工廠供配電系統(tǒng)設(shè)計

1、杭州電子科技大學(xué)電氣工程課程設(shè)計報告題 目工廠供配電的系統(tǒng)設(shè)計學(xué)院信息工程學(xué)院專業(yè)電氣工程及其自動化姓名魏佳健班級一班學(xué)號15907222指導(dǎo)教師高慧敏工廠供電題目五 設(shè)計依據(jù)如下：（ 1 ）工廠總平面圖如圖 1.1 所示。（ 2 ）工廠負荷情況：本廠多數(shù)車間為三班制，年最大負荷利用小時數(shù)4600h, 日最大負荷持續(xù)時間為 6h 。該廠處鑄造車間、電鍍車間和鍋爐房屬二級負荷外，其余均屬三級負荷。全廠的負荷表見表1.1 。（ 3 ）供電電源情況：按照工廠與當?shù)毓╇姴块T簽訂的供用電協(xié)議規(guī)定，本廠可由附近一條10kV 的公用電源干線取得電源。該干線走向參看工廠總平面圖。為滿足工廠二級負荷的要求， 可

2、采用高壓聯(lián)絡(luò)線由鄰近的單位取得備用電源。 已知與本廠高壓側(cè)有電氣聯(lián)系的架空線路總長度為 80km, 電纜線路總長度為 25km 。（4）氣象資料：本廠所在地區(qū)的年最高氣溫為 38 ，年平均氣溫為 23，年最低氣溫為-8，年最熱月平均最高氣溫為 33 ，最熱月平均氣溫為 26 ，年最熱月地下0.8m 處平均溫度為 25 .當?shù)刂鲗?dǎo)風(fēng)向為東北風(fēng)，年雷暴日數(shù)為 20 天。（ 5 ）地質(zhì)水文資料：本廠所在地區(qū)平均海拔500m, 地層以砂粘土為主，地下水位2m. 。（ 6 ）電費制度：本廠與當?shù)毓╇姴块T達成協(xié)議，在工廠變電所高壓側(cè)計量電能，設(shè)專用計量柜，按兩部電費制交納電費。每月基本電費按主變?nèi)萘坑嫗?

3、8元/（kVA）,動力電費為0.20元/（kw.h）,照明電費為0.50元/（kw.h）。工廠最大負荷時的功率因數(shù)不得低于0.90。此外，電力用戶按新裝變壓器容量計算，一次性向供電部門交納供電貼費： 6 10kV 為 800 元/(kVA)。1.任務(wù)(1)計算電力負荷和無功功率補償；(2)選擇本變電所主變的臺數(shù)、容量和類型;(3)設(shè)計本變電所的電氣主接線；(4)進行必要的短路電流計算；(5)選擇和校驗變電所一次設(shè)備及進出線；圖1.1工廠總平面圖表1.1全廠負荷表廠房編號廠房名稱負荷類別設(shè)備容量/Kw需要系數(shù)功率因數(shù)1鑄造車間動力3000.30.70照明60.81.02鍛壓車間動力3500.30

4、.65照明80.71.07金工車間動力4000.20.65照明100.81.06工具車間動力3600.30.60照明70.91.04電鍍車間動力2500.50.8照明50.81.03熱處理車間動力1500.60.80照明50.81.09裝配車間動力1800.30.70照明60.81.010機修車間動力1600.20.65照明40.81.08鍋爐房動力500.70.80照明10.81.05倉庫動力200.40.8照明10.81.0生活區(qū)照明3500.70.91.電力負荷和無功功率補償電力負荷計算單組用電設(shè)備計算負荷的計算公式a）有功計算負荷（單位為KW）P30 = Kd Pe,Kd為系數(shù)b）無功

5、計算負荷（單位為kvar）P3otan :c）視在計算負荷（單位為kvA）S30P30cos ;精品資料d）計算電流（單位為A）I30=*J, Un為用電設(shè)備的額定電壓（單位為 KV）：3U n多組用電設(shè)備計算負荷的計算公式a）有功計算負荷（單位為KW）P30= Kp P30i,式中P30i，是所有設(shè)備組有功計算負荷P30之和，Kp是有功負荷同時系數(shù),可取 0.850.95 b）無功計算負荷（單位為kvar）Q30 = Kq2Q30i，, ZQ30i，是所有設(shè)備無功Q30之和；Kq是無功負荷同時系數(shù),可取 0.90.97c）視在計算負荷（單位為kvA）d）計算電流（單位為A）S30二,P30

6、Q30I 30S303Un經(jīng)過計算，得到各廠房和生活區(qū)的負荷計算表，如表1.1所示（額定電壓取380V）編號名稱類別設(shè)備容量Pe/kW聿里:玄KU攵不數(shù)Kdcos中tan中計算負荷P30/kWQ30 /kvarS30/kVAI 30 /A鑄造動力3000. 30.71.029091.8128.6195.41照明60. 81 . 004.804.87.3車間小計30694.891.8133.4202.7鍛壓動力3500. 30.651.17105122.9161.5245.42照明80.71 . 005.605.68.5車間小計358110.6122.9167.1253.9熱處理動力1500.6

7、0.80.759067.5112.5170.93照明50.81 . 004046.1車間小計1559467.5116.5177電鍍動力2500.50.80.7512593.8156.3237.44照明50.81 . 004046.1車間小計25512993.8159.3243.55倉庫動力200. 40. 80.75861015.2照明10. 81 . 000.800.81.2小計218.8610.816.46工具車間動力3600.30.61.33108144180273.5照明70.91 . 006.306.39.6小計367114.3144186.3283.17金工車間動力4000.20.

8、651.178093.6123.1187照明100.81 . 0080812.2小計4108893.6131.1199.28鍋爐車間動力500.70.80.753526.343.866.5照明10. 81 . 0080812.2小計514326.351.878.79裝配車間動力1800.30.71.025455.177.1117.2照明60. 81 . 004.804.87.3小計18658.855.181.9124.510機修動力1600.20.651.173237.449.274.8照明40. 81 . 003.203.24.9小計16435.237.452.479.711生活區(qū)照明350

9、0.70.90.48245117.6272.2413.6總計（380V側(cè)）動力22201021.5856照明403計入 Kp=0.85, Kq=0.90.75868.3770.41160.81763.7表1.1各廠房和生活區(qū)的負荷計算表無功功率補償:無功功率的人工補償裝置：主要有同步補償機和并聯(lián)電抗器兩種。由于并聯(lián)電抗器具有安裝簡單、運行維護方便、有功損耗小以及組裝靈活、擴容方便等優(yōu) 點，因此并聯(lián)電抗器在供電系統(tǒng)中應(yīng)用最為普遍。由表1.1可知，該廠380V側(cè)最大負荷時的功率因數(shù)只有 0.75。而供電部門要求該廠10KV進線側(cè)最大負荷時功率因數(shù)不低于0.9?？紤]到主變壓器的無功損耗元大于有功損耗

10、，因此380V側(cè)最大負荷時功率因數(shù)應(yīng)稍大于 0.9,暫取0.92 來計算380V側(cè)所需無功功率補償容量：QC = P30 (tan 1 - tan ;:2 )=868.3 tan(arccos0.75) - tan(arccos0.92)=395.0kvarQ30 =Q30 -Q30 *0.05=770.4-770.4*0.05=731.88kvar參照圖2,選PGJ1型低壓自動補償評屏，并聯(lián)電容器為BWF10.5_100_1型，采用其方案1一，Q30 =(主屏)1臺與方案3 (輔屏)4臺相結(jié)合，總共容量為100kvar父5=500kvar。補償前后，變壓器低壓側(cè)的有功計算負荷基本不變，而無功

11、計算負荷(731.88 -500) kvar=231.88kvar ,視在功率 S30 = PP30 +Q3o =898.7kVA ,計算電, 出P30流I30 =F=1365.5A,功率因數(shù)提高為cos中二上一二0.967。,-43U NS30在無功補償前，該變電所主變壓器 T的容量為應(yīng)選為1250kVA,才能滿足負荷用電的需要；而采取無功補償后，主變壓器T的容量選為1000kVA的就足夠了。同時由于計算電流的減少，使補償點在供電系統(tǒng)中各元件上的功率損耗也相應(yīng)減小，因此無功補償?shù)慕?jīng)濟效益十分可觀。因此無功補償后工廠380V側(cè)和10kV側(cè)的負荷計算如表1.2所示。主屏輔屏1君C發(fā)C:之C1#方

12、案3#方案6支路6支解2#方案4#方案8支路8支監(jiān)圖2 PGJ1型低壓無功功率自動補償屏的接線方案表1.2無功補償后工廠的計算負荷項目cos中計算負荷P30/KWQ30 /kvarS30 /kVAI 30 /A380V側(cè)補償前負荷0.75868.3770.41160.81763.7380V側(cè)無功補償容量-500380V側(cè)補償后負荷0.967868.3270.4898.71365.5主變壓器功率損耗0.01 S3o=11.60.05 S30 =58.0410KV側(cè)負荷計算0.92879.9328.44939.214272.變電所主變壓器及主接線方案的選擇變電所主變壓器的選擇根據(jù)工廠的負荷性質(zhì)和電

13、源情況，工廠變電所的主變壓器考慮有下列兩種可 供選擇的方案：a)裝設(shè)一臺變壓器型號為S9型，而容量根據(jù)式Snt之S30, Snt為主變壓器 容量，S30為總的計算負荷。選SNT =1000 KVA S30 =900KVA ,即選一臺 S9-1000/10型低損耗配電變壓器。至于工廠二級負荷所需的備用電源，考慮由 鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來承擔(dān)。b)裝設(shè)兩臺變壓器型號為S9型，即：Snt 定(0.6 0.7)父 900 KVA= (540630) KVA而且Snt= S30 (1+2 ) = ( 158+191.5+74 ) KVA=423.5KVA因此選兩臺S9-630/10型低損耗配電變壓器。工廠二級負荷所需的備用電源，考慮由鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來承擔(dān)。主變壓器的聯(lián)結(jié)組均為Yyn0。變電所主接線方案的選擇按上面考慮的兩種主變壓器方案可設(shè)計下列兩種主接線方案:1 .裝設(shè)一臺主變壓器的主接線方案10kVS9-100010/0.4kVF220/380V主變聯(lián)絡(luò)（備用）高壓柜列GG-GG-GG-GG-1A(J)1A(F)1A(F)1A(F)-03-54-07-07圖2.1裝設(shè)一臺主變壓器的主接線方案2 .裝設(shè)兩臺主變壓器的主接線方案10kVFS4-10GW-10衿 GG-1A(F)-113、11GG-1A(J)-01J. 工J：GG-1A(F)-54*一-廠yW