【文章內(nèi)容簡介】 ................................................................ 26 XXXX 大學(xué)（北京）高等教育本科生畢業(yè)設(shè)計 1 1 緒論 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(jì) ，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(jì)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(qiáng)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(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，對于節(jié)約能源、支援國家經(jīng)濟(jì)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(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(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。 工廠供電設(shè)計的一般原則 按照 國家標(biāo)準(zhǔn) GB5005295 《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(jìn)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(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。 XXXX 大學(xué)（北京）高等教育本科生畢業(yè)設(shè)計 2 按負(fù)荷性質(zhì)、用電容量、工程特點(diǎn)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。 本 廠 球團(tuán)生產(chǎn)工藝概述 球團(tuán)生產(chǎn)是使用不適宜燒結(jié)的精礦粉和其他含鐵粉料造塊的一種方法。球團(tuán)法是由瑞典的 于 1913 年 取得國內(nèi)專利的。但正式采用是在 1943 年，美國開采一種低品位磁鐵礦 — 鐵隧石，精選出來的礦粉粒度很細(xì)，難以燒結(jié)，才開始球團(tuán)生產(chǎn)和用于高爐的試驗。 50 年代中期開始工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)。由于各國天然富礦資源缺乏，必須擴(kuò)大對貧礦資源的利用，正是球團(tuán)工藝為細(xì)磨精礦造塊開拓了新路，而且球團(tuán)礦粒度均勻，還原性和強(qiáng)度好、微氣孔多，故發(fā)展迅速，全世界 1980 年初年產(chǎn)已達(dá) 3 億 t，其中北美占一半以上。燒結(jié)和球團(tuán)有各自的優(yōu)點(diǎn)互為補(bǔ)充，今天不少工廠為高爐提供燒結(jié)礦和球團(tuán)礦組成的綜合爐料。 球團(tuán)生產(chǎn)大致分三步： (1)將細(xì)磨精礦粉、熔劑、燃料 (1%～ 2%，有時也可不加 )和黏結(jié)劑 (如皂土等約 %，有時也可不加 )等原料進(jìn)行配料與混合； (2)在造球機(jī)上加適當(dāng)?shù)乃瑵L成 10～ 15mm 的生球； (3)生球在高溫焙燒機(jī)上進(jìn)行高溫焙燒，焙燒好的球團(tuán)礦經(jīng)冷卻、破碎、篩分得到成品球團(tuán)礦。 圖 11 球團(tuán)生產(chǎn)工藝 圖 XXXX 大學(xué)（北京）高等教育本科生畢業(yè)設(shè)計 3 2 設(shè)計資料的收集和 初步設(shè)計 要求根據(jù)本廠所能取得的電源及本廠用電負(fù)荷的實際情況，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，確定變電所主變壓器的臺數(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，確定二次回路方案，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)計說明書，繪出設(shè)計圖紙。 設(shè)計依據(jù) 按照國家標(biāo)準(zhǔn) GB5005295 《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(jìn)行工廠供電設(shè)。 工廠總平面圖 圖 21 銅陵旋力球團(tuán)總平面圖 工廠負(fù)荷情況 本廠多數(shù)車間為兩班制，年最大負(fù)荷利用小時為 4600h，日最大負(fù)荷持續(xù)時間為 6h。該廠除豎爐車間、電除塵車間和風(fēng)機(jī)房屬二級 負(fù)荷外，其余均屬三級負(fù)荷。本廠的負(fù)荷統(tǒng)計資料如表 所示。 XXXX 大學(xué)（北京）高等教育本科生畢業(yè)設(shè)計 4 表 全廠負(fù)荷統(tǒng)計資料 廠房編號 廠房名稱 負(fù)荷類別 設(shè)備容量 /kW 需要系數(shù) 功率因數(shù) 1 豎爐車間 動力 300 0． 3 0． 7 照明 5 0． 8 1． 0 2 潤磨車間 動力 350 0． 3 0． 65 照明 8 0． 7 1． 0 7 烘干混勻車間 動力 400 0． 2 0． 65 照明 10 0． 8 1． 0 6 造球車間 動力 360 0． 3 0． 6 照明 7 0． 9 1． 0 4 電除塵車間 動力 250 0． 5 0． 8 照明 5 0． 8 1． 0 3 帶冷機(jī)車間 動力 150 0． 6 0． 8 照明 5 0． 8 1． 0 9 成品車間 動力 180 0． 3 0． 7 照明 6 0． 8 1． 0 10 地下受料槽車間 動力 160 0． 2 0． 65 照明 4 0． 8 1． 0 8 風(fēng)機(jī)房 動力 50 0． 7 0． 8 照明 1 0． 8 1． 0 5 原料倉庫 動力 20 0. 4 0. 8 照明 1 0. 8 1. 0 11 外網(wǎng)照明 照明 350 0． 7 0． 9 本 廠 供電電源情況 供電電源情況 按照 本 廠與當(dāng)?shù)毓╇姴块T簽定的供用電協(xié)議規(guī)定，本廠可由附近一條10kV 的公用電源干線取得工作電源。該干線的走向參看工廠總平面圖。該干線的導(dǎo)線牌號為 LGJ150，導(dǎo)線為等邊三角形排列，線距為 2m；干線首端距離本廠約 8km。干線首端所裝設(shè)的高壓斷路器斷流容量為 500MVA。此斷路器配備有定時限過流保護(hù)和電流速斷保護(hù)，定時限過流保護(hù)整定的動作時間為 。為滿足工廠二級負(fù)荷要求，可采用高壓聯(lián)絡(luò)線由鄰近的單位取得備用電源。已知與本廠高壓側(cè)有電氣聯(lián)系的架空線路 總長度為 80km，電纜線路總長度為 25km。 氣象資料 本廠所在地區(qū)的年最高氣溫為 38℃，年平均氣溫為 23℃，年最低氣溫為 9℃，年最熱月平均最高氣溫為 33℃，年最熱月平均氣溫為 26℃，年最熱月地下 25℃。當(dāng)?shù)刂鲗?dǎo)風(fēng)向為東北風(fēng)，年雷暴日數(shù)為 20。 地質(zhì)水文資料 本廠所在地區(qū)平均海拔 400m，地層以砂粘土為主，地下水位為 2m。 電費(fèi)制度 本廠與當(dāng)?shù)毓╇姴块T達(dá)成協(xié)議，在工廠變電所高壓側(cè)計量電能，設(shè)專用計量柜，按兩部電費(fèi)制交納電費(fèi)。每月基本電費(fèi)按主變壓器容量為 18元 /kVA，動力電費(fèi)為 元 /，照明電費(fèi)為 元 /。工廠最大負(fù)荷時的功率因數(shù)不得低于 ，此外，電力用戶需按新裝變壓器容量計算，一次性向供電部門交納供電貼費(fèi)： 6~10VA為 800/kVA。 XXXX 大學(xué)（北京）高等教育本科生畢業(yè)設(shè)計 5 3 負(fù)荷計算和無功功率補(bǔ)償 負(fù)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(shè)計采用需要系數(shù)法確定。 負(fù)荷計算 單組用電設(shè)備計算負(fù)荷的計算公式 a)有功計算負(fù)荷（單位為 KW） 30P = dK eP ， dK 為系數(shù) b)無功計算負(fù)荷（單位為 kvar） 30Q = 30P tan? c)視在計算負(fù)荷（單位為 kvA） 30S = ?cos30P d)計算電流（單位為 A） 30I = NUS330, NU 為用電設(shè)備的額定電壓（單位為 KV） 多組用電設(shè)備計算負(fù)荷的計算公式 1． a)有功計算負(fù)荷（單位為 KW） 30P = ip PK ??? ? 30 式中 iP??30 是所有設(shè)備組有功計算負(fù)荷 30P 之和， pK?? 是有功負(fù)荷同時系數(shù)， 可取~ b)無功計算負(fù)荷（單位為 kvar） 30Q = iq QK ??? ? 30 ， iQ??30 是所有設(shè)備無功 30Q 之和； qK?? 是無功負(fù)荷同時系數(shù)，可取 ~ c)視在計算負(fù)荷（單位為 kvA） 30S = 230230 QP ? d)計算電流（單位為 A） 30I = NUS330 經(jīng)過計算，得到各廠房和外網(wǎng)照明的負(fù)荷計算表，如表 所示（額定電壓取 380V） XXXX 大學(xué)（北京）高等教育本科生畢業(yè)設(shè)計 6 表 各廠房和外網(wǎng)照明的負(fù)荷計算表 編號 名稱 類別 設(shè)備容量eP /kW 需要系數(shù) dK cos? tan? 計算負(fù)荷 30P /kW 30Q /kvar 30S /kVA 30I /A 1 豎爐車間 動力 300 0． 3 0． 7 90 —— —— 照明 6 0． 8 1． 0 0 0 —— —— 小計 306 —— 132 201 2 潤磨車間 動力 350 0． 3 0． 65 105 123 —— —— 照明 8 0． 7 1． 0 0 0 —— —— 小計 358 —— 123 165 251 7 烘干混勻車間 動力 400 0． 2 0． 65 80 —— —— 照明 10 0． 8 1． 0 0 8 0 —— —— 小計 410 —— 88 128 194 6 造球車間 動力 360 0． 3 0． 6 108 144 —— —— 照明 7 0． 9 1． 0 0 0 —— —— 小計 367 —— 144 184 280 4 電除塵車間 動力 250 0． 5 0． 8 125 —— —— 照明 5 0． 8 1． 0 0 4 0 —— —— 小計 255 —— 129 160 244 3 帶冷機(jī)車間 動力 150 0． 6 0． 8 90 —— —— 照明 5 0． 8 1． 0 0 4 0 —— —— 小計 155 —— 94 116 176 9 成品車間 動力 180 0． 3 0． 7 54 —— —— 照明 6 0． 8 1． 0 0 0 —— —— 小計 186 —— 122 10 地下受料槽動力 160 0． 2 0． 65 32 —— —— 照明 4 0． 8 1． 0 0 0 —— —— 小計 164 —— 78 XXXX 大學(xué)（北京）高等教育本科生畢業(yè)設(shè)計 7 車間 8 風(fēng)機(jī)房 動力 50 0． 7 0． 8 35 —— —— 照明 1 0． 8 1． 0 0 0 —— —— 小計 51 —— 67 5 原料倉庫 動力 20 0． 4 0． 8 8 6 —— —— 照明 1 0． 8 1． 0 0 0 —— —— 小計 21 —— 6 11 外網(wǎng)照明 照明 350 245 272 413 總計（ 380V側(cè)） 動力 2220 —— —— 照明 403 計入 pK?? =, qK?? = 1090 1656 無功功率補(bǔ)償 無功功率的人工補(bǔ)償裝置：主要有同步補(bǔ)償機(jī)和并聯(lián)電抗器兩種。由于并聯(lián)電抗器具有安裝簡單、運(yùn)