工厂供配电系统设计

1、杭州电子科技大学电气工程课程设计报告题 目工厂供配电的系统设计学院信息工程学院专业电气工程及其自动化姓名魏佳健班级一班学号15907222指导教师高慧敏工厂供电题目五 设计依据如下：（ 1 ）工厂总平面图如图 1.1 所示。（ 2 ）工厂负荷情况：本厂多数车间为三班制，年最大负荷利用小时数4600h, 日最大负荷持续时间为 6h 。该厂处铸造车间、电镀车间和锅炉房属二级负荷外，其余均属三级负荷。全厂的负荷表见表1.1 。（ 3 ）供电电源情况：按照工厂与当地供电部门签订的供用电协议规定，本厂可由附近一条10kV 的公用电源干线取得电源。该干线走向参看工厂总平面图。为满足工厂二级负荷的要求， 可

2、采用高压联络线由邻近的单位取得备用电源。 已知与本厂高压侧有电气联系的架空线路总长度为 80km, 电缆线路总长度为 25km 。（4）气象资料：本厂所在地区的年最高气温为 38 ，年平均气温为 23，年最低气温为-8，年最热月平均最高气温为 33 ，最热月平均气温为 26 ，年最热月地下0.8m 处平均温度为 25 .当地主导风向为东北风，年雷暴日数为 20 天。（ 5 ）地质水文资料：本厂所在地区平均海拔500m, 地层以砂粘土为主，地下水位2m. 。（ 6 ）电费制度：本厂与当地供电部门达成协议，在工厂变电所高压侧计量电能，设专用计量柜，按两部电费制交纳电费。每月基本电费按主变容量计为1

3、8元/（kVA）,动力电费为0.20元/（kw.h）,照明电费为0.50元/（kw.h）。工厂最大负荷时的功率因数不得低于0.90。此外，电力用户按新装变压器容量计算，一次性向供电部门交纳供电贴费： 6 10kV 为 800 元/(kVA)。1.任务(1)计算电力负荷和无功功率补偿；(2)选择本变电所主变的台数、容量和类型;(3)设计本变电所的电气主接线；(4)进行必要的短路电流计算；(5)选择和校验变电所一次设备及进出线；图1.1工厂总平面图表1.1全厂负荷表厂房编号厂房名称负荷类别设备容量/Kw需要系数功率因数1铸造车间动力3000.30.70照明60.81.02锻压车间动力3500.30

4、.65照明80.71.07金工车间动力4000.20.65照明100.81.06工具车间动力3600.30.60照明70.91.04电镀车间动力2500.50.8照明50.81.03热处理车间动力1500.60.80照明50.81.09装配车间动力1800.30.70照明60.81.010机修车间动力1600.20.65照明40.81.08锅炉房动力500.70.80照明10.81.05仓库动力200.40.8照明10.81.0生活区照明3500.70.91.电力负荷和无功功率补偿电力负荷计算单组用电设备计算负荷的计算公式a）有功计算负荷（单位为KW）P30 = Kd Pe,Kd为系数b）无功

5、计算负荷（单位为kvar）P3otan :c）视在计算负荷（单位为kvA）S30P30cos ;精品资料d）计算电流（单位为A）I30=*J, Un为用电设备的额定电压（单位为 KV）：3U n多组用电设备计算负荷的计算公式a）有功计算负荷（单位为KW）P30= Kp P30i,式中P30i，是所有设备组有功计算负荷P30之和，Kp是有功负荷同时系数,可取 0.850.95 b）无功计算负荷（单位为kvar）Q30 = Kq2Q30i，, ZQ30i，是所有设备无功Q30之和；Kq是无功负荷同时系数,可取 0.90.97c）视在计算负荷（单位为kvA）d）计算电流（单位为A）S30二,P30

6、Q30I 30S303Un经过计算，得到各厂房和生活区的负荷计算表，如表1.1所示（额定电压取380V）编号名称类别设备容量Pe/kW聿里:玄KU攵不数Kdcos中tan中计算负荷P30/kWQ30 /kvarS30/kVAI 30 /A铸造动力3000. 30.71.029091.8128.6195.41照明60. 81 . 004.804.87.3车间小计30694.891.8133.4202.7锻压动力3500. 30.651.17105122.9161.5245.42照明80.71 . 005.605.68.5车间小计358110.6122.9167.1253.9热处理动力1500.6

7、0.80.759067.5112.5170.93照明50.81 . 004046.1车间小计1559467.5116.5177电镀动力2500.50.80.7512593.8156.3237.44照明50.81 . 004046.1车间小计25512993.8159.3243.55仓库动力200. 40. 80.75861015.2照明10. 81 . 000.800.81.2小计218.8610.816.46工具车间动力3600.30.61.33108144180273.5照明70.91 . 006.306.39.6小计367114.3144186.3283.17金工车间动力4000.20.

8、651.178093.6123.1187照明100.81 . 0080812.2小计4108893.6131.1199.28锅炉车间动力500.70.80.753526.343.866.5照明10. 81 . 0080812.2小计514326.351.878.79装配车间动力1800.30.71.025455.177.1117.2照明60. 81 . 004.804.87.3小计18658.855.181.9124.510机修动力1600.20.651.173237.449.274.8照明40. 81 . 003.203.24.9小计16435.237.452.479.711生活区照明350

9、0.70.90.48245117.6272.2413.6总计（380V侧）动力22201021.5856照明403计入 Kp=0.85, Kq=0.90.75868.3770.41160.81763.7表1.1各厂房和生活区的负荷计算表无功功率补偿:无功功率的人工补偿装置：主要有同步补偿机和并联电抗器两种。由于并联电抗器具有安装简单、运行维护方便、有功损耗小以及组装灵活、扩容方便等优 点，因此并联电抗器在供电系统中应用最为普遍。由表1.1可知，该厂380V侧最大负荷时的功率因数只有 0.75。而供电部门要求该厂10KV进线侧最大负荷时功率因数不低于0.9。考虑到主变压器的无功损耗元大于有功损耗

10、，因此380V侧最大负荷时功率因数应稍大于 0.9,暂取0.92 来计算380V侧所需无功功率补偿容量：QC = P30 (tan 1 - tan ;:2 )=868.3 tan(arccos0.75) - tan(arccos0.92)=395.0kvarQ30 =Q30 -Q30 *0.05=770.4-770.4*0.05=731.88kvar参照图2,选PGJ1型低压自动补偿评屏，并联电容器为BWF10.5_100_1型，采用其方案1一，Q30 =(主屏)1台与方案3 (辅屏)4台相结合，总共容量为100kvar父5=500kvar。补偿前后，变压器低压侧的有功计算负荷基本不变，而无功

11、计算负荷(731.88 -500) kvar=231.88kvar ,视在功率 S30 = PP30 +Q3o =898.7kVA ,计算电, 出P30流I30 =F=1365.5A,功率因数提高为cos中二上一二0.967。,-43U NS30在无功补偿前，该变电所主变压器 T的容量为应选为1250kVA,才能满足负荷用电的需要；而采取无功补偿后，主变压器T的容量选为1000kVA的就足够了。同时由于计算电流的减少，使补偿点在供电系统中各元件上的功率损耗也相应减小，因此无功补偿的经济效益十分可观。因此无功补偿后工厂380V侧和10kV侧的负荷计算如表1.2所示。主屏辅屏1君C发C:之C1#方

12、案3#方案6支路6支解2#方案4#方案8支路8支监图2 PGJ1型低压无功功率自动补偿屏的接线方案表1.2无功补偿后工厂的计算负荷项目cos中计算负荷P30/KWQ30 /kvarS30 /kVAI 30 /A380V侧补偿前负荷0.75868.3770.41160.81763.7380V侧无功补偿容量-500380V侧补偿后负荷0.967868.3270.4898.71365.5主变压器功率损耗0.01 S3o=11.60.05 S30 =58.0410KV侧负荷计算0.92879.9328.44939.214272.变电所主变压器及主接线方案的选择变电所主变压器的选择根据工厂的负荷性质和电

13、源情况，工厂变电所的主变压器考虑有下列两种可 供选择的方案：a)装设一台变压器型号为S9型，而容量根据式Snt之S30, Snt为主变压器 容量，S30为总的计算负荷。选SNT =1000 KVA S30 =900KVA ,即选一台 S9-1000/10型低损耗配电变压器。至于工厂二级负荷所需的备用电源，考虑由 邻近单位相联的高压联络线来承担。b)装设两台变压器型号为S9型，即：Snt 定(0.6 0.7)父 900 KVA= (540630) KVA而且Snt= S30 (1+2 ) = ( 158+191.5+74 ) KVA=423.5KVA因此选两台S9-630/10型低损耗配电变压器。工厂二级负荷所需的备用电源，考虑由邻近单位相联的高压联络线来承担。主变压器的联结组均为Yyn0。变电所主接线方案的选择按上面考虑的两种主变压器方案可设计下列两种主接线方案:1 .装设一台主变压器的主接线方案10kVS9-100010/0.4kVF220/380V主变联络（备用）高压柜列GG-GG-GG-GG-1A(J)1A(F)1A(F)1A(F)-03-54-07-07图2.1装设一台主变压器的主接线方案2 .装设两台主变压器的主接线方案10kVFS4-10GW-10衿 GG-1A(F)-113、11GG-1A(J)-01J. 工J：GG-1A(F)-54*一-厂yW