工厂低压配电系统设计01

酒泉职业技术学院毕业设计（论文）2014级专业题目：毕业时间：学生姓名：张宏泽指导教师：班级：2014年5月20日摘要：电能是工业生产的主要动力能源，工厂供电设计的任务是从电力系统取得电源，经过合理的传输、变换、分配到工厂车间中每一个用电设备上，随着工业电气自动化技术的发展，工厂用电量快速增长，对电能质量、供电可靠性以及技术经济指标等的要求也日益提高，供电设计是否完善，不仅影响工厂的基本建设投资、运行费用和有色金属消耗量，而且也反映到工厂的可靠性和工厂的安全生产上，它与企业的经济效益、设备和人身安全等是密切相关的。关键词；变电所；变压器；工厂负荷；接线方案；防雷及接地保护目录前言..................................................................11车间的负荷计算及无功补偿............................................21.1负荷计算的目的、意义及原则....................................21.2工厂负荷情况..................................................31.3计算负荷、无功负荷、视在负荷的计算............................61.4无功补偿的主要作用............................................92确定车间变电所的所址和形式..........................................92.2变电所的形式（类型）.........................................123确定车间变电所主变压器型式，容量和台数及主结线方案.................144短路计算...........................................................174.1计算k-1点的短路电流和短路容量（UC1=10kv）....................184.1.1计算短路电路中各无件的电抗.....................................184.1.2计算三相短路电流和短路容量.....................................184.2计算k-2点的短路电流和短路容量（UC2=0.4kv）...................194.2.1计算短路电路中各无件的电抗.....................................194.2.2计算三相短路电流和短路容量.....................................205一次设备的选择.....................................................215.1电气设备选择的一般原则.......................................215.2高低压电气设备的选择.........................................215.2.1按工作电压选择.................................................215.2.2按最大负荷电流选择电气设备的额定电流...........................215.2.3对开关类电气设备还应考虑其断流能力.............................225.2.4隔离开关、负荷开关和断路器的短路稳定度校验.....................226选择车间变电所高低进出线截面.......................................256.1变压器高压侧进线电缆截面选择.................................256.2380V低压出线的选择...........................................257选择电源进线的二次回路及整定继电保护。.............................277.1测量与指示...................................................277.2继电保护.....................................................278车间变电所的防雷保护及接地装置的设计。.............................298.1防直击雷.....................................................298.2避雷器的选择(防雷电波).......................................299车间变电所主结线电路图.............................................31结束语...............................................................31参考文献:............................................................31前言现在除个别大型工业联合企业有自备电厂外，绝大多数工厂都是从国家电力系统取得电能的，因此，工厂工业负荷是电力系统的主要用户，工厂供电系统也是电力系统的一个组成部分，保证安全供电和经济运行，不仅关系到企业的利益，也关系到电力系统的安全和经济运行以及合理利用能源。工厂供电设计必须遵循国家的各项方针政策，设计方案必须符合国家标准中的有关规定，同时必须满足以下几项基本要求：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，运行费用低，并尽可能工节约电能和减少有色金属消耗量。此外，在供电工作中，应合理地处理局和全局、当前和长远等关系，既要照顾局部和当前和利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应发展。本设计的主要内容包括：车间的负荷计算及无功补偿，确定车间变电所的所址和型式，车间变电所的主接线方案，短路电流计算，主要用电设备选择和校验，车间变电所整定继电保护和防雷保护及接地装置的设计等。工厂分布图1车间的负荷计算及无功补偿1.1负荷计算的目的、意义及原则（1）供电系统要能安全可靠地正常运行，其中各个元件（包括电力变压器、开关设备及导线、电缆等）都必须选择得当，除了满足工作电压和频率的要求外，最重要的就是要满足负荷电流的要求。因次，有必要对供电系统中各个环节的电力负荷进行统计计算。（2）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。如果计算负荷确定的过大，将使电器和导线电缆选的过大，造成投资和有色金属的浪费。如果计算负荷确定的过小，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燃烧引起火灾，同样会造成更大损失。由此可见，正确确定计算负荷意义重大。（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。（4）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，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。（5）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。在校验瞬动元件时，还应考虑启动电流的非周期分量。1.2、全厂负荷计算表及方法负荷计算的方法有需要系数法、利用系数法及二项式等几种。本设计采用需要系数法确定。主要计算公式有：有功功率：P30=Pe·Kd无功功率:Q30=P30·tgφ视在功率:S3O=P30/cosφ计算电流:I30=S30/√3Un1.2工厂负荷情况工厂有8个厂房分别为冷加工车间，金属加工车间，变压器装配房，检修车间和4个工具车间。机床设备情况如下：表1-1设备代号设备名称单台容量（KW）功率因数Cosφ效率η1车床20.80.82车床40.80.83车床50.80.84铣床3.50.80.85铣床30.80.86铣床20.80.87插齿机4.50.850.858工具磨床1.50.80.89小冲床1.50.80.810磨床1.50.80.811磨床4.50.850.8512冲床4.50.850.8513钻床1.50.80.814变压器20.80.9各车间负荷情况表1-2车间编号拥有设备设备容量（KW）功率因数Cosφ需要系数Kd冷加工车间1,2,3号车床各2台。4,5,6号铣床各2台。插齿机1台43.50.80.4照明50.80.83号车55.5+4.50.8，,0850.3金属加工车间床6台，13号钻床10台.工具磨床2台，10号磨床2台，11号磨床1台小冲床3台照明60.80.9变压器装配房14号变压器4个80.80.5照明20.80.8检修车间1500.850.2550.850.9工具车间1500.850.340.850.9工具车间2550.850.340.850.9工具车间3400.850.330.850.9工具车间4350.850.330.850.91.3计算负荷、无功负荷、视在负荷的计算根据公式:有功功率：P30=Pe·Kd无功功率:Q30=P30·tanφ视在功率:S3O=P30/cosφ计算电流:I30=S30/√3Un表1-3车间负荷计算表（Un=380V）车间设备类别设备容量（KW）功率因数cosφ需要系数Kdtanφ计算负荷P30/kwQ30/kwS30/kvaI30/A冷加工车间动力43.50.80.40.7517.413.0521.7533.05照明50.80.80.754357.6金属加工车间动力600.80.30.751813.522.534.2照明60.80.90.755.44.056.7510.26变压器装配房动力80.80.50.754357.60照明20.80.80.751.61.223.04检修车间动力1500.850.250.637.522.544.1267.03照明50.850.90.64.52.75.298.04工具车间1动力500.850.30.615917.6526.81照明40.850.90.63.62.164.246.44工具车间2动力550.850.30.616.59.919.4129.49照明40.850.90.63.62.164.246.44工具车间3动力400.850.30.6127.214.1221.45照明30.850.90.62.71.623.184.83工具车间4动力350.850.30.610.56.312.3518.77照明30.850.90.62.71.623.184.83总计动力441.5130.984.45156.9238.43照明3228.418.5133.8551.480.835159.3102.96190.75289.91由上表可知，该厂380V侧最大负荷时的功率因数是0.84，而供电部门要求该厂10kv进线侧最大负荷时因数不应低于0.90.考虑到主变压器的无功损耗远大于有功损耗，因此380V侧最大负荷时因数应稍大于0.90，暂取0.92来计算380V侧所需无功功率补偿容量：Qc=P30(tanφ1-tanφ2)=159.3[tan(arccos0.84)-tan(ar