工厂供电课程设计

1、第一章设计任务1.1设计要求根据本厂可获得的电力及本厂电气负荷的实际情况，适当考虑工厂生产的发展，根据安全、可靠、技术、先进、经济的要求确定变电站的位置和类型，确定变电站主变压器的数量、容量和类型，选择变电站主接线方式、高压设备和出入境线，确定二次回路系统，选择继电保护设置，确定防雷和接地装置最后，根据需要创建设计手册和绘制设计图纸。1.2设计标准1.2.1工厂总计划图1.1工厂平面图1.2.2工厂负荷情况本厂大部分车间采用梁式，年最大负荷使用时间为4600h，日最大负荷期间为6h。这家工厂除了铸造厂、电镀厂、锅炉房是二级负荷外，都是三级负荷。工厂的负荷统计数据见表1.1。1.2.3电源情况根

2、据工厂和当地供电部门签订的供电安排，本厂可以从附近10kV的公用电力干线获得工作电力。干线的方向请参阅工厂主平面图。干线的配线号码为LGJ-150，配线以等三角形排列，距离为2m。干线的第一端离本厂约8公里。安装在行李箱第一端的高压断路器阻塞容量为500MVA。该断路器具有1.7s工作时间的定时过电流保护和电流阻断保护。为了满足工厂的二次负荷要求，可以使用高压联络线从相邻单元获得备用电源。已知与本厂高压侧电气连接的相面线全长80公里，电缆线全长25公里。1.2.4气象信息本厂所在地区的年最高气温为34，年平均最低气温为20，年最高气温为-10，年最高热月份的平均最高气温为31，年最高热月份的平

3、均气温为23，年最高热月份的地下0.8米的平均温度为21 。当地的支配风向是东北风，每年雷雨的天数是10。1.2.5地质和水文数据本厂所在地区平均海拔400米，地层为红土，地下水位为2米。表1.1工厂负荷统计工厂编号工厂名称负荷类别设备容量/千瓦所需系数功率因数1铸造厂动力3000.30.7照明60.81.02锻造车间动力3500.30.65照明80.71.07金工厂动力4000.20.65照明100.81.06刀具工厂动力3600.30.6照明70.91.04电镀厂动力2500.50.8照明50.81.03热处理工厂动力1500.60.8照明50.81.09组装工厂动力1800.30.7照明

4、60.81.010机械修理厂动力1600.20.65照明40.81.08锅炉厂动力500.70.8照明10.81.05仓库动力200.40.8照明10.81.0生活空间照明3500.70.91.2.6电费制度本厂与当地电力供应部达成协议，决定在工厂变电站内，在高压侧测量电量，设置专用计量表，按电费缴纳两次。月基准电费以主变压器容量为基准18元/kVA，电力电费0.9元/Kw.h，照明电费0.5元/Kw.h。工厂最大负荷的功率因数必须在0.9以下。电力用户还根据新变压器容量计算，电源的一次性供电费：610VA为800/kVA。第二章负荷计算和无功补偿2.1负荷计算2.1.1单个电气设备集的负荷计

5、算公式a)活动计算负荷(以千瓦为单位)=，系数b)无功计算负荷(以kvar为单位)=tanc)计算负载(以kvA为单位)2=d)计算的电流(以a为单位)=，电气设备的额定电压，以KV为单位2.1.2多个电气设备集的负荷计算公式a)作用中的计算负载(KW)=单位)=此表达式是所有设备组的活动计算负荷之和，活动负荷并发系数为0.850.95b)无功计算负荷(以kvar为单位)=，所有设备的无功功率总和。无功负载并发系数，优选0.9至0.97c)根据计算负荷(以kva为单位)=d)计算的电流(A单位为A)=计算每个工厂和住宅区的负荷计算表，如表2.1所示(额定电压380V)表2.1各工厂和住宅区负荷

6、计算表编号名字类别设备容量/千瓦所需系数Cos炭计算负荷/kW/kvar/kVA/A1铸造车间动力3000.30.71.029091.8照明60.81.004.80小计30694.891.8131.9200.52锻造车间动力3500.30.651.17105123照明80.71.005.60小计358110.61231652517金工车间动力4000.20.651.178093.6照明100.81.0080小计4108893.61281946工具车间动力3600.30.61.33108144照明70.91.006.30小计367114.31441842804电镀车间动力2500.50.80.7

7、512593.8照明50.81.0040小计25512993.81602443热处理工厂动力1500.60.80.759067.5照明50.81.0040小计1559467.51161769组装车间动力1800.30.71.025455.1照明60.81.004.80小计18658.855.180.612210机器维修车间动力1600.20.651.173237.4照明40.81.003.20小计16435.237.451.4788锅炉车间动力500.70.80.753526.3照明10.81.000.80小计5135.826.344.4675仓库动力200.40.80.7586照明10.81

8、.000.80小计218.8610.716.211生活空间照明3500.70.90.48245117.6272413总计动力22191014.2856.1照明404计费=0.8，=0.850.75811.4727.61089.816552.2无功补偿无功用人工补偿装置：主要有同步补偿器和并联电抗器两种。并联电抗器最常用于供电系统，因为安装简单，维护方便，有效损耗小，装配灵活，膨胀方便。如表2.1所示，380V侧最大负载的功率因数仅为0.75。电源部门要求工厂10KV入口端的最大负载时，功率因数不低于0.9。考虑到主变压器的无功损耗因素大于有效损耗，380V侧最大负载时的功率因数应略大于0.9，

9、暂时获得0.92，计算380V侧所需的无功补偿容量。=(tan-tan)=811.4tan(arccos 0.75)-tan(arccos 0.92)=369.93 kvar参照图2，PGJ1低压自动补偿评估屏幕(类型BW0.4-14-3)、1个方案(主屏幕)和4个方案3(辅助屏幕)，总计84kvar5=420kvar。补偿前后变压器低压侧的主动计算负荷基本保持不变，根据无功计算负荷=(727.6-420)kvar=307.6 kvar，功率=867.7 kVA计算的电流=1318.3 A，功率因数增加到cos=0.935。无功补偿前，变电站主变压器t的容量选择为1250kVA，以满足负荷电气

10、需要；无功补偿后，主变压器t的容量足以选择为1000kVA。同时，由于计算出的电流的减少，供电系统各组件的补偿点的功率损失也相应减少，因此无功补偿的经济效果相当显著。因此，无功补偿后，工厂380V侧和10kV侧的负荷计算如图3所示。图2.1 PGJ1低压无功自动补偿屏布线方案表2.2无功补偿后工厂计算负荷项目Cos计算负荷/KW/kvar/kVA/A380V侧补偿前负荷0.75811.4727.61089.81655.8380V侧无功补偿容量-420380V侧补偿后负荷0.935811.4307.6867.71318.3主变压器功率损失0.015=130.06=5210KV侧负荷计算0.935

11、824.4359.6899.452第三章变电站的位置和类型选择变电站的位置应尽可能接近工厂的负荷中心，工厂的负荷中心应采用负荷动力矩法确定。在工厂平面图的下方和左侧，分别测量角度坐标的轴和轴，测量每个工厂(建筑)和宿舍分区负荷点的坐标位置，测量工厂1、2和3.10的功率，设置(1.3，5.3)，(1.3，3.6)，(3.5，5.2)，(3.5，3.6)，(4.2，1.7)，(6工厂的负荷中心假定为p(，)。其中P=。因此，在力学中，可以沿着计算的中心的力矩方程获得载荷中心的坐标。(3-1)(3-2)如果用(1-1)，(2-2)替换每个车间的坐标，则=3.61，=3.60。计算结果表明，工厂的负

12、荷中心位于工厂6号(刀具工厂)的西北角。考虑到周边环境和出入线方便，决定将工厂6号工厂西面靠近工厂建筑物，并增设工厂变电站。图3-1确定负载中心的负载动力力矩法第四章变电站主变压器和主接线方案的选择4.1变电站主变压器的选择工厂变电站的主变压器根据工厂的负荷特性和电源情况，考虑以下两个选项之一：a)安装了一个变压器型号S9，容量是根据基本变压器容量计算的总负荷。选择=1000 KVA=898.9 KVA，即选择一个S9-1000/10低损耗配电变压器。考虑由与相邻单元连接的高压联络线负担工厂二次负载所需的备用电源。b)每个变压器容量安装了两种S9类型，可以根据类型(4-1)、(4-2)进行选择

13、899.4 kva=(539.64 629.58)kva(4-1)=(131.9 160 44.4)kva=336.3 kva(4-2)因此，选择两台S9-630/10低损耗配电变压器。考虑到与相邻单元连接的高压联络线，工厂二次负载所需的冗馀电源。主变压器的耦合组均为yyymn Yyn0。4.2变电站主接线方案的选择上述考虑的两种主变压器方案可以设计两种主接线方案：4.2.1安装主变压器的主接线方式图4-1Y0Y0S9-1000GG-1A(F)-0710/0.4kV联络线(备用电源)GG-1A(F)-54GW端口-1010kVFS4-10GG-1A(J)-03GG-1A(J)-03GG-1A(F)-07GG-1A(F)-54GG-1A(F)-07GG-1A(F)-07周围联系(初步)220/380V高压柜热图4-安装1主变压器主接线程序主接线方式，带有两个主变压器，如图4-2所示Y0Y0220/380VS9-630GG-1A(F)GG-1A(F)-0710/0.4kVS9-63010/0.4kV联络线