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1、 大作业专用纸 工厂供电期末大作业某工厂供电系统电气部分设计系 部 电气与信息工程学院 专 业 建筑电气与智能化 年 级 学生姓名 学 号 指导教师 目录摘要I前言1第一章 工厂供电概述21.1 工厂供电的意义21.2 工厂供电的要求21.3 供电系统设计的原则3第二章 负荷计算及功率因数补偿计算32.1 电力负荷计算32.1.1 电力负荷的概念32.1.2 电力负荷的分级42.1.3 负荷计算的方法42.1.4 全车间负荷计算52.2 功率因数补偿计算62.2.1 功率因数对工厂供电的影响6第三章 变压器的选择及其电气主接线83.1 变压器的选择83.1.1 电力变压器及其分类83.1.2
2、变压器台数和容量的选择93.1.3变电所主变压器形式93.2总配电所主接线的设计103.1.1概况103.1.2主结线的设计113.2.4 对电气主结线的基本要求113.2.5主接线图12第四章 短路计算124.1短路形式124.2 短路计算134.2.1计算短路电路中各元器件的电抗和总电抗13第五章 主要设备164.1 概述164.2 电气设备的选取16结论17参考文献18附录19总结与体会22某工厂供电系统电气部分设计摘要本文从工程应用实际要求出发，对某车间供电系统进行设计。对车间用电单位进行负荷计算。对在工厂变电所设计中的若干问题：设备的计算负荷、功率补偿、三相短路分析、短路电流计算、设
3、备的选择与校验、变压器的继电保护、变电所的过电压保护等方面的设计进行了陈述，并对供电主接线结构进行了阐述。该工厂变电所采用10kV单电源进线，选用一台300kVA的主变压器，对变压器进行了过电流、电流速断保护。在对供电系统短路计算的基础上，进行了设备的选择设计。关键字：工厂供配电；负荷计算；短路电流；继电保护；防雷与接地 15 前言工厂是工业生产的主要动力能源。工厂供电设计的任务是从电力系统取得电源，经过合理的传输，变换，分配到工厂车间中的每一个用电设备上。随着工业电气自动化技术的发展，工厂用电量的迅速增长，对电能的质量，供电的可靠行以及技术经济指标等的要求也日益提高。供电设计是否完善，不仅影
4、响工厂的基本建设投资，运行费用和有色金属的消耗量，而且也反映到工厂供电的可靠性和工厂的安全生产上，他与企业的经济效益，设备和人身安全等是密切相关的。供电设计的任务是从厂区以外的电网取得电源，并通过厂内的变配电中心分配到下厂的各个供电点。它是工程建设施下的依抓，也是日后进行验收及运行维修的依据。供电设计首先要确定供电系统并进行用电负荷计算，然后将设计的供电系统图及用电容量向供电部门申请。申请用电容量的大小应满足生产需要，也要考虑到节省投资和节约能源，这就要求设计者对对工艺专业和公用专业用电负荷系数有足够的把握。在设计计算中除了查找资料外，还必须借助于设计者在实践中长期积累的经验数据。由于机械工厂
5、车间组成类型多，产品、工艺日新月异，对供电要求各不相同，非专业设计院或个体设计者一不了解机械生产工艺和生产规律，要作出好的设计，相对来说要困难些。比如机加工车间，从设备明细表中看出用电电量颇大，大小设备用电量相差较大，用电特点是短时下作制的设备多，机加工设备辅助传动电机一般仅工作几秒钟，而停歇时间却达几分钟、甚至几小时。在作负荷计算时对设备下作时间要了解,并把不同的用电设备按组划分确定其计算功率。 第一章 工厂供电概述1.1 工厂供电的意义 工厂供电是指工厂用电设备所需电能的供应和分配，亦称工厂配电。 众所周知，电能是现代工业生产和人们生活的主要能源和动力。电能既易于由其他形式的能量转换而来，
6、又易于转换为其他形式的能力以供应用；电能的输送和分配既简单经济，又便于控制、调节、测量，有利于实现生产过程自动化。现代社会的信息技术和其他高新技术都是建立在电能应用的基础之上的。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。在工厂里，电能虽然是工业生产的主要能源和动力，但是电能消耗在产品成品中所占的比重一般很小（除电化工业外）。例如在机械工业中，电费开支仅占产品成本的5左右。从投资额来看，一般机械工程在供电设备上的投资，也进展总投资的5左右。因此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，
7、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，如果供电突然中断，则对工业生产可能产生严重后果。例如某些对供电可靠性要求很高的工厂，即使是极短时间的停电，也会引起重大设备损坏，或引起大量产品报废，甚至可能发生人身伤亡事故，给国家和人民带来经济上甚至生态环境上或政治上的重大损失。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。1.2 工厂供电的要求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，并做好节能和环保工作，就必须达到下列基本要求：（1） 安全 在电能的供应、分配和使用中，要
8、注意环境保护，特别要防止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即连续供电的要求。（3） 优质 应满足电能用户对电压和频率等的质量要求。（4） 经济 供电系统的投资要省，运行费用要低，并尽可能地节约电能和有色金属消耗量。此外，在供电工作中，应合理的处理局部和全局、当前和长远等关系，既要照顾局部和当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应发展。例如计划用电和环境保护等问题，就不能只考虑一个单位的局部利益。1.3 供电系统设计的原则工厂供电设计必须遵循国家的各项方针政策，设计方案必须符合国家标准中的有关规定，同时必须满足以下几项基本要求：（1） 保证工厂生产工艺所要求的供
9、电可靠性；（2） 保证电能质量；（3） 在必要的供电可靠性基础上，力求经济，使供电系统的投资少、运行费用低，并且尽可能的减少又涩精梳消耗量；（4） 设计中应合理地处理局部与全局、当前与长远的关系，并能适应发展的需要第二章 负荷计算及功率因数补偿计算2.1 电力负荷计算2.1.1 电力负荷的概念 电力负荷又称电力负载，有两种含义：1. 电力负荷指耗用电能的用电设备或用电单位（用户），比如重要负荷、动力负荷、照明负荷等。2. 电力负荷指用电设备或用电单位所耗用的电功率或电流大小，比如轻负荷（轻载）、重负荷（重载）、空负荷（空载、无载）、满负荷（满载）等。电力负荷的具体含义，视其使用的具体场合而定。
10、2.1.2 电力负荷的分级 电力负荷应根据对供电可靠性的要求及中断供电在政治、经济上所造成的损失及影响的程度分为一级、二级、三级负荷。独立于正常电源的发电机组，供电网络中独立于正常的专用馈电线路，以及蓄电池和干电池可作为应急电源。二级负荷的供电系统，应由两线路供电。必要时采用不间断电源（UPS）。1.一级负荷一级负荷为中断供电将造成人身伤亡者；或将在政治上，经济上造成重大损失者；或中断将影响有重大政治经济意义的用电单位的正常工作者。2.二级负荷二级负荷为中断供电将在政治上，经济上产生较大损失的负荷，如主要设备损坏，大量产品报废等；或中断供电将影响重要的用电单位正常的工作负荷，如交通枢纽、通信枢
11、纽等；或中断供电将造成秩序混乱的负荷等。3.三级负荷三级负荷为一般电力负荷，不属于前两级负荷者。对供电无特殊要求。2.1.3 负荷计算的方法常用负荷计算的方法：(1)需要系数法(2)二项式系数法(3)形状系数法。在此次选择的设计中，设备台数较多，各台设备容量相差不太悬殊，所以考虑采用需要系数法。需要系数法的主要步骤：(1)将用电设备分组，求出各组用电设备的总额定容量。(2)查出各组用电设备相应需要系数及对应的功率因数。(3)用需要系数法求车间或全厂的计算负荷时，需要在各级配电点乘以同期系数K。需要系数法的计算过程：先从用电端起逐级往电源方向计算，即：首先按需要系数法求得各车间低压侧有功及无功计
12、算负荷，加上本车间变电所的变压器有功及无功功率损耗，即得车间变电所高压侧计算负荷；其次是将全厂各车间高压则负荷相加同时加上厂区配电线路的功率损耗，再乘以同时系数。便得出工厂总降压变电所低压侧计算负荷；然后再考虑无功功率的影响和总降压变电所主变压器的功率损耗，其总和就是全厂计算负荷。需要系数法的计算公式：计算负荷计算公式适用条件有功（K w）已知三相用电设备组或用电单位（工厂、车间）的设备容量及功率因数，求其计算负荷。无功（Kvar）tan视在（KVA）电流（A）计算负荷计算公式适用条件有功（K w）已求出各设备组或各单位的有功和无功计算负荷后，求总的计算负荷。无功（Kvar）视在（KVA）电流
13、（A）设备组或单位的设备容量，不记备用设备容量。设备额定电压。需要系数有功和无功符荷同时系数。设备组的有功和无功计算负荷。（1）对反复短时工作制设备，其容量必须按规定的负荷持续率进行换算（2）用电设备组、车间和工厂的需要系数参见有关表格。（3）由设备组计算车间配电干线时，可取：K=0.850.95,K=0.90.95。车间线路380V名称数量功率金属切削机床电动机2050kw通风机23kw电阻炉12kw2.1.4 全车间负荷计算（1）金属切削机床组 查附录表1，取Kd=0.2，cos=0.5，tan=1.73，故 =0.250kW=10kW =10kW1.73=17.3kvar（2）通风机组 查附录表1，取Kd=0.8，cos=0.8，tan=0.75，故 =0.83kW=2.4kW =2.4kW0.75=1.8kvar（3）电阻炉 查附录表1，取Kd=0.7，cos=1，tan=0，故 =0.72kW=1.4k=0 因此380V线路上的总计算负荷为（取K=0.95,K=0.97） P30=0.95（10+2.4+1.4）kW=13.1kW Q30=0.97（17.3+1.8）kvar=18.5 kvar S30= kV.A=22.7 I30 Cos= 0.58表1 电力负荷计算表序号设备名称台数
