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1、永城职业学院毕 业 论 文论文题目：35kv工厂供电系统设计专 业：机电一体化班 级： 115学 号：学生姓名： 孟海峰指导教师： 吕珊珊2013年10月10日35KV工厂供电系统设计摘 要电能是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；电能的输送的分配既简单，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化；电能在工业生产中的重要性，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。因此，所以工厂企业供配电的电路设计要联系到各个方面，负荷计算
2、及无功补偿，变压器的型号、容量和数量的分配；短路的计算、设备的选择、线路的分配和设计等方面进行设计分析，把最好的供配电设计应用到现实生产中来，为经济的发展做出最好的服务。关键词：配电所 电力负荷 功率补偿 短路电流目 录第一章 工厂供电概述1.1 工厂供电的意义和要求电能是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；电能的输送和分配既简单，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。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
3、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。因此，做好工厂供电工作对于工业生产，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。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
4、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。1.2 设计及步骤全厂总降压变电所及配电系统设计，是根据各个车间的负荷数量和性质，生产工艺对负荷的要求，以及负荷布局，接合国家供电情况，解决对各部门的安全可靠，经济的分配电能，以电子厂为例，其基本内容有以下几方面。1.2.1 负荷全厂总降压变电所的负荷计算，是在车间负荷计算的基础上进行的。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
5、算负荷及总功率因数。列出负荷计算表、表达计算成果。1.2.2 工厂总降压变电所的位置和主变压器的台数及容量选择电源进线方向，综合考虑设置总降压变电所的有关因素，接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。1.2.3 工厂总降压变电所主接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，即要安全可靠又要灵活经济、安装容易、维修方便。1.2.4 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，比较几种可行的高压配电网布置方案，由不同方案的可靠性、电压损失、
6、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接构与敷设方式设计。 用厂区高压线路平面布置图，敷设要求和架空线路杆位。1.2.5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。1.2.6 改善功率因数装置设计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。1.2.7 变电所
7、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、开关柜等设备。1.2.8 变电所防雷装置设计参考本地区气象地质材料，设计防雷接地装置。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。对接地和接地体做具体的理解。第二章 负荷计算及功率补偿2.1 负荷计算的内容2.1.1 计算负荷计算负荷又称需要负荷或最大负荷。计算负荷是一个假想的持续性的负荷，其热效应与同一时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。在配电设计
8、中，通常采用30分钟的最大平均负荷作为按发热条件选择电器或导体的依据。2.1.2 平均负荷平均负荷指一段时间内用电设备所消耗的电能与该段时间之比。常选用最大负荷班（即有代表性的一昼夜内电能消耗量最多的一个班）的平均负荷，有时也计算年平均负荷。平均负荷用来计算最大负荷和电能消耗量。2.2 负荷计算的负荷计算的方法有需要系数法、二项式等几种。本设计由于设备台数比较多，而单台设备容量相差不大所以采用需要系数法确定。主要计算公式有： 有功功率：P30 = PeKd无功功率: Q30 = P30 tg视在功率: S30 = P30/Cos计算电流: I30 = S30/UN 2.2.1 全厂负荷计算取K
9、p = 0.95; Kq = 0.97根据上表可算出：P30i = 7485.7kW; Q30i = 4798kvar则 P30 = KPP30i = 0.957485.7kW = 7111kWQ30 = KqQ30i = 0.974798.4kvar = 4654kvarS30 =8499KVA I30 = S30/UN 140 ACos= P30/S30 = 7111/84990.84 2.3 功率补偿工厂中由于有大量的感应电动机、电焊机、电弧炉及气体放电灯等感性负荷，还有感性的电力变压器，从而使功率因数降低。如在充分发挥设备潜力、改善设备运行性能、提高其自然功率因数的情况下，尚达不到规定
10、的工厂功率因数要求时，则需考虑增设无功功率补偿装置。 上图表示功率因数提高与无功功率和视在功率变化的关系。假设功率因数有提高到，这时在用户需用的有功功率不变的条件下，无功功率将由减小到，视在功率将由减小到。相应地负荷电流也得以减小，这将使系统的电能损耗和电压损耗相应降低，既节约了电能，又提高了电压质量，而且可选较小容量的供电设备和导线电缆，因此提高功率因数对供电系统大有好处。由上图可知，要使功率因数由提高到，必须装设无功补偿装置（并联电容器），其容量为：Q在确定了总的补偿容量后，即可根据所选并联电容器的单个容量来确定电容器的个数，即：由于本设计中要求Cos0.9,而由上面计算可知Cos=0.8
11、40.9，因此需要进行无功补偿。综合考虑在这里采用并联电容器进行高压集中补偿。Qc = 7111（tanarcCos0.84tanarcCos0.95）Kvar=2275Kvar 取Qc=2300 Kvar因此，其电容器的个数为： n = Qc/qC = 2300/150 =15而由于电容器是单相的，所以应为3的倍数，取15个正好。 无功补偿后，变电所低压侧的计算负荷为： S30（2）=7538KVA变压器的功率损耗为：QT = 0.06 S30= 0.06 * 7538= 452Kvar PT = 0.015 S30= 0.015 * 7538= 113 Kw变电所高压侧计算负荷为：P30=
12、 7111+ 113 = 7224 KwQ30= (4798-2300)+ 452= 2950 KvarS30 = = 7803 KVA无功率补偿后，工厂的功率因数为：Cos= P30/ S30=7224/7803= 0.9则工厂的功率因数为：cos= P30/S30= 0.90.9因此，符合本设计的要求。第三章 变配电所选型及总体布置3.1 变配电所位置的选择变配电所所址选择的一般原则:1、尽量靠近负荷中心；2、尽量靠近电源侧；3、进出线方便；4、尽量避开污染源，或者在污染源上方口；5、尽量避开振动、潮湿、高温及有易燃易爆物品的场所；6、设备运输方便；7、有扩建和发展的余地；8、高压配电所与
13、邻近车间的变电所合建。3.2 变电所总体布置要求3.2.1 便于运行维护和检修有人值班的的变配电所，一般应设置值班室。值班室应靠近高低压配电室，而且有门直通。如值班室靠近高压配电室有困难时，则值班室可经走廊与高压配电室相通。值班室也可以与低压配电室合并，但在放置值班工作桌的一面或一端，低压配电装置到墙的距离不应小于3m。主变压器应靠近交通运输方便的马路侧。条件许可的，可单设工具材料室或维修间。昼夜值班室的变配电所应设休息室。有人值班的独立变配电所，宜设有厕所和给排水设施。3.2.2 保证运行安全值班室内不得有高压设备，值班室的门应朝外开。高压低压配电室的电容室的门应朝值班室开或朝外开。变压器室
14、的大门应朝马路开，但应避免朝向露天仓库。在炎热地区应避免朝西开门。变电所宜单层布置。当采用双层布置时，变压器应设在底层。高压电容器组一般应装设在单独的房间内，但数量较少时，可装设在高压配电室内，低压电容器组可装设在低压配电室内，但数量较多时，宜装设在单独的房间内。所以带电部分离墙和离地的尺寸以及各室维护操作通道的宽度等，均应符合有关的规程的要求，以确保运行安全。3.2.3 便于进出线如果是架空进线，则高压配电室宜位于进线侧。考虑变压器低压出线通常是采用矩形裸母线，因此变压器的安装位置，即为变压器室，宜靠近低压配电室。低压配电室宜位于其低压架空出线侧。3.2.4 节约土地和建筑费用值班室可以与低
15、压配电室合并，这时低压配电室面积适当增大，以便安置值班室的桌子或控制台，满足运行值班的要求。高压开关柜不多于6台时，可与低压配电屏设置在同一房间内，但高压柜与低压屏的间距不得小于2m。不带可燃性油的高、低压配电装置和非油浸电力变压器，可设置在同一房间内。高压电容器柜数较少时，可装设在高压配电室内。周围环境正常的变电所，宜采用露天或半露天变电所。高压配电所应尽量与邻近的车间变电所合建。3.2.5 适应发展要求变压器室应考虑到扩建时有更换大一级容量的变压器的可能。高低压配电室内均应留有适当数量开关柜的备用位置。即要考虑到变电所留有扩展的余地，又要不妨碍工厂或车间今后的发展。第四章 变压器、主接线方案的选择4.1
