【正文】 摘 要電能是工業(yè)生產(chǎn)的主要動力能源，工廠供配電設計的任務是從電力系統(tǒng)取得電源，經(jīng)過合理的傳輸、變換，分配到工廠車間中每一個用電設備上。因而工廠供配電的設計對于一個企業(yè)來說是相當重要的，是企業(yè)生產(chǎn)出高品質(zhì)產(chǎn)品的硬件保證。在本設計中，依據(jù)給定的設計范圍和基礎資料，對塑料制品廠全廠總配電所進行了初步的電氣設計。通過負荷計算、無功補償、電氣主接線選擇、短路電流計算、電氣設備選擇、繼電保護及防雷裝置設計等一系列具體工作，按照課題的具體要求，使設計方案能夠符合國家標準的有關(guān)規(guī)定，體現(xiàn)了安全、可靠、靈活、經(jīng)濟的原則。為塑料制品廠供電的可靠性、安全生產(chǎn)和經(jīng)濟運行提供了強有力的保證。并根據(jù)設計要求，繪制了總配電所電氣主接線單線圖、主變壓器保護原理接線圖和總配電所平面布置簡圖等有關(guān)設計圖紙。關(guān)鍵詞總配電所 主接線 變壓器 短路電流 繼電保護 III目錄第一章 緒論 1 1 設計原則 2 本廠的基本概況及設計要求 2 生產(chǎn)任務及車間組成 2 負荷性質(zhì)及負荷情況 3 供用電協(xié)議 3 本廠自然條件 4第二章 負荷計算及無功補償 5 供電系統(tǒng)設計原則 5 供電電壓的選擇 5 負荷計算 6 負荷計算的定義及計算方法 6 負荷計算結(jié)果 7 功率補償 9 意義 9 電容補償 9 補償裝置選擇 10第三章 總配電所設計 11 11 所址選擇的一般原則 11 總體布置要求 12 配電所平面布置圖 13 主接線方案 14 電氣主接線的設計原則及基本要求 14 電氣主接線的設計 14 短路電流計算 16 產(chǎn)生短路電流的原因及危害 16 短路電流計算的目的及計算方法 17 短路電流計算 17 主要電氣設備選擇 20 選擇條件 20 電氣設備選擇校驗 23 24 概述 24 10kv架空線的選擇 25 備用電源電纜進線的選擇 25 10kV母線的選擇 26 配電所出線的選擇 27 主要設備繼電裝置的整定及保護 28 概述 28 繼電保護裝置的接線方式 28 29 電流速斷保護 30 配電所回路方案選擇與繼電保護的整定 32 32 概述 32 防雷措施 34 35第四章 車間變電所設計 37 車間負荷計算及無功補償 37 車間負荷計算 37 車間無功補償 38 車間變壓器的選擇 39 變電所變壓器臺數(shù)的選擇 39 變電所主變壓器容量的選擇 39 主變壓器相數(shù)選擇 40 主變壓器型號的選擇 40 短路電流計算及一次設備的選擇 41 短路電流計算 41 一次設備的選擇 42 43 車間變電所的類型 43 車間變電所所址的選擇 44 車間變電所的繼保裝置的整定 44 主變壓器的繼電保護裝置及低壓側(cè)的保護裝置 44 防雷和接地 46第五章 設計圖紙 45第六章 結(jié)論 49致謝 50參考文獻 51英文摘要 52附錄 53 53 譯文 59第一章 緒論眾所周知，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用；電能的輸送和分配既簡單經(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。 在塑料制品廠里，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小。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，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，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： ⑴安全 在電能的供應、分配和使用中，不應發(fā)生人身事故和設備事故。 ⑵可靠 應滿足電能用戶對供電可靠性的要求。 ⑶優(yōu)質(zhì) 應滿足電能用戶對電壓和頻率等質(zhì)量的要求 ⑷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，適應發(fā)展。 設計原則按照國家標準GB5005295《供配電系統(tǒng)設計規(guī)范》、GB 5005992《35～110kV變電所設計規(guī)范》、GB5005394 《10kv及以下設計規(guī)范》、GB5005495 《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：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。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(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。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(guān)系，做到遠近結(jié)合，適當考慮擴建的可能性。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，合理確定設計方案。工廠供電設計是整個工廠設計中的重要組成部分。工廠供電設計的質(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計的有關(guān)知識，以便適應設計工作的需要。 本廠的基本概況及設計要求 生產(chǎn)任務及車間組成年產(chǎn)量為萬噸聚乙烯及烴塑料制品。產(chǎn)品品種有薄膜、單絲、管材和注射等制品。其原料源于某石油化纖總廠。本廠設有薄膜、單絲、管材、注射等四個車間，設備選型全部采用我國最新定型設備，此外還有輔助車間及其它設施。（1）薄膜車間（2）原料庫（3）成品庫（4）包裝材料庫（5）單絲車間（6）注塑車間（7）管材車間（8）備料復制車間（9）鍛工車間（10）倉庫（11）機修模具車間（12）鍋爐房（13）水泵房（14）油泵房（15）辦公樓等。 負荷性質(zhì)及負荷情況，部分車間為單班或兩班制，全年最大負荷利用時數(shù)為5000小時，屬于三級負荷。 全廠包涵5個車間變電所，每個車間包涵其獨立的用電設備，全廠總的有功功率為，全廠總的無功功率為，全廠總的視在功率為。 供用電協(xié)議本廠與電業(yè)部門所簽定的供用電協(xié)議主要內(nèi)容如下：，該所在廠南側(cè)1公里。：電業(yè)部門變電所10千伏母線，為無限大電源系統(tǒng)，其短路容量為200兆伏安。供電系統(tǒng)如圖11所示 圖11 供電系統(tǒng)圖 本廠自然條件①最熱月平均最高溫度為35176。c。②～1米深處一年中最熱月平均溫度為20176。c。③年雷暴日為30天。④。⑤主導風向夏季為南風。根據(jù)勘測部門對本廠工程地質(zhì)提出的資料，本廠地質(zhì)構(gòu)造為：①地表面比較平坦，土壤主要成分為積土及砂質(zhì)粘土，～7米不等。②。③地耐壓力為20噸/平方米。 第二章 負荷計算及無功補償 供電系統(tǒng)設計原則由于本廠屬于三級負荷，根據(jù)《供配電系統(tǒng)設計規(guī)范》：三級負荷為不重要的一般電力負荷，因此它對供電電源無特殊要求，為了提高供電可靠性，可適當配備備用電源。 供電電壓的選擇 工廠供電電壓的選擇，主要取決于當?shù)仉娋W(wǎng)的供電電壓等級，同時也要考慮工廠用電設備的電壓、容量和供電距離等因素。由于在同一輸送功率和輸送距離條件下，供電電壓越高，則線路電流越小，從而使線路導線或電纜截面越小，可減少線路的初投資和有色金屬消耗量。表21 各級線路合理的輸送功率和輸送距離線路電壓/KV線路結(jié)構(gòu)輸送功率/KW輸送距離/km6610103566110220架空線電纜線架空線電纜線架空線電纜線架空線架空線架空線架空線≤100≤175≤1000≤3000≤2000≤50002000～100003500～3000010000～50000100000～500000≤≤≤10≤86～20≤1020～5030～10050～150100～300 對于本廠的實際情況，根據(jù)其供電協(xié)議，由于6KV用電設備不多，通過經(jīng)濟及技術(shù)比較選擇10KV作為本廠高壓配電電壓，而少數(shù)6KV用電設備則通過專用的10/。 負荷計算 負荷計算的定義及計算方法（1） 計算負荷又稱需要負荷或最大負荷。計算負荷是一個假想的持續(xù)性的負荷，其熱效應與同一時間內(nèi)實際變動負荷所產(chǎn)生的最大熱效應相等。在配電設計中，通常采用30分鐘的最大平均負荷作為按發(fā)熱條件選擇電器或?qū)w的依據(jù)。（2） 尖峰電流指單臺或多臺用電設備持續(xù)1秒左右的最大負荷電流。一般取啟動電流上半周期分量作為計算電壓損失、電壓波動和電壓下降以及選擇電器和保護元件等的依據(jù)。在校驗瞬動元件時，還應考慮啟動電流的非周期分量。（3） 平均負荷為一段時間內(nèi)用電設備所消耗的電能與該段時間之比。常選用最大負荷班（即有代表性的一晝夜內(nèi)電能消耗量最多的一個班）的平均負荷，有時也計算年平均負荷。平均負荷用來計算最大負荷和電能消耗量。負荷計算的方法有需要系數(shù)法、利用系數(shù)法及二項式等幾種。本設計將采用需要系數(shù)法予以確定。計算公式有：有功功率： 無功功率：視在功率：計算電流：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(xiàn)的因素。因此在確定多組用電設備的計算負荷時，應結(jié)合具體情況對其有功負荷和無功負荷分別計入一個同時系數(shù)（又稱參差系數(shù)或綜合系數(shù)）KΣP和KΣq?？偟挠嬎阖摵晒饺缦拢嚎偟挠泄τ嬎阖摵蔀椋? 總的無功計算負荷為：總的視在計算負荷為：S30＝ 負荷計算結(jié)果由表22所示數(shù)據(jù)可計算出全廠總負荷（參差系數(shù)取=,＝）。全廠總的有功計算負荷 ＝2610kw＝2349kw全廠總的無功計算負荷＝＝ kvar全廠總的視在計算負荷S30＝ = KVA＝ KVA表22 全廠各車間電器設備及車間變電所負荷計算表序號車間或用電設備組名稱設備容量（KW）需要系數(shù)Kx功率因數(shù)CosΦ功率因數(shù)角正切tgΦ計算負荷有 功P30(千瓦)無功Q30(千乏)視 在S30(千伏安)各車間380伏負荷(1)No1變電所1薄膜車間14008402原料庫300．2513153生活間10108084成品庫（一）2513155成品庫（二）246包裝材料庫206127小計15091166(2)No2變電所1單絲車間13858312水泵房及其附屬設備20133小計14058441090(3)No3變電所1注塑車間1892管材車間8803083小計1069(4) No4變電所1備料復制車間1382生活間10108083浴室31004鍛工車間3095原料、生活間1510120126倉庫157機修模具車間100258熱處理車間150909鉚焊車間1805410小計641(5)No5變電所1鍋爐房2001402試驗室1253輔助材料庫110224油泵房155加油站106辦公樓招待所、食堂1597小計4758全廠合計50992610說明：上表根據(jù)各車間供電設計所提供的資料。其中NoNo4變電所設置一臺變壓器，其余皆設置兩臺變壓器。 功率補償 意義 廠中由于有大量的感應電動機、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)揮設備潛力、改善設備運行能力,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)要求時，則需考慮增設無功功率補償裝置。采用無功功率補償將使系統(tǒng)的電能損耗和電壓損耗相應降低，既節(jié)約了電能，又提高了電壓質(zhì)量，而且可選較小容量的供電設備和導線電纜，因