【正文】 河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文） 目錄某通用機器廠供配電系統設計畢業(yè)論文目錄摘要 IAbstract II目錄 III1 緒論 12 電力負荷及其計算 2 負荷分級及供電電源措施 2 工廠電力負荷的分級 2 各級負荷的供電措施 2 3 3 3 4 6 6 9 9 10 113 變壓器的選擇及其電氣主接線 13 13 13 13 14 15 15 15 16 214 短路電流的計算 2后果及其形式 22 22 22 23 23 23 23 25第5章 金工車間的配電 28 28 29第6章 設備選擇與校驗 33 33 33 38 40 40 41 43 45第7章 繼電保護與防雷接地 46 46 46 46 47總結 49參考文獻 50致謝 51附錄A河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文） 緒論1 緒論電能是現代工業(yè)生產的主要能源和動力。電能既易于由其他形式的能量轉換而來，又易于轉換為其他形式的能量以供應用。電能的輸送和分配既簡單經濟，又便于控制、調節(jié)和測量，有利于實現生產自動化。因此，電能在現代工業(yè)生產及整個國民經濟生活中應用極為廣泛。一般中小型工廠的電壓進線電壓為610kV。電能先經高壓配電所集中，在由高壓配電線路將電能分送到各車間變電所，或者高壓配電線路供給給高壓用電設備。車間變電所內裝設有電力變壓器，將610kV的高壓降為一般低壓用電設備所需的電壓（220/380V），然后由低壓配電線路將電能分送給各用電設備。對于大型工廠及其某些電源進線電壓為35 kV及以上的中型工廠，一般經過兩次降壓，也就是電源進廠后，先經總降壓變電所，有大容量的電力變壓器將35kV及以上的電源電壓降為610kV的配電電壓，再通過高壓配電線路或高壓配電所將電能送到各個車間變電所，最后經變壓器降為一般低壓用電設備所需的電壓。有的35kV進線的工廠，只經一次降壓，及35kV線路直接引入靠近負荷中心的車間變電所，經車間變電所的配電變壓器直接降為低壓用電設備所需電壓。這種配電方式稱為高壓深入負荷中心的直配方式。這樣可以省去一級中間變壓，從而簡化了供電系統，節(jié)約有色金屬，降低電能損耗和電壓損耗，提高供電質量。然而這要根據廠區(qū)環(huán)境條件是否滿足35kV架空線路深入負荷中心的“安全走廊”要求而定，否則不宜采用，以確保供電安全。對于總供電容量不超過1000kV的小型工廠，通常只設一個降壓變電所，將610kV電壓降為低壓用電設備所需的電壓（220/380V）。如果工廠所需容量不大于160kVA時，一般采用低壓電源進線，工廠只需設一個低壓配電間。本廠屬于中小型工廠，采用10kV供電電源，在金工車間東側1020m處有一座10kV配電室，先用1km的架空線路，后改為電纜線路至本廠變電所，將610kV的高壓降為一般低壓用電設備所需的電壓（220/380V），然后由低壓配電線路將電能分送給各用電設備。河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文） 電力負荷及其計算2 電力負荷及其計算 負荷分級及供電電源措施 工廠電力負荷的分級工廠的電力負荷，按GB 500521995《供配電系統設計規(guī)范》規(guī)定，根據對供電可靠性及中斷供電在政治、經濟上造成的損失或影響的程度進行分級，負荷可以分為一級負荷、二級負荷、三級負荷。① 一級負荷 符合下列條件之一的，為一級負荷 1）中斷供電，將造成人身傷亡的負荷； 2）中斷供電，將在政治、經濟上造成重大損失的負荷； 3）中斷供電，將影響有重大政治、經濟意義的用電單位的正常工作的負荷。在一級負荷中，當中斷將發(fā)生中毒、爆炸和火災等情況的負荷，以及特別重要場所不允許中斷的負荷，應視為特別重要的負荷。② 二級負荷 符合下列條件之一的，為二級負荷 1）中斷供電，將在政治上、經濟上造成較大損失的負荷； 2）中斷供電，將影響重要用電單位的正常工作的負荷。③ 三級負荷 不屬于一、二級負荷者為三級負荷。 各級負荷的供電措施① 一級負荷的供電措施 一 級負荷應有兩個獨立電源供電，當一個電源發(fā)生故障時，另一個電源應不至于同時受到損壞，以維持供電；而且當一個電源中斷供電時，另一個電源應能承擔本用戶的全部一級負荷設備的供電。一級負荷用戶的變配電室內的高低壓配電系統，應采用單母線分段的主結線形式，分列運行并互為備用。一級負荷設備應采用雙電源供電，并在最末一級配電盤（箱）處設置自動切換裝置。一級負荷中特別重要的負荷，除上述兩個電源外，還必須增設應急電源。② 二級負荷的供電措施 二級負荷應有兩個電源供電，即應有兩回路供電。當發(fā)生電力變壓器故障或線路常見故障時不至于中斷供電（或中斷后能立即回復）。③ 三級負荷的供電措施 三級負荷對供電無特殊要求，可采用單回路市電供電。但應使配電系統簡潔可靠，盡量減少配電級數，低壓配電級數一般不超過四級，并且應在技術經濟合理的情況下，盡量減少電壓偏差和電壓波動。計算負荷是一個假想的持續(xù)負荷，其熱效應與同時間內實際變動負荷所產生的熱效應相等。在供配電系統中，以30min的最大計算負荷作為選擇電氣設備的依據，并認為只要電氣設備能承受該負荷的長期作用，即可在正常情況下長期運行。一般將這個最大計算負荷簡稱計算負荷Pc。負荷計算的目的是：① 計算變配電所內變壓器的負荷電流及視在功率，作為選擇變壓器容量的依據。② 計算流過各主要電氣設備(斷路器、隔離開關、母線、熔斷器等)的負荷電流，作為選擇這些設備的依據。③ 計算流過各條線路(電源進線、高低壓配電線路等)的負荷電流，作為選擇這些線路電纜或導線截面的依據。④ 計算尖峰負荷，用于保護電器的整定計算和校驗電動機的啟動條件。⑤ 為電氣設計提供技術依據。計算負荷是工程設計中按照發(fā)熱條件選擇導線和電氣設備的依據。計算負荷是確定供電系統、選擇變壓器容量、電氣設備、導線截面和儀表量程的依據，也是整定繼電保護的重要依據。計算負荷確定的是否正確，直接影響到電器和導線的選擇是否經濟合理。正確進行負荷計算是供電設計的前提，也是實現供電系統安全、經濟運行的必要手段。如果計算負荷確定的過大，將使電器和導線電纜選得過大，造成投資和有色金屬的浪費，而變壓器負荷率較低運行時，也將造成長期低效率運行。如果計算負荷確定的過小，又將使電器和導線處于過負荷運行，增加電能損耗，產生過熱，導致絕緣過早老化甚至產生火災，造成更大的經濟損失。因此，正確確定計算負荷具有很大的意義。在已知用電設備的情況下，負荷計算有需要系數法、二項式法和利用系數法；在未知用電設備的情況下，負荷計算有負荷密度法、單位指標法和住宅用電量指標法。① 需要系數法用設備功率乘以需要系數，直接求出計算負荷。這種方法比較簡便，應用廣泛，尤其適用于配變電所的負荷計算。② 利用系數法采用利用系數求出最大負荷班的平均負荷，再考慮設備臺屬和功率差異的影響，乘以與有效臺數有關的最大系數的計算負荷。這種方法的理論根據是概率論和數理統計，因而計算結果比較接近實際，但因利用系數的實測與統計較困難，在電氣設計中一般不用。③ 二項式法在設備組容量之和的基礎上，考慮若干容量最大設備的影響，采用經驗系數進行加權求和法計算負荷。④ 負荷密度法當已知某建筑面積負荷密度ρ時，某建筑的平均負荷可按下式計算 Pav =ρA（kW）式中:ρ——負荷密度（kW/m2） A——某建筑面積（m2）在建筑方案設計階段，可采用建筑面積負荷密度法進行負荷估算。在建筑施工階段設計時，可采用需要系數法進行復核。① 基本公式需要系數法確定用電設備組的有功計算負荷的基本公式為： 式（）無功計算負荷為： 式（）視在計算負荷為： 式（）計算電流為： 式（）–需要系數有功計算負荷，單位為kW無功計算負荷，單位為kvar視在計算負荷，單位為kVA用電設備組的平均功率因數用電設備組平均功率因數的正切值② 多組用電設備計算負荷的確定在確定擁有多組用電設備的干線上或車間變電所低壓母線上的計算負荷時，應考慮各組用電設備的最大負荷不同時出現的因素。因此在確定多組用電設備的計算負荷時，應結合具體情況對其用功負荷和無功負荷分別計入一個同時系數和。對車間干線，取對低壓母線，分兩種情況：1）由用電設備組計算負荷直接相加來計算時，取2）由車間干線計算負荷直接相加來計算時，取總的有功計算負荷為： 式（）總的無功計算負荷為： 式（）以上兩式中的和分別為各組設備的有功和無功計算負荷之和?？偟囊曉谟嬎阖摵蔀椋? 式（）總的計算電流為： 式（）由于各組設備的功率因數不一定相同，因此總的視在計算負荷和計算電流一般不能用各組的視在計算負荷或計算電流之和來計算。 二項式法的基本公式是 式（）式中，表示用電設備組的平均功率，其中是用電設備組的總容量，其計算方法如前需要系數法所述；表示用電設備組中x臺容量最大的設備投入運行時增加的附加負荷，其中是x臺最大容量的設備總容量。由于二項式法不僅考慮了用電設備組最大負荷時的平均負荷，而且考慮了少數容量最大設備投入運行時對總計算負荷的額外影響，所以二項式法比較適合確定設備臺數較少而容量差別較大的低壓干線和分支線的計算負荷?；A資料：① 工廠各車間負荷情況， 各車間負荷表車間/kW/kvar最大電動機/kW冷作10011030裝配809022倉庫2020戶外照明2015 金工車間負荷表序號設備名稱設備容量/kW臺數/臺1~3 13~16 23~2536 32~34車床7+144銑床10+15 21 35搖臂鉆+++36 7 41 42銑床7+48 9銑床7+210砂輪機111 12砂輪機1217 18磨床7++219磨床10++120 38磨床10++222 37車床10+226 27磨床14+1++228 29立床55+7+1137+130車床20+0..15131搖臂鉆10+139 40龍門刨75++++1+1+243 44 45銑床7+346鏜床+147銑床7+148橋式起重機（=25%）11+5+5+149 50橋式起重機（=25%）16+5+5+2全廠照明密度為：12W/② 根據基礎資料提供的各廠房電力負荷清單，全廠都是三級負荷。按需要系數法分別計算出各個廠房及全廠的計算負荷。1）金工車間負荷計算： 對于大批生產的金屬冷加工機床電動機，其需要系數：，有功計算負荷：無功計算負荷：；對于鍋爐房和機加、機修、裝配等類車間的吊車，其需要系數: ，有功計算負荷：無功計算負荷：C金工車間照明： 車間面積： 設備容量： 對于生產廠房及辦公室、閱覽室、實驗室照明，其需要系數： ，有功計算負荷： 無功計算負荷： 2）全廠總負荷取有功同時系數，無功同時系數有功計算負荷： 無功計算負荷： 視在計算負荷： 功率因數：③ 按逐級法計算法確定工廠的計算負荷工廠的計算負荷，應該是高壓母線上所以高壓配電線路計算負荷之和，在乘以一個同事系數。高壓配電線路的計算負荷，應該是該線路所供車間變電所低壓側的計算負荷加上變壓器的功率損耗和高壓配電線路的功率損耗，如此逐級計算即可求得供電系統所有元件的計算負荷。但對一般工廠供電系統來說，由于高低壓配電線路一般不長，其損耗較小，因此在確定計算負荷時往往不記線路損耗。在符合計算中，新型低損耗電力變壓器的功率損耗可按下列簡化公式計算：有功損耗： 無功損耗： ——為變壓器二次側的視在計算負荷機器廠變壓器高壓側的有功計算負荷：機器廠變壓器高壓側的無功計算負荷： 機器廠變壓器高壓側的視在計算負荷： 功率因數： 工業(yè)與民用用電設備中，有大量設備的工作需要通過向系統吸收感性的無功功率來建立交變的磁場，這使系統輸送的電能容量中無功功率的成分增加，在系統變配電設備及輸送線路規(guī)格一定的情況下，直接影響到有功功率的輸送。電網中的電力負荷如電動機、變壓器等，大部分屬于感性負荷，在運行過程中需向這些設備提供相應的無功功率。在電網中安裝并聯電容器等無功補償設備以后，可以提供感性負載所消耗的無功功率，減少了電網電源向感性負荷提供、由線路輸送的無功功率，由于減少了無功功率在電網中的流動，因此可以降低線路和變壓器因輸送無功功率造成的電能損耗，這就是無功補償。① 功率因數低對供配電系統的影響功率因數低是無功功率大的表現