电气自动化工厂供配电毕业设计

1、目 录摘要 关键词 2一工厂供电意义2二工厂供配电系统的基本概念.3三供配电工程设计程序.3（） 扩大初步设计.3（） 施工图设计.3四设计内容及计算4（） 介绍用电负荷的分类.4（） 负荷的计算.5（） 设备的分类.5（） 计算.7总结10参考文献.11谢辞.12东海化工厂高，低压配电设计 -工厂用电设备容量统计和计算负荷确定作者：高春燕摘要：随着社会的发展，电力系统的规模越来越大，结构也越来越复杂。 厂用电系统是电力系统的一个组成部分，随着电力系统电压等级的不断提高，网络也日益复杂，工厂用电的作用尤为重要。其中工厂变配电所是工厂供配电系统的核心，在工厂中占有特别重要的地位，工厂变配电所按其

2、作用可分为工厂变配电和工厂配电所。根据设计任务书的要求，然后通过计算确定计算负荷。根据任务书内容首先对用电设备进行分类统计，然后采用需要系数方法（目前计算负荷常用需要系数法和二项式系数法）进行分车间计算负荷。最后采用全厂的同时系数计算确定全厂总计算负荷。即总计算负荷为P30=3429.1KW、Q30=2696.6Kvar、S30=4443.1KVA、I30=6066.1A 为其他同学提供正确的设计参数。关键词：设备容量 计算负荷 变配电所 功率补偿 第一章 工厂供电的意义：工厂供电就是指工厂所需要电能的供应和分配供配电系统是电力系统的一个重要组成部分，是电力系统中110KV及以下电压等级，对某

3、地区或某工厂企业进行电能供应和分配的系统。电能的使用主要集中在工业用电，商业和居民的供配电系统称为民用供配电系统，二者的组成基本类似。搞好供配电系统的设计对于发展生产，提高经济效益保障人民生活具有重要意义。因此做好工厂供配电的工作是很重要的，由于能源节约是工厂供配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，因此必须做好工厂供配电工作。厂供配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）

4、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，运用费用要低，并尽可能地节约电能和减少有色金属消耗量。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，既要照顾局部和当前利益，有要有局部观点，能顾全大局，适应发展。第二章 工厂供配电系统的基本概念电能是由发电厂生产的，但发电厂往往距离城市和工业中心很远，这就需要将电能经过线路输送到城市或工业企业。为了减少输电时的电能损耗，输送电能时要升压，采用高压输电线路将电能输送给用户，同时为了满足用户对电压的要求，输送到用户之后还要经过降压，而且还要合理地将电能分配到用户或生产车间的各个用电设备。为了提高供电的可

5、靠性和经济性，将各发电厂通过电力网连接起来并联运行，组成庞大的联合动力系统。将各种类型发电厂中的发电机、升压降压变压器、输电线路以及各种用电设备联系在一起构成的统一的整体就是电力系统。用以实现完整的发电、输电、变电、配电和用电。而本设计主要为该工厂的供配电，具体设计得先前计算“计算负荷”。具体设计如下：第三章 供配电工程设计程序用户供配点工程的设计通常可以分为初步设计，技术设计和施工图设计等三个阶段。如果工程规模较小或技术不太复杂，也可分为初步设计和施工图设计两个阶段。如果设计任务紧迫，且工程规模较小，并经济术论证许可时，也可合并为一个阶段，直接进行施工图设计。1 扩大初步设计扩大初步设计的任

6、务，主要是根据设计任务书的要求，进行负荷的统计计算，确定需电容量，选择供配电系统的初步方案和主要设备，提出主要设备材料清单，并编制工程概算，报上级主管部门批准，扩大初步设计提出的资料应为设计说明书及工程概算两部分。2 施工图设计施工图设计是在扩大初步设计方案和概算经上级主管部门批准以后，为满足安装施工的要求所进行的设计技术，重点是绘制各种安装施工图。施工图是安装施工时的重要必备资料。施工图设计的主要内容是：（1） 校正和修订扩大初步设计的基本资料和确定计算数据。（2） 按照扩大初步设计的结果，绘制各种设备的单项安装施工图和各项工程的布置图，平面图，剖面图等。（3） 编制安装施工说明书和工程预算

7、，列出所需设备，材料明细表等。第四章 设计内容设计题目:东海化工厂高、低压变配电所设计 课题已知用电设备技术参数如下:某24小时连续生产工厂:生活照明： 50KW； 厂区照明：35 KW； 水泵电机：132KW四台，55KW六台； 一车间电动机：40KW六台、30KW六台、95KW两台、132KW三台；二车间电动机：22KW四台、18KW三 台、215KW两台、45KW两台； 三车间电动机：220 KW两台、120KW6台、75KW电炉三台；维修车间： 30KW电焊机五台。设计:高低压变电所。本设计任务：根据东海化工厂用电设备总容量计算确定全厂计算负荷。 1. 介绍用电负荷的分类 在工业企业中

8、，各类负荷的运行特点和重要性不一样，它们对供电的可靠性和电能品质的要求不同。为了合理地选择供电电源及设计供电系统，以适应不同的要求，我国将工业企业的负荷按其对可靠性的要求的不同划分为一级负荷、二级负荷、三级负荷。（） 一级负荷一级负荷在供电突然中段时将造成人身的危险，或造成重大设备损坏难以修复，或给国民经济带来极大损失。因此一级负荷应要求由两个独立电源供电。（） 二级负荷二级负荷如果突然断电，将造成生产设备局部破坏，或生产流程乱难以恢复，工厂内部运输停顿，出现大量废品或大量减产，因而在经济上造成一定损失。( 3 )三级负荷所有不属于一级和二级负荷的电能用户均属于三级负荷。总的介绍：“电力负荷”

9、在不同的场合可以有不同的含义，它可以指用电设备或用电单位，也可以指用电设备或用电单位的功率或电流的大小，掌握工厂电力负荷的基本概念，准确地确定工厂的计算负荷是设计工厂配电系统的基础。2. 负荷的计算（1）“ 计算负荷”又称需要负荷或最大负荷。“计算负荷”是一个假想的持续性的负荷，其热效应与同一时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。在配电设计中，“计算负荷通常采用30分钟的最大平均负荷作为按发热条件选择电器或导体的依据。 （2） 尖峰电流指单台或多台用电设备持续1秒左右的最大负荷电流。一般取启动电流上午周期分量作为计算电压损失、电压波动和电压下降以及选择电器和保护元件等的依据。在校验瞬动元件

10、时，还应考虑启动电流的非周期分量。 （3） 平均负荷为一段时间内用电设备所消耗的电能与该段时间之比。常选用最大负荷班（即有代表性的一昼夜内电能消耗量最多的一个班）的平均负荷，有时也计算年平均负荷。平均负荷用来计算最大负荷和电能消耗量。根据设计任务书的要求，结合国家供电情况，对工厂用电设备容量进行统计，然后通过计算确定计算负荷。具体方法如下：3. 设备的分类用电设备的名牌上都有一个额定功率，但是由于个用电设备的额定工作条件不同，可分为长期连续工作制，短时工作制和反复短时工作制设备。因此这些名牌声规定的额定功率不能直接想加作为全厂的电力负荷，而必须首先换算成同一工作制的额定功率然后才能相加。长期连

11、续工作制设备备能长期连续的运行，每次连续工作的时间超过8小时而且运行是负荷比较稳定。短时工作制设备设备的工作时间较短，而且歇时间相对比较长反复短时工作制设备备的工作呈周期性，时而工作时而停歇，如此反复且工作时间与停歇时间有一定的比例。 【1】 电焊设备电焊设备是车辆制造、锅炉制造、机床制造等制造厂的主要用电设备，在中小型机械类工厂中通常只作为辅助加工设备，负荷量不会太大。电焊包括利用电弧的高温进行焊接的电弧焊，利用电流通过金属连接处产生的电阻高温进行焊接的电阻焊（接触焊），利用电流通过熔化焊剂产生的热能进行焊接的电渣焊等。常见的电焊机有电弧焊机类。电焊机的工作特点是：（1） 工作方式呈一定得同

12、期性，工作时间和停歇时间相互交替。（2） 功率较大，380V单台电焊机功率可达400KVA，三相电焊机功率最大的可达1000KVA以上。（3） 功率因数很低，电弧焊机的功率因数为0.30.35,电阻焊机的功率因数为0.40.85.（4） 一般电焊机的配置不稳定，经常移动。电镀的作用是防止腐蚀，增加美观，提高零件的耐磨性或导电性等，如镀铜、镀铬。另外，塑料、陶瓷等非金属零件表面，经过适当处理形成导电层后，也可以进行电镀。该工厂有电焊设备估计1500 KW.【2】 电热设备工厂电热设备的种类也很多，按其加热原理和工作特点可分为电阻加热炉、电弧炉、感应炉和其他电热设备。其中，电阻加热炉主要用于各种零

13、件的热处理，电弧炉主要用于矿石熔炼、金属熔炼，感应炉主要用于熔炼和金属材料热处理。其他加热设备，包括红外线加热设备、微波加热设备和等离子加热设备等。中小型机械类工厂的电热设备一般较简单，通常配置用于热处理的电阻加热炉和容量不大的感应热处理设备及红外线加热设备。电热设备的工作特点是：（1） 工作方式为长期连续工作方式。（2） 电力装置一般属二级或三级负荷。（3） 功率因数都较高，小型的电热设备可达到1。【3】 照明设备电气照明是工厂供电的重要组成部分，合理的照明设计和照明设备的选用是工作场所得到良好的照明环境的保证。常用的照明灯具有：白炽灯、荧光灯和单灯混光灯等。照明设备的工作特点是：(1) 工

14、作方式属长期连续工作方式。(2) 除白炽灯、卤钨灯的功率因数为1外，其他类型的灯具功率因数均较低。(3) 照明负荷为单相负荷，单个照明设备荷中所占比例通常在10%左右。 【4】 机床、泵类拖动设备 该类为该工厂的主要用电设备，主要特点是：（） 工作方式是长期连续工作的。（） 供电采用直流电源，需要晶闸管整流设备。（） 容量较大，功率从几十千瓦到几百千瓦，功率因数较低，为0.40.6。表 4-1 用电设备分类表长期连续工作制水泵电机，生活照明，厂区照明，一车间电动机，二车间电动机，三车间电动机，维修车间电动机反复短时工作制电焊机短时工作制 根据上表该厂主要为24小时连续运行，并以三相异步电动机为

15、主。 4. 根据给定用电设备参数具体计算如下:水泵电机： Pe=Pn=132×4+55×6=858KW生活照明： Pe=Pn=50KW厂区照明： Pe=Pn=35KW一车间： Pe=Pn=40×6+30×6+95×2+132×2=1006KW二车间： Pe=Pn=22×4+18×3+215×2+45×2=662KW三车间电机： Pe=Pn=220×2+120×6=1160KW（1）照明组计算负荷： 生活照明：查附表1取：Kd=0.8，Cos=1.0 ，tg=0 有功计算负荷：

16、P3O = Pe×Kd=50×0.8=40KW无功计算负荷：Q3O = P3O ×tg=0Kvar视在计算负荷：S3O = P3O /Cos=40/1.0=40KVA计算电流: I3O = S3O /UN=40/（×0.38）=60.8A厂区照明：查附表1取：Kd=1，Cos=1.0，tg=0 有功计算负荷：P3O = Pe×Kd=35×1=35KW无功计算负荷：Q3O = P3O ×tg=0 Kvar视在计算负荷：S3O = P3O /Cos=35/1.0=35KVA计算电流: I3O = S3O /UN=35/（

17、5;0.38）=53.2A（2）水泵组的计算负荷：查附表1取：Kd=0.8，Cos=0.8，tg=0.75 有功计算负荷：P3O = Pe×Kd=858×0.8=686.4KW无功计算负荷：Q3O = P3O ×tg=686.4×0.75=514.8Kvar视在计算负荷：S3O = P3O /Cos=686.4/0.8=858KVA计算电流: I3O = S3O /UN=858/（×0.38）=619.2A（3） 一车间电动机：查附表1取：Kd=0.88，Cos=0.8，tg=0.75 有功计算负荷：P3O = Pe×Kd=1006&

18、#215;0.88=885.2KW无功计算负荷：Q3O = P3O ×tg=885.2×0.75=663.9Kvar视在计算负荷：S3O = P3O /Cos=885.2/ 0.8 =1106.5KVA计算电流: I3O = S3O /UN=1106.5/（×0.38）=1681.2A（4）二车间电动机：查附表1取：Kd=0.88，Cos=0.8，tg=0.75 有功计算负荷：P3O = Pe×Kd=662×0.88=582.6KW无功计算负荷：Q3O = P3O ×tg=582.6×0.75=436.95Kvar视在计算负

19、荷：S3O = P3O /Cos=582.6/0.8 =728.25KVA计算电流: I3O = S3O /UN=728.25/（×0.38）=1106.5A（5）三车间电动机：查附表1取：Kd=0.88，Cos=0.8，tg=0.75有功计算负荷：P3O = Pe×Kd=1160×0.88=1020.8KW无功计算负荷：Q3O = P3O ×tg=1020.8×0.75=765.6Kvar视在计算负荷：S3O = P3O /Cos=1020.8/0.8 =1276KVA计算电流: I3O = S3O /UN=1276/（×0.38）

20、=1938.7A（6）电炉组的计算负荷：查附表1取：Kd=0.7，Cos=1.0，tg=0有功计算负荷：P3O = Pe×Kd=225×0.7=157.5KW无功计算负荷：Q3O = P3O ×tg=0Kvar视在计算负荷：S3O = P3O /Cos=157.5/1.0=157.5KVA计算电流: I3O = S3O /UN=157.5/（×0.38）=239.3A （7）电焊机组的计算负荷：查附表1取：Kd=0.35，Cos=0.35，tg=2.68 有功计算负荷：P3O = Pe×Kd=120.75×0.35=42.3KW无功计

21、算负荷：Q3O = P3O ×tg=42.3×2.68=113.4Kvar视在计算负荷：S3O = P3O /Cos=42.3/0.35=120.9KVA计算电流: I3O = S3O /UN=120.9/（×0.38）=183.6A表各车间的设备容量及负荷计算结果 序号车间名称设备容量(KW)P30(KW)Q30 (kvar)S30 (KVA)I30（A）1生活照明504004060.82厂区照明353503553.23电焊机120.7542.3113.4120.9183.64电炉225157.50157.5239.35第一车间电动机1006885.2663.9

22、1106.51681.26第二车间电动机662582.6436.95728.251106.57第三车间电动机11601020.8765.612761938.78水泵858686.4514.8858619.29合计4116.83449.82494.74322.2.15883.5（8）全车间的总计算负荷： 由于工厂连续24小时生产，又因为按照上面计算得到的工厂总的计算负荷为P30i=1172.35KW，负荷小于5000KW。所以取同时系数 K=0.9 总的有功计算负荷： P30 = P30i·K=3449.8×0.9=3104.8KW ：总的无功计算负荷： Q30 = K

23、83;Q30i=0.9×2494.7=2245.2Kvar总的视在计算负荷： S30 =3831.6KVA总的计算电流： I30 = S30/UN=3831.6/（×0.38）=5821.7A 所以根据以上的计算全厂的计算负荷为：P30=3142.9KWQ30=6669.8KvarS30=7373.2KVAI30=11202.7A小结：在第一次看到题目“工厂高、低压变配电所设计”完全没有任何概念，从头学起，我无畏，无畏者无敌也，正可谓“雄关漫道真如铁，而今迈步从头越”于是我通过图书馆和网络搜寻相关书籍，通过不断学习和积累，一个个模糊的概念逐渐在大脑中有了框架，再次不断学习和

24、积累框架的脉络越来越清晰，最后形成了整个系统的概念。现在是我正真的了解了什么是量变和质变的关系。平时学习看似没有什么进展，其实一个概念正在大脑中形成，逐渐清晰和完善。现在发现学习就是以时间为基础的循序渐进的过程，其中网络和图书馆是学习的两大源泉，所谓学习就是学而后习，认知到实践，实践中在认知，然后在作用于实践。在开始做毕设之前，感觉内容很多，当做完之后竟感觉到没什么内容。有人会问大学三年你学到了什么，从电路、模电数电到单片机、微机原理及接口技术，从到数字信号处理到自动控制控制原理。从C语言、B语言、汇编语言到MFC编程，从网络数据库到计算机软件设计，从机械制图到机械设计基础从Protel到matlab，我已经区分不开不同科目之间的界限，现在才发现原来学习是一个系统，不同的学科只不过是一个系统中的部件。这也就是所谓的局部和整体的关系。 通过这次毕业设计，使我学会了如何更好的学习，如何更好的查资料，如何更好的找信息。如今已学会了整体的概念，但正可谓细节决定成败，因此在以后的学习生活中更加应该注意细节问题。因为系统是由单元搭建成的，有时候一个单元的问题可能会导致整个系统的崩溃。所以细节一定要注意。经过近一个月的努力,到此为止,课程设计已基本完成。在这次课程设计中，我学会了怎样通过查阅相关资料和一些文献来进行自己的设计，加深了对一些常用元器件的认识，并提高了独立分析和