【正文】 摘 要本文是某中小型紡織企業(yè)供電系統(tǒng)的設計說明。設計的目的是通過對該電力用戶所處的地理環(huán)境、地區(qū)供電條件、生產(chǎn)工藝和公用工程等用電負荷資料的分析，為該工廠尋找完善的供配電系統(tǒng)設計方案。電能是工業(yè)生產(chǎn)的主要能源，對整個工廠的正常生產(chǎn)起著舉足輕重的作用，因此如何進行合理用電、安全用電、節(jié)約用電、高質(zhì)量用電已經(jīng)成為工廠建設和運行的主要問題之一。工廠的安全正常生產(chǎn)、節(jié)電節(jié)能、提高勞動生產(chǎn)率，都必須有一個安全、可靠、經(jīng)濟、合理供配電能和使用電能的系統(tǒng)作保障，才能實現(xiàn)企業(yè)利潤的最大化。關鍵詞：工廠供電；總降壓（總配）變電所；電氣主接線；供電可靠性；高壓配電系統(tǒng)；電氣設備選擇；繼電保護 目錄前言……………………………………………………………………………………4……………………………………………………………6 負荷計算……………………………………………………………………6…………………………………………………………10………………………………………………10………………………………………………………………10…………………………………………………………………10………………………………………………………………………11 廠區(qū)配電電壓選擇…………………………………………………………11 工廠供電系統(tǒng)概況…………………………………………………………113總配電所電氣主接線及廠區(qū)高低壓配電系統(tǒng)設計………………………12……………………………………………………………12 高壓配電系統(tǒng)設計…………………………………………………………14 低壓配電系統(tǒng)設計…………………………………………………………174總配電所位置及車間變壓器臺數(shù)和容量選擇……………………………17 總配電所的位置選擇………………………………………………………17 車間變壓器臺數(shù)和容量選擇………………………………………………175短路電流計算……………………………………………………………………18 短路電流計算的目的和步驟………………………………………………18 用標幺值法進行短路計算…………………………………………………19 結(jié)果表達……………………………………………………………………226導線的選擇………………………………………………………………………22……………………………………………………………………22………………………………………………………………………23 架空進線的選擇……………………………………………………………23 配電母線到1號車間變電所的電纜選擇……………………………………23 配電母線到2號車間變電所的電纜選擇……………………………………24 配電母線到3號車間變電所的電纜選擇……………………………………24 配電母線到所用變的電纜選擇……………………………………………25 線路上的電壓和功率損失…………………………………………………257電氣設備的選擇和校驗…………………………………………………………25………………………………………………………25 10KV高壓電氣設備的選擇與校驗……………………………………………268 配電裝置…………………………………………………………………………359 二次部分的設計…………………………………………………………………35 測量和監(jiān)視裝置……………………………………………………………35 繼電保護設置………………………………………………………………4010防雷與接地………………………………………………………………………40 防雷…………………………………………………………………………40…………………………………………………………………………4111 照明系統(tǒng)設計…………………………………………………………………42………………………………………………………42………………………………………4312 二次回路圖……………………………………………………………………4313 主要設備材料表………………………………………………………………43結(jié)論……………………………………………………………………………………45參 考 文 獻…………………………………………………………………………46致謝……………………………………………………………………………………47前 言本設計為電氣工程及其自動化專業(yè)的畢業(yè)設計，以供電技術為主線，綜合考查學生對本專業(yè)各科知識的掌握程度，培養(yǎng)對本專業(yè)各科知識進行綜合運用的能力，同時也檢驗了本專業(yè)學習三年以來的成果。要想做好畢業(yè)設計，首先要對工廠供電有一個總體的了解，大體上有以下幾個方面工廠供電，就是指工廠所需電能的供應和分配。除某些特殊的大型工業(yè)企業(yè)帶有自備發(fā)電站以外，工廠都是由電力系統(tǒng)的終端降壓變配電所，即總降（配）變電所提供電能?？偨担ㄅ洌┳冸娝⒐╇娋€路和用電設備構(gòu)成了一個完整的工廠供電系統(tǒng)。供電系統(tǒng)一旦確定，就決定了用戶內(nèi)部用電負荷的供電可靠性和供電質(zhì)量。電能易于轉(zhuǎn)換，易于傳輸，分配簡單經(jīng)濟，便于調(diào)節(jié)、控制和測量等特點，使得電能成為了工業(yè)生產(chǎn)的主要能源。能否保證供電的可靠性和電能質(zhì)量直接影響到工業(yè)生產(chǎn)能否正常進行，能否做到合理用電、節(jié)約用電、高質(zhì)量用電成為決定工廠生產(chǎn)力和企業(yè)效益的重要因素。因此，設計符合工廠具體負荷情況的供電系統(tǒng)是工業(yè)生產(chǎn)的必備條件。做好工廠供電工作對發(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。工廠企業(yè)是國家電力的主要用戶，完善工廠供電系統(tǒng)的配置對節(jié)約能源、支援國家經(jīng)濟建設也有很大的促進作用。為了使工廠供電工作能夠切實為工業(yè)生產(chǎn)服務，要求做到以下幾點：1) 安全 在電能的供應、分配和使用過程中，不應發(fā)生人身事故和設備事故。2) 可靠 不同級別的負荷對供電可靠性的要求不同，工廠供電系統(tǒng)必須滿足相應負荷的要求。3) 優(yōu)質(zhì) 供電系統(tǒng)提供的電能應該滿足電力用戶對電壓、頻率等電能質(zhì)量的要求。4) 經(jīng)濟 在保證供電可靠性的情況下，供電系統(tǒng)的投資要盡量少，運行費用要盡量低，并盡可能的節(jié)約電能和減少有色金屬的消耗量。工廠供電設計必須以設計任務書為依據(jù)，以國家經(jīng)濟建設的方針、政策、技術規(guī)定、標準為準繩，結(jié)合工程的實際情況進行。按照國家標準GB5005295《供配電系統(tǒng)設計規(guī)范》、GB5005394《10kv及以下設計規(guī)范》、GV5005495《低壓配電設計規(guī)范》、《》等的規(guī)定，進行工廠供電設計必須遵循以下原則：1） 遵守規(guī)程、執(zhí)行政策；必須遵守國家有關規(guī)定及標準，執(zhí)行國家有關方針和政策，包括節(jié)約能源，節(jié)約有色金屬等技術經(jīng)濟政策。2） 安全可靠、先進合理；應做到保障人身和設備的安全，供電可靠，電能質(zhì)量合格，技術先進和經(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，正確處理近期建設與遠期發(fā)展的關系，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，綜合考慮，確定合理的設計方案。工廠供電系統(tǒng)的設計是根據(jù)電力用戶所處地理環(huán)境、生產(chǎn)工藝對負荷的要求、各個車間的負荷數(shù)量和性質(zhì)、負荷布局以及地區(qū)供電條件進行的。要求設計成果能應用于生產(chǎn)實際，能夠讓該供電系統(tǒng)安全、可靠、經(jīng)濟的分配電能，滿足工業(yè)生產(chǎn)的需要。設計的具體步驟如下： 1）.按照廠區(qū)用電設備的資料和其他具體情況，求計算負荷。2）.根據(jù)負荷等級和計算負荷，選定供電電源、電壓等級和供電方式。3）.根據(jù)環(huán)境和計算負荷，選擇變電所的位置、變壓器數(shù)量和容量。4）.為變配電所選擇安全、可靠、靈活、經(jīng)濟的主接線，選擇合理的戶外高壓配電方案。5）.用標幺值法進行短路電流的計算。6）.根據(jù)短路電流的計算結(jié)果，按照正常工作條件、短路時的工作條件、電氣設備自身特點進行電氣設備的選擇和校驗，用主接線圖表達設計成果。7). 主變壓器和饋線電路保護裝置的設計及整定，包括保護方式的確認、保護值的整定、保護裝置的選擇以及靈敏度校驗。 8). 變電所的防雷和接地設計，總降的電照設計。9).需要核算建設所需器材與總投資。 1 負荷計算及功率補償 負荷計算計算負荷是供電系統(tǒng)設計計算的基礎。工廠供電系統(tǒng)設計的原始資料是工藝部門提供的用電設備安裝容量。這些設備品種多，數(shù)量大，工作情況復雜，因此如何根據(jù)這些資料正確估計工廠所需的電力和電量非常重要。估計的準確程度，直接影響到工程的質(zhì)量。如果估算過高，會增加供電設備的容量，使工廠電網(wǎng)復雜，浪費有色金屬，增加初投資和運行管理工作量，浪費大量的人力財力；相反，如果估算過低，工廠投產(chǎn)后，供電系統(tǒng)的線路及電氣設備由于承擔不了實際負荷電流而過熱，加速其老化絕緣速度，降低使用壽命，增大電能損耗，影響供電系統(tǒng)的正?？煽窟\行。由此可見，進行負荷計算是供電系統(tǒng)設計的基礎，能否準確的估算計算負荷決定了設計的系統(tǒng)能否安全、經(jīng)濟、可靠的供電。計算負荷是根據(jù)已知的工廠的用電設備安裝容量確定的、預期不變的最大假想負荷，負荷計算的目的就是求出這個假想負荷。計算負荷是設計時作為選擇工廠電力系統(tǒng)的導線截面、變壓器容量、開關電器及互感器等的額定參數(shù)的依據(jù) 。供電系統(tǒng)設計的第一步，就是通過負荷計算，將復雜、凌亂的負荷數(shù)據(jù)整理成設計所需要的資料。負荷計算的方法有需要系數(shù)法、形狀系數(shù)法、附加系數(shù)法等幾種。鑒于本廠的負荷特點以及任務書所提供的條件，本設計采用需要系數(shù)法確定計算負荷。用需要系數(shù)法求計算負荷的具體步驟如下：1）.將用電設備分組，求出各組用電設備的總額定容量。2）.查出各組用電設備相應的需要系數(shù)及對應的功率因數(shù)。3）.按照需要系數(shù)法對應的公式計算Pc,Qc和Sc。4）.求車間或全廠計算負荷時，應從負荷端逐級算向電源端，而且需要在各級配電點乘以同期系數(shù)K∑。在逐級計算時，應記及變壓器上的電能損耗，由于廠區(qū)高壓配電網(wǎng)的距離較短，在負荷計算時可忽略配電網(wǎng)的電能損耗。各車間用電負荷計算如下：1變電所負荷：變電所用電單位設備容量Pe需要系數(shù)Kd CosΦTanΦP30Q30S30I301變電所制條車間350273紡紗車間360 軟水站9054 鍛工車間4014 機修車間300105 幼兒園20 倉庫40129 小計1200 1380主要計算公式為：P30(i)= PeKd Q30(i)= P30(i)TanΦ P30=∑P30(i) Q30=∑Q30(i)。S30=√(P2+Q2) I30= S30/(√3Un) 。無功、有功、視在功率的單位分別為kW，kvar,kVA,計算電流I30的單位為A。計算如下：制條車間：P30= PeKd=350=273 Q30= P30TanΦ=273=紡紗車間：P30= PeKd=360= Q30= P30TanΦ==軟水站：P30= PeKd=90=54 Q30= P30TanΦ=54=鍛工車間：P30= PeKd=40=14 Q30= P30TanΦ=14=機修車間：P30= PeKd=300=105 Q30= P30TanΦ=105=幼兒園：P30= PeKd=20= Q30= P30TanΦ==倉庫：P30= PeKd=40=12 Q30= P30TanΦ=12=9小計：P30=∑P30(i)K∑=（273++54+14+105++12）= Q30=∑Q30(i)K∑=（++++++9）=S30=√(P2+Q2)= I30= S30/(√3Un)=1380 由于無功和有功的K∑，故在小計時P30，，結(jié)果表達如上表。2＃和3＃變電所計算方法與此相同。2變電所負荷：變電所用電單位設備容量Pe需要系數(shù)KdCosΦTanΦP30Q30S30I30 2變電所織造車間600510408 染整車間500400312 綜合樓4010320 餐廳30 宿舍2010160 小計1190 3變電所負荷：變電所用電單位設備容量Pe需要系數(shù)KdCosΦTanΦP30Q30S30I303變電所鍋爐房200150120 水泵房12090 化驗室5040 卸油泵房3018 小計 400P30= PeKd=80=64 Q30= P30TanΦ=64=48 S30=√(P2+Q2)=80上面三個表格表達了車間變電所低壓母線上的計算負荷，其計算結(jié)果可用來選擇車間變電所變壓器的容量，然后選擇車間變壓器，查表算出變壓器上的功率損耗。為