小计135 35.238.552.279.3 动力750.720.750.885447.672109.4 照明20.77101.501.579锅炉 房 小计77 55.547.673.1111 动力250.370.830.679.36.211.116.9 照明1
9、0.82100.800.83.710仓库小计26 10.16.211.918.1 11生活 区照明3400.790.970.23268.667.3276.9420.7动力1880 总计 （380V 侧）照明352937.5736.71192.61811.9中北大学信息商务学院电力系统课程设计说明书第 4 页 共 35 页计入=0.9pK=0.95qK0.76843.8699.510961665.22.22.2 无功功率补偿无功功率补偿 由表 2.1 可知，该厂 380V 侧最大负荷是的功率因数只有 0.76.而供电部门要求该厂 10KV 进线侧最大负荷是功率因数不应该低于 0.91。考虑到主变
10、压器的无功损耗远大于有功损耗，因此 380V 侧最大负荷是功率因素应稍大于 0.91，暂取 0.92来计算 380V 侧所需无功功率补偿容量：1230(tantan)843.8tan(arccos0.76)tan(arccos0.92)362.2CQPkarkar故选 PGJ1 型低压自动补偿屏，并联电容器为 BW0.4-14-3 型，采用其方案1（主屏）1 台与方案 3（辅屏）4 台相组合，总共容量。84kvar 5=420kvar因此无功补偿后工厂 380V 侧和 10KV 侧的负荷计算如表 2.2 所示。表 2.2 无功补偿后工厂的计算的负荷计算负荷 项 目cos30PkW30varQk
11、30SkVA30IA380V 侧补偿前负荷0.76843.8699.510961665.2380V 侧无功补偿容量-420380V 侧补偿后负荷0.936843.8279.5888.91350.5主变压器功率损耗13.353.310kV 侧负荷总计0.92857.1332.8919.453.3中北大学信息商务学院电力系统课程设计说明书第 5 页 共 35 页3 3 变电所位置和型式的选择变电所位置和型式的选择变电所的位置应尽量接近工厂的负荷中心.工厂的负荷中心按负荷功率矩法来确定.即在工厂平面图的下边和左侧,任作一直角坐标的 X 轴和 Y 轴,测出各车间和宿舍区负荷点的坐标位置,例如 P1(x
12、1,y1) 、P2(x2,y2) 、P3(x3,y3)等.而工厂的负荷中心设在 P(x,y),P 为 P1+P2+P3+=Pi.(3.1) iii321332211 P)xP( PPPxPxPxPx(3.2) iii321332211 P)yP( PPPyPyPyPy图 3.1 机械厂总平面图按比例 K 在工厂平面图中测出各车间和宿舍区负荷点的坐标位置表 3.1 所示。表 3.1 各车间和宿舍区负荷点的坐标位置坐标轴12345678910生活区X()2.32.32.34.74.74.74.79.28.427.210.45Y()5.53.82.17.235.53.82.155.14.12.57.
13、8中北大学信息商务学院电力系统课程设计说明书第 6 页 共 35 页由计算结果可知，x=6.82， y=5.47 工厂的负荷中心在 5 号厂房的东面（参考图 3.1）。考虑的方便进出线及周围环境情况，决定在 5 号厂房的东侧紧靠厂房修建工厂变电所，其型式为附设式。4 4 变电所主变压器的选择和主结线方案的选择变电所主变压器的选择和主结线方案的选择4.14.1 变电所主变压器的选择变电所主变压器的选择 根据工厂的负荷性质和电源情况，工厂变电所的主变压器考虑有下列两种可供选择的方案：（1）装设一台主变压器型式采用 S9 型，而容量根据式，选.30N TSS，即选一台 S9-1000/10 型低损耗
14、配电变压器。至于,301000N TSkVAS919.4kVA工厂二级负荷所需的备用电源，考虑由与邻近单位相联的高压联络线来承担。（2）装设两台主变压器型号亦采用 S9，而每台变压器容量按式和iiip yyp 式选择，即 .30 1 2N TSS,(0.6 0.7) 919.4(551.64 643.6)N TSkVAkVA且 KVASSIITN7 .3321 .734 .1282 .13130.）（因此选两台 S9-800/10 型低损耗配电变压器。工厂二级负荷所需的备用电源亦由与邻近单位相联的高压联络线来承担。主变压器的联结组均采用 Yyn0。4.24.2 变压器主接线方案的选择变压器主接
15、线方案的选择 按上面考虑的两种主变压器方案可设计下列两种主接线方案：（1）装设一台主变压器的主接线方案，如图 4.1 所示 （2）装设两台主变压器的主接线方案，如图 4.2 所示 中北大学信息商务学院电力系统课程设计说明书第 7 页 共 35 页图 4.1 装设一台主变压器的主接线方案中北大学信息商务学院电力系统课程设计说明书第 8 页 共 35 页图 4.2 装设两台主变压器的主接线方案中北大学信息商务学院电力系统课程设计说明书第 9 页 共 35 页4.34.3 两种主结线方案的技术经济比较两种主结线方案的技术经济比较 如表 4.1 所示。表 4.1 两种主接线方案的比较比较项目装设一台主
16、变的方案装设两台主变的方案供电安全性满足要求满足要求供电可靠性基本满足要求满足要求供电质量由于一台主变，电压损耗较大由于两台主变并列，电压损耗 小灵活方便性只一台主变，灵活性稍差由于有两台主变，灵活性较好技 术 指 标扩建适应性稍差一些更好一些电力变压器的综 合投资由手册查得 S91000/10 单价 为 15.1 万元，而由手册查得 变压器综合投资约为其单价的 2 倍，因此其综合投资为 215.1 万元=30.2 万元由手册查得 S9800 单价为 10.5 万元，因此两台综合投资 为 410.5 万元=42 万元，比 一台变压器多投资 11.8 万元高压开关柜 （含计量柜）的综 合投资额查手册得 GGA（F）型柜按 每台 4 万元计，查手册得其综 合投资按设备价 1.5 倍计，因 此其综合投资约为 41.54=24 万元本方案采用 6 台 GGA（F）柜， 其综合
