机械制造厂配电设计说明书

工厂配电设计说明书1摘要工厂供电（plantpowersupply）就是指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂配电。在工厂里，电能虽然是工业生产的主要能源和动力，但它在产品成本中所占的比重一般很小。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，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。本次设计根据课题提供的某机械制造厂的用电负荷和供电条件，并适当考虑生产的发展，按照国家相关标准、设计准则，本着安全可靠、技术先进、经济合理的要求确定本厂变电所的位置和形式。通过负荷计算，确定主变压器的台数和容量。进行短路电流计算，选择变电所主接线方案及高低压设备与进出线，合理选择整定继电器保护装置，最后按要求写出设计说明书,并绘出设计图样。具体过程和步骤:根据工厂总平面图,工厂负荷情况,供电电源情况,气象资料,地区水文资料和电费制度等,先计算电力负荷,判断是否要进行无功功率补偿,接着进行变电所位置和型式选择,并确定变电所变压器台数和容量,主接线方案选择,最后进行短路电流的计算,并对变电所一次设备选择和校验和高低压线路的选择。设计人：2006年10月工厂配电设计说明书2目录摘要.............................................................1第1章序论.......................................................31.1工厂供电设计的一般原则......................................31.2设计的课题..................................................31.3设计基础资料................................................3第2章负荷计算及无功功率补偿计算..................................52.1负荷计算....................................................52.2无功功率补偿计算............................................72.3工厂年电能消耗量计算........................................72.4负荷分配....................................................8第3章电压等级的确定..............................................8第4章主变压器台数及容量的选择....................................9第5章变电所主接线方案的选择......................................95.1主接线方案..................................................95.2计量点设置..................................................9第6章变电所位置、型式的选择.....................................106.1变电所位置.................................................106.2变电所型式的选择...........................................10第7章短路电流计算...............................................107.1短路电流计算的目的和方法...................................10第8章高低压开关柜的选择.........................................14第9章变电所高低压电气设备选择及校验.............................169.1短路电流计算结果............................................169.235kV电缆截面选择计算.......................................169.310kV电缆截面选择计算.......................................17第10章继电保护的配置............................................18附录、参考文献.................................................19工厂配电设计说明书3第1章序论1.1工厂供电设计的一般原则按照国家标准GB50052-95《供配电系统设计规范》、GB50053-94《10kV及以下变电所设计规范》、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。1.2设计的课题某机械制造厂供配电设计1.3设计基础资料1.3.1工厂总平面图（见附图1，比例1：5000）1.3.2负荷情况本厂动力站、房的部分设备为二级负荷，铸钢车间有50%的负荷为二级负荷，热处理车间有60%的负荷为二级负荷，其余均为三级负荷。本厂负荷统计资料见表1。工厂配电设计说明书4表1：某机械制造厂负荷数据表车间名称1#铸钢车间2#热处理车间3#锻工车间4#焊接车间安装容量（kW）180021001600200车间名称5#金工车间6#总装车间7#空压站8#煤气站安装容量（kW）4002008005001.3.3电源状况一、工厂东北方向16公里处：有一新建地区降压变电所，110/35/10kV，1x25MVA变压器一台作为工厂的主电源。从本厂用电容量、电源的输送距离，以及考虑今后的发展规划来看，在满足供电电压偏差的允许值范围内，采用35kV或10kV中的电压以一回架空线向工厂供电。二、由正北方向5公里处的其它工厂引入10kV电缆作为备用电源，一般不投入，在该厂的主电源发生故障或检修时，提供照明及部分重要负荷用电。输电容量不得超过全厂计算负荷的20%。1.3.4电源短路容量35kV侧系统最大三相短路容量1000MVA35kV侧系统最小三相短路容量500MVA1.3.5供电部门对功率因数要求值：35kV供电时0.910kV供电时0.951.3.6电价两部电价制：变压器安装容量每1kVA20元/月电度电价：供电电压为35kV时，0.55元/kWh供电电压为10kV时，0.58元/kWh工厂为二班制，全年工作时数4500小时，最大负荷利用时数4000小时。线路的功率损失在发电厂引起的附加投资：5000jZ元/kW1.3.7气象、地质、水文资料本厂地处江苏平原地区，平均海拔8.5米，地质以砂粘土为主，地下水位2米，最热月平均最高温度26℃，最热月地下0.8米处平均温度20℃，极端最高温度40℃，极端最低温度-10℃。工厂配电设计说明书5第2章负荷计算及无功功率补偿计算2.1负荷计算2.1.1负荷计算的目的负荷计算的目的是确定供电系统、选择变压器容量、电气设备、导线截面和仪表量程的依据，也是合理地进行无功功率补偿的重要依据。计算负荷确定得是否正确合理，直接影响到电气设备和导线电缆的选择是否经济合理。如计算负荷确定过大，将使电器和导线电缆选得过大，造成投资和有色金属的浪费。如计算负荷确定过小，又将使电气设备和导线电缆处于过负荷下运行，增加电能损耗，产生过热，导致绝缘过早老化甚至烧毁，同样要造成损失。由此可见，正确确定计算负荷意义重大。在进行负荷计算时，要考虑环境及社会因素的影响，并应为将来的发展留有适当余量。2.1.2负荷计算的方法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。本设计采用需要系数法确定。主要计算公式有：有功功率：KdPeP(2-1)无功功率:tgPQ(2-2)视在功率:CosPS/(2-3)计算电流:UnSI3/(2-4)2.1.3各车间用电负荷计算各车间用电情况详见电力负荷计算表（表2）。取9.0pK,95.0qK,根据表2可算出：3686iPkW,3471iQkVar则4.331736869.0iPpKPkW工厂配电设计说明书65.3297347195.0iQqKQkVar46775.32974.33172222QPSkVA71.04677/4.3317/SPCos表2：电力负荷计算表序号车间设备名称容量Pe(kW)Kdcosφtgφ计算负荷P(kW)Q(kVar)S(kVA)1铸钢车间动力18000.50.61.3390011971500照明300.824合计1830924119715122热处理车间动力21000.50.80.751050787.51313照明300.824合计21301074787.513323锻工车间动力16000.250.601.33400532666照明300.824合计16304245326804焊接车间动力2000.50.71.02100102143照明300.824合计2301241021615金工车间动力4000.250.61.33100133166照明400.832合计4401321331876总装车间动力2000.150.51.733051.960照明400.832合计2406251.9817空压站动力8000.80.80.75640480800照明300.824合计8306644808198煤气站动力5000.50.80.75250187.5313照明400.832合计540282187.53399总计78700.7136863471519210乘以同时系数KΣp=0.9，KΣq=0.95全厂计算负荷3317.43297.5467711无功补偿容量-200012Cosφ补偿到0.9后全厂计算负荷合计0.943317.41297.5362713变压器损耗54.4217.614全厂计算负荷总计78700.420.9123371.81515.13696工厂配电设计说明书72.2无功功率补偿计算无功补偿是用来提高电压质量、降低网损的有效措施之一，方法是给感性电路中的电感并联电容器，使感性负荷所吸收的无功功率大部分有电容器提供。由于本设计基础资料中规定35kV供电时要求9.0Cos,而由上面计算可知9.071.0Cos，因此需要进行无功补偿。各车间低压计算负荷合计4.3317PkW补偿前71.01Cos补偿后94.02Cos21tgtgPQc(2-5)]94.071.0[4.3317arcCostgarcCostg2086629.04.3317kVar选择补偿2000kVar电容器.无功补偿后，变电所低压侧的计算负荷为：362720005.32974