【正文】 1 目 錄 摘要 ………………………………………………………………… 1 1 緒論 … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 2 工廠供電的意義和目的 ????????? ???? 2 變電所原始數(shù)據(jù) ????????????????? 2 設(shè)計(jì)內(nèi)容及步驟 …………………………………………… 6 2 變電所數(shù)據(jù)的計(jì)算 ……………………………………… 7 負(fù)荷計(jì)算的內(nèi)容和目的 ??????? ?????? 7 負(fù)荷計(jì)算的方法 ????????????????? 7 全廠負(fù)荷計(jì)算 ?? ??????????????? 10 功率補(bǔ)償 ? ………………………………………………… 12 3 變電所方案選擇 …………………………………………… 13 變壓器的選擇 …………………………………………… 13 主結(jié)線方案的選擇 ??????????????? 14 4 短路計(jì)算 ???????????????????? 16 5 變電所進(jìn)出線的選擇與校驗(yàn) ??? ????????? 19 6 變電所二次回路方案選擇 ??????????? ?? 24 7 變壓器的繼電保護(hù) ???????????????? 28 8 防雷與接地 ………………………………………………… 32 致謝 … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 35 參考文獻(xiàn) …………………………………………………………… 36 2 題目 某機(jī)械廠全廠總配變電所設(shè)計(jì) 內(nèi) 容 摘 要 本次設(shè)計(jì)的主要任務(wù) 是為某機(jī)修廠機(jī)械加工車間低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)為10kV 電源進(jìn)線，經(jīng)過(guò)車間變電所再降壓成 380V，供給車間使用。 經(jīng)過(guò)對(duì)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)資料的分析后，發(fā)現(xiàn)該車間為三級(jí)負(fù)荷，因此，經(jīng)過(guò)計(jì)算，并查閱相關(guān)資料，最后選擇了一臺(tái) 630kVA 的主變壓器，主變壓器到各車間采用單母線進(jìn)線方式。根據(jù)計(jì)算電流，選好各個(gè)設(shè)備，并通過(guò)短路電流、電壓損失等進(jìn)行校驗(yàn)和整定，最后確定設(shè)計(jì)完成，畫好系統(tǒng)圖。 關(guān)鍵詞： 供電系統(tǒng) 負(fù)荷計(jì)算 短路校驗(yàn) 繼電保護(hù) Abstract The design of the main tasks is a switch electrical plant distribution system highvoltage 10kV line was into the mill of the workshop substation transformed it into 380V . After the basis for the design of the data analysis,found that all workshop equipment are three class load,only a small part of the twoclass load and with the nearby chemical plants have a contact line . Through calculating and longking up a lot of relevant information,finally,the main transforners of 630kVA was line of main transformer to workshop is the singlebus line. Various workshop wiring usedradiationConnection. According to calculate current and voltage loss. Finally the design was pleted and a great map was drawn. Key words : the power supply design load calculation check shortcircuit current protection 3 1 緒論 工廠 供電的意義和目的 工廠供電的意義 電能是工業(yè)生產(chǎn)的主要?jiǎng)恿δ茉?。工廠供電設(shè)計(jì)的任務(wù)是從電力系統(tǒng)取得電源，經(jīng)過(guò)合理的傳輸、變換，分配到工廠車間中每一個(gè)用電設(shè)備上。隨著工業(yè)電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，工廠用電量的迅速增長(zhǎng)，對(duì)電能質(zhì)量、供電可靠性以及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等的要求也日益提高。供電設(shè)計(jì)是否完善，不僅影響工廠的基本建設(shè)投資、運(yùn)行費(fèi)用和有色金屬消耗量，而且也反映到工廠供電的可靠性和工廠的安全生產(chǎn)上。它與企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益、設(shè)備和人生安全等是密切相關(guān)的。 現(xiàn)在除個(gè)別大型工業(yè)聯(lián)合企業(yè)有自備電廠外，絕大多數(shù)工廠都是 從國(guó)家電力系統(tǒng)取得電能的。因此，工廠工業(yè)負(fù)荷是電力系統(tǒng)的主要用戶，工廠供電系統(tǒng)也是電力系統(tǒng)的一個(gè)組成部分，保證企業(yè)安全供電和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，不僅關(guān)系到企業(yè)的利益，也關(guān)系到電力系統(tǒng)的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行以及合理利用能源。 所以 ，做好工廠供電工作對(duì)于 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。由于能源節(jié)約是工廠供電工作的一個(gè)重要方面，而能源節(jié)約對(duì)于國(guó)家經(jīng)濟(jì)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(duì)于節(jié)約能源、支援國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)，也具有重大的意義。 工廠供電的目的 工廠供電工作要很好地為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù) ，切實(shí)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(dá)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(duì)供電可靠性的要求。 （ 3） 優(yōu)質(zhì) 應(yīng)滿足電能用戶對(duì)電壓和頻率等質(zhì)量的要求 。 （ 4） 經(jīng)濟(jì) 供電系統(tǒng)的投資要少，運(yùn)行費(fèi)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(zhǎng)遠(yuǎn)等關(guān)系，既要照顧局部的當(dāng)前的利益，又要有全局觀點(diǎn)，能顧全大局，適應(yīng)發(fā)展。 課程設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù) 設(shè)計(jì)要 求 要求根據(jù)本廠所能取得的電源及本廠用電負(fù)荷的實(shí)際情況，并適當(dāng)考慮到工廠生產(chǎn)的發(fā)展，按照安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的要求，確定變電所的位置和型式， 4 確定變電所主變壓器的臺(tái)數(shù)、容量與類型，選擇變電所主接線方案及高低壓設(shè)備和進(jìn)出線，選擇整定繼電保護(hù)，確定防雷和接地裝置。最后按要求寫出設(shè)計(jì)說(shuō)明書，繪出設(shè)計(jì)圖紙。 設(shè)計(jì)依據(jù) 1． 機(jī)械加工車間工藝平面圖 見(jiàn)圖 2． 車間設(shè)備明細(xì)表 見(jiàn)表 表 車間設(shè)備明細(xì)表 序號(hào) 設(shè)備名稱 型號(hào) 規(guī)格 數(shù)量（臺(tái)） 設(shè)備容量（千瓦） 單位容量 總?cè)萘? 1 牛頭刨 B665 650 4 2 普通車床 C650 φ 1020 30000 1 3 普通車床 C630 φ 615 1400 2 4 普通車床 CW140A φ 400 2021 1 5 朝鮮車床 SW50 1 6 普通車床 C618K φ 380 700 3 7 鉆床 Z525 φ 25 2 8 普通車床 C630 φ 615 2800 1 9 普通車床 C620 1 10 普通車床 C620 φ 400 1500 2 11 普通車床 C615 φ 320 750 1 12 插床 B50 φ 200 1 13 普通車床 C6201 φ 400 750 2 14 砂輪機(jī) 臺(tái)式砂輪機(jī) 1 15 搖臂鉆床 Z35 φ 50 1 16 劃線臺(tái) 1500 1000 1 17 劃線臺(tái) 1000 1000 1 18 龍門刨 1 19 臥式鏜床 T617 900 700 1 20 單梁起重機(jī) 3T 1 21 平面磨床 1 22 滾齒機(jī) Y38 φ 800 8 240 1 5 23 鉗工臺(tái) 2021 1200 1 24 銑床 X62 320 5250 1 25 銑床 X61W 250 1000 1 26 萬(wàn)能工具磨 M6025C φ 25 1 27 外圓磨 M31 φ 8315 1000 1 28 砂輪機(jī) 落地式 1 29 暖風(fēng)機(jī) 1 30 暖風(fēng)機(jī) 1 3． 需轉(zhuǎn)供的計(jì)算負(fù)荷 詳見(jiàn)表 表 轉(zhuǎn)供的計(jì)算負(fù)荷 車間名稱 設(shè)備容量（千瓦） 計(jì)算負(fù)荷 30S （千伏安） 30P （千瓦） 30Q （千乏） 30I （安） 翻砂車間等 238 內(nèi) 燃 291 鍋 爐 房 50 40 77 外 燃 132 熱處理車間 135 128 4． 電源條件 由于本廠高壓配電所引專用 10KV 架空線供電。由車間北部進(jìn)入 5． 氣象條件 （ 1） 車間內(nèi)最熱月份的平均溫度為 30℃ （ 2） 地中最熱月份平均溫度為 15℃ 6 圖 7 8 設(shè)計(jì) 內(nèi)容 及步驟 全廠降壓變電所及配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，是根據(jù)各個(gè)車間的負(fù)荷數(shù)量和性質(zhì)，生產(chǎn)工藝對(duì)負(fù)荷的要求，以及負(fù)荷布局，結(jié)合國(guó)家供電情況。解決對(duì)各部門的安全可靠，經(jīng)濟(jì)的分配電能 問(wèn) 題 。其基本內(nèi)容有以下幾 點(diǎn)： （ 1） 負(fù)荷 計(jì)算 全廠降壓變電所的負(fù)荷計(jì)算，是在車間負(fù)荷計(jì)算的基礎(chǔ)上進(jìn)行的?？紤]車間變電所變壓器的功率損耗，從而求出全廠降壓變電所高壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷及總功率因數(shù)。列出負(fù)荷計(jì)算表、 表達(dá)計(jì)算成果。 （ 2） 工廠降壓變電所的位置和主變壓器的臺(tái)數(shù)及容量選擇 參考 電源進(jìn)線方向，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(jì)算負(fù)荷以及擴(kuò)建和備用的需要，確定變壓器的臺(tái)數(shù)和容量。 （ 3） 工廠總降壓變電所主結(jié)線設(shè)計(jì) 根據(jù)變電所配電回路數(shù)，負(fù)荷要求的可靠性級(jí)別 和計(jì)算負(fù)荷數(shù)綜合主變壓器臺(tái)數(shù)，確定 變電所高、低接線方式。對(duì)它的基本要求，即要安全可靠有要靈活經(jīng)濟(jì)，安裝容易維修方便。 （ 4） 廠區(qū)高壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 根據(jù)廠內(nèi)負(fù)荷情況，從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)合理性確定廠區(qū)配電電壓。參考負(fù)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)布置放案，計(jì)算出導(dǎo)線截面及電壓損失，由不同放案的可靠性，電壓損失，基建投資，年運(yùn)行費(fèi)用，有色金屬消耗量等綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)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(jì)。 （ 5） 工廠供、配電系統(tǒng)短路電流計(jì)算 工廠用電，通常為國(guó)家電網(wǎng)的末端負(fù)荷，其容量運(yùn)行小于電 網(wǎng)容量，皆可按無(wú)限容量系統(tǒng)供電進(jìn)行短路計(jì)算。由系統(tǒng)不同運(yùn)行方式下的短 路參數(shù)，求出不同運(yùn)行方式下各點(diǎn)的三相及兩相短路電流。 （ 6） 改善功率因數(shù)裝置設(shè)計(jì) 按負(fù)荷計(jì)算求出總降壓變電所的功率因數(shù)，通過(guò)查表或計(jì)算求出達(dá)到供電部門要求數(shù)值所需補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功率。由手冊(cè)或廠品樣本選用所需 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。 （ 7） 變電所高、低壓側(cè)設(shè)備選擇 參照短路電流計(jì)算數(shù)據(jù)和各回路計(jì)算負(fù)荷以及對(duì)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(kāi)關(guān)、斷路器、母線、電纜、絕緣子、避雷器、互感 器、開(kāi)關(guān)柜等設(shè)備。并根據(jù)需要進(jìn)行熱穩(wěn)定和力穩(wěn)定檢驗(yàn)。用總降壓變電所主結(jié)線圖，設(shè)備材料表 9 和投資概算表達(dá)設(shè)計(jì)成果。 （ 8） 繼電保護(hù)及二次結(jié)線設(shè)計(jì) 為了監(jiān)視，控制和保證安全可靠運(yùn)行，變壓器、高壓配電線路移相電容器、高壓電動(dòng)機(jī)、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(hào)、檢測(cè)和繼電器保護(hù)裝置。并對(duì)保護(hù)裝置做出整定計(jì)算和檢驗(yàn)其靈敏系數(shù)。 設(shè)計(jì)包括繼電器保護(hù)裝置、監(jiān)視及測(cè)量?jī)x表，控制和信號(hào)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(kāi)圖以及元件材料表達(dá)設(shè)計(jì)成 果。 35kv 及以上系統(tǒng)尚需給出二次回路的保護(hù)屏和控制屏屏面布置圖。 （ 9） 變電所防雷裝置設(shè)計(jì) 參考本地區(qū)氣象地質(zhì)材料，設(shè)計(jì)防雷裝置。進(jìn)行防直擊的避雷針保護(hù)范圍計(jì)算，避免產(chǎn)生反擊現(xiàn)象的空間距離計(jì)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(hào)，并確定其接線部位。進(jìn)行避雷滅弧電壓，頻放電電壓和最大允許安裝距離檢驗(yàn)以及沖擊接地 電阻計(jì)算。 2 變電所數(shù)據(jù)的計(jì)算 負(fù)荷計(jì)算的內(nèi)容和目的 （ 1） 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)。 （ 2）尖峰電流指單臺(tái)或多臺(tái)用電設(shè)備持續(xù) 1 秒左右的最大負(fù)荷電流。一般取啟動(dòng)電流上午周期分量作為計(jì)算電壓損失、電壓波動(dòng)和電壓下降以及選擇電器和保護(hù)元件等的依據(jù)。在校驗(yàn)瞬動(dòng)元件時(shí)，還應(yīng)考慮啟動(dòng)電流的非周期分量。 （ 3）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