【正文】 紡織廠10kv供配電設(shè)計(jì)摘 要 隨著工廠自動(dòng)化程度的提高，合理的工廠供電系統(tǒng)變得越來越重要，不僅可以保證工廠的正常生產(chǎn)，還能大大的節(jié)約電能降低產(chǎn)品的成本，提高生產(chǎn)效率。 本設(shè)計(jì)為紡織廠供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，主要包括電力負(fù)荷計(jì)算、變電站主接線的設(shè)計(jì)、電源進(jìn)線及工廠高壓配電線路的設(shè)計(jì)、短路計(jì)算、高低壓電氣設(shè)備選擇以及變電站繼電保護(hù)規(guī)劃設(shè)計(jì)和防雷與接地。 同時(shí)在設(shè)計(jì)中采用并聯(lián)電容器的方法來補(bǔ)償無功功率，以減少供電系統(tǒng)的電能損耗和電壓損失，同時(shí)提高了供電電壓的質(zhì)量。從而使整個(gè)供電系統(tǒng)更具有其可靠性和靈活性。關(guān)鍵詞：電源進(jìn)線 短路計(jì)算 電氣設(shè)備選擇 繼電保護(hù) 10kV Power Distribution Design of Textile FactoryABSTRACT With the development of factory automation，power supply system bees more and more important. It not only can guarantee normal production of the factory ,but also reduce the cost of the products, save the electrical energy and increase productivity. The paper is about the design of the supply and distribution system of a textile factory .It mainly includes the load calculation, the design of substation bus, the design of the inlet line and the high voltage distribution line, short circuit calculation, high and low voltage electrical equipment selection, the layout of the relay protection and the design of the lightningprotection and grounding.At the same time the design uses shunt capacitor to pensation reactive power to decrease energy losses and voltage losses in the power supply can also improve the quality of the power supply voltage. So the whole design of the power supply system bees more reliability and flexibility.KEY WORDS: power system，short circuit calculation，electrical equipment，relay protection目　錄前　言 1第1章 負(fù)荷計(jì)算 3 電力負(fù)荷計(jì)算的內(nèi)容 3 電力負(fù)荷的表達(dá)式 3 年最大負(fù)荷 3 平均消耗的功率 3 負(fù)荷系數(shù) 4 單個(gè)三相用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷 4 多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的確定 5 負(fù)荷計(jì)算 6 變電所變壓器的選擇 12第2章 無功補(bǔ)償 14 14 14 14 15第3章 變電站主接線的設(shè)計(jì) 17 主接線的基本要求 17 主接線的選擇 17 單母線接線方式 17 單母線分段 18第4章 電源進(jìn)線及工廠高壓配電線路的設(shè)計(jì) 19 變電所進(jìn)出線及與鄰近單位聯(lián)絡(luò)線的選擇 19 10kV高壓進(jìn)線的選擇校驗(yàn) 19 由高壓配電室至主變的一段引入電纜的選擇校驗(yàn) 19 作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線的選擇校驗(yàn) 20 21第5章 短路計(jì)算 22 短路電流計(jì)算的目的 22 短路電流計(jì)算的方法 22 短路計(jì)算 23 計(jì)算短路電路中各元件的電抗標(biāo)幺值 23 K1點(diǎn)短路計(jì)算 24 K2點(diǎn)短路計(jì)算 24 K3點(diǎn)短路計(jì)算 25 K4點(diǎn)短路計(jì)算 25 K5點(diǎn)短路計(jì)算 26 K6點(diǎn)短路計(jì)算 26第6章 高低壓電氣設(shè)備選擇 28 一次設(shè)備選擇與校驗(yàn)的條件和項(xiàng)目 28 按正常工作條件選擇 28 短路條件校驗(yàn) 28 隔離開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)和斷路器的短路穩(wěn)定度校驗(yàn) 28 電流互感器的短路穩(wěn)定度校驗(yàn) 30 熔斷器和熔體的選擇校驗(yàn) 31 高壓互感器的選擇與校驗(yàn) 32 33 車間變電所 33 車間變電所 33 車間變電所 34 車間變電所 34 車間變電所 34第7章 防雷與接地設(shè)計(jì) 36 變電所的防雷保護(hù) 36 直擊雷防護(hù) 36 雷電侵入波的防護(hù) 36 變電所公共接地裝置的設(shè)計(jì) 36 接地電阻的要求 37 接地裝置的設(shè)計(jì) 37結(jié)　論 38謝 辭 39參考文獻(xiàn) 40附　錄 41附 錄 1電氣總接線圖 41附 錄 2紡織廠原始資料 42外文資料翻譯 43前　言本設(shè)計(jì)為電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的畢業(yè)設(shè)計(jì)，以供電技術(shù)為主線，綜合考查學(xué)生對本專業(yè)各科知識(shí)的掌握程度，培養(yǎng)對本專業(yè)各科知識(shí)進(jìn)行綜合運(yùn)用的能力，同時(shí)也檢驗(yàn)了本專業(yè)學(xué)習(xí)四年以來的成果。1. 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。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(shè)備構(gòu)成了一個(gè)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(fù)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(jì)，便于調(diào)節(jié)、控制和測量等特點(diǎn)，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(jìn)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(shè)計(jì)符合工廠具體負(fù)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(shí)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(jì)建設(shè)也有很大的促進(jìn)作用。為了使工廠供電工作能夠切實(shí)為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)，要求做到以下幾點(diǎn)：（1） 安全 在電能的供應(yīng)、分配和使用過程中，不應(yīng)發(fā)生人身事故和設(shè)備事故。（2） 可靠 不同級(jí)別的負(fù)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(yīng)負(fù)荷的要求。（3） 優(yōu)質(zhì) 供電系統(tǒng)提供的電能應(yīng)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(jì) 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(yùn)行費(fèi)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。2. 工廠供電設(shè)計(jì)的一般原則工廠供電設(shè)計(jì)必須以設(shè)計(jì)任務(wù)書為依據(jù)，以國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的方針、政策、技術(shù)規(guī)定、標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)繩，結(jié)合工程的實(shí)際情況進(jìn)行。按照國家標(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》、GV5005495《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；必須遵守國家有關(guān)規(guī)定及標(biāo)準(zhǔn)，執(zhí)行國家有關(guān)方針和政策，包括 節(jié)約能源，節(jié)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，綜合考慮，確定合理的設(shè)計(jì)方案。3. 設(shè)計(jì)的內(nèi)容及步驟工廠供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是根據(jù)電力用戶所處地理環(huán)境、生產(chǎn)工藝對負(fù)荷的要求、各個(gè)車間的負(fù)荷數(shù)量和性質(zhì)、負(fù)荷布局以及地區(qū)供電條件進(jìn)行的。要求設(shè)計(jì)成果能應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)際，能夠讓該供電系統(tǒng)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)的分配電能，滿足工業(yè)生產(chǎn)的需要。設(shè)計(jì)的具體步驟如下： （1）按照廠區(qū)用電設(shè)備的資料和其他具體情況，計(jì)算負(fù)荷。（2）根據(jù)負(fù)荷等級(jí)和計(jì)算負(fù)荷，選定供電電源、電壓等級(jí)和供電方式。（3）根據(jù)環(huán)境和計(jì)算負(fù)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(jì)的主接線，選擇合理的戶外高壓配電方案。（5）用標(biāo)幺值進(jìn)行短路電流的計(jì)算。（6）根據(jù)短路電流的計(jì)算結(jié)果，按照正常工作條件、短路時(shí)的工作條件、電氣設(shè)備自身特點(diǎn)進(jìn)行電氣設(shè)備的選擇和校驗(yàn)，用主接線圖表達(dá)設(shè)計(jì)成果。（7）主變壓器和饋線電路保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)及整定，包括保護(hù)方式的確認(rèn)、保護(hù)值的整定、保護(hù)裝置的選擇以及靈敏度校驗(yàn)。 （8）變電所的防雷和接地設(shè)計(jì)，總降的電照設(shè)計(jì)。（9）需要核算建設(shè)所需器材與總投資。 第1章 負(fù)荷計(jì)算 電力負(fù)荷計(jì)算的內(nèi)容 計(jì)算負(fù)荷又稱需要負(fù)荷或最大負(fù)荷。計(jì)算負(fù)荷是一個(gè)假想的持續(xù)性的負(fù)荷其熱效應(yīng)與同一時(shí)間內(nèi)實(shí)際變動(dòng)負(fù)荷所產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)相等。在配電設(shè)計(jì)中，通常采用30分鐘的最大平均負(fù)荷作為按發(fā)熱條件選擇電器或?qū)w的依據(jù)。 平均負(fù)荷為一段時(shí)間內(nèi)用電設(shè)備所消耗的電能與該段時(shí)間之比。常選用最大負(fù)荷班（即有代表性的一晝夜內(nèi)電能消耗量最多的一個(gè)班）的平均負(fù)荷，有時(shí)也計(jì)算年平均負(fù)荷。平均負(fù)荷用來計(jì)算最大負(fù)荷和電能消耗量。 電力負(fù)荷的表達(dá)式 電力負(fù)荷根據(jù)其對供電可靠性的要求及中斷供電在政治、經(jīng)濟(jì)上所造成損失或影響的程度，可分為三級(jí)：一級(jí)負(fù)荷、二級(jí)負(fù)荷、三級(jí)負(fù)荷。 年最大負(fù)荷就是全年中負(fù)荷最大的工作班內(nèi)消耗電能最多的半小時(shí)平均負(fù)荷。年最大負(fù)荷利用小時(shí)，是假設(shè)電力負(fù)荷按年最大符合持續(xù)運(yùn)行時(shí)，在次時(shí)間內(nèi)電力負(fù)荷所好用的電能恰與電力負(fù)荷全年實(shí)際所耗用的電能相等。按下式計(jì)算：＝ （h）（h） (11)其中—為全年消耗的電量（） —有功電量 —無功電量 平均消耗的功率就是電力負(fù)荷在一定時(shí)間t內(nèi)平均消耗的功率，即：＝ （kW） (12) 年平均負(fù)荷，就是電力負(fù)荷全年平均耗用的功率，t取8760（h），即： ＝ (13) 負(fù)荷系數(shù)最大工作班內(nèi)，平均負(fù)荷與最大負(fù)荷之比，稱為負(fù)荷系數(shù)。用、分別表示有功、無功負(fù)荷系數(shù)，其關(guān)系式為： (14) 單個(gè)三相用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷需要系數(shù)法確定三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷：在供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行中，常使用需要系數(shù)，其定義為： (15)式中 —用電設(shè)備組負(fù)荷曲線上最大的有功負(fù)荷（）； —用電設(shè)備組設(shè)備容量（）；其物理意義為： （16) —同期系數(shù)。—負(fù)荷系數(shù)?！€路供電率。 —用電設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行功率時(shí)的效率。＜1。用電設(shè)備組有功計(jì)算負(fù)荷：＝ () (17)用電設(shè)備的無功計(jì)算負(fù)荷：＝（kvar） (18)用電設(shè)備組的視在計(jì)算負(fù)荷為：＝=（kVA） (19)用電設(shè)備組的計(jì)算電流為：＝（A） (110)按二項(xiàng)式發(fā)確定三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷.同一工作制單組用電設(shè)備有功計(jì)算負(fù)荷為 無功計(jì)算負(fù)荷為 ＝（kvar） 式中 b、c—為二項(xiàng)式系數(shù)，對于不同類型的設(shè)備取值不同。 多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的確定確定擁有多組設(shè)備的干線上或車間變電所低壓母線上的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)考慮各組用電設(shè)備的最大負(fù)荷不同時(shí)出現(xiàn)的因數(shù)。因此在確定多組用電設(shè)備時(shí)，應(yīng)結(jié)合具體情況對其有功負(fù)荷和無功負(fù)荷分別記入一個(gè)同期系數(shù)和。對車間干線?。? ＝～＝～ 對低壓母線，分兩種情況由用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷直接相加來計(jì)算時(shí)，?。海健健? 由車間干線計(jì)算負(fù)荷直接相加來計(jì)算時(shí)，?。海健健? 需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷總的有功計(jì)算負(fù)荷為 (111)總的無功計(jì)算負(fù)荷為 (112)則視在計(jì)算負(fù)荷為 (kVA) (113)總的計(jì)算電流為 (114)工廠的計(jì)算負(fù)荷，應(yīng)該是在高壓母線上所有高壓配電線路計(jì)算負(fù)荷之和，在乘以一個(gè)同時(shí)系數(shù)。高壓配電線路的計(jì)算負(fù)荷，應(yīng)該是該線路所供車間變電所低壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷，加上變壓器的功率損耗，……如此逐級(jí)計(jì)算即可求得供電系統(tǒng)所有元件的計(jì)算負(fù)荷。但對一般工廠供電系統(tǒng)來說，由于高低壓配電線路一般不很長，其損耗較小，因此在確定其計(jì)算負(fù)荷時(shí)往往不計(jì)線路損耗。在負(fù)荷計(jì)算中，電力變壓器的功率損耗可按下列簡化公式近似計(jì)算：有功損耗： 無功損耗： 負(fù)荷計(jì)算本設(shè)計(jì)是為某紡織廠設(shè)計(jì)一座高壓配電所，該紡織廠主要生產(chǎn)化纖產(chǎn)品，大部分車間為三班制，少數(shù)車間為兩班或一班制。該廠有二級(jí)負(fù)荷這三級(jí)負(fù)荷。二級(jí)負(fù)荷也屬于重要負(fù)荷，供電變壓器可由一臺(tái)或者兩