某塑料制品厂电气设计报告

中南大学电气工程课程设计（论文）-1-该文档适用于中南大学电气工程基础课程设计参数计算，参数整定完全个人仔细计算另有封面,目录和officevisio绘图文件，请联系[e-mail]第1章绪论1.1工厂供电意义和要求众所周知，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；电能的输送和分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。在工程机械制造厂里，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。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。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。中南大学电气工程课程设计（论文）-2-(4)优质应满足电能用户对电压和频率等质量的要求(5)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设计原则按照国家标准GB50052-95《供配电系统设计规范》、GB50059-92《35～110kV变电所设计规范》、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、执行政策必须遵守国家的有关规定及标准，执行国家的有关方针政策，包括节约能源，节约有色金属等技术经济政策。2、安全可靠、先进合理应做到保障人身和设备的安全，供电可靠，电能质量合格，技术先进和经济合理，采用效率高、能耗低和性能先进的电气产品。3、近期为主、考虑发展应根据工作特点、规模和发展规划，正确处理近期建设与远期发展的关系，做到远近结合，适当考虑扩建的可能性。4、全局出发、统筹兼顾按负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件等，合理确定设计方案。工厂供电设计是整个工厂设计中的重要组成部分。工厂供电设计的质量直接影响到工厂的生产及发展。作为从事工厂供电工作的人员，有必要了解和掌握工厂供电设计的有关知识，以便适应设计工作的需要。1.3内容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，生产工中南大学电气工程课程设计（论文）-3-艺对负荷的要求，以及负荷布局，结合国家供电情况。解决对各部门的安全可靠，经济的分配电能问题。其基本内容有以下几方面。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、显示计算结果。2、一次系统图根据负荷类别及对供电可靠性的要求进行负荷计算，绘制一次系统图，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。3、电容补偿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无功功率补偿柜的规格和数量。4、变压器选择及变电所布置根据电源进线方向，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，确定变压器型号及全厂供电平面图。5、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，皆可按无限大容量系统供电进行短路计算。求出各短路点的三相短路电流及相应有关参数。6、高、低压设备选择及校验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，选择高、低压配电设备，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动稳定检验，并列表表示。7、导线、电缆的选择为了保证供电系统安全、可靠、优质、经济地运行，进行导线和电缆截面选择。8、整定及二次保护中南大学电气工程课程设计（论文）-4-为了监视、控制和保证安全可靠运行，各用电设备，皆需设置相应的控制、信号、检测和继电器保护装置。并对保护装置做出整定计算。给出二次系统图。9、防雷与接地参考本地区气象及地质资料，设计防雷接地装置，绘制防雷接地平面图1.4生产任务及车间组成1本厂产品及生产规模年产量为万吨聚乙烯塑料制品，产品品种有薄模、单丝、管材和注射等制品。其原材料来源于某石油化纤总厂。2本厂车间组成本厂设有薄模、单丝、管材、注射四个车间，设备选型全部采用我国最新定型设备，此外，还有辅助车间及其它设施，详见全厂总车间布置图（图1）。33452167810109101115131214图1全场总平面布置图N中南大学电气工程课程设计（论文）-5-1-薄模车间；2-原料库；3-成品库；4-包装材料库；5-单丝车间；6-注塑车间；7-管材车间；8-备料复制车间；9-锻工车间；10-仓库；11-机修模具车间；12-锅炉房；13-水泵房；14-油泵房；15-办公楼第2章负荷计算2.1负荷计算的意义“计算负荷”是按发热条件选择导体和电器设备时所使用的一个假象负荷，其物理量意义是按这个计算负荷持续运行所产生的热效应，与按实际变动负荷长期与运行所产生的最大热效应相等。计算负荷是供电系统设计计算的基础，为选择变压器台数和容量，选择电气设备，确定测量仪表的量程，选择继电保护装置等提供重要的数据依据。所以负荷计算准确与否直接影响着供电设计的质量。工厂供电系统运行时的实际负荷并不等于所有用电设备额定功率之和。这是因为用电设备不可能全部同时运行，每台设备也不可能全部满负荷，各种用电设备的功率因数也不可能完全相同。因此，工厂供电系统在设计过程中，必须找出这些用电设备的等效负荷。所谓等效是指这些用电设备在实际运行中所产生的最大热效应与等效负荷产生的热效应相等，产生的最大温升与等效负荷产生的最高温升相等。我们按照等效负荷，从满足用电设备发热的条件来选择用电设备，用以计算的负荷功率或负荷电流称为“计算负荷”。通常规定取30分钟(min)平均最大负荷30P、30Q和30S作为该用户的“计算负荷”，并用jsP、jsQ、jsS和jsI分别表示其有功、无功、视在和电流计算负荷。计算负荷也称需要负荷或最大负荷，目的是为了合理地选择工厂各级电压供电网络、变压器容量和设备型号等。负荷计算的内容包括:(l)求尖峰电流，用于计算电压波动、电压损失、选熔断器和保护元件等。(2)求平均负荷，用来计算全厂电能需要量、电能损耗和选择无功补偿装置等。中南大学电气工程课程设计（论文）-6-2.2负荷计算的方法计算负荷的确定是工厂供电设计中很重要的一环，汁算负荷的确定是否合理，直接影响到电气设备选择的合理性、经济性。如果汁算负荷确定的过大，将使电气设备选得过大，造成投资利有色金属的浪费；而计算负荷确定的过小，则电气设备运行时电能损耗增加，并产生过热，使其绝缘过于老化，甚至烧毁、造成经济损失。因此，在供电设计中，应根据不同的情况，选择正确的计算入法来确定汁算负荷。常用的负荷计算方法有需用系数法、二项式法、利用系数法、ABC法、单位产品耗电量法和面积功率法等。在实际工程配电设计中，广泛采用系数法，因其计算方便，多采用方案估算，初步设计和全厂大型车间变电所的施工设计。按需要系数法确定计算，应从实际每台用电设备开始，逐级向电源推进，一直计算到电源，用每一级的计算负荷为选择该用电器的依据。需用系数法的计算，现在己普遍应用于供配电设计中，其缺点是它未考虑到用电设备中少数容量特大的设备对计算负荷的影响。因而在用电台数较少而容量差别较大的场合中，应用二项式系数法来计算负荷。这种场合用需用系数法来计算负荷所得值往往偏小。在本设计中我多采用的是需用系数法来确定计算负荷。需用系数法是把设备功率sP乘以需用系数（pK；qK），直接求出计算负荷的一种简单计算方法。因而在实际应用中被广泛采用。负荷计算基本公式和举例（1）设备组的负荷计算公式30()()FdNPKPKW（2-1）30(f)30()(var)fQPtgK（2-2）2230()30()30()()FFFSPQKVA（2-3）（2）车间变电所的负荷计算公式中南大学电气工程课程设计（论文）-7-i30()30()(KW)pdEPKP（2-4）i30(D)30()Q=(Kvar)qEKQ（2-5）2230()30()30()()DDDSPQVA（2-6）2.3负荷计算的步骤(1)用电设备的计算负荷。(2)求车间变压器低压侧的计算负荷。求低压各用电设备组的计算负荷总和乘以同时系数即为该车间变压器低压侧计算负荷。(3)求车间变压器高压侧的计算负荷。计算车间变压器的功率损耗，变压器低压侧计算负荷加该变压器有功、无功损耗即得变压器高压侧计算负荷3030PPP该值可用于选择车间变电所高压侧进线导线侧面。(4)配电所进线的计算负荷。(5)总降压变电所低压侧计算负荷。(6)主变压器的功率损耗，计算bP，bQ。(7)全厂计算负荷。2.4负荷计算示意图本设计所采用的电力负荷计算示意图如图2.1所示，将每个计算点编号，由用电设备依次逆推到电源侧。中南大学电气工程课程设计（论文）-8-图2.1电力负荷计算示意图2.5具体数据和负荷计算举例2.5.1原始数据个车间的数据如表3.1所示表2.1所有变电所负荷计算表序号车间或用电单位名称设备容量（千瓦）需用系数Kd功率因数cos功率因数正切tg（1）NO1变电所1薄膜车间13500.60.61.332原料库400.250.51.733生活间200.814成品库（一）350.30.51.735成品库（二）340.30.51.736包装材料库350.30.51.73（2）NO2变电所1单丝车间13950.60.61.332水泵房及其附属设备150.650.80.75（3）NO3变电所1油塑车间1990.40.61.33中南大学电气工程课程设计（论文）-9-2管材车间8750.350.61.33（4）NO4变电所1备料复制车间1400.60.51.732生活间80.813浴室40.814钳工车间290.30.651.175原料、生活间160.816仓库140.30.51.737机修模具车间1010.250.651.178处理车间1490.60.71.029车间1850.30.51.73（5）NO5变电所1锅炉房2100.70.750.882试验室1150.250.51.733辅助材料库1150.20.51.734油泵房100.650.80.755加油站100.650.80.756办公楼、招待所、食堂200.60.61.332.5.2负荷计算现以NO.5变电所车间负荷计算为例，计算过程如下：（在计算各车间变电所负荷合计时，同时系数分别取值：pK=0.9；qK=0.95）NO.5变电所（1）锅炉房有功功率：)1(30P=dKeP=210×0.7=147KW无功功率：)1(30Q=)1(30Ptan=147×0.88=129.36Kvar视在功率：)1(30S=cos)1(30P=147÷0.75=196KV·A（2）试验室有功功率：)2(30P=dKeP=115×0.25=28.75KW无功功率：)2(30Q=)2(30Ptan=28.75×1.73=49.73Kva