工厂供电技术论文

工厂供电技术论文

--厂用变电所主结线的设计

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目 录

一、绪 论

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。 在工厂里，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（除电化工业外）。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。 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。 二、设计原则 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；

必须遵守国家的有关规定及标准，执行国家的有关方针，包括节约能源，节约有色金属等技术经济。

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。 三、设计目的 通过课程设计可以巩固本课程理论知识，了解变电所设计的基本方法，了解变电所电能分配等各种实际问题，培养分析和解决实际工程技术问题的能力，同时对电力工业的有关、方针、技术规程有一定的了解，在计算绘图、编号、设计说明书等方面得到训练，为今后的学习工作奠定基础。 四、设计内容 某工厂共有4座车间，每个车间负荷为1600KVA，功率因素为0.7，工厂可以得到35KV供电电压，厂内有一部需要35KV的高压锅炉，功率为700KW，厂总变电所用电为100V，4个车间需要配电电压为10.5KV，设计厂用总变电所的主结线，功率因素需要补偿到0.85。 五、设计方案论证 ➢ 收集基础资料（包括负荷、电源和自然情况）；

➢ 进行负荷计算和无功功率补偿（采用需用系数法和静电电容器补偿）； ➢ 确定供电电源（电压、供电方式、回路数），确定变压器的台数和容量，拟定主结线方案；

➢ 进行短路电流计算(采用标么制法)；

➢ 主要电器设备选择（高压断路器、隔离开关、母线、电流互感器、电压互感

器、电容器等）；

➢ 主要设备的继电保护设计（写明保护原则、制定保护方案、绘制原理展开图、

写明工作原理）。

六、计算过程

1、负荷计算 补偿前的计算负荷和功率因数 低压侧的有功计算负荷为： Sc1=1600kva Pc1=Sc1cosα=1600×0.7=1120kw Qc1=Sc12Pc12=1600211202=1142.63Kvar Pc2=K Qc2=KPPC1=0.9×1120×4=4032kw QC1=0.95×1142.63×4=4341.99Kvar Q Sc2=Pc22Qc22 =403224341.992 =5925.36kva 变压器的功率损耗为： △Pt=0.015Sc2=0.015×5925.36=88.88kw △Qt=0.06Sc2=0.06×5925.36=355.52Kvar 变电所高压侧总的计算负荷为： Pc3=Pc2+△Pt=4032+88.88=4120.88kw Qc3=Qc2+△Qt=4341.99+355.52=4697.51Kvar Sc3=Pc32Qc324120.8824697.512=6248.86kva Sc4=Sc3+S锅=6248.86+700=6948.86kva 变电所高压侧的功率因数为：

Pc3 cosα==4120.88/6248.86=0.66

Sc32、确定补偿容量

现要求高压侧为0.85，而补偿在低压侧进行，所以我们考虑到变压器的损耗，可设低压侧补偿后的功率因数为0.88来计算需补偿的容量。

Qc.c=Pc2(tan1-tan2)=4032×(1.02-0.54)=1935.36kvar

查表选BW10.5-120-1型性电容器，需要的数量为：

n=

Qc.c=1935.36/120=16.128 Qn.c实际补偿容量为：

考虑三相均衡分配，应装设18个并联电容器，每相6个。 Qc.c=18×120=2160kvar

3、补偿后的计算负荷和功率因数

变电所低压侧视在计算负荷为： Sc1=Pc22(Qc2nQn.c)2 =40322(4341.991820)2=4584.55 此时变压器的功率损耗为: △Pt1=0.015Sc11=0.015×4584.55=68.77kw △Qt1=0.06Sc11=0.06×4584.55=275.07kvar Pc21=Pc11+△Pt1=4032+68.77=4100.77kw Qc21=Qc11+△Qt1=4341.99-2160+257.07=2457.06kvar Sc21=Pc212Qc2124100.7722458.062=4780.53kva △S=6248.86-4780.53=1468.33kva 变电所高压侧的功率因数为: Pc11cosα2==4100.77/4780.53=0.85 Sc11七、变电所主变压器和主结线方案的选择 1、变电所主变压器的选择 根据工厂的负荷性质和电源情况，工厂变电所的主变压器选择以下方案： ⑴、装设一台主变压器 选择单台主变压器，容量按下式选择

SN(1.15~1.4)SC即：

SN(1.15~1.4)SC5497.61~6692.74KVA，型式采用S7-7000/35

⑵ 、装设两台主变压器 型式采用S7，每台容量按式：

SN·T≈（0.6～0.7）Sc选择，即；

由于企业负荷较大所以选择两台主变压器，型式为S7-3500/35

2、变电所主结线方案的选择

按上面考虑的两种主变压器的方案可设计下列两种主结线方案： ➢ 装设一台主变压器的主结线方案。 ➢ 装设两台主变压器的主结线方案。

八、短路电流的计算

1、计算等效电路 计算系统图画出短路电流计算等效电路图。由油断路器断流容量估算系统电抗，用X1表示。 2、计算元件电抗标幺值 取基准容量Sd=100MVA,基准电压，2个电压等级的基准电压分别为Ud1=35kv,Ud2=10.5kv，相应的基准电流分别为Id1,Id2，则个元件电抗标幺值为：

Sd100系统X X1*0.1 Soc1000S100*XOl1d0.4300.98 线路1WL X222Ud351*变压器T1和T2 X3UK%Sd7.51001.5 100SN10053、K1点三相短路电流和短路容量的计算 1）、计算短路回路的总阻抗标幺值 2) 、计算K1点所在电压级的基准电流 3) 、计算K1点短路电流各量

4、K2点三相短路电流和短路容量的计算

1）、计算短路回路的总阻抗标幺值

2) 、计算K2点所在电压级的基准电流 3) 、计算K2点短路电流各量

参考文献

[1]电气设计手册. 机械工业出版社.2007 [2]民用建筑设计规范JGJ/T 16-92 住宅设计规范GB 50096-1999

住宅设计标准 DB 62/25-3011-2002

[3]《工厂供电》 2005年7月第4版 机械工业出版社 刘介才 编 [4]《中小型变电所实用设计手册》 2000年5月第1版 中国水利水电出版社 雷振山 编 [5]《实用供配电技术手册》 2002年1月第一版 中国水利水电出版社 刘介才 编 [6]《常用供配电设备选型手册 》1998年2月第一版煤炭工业出版社 王子午 徐泽植 编 [7]《10kV及以下供配电设计与安装图集》中册 2002年1月第一版 煤炭工业出版社 王子午 陈昌 编 [8]《工厂常用电气设备手册下册补充本（一），（二）》 2003年二月第一版 中国电力出版社 [9]《建筑工程常用材料设备产品大全》 1992年10月第一版 中国建筑工业出版社