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1、某化纤毛纺厂总配电系统设计说明书1.1设计概括在国民经济高速发展的今天，电能的应用越来越广泛，生产、科学、研究、日常生活都对电能的供应提出更高的要求，因此确保良好的供电质量十分必要。本设计书注重理论联系实际，理论知识力求全面、深入浅出和通俗易懂，实践技能注重实用性，可操作性和有针对性。 本课程设计选择进行了一个模拟的中小型工厂10/0.4kV、容量为2149.01KVA的降压变电所. 区域变电站经10KV双回进线对该厂供电。该厂多数车间为三班制。本厂绝大部分用电设备属长期连续负荷，要求不间断供电。全年为306个工作日，年最大负荷利用小时为6000小时。属于二级负荷。 本设计书论述了供配系统的整
2、体功能和相关的技术知识，重点介绍了工厂供配电系统的组成和部分。系统的设计和计算相关系统的运行，并根据工厂所能取得的电源及工厂用电负荷的实际情况，并适当考虑到工厂的发展，按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求，确定了变电所的位置与形式及变电所至变压的台数与容量、类型及选择变电所主接线方案及高低设备与进出线。工厂供电系统的设计是根据电力用户所处地理环境、生产工艺对负荷的要求、各个车间的负荷数量和性质、负荷布局以及地区供电条件进行的。要求设计成果能应用于生产实际，能够让该供电系统安全、可靠、经济的分配电能，满足工业生产的需要。我们这次的课程设计题目是：某化纤毛纺厂总配电系统设计，设计的具体容及步骤如
3、下： 1）.按照厂区用电设备的资料和其他具体情况，求计算负荷。2）.根据负荷等级和计算负荷，选定供电电源、电压等级和供电方式。3）.根据环境和计算负荷，选择变电所的位置、变压器数量和容量。4）.为变配电所选择安全、可靠、灵活、经济的主接线，选择合理的户外高压配电方案。5）.用标幺值法进行短路电流的计算。6）.根据短路电流的计算结果，按照正常工作条件、短路时的工作条件、电气设备自身特点进行电气设备的选择和校验，用主接线图表达设计成果。 2 负荷计算2.1负荷计算的意义计算负荷计算负荷是供电系统设计计算的基础。工厂供电系统设计的原始资料是工艺部门提供的用电设备安装容量。这些设备品种多，数量大，工作
4、情况复杂，因此如何根据这些资料正确估计工厂所需的电力和电量非常重要。估计的准确程度，直接影响到工程的质量。如果估算过高，会增加供电设备的容量，使工厂电网复杂，浪费有色金属，增加初投资和运行管理工作量，浪费大量的人力财力；相反，如果估算过低，工厂投产后，供电系统的线路及电气设备由于承担不了实际负荷电流而过热，加速其老化绝缘速度，降低使用寿命，增大电能损耗，影响供电系统的正常可靠运行。由此可见，进行负荷计算是供电系统设计的基础，能否准确的估算计算负荷决定了设计的系统能否安全、经济、可靠的供电。计算负荷是根据已知的工厂的用电设备安装容量确定的、预期不变的最大假想负荷，负荷计算的目的就是求出这个假想负
5、荷。计算负荷是设计时作为选择工厂电力系统的导线截面、变压器容量、开关电器及互感器等的额定参数的依据 。供电系统设计的第一步，就是通过负荷计算，将复杂、凌乱的负荷数据整理成设计所需要的资料。2.2负荷计算的方法方法：我国目前普通采用的确定计算负荷的方法有需要系数法和二项式法。需要系数法的优点是简便，适用于全厂和车间变电所的负荷的计算，二项式法则适用于机加工车间，有较大容量设备影响的干线和分支干线的负荷计算。但在确定设备台数较少而设备容量差别较大的分支干线的计算负荷时，次啊用二项式法较之需要系数法来的简单，计算也方便。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，本设计将采用需要系数法予以
6、确定。需要系数法是用设备功率乘以需要系数和同时系数,直接求出计算负荷。2.3车间变电所的负荷计算根据我们这次供配电课程设计任务条件，我设计两个车间变电所来给各个用电用户供电1#变电所负荷：变电所用电单位设备容量Pe(KW)需要系数KdPc1(KW)Qc1（kvar）Sc1（KVA）Ic1(KA)1#变电所制条车间3400.80.80.752722043400.51纺纱车间3200.80.80.752561923200.49锅炉房1500.750.80,75112.584.4140.700.21办公楼、幼儿园1080.750.80.758160.75101.25 0,15小计918649.354
7、87.035811.701.23主要计算公式为：Pc1(i)= PeKd Qc1(i)=Pc1(i)Tan Pc1=Pc1(i) Qc1=Qc1(i)Sc1= Ic1= Sc1/(3Un) 其中Un的值为380伏。无功、有功、视在功率的单位分别为kW，kvar,kVA,计算电流I30的单位为KA。计算如下：制条车间：Pc1= PeKd=340*0.8=272 Qc1= Pc1=2720.75=204纺纱车间：Pc1= PeKd=3200.8=256 Qc1= Pc1=2560.75=192锅炉房：Pc1= PeKd=1500.75=112.5 Qc1= Pc1=112.50.75=84.4办公
8、楼幼儿园：Pc1= PeKd=1080.75=81 Qc1= Pc1=810.75=60.75小计：Pc1=Pc1(i)K=712.50.9=649.35 Qc1=Qc1(i)K=541.150.9=487.035Sc1=811.70 Ic1= Sc1/(3Un)=1.232#变电所变电所用电单位设备容量Pe(KW)需要系数Kd CosTanPc2(KW)Qc2（kvar）Sc2（KVA）Ic2(KA)2#变电所织造车间5250.80.80.754203155250.80染整车间4900.80.80.753922944900.74机修车间3000.30.51.590135162.250.25化
9、验房780.750.80.7558.543.973.140.11食堂宿舍500.750.80.7537,528.146,860.07小计1443898.2734.41160.221.76织造车间：Pc2= PeKd=5250。8=420 Qc2= Pc2=4200.75=315染整车间：Pc2= PeKd=4900。8=392 Qc2= Pc2=3920.75=294机修车间：Pc2= PeKd=3000.3=90 Qc2= Pc2=901.5=135化验房 : Pc2= PeKd=780.75=58.5 Qc2= Pc2=58.50.75=43.9食堂宿舍: Pc2= PeKd=500.75
10、=37.5 Qc2= Pc2=500.75=28.1小计：Pc2=Pc2(i)K=9980.9=898.2 Qc2=Qc2(i)K=8160.9=734.4Sc2=(P2+Q2)=1160.22 Ic2= Sc2/(3Un)=1.76 由于无功和有功的K值均为0.9，故在小计时P30，Q30的值应该乘以0.9，相应的S30的值也应该乘以0.9，结果表达如上表。2.4所用变压器负荷计算Pc3= PeKd=800.8=64 Qc3= Pc3Tan=640.75=48 Sc3=802.5全厂负荷计算上面三个表格表达了车间变电所低压母线上的计算负荷，其计算结果可用来选择车间变电所变压器的容量，然后选择
11、车间变压器，查表算出变压器上的功率损耗。为了简化计算，可以采用公式PT(0.0150.02) SN.T QT(0.080.1) SN.T估算。当采用低损耗变压器时，也可以用公式PT0.015S30 QT0.06S30 估算出车间变压器上的功率损耗。 1变电所： PT0.015Sc10.015811.7012.76 QT0.06Sc10.06811.70=48.7 2变电所: PT0.015Sc20.0151160.22=17.40 QT0.06Sc20.061160.22=69.61 所用变压器： PT0.015Pc30.01580=1.2 QT0.06Qc30.0680=4.8 由于厂区高压
12、配电网距离较短，故在确定计算负荷时，厂区高压输电线路上的功率损耗可以忽略不计，因此高压配电所引出线上的计算负荷可以认为是变电所低压母线上的计算负荷加上变压器的功率损耗。高压引出线上的计算负荷分别为：P1=P+PT=650.55 P2=P+PT=899.4 Q1=Q+QT=491.84 Q2=Q+QT=739.2 P0=P+PT=81.2 Q0=P+PT=84.8 根据计算负荷的等级查表可知高压配电母线的同期系数为0.91.0，取K0.92。本厂没有高压用电负荷，故配电所进线上的的计算负荷为：P= (P1P2 + P0)0.92=1500.66 Q=(Q1Q2 + Q0)0.92=1210.57
13、3 功率因数和无功补偿3.1补偿方法S=1928.07 功率因数为=1500.66/1928.07=0.77设计要求达到的功率因数为0.93，显然不符合要求，需要进行无功补偿。工厂企业广泛采用的补偿装置是静电电容器，其补偿方式有个别补偿、分组补偿和集中补偿。由于集中补偿具有电容器利用率高，易于管理的特点，故采用集中补偿方式。高压补偿的电容器比较便宜，电容器利用率高，但是投切电容器的开关设备及保护装置价格都比较高；低压补偿的补偿效果好，开关及保护设备价格低且易于实现自动投切，但是电容器利用不充分。考虑到低压静电电容器与高压静电电容器价格差别不大，而高压断路器等开关设备价格高昂、维护费用高，从节约建设和运行成本的角度考虑，在设计中采用低压补偿的方式。为了提高车间变电所变压器的负荷能力，在车间变电所的低压侧进行集中补偿。3.2补偿计算补偿容量计算：1变电所： 变电所低压侧视在计算负荷：Sc1=811.70 低压侧功率因数：=649.35/811.70=0.79在低压侧装设补偿电容器，考虑到变压器的无功损耗，低压侧补偿后的功率因数应为0.94低压侧无功补偿容量：Qc=649.35(tancos-10.79- tancos-10.94)=262.23PGJl型低压无功功率自动补偿屏 PGJl型低压无功功率自动补偿屏有1、2
