工厂供电系统电气部分设计
二0一四年六月
工厂供电系统电气部分设计
田文杰(供电１283３)
摘要
工厂供电(eｌｅctrｉc pｏwer sｕpply for induｓrial plａntｓ），就是指工厂所需电能的供应和分配问题,众所周知,电能是现代工业生产的主要能源和动力。电能既易于由其他形式能量转换而来,又易于转换为其他形式的能量已供应用;它的输送与分配既简单经济,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,但是它在生产成本中所占的比重一般很小。例如在机械工业中，电能开支占产品成本的5%左右。从投资额来看，有些机械工厂在供电设备上的投资也仅占总投资的5%左右。所以电能在工业生产中的重要性,并不在与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后果。例如某些对供电可靠性要求很高的电厂,即使是极短时间的停电,也会引起重大设备的损坏,或引起大量产品报废，甚至可能发生重大的人生事故，给国家和人民带来经济甚至政治上的重大损失。?因此，搞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，而能源节约对于国家经济建设是一项具有战略意义工作,也是工厂供电工作的一项重要任务。?工厂供电工作要很好地围攻业生产服务，切实保证工厂生活和生活用电的需要，并搞好能源节约，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,不应发生人身事故或设备事故。?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量和频率等方面的要求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消耗量。
此外，在供电工作中，应合理地处理局部、当前和长远等关系,既要照顾
局部和当前利益,又要有全局观点,能顾全大局，适应发展。关键词:负荷计算,三相短路，主接线，继电保护，设备选择
1 变压器的选择及其电气主接线
１.1变压器的选择
１.1.1电力变压器及其分类
电力变压器是变电所中最关键的一次设备，其主要功能是将电力系统的电能电压升高或降低，以利于电能的合理输送、分配和使用。
常用变压器的种类，在中低压供配电系统中,常用的电力变压器有如下几种分类方式：
①按相数分类:有三相电力变压器和单相电力变压器。大多数场合使用三相电力变压器，在一些低压单相负载较多的场合,也使用单相变压器。
②按绕组导电材料分类：有铜绕组变压器和铝绕组变压器,目前一般采用铜绕组变压器。
③按绝缘介质分类:有油浸式变压器和干式变压器两大类。
④按绕组联结组别分类：有Ｙｙn0和Dyn11两种。
1.1.2电力变压器的连接组别
电力变压器的联结组别,是指变压器一、二次绕组因采取不同的联结方式而形成变压器一、二次侧对应的线电压之间不同相位关系。
中压配电变压器有Yyｎ0,和Dｙn1１两种常见的联结组,配电变压器用Dyn1１联结。较之采用Ｙｙｎ0联结有一下优点:
①对Ｄyn11联结变压器来说,其3n次谐波电流在其三角形接线的一次绕组内形成环流，从而不致注入公共的高压电网中去,这交之一次绕组接成星形接线的Yｙn０联结变压器更有利于抑制高次谐波电流。
②Dyn1１联结变压器的零序阻抗较之Yyn0联结变压器的零序阻抗小的多，从而更有利于低压单相接地故障保护的动作和故障的切除。
③当低压侧接用单相不平衡负荷时，由于Yyn０联结变压器要求低压中性线电流不超过低压绕组额定电流的25％,因而严重限制了其接用单相负荷的容
量，影响了变压器设备能力的发挥。
GB ５0０52-199５《供配电系统设计规范》规定，低压为ＴN及ＴＴ系统时，宜与选用Ｄyn11联结变压器。Dyn１１联结变压器的低压侧中性线电流允许达到低压绕组额定电流的７5%以上,其承受单相不平衡负荷的能力远比Yｙn0联结变压器大。
因此，机器厂的电力变压器选择Dyn1１联结形式。
１．1.３变压器台数和容量的选择
1、选择主变压器台数应考虑下列原则:
１）三级负荷一般设一台变压器,但考虑现有开关设备开断容量的限制，所选单台变压器的容量一般不大于125０kVA；当用电负荷所需的变压器容量大于1250kVA时,通常应采用两台或更多台变压器。
２) 当季节性或昼夜性的负荷较多时,可将这些负荷采用单独的变压器供电,以便这些负荷不投入使用时，切除相应的供电变压器,减少空载损耗。
3）当有较大的冲击性负荷时,为避免对其他负荷供电质量的影响,可单独设变压器对其供电。
４) 当有大量一、二级负荷时,为保证供电可靠性，应设两台或多台变压器。以起到相互备用的作用。
5）在确定变电所住变压器台数时，应考虑负荷的发展，留有一定的余量。
2、变压器容量的选择：
1)只装一台主变压器的变电所
主变压器容量SN．T应满足全部用电设备总计算负荷S
30
的需求，即
S N.≥S
３0
式(1.
１）
2) 装有两台主变压器的变电所,每台变压器的容量ＳN．T应该同时满足以下两个条件:
ａ.任一台变压器单独运行时，宜满足总的计算负荷S
30
的大约60%--７0%的需要,即
S N．T =（０.6 ~0.7) S
３0
式(1.2）
b．任一台变压器单独运行时，应满足全部一、二级负荷的要求。即
Ｓ
N．Ｔ≥S
３０（Ⅰ+Ⅱ）
式
(１.3)
3、车间变电所主变压器的单台容量上限：
车间变电所主变压器的单台容量,一般不宜大于1000ｋVA。这一方面是受以往低压开关电器断流能力和短路稳定度要求的限制，另一方面也是考虑到可以使变压器更接近于车间负荷中心,以减少低压配电线路的电能损耗、电压损耗和有色金属消耗量。
4、适当考虑负荷的发展
应适当考虑今后5—10年电力负荷的增长,留有一定的余地。
1.1.４电力变压器的校验
电力变压器的额定容量SN.T是在一定温度条件下的持续最大输出容量。如果安住地点的年平均气温θ
０.ａv
≠20℃时,则年平均气温每升高1°C，变压器容量相应地减少1％，户外电力变压器的实际容量为
Ｓ
T =(1-θ
0.av
-20／1０0)S
Ｎ.T
式(1．4)
对于户内变压器，由于散热条件差，一般变压器室的出风口与进风口间有约15°Ｃ的温差，从而使处于室内中间的变压器环境温度比户外变压器环境温度要高出大约8°C,因此户内变压器的实际容量较之上式所计算的容量还要小８%。
对于S９-６３０/１0型变压器,考虑本地年平均气温为23.2°C,即年平均气温不等于２0°C,对于室内变压器，其实际容量为
S T =(0.92-θ
0．av
－2０/100)S
N.Ｔ
=(0．９2-(23．2-2０/10
０））6３０KVA
＝59９.44KＶA＞425．16KVA 因此，选择的变压器满足要求。
1.2工厂变配电所的主接线图
1.2．1电气主接线的概况
电气主接线图即主电路图,是表示供电系统中电能输送和分配线路的电路图,亦称一次电路图。它的设计,直接关系着全厂电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，关系着电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行。
电气主接线应满足可靠性、灵活性和经济性三方面:
可靠性:为了向用户供应持续、优质的电力,电气主接线首先必须满足这一可靠性的要求。主接线的可靠性的衡量标准是运行实践，要充分地做好调研工作，力求避免决策失误,鉴于进行可靠的定量计算分析的基础数据尚不完善的情况,充分做好调查研究工作显的尤为重要。
为了提高主接线的可靠性，选用运行可靠性高的设备是条捷径，这就要兼顾可靠性和经济性两方面,做出切合实际的决定。
灵活性:电气主接线应能适应各种运行状态,并能灵活地进行运行方式的转换。灵活性包括以下几个方面：
1)操作的方便性电气主接线应该在服从可靠性的基本要求条件下,接线简单，操作方便，尽可能地使操作步骤少,以便于运行人员掌握，不致在操作过程中出差错。
２）调度的方便性电气主接线在正常运行时,要根据调度要求,方便的改变运行方式。并且发生事故时，要能尽快地切出故障，故停电时间最短，影响范围最小,不致过多地影响对用户的供电和破坏系统的稳定运行。
3）扩建的方便性对将来要扩建的发电厂和变电站,其主接线必须具有扩建的方便性。
经济性：采用简单的接线方式,少用设备，节省设备上的投资。
1.2.2车间和小型工厂变电所的主接线图
1、车间变电所的主接线图车间变电所的主接线分两种情况：
1）有工厂总降压变电所或高压配电所的车间变电所
其高压侧的开关电器、保护装置和测量仪表等，一般都安装在高压配电线路的首段,即总配电所的高压配电室内,而车间变电所只设变压器室和低压配电室,其高压侧多数不安装开关,或只安装简单的隔离开关、熔断器、避雷器等,如图1．1所示。
图1.１车间变电所高压侧主接线方案
a)高压电缆进线,无开关ｂ）高压电缆进线,装隔离开关c)高压电缆进线，装隔离开关-熔断器d)高压电缆进线，装负荷开关-熔断器e）高压架空进线,装跌开式熔断器和避雷器f)高压架空进线,装隔离开关-熔断器和避雷器g)高压架空线,装隔离开关-熔断器和避雷器
由图可以看出，凡是高压架空进线，变电所高压侧必须装设避雷器，以防雷电波沿着架空线路侵入变电所击毁电力变压器及其他设备的绝缘。而采用高压电缆进线时,避雷器则装设在电缆的首端，而且避雷器的接地端要连同电缆的金属外皮一起接地。此时变压器高压侧一般可以不再装设避雷器。如果变压器高压侧为架空线又经过一段电缆引入时,则变压器高压侧仍应装设避雷器。
２）工厂无总变、配电所的车间变电所
工厂内无总降压变电所和高压配电所时,其车间变电所往往就是工厂的降压变电所，其高压侧的开关电器、保护装置和测量仪表等,都必须配备齐全，所以一般要设置高压配电室。在变压器容量较小、供电可靠性要求不高的情况下,就可以不设高压配电室,其高压侧的开关电器就装在变压器室的墙上或电杆上，而
在低压侧计量电能，或者其高压柜就装在低压配电室内，在高压侧计量电能。
2、小型工厂变电所的主接线图
1)只装有一台主变压器的小型变电所主接线图
只装有一台主变压器的小型变电所，其高压侧一般采用无母线的接线。根据其高压侧采用的开关电器不同，有以下三种比较经典的主接线方案。
a.高压侧采用隔离开关－熔断器或户外跌开式熔断器的变电所主接线图(图
1.2）这种主接线，受隔离开关和开式熔断器切断空载变压器容量的限制，一
般只用于50０ｋVA及以下容量的变电所。
图1.２高压侧采用隔离开关－熔断器图1．３高压侧采用负荷开关-熔断器
或跌开式熔断器的变电所主接线图或负荷跌开式熔断器的变电所直接线图
这种变电所相当简单经济,但供电可靠性不高,当主变压器或高于侧停电检修或发生故障时,整个变电所要停电。由于隔离开关和跌开式熔断器不能带负荷操作,因此变电所送电和停电的操作程序比较复杂,如果稍有疏忽，还容易发生带负荷拉闸的严重事故,而且在熔断器熔断后，更换熔体需一定时间，从而影响供电的可靠性。但是这种主接线简单经济,对于三级负荷的小容量变电所是相当适宜的。
b.高压侧采用负荷开关-熔断器或负荷跌开式熔断器的变电所主接线图（图1．3) 由于负荷开关和负荷跌开式熔断器能带负荷操作,从而使变电所停、送电
的操作简便灵活得多,也不存在着在带负荷拉闸的危险。但在发生短路故障时,只能是熔断器熔断,因此这种主接线仍然存在着在排除短路故障时恢复供电的时间较长的缺点，供电可靠性仍然不高，一般也只用于三级负荷的变电所。
图1.4 高压侧采用隔离开关图1．5 高压双回路进线的一台主
-断路器的变电所主接线图变压器变电所主接线图
c．高压侧采用隔离开关-断路器的变电所主接线图(图1.４）
这种主接线由于采用了高压断路器，因此变电所的停、送电操作十分灵活方便,而且在发生短路故障时，过电流保护装置动作,断路器会自动跳闸，如果短路故障已经消除,则可立即合闸回复供电。如果配备自动重合闸装置,则供电可靠性更高。但是如果变电所只此一路电源进线时,一般也只用于三级负荷；但如果变电所低压侧有联络线与其他变电所相连时，或另有备用电源时,则可用于二级负荷。如果变电所有两路电源进线,如图1.5所示,则供电可靠性相当提高，可供二级负荷或少量一级负荷。
图1.6 高压侧无母线、低压侧单母分段的变电所主接线图
2)装有两台主变压器的小型变电所主接线图
a.高压无母线、低压单母线分段的变电所主接线图（图 1.６）这种主接线的供电可靠性较高,当任一主变压器或任一电源进线停电检修或发生故障时,该变电所通过闭合低压母线分段开关，即可迅速恢复对整个变电所的供电。如果两台主变压器高压侧断路器装设互为备用的备用电源自动投入装置,则任一主变压器高压侧断路器因电影断电而跳闸时，另一主变压器高压侧的断路器在备用电源自动投入装置作用下自动合闸，恢复整个变电所的供电。这时变电所可供一、二级负荷。
图1.７高压采用单母线、低压单母线分段的变电所主接线
b.高压侧采用单母线、低压侧采用单母分段的变电所主接线图(图1．７) 这种主接线适用于装有两台及以上主变压器或具有多路高压出线的变电所，其供电可靠性也较高。任一主变压器检修或发生故障是,通过切换操作,即可迅速恢复对整个变电所的供电。但是高压母线或电源进线进线检修或发生故障时,整个变电所仍要停电。这时只能供电给三级负荷。如果有与其他变电所相连的高压或低压联络线时，则可供一、二级负荷。
c.高低压侧均采用单母线分段的变电所主接线图（图１.8) 这种主接线的两段高压母线，在正常时可以接通运行，也可以分段运行。任一台主变压器或任一路电源进线停电检修或发生故障时，通过切换操作，均可迅速恢复整个变电所的供电。因此,其供电可靠性相当高，可供一、二级负荷。
图1.８高低压侧均为单母线分段的变电所主接线图
2 短路电流的计算
２.1短路的原因、后果及其形式
2．１．1短路的原因
系统中最常见的故障就是短路,短路就是指不同电位的导电部分对地之间的低阻性短接。产生短路的原因有:
电气设备绝缘被损坏
绝缘损坏多由于未及时发现和消除设备的缺陷,以及设计、安装和运行维护不良所致。例如，过电压、设备遭雷击、绝缘材料陈旧、机械损伤等等。
有关人员误操作
这种情况大多是由于操作人员违反安全操作规程而发生的，例如带负荷拉闸,或者误将低电压设备接入较高电压的电路中而造成击穿短路。
鸟兽为害事故
鸟兽跨越在裸露的相线之间或者相线与接地物体之间，或者咬坏设备和导线电缆的绝缘,从而导致短路。
2．１.2短路的后果
短路后，系统中出现的短路电流比正常负荷电流大得多。在大电力系统中，短路电流可达几万安甚至几十万安。短路电流对系统产生较大的危害：
①短路时要产生很大的点动力和很高的温度,而使故障元件和短路电路中的其他元件受到损害和破坏,甚至引发火灾事故。
②短路时电路的电压骤降,严重影响电气设备的正常运行。
③短路时保护装置动作,将故障电路切除，从而造成停电，而且短路点越靠近电源，停电范围越大,造成的损失也越大。
④严重的短路要影响电力系统运行的稳定性,可使并列运行的发电机组失去同步，造成系统结列。
⑤不对称短路包括单相和两相短路,其短路电流将产生较强的不平衡交变电磁场，对附近的通信线路、电子设备等产生电磁干扰,影响其正常运行,甚至使之发生误动作。
由此可见,短路的后果是十分严重的，因此必须尽力设法消除可能引起短路的一切因素；同时需要进行短路电流的计算,以便正确地选择电气设备,使设备具有足够的动稳定性和热稳定性,以保证在发生可能有的最大短路电流时不致损坏。为了选择切除短路故障的开关电器、整定短路保护的继电装置和选择限制短路电流的元件（如电抗器）等，也必须计算短路电流。
２.1.3短路的形式
在三相系统中，短路的形式有三相短路、两相短路、单相短路和两相接地短路等,其中两相接地短路,实质是两相短路。
按短路电路的对称性来分,三相短路属于对称性短路，其他形式短路均不为对称短路。
电力系统中，发生单相短路的可能性最大，而发生三相短路的可能性最小。但一般情况下,特别是远离电源的工厂供电系统中，三相短路的短路电流最大,因此造成的危害也最为严重。为了使电力系统中的电气设备在最严重的短路状态下也能可靠的工作，因此作为选择和校验电气设备用的短路计算中,以三相短
路计算为主。实际上,不对称短路也可以按对称的短路电流分解为对称的正序、负序、零序分量,然后按对称量来分析和计算,所以对称的三相短路分析计算也是不对称短路分析计算的基础。
2．2无限大容量电力系统的三相短路计算
２.２．1无限大容量电力系统
无限大容量电力系统，是指供电容量先对于用户供电系统容量大的多的电力系统。其特点是:当用户供电系统的负荷变动甚至发生短路时，电力系统变电所馈电母线上的电压能基本维持不变。如果电力系统的电源总阻抗不超过短路总阻抗的5％-10%，或者电力系统容量超过用户供电系统容量的５０倍时，可将电力系统视为无限大容量系统。
对一般工厂供电系统来说，由于工厂供电系统的容量远比电力系统总容量小,而阻抗又较电力系统大得多,因此工厂供电系统内发生短路时,电力系统变电所馈电母线上的电压几乎维持不变，也就是说可将电力系统视为无限大容量的电源。
2．2.2短路电流的计算方法
进行短路电流计算,首先要绘出计算电路图,在电路图上,将短路计算所需要考虑的各元件的额定参数都表示出来,并将个元件依次编号，然后确定短路计算点。短路计算点要选择得使需要进行短路校验的电气元件有最大可能的短路电流通过。
①电力系统的阻抗计算
电力系统的电阻相对于电抗来说很小，一般不予考虑。电力系统的电抗,可由电力系统变电站馈电线出口断路器的断路容量Ｓ
oc
来估算,电力系的电抗为
X
Ｓ=U
ｃ
2/Ｓ
oc
式
(２.１）
式中，U
ｃ
为电力系统馈电线的短路计算电压,但为了便于短路电路总阻抗的
计算,免去阻抗换算的麻烦，此式中的U
c
可直接采用短路点的短路计算电压;
Ｓ
oｃ为系统出口断路器的断流容量，如果只有断路器的开断电流Ｉ
oc
，则其断流
容量S
oc =Ｉ
oc
U
N
,这里的U
N
为断路器的额定电压。
②电力变压器的阻抗计算
１)变压器的电阻R
T
可由变压器的短路损△P
Ｋ
耗近似计算
因△P
K ≈3Ｉ
N
2Ｒ
Ｔ
=（S
Ｎ
/U
c
)2 R
Ｔ
故R
T ≈△P
Ｋ
（U
c
/ S
N
）2式
（2.2)
式中，U
c 为短路点短路计算电压;S
n
为变压器的额定容量;△P
k
为变压器
的短路损耗。
2)变压器的电抗X
Ｔ可由变压器的短路电压U
Ｋ
%近似地计算。
因 U
K %≈S
N
X
Ｔ
/U
c
2×１00
故 X
Ｔ≈(U
K
％/10０）×（U
Ｃ
2/S
N
) 式
（２．3)
式中，Ｕ
Ｋ
％为变压器的短路电压百分值。
③电力线路的阻抗计算
1)线路的电阻R
WL 可由导线电缆的单位长度电阻Ｒ
０
乘以线路长度求得,即
R
WL ＝R
1 式
(2．4)
式中,R
O
为导线电缆单位长度电阻,ｌ为线路长度。
2）线路的电抗X
WL 可由导线电缆的单位长度电抗X
乘以线路长度求得,
即Ｘ
ＷＬ＝X
０
1 式（４.5）
表２.1 电力线路每相的单位长度电抗平均值
线路结构
线路电压
3５KＶ及以上6-10KＶ２２０V／380V
架空线路０.4 0．35 ０．３２
电缆线路0．１2 0.08 ０.066
在计算短路电路的阻抗时,假如电路内含有电力变压器时,电路内各元件的阻抗都应该统一换算到短路点的短路计算电压去,阻抗等效换算的条件是元件的功率
损耗不变。
2.2.３工厂三相短路电流的计算
画出短路计算电路图,如图2．1所示：
图2.1 短路计算电路图
画出短路等效电路图，如图2．２所示：
图2．2 短路等效电路图
① 求短路点K-1处短路电流和短路容量（ＵCL =10.５ｋV
)。
1） 计算短路电路中各元件的电流和总阻抗。
a.电力系统的电抗:
X L =ＵＣL 2/ＳOC =(10.5KV)２／50０MVA=０.22１Ω
查表得SN1０-10Ⅱ型断路器的断流容量S ＯC ＝５00MV Ａ
b 架空线路的电抗:
X ２=X ０1=0．35×1=０.3５Ω
c 电缆线路的电抗：
X 3=X （01)11=0.08×０．02=0.0016Ω
计算总电抗:
Ｘ∑(Ｋ-1）=Ｘ1＋X 2+X 3=0.５73Ω
2) 计算Ｋ-1点的三相短路电流和短路容量。
三相短路次暂态电流和稳态电流:
i (３)
sh(ｋ－１）＝2.55I 〞(K-1）(3)=2.55×10.58=26．９7６KVA
i (３)
sh(k-１)=1．5１Ｉ〞(Ｋ-1）（3)=1.51×10.58＝15.976KVA
②求K －2点三相短路电流和短路容量（U C ２＝0.4ＫＶ)
1）计算短路电路中各元件的电抗和总电抗
ａ电力系统的电抗:
X 1ˊ=U ２Ｃ2/S ＯC =0.4２/５00＝3.2×10－４Ω
b 架空线路的电抗：
X 2ˊ=X ０１(ＵC2／U c1）２=0．35×（0.4／１0.5)２＝5.08×10-4Ω
c 电缆线路的电抗：
X 3ˊ=X (01）１1（U C2/U c1）2=0．0016×（0.4/10.5)2＝2.32×１０－６Ω
d 电力变压器的电抗：查表U Ｋ％=５
则X 4ˊ=（ ＵK ％/100)×(U 2C2/ＳN ）=（5／１00)×(0.4２/630)=0.0127
总电抗X ∑（K －1)＝ X 1ˊ+ X 2ˊ+ Ｘ３ˊ+ X 4ˊ=0.0135Ω
3) 计算Ｋ-2点三相短路电流和短路容量。
三相次暂态短路电流和短路稳态电流
I 〞(K －2）（3)=Ｉ(K-2)(３） ∞ ＝ I (３)（K-２）=１7.1１ＫA
三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值:
i （3）
sh(k-２)＝1.84I ″（Ｋ-2)(3)=1．8４×17．11＝31.48KVA
３.主要设备选择
3.1导线的选择与校验
3．１．１车间导线截面及配电箱的选择
1. 选择配电箱中各路的熔体额定电流。根据设备明细表中各设备的容量，依据熔断器的选择方法和原则，可得出各路的熔体额定电流。
2. 根据已选出的各路熔体额定电流，并预留１-2路(将来增加用电设备时可不更换分电箱)。确定线路数和熔断器电流相适应的分电箱。
3. 根据已选出的各路熔体电流及其敷设方式、环境温度等,依据导线及电线
管得选择方法和原则,可选出相应的导线及电线管。
4. 引入配电箱分干线截面的选择。由于每小分电箱所接的设备台数不多，所以分干线的计算电流应按二项式法计算。这样才能照顾到大容量设备对计算机电流的影响。
选干线截面时，应留有余量，以备负荷发展。干线导线有两部分组成：一部分是敷设在车间的明敷部分,按明敷设选导线;另一部分是从配电箱引到干线小于2m要加保护措施,采用穿管敷设,应按穿管导线选择导线。
选总线干线时，每路干线所接设备台数不多,干线的计算电流也应按二项式法计算。
3.２高压一次设备的选择：
３.2．1一次设备及其分类
变电所中承担输送和分配电能的任务电路，称为一次电路，一次电路中的所有设备,称为一次设备。
一次设备按其功能来分，可分为以下几类：
1. 变换设备其功能是按电力系统运行的要求改变电压或电流、频率等，例如电力变压器、电压互感器、电力互感器、变频机等。
2．控制设备其功能是按电力系统运行的要求来控制一次设备的通、断,例如各种高低压开关设备。
3. 保护设备其功能是用来对电力系统进行过电流和过电压等的保护,例如熔断器和避雷器等。
４. 补偿设备其功能是用来补偿电力系统中的无功功率，提高系统的功率因数,例如并联电容器等。
５．成套设备它是按一次电路接线方案的要求,将有关一次设备及控制、指示、监测和保护一次设备的二次设备组合为一体的电气装置,例如高压开关柜、低压配电屏、动力和照明配电箱等。
3.2.２一次设备的选择
1．高压一次设备的选择
高压开关柜有固定式和手车式两大类,手车式（又称移开式)高压开关柜，虽具有检修安全、供电可靠性高等优点，但价格较贵。在一般中小型工厂中,往往采用较为经济的固定式高压开关柜。我国现在大量生产和广泛应用的是GG—１A（F）型。这种防误型开关柜装设了防止电气误操作和保障人身安全的闭锁装置，即所谓“五防”功能——防止误跳、误合断路器,防止带负荷拉、合隔离开关，防止带电挂接地线，防止带接地线合隔离开关，防止人员误入带电隔离。本次设计中,确定用630ｋV A的变压器把１0kV的高压降到动力设备所需要的电压0．4kV。若有重要负荷，可靠性要求较高,则可选用手车式开关柜,如JYN、KYＮ。本厂都是动力设备,无重要负荷,因此，变电所可采用固定式开关柜。这里选用ＧG—1Ａ(F)—０3，此柜装有GN19—10型隔离开关1个,隔离高压电流,以保证其他电气设备的安全检修。SN10—1０Ⅱ/630—500型少油断路器1个，可以通断线路正常的负荷电流,也可以进行短路保护。GＧ—１A(F）—03除备有以上两种开关外，还有ＬQJ—10型电流互感器2个,分别接仪表和继电器,以满足测量和保护的不同要求。
容量500kVＡ以上的变压器,宜采用高压计量。因此，对于６30ｋV A的变压器,要求在变压器的高压侧进行计费，可选用与GG—1A(F）型高压开关柜配套使用、户外安装的PJ1－Ａ/J3型单电源电缆进出线的计量柜，正好满足要求。柜内装有隔离开关、高压断路器及提供测量信号的电流互感器、电压互感器。
考虑架空线路较之电缆线路发生故障时易于发现且易于检查和修复。当采用电缆线路时,必须采用两根电缆并列供电，每根电缆应能承担全部二级负荷。本设计中高压开关柜的进出线,采用经一段电缆后接到架空线上。工厂变配电所高压开关柜上面的高压母线,通常采用LMY型硬铝母线，对于主变压器容量在125０kV A及以下的变电所，高压母线一般采用ＬMY—40*4的规格。本配电所变压器为６３0kVＡ，因此可采用ＬMY—3（40*4)的高压母线。
2. 低压一次设备的选择
低压配电屏有固定式和抽屉式两种结构型式。抽屉式价格昂贵,一般中小工厂多采用固定式。我国现在广泛应用的固定式低压配电屏主要为ＰGＬ1和PＧ
一．负荷计算…………………………………………………………………….. ..2 1.设备分组 (2) 2.总负荷计算 (3) 3. 无功功率补偿 (5) 二、变电所主变压器和主结线方案的选择 (7) 三、短路电流的计算 (9) 四、变电所一次设备的选择校验 (12) 1.10KV测高压开关柜的选择 (12) 2．380侧一次设备的选择校验 (15) 3．高低压母线的选择 (18) 五、变电所进出线和与邻近单位联络线的选择 (19) 1．10KV高压进线和引入电缆的选择 (19) 2.380V低压出线的选择 (19) 六、机修车间动力箱的选择 (21) 七、变电所二次回路方案的选择与继电保护的整定 (23) 1．（1）异步机的直接起动+ 过载保护（接触器+热继电器控制）.223（2）异步电动机点动+连续运行（接触器控制） (23) 2主变压器的继电保护装置 (24)
八、设计心得 ........................................................ 错误！未定义书签。一．负荷计算 1.设备分组 由机修车间平面布置图，可把一车间的设备分成8组，分组如下：附图1 NO.1： 1、2、3、4、13、14、19 ；为一号动力箱 其中：=8.552(KVA) =13.0(A) NO.2: 25 ；为二号动力箱 其中：=74.4（KVA）=108.5(A) NO.3：(1) :5、6、7、15(2):28 ；为三号动力箱其中：（）=16.2（KVA）=24.62(A) （2）=3.28（KVA）=4.99(A) NO.4： 8、9 ；为四号动力箱其中：=72.4（KVA）=138.86(A) NO.5：（1）10、11、12、22、23、24 （2）36 ；为五号动力箱其中：（1）=13.5（KVA）=20.51(A) （2）=3.28（KVA）=4.99(A) 36号设备按通风机来计算 NO.6: 16、17、18、20、21 ；为六号动力箱其中：=9.55（KVA）=14.51(A) NO.7: （1）26、27、29、30（2）35 ；为七号动力箱
工厂供电系统电气部分设计 二0一四年六月
工厂供电系统电气部分设计 田文杰(供电12833) 摘要 工厂供电（electric power supply for indusrial plants），就是指工厂所需电能的供应和分配问题，众所周知，电能是现代工业生产的主要能源和动力。电能既易于由其他形式能量转换而来，又易于转换为其他形式的能量已供应用；它的输送与分配既简单经济，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，但是它在生产成本中所占的比重一般很小。例如在机械工业中，电能开支占产品成本的5%左右。从投资额来看，有些机械工厂在供电设备上的投资也仅占总投资的5%左右。所以电能在工业生产中的重要性，并不在与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后果。例如某些对供电可靠性要求很高的电厂，即使是极短时间的停电，也会引起重大设备的损坏，或引起大量产品报废，甚至可能发生重大的人生事故，给国家和人民带来经济甚至政治上的重大损失。 因此，搞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，而能源节约对于国家经济建设是一项具有战略意义工作，也是工厂供电工作的一项重要任务。 工厂供电工作要很好地围攻业生产服务，切实保证工厂生活和生活用电的需要，并搞好能源节约，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，不应发生人身事故或设备事故。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量和频率等方面的要求 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
低压配电系统的工厂供电课程设计 姓 名 学 号 院、系、部 电气工程系 班 号 完成时间 2012年6月18日 ※※※※※※※※※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ 2009级 工厂供电课程设计
设计任务书 一、设计内容： (1)由总降压变电所的配出电压和用电设备的电压要求，参考国际规定的标准电压等级确定车间变电所的电压级别。 (2)计算负荷采用需用的系数法，计算出单台设备支线、用电设备组干线和车间变电所低压母线和进线的计算负荷。 (3)由计算负荷结果，确定补偿方式，计算出补偿容量，选择电容器个数和电容柜个数。 (4)按对负荷可靠性要求，确定车间变电所电气主接线。 (5)按车间变电所低压母线的计算负荷，确定变电器的容量和台数。 (6)导线截面积的选择，支线和干线按发热条件选择，进线电缆按经济电缆密度选择，按允许发热，电压损耗进行校验。 (7)短路电流计算，绘制计算电路和等值电路图，确定短路点，计算出各短路点短路电流值及短路容量。 (8)车间变电所低压母线按发热条件选择，按短路的热合力校验。 (9)按国家规定的标准符号和图符，用CAD画出车间变电所的电气主接线图、车间配电系统和配电平面图。 二、设计条件： (1)机加车间符合全部为三级负荷，对供电可靠性要求不高。
(2)车间平面布置图如下图所示 （3）车间电气设备各细表如下表所示 设备代号设备名称台数单台容量（kW）效率功率因数启动倍数备注1~3 普通车床C630-1 3 7.6 0.88 0.81 6 4 内圆磨床M2120 1 7.2 5 0.88 0.83 6 5，16 砂轮机S3SL-300 2 1.5 0.92 0.82 6.5 6 平面磨床M7130 1 7.6 0.88 0.82 6 7~9 牛头刨床B6050 3 4 0.87 0.82 6 11，12 普通车床C6140 2 6.125 0.89 0.81 6 13~15 普通车床C616 3 4.6 0.90 0.81 6 17，18 单臂龙门刨床B1012 2 67.8 0.86 0.81 2.5 19 龙门刨床B2016 1 66.8 0.86 0.81 2.5 20，21 普通车床C630 2 10.125 0.88 0.81 6 22 立式钻床Z535 1 4.625 0.90 0.80 6 23 立式车床C534J1 1 80 0.86 0.80 3 24 摇臂钻床Z35 1 8.5 0.87 0.82 5.5
工厂供电系统电气部分设计 二 0 一四年六月
工厂供电系统电气部分设计 田文杰 ( 供电 12833) 摘要 工厂供电（electric power supply for indusrial plants），就是指工厂所需电能的供应和分配问题，众所周知，电能是现代工业生产的主要能源和动力。电能既易于由其他形式能量转换而来，又易于转换为其他形式的能量已供应用；它的输送与分配既简单经济，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，但是它在生产成本中所占的比重一般很小。例如在机械工业中，电能开支占产品成本的5%左右。从投资额来看，有些机械工厂在供电设备上的投资也仅占总投资的 5%左右。所以电能在 工业生产中的重要性，并不在与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后果。例如某些对供电可靠性要求很高的电厂，即使是极短时间的停电，也会引起重大设备的损坏，或引起大量产品报废，甚至可能发生重大的人生事故，给国家和人民带来经济甚至政治上的重大损失。 因此，搞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，而能源节约对于国家经济建设是一项具有战略意义工作，也是工厂供电工作的一项重要任务。 工厂供电工作要很好地围攻业生产服务，切实保证工厂生活和生活用电的需 要，并搞好能源节约，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，不应发生人身事故或设备事故。 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量和频率等方面的要求 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
《工厂供配电课程设计》课程设计 报告书 题目：______________________ 姓名：______________________ 学号：______________________ 专业班级：______________________ 完成日期：______________________
前言 供配电技术就是研究电能的供给与分配问题。电能是现代工业生产，民用住宅及企事业单位的主要能源和动力，是现代物质文明的基础。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。 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。 在企事业单位，信息化，网络化都是建立在电气化的基础上。高校是人才培养的基地，是人群居住较密集的地方，电力供应如果突然中断，将造成校园秩序的严重混乱，因此做好学校供配电设计，对于保证正常的工作、生活、学习具有重要的意义。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，工厂供电工作要很好地为工业生产、企事业单位服务，切实保证生产和生活用电的需要，并做好节能工作。 本课程设计任务是********************供配电设计。
【最新整理，下载后即可编辑】 工厂供电课程设计示例 一、设计任务书（示例） （一）设计题目 X X机械厂降压变电所的电气设计 （二）设计要求 要求根据本厂所能取得的电源及本厂用电负荷的实际情况，并适当考虑到工厂的发展，按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求，确定变电所的位置和型式，确定变电所主变压器的台数、容量与类型，选择变电所主接线方案及高低压设备和进出线，确定二次回路方案，选择整定继电保护，确定防雷和接地装置。最后按要求写出设计说明书，绘出设计图纸。 （三）设计依据 1、工厂总平面图，如图11-3所示
2、工厂负荷情况本厂多数车间为两班制，年最大负荷利用小时为4600 h ，日最大负荷持续时间为6 h 。该厂除铸造车间、电镀车间和锅炉房属于二级负荷外，其余均属于三级负荷。低压动力设备均为三相，额定电压为380伏。电气照明及家用电器均为单相，额定电压为220伏。本厂的负荷统计资料如表11-3所示。 表11-3 工厂负荷统计资料（示例） 厂 房编号厂房 名称 负 荷 类 别 设备 容量 (KW) 需要 系数 Kd 功率 因数 cosφ P30 (KW) Q30 (Kvar) S30 (KVA) I30 (A) 1 铸造 车间 动 力 300 0.3 0.7 照 6 0.8 1.0
3、供电电源情况按照工厂与当地供电部门签定的供用电合同规定，本厂可由附近一条10KV的公用电源干线取得工作电源。该干线的走向参看工厂总平面图。该干线的导线型号为LGJ-150 ，导线为等边三角形排列，线距为2 m；干线首端（即电力系统的馈电变电站）距离本厂约8 km。干线首端所装设的高压断路器断流容量为500 MVA。此断路器配备有定时限过电流保护和电流速断保护，定时限过电流保护整定的动作时间为1.7 s。为满足工厂二级负荷的要求，可采用高压联络线由邻近单位取得备用电源。已知与本厂高压侧有电气联系的架空线路总长度为80 km，电缆线路总长度为25 km 。 4、气象资料本厂所在地区的年最高气温为38°C，年平均气温为23°C，年最低气温为-8°C，年最热月平均最高气温为
一、工厂供电的意义和要求 工厂供电，就是指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂配电。 众所周知，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。 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，既要照顾局部的当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应发展。 二、工厂供电设计的一般原则 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、执行政策； 必须遵守国家的有关规定及标准，执行国家的有关方针政策，包括节约能源，节约有色金属等技术经济政策。 （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影响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、设计内容及步骤
毕业设计(论文) 题目某工厂供电系统的设计
摘要 作为当今工业发展最重要的能源和动力，电能既可以由其他能量转化也可以转化为其他的能量。电能的输送和分配具有可靠、经济、安全、快捷的特点。电力用户包括工业、农业、交通运输等国民经济各个部门以及市政和居民生活用电等。因此，保证可靠、安全、经济、高质量的供电对于工农业的生产和人民生活有着很大的影响和重要意义。 冶金厂供配电设计应根据各个车间的负荷数量和性质、无功补偿、变压器的台数和容量的选择、短路电流的计算以及变电所高低压侧电气设备选择等因素，从而为该冶金厂提供安全可靠、优质的电力资源，并可最大限度的减少公司的资金投入和降低运行成本。使用的方法：工厂的供配电设计应考虑多个方面，运用负荷计算，变压器容量、型号、数量的计算，无限大容量电源系统供电时短路电流的计算，以确定各高低压侧电气设及导线的规格，再进行变压器继电保护装置的设计和整定以及防雷接地设计。最终为本冶金机械修造厂设计一个安全可靠、经济合理、技术先进的供配电控制系统图，满足该厂的生产需求。 关键词：电力系统；继电保护；供配电；负荷计算；短路电流
Abstract As of today's most important industrial development of energy and power, power not only by other energy conversion can also be converted into other en ergy. Electricity transmission and distribution of reliable, economical, safe, fast. Electricity users, including industry, agriculture,transportation and other various n ational economic sectors aswell as municipal and residential electricity. Therefor e, to ensure reliable, safe, economical,high quality power supply for industrial a nd agricultural production and people's lives have a great impact and significanc e of. Metallurgical plant for distribution design should be based on the number and nature of each workshop load, reactive power compensation, transformer st ation numberand choice of capacity, the calculation of shortcircuit current and t he substation high and low pressure side of the electrical equipment selection a nd other factors, which forthe metallurgical plant providing safe,reliable, high-qu ality power resources, and can minimize the company's capital investment and l ower operating costs. Using the method: the plant for distribution design should take intoaccount various aspects, the use of load calculation, transformer capaci ty, model, quantity calculation, the calculation of the infinite bulk power system short-circuitcurrent when powered to determine the high and low pressure side of the electrical equipment and wire specifications, design and tuning of transf ormer protection devices, and lightning protection and grounding design.Final-ba sed metallurgicalmachinery repair workshop to design a safe and reliable and ec onomically reasonable, technologically advanced power supply control system di agram to meet the production needs of the plant. Key words：Power systems; protection; supply and distribution; load calcul ation; short-circuit current
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/d713629797.html, 浅析工厂供电系统的设计 作者：赵明刚 来源：《中国新技术新产品》2011年第15期 摘要：众所周知，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。 关键词：现代工业；能源；供电设计 中图分类号：U223文献标识码：A 1 工厂供电的意义和要求 工厂供电，就是指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂配电。 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。 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，既要照顾局部的当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应发展。 2 工厂供电设计的一般原则
某工厂供电系统的设计毕业论文 目录 摘要 ............................................................... I Abstract .............................................................. II 目录 ............................................................. III 第一章引言 .................................................... - 1 - 1.1 选题的背景及意义 ........................................... - 1 - 1.1.1 选题的背景 ........................................... - 1 - 1.1.2 选题的意义 ........................................... - 1 - 1.2 工厂供电设计的要求及原则 ................................... - 1 - 1.3 本设计的主要要求 ........................................... - 2 - 第二章冶金厂各变电所负荷计算和无功补偿计算 ........................ - 4 - 2.1 负荷计算的目的及其计算方法 ................................. - 4 - 2.1.1 负荷计算的目的 ....................................... - 4 - 2.1.2负荷计算的计算方法.................................... - 4 - 2.2 冶金厂各个车间及整个工厂计算负荷的确定 ..................... - 5 - 2.2.1 380V车间计算负荷的确定.............................. - 5 - 2.2.2 6KV车间负荷计算..................................... - 6 - 2.2.3 冶金厂总负荷列表 .................................... - 7 - 2.3 无功功率补偿方式及其计算 ................................... - 8 - 2.3.1 无功补偿的方式 ....................................... - 8 - 2.3.2 380V车间无功补偿的计算............................... - 9 - 2.3.3 6kV侧无功补偿的计算................................. - 10 - 2.3.4 变压器损耗的计算 .................................... - 10 - 2.3.5 全厂计算负荷 ....................................... - 10 - 第三章冶金厂主变压器的选择 ....................................... - 12 - 3.1变压器台数和容量的选择原则................................. - 12 - 3.2 变压器台数及容量的选择 .................................... - 13 - 第四章冶金厂变电所的主接线的设计 ................................. - 14 -
工厂供电控制系统设计 摘要 工厂供电系统就是将电力系统的电能降压再分配电能到各个厂房或车间中去，它由工厂降压变电所，高压配电线路，车间变电所，低压配电线路及用电设备组成。工厂总降压变电所及配电系统设计，是根据各个车间的负荷数量和性质，生产工艺对负荷的要求，以及负荷布局，结合国家供电情况。解决对各部门的安全可靠，经济技术的分配电能问题。其基本内容有以下几方面：车间负荷计算以及无功功率补偿，导线类型选择,变配电所位置的电气设计和所址选择,短路电流的计算及继电保护,电气设备的选择,车间变电所位置和变压器数量、容量、类型的选择等。 关键词：电气设备；功率因数；供电半径 第一章绪论 1.1工厂供电的含义和要求含义 工厂供电，就是指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂配电。 众所周知，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
第一章变电所的设计 1.1车间的负荷计算 1.1.1变电所的负荷分级 工厂的电力负荷，按照GB 50052—1995《供配电系统设计规范》规定，根据其对供电可靠性的要求及中断供电造成的损失或影响的程度分为三级： 1.一级负荷 一级负荷为中断供电将造成人身伤亡者，或者中断供电将在政治、经济上造成重大损失者，如重大设备损坏、重大产品报废、用重要原料生产的产品大量报废、国民经济中重点企业的连续生产过程被打乱需长时间才能恢复等。 在一级负荷中，当中断供电将发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷，以及特别重要的场所不允许中断电源的负荷，应视为特别重要的负荷。 因此如果中断供电造成的后果是十分严重，所以要求由两路电源供电，当中其中一路电源发生故障时，另一路电源应不致同时受到损坏。另外除上述俩路电源以外，还必须增设应急电源。为保证对特别重要的负荷供电，严禁将其他负荷接入应急供电系统。 常用的应急电源有：1）独立于正常电源的发电机组；2）供电网络中独立于正常电源的专门供电线路；3）蓄电池；4）干电池。 2.二级负荷 二级负荷为中断供电将在政治、经济上造成较大损失者，如主要设备损坏、大量产品报废、连续生产过程被打乱需较长时间才能恢复、重点企业大量减产等。因二级负荷也属于重要负荷，要求由两回路供电，供电变电压器也应有两台。在其中一回路或一台变压器发生常见故障时，二级负荷应不致中断供电，或中断后能迅速恢复供电。 3.三级负荷 三级负荷为一般电力负荷，指所有不属于上述一、二级负荷者均属三级负荷，对供电电源无特殊要求。
1.1.2 负荷计算的目的 供电系统要能够可靠正常运行，其中各个元件（包括电力变压器、开关设备和导线电缆等）都必须选择得当，除了应满足工作电压和频率的要求外，最重要的就是满足负荷电流的要求。因此有必要对系统中各个环节的电力负荷进行统计计算。 计算负荷是供电设计计算的基本依据。计算负荷确定的是否正确合理，直接影响到电器和导线电缆的选择是否经济合理。如果计算负荷确定过大，将使电器和导线电缆选得过大，造成投资和有色金属的浪费。如果计算负荷确定过小，又将使电器和导线电缆处于过负荷下运行，增加电能损耗，产生过热，导致绝缘过早老化甚至烧毁引发火灾，从而在成更大损失。由此可见，正确确定计算负荷非常重要。 1.1.3 负荷计算方法的选择 我国目前普遍采用的确定用电设备组计算负荷的方法，有需要系数法和二项式法。需要系数法是国际上普遍采用的确定计算负荷的基本方法，最为简便实用。二项式的应用局限性较大，但在确定设备台数较少而容量差别悬殊的分支干线的计算负荷时，采用二项式法较之需要系数法合理，且计算也较简便。 供电设计的经验说明，选择低压分支干线或支线时，按需要系数法计算的结果往往偏小，以采用二项式法计算为宜。我国建筑行业标准JGJ / T 16—1992《民用建筑电气设计规范》也规定：“用电设备台数较少，各台设备容量相差悬殊时，宜采用二项式法”。 本次设计采用按二项式法计算各组负荷 负荷计算公式及参数列表（表2.1）
(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！) 工厂供配电技术论文 题目：工厂供电技术 班级：长沙地铁 姓名：黄睿杰 指导老师：严俊老师 完成日期：2012年10月31号
第一章绪论 1.1工厂供电的含义和要求 工厂供电，就是指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂配电。 众所周知，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。 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，既要照顾局部的当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应发展。 1.2工厂供电设计的一般原则 则： （1）遵守规程、执行政策； 必须遵守国家的有关规定及标准，执行国家的有关方针政策，包括节约能源，节约有色金属等技术经济政策。
工厂供电的设计 Document number：PBGCG-0857-BTDO-0089-PTT1998
工厂供电的设计 一、工厂供电的意义和要求 工厂供电，就是指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂配电。 众所周知，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。 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，既要照顾局部的当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应发展。 二、工厂供电设计的一般原则 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、执行政策；
《工厂供电》课程设计 说明书 专业名称： 班级： 学号： 姓名： 指导教师： 日期：
目录 一、设计的目的和意义： 通过设计，系统地复习、巩固工厂供电的基本常识，提高设计计算能力和综合分析能力。课程设计是教学过程中的一个重要环节，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，培养独立分析和解决实际工程技术问题的能力，同时对点离开工业的有关政策、方针、技术规程有一定的了解，在计算绘画、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。 二、设计原理及规模： 首先确定全厂计算负荷，编制负荷总表，拟定供配电方案，确定变配电所位置。合理确定变压器台数及容量，选择其规格型号。拟定高压配电所主接线方案，并选择元件和设备的型号规格。拟定车间接线方案。合理确定无功补偿。要求10KV侧cosφ=0.92。拟定变配电所平面布置方案。选择各线路的导线型号规格及敷设方式。选择高压、低压一次设备时，应按动稳定度、热稳定度和断流能力等进行校验。 规模：此设计涉及到诸多高、低压设备和输电用线。例如变压器、断路器、熔断器避雷设大量有色金属等，所以这个设计的规模较大，耗资也比较多。 三、正文 方案的论证 根据厂内负荷情况，从技术和经济合理性确定厂区配电电压。参考负荷布局以及总压降变电所位置，比较几种可以的高压配电网布置方案，计算出导线截面积及电压损失，有不同方案的可靠性，电压损失基建投资。年运行费用，有色金属消耗量等综合技术经济条件列表比值，择优选用。按选定配电系统做线路结构与敷设方式设计。 由整个工厂的容量计算可以作为参考来选取主变压器的台数以及容量。本厂一般为三级负荷，结合全厂计算负荷以及扩建和备用的需要，所以选择一台主变压器，选择S9-1600型号。根据变电所配电回路数，负荷要求的可靠性级别和计算负荷数综合主变压器台数，确定变电所高、低接线方式。考虑到设计要求，变电所选择放在F处。F处既靠
摘要 为使工厂供电工作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，本设计在大量收集资料，并对原始资料进行分析后，做出35kV变电所及变电系统电气部分的选择和设计，使其达到以下基本要求： 1、安全在电能的供应、分配和使用中，不发生人身事故和设备事故。 2、可靠满足电能用户对供电可靠性的要求。 3、优质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少，运行费用低，并尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗量。 此外，在供电工作中，又合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，既照顾局部的当前的利益，又要有全局观点，顾全大局，适应发展。 按照国家标准GB50052-95 《供配电系统设计规范》、GB50059-92 《35~110kV变电所设计规范》、GB50054-95 《低压配电设计规范》等的规定，工厂供电设计遵循以下原则： 1、遵守规程、执行政策； 遵守国家的有关规定及标准，执行国家的有关方针政策，包括节约能源，节约有色金属等技术经济政策。 2、安全可靠、先进合理； 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、能耗低和性能先进电气产品。 3、近期为主、考虑发展； 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影响到工厂的生产及发展。 I
关键词：节能配电安全合理发展 II
目录 摘要··································································································································································I ABSTRACT ················································································································错误！未定义书签。 1绪论 (1) 1.1设计题目 (1) 1.2设计依据 (1) 1.2.1工厂总平面布置图（略） (1) 1.2.2全厂各车间负荷情况汇总表。 (1) 1.2.3供用电协议。 (2) 1.2.4工厂的负荷性质 (3) 1.2.5工厂的自然条件 (3) 1.3设计任务及设计大纲 (3) 1.3.1高压供电系统设计 (3) 1.3.2总变电所设计 (3) 1.4设计成果 (4) 1.4.1设计说明书 (4) 1.4.2设计图纸 (4) 2供电电压等级选择 (5) 2.1电源电压等级选择 (5) 3全厂负荷计算 (5) 3.1变电所的负荷计算 (5) 3.1.1用电设备的负荷计算 (5) 3.1.2变压器损耗估算 (6) 3.1.3无功功率补偿计算 (7) 3.1.4变压器选择 (8) 4系统主接线方案的选择 (9) III
工厂供电课程设计示例 一、设计任务书（示例） （一）设计题目 X X机械厂降压变电所的电气设计 （二）设计要求 要求根据本厂所能取得的电源及本厂用电负荷的实际情况，并适当考虑到工厂的发展，按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求，确定变电所的位置和型式，确定变电所主变压器的台数、容量与类型，选择变电所主接线方案及高低压设备和进出线，确定二次回路方案，选择整定继电保护，确定防雷和接地装置。最后按要求写出设计说明书，绘出设计图纸。 （三）设计依据 1、工厂总平面图，如图11-3所示 2、工厂负荷情况本厂多数车间为两班制，年最大负荷利用小时为4600 h ，
日最大负荷持续时间为6 h 。该厂除铸造车间、电镀车间和锅炉房属于二级负荷外，其余均属于三级负荷。低压动力设备均为三相，额定电压为380伏。电气照明及家用电器均为单相，额定电压为220伏。本厂的负荷统计资料如表11-3所示。 表11-3 工厂负荷统计资料（示例） 3、供电电源情况按照工厂与当地供电部门签定的供用电合同规定，本厂可由附近一条10KV的公用电源干线取得工作电源。该干线的走向参看工厂总平面图。该干线的导线型号为LGJ-150 ，导线为等边三角形排列，线距为 2 m；干线首端（即电力系统的馈电变电站）距离本厂约8 km。干线首端所装设的高压断路器断流容量为500 MV A。此断路器配备有定时限过电流保护和电流速断保护，
定时限过电流保护整定的动作时间为 1.7 s。为满足工厂二级负荷的要求，可采用高压联络线由邻近单位取得备用电源。已知与本厂高压侧有电气联系的架空线路总长度为80 km，电缆线路总长度为25 km 。 4、气象资料本厂所在地区的年最高气温为38°C，年平均气温为23°C，年最低气温为-8°C，年最热月平均最高气温为33°C，年最热月平均气温为26 °C，年最热月地下0.8m处平均温度为25°C，当地主导风向为东北风，年雷暴日数为20 。 5、地质水文资料本厂所在地区平均海拔500 m，地层土质以砂粘土为主，地下水位为2 m。 6、电费制度本厂与当地供电部门达成协议，在工厂变电所的高压侧计量电能，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压器容量计为18元/KV A，动力电费为0.2 元/KW·h.，照明（含家电）电费为0.5 元/KW·h.。工厂最大负荷时的功率因数不得低于0.9 。此外，电力用户需按新装变压器容量计算，一次性地向供电部门交纳供电贴费：6~10KV为800元/KV A。 （四）设计任务 1、设计说明书需包括： 1）前言 2）目录 3）负荷计算和无功补偿 4）变电所位置和型式的选择 5）变电所主变压器台数、容量与类型的选择 6）变电所主接线方案的设计 7）短路电流的计算 8）变电所一次设备的选择与校验 9）变电所进出线的选择与校验 10）变电所二次回路方案的选择及继电保护的整定