【正文】 0 工廠供電課程設(shè)計(jì) 課題： 某化纖廠總配電所及配電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)老師： 完成日期： 1 目錄 第 1 章 設(shè)計(jì)題目 ******************************************************************************2 第 2 章 工廠電氣設(shè)計(jì)總則 ****************************************************************5 第 3 章 負(fù)荷計(jì)算及功率因數(shù)補(bǔ)償 *****************************************************8 第 4 章 短路電流概念及計(jì)算 ************************************************************24 第 5 章 總配電所主接線方案的設(shè)計(jì) *************************************************29 第 6 章 工廠電力線路 的設(shè)計(jì) ************************************************************33 第 7 章 主要電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn) *************************************************37 第 8 章 繼電保護(hù)裝置 **********************************************************************41 第 9 章 防雷與接地 ***************************************************************************45 課程設(shè)計(jì)收獲與感想 ************************************************************************************48 2 第 1 章 設(shè)計(jì)題目 題目 8 某化纖廠供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 一 .原始資料 1．工廠的總平面布置圖 幼 兒 園機(jī) 修車 間鍛 工車 間預(yù) 留擴(kuò) 建機(jī) 修車 間預(yù) 留擴(kuò) 建單 身宿 舍倉(cāng) 庫(kù) 水 塔飲水站油 泵 房鍋 爐房N o . 3制 條 車 間 紡 紗 車 間織 造 車 間 染 整 車 間N o . 1N o . 2俱 樂(lè) 部傳 達(dá) 室排 球場(chǎng)單身宿舍食 堂浴 室理 發(fā) 室露 天 浴 池預(yù) 留機(jī) 配件 庫(kù)預(yù) 留機(jī) 配件 庫(kù)污 水處 理站化驗(yàn)室及水泵房工 廠 綠 化 區(qū)電修車間木工車間工 廠 擴(kuò) 建 區(qū)比 例 ： 1 ： 5 0 0 0注 ：車 間 變 電 所N 圖 1 工廠總平面布置圖 、規(guī)模及產(chǎn)品規(guī)格： 本廠生產(chǎn) 化纖產(chǎn)品，年生產(chǎn)能力為 106m，其中：厚織物占 50%，中厚織物占 30%，薄織物占 20%。全部產(chǎn)品中以腈綸為主體的混紡物占 60%，以滌綸為主體的混紡物占 40%。 ：如表 1。 表 1 各車間 380V負(fù)荷計(jì)算表 序號(hào) 車間（單位） 名稱 設(shè)備 容量 /kW Kd ?cos ?tan 計(jì)算負(fù)荷 車間 變電所 代號(hào) 變壓器臺(tái)數(shù)及容量 /kVA P30 /kW Q30 /kvar S30 /kVA I30 /A 1 制條車間 340 1 紡紗車間 340 飲水站 86 鍛工車間 37 機(jī)修車間 296 幼兒園 倉(cāng)庫(kù) 38 小計(jì)（ KΣ =） 3 2 織造車間 525 1 染整車間 490 浴室、理發(fā)室 5 食堂 40 單身宿舍 50 小計(jì)（ KΣ =） 3 鍋爐房 151 1 水泵房 118 化驗(yàn)室 50 油泵房 28 小計(jì)（ KΣ =） ： （ 1）從電力系統(tǒng)的某 35/10KV變電站，用雙回 10KV架空線路向工廠饋電。系統(tǒng)變電站在工廠南 。 （ 2）系統(tǒng)變電站饋電線的定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的整定時(shí)間 stop ? ，要求工廠總配變電所的保護(hù)整定時(shí)間不大于 1s。 （ 3）在工廠總配電所的 10KV進(jìn)線側(cè)進(jìn)行電能計(jì)量。工廠最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)不得低于 。 （ 4）電力系統(tǒng)的短路數(shù)據(jù)，如表 2所示。其配電系統(tǒng)圖如圖 2。 表 2 電力系統(tǒng) 10KV母線的 短路數(shù)據(jù) 系統(tǒng)運(yùn)行方式 10KV母線短路容量 備注 最大運(yùn)行方式 )3( =187MVA 電力系統(tǒng)可視為無(wú)限大容量 最小運(yùn)行方式 )3( =107MVA 工 廠 總 配變 電 所k架 空 線 路架 空 線 路1 0 K V 母 線1 . 5 s區(qū) 域 變 電 站 圖 2 配 電系統(tǒng)圖 （ 5）供電貼費(fèi)和每月電費(fèi)制： 每月基本電費(fèi)按主變壓器容量計(jì)為 18 元 /kVA，電費(fèi)為 元 /kW h。此外，電力用戶需按新裝變壓器容量計(jì)算，一次性地向供電部門交納供電貼費(fèi)： 6～ 10kV為 800 元 /kVA。 5．工廠負(fù)荷性質(zhì)： 本廠多數(shù)車間為三班制，少數(shù)車間為一班或兩班制，年最大有功負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為 6000h。本廠屬二級(jí)負(fù)荷。 6．工廠自然條件： （ 1） 氣象資料： 本廠所在地區(qū)的年最高氣溫為 38oC，年平均氣溫為 23 oC，年最低氣溫為－ 8 oC，年最熱月平均最高氣溫為 33 oC，年最熱月平均氣溫為 26 oC，年最熱月地下 處平均溫度為 25 oC。當(dāng)?shù)刂鲗?dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|北風(fēng)，年雷暴日數(shù)為 20。 （ 2） 地質(zhì)水文資料：本廠地區(qū)海拔 60m，底層以 砂 粘土為主，地下水位為 2m。 二．設(shè)計(jì)內(nèi)容 4 1．總降壓變電站設(shè)計(jì) （ 1）負(fù)荷計(jì)算 （ 2）主結(jié)線設(shè)計(jì)：根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，分析原始資料與數(shù)據(jù)，列出技術(shù)上可能實(shí)現(xiàn)的多個(gè)方案，根據(jù)改方案初選主變壓器及高壓開(kāi)關(guān)等設(shè)備，經(jīng)過(guò)概略分析比較，留下 2～ 3 個(gè)較優(yōu)方案，對(duì)較優(yōu)方案進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算和分析比較，（經(jīng)濟(jì)計(jì)算分析時(shí)，設(shè)備價(jià)格、使用綜合投資指標(biāo)），確定最優(yōu)方案。 （ 3）短路電流計(jì)算：根據(jù)電氣設(shè)備選擇和繼電保護(hù)的需要，確定短路計(jì)算點(diǎn)，計(jì)算三相短路電流，計(jì)算結(jié)果列出匯總表。 （ 4）主要電氣設(shè)備選擇：主要電氣設(shè)備的選擇，包括斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、互感器、導(dǎo)線截面和型號(hào)、絕緣子等設(shè)備的選擇及校驗(yàn)。選用設(shè)備 型號(hào)、數(shù)量、匯成設(shè)備一覽表。 （ 5）主要設(shè)備繼電保護(hù)設(shè)計(jì)：包括主變壓器、線路等元件的保護(hù)方式選擇和整定計(jì)算。 （ 6）配電裝置設(shè)計(jì)：包括配電裝置布置型式的選擇、設(shè)備布置圖。 （ 7）防雷、接地設(shè)計(jì)：包括直擊雷保護(hù)、進(jìn)行波保護(hù)和接地網(wǎng)設(shè)計(jì)。 2．車間變電所設(shè)計(jì) 根據(jù)車間負(fù)荷情況，選擇車間變壓器的臺(tái)數(shù)、容量，以及變電所位置的原則考慮。 3． 廠區(qū) 380V配電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 根據(jù)所給資料，列出配電系統(tǒng)結(jié)線方案，經(jīng)過(guò)詳細(xì)計(jì)算和分析比較，確定最優(yōu)方案。 三．設(shè)計(jì)成果 1．設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，包括全部設(shè)計(jì)內(nèi)容 ,負(fù)荷計(jì)算，短路計(jì)算及設(shè)備選擇要求 列表 2．電氣主接線圖（三號(hào)圖紙） 3．繼電保護(hù)配置圖（三號(hào)圖紙） 5 第 2 章 工廠電氣設(shè)計(jì)總則 工廠供電的意義和要求 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 。 眾所周知，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小（除電化工業(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。因此，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。 6 研究大型工廠供電系統(tǒng)背景 我國(guó)的電力工業(yè)已居世界前列，但與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還是有一定的差距，我們?nèi)司娏克竭€很低，電力工業(yè)分布也不均勻，還不能滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。電力市場(chǎng)還未完善，管理水平、技術(shù)水平都有待提高。 為了使我國(guó)電力工業(yè)趕上世界電力技術(shù)的發(fā)展水平 ,叢 21 世紀(jì)一開(kāi)始，我國(guó)就進(jìn)一步加強(qiáng)在電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、電力系統(tǒng)的自動(dòng)化調(diào)度與管理、電力通信、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、繼電保護(hù)等領(lǐng)域開(kāi) 展研究，尤其注意完善電力市場(chǎng)，研究電力市場(chǎng)的技術(shù)支持系統(tǒng)，促進(jìn)我們的電力工業(yè)不斷前進(jìn)。 工廠供電 就是指 工廠 所需電能的供應(yīng)和分配。我們知道 ,電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動(dòng)力 ， 工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用電能和實(shí)現(xiàn)電氣化以后 ,能大大增加產(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) ,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 。 但是 ,工廠的電能供應(yīng)如果突然中 斷 ,則將對(duì)工業(yè)生產(chǎn)造成嚴(yán)重的后果 ,甚至可能發(fā) 生 重大的設(shè)備損壞事故或人身傷亡事故 ； 由此可見(jiàn) ,搞好工廠供電工作對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)的正常進(jìn)行和實(shí)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(chǎn)所需電能，一般是由外部電力系統(tǒng)供給，經(jīng)企業(yè)內(nèi)各級(jí)變電所變電壓后，分配到各用電設(shè)備。工業(yè)企業(yè)變電所是企業(yè)電力供應(yīng)的紐約，所處地位十分重要，所以正確計(jì)算選擇各級(jí)變電站的變壓器容量及其他設(shè)備是實(shí)現(xiàn)安全可靠供電的前提。進(jìn)行企業(yè)電力負(fù)荷計(jì)算的目的就是為正確選擇企業(yè)各級(jí)變電站的變壓器容量，各種電氣設(shè)備的型號(hào)，規(guī)格以及供電網(wǎng)絡(luò)所用導(dǎo)線型號(hào)等提供科學(xué)的依據(jù)。 工廠供電設(shè)計(jì)的一般原則 按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB5005295 《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》、 GB5005394 《 10kv及以下設(shè)計(jì)規(guī)范 》、 GB5005495 《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》等的規(guī)定，進(jìn)行工廠供電設(shè)計(jì)必須遵循以下原則： （ 1） 遵守規(guī)程、執(zhí)行政策； 必須遵守國(guó)家的有關(guān)規(guī)定及標(biāo)準(zhǔn)，執(zhí)行國(guó)家的有關(guān)方針政策，包括節(jié)約能源，節(jié) 7 約有色金屬等技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策。 （ 2） 安全可靠、先進(jìn)合理 應(yīng)做到保障人身和設(shè)備的安全，供電可靠，電能質(zhì)量合格，技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理，采用效率高、能耗低和性能先進(jìn)的電氣產(chǎn)品。 （ 3） 近期為主、考慮發(fā)展 應(yīng)根據(jù)工作特點(diǎn)、規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃，正確處理近期建設(shè)與遠(yuǎn)期發(fā)展的關(guān)系，做到遠(yuǎn)近結(jié)合，適當(dāng)考慮擴(kuò)建的可能性。 （ 4） 全局出 發(fā)、統(tǒng)籌兼顧。按負(fù)荷性質(zhì)、用電容量、工程特點(diǎn)和地區(qū)供電條件等，合理確定設(shè)計(jì)方案。工廠供電設(shè)計(jì)是整個(gè)工廠設(shè)計(jì)中的重要組成部分。工廠供電設(shè)計(jì)的質(zhì)量直接影響到工廠的生產(chǎn)及發(fā)展。作為從事工廠供電工作的人員，有必要了解和掌握工廠供電設(shè)計(jì)的有關(guān)知識(shí)，以便適應(yīng)設(shè)計(jì)工作的需要。 8 第 3章 負(fù)荷計(jì)算及功率因數(shù)補(bǔ)償 電力負(fù)荷定義及分級(jí) 在電力系統(tǒng)中，電氣設(shè)備所需用的電功率稱為負(fù)荷或電力（ W 或 KW）。由于電功率分為視在功率、有功功率和無(wú)功功率， 一般用電流表示的負(fù)荷，實(shí)際上是對(duì)應(yīng)視在功率而言。目前供電部門 所分配的負(fù)荷指標(biāo)，主要是