【正文】 啟動器等 設(shè)備 ，這些設(shè)備會產(chǎn)生三次、五次、七次及以上諧波，嚴(yán)重污染電網(wǎng)，其中三次諧波疊加到中性線，使中性線發(fā)熱，威脅配電系統(tǒng)安全 ，個別煙廠就出現(xiàn)了 因為 諧波 過高而引起了精密儀器損壞等情況 ，因此煙草 行業(yè)要求在 額定功率下 THDI5％ 。 可靠 安全供電 是保障人身安全的基本要求，同時也是對設(shè)備安全的要求，人身安全就是 防止人身觸電 ，國家煙草局對煙草生產(chǎn)企業(yè)的人身傷害是 0 死亡率，而在企業(yè)的人身傷害中，電力傷害占了很大比重。 供電引起的 設(shè)備損壞和故障 將造成 5 企業(yè)運行成本增加，運行效率會納入到考核中，煙草行業(yè)規(guī)定的停機率不能大于3%。 指標(biāo) 卷煙廠 采取獨立供電模式，變壓器等設(shè)備的運行效率提高可以降低企業(yè)運行成本，因此，適應(yīng)供電科技發(fā)展現(xiàn)狀，將新技術(shù)新設(shè)備運用企業(yè)到供電系統(tǒng)中，可以有效地提高設(shè)備運行效率。 此外，在 供電工作中，應(yīng)合理地處理局部和全局、當(dāng)前和長遠等關(guān)系，既要照顧局部的當(dāng)前的利益，又要有全局觀點，能顧全大局，適應(yīng)發(fā)展。 卷煙廠 供電設(shè)計原則 卷煙廠 供電設(shè)計 應(yīng)遵循 以下原則： 安全可靠，運行穩(wěn)定 應(yīng)做到保障人身和設(shè)備的安全，供電可靠， 設(shè)備各項參數(shù)都能夠滿足不同負(fù)荷、苛刻條件下正常運行，不能因為供電自身缺陷造成設(shè)備損害。 設(shè)備先進，控制數(shù)字化 按數(shù)字化變電站設(shè)計。監(jiān)控部分采用綜合自動化，分層分布式結(jié)構(gòu)，雙遠動服務(wù)器，開放式系統(tǒng)設(shè)計，提供完整漢化保護信息及錄波分析功能。 運行效率高，節(jié)能環(huán)保 采用效 率高、能耗低和性能先進的電氣產(chǎn)品，技術(shù)先進和 運行 合理， 適應(yīng)國家 低 碳環(huán)保的政策要求。 卷煙廠 供電設(shè)計內(nèi)容及步驟 根據(jù)各個 車間、 部門負(fù)荷數(shù)量和性質(zhì)及對負(fù)荷的要求 ， 其基本內(nèi)容有以下幾方面。 負(fù)荷計算 煙廠的負(fù)荷計算可以根據(jù)車間、部門負(fù)荷量的情況進行，并且要考慮變壓器的功率損耗，從而計算出總負(fù)荷。 一次系統(tǒng)圖 跟據(jù)負(fù)荷類別繪制一次系統(tǒng)圖，確定變電所高、低接線方式。 電容補償 6 按負(fù)荷計算求出總降壓變電所的功率因數(shù)， 確定 無功功率補償柜的規(guī)格和數(shù)量。 變壓器選擇及變電所布置 根據(jù) 進入廠區(qū) 電源 的 方向， 以及廠區(qū)內(nèi)車間部門的分布和用電 特點 確定變壓器型號及平面圖。 短路電流計算 高、低壓設(shè)備選擇及校驗 根據(jù) 各回路計算的 數(shù)據(jù) ，選擇高、低壓配電設(shè)備，如隔離開關(guān)、斷路器、母線、電纜、絕緣子、避雷器、互感器、開關(guān)柜等設(shè)備。 導(dǎo)線、電纜的選擇 整定及二次保護 為了保證設(shè)備正常運行，必須隊 對保護裝置做出整定計算 。 供電工程的概算編制 配電工程設(shè)計及其概預(yù)算編制 是兩部分 重要工作 ，可以將 配電工程方案設(shè)計和配電工程概預(yù)算有機結(jié)合，從圖紙設(shè)計 再 到工程造價 概預(yù)算報表， 逐步 完成工作。 2 負(fù)荷計算 負(fù)荷計算的意義 在煙廠供電設(shè)計中，根據(jù)技術(shù)中心提供的工藝布局，以及技改設(shè)備部門提供的設(shè)備清單及設(shè)計圖紙，可以確定用電設(shè)備的安裝容量，這些設(shè)備的負(fù)荷越詳細，計算就越準(zhǔn)確，這些負(fù)荷計算的數(shù)值影響整個供電的運行效率和投資。 負(fù)荷計算的 方法 常用的負(fù)荷計算方法有：需要系數(shù)法、利用系數(shù)法和二項式法。 需要系數(shù)法：用設(shè)備功率乘以需要系數(shù)和同時系數(shù)，直接求出計算負(fù)荷。這種方法比較簡便，比較適用于配電、變電所的負(fù)荷計算。 7 利用系數(shù)法：采用利用系數(shù)法求出最大負(fù)荷的 平均負(fù)荷，再考慮設(shè)備臺數(shù)和功率差異的影響，乘以與有效臺數(shù)有關(guān)的最大系數(shù)得出計算負(fù)荷。 這種方法的理論根據(jù)是概率的數(shù)理統(tǒng)計，因此比較接近實際，但計算過程繁瑣。 二項式法： 它是用兩個系數(shù)表征負(fù)荷變化規(guī)律的方法。 煙廠負(fù)荷計算 煙廠設(shè)備眾多，但大多數(shù)為電機拖動和生產(chǎn)照明設(shè)備，負(fù)荷類型差別不大，因此 用需要系數(shù)法計算企業(yè)負(fù)荷。 采用需要系數(shù)法 計算的主要公式及車間有功功率情況 主要公式 有功功率（ KW） Pca=KxPnΣ ??????????????????? .???? .公式 1 無功功率（ Kvar） Qca=Ptanφ ???????????????????? .??? .公式 2 視在功率 (KVA) 22s P Q?? ????????????????? ..???? .公式 3 式中 Pca、 Qca、 S該組用電設(shè)備的 有功、無功、視在功率計算值 PnΣ 該組用電設(shè)備額定容量之和 tanφ 功率因數(shù) 角 的正切值 Kx 需要系數(shù) 卷煙廠各車間負(fù)荷情況： 各車間負(fù)荷情況表 表一 各車間部門負(fù)荷情況表 序號 車間或用電設(shè)備 組名稱 額定容量Pe(KW) 需要系數(shù) Kx 功率因數(shù)COSφ 1 制絲車間 葉片加工段 210 葉絲加工段 260 8 梗絲加工段 350 膨脹煙絲加工段 300 2 卷接包車間 卷煙機臺 750 包裝機臺 750 輔連設(shè)備 100 3 動力車間 鍋爐 450 空壓站 750 除塵房 1000 制冷 950 空調(diào) 980 4 嘴棒車間 嘴棒機組 500 5 香精車間 香精車間 230 生活輔房 50 備件倉庫 30 成品庫 60 原料庫 70 根據(jù)表一列出的負(fù)荷列表，和公式 3 分別計算卷煙廠各部門、車間負(fù)荷 1 制絲車間 Kx= cosφ = tanφ = 則 有功功率（ KW） Pca=KxPnΣ =*1020=816KW 無功功率（ Kvar） Qca=Ptanφ =816*= 視在功率 (KVA) 22s P Q?? = 2 卷接包車間 Kx= cosφ = tanφ = 9 則 有功功率（ KW） Pca=KxPnΣ =*1600=1360KW 無功功率（ Kvar） Qca=Ptanφ =1360*= 視在功率 (KVA) 22s P Q?? = 3 動力車間 Kx= cosφ = tanφ = 則 有功功率（ KW） Pca=KxPnΣ =*3160=2528KW 無功功率（ Kvar） Qca=Ptanφ =2528*= 視在功率 (KVA) 22s P Q?? = 4 嘴棒車間 Kx= cosφ = tanφ = 則 有功功率（ KW） Pca=KxPnΣ =*500=425KW 無功功率（ Kvar） Qca=Ptanφ =425*= 視在功率 (KVA) 22s P Q?? = Kvar 5 辦公及后勤 Kx= cosφ = tanφ = 則 有功功率（ KW） 10 Pca=KxPnΣ =0. 5*440=220W 無功功率（ Kvar） Qca=Ptanφ =220*= 視在功率 (KVA) 22s P Q?? = Kvar 由 上述計算列出電力負(fù)荷表 表二 負(fù)荷分布表 序號 車間部門 額定容量Pe(KW) 需要系 數(shù)Kx 功率因數(shù)COSφ 有功功率KW 無功功率Kvar 視在功率KVA 1 制絲車間 1020 816 2 卷接包車間 1600 1360 3 動力車間 3160 2528 4 嘴棒車間 500 0． 83 425 5 香精車間 440 220 合計 5349 3 變電所及變壓器的選擇 變電所位置選擇的原則 變電站位置的選擇，應(yīng)根據(jù)下列要求并經(jīng)過經(jīng)濟分析比較后確定： 接近負(fù)荷中心，以降低配電系統(tǒng)的電能損耗、電壓損耗和有色金屬消耗量； 進出線方便，特別是要便于架空進出線； 接近電源側(cè)，特別是工廠的總降壓變電所和高壓配電所； 設(shè)備運輸方便，特別是要考慮電力變壓器和高低成套配電裝置的運輸。 變壓器容量 和臺數(shù) 確定原則 根據(jù)變電站的實際情況，應(yīng)根據(jù)以下的原則進行選擇 主變得容量一般按變電站建成 后 5~10 年的規(guī)劃負(fù)荷選擇 根據(jù)電壓網(wǎng)絡(luò)的 結(jié)構(gòu) 和變電站所帶的負(fù)荷的性質(zhì)來確定主變的容量，對于有 11 重要用戶的變電站應(yīng)考慮當(dāng)一臺主變停運時其余變壓器在計及過負(fù)荷能力后的允許時間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級和二級的負(fù)荷，對一般性變電站，一臺機停用時，應(yīng)使其余變壓器保證全部負(fù)荷的 70%~80%。 同級電壓的降壓變壓器容量的級別不宜過多，應(yīng)系列化，標(biāo)準(zhǔn)化 對于大城市市 郊的一次變電站，在中低壓側(cè)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，變電所以裝設(shè)兩臺變壓器為宜。 變配電系統(tǒng)確定 根據(jù) 以上選型原則，結(jié)合 車間負(fù)荷中心位置，集中程度，與工藝、土建有關(guān)方面協(xié)商確定， 采用 35Kv 數(shù)量、容量如 表 表 三 變壓器數(shù)量及容量 序號 變電所名稱 位置及型式 變壓器臺數(shù)容量（ kV A） 變壓器型號 1 1變電站 動力車間內(nèi)附 3 1600 S9 一 1600/10 2 2變電站 卷包車間內(nèi)附 2 1250 S9 一 1250/10 3 3變電站 制絲車間內(nèi)附 2 1000 S9 一 1000/10 4 4變電站 嘴棒車間 內(nèi)附 1 800 S9 一 800/10 5 5變電站 香精車間 內(nèi)附 1 600 S9 一 600/10 變電站的平面布置圖 圖 一 變電站的平面布置圖 12 變電站接線方式的確定 本設(shè)計采用 雙變壓器供電 ， 一主一 備 ， 防止因為一個變壓器故障 或檢修時 造成全廠停電 。 在下方采取分段接線方式， 因為段數(shù)分的越多，故障時停電范圍越小，但使用斷路器的 數(shù)量亦越多，且配電裝置和運行也越復(fù)雜，通常以 2～ 3 段為宜。這種接線廣泛用于小容量發(fā)電廠和變電站的 6～ 10kv 接線中。 電氣主接線是 總降壓變電所的主要電路，它明確表示了變電所電能接受與分配的主要關(guān)系，是變電所運行、操作的主要依據(jù)。在設(shè)計中，主接線的擬定對電氣設(shè)備選擇、配電裝置布置、保護和控制測量的設(shè)計、建設(shè)投資以及變電所運行的可靠性、靈活性及經(jīng)濟性等都有密切關(guān)系，所以主接線的選擇是供電系統(tǒng)設(shè)計中一項綜合性的重要環(huán)節(jié)。 如圖二所示 圖二 總降壓變電所的電氣主接線圖 4 短路電流的計算 短路計算的目的 變電站的設(shè)計中，短路電流計算是一個非常重要的環(huán)節(jié)。短路電流計算的目的主要有以下幾個方面： 13 在選擇電氣主接線時，為了比較各種接線方 案，或確定某一接線是否采取限制短路電流的措施等，均需進行必要的短路電流計算。 在選擇電氣設(shè)備時，為了保證設(shè)備在正常運行和故障 情況下都能安全、可靠地工作，同時又要節(jié)約資金，就需要進行全面的短路電路計算。例如，計算某一時刻的短路電流有效值，用于校驗開關(guān)設(shè)備的開 斷能力和確定電抗器的電抗值，計算短路后較長時間短路電路的有效值，用以校驗設(shè)備的熱穩(wěn)定，計算短路電流沖擊值，用以校驗設(shè)備的穩(wěn)定性。 在設(shè)計屋外高壓配電裝置時，需按短路條件校驗軟導(dǎo)線的相間和相對地的安全距離。 在選擇繼電保護方式和進行整定計算時，需 以各種短路時的短路電流為依據(jù)。 在設(shè)計接地裝置時，也需要考慮短路電流。 短路計算的簡單分析 在企業(yè)供電系統(tǒng)中短路電流的計算一般采用近似的方法，首先假定： 供電電源是無限大功率系統(tǒng)。 認(rèn)為短路回路的元件的電抗為常數(shù)。 元件的電阻，一般略去不計，只有在短路電阻中總電阻 RΣ大于總電抗的三分之一時才考慮電阻，否則認(rèn)為 zΣ =xΣ。 短路電流按正常運行方式計算的計算電路圖如圖 三 所示： 圖 三 計算電路圖 14 為了選擇高壓電器設(shè)備，整定電氣保護，需計算總降壓變電所的 35KV 側(cè)、 10KV母線側(cè) 以及廠區(qū)高壓配電線路末端的短路電流 。 各元器件的電抗 設(shè)基準(zhǔn)容量 Sj=100MVA 基準(zhǔn)電壓 Uj1=37KV Uj2= 系統(tǒng)電抗 X*xt 地區(qū)變電所 110KV母線的短路容量 Sd為 600MVA因此系統(tǒng)電抗標(biāo)幺值 X*xt=Sj/Sd=100/600= 地區(qū)變電所三繞組變壓器的高壓 中壓繞組之間的電抗標(biāo)幺值 0 0() 1 0 . 5 1 0 0 0 . 3 31 0 0 1 0 0 3 1 . 5jb dSUx S?? ?? ?? ? ? ? ? ? ? 35KV供電線路的電抗： 0 221 1000 . 4 1 0 0 . 2 937jl jSx x l U? ? ? ? ? ? 總降壓變電所的