【正文】 中北大學(xué) 信息商務(wù)學(xué)院 電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第 1 頁(yè) 共 30 頁(yè) 1 引言 工廠供電，就是指工廠所需電能的供應(yīng)和分配，亦稱工廠配電。電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動(dòng)力。電能既易于由其它形式的能量轉(zhuǎn)換而來(lái)，又易于轉(zhuǎn)換為其它形式的能量以供應(yīng)用；電能的輸送的分配既簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，又便于控制、調(diào)節(jié)和測(cè)量，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化。因此，電能在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)及整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)生活中應(yīng)用極為廣泛。 在工廠里，電能雖然是工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動(dòng)力，但是它在產(chǎn)品成本中所占的比重一般很?。ǔ娀I(yè)外）。電能在工業(yè)生產(chǎn)中的重要性，并不在于它在產(chǎn)品成本中或投資總額中所占的比重多少，而在于工業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)電氣 化以后可以大大增加產(chǎn)量，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善工人的勞動(dòng)條件，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化。從另一方面來(lái)說(shuō)，如果工廠的電能供應(yīng)突然中斷，則對(duì)工業(yè)生產(chǎn)可能造成嚴(yán)重的后果。 做好工廠供電工作對(duì)于發(fā)展工業(yè)生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化，具有十分重要的意義。由于能源節(jié)約是工廠供電工作的一個(gè)重要方面，而能源節(jié)約對(duì)于國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有十分重要的戰(zhàn)略意義，因此做好工廠供電工作，對(duì)于節(jié)約能源、支援國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)，也具有重大的作用。工廠供電工作要很好地為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)，切實(shí)保證工廠生產(chǎn)和生活用電的需 要，并做好節(jié)能工作，就必須達(dá)到以下基本要求： （ 1）安全 : 在電能的供應(yīng)、分配和使用中，不應(yīng)發(fā)生人身事故和設(shè)備事故。 （ 2）可靠 : 應(yīng)滿足電能用戶對(duì)供電可靠性的要求。 （ 3）優(yōu)質(zhì) : 應(yīng)滿足電能用戶對(duì)電壓和頻率等質(zhì)量的要求 （ 4）經(jīng)濟(jì) : 供電系統(tǒng)的投資要少，運(yùn)行費(fèi)用要低，并盡可能地節(jié)約電能和減少有色金屬的消耗量。 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(zhǎng)遠(yuǎn)等關(guān)系，既要照顧局部的當(dāng)前的利益，又要有全局觀點(diǎn)，能顧全大局，適應(yīng)發(fā)展。 中北大學(xué) 信息商務(wù)學(xué)院 電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第 2 頁(yè) 共 30 頁(yè) 2 負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功功率補(bǔ)償 2． 1 負(fù)荷計(jì)算的目的和方法 （ 1） 求計(jì)算負(fù)荷，是選擇確定建筑物報(bào)裝容量、變壓器容量的依據(jù)； （ 2） 求計(jì)算電流，是選擇纜線和開(kāi)關(guān)設(shè)備的依據(jù)； （ 3） 求有功計(jì)算負(fù)荷和無(wú)功計(jì)算負(fù)荷，是確定靜電電容器容量的依據(jù)。 （ 4） 需要系數(shù)法 —— 用設(shè)備功率乘以需要系數(shù)和同時(shí)系數(shù)，直接求出計(jì)算負(fù)荷。用于設(shè)備數(shù)量多，容量差別不大的工程計(jì)算，尤其適用于配、變電所和干線的負(fù)荷計(jì)算 。 （ 5） 利用系數(shù)法 —— 采用利用系數(shù)求出最大負(fù)荷區(qū)間內(nèi)的平均負(fù)荷，再考慮設(shè)備臺(tái)數(shù)和功率差異的影響，乘以與有效臺(tái)數(shù)有關(guān)的最大系數(shù)，得出計(jì)算負(fù)荷。適用于各種 范圍的負(fù)荷計(jì)算，但計(jì)算過(guò)程稍繁。 表 機(jī)械廠負(fù)荷計(jì)算表 編號(hào) 名稱 類別 設(shè)備 容量 ePkW 需要 系數(shù) dK cos? tan? 計(jì) 算 負(fù) 荷 30P kW 30 varQk 30S kVA 30IA 1 鑄造車間 動(dòng)力 390 117 照明 8 0 0 小計(jì) 398 2 鍛壓車間 動(dòng)力 320 64 照明 6 0 0 小計(jì) 326 3 金工車間 動(dòng)力 350 105 126 249 照明 5 0 0 小計(jì) 355 126 4 工具車間 動(dòng)力 250 照明 5 0 0 小計(jì) 255 210 5 電鍍車間 動(dòng)力 270 162 305 照明 6 0 0 小計(jì) 276 6 熱處理車間 動(dòng)力 140 照明 7 0 0 小計(jì) 147 7 裝配車間 動(dòng)力 160 照明 6 0 0 中北大學(xué) 信息商務(wù)學(xué)院 電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第 3 頁(yè) 共 30 頁(yè) 小計(jì) 166 145 8 機(jī)修車間 動(dòng)力 140 照明 5 0 0 小計(jì) 145 9 鍋爐房 動(dòng)力 80 107 照明 2 0 0 小計(jì) 82 10 倉(cāng)庫(kù) 動(dòng)力 20 照明 2 1 0 0 小計(jì) 22 11 生活區(qū) 照 明 300 395 12 總計(jì) 動(dòng)力 2120 862 照明 352 計(jì)入 2． 2 無(wú)功功率補(bǔ)償 由表 可知，該廠 380V 側(cè)最大負(fù)荷是的功率因數(shù)只有 求該廠 10KV 進(jìn)線側(cè)最大負(fù)荷是功率因 數(shù)不應(yīng)該低于 ?？紤]到主變壓器的無(wú)功損耗遠(yuǎn)大于有功損耗，因此 380V 側(cè)最大負(fù)荷是功率因素應(yīng)稍大于 ，暫取 來(lái)計(jì)算 380V 側(cè)所需無(wú)功功率補(bǔ)償容量： )](arcc o s)[tan(arcco30 kkPQ c ??? 按照上述條件， 故選 ， 所需電容器的個(gè)數(shù)為 ???? cc qQn，取 n=32,實(shí)際補(bǔ)償容量為：var4483214 kQ C ??? 因此無(wú)功補(bǔ)償后工廠 380V 側(cè)和 10KV 側(cè)的負(fù)荷計(jì)算如表 所示。 表 無(wú)功補(bǔ)償后工廠的計(jì)算的負(fù)荷 項(xiàng) 目 cos? 計(jì)算負(fù)荷 30P kW 30 varQk 30S kVA 30IA 380V側(cè)補(bǔ)償前負(fù)荷 380V側(cè)無(wú)功補(bǔ)償容量 448 380V側(cè)補(bǔ)償后負(fù)荷 主變壓器功率損耗 10kV側(cè)負(fù)荷總計(jì) 中北大學(xué) 信息商務(wù)學(xué)院 電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第 4 頁(yè) 共 30 頁(yè) 3 變電所位置和型式的選擇 變電所的位置應(yīng)盡量接近工廠的負(fù)荷中心 .工廠的負(fù)荷中心按負(fù)荷功率矩法來(lái)確定 .即在工廠平面圖的下邊和左側(cè) ,任作一直角坐標(biāo)的 X 軸和 Y 軸 ,測(cè)出各車間和宿舍區(qū)負(fù)荷點(diǎn)的坐標(biāo)位置 ,例如 P1(x1,y1) 、 P2(x2,y2) 、 P3(x3,y3)等 .而工廠的負(fù)荷中心設(shè)在 P(x,y),P 為 P1+P2+P3+? =∑ Pi. iii321332211 P )xP(PPP xPxPxPx ????? ??? ? ? iii321332211 P )yP(PPP yPyPyPy ????? ??? ? ? 圖 機(jī)械廠總平面圖 按比例 K在工廠平面圖中測(cè)出各車間和宿舍區(qū)負(fù)荷點(diǎn)的坐標(biāo)位置表 所示。 表 坐標(biāo)軸 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 生活區(qū) X(㎝ ) Y(㎝ ) 由計(jì)算結(jié)果可知， x=， y= 工廠的負(fù)荷中心在 5號(hào)廠房的東面考慮的方便進(jìn)出線及周圍環(huán)境情況，決定在 5號(hào)廠房的東側(cè)緊靠廠房修建工廠變電所，其中北大學(xué) 信息商務(wù)學(xué)院 電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第 5 頁(yè) 共 30 頁(yè) 型式為附設(shè)式。 4 變電所主變壓器的選擇和主結(jié)線方案的選擇 4． 1 變電所主變壓器的選擇 根據(jù)工廠的負(fù)荷性質(zhì)和電源情況，工廠變電所的主變壓器考慮有下列兩種可供選擇的方案： 1 裝設(shè)一臺(tái)主變壓器型式采用 S9 型 ，而容量根據(jù)式 . 30NTSS? ，選1000kvar，即選一臺(tái) S91000/10 型低損耗配電變壓器。至于工廠二級(jí)負(fù)荷所需的備用電源，考慮由與鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來(lái)承擔(dān)。 2 裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器型號(hào)亦采用 S9，而每臺(tái)變壓器容量按式 iiipyy p??? 和式? ?. 30 1 2NTSS?? 選擇，即KVAKVAS NT )681584()( ?????, 且K V ASS IITN . ????? ）（ 因此選兩臺(tái) S9800/10 型低損耗配電變壓器。工廠二級(jí)負(fù)荷所需的備用電源亦由與鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來(lái)承擔(dān)。主變壓器的聯(lián)結(jié)組均采用 Yyn0。 中北大學(xué) 信息商務(wù)學(xué)院 電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第 6 頁(yè) 共 30 頁(yè) 3 變電所主接線方案的選擇 按上面的兩種主接線方式可以設(shè)計(jì)下面兩種主接線方案 （ 1）裝設(shè)一臺(tái)主變壓器的主接線方案 如圖 115 所示 （ 2）裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器的主接線方案 如圖 116 所示 4． 2 兩種主結(jié)線方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較 表 兩種主接線方案的比較 比較項(xiàng)目 裝設(shè)一臺(tái)主變的方案 裝設(shè)兩臺(tái)主變的方案 技術(shù)指標(biāo) 供電安全性 滿足要求 滿足要求 供電可靠性 基本滿足要求 滿足要求 供電質(zhì)量 由于一臺(tái)主變，電壓損耗較大 由于兩臺(tái)主變并列，電壓損耗小 靈活方便性 只一臺(tái)主變，靈活性稍差 由于有兩臺(tái)主變，靈活性較好 擴(kuò)建適應(yīng)性 稍差一些 更好一些 中北大學(xué) 信息商務(wù)學(xué)院 電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第 7 頁(yè) 共 30 頁(yè) 經(jīng) 濟(jì) 指 標(biāo) 電力變壓器的綜合投資 由手冊(cè)查得 S9— 1000/10 單價(jià)為 ，而由手冊(cè)查得變壓器綜合投資約為其單價(jià)的 2倍，因此其綜合投資為 2 萬(wàn)元 = 由手冊(cè)查得 S9— 800 單價(jià)為 萬(wàn)元，因此兩臺(tái)綜合投資為 4 =42萬(wàn)元，比一臺(tái)變壓器多投資 高壓開(kāi)關(guān)柜（含計(jì)量柜）的綜合投資額 查手冊(cè)得 GG— A（ F）型柜按每臺(tái) 4 萬(wàn)元計(jì)，查手冊(cè)得其綜合投資按設(shè)備價(jià) 倍計(jì)，因此其綜合投資約為 4 4=24萬(wàn)元 本方案采用 6臺(tái) GG— A（ F）柜，其綜合投資額約為 6 4=36 萬(wàn)元，比一臺(tái)主變的方案多投資 12萬(wàn)元 電力變壓器和高壓開(kāi)關(guān)柜的