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10KV机械厂工厂供电系统设计.docx
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10KV机械厂工厂供电系统设计.docx
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目录
第一章 绪论 ....................................................1
1.1 供电的含义及要求 ...................................................1
1.2 供电设计一般原则 ...................................................1
1.3 机械厂负荷性质 .....................................................2
1.4 本设计的要求 .......................................................2
第二章 负荷计算与无功补偿 ......................................4
2.1 负荷计算的意义 .....................................................4
2.2 负荷计算的方法 .....................................................4
2.3 计算过程 ...........................................................5
2.4 无功补偿的原理 .....................................................9
2.5 无功补偿的意义 .....................................................9
2.6 无功补偿计算 .......................................................9
第三章 电气主接线设计 .........................................13
3.1 电气主接线的概述 ..................................................13
3.2 电气主接线的设计原则 ..............................................13
3.3 电气主接线设计的基本要求 ..........................................13
3.4 电气主接线方案 ....................................................14
第四章 变压器的选择 ...........................................15
4.1 变压器台数的确定原则 ..............................................15
4.2 变压器的分配 ......................................................15
4.3 变压器容量的确定 ..................................................15
第五章 主接线图仿真 ...........................................16
5.1 主接线图仿真......................................................16
5.2 仿真波形..........................................................16
总 结 ........................................................19
致 谢 ........................................................20
1
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
动力
804
5
0.3~0.4
0.65~0.70
1
铸造车间
照明
12
1
0.7~0.9
1.0
动力
804
6
0.2~0.3
0.60~0.65
2
锻压车间
照明
12
1
0.7~0.9
1.0
动力
804
6
0.2~0.3
0.60~0.65
3
金工车间
照明
12
1
0.7~0.9
1.0
动力
402
5
0.2~0.3
0.60~0.65
4
工具车间
照明
12
3
0.7~0.9
1.0
动力
302
3
0.4~0.6
0.70~0.80
5
电镀车间
照明
12
2
0.7~0.9
1.0
动力
202
4
0.4~0.6
0.70~0.80
6
热处理车间
照明
12
3
0.7~0.9
1.0
动力
202
5
0.3~0.4
0.65~0.75
7
装配车间
照明
12
4
0.7~0.9
1.0
动力
202
3
0.2~0.3
0.60~0.70
8
机修车间
照明
7
2
0.7~0.9
1.0
动力
402
6
0.4~0.6
0.60~0.70
9
锅炉房
照明
4
2
0.7~0.9
1.0
动力
102
4
0.2~0.3
0.60~0.70
10
仓库
照明
4
1
0.7~0.9
1.0
11
宿舍区
照明
402
4
0.6~0.8
1.0
4
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、优质、经济”的基本要求。并处理好局部与全局、当前与长远利益的关系,
以便适应今后发展的需要,同时还要注意电能和有色金属的节约等问题。
2.3 计算过程
工厂常用的用电设备种类繁多,根据其用途和特点,大致可分为三类:生产加工机
械的拖动设备,照明设备,加热设备。生产加工机械的拖动设备是机械加工类工厂的主
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