【文章內容簡介】 和人力資源開發(fā)，有效的引導電力企業(yè)走質量效益發(fā)展之路，正確處理好 ISO9000系列標準與 TQM的關系，實現(xiàn)三標整合，建立一體化管理體系，堅持科技創(chuàng)新，推動科技進步和信息化建設?？傊?，未來電力工業(yè)的發(fā)展是質量世紀的到來，只有實現(xiàn)自我超越和創(chuàng)新，才能不斷進步與發(fā)展，才能趕上信息時代發(fā)展的步伐，才能對國民經濟合社會主義發(fā)展左更大的貢獻 [1]。 工廠供電系統(tǒng)設計的意義 工廠供電就是指工廠所需電能的供應和分配問題。眾所周知，電能是現(xiàn)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，它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(xiàn)生產過程自動化。因此，電能在現(xiàn)代化工業(yè)生產及整個國民經濟生活中應用極為廣泛。 在工廠里，電能雖然是工業(yè)生產的主要能源和動力，但是它在產品成本中所占的比重一般很小。例如在機械工業(yè)中。電費開支僅占產品成本的 5％左右。所以電能在工業(yè)生產中的重要性，并不在于它在產品成本中或投資總額中所占的比重多少，而在于工業(yè)生產實現(xiàn)電氣化以后，可以大大增加產量，提高產品質量，提高勞動生產率，降低生產成本，減輕工人的勞動強度，改善工人的勞動條件，有利于實現(xiàn)生產過程自動化 [2]。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)生產可能造成嚴重的后果。例如某些對供電可靠性要求很高的工廠，即使是極短時間的停電，也會引起重大的設備損壞，或引起大量產品報廢，甚至可能發(fā)生重大的人身事故，給國家和人民帶來經濟上甚至政治上的重大損失。 因此，搞好工廠供電工作對于發(fā)展工業(yè)生產，實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化，具有十分重要的意義。而能源節(jié)約對于國家經濟建設是一項具有戰(zhàn)略意義的工作，也是工廠供電工作的一項重要任務，因此，搞好工廠供電工作，對于節(jié)約能源，支持國家經濟建設，也具有重大的作用。 3 2 負荷計算 負荷情況統(tǒng)計 ○1 拉伸用電機 5臺，每臺容量為 ； ○2 風機類電機 25臺，其中容量為 ； ○3 泵類電機 14 臺，每臺容量為 ； ○4 行車類電機 6臺，每臺容量為 ； ○5 開卷、取卷電機 7臺，每臺容量為 ； ○6 鑲布架電機 2臺，每臺 10KW； ○7 吸煤除渣電 機 7 臺，每臺容量為 ； ○8 電熱設備 4 臺，每臺容量為 ； ○9 廠房動力總容量為 20KW。 計算得到工廠總的容量為 。 圖 系統(tǒng)設計圖 4 計算工廠負荷的方法有多種，如按照負荷曲線計算，按二項式系數(shù)法進行計算等。本系統(tǒng)設計采用按需要系數(shù)法確定計算負荷，其方法簡便，是確定全廠電力負荷的主要方法 [3]。 (1) 單臺用電設備的計算負荷 就單臺電動機而言，設備容量就是電動機 的額定容量，計算負荷： ?PP esbS ?1 各種用電設備的工作制不同，規(guī)定的額定功率也不同，如用電設備是按持續(xù)運行工作制規(guī)定的“額定功率”，它就等于設備的額定功率，有的則是按照反復短時工作制來規(guī)定的“額定功率”，這種額定功率不能與名牌上規(guī)定的額定功率相混淆，計算時不能簡單的相加，而必須將各種不同工作制的用電設備名牌上規(guī)定的額定功率換算成同一個組織的額定功率，然后才能相加，起重設備 PP ebbe ?%1 (2) 用電設備組的計算負荷 一組中的用電設備不同時工作，而參與工作的設備也未必滿載，同時考慮供電線路的效率，用電設備本身效率等因素，計算負荷表達式為 PKPKKPxlll 0011 ????? DDD DDD D 圖 最大負荷計算圖 5 負荷計算 [4]] ○1拉伸類電機： ?Kx *5** 111: ???? PKP xxJ ○2風機類電機： ?Kx 8 *25** 222 ???? PKP exj ○3泵類電機： ?Kx *14** 333 ???? PKP exj ○4行車類電機 ?Kx *6** 333 ???? PKP exj ○5開卷、取卷類電機： ?Kx *7** 333 ???? PKP exj ○6鑲布架電機： ?Kx 千瓦410*2** 333 ???? PKP exj ○7吸煤除渣電機： ?Kx *7** 333 ???? PKP exj ○8電熱設備： ?Kx *4** 333 ???? PKP exj ○9廠房動力： ?Kx 千瓦1020** 333 ???? PKP exj 總的負荷為： ??Pj 在該廠設計中考慮同時率為 ??K ， 則總的計算負荷為： ** 9 ????? ? PKP ijj 此時功率因數(shù)為 1 ?? 6 K V APS jj 3 4 8c o s1????? ? 全廠電力負荷的分類 （ 1）一類負荷：在瞬時短時停電，可能涉及人身和設備安全，使生產停頓或造成大量損失，應由被用電源自動投入，對設備配置上應有備用設備，雙電源供電，自動切換。 （ 2）二類負荷：這類負荷允許短時停電，但如時間過長，有可能損壞設備或影響正常生產，此類負荷也應有備用設備，或采用雙電源供 電。 （ 3）三類負荷：一般與生產工藝過程無直接關系，既使較長時間停電也不會影響到全廠的生產狀況，這類負荷的供電可靠性略低，允許只有一個電源， （ 4）交流不停電電源負荷（ UPS），設計中定位 0I 類負荷，這類負荷對電源可靠性要求很高。 （ 5）保安電源：這類負荷由廠用低壓系統(tǒng)供電。 繪制負荷等級指示圖 [5] 表 負荷等級示意圖 負荷名稱 負荷類別 是否易過負荷 有無連鎖要求 運行方式 拉伸類電機 一類 易 有 經常連續(xù) 風機類電機 一類 易 有 經常連續(xù) 行車類電機 二類 易 有 短 時連續(xù) 開卷取卷電機 二類 易 無 短時連續(xù) 鑲布架電機 三類 不易 無 短時連續(xù) 吸煤除渣電機 三類 不易 無 短時連續(xù) 電熱設備 三類 不易 無 短時連續(xù) 廠房動力 三類 不易 無 短時連續(xù) 確定工廠供電電壓等級 根據(jù)上述的負荷計算，得到了全廠電力負荷和負荷分配方案，根據(jù)電業(yè)部門的要求，該廠供電設計擬采用接進 10KV 的線路，作為工廠進線的電壓等級。 無功補償?shù)姆绞? 補償方式分為集中補償、分組補償和單獨補償?shù)?，集中補償指電容器組集中裝設在變電所千伏側的 母線上；分組補償指電容器組分裝在功率因數(shù)較低的 7 車間變電所的高壓側母線上，以降低電容器的投資；單獨補償多用于大容量的感應電動機進行單獨補償。 企業(yè)應在提高功率因數(shù)的基礎上，合理裝設無功補償設備，企業(yè)的供電功率因數(shù)值應達到 以上，由于負荷大部分是電動機、電焊機、照明等感性負載多，造成網(wǎng)絡的功率因數(shù)值低，一般往往小于 ，因此單靠電廠發(fā)電機輸?shù)诫娋W(wǎng)上的無功補償，不能平衡負載所需的無功功率。從而使機械加工車間在正常負荷下，功率因數(shù)值僅有 左右，遠遠達不到供電部門的要求。為此，為增加無功功率，提高功率因數(shù) 值，必須采用電容器來解決。其控制方式一般為手動及自動。但由于這些是電子分離元件，產品質量差，使用一段時間后，分離電子老化，使之控制器故障頻繁，雖檢修更換元件，仍難以保持控制器正常運行，要選用一套無功補償控制器具有穩(wěn)定可靠而且控制器能隨車間機床開動的負荷多少實現(xiàn)無功自動補償多少。與電容器相配合，能自動檢測輸電線路上的負荷功率因數(shù)值并能根據(jù)需要進行自動補償，從而可以提高供電網(wǎng)上的質量，降低電能損耗 [6] 無功補償容量的計算 若企業(yè)供電系統(tǒng)所有的功率因數(shù)為 COS1，提高到 COS2，則靜電電容器 的補償容量為 )( 1. ?? ??? tgtga PQ Jc a 為平均負荷系數(shù)，一般在 —— 之間。 補償前的功率因數(shù)為： 1 ?? 根據(jù)工廠發(fā)展要求和性質，采用的功率因數(shù)為 5cos 2 ????? 補償后的功率因數(shù)為： 222 )(c os0PPSPjjjjj????? 前面已經求出了有功功率為： ??Pj 補償后的視在功率為 K V AS P j o s2???? ? 計算電流為： 8 AUSIjjj *3 53 ??? 無功補償容量為 千乏3400 ?QJ 低壓分組補償，電容器裝設在車間變配電室母線上，可以提高電容器的利用率，同時減少了高壓線路和配電變壓器中的無功損耗，能使主變壓器的視在功率減小從而使主變壓器容量選得較小，但低壓線路的無功流動不能減少，如果將就地個別補償與分組補償混合使用，大部分無功補償設備設在低壓用電設備及配電箱附近，補償效果更佳。高壓集中補償，電容器裝設在工廠總降壓變壓器的母線上，這種運行方式電容 器安裝方便，運行可靠，利用率高，但投切電容器的開關設備及保護裝置價格比較高，且設置在總降壓變電所前電力系統(tǒng)通過的無功功率和增加總降壓變電所的負荷能力，提高本變電所的電壓質量。 9 3 電線、電纜的選擇 即按導線的允許溫升選擇。在最大允許連續(xù)負荷電流通過的情況下，導線發(fā)熱不超過線芯所允許的溫度，導線不會因過熱而引起絕緣損壞或加速老化。選用時導線的允許載流量必須大于或等于線路中的計算電流值，即必須大于或等于 導線上的電壓損 失應低于最大允許值，以保證供電質量。對于電力線路，電壓損失一般不能超過額定電壓的百分之十。對于照明線路一般不能超過百分之五。電壓損失是指線路的始端電壓與終端電壓有效值的代數(shù)差，即 U=U1— U2。由于電氣設備的端電壓偏移有一定的允許范圍，所以要求線路的電壓損失也有一定的允許值。為了保證電壓損失在允許值范圍內（ 5%），可以通過增大導線或電纜的截面來解決 [7]。線路額定電壓為 10KV，允許電壓損失為 U%=5%， 沿導線流過的電流過大時，由于導線溫升過高，會對其絕緣、接 頭、端子或導體周圍的物質造成損害。溫升過高或線路短路時，還可能引起著火，因此電氣線路必須設置過載和短路保護。為了在線路短路或過負荷時，保護設備能對導線起保護作用，兩者之間必須有適當?shù)呐浜稀? 熱穩(wěn)定校驗 由于電纜結構緊湊、散熱條件差，為使其在短路電流通過時不至由于導線溫升超過允許值而損壞，必須校驗其熱穩(wěn)定性。選擇的導線、電纜截面必須同時滿足上述各項要求，先按允許載流量選擇，然后再按其他條件校驗，若不能滿足要求，應加大截面。 1. 低壓中性點接地系統(tǒng)中的中性線 N（ PEN）截面的選擇 （ 1）負荷接近平衡的供電線 路， N（ PEN）線的截面積取相線截面積的 1/2。 當負荷大部分為單相負荷時，如照明供電回路， N（ PEN）線的截面積應與相線截面積相同。 （ 2）采用晶閘管調光的配電回路，或大面積采用電子整流器的熒光燈供電線路，由于三次和諧波大量增加，則 N線的截面積應為相線截面積的 2 倍，否 10 則中性線會過