10KV机械厂工厂供电系统设计

目录第一章绪论..................................................11.1供电的含义及要求..................................................11.2供电设计一般原则..................................................11.3机械厂负荷性质....................................................21.4本设计的要求......................................................2第二章负荷计算与无功补偿....................................42.1负荷计算的意义....................................................42.2负荷计算的方法....................................................42.3计算过程..........................................................52.4无功补偿的原理....................................................92.5无功补偿的意义....................................................92.6无功补偿计算......................................................9第三章电气主接线设计.......................................133.1电气主接线的概述.................................................133.2电气主接线的设计原则.............................................133.3电气主接线设计的基本要求.........................................133.4电气主接线方案...................................................14第四章变压器的选择.........................................154.1变压器台数的确定原则.............................................154.2变压器的分配.....................................................154.3变压器容量的确定.................................................15第五章主接线图仿真.........................................165.1主接线图仿真.....................................................165.2仿真波形.........................................................16总结......................................................19致谢......................................................201第一章绪论1.1供电的含义及要求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；电能的输送的分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。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。工厂供电，就是指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂配电。在工厂中，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（除电化工业外）。电能的重要性，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。（3）优质：应满足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。本次设计是10KV机械厂工厂供配电系统设计。机械厂规模的不断扩大，工业生产耗电功率越来越高，保障合理配置电力系统再变配电所的有效利用。为了能更好的为工业服务，提高电能利用率，提高工厂功率因数，保证生产和生活需要，并做好节能和环保，根据机械厂供电计划，确保供电在工厂中正常运行。配电装置应满足：保证运行可靠按照系统和自然条件以及有关规程要求合理选择电气设备，使选用电气设备具有正确的技术参数，保证具有足够的安全净距，以保证系统正常运行，便于操作、巡视和检修配电装置的结构和布置应力求整齐、清晰，便于操作巡视和检修，还应装设防误操作的闭锁装置及连锁装置，以防带负荷拉合隔离开关、带接地线合闸和误拉合断路器等情况的出现。1.2供电设计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；2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机械厂负荷性质按GB50052-5《供配电系统设计规范》规定，根据电力系统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或影响程度，电力负荷分为以下三级：一级负荷中断供电将造成人身伤亡；中断供电将在政治、经济上造成重大损失时。例如：重大设备损坏、重大产品报废、用重要原料生产的产品大量报废、国民经济中重点企业的连续生产过程被打乱需要长时间才能恢复等；中断供电将影响有重大政治、经济意义的用电单位的正常工作。例如：重要交通枢纽、重要通信枢纽、重要宾馆、大型体育场馆、经常用于国际活动的大量人员集中的公共场所等用电单位中的重要电力负荷。在一级负荷中，当中断供电将发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷，以及特别重要场所的不允许中断供电的负荷，应视为特别重要的负荷。二级负荷中断供电将在政治、经济上造成较大损失时。例如：主要设备损坏、大量产品报废、连续生产过程被打乱需较长时间才能恢复、重点企业大量减产等。中断供电将影响重要用电单位的正常工作。例如：交通枢纽、通信枢纽等用电单位中的重要电力负荷，以及中断供电将造成大型影剧院、大型商场等较多人员集中的重要的公共场所秩序混乱。二级负荷较重要的电力负荷对该类负荷供电的中断，将造成工农业大量减产、工矿交通运输停顿、生产率下降以及市人民正常生活和业务活动遭受重大影响等。一般大型工厂企业、科研院校等都属于二级负荷。三级负荷不属于上述一、二级的其他电力负荷，如附属企业、附属车间和某些非生产性场所中不重要的电力负荷等。1.4本设计的要求本题目是一个实际工程设计项目，要求根据负荷分布及负荷量进行供电系统设计。该厂有2路专用10kV电源来自城市电网，10kV/0.4kV变电站供电。该厂除铸造车间、电镀车间和锅炉房属二级负荷外，其余均属三级负荷。低压动力设备均为三相，额定电压为380V。照明及家用电器均为单相，额定电压为220V。工厂最大负荷时的高压侧功率因数不低于0.9。本厂的负荷统计资料如下表所示。3厂房编号用电单位名称负荷性质设备容量/kw设备数需要系数功率因数1铸造车间动力80450.3~0.40.65~0.70照明1210.7~0.91.02锻压车间动力80460.2~0.30.60~0.65照明1210.7~0.91.03金工车间动力80460.2~0.30.60~0.65照明1210.7~0.91.04工具车间动力40250.2~0.30.60~0.65照明1230.7~0.91.05电镀车间动力30230.4~0.60.70~0.80照明1220.7~0.91.06热处理车间动力20240.4~0.60.70~0.80照明1230.7~0.91.07装配车间动力20250.3~0.40.65~0.75照明1240.7~0.91.08机修车间动力20230.2~0.30.60~0.70照明720.7~0.91.09锅炉房动力40260.4~0.60.60~0.70照明420.7~0.91.010仓库动力10240.2~0.30.60~0.70照明410.7~0.91.011宿舍区照明40240.6~0.81.04第二章负荷计算与无功补偿2.1负荷计算的意义电力负荷又称负荷，有两种含义：一是指耗用电能的用电设备或用户，如说重要负荷、一般负荷、动力负荷、照明负荷等。另一种是指用电设备或用户耗用的功率或电流大小，如说轻负荷（轻载）、重负荷（重载）、空负荷（空载）、满负荷（满载）等。电力负荷的具体含义视具体情况而定。要进行工程的供电设计，必须首先将这些原始资料变成电力设计所需要的假想负荷——即计算负荷，然后根据计算负荷按允许发热条件来确定发电机组和变压器的容量，选择供电系统的导线截面，确定提高功率因数的措施，选择及整定保护设备以及校验供电电压的质量等等。所以，电力负荷的计算是整个工程供电设计的依据。如负荷计算过低可能使供电元件过热，加速其绝缘损坏，增大电能损耗，影响供电系统的正常工作，甚至影响工程的战时指挥、通信联络等战时作用的发挥。反之，如果负荷计算过大，将使发电机组和变乐器的容量过大，会使工程的一次性投资增加，过大的设备在长期负荷率严重不足的情况下运行也不经济。因此，负荷计算的正确与否，将直接关系到工程的供电质量和经济指标，必须认真对待。2.2负荷计算的方法目前，负荷计算的方法主要有：需用系数法、二项式法等、利用系数法、ABC法。本设计采用需要系数法确定。主要计算公式有：有功功率：无功功率：视在功率：计算电流：变压器功率损耗: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》及GB50054-95《低压配电设计规范》等规范，进行工厂供电设计。做到“安全、可靠、