【正文】 償 ................................................................ 12 變配電所選擇的一般原則 ........................................................................ 12 各個車間變電所的位置及全廠供電平面草圖 ............................................ 12 各車間變壓器 臺數(shù)、容量選擇及無功功率補償 ......................................... 17 工廠變電所的電氣設計 ..................................................................................... 27 電氣主接線的意義和重要性 ..................................................................... 27 工廠變電所主接線的設計說明 ................................................................. 28 工廠變電所的主接線選擇 ....................................................................... 28 供電線路的導線選擇 ......................................................................................... 29 工廠常 用架空線路裸導線型號及選擇 ....................................................... 29 供電 10KV 線路的導線選擇 .................................................................. 29 第五章 短路電流計算 .................................................................................................... 37 II 第六章 設備選型 ........................................................................................................... 41 第七章 繼電保護的設計和整定 ...................................................................................... 42 第八章 總結(jié)與展望 ........................................................................................................ 43 致謝 ............................................................................................................................... 44 附錄 ............................................................................................................................... 45 1 第一章 緒論 工廠供配電系統(tǒng)設計的意義 眾所周知，電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和核心動力。電能的輸送的分配既簡單經(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，而且現(xiàn)代社會的信息技術(shù)和其它高新技術(shù)無一不是建立在電能應用的基礎之上的。 在企業(yè)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）。從投資來看，一般機械工廠在供電設備上的投資業(yè)僅占 5%左右。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(chǎn)可能造成嚴重的后果。 可見，做好工廠供電工作對于發(fā)展工業(yè)自動化生產(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，切實保證工廠生產(chǎn)和生活用電的需要， 并確實做好節(jié)能環(huán)保工作，就必須達到以下基本要求： （ 1） 安全： 在電能的供應、分配和使用中，不應發(fā)生人身事故和設備事故。 （ 3） 優(yōu)質(zhì)： 應滿足電能用戶對電壓和頻率等質(zhì)量的要求 （ 4） 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。為了保證工廠供電的正常運轉(zhuǎn)，就必須要有一套完整的保護， 監(jiān)視和測量裝置。 工廠供電設計的一般原則 按照國家標準 GB5005295 《供配電系統(tǒng)設計規(guī)范》、 GB5005394 《 10kv及以下設計規(guī)范》、 GB5005495 《低壓配電設計規(guī)范》等的規(guī)定，進行工廠供電設計必須遵循以下原則： （ 1） 遵守規(guī)程、執(zhí)行政策； 2 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。 （ 3） 近期為主、考慮發(fā)展； 應根據(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。 按負荷性質(zhì)、用電容量、工程特點和地區(qū)供電條件等，合理確定設計方案。工廠供電設計的質(zhì)量直接影響到工廠的生產(chǎn)及發(fā)展。通過本課 題的 設計 ,能 培養(yǎng) 我們 綜合運用所學的理論知識、基本技能和專業(yè)知識分析和解決實際問題的能力 ,培養(yǎng) 我們 獨立獲取新知識、新技術(shù)和新信息的能力 ,使 我們 初步掌握科學研究的基本方法和思路 ,能夠理解 “安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟 ”的設計要求 ,掌握工廠供電系統(tǒng)設計計算和運行維護所必須的基本理論和基本技能。由于破碎機和磨機為大電機所以供電電壓為 6KV，其余車間動力設備均為三相，額定電壓為380V,照明及生活區(qū)的家用電器均為單相電壓，額定電壓為 220V。 供電電源情況 按照工廠與當 地供電部門簽訂的供電協(xié)議規(guī)定，水泥廠的供電可由廠外距離廠 10 公里處的變電所 110/,50MVA 的變壓器供電，供電電壓可以任選。 供電局要求的功率因數(shù) 當 35KV 供電時，要求工廠變電所高壓側(cè) cos ?? ；當 10KV 供電時，要求工廠變電所高壓側(cè) cos ?? 。 4 電費制度 按兩部制電費計算：變壓器安裝容量每 1KVA 為 15 元 /月，動力電費為 元 /KW h。 地質(zhì)水 文 海拔高度為 地層以黏土為主，地下水位為 2m。計算負荷確定的是否正確、合理，直接影響設備選擇的是否合理、經(jīng)濟。由此可見，正確的確定計算負荷意義重大。因此，負荷的計算只能力求接近實際。需要系數(shù)法是各國普遍采用的確定計算負荷的基本方法，簡單方便，較適用于用電設備臺數(shù)較多、各臺容量設備相差不大的情況。因此，該設計選用需要系數(shù)法進行負荷的計算。 ( 1 ) 盡量接近負荷中心，以降低配電系統(tǒng)的電能損耗、電壓損耗和有色金屬消耗量。 ( 3 ) 不應妨礙企業(yè)的發(fā)展，有擴建的可能。 ( 5 ) 設備運輸方便，特別是要考慮電力變壓器和高低壓成套配電裝置的運輸。 ( 7 ) 不宜設在多塵或有腐蝕性氣體的場所，無法遠離時，不應在污染原的下風側(cè)。 ( 9 ) 不應設在有爆炸危險環(huán)境的正上方或正下方，且不宜設在有火災危險環(huán)境的正上方或正下方。 ( 10 ) 不應設在地勢低洼和可能積水的場所。 根據(jù) 以上原則及該廠 地理位置 與各 車間的計算負荷的大小， 考慮 到導線的截面積和電流成正比，采用負荷矩陣法可以得到變電所的位置， 決定設立6 個車間變電所，各自供電范圍如下： 總降壓變電所 專用變電所 變電所 I：煤磨車間、燒車車間、鍋爐房。 變電所 III：生料車間。 矩陣負荷法確定變電所方法如下： 1. 總降壓變電所的確 總降壓變電所負荷平面示意圖如圖 2 所示 13 （1）堆料場（2）（3）（4）生活區(qū)負荷中心（5）（6）圖表 2 工廠負荷平面示意圖 依據(jù)工廠的總平面圖可以設 5 個負荷 1P 、 2P 、 3P 、 4P 、 5P （均表示有功計算負荷），分布如圖 3 所示，它們在直角系中的坐標分別為。現(xiàn)假設總負荷12P = K P K P + Pi ?? ? ?? （ ）的負荷中心位于坐標 P (x,y)? 處，這里 K? 為同時系數(shù)，視最大負荷不同時出現(xiàn)的情況選取，一般選取 ~1，這里選取 ，因此仿照重力學求重心力矩可得 ? ?? ?iixiiyP PxP P y? ?? ???? ???? ，步驟如下： 15 （1）（2 ）（89， 86）（339 ，5 6） 12P = K P K P + Pi ?? ? ?? （ ）= ( 3276 2240) 4964? ? ? ? ? ? ?3 2 7 6 8 9 2 0 1 6 3 3 9 9 7 4 9 8 8iixP P x? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?3 2 7 6 8 6 2 0 1 6 5 6 3 9 4 6 3 2iiyP P y? ? ? ? ? ?? ? 所以總降壓變電所負荷中心為 ：? ?? ?974988 196P 4 9 6 4394632 80P 4 9 6 4iiiiPxxPyy?? ? ??? ??? ? ? ?????? 3. 變電所 I 的的確定 變電所 I 的負荷平面分布示意圖如圖 16 堆料場（1）（3）（2） 圖表 4 變電所 I的負荷平面示意圖 依據(jù)工廠的總平面圖可以設 3 個負荷 1P 、 2P 、 3P（均表示有功計算負荷），分布如圖 3 所示，它們在直角系中的坐標分別為。 5. 全廠供電平面圖 全廠負荷平面圖如圖所示 生料車間煤磨車間燒成車間水泥車間堆料場生活區(qū)鍋爐房總降壓變電所變電所I變電所II變電所III變電所IV控制屏、配電屏高壓電源進線高壓配電線低壓配電線ABCDEFAB專用變電所CDEF 各車間變壓器臺數(shù)、容量選擇及無功功率補償 1. 變電所 I 變壓器臺數(shù)及容量選擇 ( 1 ) 變電所 I 的供電負荷統(tǒng)計 同時系數(shù)?。?0 .9 , 0 .9 5pqKK???? 30 3 0 3 030P = ( P P P ) 0 .9 ( 3 1 5 1 4 2 2 8 ) 4 3 6 .5 pK KW? ? ? ? ? ? ??? 燒 鍋煤 30 3 0 3 030= ( Q ) 0 .9 5 ( 1 6 1 1 4 2 2 1 ) 3 0 8 v a rqQ K Q Q K? ? ? ? ? ? ??? 燒 鍋煤 2 2 2 23 0 3 0 3 0 4 3 6 . 5 3 0 8 5 3 4 S P Q KV A? ? ? ? ??? 18 3030NS 534I = = = 8 1 0 A1 . 7 3 2 0 . 3 83U ? 30304 3 6 .5c o s 0 .8 2534PS? ? ? ?? ( 2 ) 變電所 I 的無功功率補償（高壓側(cè)提高到 以上 ，計算時取 ） 無功補償裝置的容量為 ： 39。3 0 3 0 3 0 (t a n t a n )4 3 6 .5 (t a n a rc c o s 0 .8 2 t a n a rc c o s 0 .9 2 )4 3 6 .5 ( 0 .7 0 .4 3 )1 1 8 K v a rcQ Q Q P ??? ? ? ?? ? ?? ? ?? 補償后視功率 ： 2 2 2 23 0 3 0( ) 4 3 6 . 5 1 9 0 4 7 6 IcS P Q Q KV A? ? ? ? ? ??? ( 3 ) 變電所 I 的變壓器選擇 為了保證供電的可靠性，選用兩臺變壓器（每臺可供車間負荷的 70%） I 333 N T IS S KVA?? 選擇變壓器型號為 SL7 系列 SL7400/10，額定容量為 400KVA,數(shù)量為 2 臺。30 11 4 7 6 2 3 8 K V A22ISS? ? ? ? 22300 39。 1 . 9 4 2 3 8( ) ( ) 1 3 . 3 K v a r1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 4 0 0kT N N N NNI U SQ S S S SS? ? ? ? ? ? 也可用簡化經(jīng)驗公式 ： 39。 30. 06 0. 06 23 8 14 .2 8 v a rTQ S K? ? ? ? ? 19 變電所 高壓側(cè)負荷為 39。 I 30 C T( Q Q ) + 2 Q = ( 3 0 8 1 1 8