工廠（企業(yè)）變配電設計畢業(yè)論文

1、課程設計 論文題目：工廠（企業(yè)）變配電設計前 言 我國的電力工業(yè)已居世界前列，但與發(fā)達國家相比還是有一定的差距，我們人均電量水平還很低，電力工業(yè)分布也不均勻，還不能滿足國民經(jīng)濟發(fā)展的需要。電力市場還未完善，管理水平、技術水平都有待提高。 為了使我國電力工業(yè)趕上世界電力技術的發(fā)展水平，叢21世紀一開始，我國就進一步加強在電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行、電力系統(tǒng)的自動化調度與管理、電力通信、網(wǎng)絡技術、繼電保護等領域開展研究，尤其注意完善電力市場，研究電力市場的技術支持系統(tǒng)，促進我們的電力工業(yè)不斷前進。工廠變配電就是指工廠所需電能的變壓和分配。我們知道,電能是現(xiàn)代工業(yè)生產的主要能源和動力，工業(yè)生產應用電能

2、和實現(xiàn)電氣化以后,能大大增加產量,提高產品質量,提高勞動生產率,降低生產成本,減輕工人的勞動強,改善工人的勞動條件,有利于實現(xiàn)生產過程自動化。由此可見,搞好工廠變配電工作對于工業(yè)生產的正常進行和實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化,具有十分重大的意義。工業(yè)企業(yè)生產所需電能，一般是由外部電力系統(tǒng)供給，經(jīng)企業(yè)內各級變電所變電壓后，分配到各用電設備。工業(yè)企業(yè)變電所是企業(yè)電力供應的紐約，所處地位十分重要，所以正確計算選擇各級變電站的變壓器容量及其他設備是實現(xiàn)安全可靠供電的前提。進行企業(yè)電力負荷計算的目的就是為正確選擇企業(yè)各級變電站的變壓器容量，各種電氣設備的型號，規(guī)格以及供電網(wǎng)絡所用導線型號等提供科學的依據(jù)。前 言- 1

3、-摘 要- 3 -第一章設計題目及要求- 4 -第一節(jié)題目設計.-4-第二節(jié)設計要求-4-第二章 電氣主接線設計 - 5 -第一節(jié)電氣主接線的基本形式及特點-5-第三章 工廠的負荷及計算- 6 -第一節(jié) 電力負荷的分級- 6 -第二節(jié) 計算負荷的含義及其確定方法- 7 -第四章 電氣設備選型與校驗- 16 -第一節(jié)變壓器的選型 -16 -第二節(jié)高壓開關和電纜的選型. -16-第三節(jié)低壓隔離開關、饋線、母線、和斷路器的選擇與校驗-17-第五章 一次主接線圖- 19 -后記- 20 -參考文獻- 21 -摘 要根據(jù)某公司用電負荷的實際情況及公司的負荷性質、負荷大小和負荷的分布情況，設計出高低壓主接

4、線設計方案，通過各回路的負荷計算和電流的計算、選擇合適的導線電纜、按正常條件選擇高低壓設備。實現(xiàn)安全、可靠、優(yōu)質、經(jīng)濟的變配電系統(tǒng)為設計目的，完成對某公司變配電系統(tǒng)的設計。本設計主要涉及了主接線的形式，母線、饋線、斷路器、隔離開關、變壓器的選擇與校驗的知識。關鍵詞 10kv變壓器；負荷性質；計算；斷路器；變壓器；主接線；回路電流；第一章設計題目及要求第一節(jié) 設計題目 某公司占地總面積20000，各單體建筑面積為：辦公樓3500、綜合實驗樓2000、一期廠房6920、二期廠房、職工餐廳900，用電負荷見表-1。表-1 某公司用電負荷回路編號回路名稱設備功率/kw回路編號回路名稱設備功率/kwwp

5、1一期廠房一層電力150wp13一期廠房三層電力100wp2一期廠房二層電力220wl1一期廠房照明38wp3實驗樓電力110wl2實驗樓照明20wp4辦公樓電力30wl3冷凍水泵電力51.3wp5食堂電力30wl4冷水機組88wp6二期廠房電力100wl5辦公樓照明40wp7二期廠房電力100wl6辦公樓空調40wp8消防泵30wl7食堂餐廳照明42wp9噴淋泵47wl8二期廠房照明15wp10消防加壓泵2.2wl9二期廠房照明15wp11一期廠房電梯15wl10門衛(wèi)、室外照明13.4wp12一期廠房電梯15wl11冷水機組88 第二節(jié) 設計要求（1）計算總的計算負荷及各回路的計算負荷。（2

6、）對變壓器、斷路器、隔離開關、母線、饋線等電氣設備進行選型與校驗。（3）繪出高低壓主接線圖。第二章 電氣主接線設計第一節(jié) 電氣主接線的基本形式及特點 電氣主接線的基本形式有單母線接線、雙母線接線、橋式接線、1.單母線接線優(yōu)點:電路簡單、使用設備少以及配電裝置的建造費用低。缺點:可靠性、靈活性較差。當母線和隔離開關發(fā)生故障及檢修時需整個配電系統(tǒng)停電。2.單母線分段接線優(yōu)點：用斷路器把母線分段后，對重要用戶可以從不同段引出兩個回路，有兩個電源供電。當一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。缺點：不便于擴建和建造，經(jīng)濟性差。3.雙母線接線優(yōu)點：具有較

7、高的可靠性和靈活性，便于擴建。缺點：增加一組母線和使每回路需要增加一組母線隔離開關。經(jīng)分析該廠為低壓用電選擇單母線供電方式即可。線路為放射式。第三章 工廠的負荷及計算第一節(jié)工廠電力負荷的分級 在電力系統(tǒng)中，電氣設備所需用的電功率稱為負荷或電力（w或kw）。由于電功率分為視在功率、有功功率和無功功率， 一般用電流表示的負荷，實際上是對應視在功率而言。目前供電部門所分配的負荷指標，主要是指小時平均的有功負荷指標， 而不是視在功率和無功功率。電力負荷又稱電力負載。它有兩種含義：一是指耗用電能的用電設備或用電單位，如說重要負荷、不重要負荷、動力負荷、照明負荷等。另一種是指用電設備或用電單位所耗用的電功

8、率或電流大小，如說輕負荷（輕載）、重負荷（重載）、空負荷（空載）、滿負荷（滿載）等。電力負荷的具體含義視具體情況而定。電力負荷的分級按用戶電力負荷的重要性及要求對其供電連續(xù)性和可靠性程度的不同，一般將電力負荷分三等級。（1）一級負荷 重要的電力負荷。對該類負荷供電的中斷，將招致人的生命危險、設備損壞、重要的產品報廢，使生產過程長期紊亂，給國民經(jīng)濟帶來重大損失或超成社會秩序混亂。屬于這類負荷的有冶金、電爐煉鋼企業(yè)、重要的國防工業(yè)和科研機構、醫(yī)院手術室、鐵路與交通的電力牽引和鐵路鐵路樞紐、行車信號與集中閉塞負荷等。對一級負荷一律應由兩個獨立電源供電。（2）二級負荷 較重要的電力負荷供電的中斷，將超

9、成工農業(yè)大量減產、工礦交通運輸停頓、生產率下降以及市人民正常生活和業(yè)務活動遭受重大影響等。一般大型工廠企業(yè)、科研院校等都屬于二級負荷。（3）三級負荷 不屬于一、二級的其他電力負荷，如附屬企業(yè)、附屬車間和某些非生產性場所中不重要的電力負荷等。第二節(jié)用電設備組計算負荷的確定1、計算負荷的含義及其確定方法計算負荷，是通過統(tǒng)計計算求出的，用來按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)中的各元件的負荷值 計算負荷是供電設計的基本依據(jù)。通常取半小時平均最大負荷p30（亦即年最大負荷）作為計算負荷。但是由于負荷情況復雜，影響計算負荷的因素很多，實際上，負荷也不可能是一成不變的，它與設備的性能，生產的組織以及能源供應的狀況等多種

10、因素有關，因而負荷計算也只能力求實際。電力負荷的確定，為選擇變壓器容量、電氣主接線、電氣設備以及供電網(wǎng)絡接線和導線型號等提供依據(jù)。負荷確定得是否正確合理，直接影響到電氣設備和導線的選擇是否經(jīng)濟合理。若負荷確定得過大，將使電器和導線過大，造成投資增大和有色金屬的浪費；若負荷確定得過小，又將使電器和導線運行時增加電能損耗，并產生過熱，加速電氣設備的絕緣老化，降低設備的使用壽命，影響供電系統(tǒng)的安全性、可靠性。因而必須正確進行電力負荷的計算。其計算方法有：需要系數(shù)法、二項式系數(shù)法、單耗法（1）需要系數(shù)法確定計算負荷 需要系數(shù)法是將電力設備的額定容量加起來，再乘以需要系數(shù)，就得到計算負荷。由于需要系數(shù)法

11、的需要系數(shù)值是根據(jù)設備臺數(shù)較多、容量差別不是很大的一般情況來確定的，未考慮設備容量相差懸殊時少數(shù)大容量設備對計算機負荷的影響，因此此法較適用于設備臺數(shù)較多的車間及全廠范圍額的計算負荷的確定。 需要系數(shù)法的基本公式為： 有功計算負荷： （1）式中 ：稱為需要系數(shù)； ：為該組內各設備額定功率之和，即=； ：為有功功率負荷；其中： ：設備組的同時使用系數(shù)（即最大負荷時運行設備的容量與設備組總額定容量之比）；：設備組的平均加權負荷系數(shù)（表示設備組在最大負荷時輸出功率與運行的設備容量的比值）；：設備組的平均加權效率；：配電線路的平均效率。 無功計算負荷： （2） tan：用電設備組的功率因數(shù)角的正切值；

12、 視在計算負荷： （3） cos：用電設備組的平均功率因數(shù)； 計算電流： （4） u：用電設備組的額定電壓； 注意：需要系數(shù)值是按設備較多的情況來確定的，對單臺設備，=1；即 ；但對于電動機，它本身損耗較大，因此當只有一臺時，。2、單相計算負荷的確定1）我們常常將這些單相設備容量換算成三相設備容量，以確定其計算負荷，其具體方法如下：2）如果單相用電設備的容量小于三相設備的總容量的15%，按三相平衡負荷計算，不必換算。對接在相電壓上的單相用電設備，盡量是各單相負荷均勻分配在三相上，然后將安裝在最大負荷相上的單相設備容量乘以3，即為等效三相設備容量。3）在同一線電壓上的單相設備，等效三相設備容量為

13、該單相設備容量的倍。4）單相設備既接在線電壓，有接在相電壓上，應先將接在線電壓上的單相設備容量換算為接在相電壓上的單相設備容量，然后分相計算各相的設備容量和計算負荷。而總的等效三相有功計算負荷就是最大有功計算負荷相得有功計算負荷的3倍，總的等效三相無功計算負荷就是對應最大有功負荷相的3倍，最后再按公式（312）計算出和3、二項式系數(shù)法二項式系數(shù)法是將總容量和最大容量之和分別乘以不同的系數(shù)后相加。二項式系數(shù)法較需要系數(shù)法更適于確定設備臺數(shù)較少而容量差別較大的低干線和分支線的計算負荷。 有功計算負荷： （5） ：表示用電設備組的平均負荷。 ：表示用電設備組中的x臺容量組大的設備投入運行時增加的附加

14、負荷，其中為x臺容量最大的設備之和； b、c：二項式系數(shù)，其數(shù)值隨用電設備組的類別和臺數(shù)而定； 無功計算負荷： （6） 視在計算負荷： （7） 計算電流： （8）4、單耗法單耗法是用單位耗電量乘以產品總量或者用單位總電量除該類產品負荷的最大負荷利用小時數(shù)單耗法的基本計算公式: 或 第三節(jié) 在本工廠中采用的是需要系數(shù)法計算負荷1）、總的計算負荷1一期廠房、二期廠房的各層380v的動力線路用電設備總負荷=150+220+110+30+30+100+100+30+47+2.2+15+15+100+51.3+88+40+88=1013.2 kw查電工手冊，得（取0.8） 有功計算負荷 =0.81013

15、.2=810.6 kw無功計算負荷 810.60.75=607.9 kvar視在計算負荷 =810.6/0.8=1013.2 kva計算電流 =1539.4 a 一期廠房、二期廠房的單相220v的照明用電設備的負荷=38+20+40+42+15+15+13.4=183.4 kw單相用電設備容量與三相設備總容量之比：183.4/1013.2=18.1%因單相用電設備容量與三相設備總容量之比大于15%，所以要換成三相設備容量來計算。183.4kw平均分配在三相上為：60 kw 60 kw 63.4 kw查電工手冊，得 需要系數(shù) 即，有功計算負荷 =163.43=190.2 kw無功計算負荷 =19

16、0.2 kavr視在計算負荷 190.2/1190.2kva 計算電流 190.2/0.38 289.0 a4總的計算負荷 有功計算負荷 810.6190.21000.8 kw無功計算負荷 607.90607.9 kvar視在計算負荷 1013.2190.21203.4 kva計算電流1539.4289.01828.4 a2） 各支路計算負荷 1動力三相用電設備 （取0.8） wp1回路 有功計算負荷 kw無功計算負荷 kvar視在計算負荷 kw 計算電流 a wp2 回路有功計算負荷 kw無功計算負荷 kvar視在計算負荷 kva計算電流 a wp3 回路 有功計算負荷 kw無功計算負荷 k

17、var視在計算負荷 kva計算電流 a wp4 回路 有功計算負荷 kw無功計算負荷 kvar視在計算負荷 kva計算電流 a wp5 回路 有功計算負荷 kw無功計算負荷 kvar視在計算負荷 kva計算電流 a wp6 回路 有功計算負荷 kw無功計算負荷 kvar視在計算負荷 kva計算電流 a wp7 回路 有功計算負荷 kw無功計算負荷 kvar視在計算負荷 kva計算電流 a wp5 回路 有功計算負荷 kw無功計算負荷 kvar視在計算負荷 kva計算電流 a wp9 回路 有功計算負荷 kw無功計算負荷 kvar視在計算負荷 kva計算電流 a wp10 回路 有功計算負荷 k

18、w無功計算負荷 kvar視在計算負荷 kva計算電流 a wp11 回路 有功計算負荷 kw無功計算負荷 kvar視在計算負荷 kva計算電流 a wp12 回路 有功計算負荷 kw無功計算負荷 kvar視在計算負荷 kva計算電流 a wp13 回路 有功計算負荷 kw無功計算負荷 kvar視在計算負荷 kva計算電流 a wl3 回路 有功計算負荷 kw無功計算負荷 kvar視在計算負荷 kva計算電流 a wl4 回路 有功計算負荷 kw無功計算負荷 kvar視在計算負荷 kva計算電流 a wl6 回路 有功計算負荷 kw無功計算負荷 kvar視在計算負荷 kva計算電流 a wl11

19、 回路 有功計算負荷 kw無功計算負荷 kvar視在計算負荷 kva計算電流 a2 、單相照明用電設備 查電工手冊，得（取1） 由此可知，視在功率等于設備的額定功率，沒有無功功率 計算電流 a 計算電流 a 計算電流 a 計算電流 a 計算電流 a 計算電流 a 計算電流 a第四章電氣設備選型與校驗第一節(jié) 變壓器的選型1.變壓器的容量應滿足該廠5-10年的發(fā)展所需要的容量。2.任意一臺變壓器的容量應大于該廠總容量的70%，其中一臺變器維修時不影響該廠的重要設備運行。3.該廠的總容量：所選變壓器型號如下表:型號s9-800/10短路阻抗高低5%接線組別dyn11第二節(jié) 高壓開關和電纜的選擇1.因

20、此兩臺變壓器為10kv室外變壓器裝置，用隔離開關、斷路器有些欠佳；所以用高壓跌落式熔斷器。2.熔體電流應大于線路的計算電流，即 3.熔體額定電流應躲過線路的尖峰電流，即 4.高壓側的計算電流 1203.4/10=120.34 a10kv進線的選型規(guī)格鋁絞線：lj-70所選高壓跌落式熔斷器的規(guī)格如下表：變壓器容量800pw4型熔斷器10kv100/75第三節(jié) 低壓隔離開關、饋線、母線和斷路器的選擇與校驗1. 隔離開關、饋線和斷路器的電流應大于該路的計算電流2.符合線路的電壓等級應符合線路電壓所選的隔離開關饋線和斷路器的型號如下表：回路編號饋線blv型鋁芯塑料線芯線截面/隔離開關型號斷路器型號回路編號饋線blv型鋁芯塑料線芯線截面/隔離開關型號斷路器型號wp1120dw15-400wp1370dw15-400wp2185dw15-400wl170dw15-400wp370dw15-400wl225dw15