工厂供电项目设计方案

工厂供电项目设计方案1绪论1.1引言供配电技术，就是研究电力的供应及分配的问题。电力，是现代工业生产、民用住宅、及其事业单位的主要能源和动力，是现代文明的物质技术基础。没有电力，就没有国民经济的现代化。因此，电力供电如果突然中断，则将对这些用电部门造成严重和深远的影响。故，做好供配电供电工作，对于保证正常的工作、学习和生活将有十分重要的意义。供配电工作要很好的为用电部门及整个国民经济服务，必须达到以下的基本要求]5[：(1)安全：在电力的供应、分配及使用中，不发生人身事故和设备事故。(2)可靠：应该满足电力用户对供电可靠性和连续性的要求。(3)优质：应该满足电力用户对电压质量和频率质量的要求。(4)经济：应使供配电系统投资少，运行费用低，并尽可能的节约电能和减少有色金属消耗流量。另外，在供配电工作中，还应合理的处理局部和全局，当前与长远的关系，即要照局部和当前利益，又要有全局观点，能照顾大局才适合发展。我们这次的课程设计的题目是：某变电所一次系统设计。作为工厂随着时代进步的推进和未来的发展，对工厂的设施建设提出了很大的要求。因此，在做供配电设计工作时，要为未来的发展提供足够的空间。1.2设计原则]5[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本设计所做的主要工作目前世界上机械生产能源和动力主要来源于电能。电网的正常运行是保证机械生产安全前提。根据设计任务书的要求，结合实际情况和市场上现有的电力产品及其技术，本文主要做了以下工作：1、负荷计算变配电所的负荷计算，是根据所提供的负荷情况进行的，本文列出了负荷计算表，得出总负荷。2、一次系统图跟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。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力稳定检验，并列表表示。7、电缆的选择为了保证供电系统安全、可靠、优质、经济地运行，进行电缆截面选择时必须满足发热条件：电缆(包括母线)在通过正常最大负荷电流即线路计算电流时产生的发热温度，不应超过其正常运行时的最高允许温度。2负荷计算及电容补偿]5[2.1负荷计算的方法负荷计算有需要系数法和二项式法两种方法。由于本供配电所用电部门较多，用电设备台数较多，设计采用需要系数法予以确定。1．单台组用电设备计算负荷的计算公式(1).有功计算负荷(单位为kW)：30dePKP(2-1)式中30P—设备有功计算负荷(单位为kW)；eP—用电设备组总的设备容量(不含备用设备容量，单位为kW)；dK—用电设备组的需要系数。(2).无功计算负荷(单位为kvar)3030tanQP=(2-2)式中30Q—设备无功计算负荷(单位为kvar)；tan—对应于用电设备组功率因数cos的正切值。(3).视在计算负荷(单位为kVA)3030cosPS=(2-3)式中30S—视在计算负荷(单位为kVA)；cos—用电设备组的功率因数。(4).计算电流(单位为A)30303NSIU=(2-4)式中30I—计算电流(单位为A)；30S—用电设备组的视在功率(单位为kVA)；NU—用电设备组的额定电压(单位为kV)。2．多组用电设备计算负荷的计算公式(1).有功计算负荷(单位为kW)iPPKP3030(2-5)式中30P—多组用电设备有功计算负荷(单位为kW)；30iP·∑—所有设备组有功计算负荷30P之和；pK∑•—有功负荷同时系数，可取0.85～0.95。(2).无功计算负荷(单位为kvar)iQQ30q30K(2-6)式中30Q—多组用电设备无功计算负荷(单位为kvar)；30iQ—所有设备组无功计算负荷30Q之和；qK—无功负荷同时系数，可取0.8～0.95。(3).视在计算负荷(单位为kVA)23023030QPS(2-7)(4).计算电流(单位为A)N3030U3SI(2-8)(5).功率因数3030SPcos(2-9)2.2负荷统计计算根据提供的资料，列出负荷计算表。因设计的需要，计算了各负荷的有功功率、无功功率、视在功率、计算电流等。表中生活区的照明负荷中已经包括生活区各用户的家庭动力负荷。具体负荷的统计计算见表2-1。表2-1某变电所一次系统设计负荷计算表序号名称类别设备容量ep(kW)需要系数dKcostan计算负荷30(kW)p30(kvar)Q30(kVA)S30(A)I1铸造车间动力2900.40.71.02116118.32165.71251.80照明100.80.90.488.003.848.8913.51小计300———124122.16174.07264.472锻压车间动力2000.30.61.336079.8100151.9照明100.70.90.4873.367.7811.82小计210———6783016106.79162.253仓库动力300.40.850.6212.007.4414.1221.45照明50.80.90.484.001.924.446.75小计35———16.009.3618.5428.164电镀车间动力1000.50.850.6250.0031.0058.8289.36照明80.80.90.486.43.077.1110.80小计108———56.434.0765.93100.115工具车间动力2200.30.651.1766.0077.22101.54154.27照明100.90.90.489.004.3210.0015.19小计230———75.0081.54110.79168.326组装车间动力2000.40.71.0280.0081.60114.29173.64照明300.80.90.4824.0011.5226.2740.52小计230———104.0093.12139.60212.107维修车间动力2000.20.61.3340.0053.2067.00101.29照明130.80.90.4810.404.9911.5617.56小计213———50.4058.1976.98116.968金工车间动力4000.20.651.1780.0093.60123.08187.00照明160.80.90.4812.806.1414.2221.61小计416———92.8099.74136.23206.999焊接车间动力8300.30.451.98249493.02553.33840.67照明460.80.90.4836.8017.6640.8962.12小计876———285.8510.68585.21889.1410锅炉房动力1000.70.80.7570.0052.5087.50132.94照明30.80.90.482.41.152.674.06小计103———72.453.6590.11136.9111热处理车间动力2000.60.71.02120.00122.40171.43260.45照明100.80.90.488.003.848.8913.51小计210———128.00126.24179.78273.1512生活区照明800.70.90.4856.0026.8862.2294.53总计（380v侧）动力照明取95.0q8.0p1015.021233.851597.702427.462.1电容补偿由表2-1知：1597.7kVAS，r1233.85kvaQ，1015.02kWP303030，因此该厂380V侧最大负荷时的功率因数为64.0COS供电部门要求该厂10kV进线侧最大负荷时的功率因数不应低于0.9。考虑到主变压器的无功损耗远大于有功损耗，因此380V侧最大负荷时功率因数应稍大于0.9，本文取0.93来计算380V侧所需无功功率补偿容量：Qc)]93.0tan(arccos)64.0s[tan(arcco02.1015=1015.02(1.201-0.395)=817.88kvar选PGJ1型低压自动补偿屏，并联电容器为BW0.4-75-1/3型，采用其方案1（主屏）1台与方案3（辅屏）10台相组合，总共容量75kvar×11=825kvar。无功补偿后工厂380V侧的负荷计算：var85.408825123302.1015'30'30kQkWPkVAQPS27.109485.40802.1015222'302'30'30补偿后低压侧的功率因素：932.0cos'30'30QP无功补偿后工厂10KV侧的负荷计算：kWPPP1.1025'30'‘30vark3.384'30''30QQQkVAS8.109430AI18.633094.0cos3变压器选择及主接线方案确定3.1主变压器台数选择选择主变压器台数时应考虑下列原则：1．应满足用电负荷对供电可靠性的要求。对供有大量一、二级负荷的变电所，应采用两台变压器，以便当一台变压器发生故障或检修时，另一台变压器能对一、二级负荷继续供电。对只有二级而无一级负荷的变电所，也可以只采用一台变压器，但必须有备用电源。2．对季节性负荷或昼夜负荷变动较大，适于采用经济运行方式的变电所，可采用两台变压器。3．当负荷集中且容量相当大的变电所，虽为三级负荷，也可以采用两台或多台变压器。4．在确定变电所台数时，应适当考虑负荷的发展，留有一定的余地。3.2主变压器容量选择根据工厂的负荷性质和电源情况，工厂变电所的主变压器可有下列两种方案：1．只装一台主变压器的变电所主变压器容量S应满足全部用电设备总计算负荷30S的需要，即30.SSTN(3-1)根据式(3-1)，主变选用一台接线方式为S9-1250/10型变压器，根据民用建筑规要求主变压器的负载率不宜大于85%，而kVAS5.1062%851250。显然满足要求。至于供配电所的二级负荷的备用电源，由与邻近单位相联的高压联络线来承担。因此装设一台主变压器时选一台接线方式为S9-1250/10型低损耗配电变压器。2．装有两台主变压器的变电所每台变压器的容量NS应同时满足以下两个条件：(1)任一台变压器单独运行时，应满足总计算负荷30S的大约60%至70%的需要，即30.7.06.0SSTN(3-2)(2)任一台变压器单独运行时，应满足全部一、二级负荷的需要，即30.SSTN(3-3)VASSk765.99-656.560.1-0.630kVSS27.33011.9089.6507.174,因此选两台接