【正文】 式的能量以供應(yīng)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。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。 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。 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。 (4)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 (5)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。2 / 51 設(shè)計原則按照國家標準GB5005295《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》、GB5005992《35～110kV變電所設(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，進行工廠供電設(shè)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。近期為主、考慮發(fā)展應(yīng)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(shè)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。工廠供電設(shè)計是整個工廠設(shè)計中的重要組成部分。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。解決對各部門的安全可靠，經(jīng)濟的分配電能問題。負荷計算 全廠總降壓變電所的負荷計算，是在車間負荷計算的基礎(chǔ)上進行的。列出負荷計算表、顯示計算結(jié)果。對它的基本要求，即要安全可靠又要靈活經(jīng)濟，安裝容易維修方便。由手冊或產(chǎn)品樣本選用所需無功功率補償柜的規(guī)格和數(shù)量。短路電流計算 工廠用電，通常為國家電網(wǎng)的末端負荷，其容量運行小于電網(wǎng)容量，皆可按無限大容量系統(tǒng)供電進行短路計算。高、低壓設(shè)備選擇及校驗 參照短路電流計算數(shù)據(jù)和各回路計算負荷以及對應(yīng)的額定值，選擇高、低壓配電設(shè)備，如隔離開關(guān)、斷路器、母線、電纜、絕緣子、避雷器、互感器、開關(guān)柜等設(shè)備。導(dǎo)線、電纜的選擇 為了保證供電系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟地運行，進行導(dǎo)線和電纜截面選擇。并對保護裝置做出整定計算。防雷與接地參考本地區(qū)氣象及地質(zhì)資料，設(shè)計防雷接地裝置，繪制防雷接地平面圖4 / 515 / 51第 2 章 負荷計算、無功補償及變壓器選型 負荷計算 負荷計算的意義“計算電荷”是按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)體和電器設(shè)備時所使用的一個假象負荷，其物理量意義是按這個計算負荷持續(xù)運行所產(chǎn)生的熱效應(yīng)，與按實際變動負荷長期與運行所產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)相等。實際情況表明，一般導(dǎo)體要達到最穩(wěn)定溫升需負荷曲線上求得的半小時最大負荷(年最大負荷) 續(xù)半小時最大負荷，用符號 、 、 、 表示，并用 和 、 和30Q30SIjsPjsSI分別表示有功、無功、視在和電流計算負荷。負荷計算的內(nèi)容包括:(l)求尖峰電流，用于計算電壓波動、電壓損失、選熔斷器和保護元件等。 負荷計算的方法常用的負荷計算方法有需用系數(shù)法、二項式法、利用系數(shù)法、ABC法、單位產(chǎn)品耗電量法和面積功率法等。在本設(shè)計中我多采用的是需用系數(shù)法來確定計算負荷。因sPpKq而在實際應(yīng)用中被廣泛采用。需用系數(shù)法的計算，現(xiàn)在己普遍應(yīng)用于供配電設(shè)計中，其缺點是它未考慮到用電設(shè)備中少數(shù)容量特大的設(shè)備對計算負荷的影響。這種場合用需用系數(shù)法來計算負荷所得值往往偏小。 負荷計算的步驟(1) 用電設(shè)備的計算負荷。求低壓各用電設(shè)備組的計算負荷總和乘以同時系數(shù)即為該車間變壓器低壓側(cè)計算負荷。計算車間變壓器的功率損耗，變壓器低壓側(cè)計算負荷加該變壓器有功、無功損耗即得變壓器高壓側(cè)計算負荷 該值可用于選擇車間變電所高壓側(cè)進線導(dǎo)線側(cè)面。(5) 總降壓變電所低壓側(cè)計算負荷。bP?Q(7) 全廠計算負荷。7 / 51圖 21 電力負荷計算示意圖 負荷計算基本公式和舉例（1）設(shè)備組的負荷計算公式 （21）30()()FdNPKW??? （22）(f)30()varfQtg? （23）2230()()30())FFSVA??（2）車間變電所的負荷計算公式 （24）i 30()30()KWpdEPP??? （25）i 30(D)30()Q=varqE （26）2230()30()30())DSPVA????以上公式中 用電氣設(shè)備組的設(shè)備額定功率；NP? 需要系數(shù)；dk 用電設(shè)備的功率因數(shù)角的正切值；tg? ， 有功、無功同時系數(shù)，pK?q。一對配電qK?p。表 21 所有變電所負荷計算表計 算 負 荷序號車間或用電單位名稱設(shè)備容量（千瓦）需用系數(shù)Kd功率因數(shù)COS248。有功P30（千瓦）無功Q30（千乏）視在S30（千伏安）（1）No 1 變電所1 薄膜車間2 原料庫3 生活間4 成品庫（一）5 成品庫（二）6 包裝材料庫7 小計（2）No 2變電所1 單絲車間2 水泵房及其附屬設(shè)備3 小計（3）No 3變電所1 注塑車間2 管材車間3 小計（4）No 4變電所1 備料復(fù)制從車間2 生活間3 浴室4 鍛工車間5 原料、生活間6 倉庫7 機修模具車間8 熱處理車間9 鉚焊車間10 小計（5）No 5變電所1 鍋爐房2 實驗室3 輔助材料房4 油泵房5 加油站6 辦公樓、招待所、食堂7 小結(jié)8 全廠合計10 / 519 乘以參差系數(shù)全廠合計（K P=,KQ=）說明：上表系根據(jù)各車間配電系統(tǒng)設(shè)計后所提供的資料。 變壓器的選擇所謂變壓器是變電所中最重要的一項設(shè)備，有升壓變壓器和降壓變壓器，通常工礦企業(yè)使用的變壓器均是降壓三相變壓器。鋁繞組變壓器采用較廣泛，可它的過載能力較低。本設(shè)計中所采用的變壓器為降壓器中的 10KV 級 SL7 系列三相油浸自冷式鋁線電力變壓器，這一系列產(chǎn)品采用優(yōu)質(zhì)晶粒取向冷扎硅鋼片，45 度全斜結(jié)縫，天沖孔，鋼帶綁扎，片狀散熱器，繞組采用縮醛漆包線等。本設(shè)計中由于各車間變壓器臺數(shù)己定，只需進行容量的選擇。(2)裝有兩臺變壓器的變電所每臺變壓器的容量應(yīng)滿足以下兩個條件。?②任一臺變壓器工作時，應(yīng)滿足全部一、二級負荷 的需要，即30。(3)車間變電所變壓器的容量上限11 / 51單臺變壓器不宜大于 1000KVA，并行運行的變壓器容量比不應(yīng)超過 3:1。②各臺變壓器短路電壓百分比不應(yīng)超過 10%，否則阻抗電壓小的變壓器可能過載。以 變電所變壓器的選擇為例，所以其容量為 400KVA 的 SL7400/10 的變壓器一臺，同理，求出其它變電所變壓器的容量。因此就要引起有功功率和無功功率的損耗，這部分功率損在確定全廠的計算負荷時應(yīng)把這部分功率損12 / 51耗加進去。由 SL71000/10 可得：空載損耗： ??短路損耗： 6e短路電壓百分比： %空載電流百分比： 2I?變壓器的有功損耗為 ?47/.eS??變壓器的無功損耗： %% eIUQSSKW????????????????????其余變電所計算方法如同 ，將計算結(jié)果列于表 24：表 24 各變電所功率損耗參數(shù)1 2 3 4 5302P302QS30P30QS13 / 5130I 無功功率補償供電系統(tǒng)未采用無功補償措施之前的功率因數(shù)稱為自然功率因數(shù)。在工廠生產(chǎn)供電系統(tǒng)中，由于絕大多數(shù)用電設(shè)備均屬于感性負載，如電動機、電焊機等，這些用電設(shè)備在運行時除了從供電系統(tǒng)用有用功率P外，還取用相當數(shù)量的無功功率Q。本設(shè)計中的功率因數(shù)為: （27） ????因此需要進行功率補償提高功率因數(shù)。 提高功率因數(shù)的方法(1)采用電力電容進行無功補償。(3)采用同步調(diào)相機進行無功補償。(5)降低輕載感應(yīng)電機的定子繞組電壓。14 / 51本設(shè)計中采用的是電力電容進行無功補償，它是目前最行之有效且應(yīng)用最廣的無功補償?shù)拇胧?，它主要用于頻率為50Hz的電網(wǎng)中提供功率因數(shù)，作為產(chǎn)生無功功率的電源。(2)分組補償將電容器組分別裝設(shè)在功率因數(shù)較低的車間或變電所高壓或低壓母線上，這種補償具有與集中補償相同的優(yōu)點，但補償?shù)娜萘亢头秶鄬^小，可補償效果較明顯。它即提高用電設(shè)備供電線路的功率因數(shù)，又改善用電設(shè)備的電壓質(zhì)量。本設(shè)計中采用集中補償。15 / 51 全廠計算負荷 30439。 .???2 KVA???3048613.()SI AV???? 第 3 章 全廠總供電系統(tǒng)設(shè)計16 / 51根據(jù)本廠與供電部分所簽定的供用電協(xié)議，供電電壓為從供電部門某110/10KV變電所用10KV架空線路向本廠供電，工作電源僅采用10KV電壓一種。 總配電所的主接線設(shè)計的原則和意義根據(jù)與供電部門的協(xié)議，決定廠內(nèi)設(shè)高壓配電所，配電所得主接線也稱一次接線。電氣主接線對電氣設(shè)備的選擇，配電所的布置，運行的可靠性和靈活性，操作和檢修的安全以及今后的擴建，對電力工程建設(shè)和運行的經(jīng)濟節(jié)約等，都有很大的影響。設(shè)計應(yīng)符合有關(guān)國家標準和技術(shù)規(guī)范的要求，能充分保證人身安全和設(shè)備的安全。應(yīng)滿足電力負荷特別是其中一、二級負荷對供電可靠性的要求。應(yīng)能適應(yīng)必要的各種運行方式，便于切換操作和檢修，且適應(yīng)負荷的發(fā)展。力求要使主接線結(jié)構(gòu)簡單，投資少，運行費用低。(2)雙母線連線在單母線連線的基礎(chǔ)上，設(shè)備備用母線，就成為雙母線?？赏顿Y大，開關(guān)電器多，配電裝置復(fù)雜，占地面積大，不適合一般配電所。(4)線路一變壓器組單元接線當單回路單臺變壓器供電時，宜采用此進線，所有的電氣設(shè)備少，配電裝置簡單，節(jié)約建設(shè)投資。該種接線的主要特點如下:(l)總配電所不裝主變壓器，無變壓器損耗，簡化接線，減低了成本及運行費用。(2)總配電所進線裝置短路保護控制，切換操作十分方便靈活，而且可配以繼電器保護和自動裝置，使供電可靠性大大提高。(4)為了與供電部門經(jīng)濟費用明確，在電源進線總開關(guān)(高壓短路器)柜臺，裝置一臺CFC15Z19型高壓計量柜，其中的電壓互感器和電流互感器只用來連接計費電度表。(6)為了便于測量、監(jiān)視、保護和控制主電路設(shè)備，母線上接有電壓互感器，進(出)線上均串有電流互感器。(8)由于高壓配電線路都是由高壓母線來電，因此，其出線側(cè)母線上加裝真空斷路器，以保證出線的安全檢查。18 / 51第 4 章 短路電流計算 短路電流計算的意義和方法 短路電流計算的目的是為了正確選擇和校驗電氣設(shè)備，以及進行繼電保護裝置的整定計算。在計算電路圖上，將短路計算所考慮的各元件的額定參數(shù)都表示出來，并將各元件依次編號，然后確定短路計算點。接著，按所選擇的短路計算點繪出等效電路圖，并計算電路中各主要元件的阻抗。對于工廠供電系統(tǒng)來說，由于將電力系統(tǒng)當作無限大容量電源，而且短路電路也比較簡單，因此一般只需采用阻抗串、并聯(lián)的方法即可將電路化簡，求出其等效總阻抗。 短路電流計算的方法，常用的有歐姆法（有稱有名單位制法）和標幺制法（又稱相對單位制法），工程上常用標幺制法。得OCS=100/1400=*21?（2）電力線路的電抗標幺值根據(jù)計算電流，初選架空線進線為LGJ35， =**220*43 ???USLXd（3）總降壓變電所變壓器的電抗標幺值 *710%*65NdkS（4）1車間變電所變壓器的電抗標幺值 *.10*7 ??NdkSUX其余各車間變計算方法相同，故在這不做列舉。所以車間變電所K11點的短路電流和容量均等于總降壓變電所低壓側(cè)K2點的短路電流和容量。（1）總電抗標幺值 ???????? *73*1*)21( XXk（2）三相短路電流周期分量有效值 *)2()3(1???21 / 51（3）其他三相短路電流=)3(21)()(???KII?=*=)3(shi=*=)(sI（4）三相短路容量=100/=*)21()3(21????kdKXS，故不再列出。 短路計算表表 41 總變的短路計算電流及容量三相短路電流/KA 三相短路容量/MVA短路計算點 IK)3()3(?I)3(?I)3(shi)3(shI)3(KSK1最小運行方式 K2K1最大運行方式 K2表 42 各車間變電所短路計算表三相短路電流/KA 三相短路容量/MVA短路計算點 IK)3()3(?I)3(?I)3(shi)3(shI)3(KS22 / 51K11最小運行方式 K12K11最大運行方式 K12K21最小運行方式 K22K21最大運行方式 K22K31最小運行方式 K32K31最大運行方式 K32K41最小運行方式 K42K41