【正文】 水位為3m考慮安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，未盡事宜按照設(shè)計(jì)常規(guī)假設(shè)。 本廠所在地區(qū)平均海拔130m216。 夏季主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|風(fēng)。 ；216。 年最高氣溫為40；216。全廠各車間負(fù)荷計(jì)算表如表21所示表21 全廠各車間負(fù)荷計(jì)算參考表廠房編號(hào)用電單位名稱負(fù)荷性質(zhì)設(shè)備容量/kW需要系數(shù)功率因數(shù)1倉庫動(dòng)力72照明42鑄造車間動(dòng)力320照明103鍛壓車間動(dòng)力250照明104金工車間動(dòng)力240照明85工具車間動(dòng)力350照明106電鍍車間動(dòng)力220照明107熱處理車間動(dòng)力200照明88裝配車間動(dòng)力200照明109機(jī)修車間動(dòng)力150照明610鍋爐房動(dòng)力160照明3宿舍區(qū)照明250（1）氣象條件216。低壓動(dòng)力設(shè)備均為三相，額定電壓為380V。本廠多數(shù)車間為兩班制，年最大負(fù)荷利用小時(shí)為4800h，日最大負(fù)荷持續(xù)時(shí)間8h。該干線的導(dǎo)線牌號(hào)為LGJ－185,導(dǎo)線為等邊三角形排列，；電力系統(tǒng)饋電變電站距本廠6km,該干線首端所裝高壓斷路器的斷流容量為500MVA，此斷路器配備有定時(shí)限過電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)。二、設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料設(shè)計(jì)總平面布置圖如下圖21所示圖21 設(shè)計(jì)總平面布置圖按照工廠與當(dāng)?shù)毓╇姴块T簽訂的供用電協(xié)議規(guī)定，本廠可由附近一條10Kv的公用電源線取得工作電源。按對負(fù)荷可靠性要求，確定車間變電所電氣主接線；按車間變電所低壓母線的計(jì)算負(fù)荷確定變電器的容量和臺(tái)數(shù)3) 選擇高低壓電力網(wǎng)的導(dǎo)線型號(hào)與截面。本次課程設(shè)計(jì)針對給定的某冶金機(jī)械廠，只完成電氣部分的初步設(shè)計(jì)，未進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì)。 培養(yǎng)綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，分析問題并解決問題的能力216。 在《電氣工程基礎(chǔ)》學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)對供電理論的應(yīng)用。 56 中央信號(hào)裝置。 關(guān)鍵詞：工廠供電；總降壓（總配）變電所；電氣主接線；短路計(jì)算；供電可靠性；電氣設(shè)備選擇；繼電保護(hù) 目 錄冶金機(jī)械廠全廠供電系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)說明書 1一、概述 1 設(shè)計(jì)目的 1 1 設(shè)計(jì)要求 1二、設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料 2 2 2 2 3 4三、主變壓器選擇及主接線設(shè)計(jì) 4 電力負(fù)荷計(jì)算 4 需要系數(shù)法進(jìn)行車間負(fù)荷計(jì)算 5 電力線路損耗的計(jì)算 14 電力變壓器功率損耗計(jì)算 15 無功補(bǔ)償及補(bǔ)償容量確定 15 工廠變配電所電氣主接線設(shè)計(jì) 18 車間變電所位置的確定 18 車間變電所電壓等級(jí)確定和主接線方案設(shè)計(jì) 21四、短路計(jì)算 25 計(jì)算短路電流的目的和任務(wù) 25 短路計(jì)算的方法與步驟 26 短路計(jì)算 27五、電氣設(shè)備的選擇 29 高低壓電力網(wǎng)導(dǎo)線的選擇 29 10KV高壓進(jìn)線和引入電纜的選擇 30 低壓出線的型號(hào)及截面選擇 31 備用電源高壓聯(lián)絡(luò)線的型號(hào)及截面選擇 34 變電所一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn) 35 35 10KV高壓電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn) 37 380V低壓電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn) 44 低壓開關(guān)電器：熔斷器、斷路器、刀開關(guān)。電能是工業(yè)生產(chǎn)的主要能源，對整個(gè)工廠的正常生產(chǎn)起著舉足輕重的作用，因此如何進(jìn)行合理用電、安全用電、節(jié)約用電、高質(zhì)量用電已經(jīng)成為工廠建設(shè)和運(yùn)行的主要問題之一。電氣工程基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 日期：2014年12月20日 CENTRAL SOUTH UNIVERSITY設(shè)計(jì)題目：某冶金機(jī)械廠全廠供電系統(tǒng)的電氣設(shè)計(jì)姓 名： 班 級(jí)： 指導(dǎo)老師： 摘 要本文是某冶金機(jī)械廠全廠供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)說明。設(shè)計(jì)的目的是通過對該電力用戶所處的地理環(huán)境、地區(qū)供電條件、生產(chǎn)工藝和公用工程等用電負(fù)荷資料的分析，為該工廠尋找完善的供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。工廠的安全正常生產(chǎn)、節(jié)電節(jié)能、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，都必須有一個(gè)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、合理供配電能和使用電能的系統(tǒng)作保障，才能實(shí)現(xiàn)企業(yè)利潤的最大化。 44 低壓側(cè)電流互感器和電壓互感器的選擇 46六、繼電保護(hù)與二次回路方案設(shè)計(jì) 47 繼電保護(hù) 48 電力變壓器的保護(hù) 49 55 變電所測量及計(jì)量儀表。 56七、其他 57 防雷與接地 57 58 照明系統(tǒng)設(shè)計(jì) 59 59 59八、課程設(shè)計(jì)總結(jié)與心得 60參考文獻(xiàn) 60附圖全廠供電系統(tǒng)電氣主接線圖冶金機(jī)械廠全廠供電系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)說明書一、概述 設(shè)計(jì)目的216。216。 培養(yǎng)初步的工程設(shè)計(jì)能力，掌握電氣工程設(shè)計(jì)的步驟及方法，編寫設(shè)計(jì)說明書，并按國家標(biāo)準(zhǔn)繪制工程圖樣。具體設(shè)計(jì)內(nèi)容如下：1) 由配出電壓和用電設(shè)備的電壓要求，參考國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)電壓等級(jí)確定車間變電所的電壓級(jí)別2) 采用需要系數(shù)法計(jì)算負(fù)荷。支線和干線按發(fā)熱條件選擇，進(jìn)線電纜按經(jīng)濟(jì)性、電流密度選擇，按允許發(fā)熱、電壓損失和短路的熱進(jìn)行校驗(yàn)4) 改善功率因數(shù)裝置設(shè)計(jì)（，）5) 短路電流計(jì)算，繪制計(jì)算電流和等值電路圖，確定短路點(diǎn)，計(jì)算出各短路點(diǎn)的最大和最小短路電流值及短路容量6) 車間變電所一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)7) 繼電保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)8) 變電所防雷保護(hù)的裝置設(shè)計(jì)（選做） 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，確定變電所的位置與型式，確定變電所主變壓器的臺(tái)數(shù)與容量，選擇變電所主接線方案及高低壓設(shè)備與進(jìn)出線，確定二次回路方案，選擇整定繼電保護(hù)裝置，確定防雷和接地裝置，最后按要求提交設(shè)計(jì)計(jì)算書及說明書，繪出設(shè)計(jì)圖紙。該干線的走向參看工廠總平面圖。為滿足工廠二級(jí)負(fù)荷的要求，可采用高壓或低壓聯(lián)絡(luò)線由鄰近的單位取得備用電源。該廠除鑄造車間、電鍍車間和鍋爐房屬二級(jí)負(fù)荷外，其余均屬三級(jí)負(fù)荷。照明及家用電器均為單相，額定電壓為220V。 ；216。 ；216。 ；216。（2）地質(zhì)及水文條件216。 地層以沙粘土為主，216。三、主變壓器選擇及主接線設(shè)計(jì) 電力負(fù)荷計(jì)算供電系統(tǒng)要能安全可靠的正常運(yùn)行，其中各個(gè)元件（包括電力變壓器、開關(guān)設(shè)備及導(dǎo)線、電纜等）都必須選擇得當(dāng)，除了應(yīng)滿足工作電壓和頻率的要求外，最重要的就是要滿足負(fù)荷電流的要求。計(jì)算負(fù)荷（calculated load），即通過負(fù)荷統(tǒng)計(jì)計(jì)算求的，用來按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)中各元件的負(fù)荷值。由于導(dǎo)體通過電流達(dá)到穩(wěn)定溫升的時(shí)間大約需要（34），為發(fā)熱時(shí)間常數(shù)。由此可見，計(jì)算負(fù)荷實(shí)際上與從負(fù)荷曲線上查得的半小時(shí)最大負(fù)荷（亦即年最大負(fù)荷）是基本相當(dāng)?shù)?，所以?jì)算負(fù)荷也可認(rèn)為就是半小時(shí)最大負(fù)荷。負(fù)荷計(jì)算的內(nèi)容包括：1　 設(shè)備容量（裝機(jī)容量），是設(shè)備銘牌上的額定容量或額定功率。2　 計(jì)算容量（計(jì)算負(fù)荷）：是選擇變壓器、確定備用電源容量，確定無功功率補(bǔ)償容量的依據(jù)。是尋找變壓器、電器元件、電纜、導(dǎo)線，計(jì)算電壓偏差、功率損耗的依據(jù)。是計(jì)算電壓降、電壓波動(dòng)，選擇電纜、導(dǎo)線，選擇電氣元件及保護(hù)元件的依據(jù)。需要系數(shù)法計(jì)算簡單，對任何工業(yè)企業(yè)都適用，特別適用于長期工作制用電設(shè)備占主要負(fù)荷的車間，計(jì)算結(jié)果基本符合實(shí)際。在實(shí)際工程配電設(shè)計(jì)中，廣泛采用系數(shù)法。 需要系數(shù)法進(jìn)行車間負(fù)荷計(jì)算下面對需要系數(shù)法的計(jì)算進(jìn)行說明：l 三相用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷根據(jù)用電設(shè)備組的設(shè)備容量，即可算得設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷：有功計(jì)算負(fù)荷 無功計(jì)算負(fù)荷 視在計(jì)算負(fù)荷 計(jì)算電流 式中 ——設(shè)備組的需要系數(shù)； ——設(shè)備組設(shè)備容量（KW）； ——用電設(shè)備功率因數(shù)角；U ——線電壓（V）； ——計(jì)算電流（A）。如果三相線路中單相設(shè)備的總?cè)萘坎怀^三相設(shè)備總?cè)萘康?5%，則不論單相設(shè)備如何分配，單相設(shè)備可與三相設(shè)備綜合按照三相負(fù)荷平衡計(jì)算。換算方法按以下兩種情況進(jìn)行換算。（——最大負(fù)荷相的單相設(shè)備容量）2　 線間負(fù)荷 線間負(fù)荷是指額定工作電壓為線電壓的單相用電負(fù)荷，正常工作時(shí)，線間負(fù)荷換算為等效的相負(fù)荷，再按照相負(fù)荷求得計(jì)算電流。注：因?yàn)楦饔秒娫O(shè)備組類型不同，其功率因數(shù)也不盡相同。下面進(jìn)行各廠房的負(fù)荷計(jì)算：（其中，由于每個(gè)廠房的單相設(shè)備總?cè)萘烤怀^三相設(shè)備總?cè)萘康?5%，所以不論單相設(shè)備如何分配，單相設(shè)備可與三相設(shè)備綜合按照三相負(fù)荷平衡計(jì)算）①倉庫:動(dòng)力設(shè)備（三相）： 照明設(shè)備（單相）：總的車間計(jì)算負(fù)荷②鑄造車間:動(dòng)力設(shè)備（三相）： 照明設(shè)備（單相）：總的車間計(jì)算負(fù)荷③鍛壓車間:動(dòng)力設(shè)備（三相）： 照明設(shè)備（單相）：總的車間計(jì)算負(fù)荷④金工車間:動(dòng)力設(shè)備（三相）： 照明設(shè)備（單相）：總的車間計(jì)算負(fù)荷⑤工具車間:動(dòng)力設(shè)備（三相）： 照明設(shè)備（單相）：總的車間計(jì)算負(fù)荷⑥電鍍車間:動(dòng)力設(shè)備（三相）： 照明設(shè)備（單相）：總的車間計(jì)算負(fù)荷⑦熱處理車間:動(dòng)力設(shè)備（三相）： 照明設(shè)備（單相）：總的車間計(jì)算負(fù)荷⑧裝配車間:動(dòng)力設(shè)備（三相）： 照明設(shè)備（單相）：總的車間計(jì)算負(fù)荷⑨機(jī)修車間:動(dòng)力設(shè)備（三相）： 照明設(shè)備（單相）：總的車間計(jì)算負(fù)荷⑩鍋爐房:動(dòng)力設(shè)備（三相）： 照明設(shè)備（單相）：總的車間計(jì)算負(fù)荷⑾宿舍區(qū): 照明設(shè)備（單相）： 全廠變電的計(jì)算負(fù)荷:有功功率: 無功功率: 綜合上述計(jì)算結(jié)果，用表31表示如下： 表31 機(jī)械廠各廠房負(fù)荷計(jì)算表廠房編號(hào)用電單位名稱負(fù)荷性質(zhì)設(shè)備容量/kW需要系數(shù)功率因數(shù)計(jì)算負(fù)荷Pc(kw)Qc(kvar)Sc(kvA)IC(A)1倉庫動(dòng)力721821照明432鑄造車間動(dòng)力320128照明103鍛壓車間動(dòng)力25070照明104金工車間動(dòng)力2406066照明865工具車間動(dòng)力35095照明106電鍍車間動(dòng)力220110照明10（續(xù)表31）廠房編號(hào)用電單位名稱負(fù)荷性質(zhì)設(shè)備容量/kW需要系數(shù)功率因數(shù)計(jì)算負(fù)荷Pc(kw)Qc(kvar)Sc(kvA)IC(A)7熱處理車間動(dòng)力200100106照明868裝配車間動(dòng)力20080照明109機(jī)修車間動(dòng)力15042照明610鍋爐房動(dòng)力16080照明3宿舍區(qū)照明2502000200小結(jié)全廠合計(jì)（取同時(shí)系數(shù)KP=。 電力變壓器功率損耗計(jì)算對于6—10KV的低損耗變壓器，可采用下述估算式進(jìn)行計(jì)算： 無功補(bǔ)償及補(bǔ)償容量確定由表31機(jī)械廠各廠房負(fù)荷計(jì)算表，該廠低壓側(cè)最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)為?？紤]到主變壓器的無功損耗遠(yuǎn)大于有功損耗。三種無功補(bǔ)償裝置的性能見表32。電容器裝設(shè)在總降壓變電所的高壓電容器室內(nèi)，與變電所二次高壓母線相連，利用電壓互感器放電。電容器裝設(shè)在車間低壓配電室或低壓電容器室內(nèi)，與低壓母線并聯(lián)。3) 低壓分散補(bǔ)償。由于集中補(bǔ)償利于維護(hù)和管理，因此本設(shè)計(jì)采用低壓集中補(bǔ)償?shù)姆绞健?無功功率補(bǔ)償容量的計(jì)算無功功率補(bǔ)償容量的計(jì)算式為 —— 對應(yīng)于原來的功率因數(shù)的正切值 —— 需要補(bǔ)償?shù)降墓β室驍?shù)的正切值因此，無功功率補(bǔ)償容量為 216。即 式中為單只電容器的額定容量表32 并聯(lián)電容器的常用型號(hào)及主要技術(shù)數(shù)據(jù)序號(hào)電容器型號(hào)額定電壓（KV）額定容量(Kvar)額定電容（μF）頻率（Hz）相數(shù)14240501