【正文】 紡織廠供配電設(shè)計方案 課題來源及研究的目的和意義電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動力，電能的輸送的分配既簡單經(jīng)濟，又便于控制、調(diào)節(jié)和測量，有利于實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。因此，電能在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)及整個國民經(jīng)濟生活中應(yīng)用極為廣泛。隨著工業(yè)生產(chǎn)化的發(fā)展，電能在工業(yè)也是不可缺乏的能源。因此，做好工廠企業(yè)供配電的設(shè)計，可以有效的利用電能為經(jīng)濟的發(fā)展而服務(wù)，所以工廠企業(yè)供配電的電路設(shè)計要聯(lián)系到各個方面，負荷計算及無功補償，變壓器的型號、容量和數(shù)量的分配；短路的計算、設(shè)備的選擇、線路的分配和設(shè)計、保護措施等方面進行設(shè)計分析，把最好的供配電設(shè)計應(yīng)用到現(xiàn)實生產(chǎn)中來，為經(jīng)濟的發(fā)展做出最好的服務(wù)。 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)的主要能源和動力。電能既易于由其它形式的能量轉(zhuǎn)換而來，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單經(jīng)濟，又便于控制、調(diào)節(jié)和測量，有利于實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。因此，電能在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)及整個國民經(jīng)濟生活中應(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，提高勞動生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，減輕工人的勞動強度，改善工人的勞動條件，有利于實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。從另一方面來說，如果工廠的電能供應(yīng)突然中斷，則對工業(yè)生產(chǎn)可能造成嚴重的后果。因此，做好工廠供配電系統(tǒng)工作對于發(fā)展工業(yè)生產(chǎn)，實現(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重要方面，而能源節(jié)約對于國家經(jīng)濟建設(shè)具有十分重要的戰(zhàn)略意義，因此做好工廠供配電工作，對于節(jié)約能源、支援國家經(jīng)濟建設(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)滿足電能用戶對供電可靠性的要求。（3） 優(yōu)質(zhì) 應(yīng)滿足電能用戶對電壓和頻率等質(zhì)量的要求（4） 經(jīng)濟 供電系統(tǒng)的投資要少，運行費用要低，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、當前和長遠等關(guān)系，既要照顧局部的當前的利益，又要有全局觀點，能顧全大局，適應(yīng)發(fā)展。按照國家標準GB5005295 《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》、GB5005394 《10kv及以下設(shè)計規(guī)范》、GB5005495 《低壓配電設(shè)計規(guī)范》等的規(guī)定，進行工廠供電設(shè)計必須遵循以下原則：（1） 遵守規(guī)程、執(zhí)行政策；必須遵守國家的有關(guān)規(guī)定及標準，執(zhí)行國家的有關(guān)方針政策，包括節(jié)約能源，節(jié)約有色金屬等技術(shù)經(jīng)濟政策。（2） 安全可靠、先進合理；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)先進和經(jīng)濟合理，采用效率高、能耗低和性能先進的電氣產(chǎn)品。（3）近期為主、考慮發(fā)展；應(yīng)根據(jù)工作特點、規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃，正確處理近期建設(shè)與遠期發(fā)展的關(guān)系，做到遠近結(jié)合，適當考慮擴建的可能性。（4） 全局出發(fā)、統(tǒng)籌兼顧。按負荷性質(zhì)、用電容量、工程特點和地區(qū)供電條件等，合理確定設(shè)計方案。工廠供電設(shè)計是整個工廠設(shè)計中的重要組成部分。工廠供電設(shè)計的質(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)計的有關(guān)知識，以便適應(yīng)設(shè)計工作的需要。紡織廠平面圖按照工廠與當?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110KV的功用電源干線取得電源。該干線走向參看工廠總平面圖。為滿足工廠耳機負荷的要求，可采用高壓聯(lián)絡(luò)線有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；。 關(guān)于電費的收取，因與當?shù)毓╇姴块T達成協(xié)議，在本廠變電所高壓側(cè)計量電能，設(shè)專用計量柜，按兩部電費交電費。每月基本電費按主變壓器容量計為18元/KVA。電氣主接線圖見附錄一。本廠多數(shù)車間為三班制，年最大負荷利用小時數(shù)4600小時，日最大負荷持續(xù)時間為6小時。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。全廠的負荷表如下：表11 全廠的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300照明62鍛壓車間動力350照明83熱處理車間動力150照明54電鍍車間動力250照明55倉庫動力20照明16工具車間動力360照明77金工車間動力400照明108鍋爐房動力50照明19裝配車間動力180照明610機修車間動力160照明4生活區(qū)照明350第2章 全廠負荷計算 負荷計算我們在計算全廠負荷時，由于熱處理車間、裝配車間、機修車間、鍋爐房、倉庫動力、照明容量小，從每個車間的變壓器和全廠的平面圖可以把這五個地方看成一個地方，其余都是兩個車間看成一個車間，則我們可以把全廠的平面簡化如圖21所示： 變壓器 變壓器 變壓器變 壓器圖21 工廠簡化圖采用需要系數(shù)法對各個車間進行計算，應(yīng)該將照明的和動力部分分開算集體的情況如下：（1）、鑄造車間、鍛壓車間A、 動力電路：P(30)=P1(e)K1(d)+ P2(e)K2(d)=+=195kwQ(30)= =S1(30)=P1/+ P2/=(300/)+(350/)=I(30)= S(30)/=B、照明電路：P（30）=P3(e)K3(d)+ P4(e)K4(d)=+=Q(30)= =S2(30)= P3/+ P4/= (6/)+(8/)=14KVA I(30)= S(30)/ =14/=則鑄造車間、鍛壓車間:S(30)= S1(30)+ S2(30)=14+=(2)、金工車間、工具車間A、動力電路：P(30)= P5(e)K5(d)+ P6(e)K6(d)=+=188 KWQ(30)= =S3(30)= P5/+ P6/=(400/)+(360/)= KVAI(30)= S(30)/ =B、照明電路：P(30)= P7(e)K7(d)+ P8(e)K8(d)=+= KWQ(30)= =S4(30)= P7/+ P8/=(10/)+(7/)= KVAI(30) = S(30)/ =則金工車間、工具車間：S(30)= S3(30)+ S4(30)=+=（3）、生活區(qū)、電鍍車間A、動力電路：P(30)= P9(e)K9(d) ==125KWQ(30)= =S(30)= P9/=250/= KVAI(30) = S(30)/ =B、照明電路：P(30)= P10(e)K10(d)+ P11(e)K11(d)=+=249 KWQ(30)= = S(30)= P10/+ P11/=(5/)+(350/)= KVAI(30) = S(30)/ =則電鍍車間、生活區(qū)：S(30)=+=（4）、熱處理車間、裝配車間、機修車間、鍋爐房、倉庫A、動力電路：P(30)=P12(e)K12(d)+P13(e)K13(d)+P14(e)K14(d)+P15(e)K15(d)+P16(e)K16(d)=++++=219KWQ(30)= = S(30)= P12/+P13/+P14/+ P15/+P16/=(160/)+(180/)+(160/)+(50/)+(20/)= KVAI(30) = S(30)/ =B、照明電路：P(30)=P12(e)K12(d)+P13(e)K13(d)+P14(e)K14(d)+P15(e)K15(d)+P16(e)K16(d)=++++=Q(30)= = S(30)= P12/+P13/+P14/+ P15/+P16/=(5/)+6/)+(4/)+(1/)+(1/)=17 KVAI(30) = S(30)/ =17/=則熱處理車間、裝配車間、機修車間、鍋爐房、倉庫：S(30)=17+=取全廠的系數(shù)同時為K(p)= K(q)= 則全廠計算負荷為：P(30)=195++188++125+249+219+= KWQ(30)=+++++++=S(30) == KVAI(30) =第3章無功功率補償工廠中由于有大量的感應(yīng)電動機、電焊機、電弧爐及氣體放電燈等感性負荷，還有感性的電力變壓器，從而使功率因數(shù)降低。如在充分發(fā)揮設(shè)備潛力、改善設(shè)備運行性能、提高其自然功率因數(shù)的情況下，尚達不到規(guī)定的工廠功率因數(shù)要求。為了保證供電質(zhì)量和節(jié)能，充分利用電力系統(tǒng)中發(fā)配電設(shè)備的容量，減小供電線路的截面，減小電網(wǎng)的功率損耗、電能損耗，減小線路的電壓損失，必須提高用電單位的功率因數(shù)，則需考慮增設(shè)無功功率補償裝置。無功補償裝置包括系統(tǒng)中的并聯(lián)電容器，串聯(lián)電容器，并聯(lián)電抗器，同步調(diào)相機和靜止無功補償裝置等。其中并聯(lián)電容器補償裝置時無功負荷的主要電源之一。它具有投資省，裝設(shè)地點不受自然條件限制，運行簡便可靠等優(yōu)點。故一般首先考慮裝設(shè)并聯(lián)電容器。由于它沒有旋轉(zhuǎn)部件，維護較為方便，為了在運行中調(diào)節(jié)電容器的功率，可將電容器連接成若干組，根據(jù)負荷變化，分組投入或切除。以上結(jié)果可得變壓器低壓側(cè)的視在計算負荷為：S(30) = KVA 這時的功率因素為：cos= P(30)/ Q(30)=，因此要進行無功功率補償。由于電壓器的無功消耗大于有功消耗，所以在計算無功功率補償時候取 =，這樣我們無功補償?shù)腝（c）為：Q（c）=[tan()tan()]=（c）=3300Kvar，總共容量：100KvarX33=3300Kvar(1) 、補償后的變壓所的低壓側(cè)視在計算負荷為：S(30) =+（）X=電流：I(30)=（2）、變壓所的功率損耗為：△P(r)= S(30)==△Q(r) = S(30)==（3）、變電所的高壓側(cè)的計算負荷為： P(30)=195++188++125+249+219+= KWQ (30)==S(30) = KVAI(30)=( 4 )、補償后的功率因素：= P(30)/ S(30)= （）符合要求第4章 變電所高壓電器設(shè)備選型年損耗的電量的計算年有功電能消耗量及年無功電能消耗量可由下計算得到（1）年有功電能消耗量：W(pa)=（30）T（a）（2）年無功電能消耗量：W(pa)=(30) T（a）結(jié)合本工廠的情況，年負荷利用小時數(shù)T（a）=4600小時，取年平均用功負荷系數(shù) α= 年平均無功負荷系數(shù)β= 由此可得本廠：（1）年有功電能消耗量：W(pa)==（2）年無功電能消耗量：W(pa)==全工廠的實在計算負荷和全工廠要求上看，該廠負荷屬于二級負荷，故該工廠變壓器的容量：S(nt)≥=所以我們選用SFZ111000/110型配電變壓器，容量為1000KVA，連接組別采用Yyn0.（1）鑄造車間、鍛壓車間變壓器容量：S()≥= 選擇S9/800/10型號低損耗配電變壓器，連接組別采用Yyn0（2）金工車間、工具車間變壓器容量：S()≥= 選擇S9/1000/10型號低損耗配電變壓器，連接組別采用Yyn0（3）電鍍車間、生活區(qū)變壓器容量：S()≥= 選擇S9/600/10型號低損耗配電變壓器，連接組別采用Yyn0（4）熱處理車間、裝配車間、機修車間、鍋爐房、倉庫變壓器容量：S()≥=.選擇S9/600/10型號低損耗配電變壓器，連接組別采用Yyn0 110KV架空線的選擇本廠有附近一條110KV公用電源干線取得電源，所以按照寂靜電流密度選擇導(dǎo)線截面積，線路在正常工作時的最大電流為：I=該工廠為三班制，全年最大負荷利用小時數(shù)位4600小時，屬于三級負荷。其鋼芯鋁線電流密度J= 所以導(dǎo)線截面面積：S=I/J=由于線路長久使用，應(yīng)該選擇截面面積為70mm2的剛芯鋁線，所以110KV架空線為LGJ/70的導(dǎo)線 查表的LGJ/70型裸導(dǎo)線的允許電流I=275A(25℃)、 I=228A(35℃) 、I=222A(40℃)第5章 短路電流的計算 短路的基本概念短路是指電源通向用電設(shè)備的導(dǎo)線不經(jīng)過負載而相互直接連接的狀態(tài)，也稱為短路狀態(tài)。短路電流計算的目的是為了正確選擇和校驗電氣設(shè)備。進行短路電流計算，首先要繪制計算電路圖。在計算電路圖上，將短路計算所考慮的各元件的額定參數(shù)都表示出來，并將各元件依次編號，然后確定短路計算點。短路計算點要選擇得使需要進行短路校驗的電氣元件有最大可能的短路電流通過。 短路的原因造成短路主要原因有：電氣設(shè)備絕緣損壞，這種損害可能是由于設(shè)備長氣運行、絕緣老化造成的；也肯能是設(shè)備本身質(zhì)量低劣、絕緣強度不夠而被正常電壓擊穿；或者設(shè)備質(zhì)量合格、絕緣合乎要求而被過電壓擊穿；或者由于設(shè)備絕緣守到了外力損傷而造成的。有關(guān)人員誤操作，這種情況大多數(shù)是由于操作人員違反安全操作規(guī)程而發(fā)生的，例如帶負荷拉閘，或者誤將電壓設(shè)備接入較高壓的電路中而造成的擊穿短路。鳥獸為害事故，鳥獸跨越在裸露的相線之間或者相線與接地物體之間，或者咬壞設(shè)備和導(dǎo)線電纜的絕緣，從而導(dǎo)致短路。 短路的后果 短路后