【正文】 摘要工廠供電系統(tǒng)就是將電力系統(tǒng)的電能降壓再分配電能到各個廠房或車間中去，它由工廠降壓變電所，高壓配電線路，車間變電所，低壓配電線路及用電設(shè)備組成。工廠總降壓變電所及配電系統(tǒng)設(shè)計，是根據(jù)各個車間的負荷數(shù)量和性質(zhì)，生產(chǎn)工藝對負荷的要求，以及負荷布局，經(jīng)濟技術(shù)的分配電能問題。其基本內(nèi)容有以下幾方面：進線電壓的選擇, 變配電所位置的電氣設(shè)計, 短路電流的計算及繼電保護, 電氣設(shè)備的選擇,車間變電所位置和變壓器數(shù)量、容量的選擇, 防雷接地裝置設(shè)計等.本設(shè)計在對化纖廠進行供配電調(diào)研、論證的基礎(chǔ)上，完成了化纖廠的負荷計算、10KV變配電所主接線設(shè)計；還進行了短路計算、電氣設(shè)備的選擇和校驗以及繼電保護的選擇與整定。在設(shè)計的最后對化纖廠的供電系統(tǒng)進行了防雷保護。此次設(shè)計還專門針對化纖廠的機修車間進行了具體的供電線路的設(shè)計。關(guān)鍵詞：變電所、負荷、短路、電力設(shè)備緒論電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動力，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(yán)重的后果。因此，做好工廠供電工作對于發(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)，也具有重大意義，工廠供電系統(tǒng)就是將電力系統(tǒng)的電能降壓再分配電能到各個廠房或車間中去，它由工廠降壓變電所，高壓配電線路，車間變電所，低壓配電線路及用電設(shè)備組成。工廠總降壓變電所及配電系統(tǒng)設(shè)計，是根據(jù)各個車間的負荷數(shù)量和性質(zhì)，生產(chǎn)工藝對負荷的要求，以及負荷布局，經(jīng)濟技術(shù)的分配電能問題其基本內(nèi)容有以下幾方面：進線電壓的選擇，變配電所位置的電氣設(shè)計，短路電流的計算及繼電保護，電氣設(shè)備的選擇，車間變電所位置和變壓器數(shù)量、容量的選擇，防雷接地裝置設(shè)的作用。一、工廠電氣設(shè)計總則（一）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(yán)重的后果。因此，做好工廠供電工作對于發(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(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。 （二）工廠供電設(shè)計的一般原則按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB500522009 《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(biāo)準(zhǔn)，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(dāng)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。（三）設(shè)計內(nèi)容及步驟全廠總降壓變電所及配電系統(tǒng)設(shè)計，是根據(jù)各個車間的負荷數(shù)量和性質(zhì)，生產(chǎn)工藝對負荷的要求，以及負荷布局，結(jié)合國家供電情況。解決對各部門的安全可靠，經(jīng)濟的分配電能問題。其基本內(nèi)容有以下幾方面。根據(jù)全場用電負荷性質(zhì)，確定全廠用電負荷等級。負荷計算全廠總降壓變電所的負荷計算，是在車間負荷計算的基礎(chǔ)上進行的?？紤]車間變電所變壓器的功率損耗，從而求出全廠總降壓變電所高壓側(cè)計算負荷及總功率因數(shù)。列出負荷計算表、表達計算成果。工廠總降壓變電所的位置和主變壓器的臺數(shù)及容量選擇參考電源進線方向，防火距離要求，綜合考慮設(shè)置總降壓變電所的有關(guān)因素，結(jié)合全廠計算負荷以及擴建和備用的需要，確定變壓器的臺數(shù)和容量。工廠總降壓變電所主結(jié)線設(shè)計根據(jù)變電所配電回路數(shù)，負荷要求的可靠性級別和計算負荷數(shù)綜合主變壓器臺數(shù)，確定變電所高、低接線方式。對它的基本要求，即要安全可靠有要靈活經(jīng)濟，安裝容易維修方便。廠區(qū)高壓配電系統(tǒng)設(shè)計根據(jù)廠內(nèi)負荷情況，從技術(shù)和經(jīng)濟合理性確定廠區(qū)配電電壓。參考負荷布局及總降壓變電所位置，比較幾種可行的高壓配電網(wǎng)布置方案，計算出導(dǎo)線截面及電壓損失，由不同方案的可靠性，電壓損失，基建投資，年運行費用，有色金屬消耗量等綜合技術(shù)經(jīng)濟條件列表比值，擇優(yōu)選用。按選定配電系統(tǒng)作線路結(jié)構(gòu)與敷設(shè)方式設(shè)計。用廠區(qū)高壓線路平面布置圖，敷設(shè)要求和架空線路桿位明細表以及工程預(yù)算書表達設(shè)計成果。工廠供、配電系統(tǒng)短路電流計算工廠用電，通常為國家電網(wǎng)的末端負荷，其容量運行小于電網(wǎng)容量，皆可按無限容量系統(tǒng)供電進行短路計算。由系統(tǒng)不同運行方式下的短路參數(shù)，求出不同運行方式下各點的三相及兩相短路電流。改善功率因數(shù)裝置設(shè)計按負荷計算求出總降壓變電所的功率因數(shù)，通過查表或計算求出達到供電部門要求數(shù)值所需補償?shù)臒o功率。由手冊或產(chǎn)品樣本選用所需移相電容器的規(guī)格和數(shù)量，并選用合適的電容器柜或放電裝置。如工廠有大型同步電動機還可以采用控制電機勵磁電流方式提供無功功率，改善功率因數(shù)。有諧波影響，還要考慮串聯(lián)調(diào)諧電抗器。采用過零可控硅切換裝置。變電所高、低壓側(cè)設(shè)備選擇參照短路電流計算數(shù)據(jù)和各回路計算負荷以及對應(yīng)的額定值，選擇變電所高、低壓側(cè)電器設(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。并根據(jù)需要進行熱穩(wěn)定和力穩(wěn)定檢驗。用總降壓變電所主結(jié)線圖，設(shè)備材料表和投資概算表達設(shè)計成果。繼電保護及二次結(jié)線設(shè)計為了監(jiān)視，控制和保證安全可靠運行，變壓器、高壓配電線路移相電容器、高壓電動機、母線分段斷路器及聯(lián)絡(luò)線斷路器，皆需要設(shè)置相應(yīng)的控制、信號、檢測和繼電器保護裝置。并對保護裝置做出整定計算和檢驗其靈敏系數(shù)。設(shè)計包括繼電器保護裝置、監(jiān)視及測量儀表，控制和信號裝置，操作電源和控制電纜組成的變電所二次結(jié)線系統(tǒng)，用二次回路原理接線圖或二次回路展開圖以及元件材料表達設(shè)計成果。35kv及以上系統(tǒng)尚需給出二次回路的保護屏和控制屏屏面布置圖。變電所防雷裝置設(shè)計參考本地區(qū)氣象地質(zhì)材料，設(shè)計防雷裝置。進行防直擊的避雷針保護范圍計算，避免產(chǎn)生反擊現(xiàn)象的空間距離計算，按避雷器的基本參數(shù)選擇防雷電沖擊波的避雷器的規(guī)格型號，并確定其接線部位。進行避雷滅弧電壓，頻放電電壓和最大允許安裝距離檢驗以及沖擊接地 電阻計算。1總降壓變電所變、配電裝置總體布置設(shè)計綜合前述設(shè)計計算結(jié)果，參照國家有關(guān)規(guī)程規(guī)定，進行內(nèi)外的變、配電裝置的總體布置和施工設(shè)計。二、負荷計算及功率因數(shù)補償計算（一）負荷計算負荷計算的意義負荷計算是根據(jù)已知工廠的用電設(shè)備安裝容量來確定預(yù)期不變的最大假想負荷。它是按發(fā)熱條件選擇工廠電力系統(tǒng)供電線路的導(dǎo)線截面、變壓器容量、開關(guān)電器及互感器等的額定參數(shù)的依據(jù)，所以非常重要。如估算過高，將增加供電設(shè)備的容量，使工廠電網(wǎng)復(fù)雜，浪費有色金屬，增加初投資和運行管理工作量。特別是由于工廠企業(yè)是國家電力的主要用戶，以不合理的工廠電力需要量作為基礎(chǔ)的國家電力系統(tǒng)的建設(shè)，將給整個國民經(jīng)濟建設(shè)帶來很大的危害。但是如果估算過低，又會使工廠投入生產(chǎn)后，供電系統(tǒng)的線路及電器設(shè)備由于承擔(dān)不了實際負荷電流而過熱，加速其絕緣老化的速度，降低使用壽命，增大電能損耗，影響供電系統(tǒng)的正?？煽窟\行。因此，我們在設(shè)計時必須認(rèn)真確定。負荷計算的方法常用負荷計算的方法：(1)需要系數(shù)法(2)二項式系數(shù)法(3)形狀系數(shù)法。在此次選擇的設(shè)計中，設(shè)備臺數(shù)較多，各臺設(shè)備容量相差不太懸殊，所以考慮采用需要系數(shù)法。需要系數(shù)法的主要步驟：(1)將用電設(shè)備分組，求出各組用電設(shè)備的總額定容量。(2)查出各組用電設(shè)備相應(yīng)需要系數(shù)及對應(yīng)的功率因數(shù)。(3)用需要系數(shù)法求車間或全廠的計算負荷時，需要在各級配電點乘以同期系數(shù)K。需要系數(shù)法的計算過程：先從用電端起逐級往電源方向計算，即：首先按需要系數(shù)法求得各車間低壓側(cè)有功及無功計算負荷，加上本車間變電所的變壓器有功及無功功率損耗，即得車間變電所高壓側(cè)計算負荷；其次是將全廠各車間高壓則負荷相加同時加上廠區(qū)配電線路的功率損耗，再乘以同時系數(shù)。便得出工廠總降壓變電所低壓側(cè)計算負荷；然后再考慮無功功率的影響和總降壓變電所主變壓器的功率損耗，其總和就是全廠計算負荷。需要系數(shù)法的計算公式表21計算公式計算負荷計算公式適用條件有功（K w）已知三相用電設(shè)備組或用電單位（工廠、車間）的設(shè)備容量及功率因數(shù)，求其計算負荷。無功（Kvar）tanφ視在（KVA）φ電流（A）計算負荷計算公式適用條件有功（K w）`已求出各設(shè)備組或各單位的有功和無功計算負荷后，求總的計算負荷。無功（Kvar）視在（KVA）電流（A）—設(shè)備組或單位的設(shè)備容量，不記備用設(shè)備容量?！O(shè)備額定電壓?！枰禂?shù)—有功和無功符荷同時系數(shù)?！O(shè)備組的有功和無功計算負荷。（1）對反復(fù)短時工作制設(shè)備，其容量必須按規(guī)定的負荷持續(xù)率進行換算（2）用電設(shè)備組、車間和工廠的需要系數(shù)參見有關(guān)表格。（3）由設(shè)備組計算車間配電干線時，可?。篕=—,K=—。 全廠各車間電氣設(shè)備及車間變電所負荷計算表表22負荷計算表序號用電或車間單位名稱(千瓦)設(shè)備容量KXCOSΦTgΦ計算負荷備注K∑Pjs(千瓦) Qs(千乏)Sjs(千伏安)表23變電所車間1制條車間340272204340 2紡紗車間340272204340 3軟水站 4鍛工車間 5機修車間 6托兒所幼兒園 7倉 庫 8小 計1035 表24變電所設(shè)備1織造車間525420315525 2染整車間490392294490 3浴 室理發(fā)室1 4食 堂 5獨身宿舍2011616 6小 計 表25變電所1鍋爐房1512水泵房11