某加工厂供配电系统设计

1、配电系统设计报告有课题的加工工厂的配电系统设计专业级自动化*名字*学号0909*指导老师完成时间201*年*月*日任务书1 .负荷状况某厂变电站负责三家工厂、一座办公楼和一家食堂的供电任务，负荷均为380/220V。 各部门的电气设备、负荷情况如下一号车间1号车间接有下表所示的电气设备编号使用电器名称数量铭牌的额定功率需要系数功率因数备注1冷加工机20合计45KW0.14 0.160.52起重机集团110.5KW千瓦0.120.5FC=25%3电焊机122KVA0.50.6FC=60%4电焊机28.95KVA0.50.6FC=100%(2)第二号车间二号车间接有下表所示的电气设备编号使用电器名

2、称数量铭牌的额定功率需要系数功率因数备注1电加热设备24KW0.812起重机集团110.5KW千瓦0.20.5FC=25%3电焊机122KVA0.50.6FC=60%4电焊机14.5KVA0.50.6FC=100%(三)第三号车间三号车间接有下表所示的电气设备编号使用电器名称铭牌的额定功率需要系数功率因数备注1装卸起重机7.5千瓦0.150.52各种装备用电器7.5千瓦0.80.83照明2.5千瓦0.80.8办公大楼办公楼上连接着下表所示的电气设备的负荷编号使用电器名称铭牌的额定功率需要系数功率因数备注1照明20KW0.80.82空调和通风设备75KW0.80.83电梯10KW0.60.7食堂

3、(5)食堂有下表所示的电气设备的负荷编号使用电器名称铭牌的额定功率需要系数功率因数备注1鼓风机、空调、照明8.8千瓦0.80.82食品加工机械3.0千瓦0.70.83电饭锅、烤箱、电饭煲9.0千瓦0.81.04电冰箱1.5千瓦0.70.7二、电力供应协议(1)从有电力系统的66/10KV变电站，用10KV架空线路向工厂供电。 这个变电站在工厂南侧有一公里。(2)系统变电站供电线定时过电流保护的整定时间，工厂总配变电站保护整定时间不得超过1.5s。(3)在工厂总配电所的10KV入线侧进行电力测量。 工厂最大负载时功率因数不得低于0.9。(4)系统变电所10KV母线出口断路器的断路容量为200MV

4、A。 其配电系统图如图1所示。(5)电费和每月电费制：每月基本电费以主变压器容量计为18元/kVA，动力电费为0.2元/kWh，照明电费为0.5元/kWh。 另外，电力用户需要用新的变压器容量来计算，同时向电力供给部门支付电力供给津贴：610kV为800元/kVA。图1配电系统图3 .工厂负荷的性质生产现场大部分分为一组制，部分现场为两组制，年最大有效负荷利用时间为4000h小时，工厂为级负荷。4 .工厂的自然条件(1)气象资料：本厂所在地区年最高气温为38oC，年平均气温为23 oC，年最低气温为-8 oC，年最高月平均气温为33 oC，年最高月平均气温为26 oC，年最高月地下0.8m，平

5、均温度为25 oC。 当地的主导风向是东北风，年雷暴天数为20天。(2)地质水文资料：本厂地区海拔60m，底层以砂粘土为主，地下水位2m。5 .设计责任书1 .计算现场、办公楼、食堂的电算负荷2 .计算所有工厂的计算负荷3 .确定工厂变电站变压器台数、各变压器容量4 .供电方式和主配线设计5 .短路计算和设备选择6 .高压配电系统设计7 .保护和接地防雷系统设计6 .设计成果1 .设计说明书(设计报告书)包含所有设计内容，并附有必要的计算和表。2 .电气主配线图(3号图)。3 .继电器保护配置图(3号图)。4 .总降压变电站平面配置图(3号图)。目录第一章负荷计算和无效补偿51.1负荷计算的目

6、的和方法51.2全工厂负荷计算的过程71.3无功功率补偿9第二章变电站的选定和主变压器的选定92.1变电设备容量的选择92.2变压器台数和型号的选定102.3总降压变电站电气主接线设计14第三章短路电路的计算133.1短路的形式133.2短路的原因133.3短路的危害133.4三个短路电流的计算14第4章导线形式和截面的选定17第五章高低压电气一次设备的选择185.1电气设备选择原则185.2高压一次设备的选定205.3变电站低压一次设备的选定21第六章接地和防雷设计6.1防雷保护的措施226.2防雷装置的接地23第7章变电站二次电路方案选择及继电器保护整定247.1二次电路方案选择部247.

7、2主变压器的继电器保护装置24总结26附录27参考文献28第一章负荷计算和无效补偿1.1负荷计算的目的和方法1 .负荷计算的内容和目的(1)求计算负荷是选择确定建筑物申报容量、变压器容量的依据(2)计算电流是选择电缆和开关设备的依据(3)求出有效计算负荷和无效计算负荷是确定静电容量的依据。2 .负荷计算的方法(1)必要系数法将设备电力乘以必要系数和同时系数，直接求出计算负荷。 用于设备数多、容量差小的工程计算，特别适合配变电站和干线的负荷计算。(2)二项式系数法的应用界限小，主要适用于设备台数少，容量差大的情况。(3)使用系数法中的系数求出最大负载区间内的平均负载，考虑设备台数和功率差异的影响

8、，乘以有关有效台数的最大系数来计算负载。 适用于不同范围的载荷计算，但计算过程有点复杂。1.2全工厂负荷计算的过程本设计各工厂的计算负荷用必要系数法决定。主要的计算公式如下有效计算负载(kW ) :无效计算负载(kvar ) :视在计算负荷(kVA ) :计算电流(a ) :1.3设计原则和要求1、工厂供电设计必须遵守国家有关法令、标准和规范，实行国家有关方针、政策，保证能源节约、有色金属节约等经济政策。2、工厂供电设计要从整体出发，统一考虑，根据不同负荷的性质、使用容量、工程特征和地区供电条件，合理确定不同的设计方案。3、工厂供电设计要实现安全、可靠、经济、优质。 必须采用符合国家现行相关标

9、准的高效、能源消耗低、性能先进的电气设备。 工厂供电设计要整体考虑，根据负载的性质、电容量、工程特征和地区供电条件，合理决定设计方案。4、工厂供电设计要根据工程特征、规模和发展计划，正确处理最近建设与长期发展的关系，近期结合，以近期为主，适当考虑扩张的可能性。对于负载的性质，根据GB50052-95 供电系统设计规范的规定，根据电力负载对电力供给可靠性的要求和中断电力供给给政治、经济带来的损失或影响的程度，电力负载被分为以下三个等级(1)一级负荷中断电力供给会造成人身伤亡，对政治、经济造成重大损害的人，如重要的交通中心、大型竞技场等。(2)二级负荷中断电力供给，会给政治、经济带来巨大损失的人，

10、如主要设备损坏、大量产品废弃、重点企业大量减产等，如交通中心、通信中心等电力公司的重要负荷。(3)三级负载不是一、二级电力负载。对于一级负载和二级负载，由于其再政治经济上的特殊性，应该有两个供电电源，一个电源发生故障时，另一个电源不能同时受损。 一级负载中特别重要的负载除了有两个电源，还必须增设紧急电源，严禁将其他负载连接到紧急电源系统上。对于二次负载，应该供给双工电路的电力。 负载小或地区供电条件困难时，二次负载可以通过一个电路的6KV以上的专用架线或电缆供电。 采用架线时，可以向一次架线供电。 采用电缆时，向由两根电缆构成的线路供电的情况下，每根电缆可以承受100%的二次负载。1.4各部门

11、的负荷计算按照必要系数法计算各部门的有效计算负荷(P30 )、无效计算负荷(Q30 )、视在计算负荷(S30 )、计算电流(I30 )。(一)一号厂尽量均等地将负载分配给三相电线(二)第二号工厂尽量均等地将负载分配给三相电线(三)第三号工厂尽量均等地将负载分配给三相电线(4)办公大楼办公楼的电气设备的功耗是220V单相交流。(5)食堂各部门的负荷计算表如下序列号。部门名称载荷类型计算负荷P30/KW千瓦Q30/KvarPS PSPR PS1第一车间33.2144.1755.2684.062二号车间24.3932.4440.5961.673第三车间18.024.030.045.584办公大楼74

12、.3457.9494.25247.645食堂15.717.2617.3145.481.5工厂总负荷各部门总负荷的计算1.6无效补偿计算根据2.2的计算结果，未进行无效补偿时，工厂总功率因数主题是工厂最大负载时功率因数不得低于0.9。 根据有关规定，配电电压为6-10KV时，总功率因素要在0.95以上。 需要用低压侧并联电容器进行无效功率补偿，把功率因数提高到0.95。 并联电容器的总容量计算如下第二章变电站的选择和主变压器的选择2.1变压器容量的选择变压器容量在补偿后的总视图中请勿小于计算负载SC=156.70KVA实际上，变压器需要一定的过载能力，考虑应对工厂今后510年可能的电力负载增加。

13、 另外，温度比平均气温高，变压器的容量也变小。 因此，应在变压器的容量的选择上留下馀量，总是设S=1.3、SC=202.7KVA，变压器的总容量为200KVA2.2变压器台数和型号的选择2.2.1变压器类型选择结合群组：Yyn0接线方式的电力变压器一相高压熔断器熔化时，其他二相电压几乎不受影响，可以减少故障时的停电范围，具有Dyn11布线：输出电压质量高、中性点不漂移、防雷性能好等特征。 工厂是三级负荷，允许短时间停电，所以最好选择Dyn11连接组。注：并联电力变压器连接组必须相同绝缘和冷却方式：油浸式、干式、充气式等很常见。 考虑到成本低、保养方便、变压器有一定的过载能力，本项目选定油浸式变

14、压器2.2.2变压器台数选择变压器台数选择原则要满足由电负载引起的供电可靠性的要求。 大量一、二级负载供电的变电站可以采用两台变压器，只有二级负载，没有一级负载的变电站可以采用一台变压器，在低压侧建立与其他变电站的连接线。季节性负荷和昼夜性负荷变动较大的工厂变电站，可以考虑采用2台主变压器。一般的三级负载，只采用了一台主变压器。考虑到负载的发展，还有设置第二主变压器的空间。在现场变电站，变压器单体容量不得超过1000kVA具体而言，本项目提出以下两个方案方案1 :使用江苏彭变S9-M-200-10/0.75三相电力油浸式变压器为工厂所有部门供电。变压器价格为18600 (商品信息来自阿里巴巴)

15、方案2 :采用江苏彭变s9-m-160 10KV/0.4三相电力油浸式变压器为工厂不同单位供电。 两条低压供电线通过断路器连接，一条线路检查或故障时，另一条线路可以在短时间内单独给所有工厂供电。变压器的价格是14800两个方案变压器购价相差11000元，考虑到设备和线路的施工成本，方案2比方案1建设成本明显高，维护成本高。 由于工厂是三级负荷，对备用电源没有过分的要求，选择更经济合理，几乎可以满足工厂日常运行的电力需求。2.3供电方式和主配线设计2.3.1电力供给、电力使用情况的分析(1)供电概况根据标题信息，从有电力系统的66/10KV变电站，用10KV架空线路向工厂供电。 这个变电站在工厂南侧有一公里(2)年度电费估计：在一次侧计算使用电量其中，变压器的损耗功率为0.06，年最大负载利用时间，忽略变压器的空载损耗和线路损耗。 代入数据。另一部分电费是每月按主变压器容量征收的费用。一年的电费估计如下。也就是说，年电费估计为37.49万元2.3.2主接线方案(1)主配线设计原则作为主布线图的主电路图，是表示系统中的