工厂供配电系统设计方案书.docx

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1、工厂供配电系统设计方案书摘要工厂供电系统就是将电力系统的电能降压再分配电能到各个厂房或者车间中去，它由工厂降压变电所，高压配电路线，车间变电所，低压配电路线及用电设备组成。工厂总降压变电所及配电系统设计，是根据各个车间的负荷数量和性质，消费工艺对负荷的要求，以及负荷布局，结合国家供电情况.解决对各部门的安全可靠，经济技术的分配电能问题。其根本内容有以下几方面：进线电压的选择，变配电所位置的电气设计，短路电流的计算及继电保护，电气设备的选择，车间变电所位置和变压器数量、容量的选择，防雷接地装置设计等.第一章却(1)第二章工厂进线电压的选择(2)2.1 电压损耗的条件(2)2.2 机械厂设计根抵资

2、料(2)2.3 工厂常用架空路线裸导线型号及选择(3)2.4 方案初定及经济技术指标的分析(4)第三章变配电所位置的电气设计(7)3.1 变配电所所址选择的普通原那末(7)3.2 结合方案要求设计位置图(7)第四章短路电流的计算及继电保护(8)4.1 短路电流的计算(8)4.2 继电器保护的整定(11)第五章电气设备的选择(12)第六章车间变电所位置和变压器数量、容量的选择(13)第七章防雷(14)7.1 防雷设备(14)7.2 防雷措施(14)第八章接地(15)致谢(16)参考文献(16)附图143第一章绪论工厂供电，即指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂配电.电能是现代工业消费的主要能源和

3、核心动力。电能既易于由其它形式的能量转换而来，又易于转换为其它形式的能量以供应用；电能的输送的分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现消费过程自动化。因此，电能在现代工业消费及整个国民经济生活中应用极为广泛。在企业工厂里，电能虽然是工业消费的主要能源和动力，但是它在产品本钱中所占的比重普通很小(除电化工业外)。电能在工业消费中的重要性，并不在于它在产品本钱中或者投资总额中所占的比重多少，而在于工业消费实现电气化以后可以大大增加产量，进步产品质量，进步劳动消费率，降低消费本钱，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现消费过程自动化。从另一方面来说，假设工厂的电能供应蓦地中断，

4、那末对工业消费可能造成严重的后果。可见，做好工厂供电工作对于开展工业自动化消费，实现工业现代化，具有非常重要的意义。由于能源节约是工厂供电工作的一个重要方面，而能源节约对于国家经济建立具有非常重要的战略意义，因此做好工厂供电工作，对于节约能源、支援国家经济建立，也具有重大的作用。工厂供电工作要很好地为工业消费效劳，实在保证工厂消费和生活用电的需要，并确实做好节能环保工作，就必须到达以下根本要求:(1)安全：在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。(2)可靠：应满足电能用户对供电可靠性的要求。(3) 优质：应满足电能用户对电压和频率等质量的要求(4) 经济：供电系统的投资要少，运

5、行费用要低，并尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗量。此外，在供电工作中，应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，既要照应局部的当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应社会的开展。为了保证工厂供电的正常运转，就必需要有一套完好的保护，监视和测量装置。目前多以采用自动装置，将计算机应用到工厂配电控制系统中去。工厂供电设计的普通原那末按照国家标准GB552-95?供配电系统设计标准？、GB50053-94?IOkV及以下设计标准？、GB50054-95?低压配电设计标准?等的规定，发展工厂供电设计必须遵循以下原那末：(1)遵守规程、执行政策；必须遵守国家的有关规定及标准，执行国家的有关方针政

6、策，包括节约能源，节约有色金属等技术经济政策。(2) 安全可靠、先进合理；应做到保障人身和设备的安全，供电可靠，电能质量合格，技术先进和经合理，采用效率高、能耗低和性能先进的电气产品。(3) 近期为主、考虑开展；应根据工作特点、规模和开展规划，正确处理近期建立与远期开展的关系，做到远近结合，适当考虑扩建的可能性。(4)全局出发、统筹兼顾。按负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件等，合理确定设计方案。工厂供电设计是整个工厂设计中的重要组成局部。工厂供电设计的质量直接影响到工厂的消费及开展。作为从事工厂供电工作的人员，有必要理解和掌握工厂供电设计的有关知识，以便适应设计工作的需要第二章工厂进线

7、电压的选择2.1电压损耗条件导线和电缆在通过正常最大负荷电流即路线计算电流时产生的电压损耗，不应超过其正常运行时允许的电压损耗。即设计路线时，高压配电路线的电压损耗普通不超过路线额定电压的5%o对于输电间隔较长或者负荷电流较大的路线，必须按工厂设计的根抵资料来选择或者校验。电压损耗：电压损耗aUAC%=P(Ro1)+Q(Xo1)/10UN2式中，4UAC%一路线实际的电压损耗；P、Q一干线上总的有功负荷和无功负荷；I路线的长度；Ro、Xo路线单位长度的电阻和电抗；UN路线的额定电压。km.机械厂东北方向6KM处有一地区降压变电所，用一台110/35/1OKV,T25MV.A的变压器作为工厂主电

8、源，允许用35KV或者IOKV的一种电压，以一回架空线向工厂供电。此处正北方向有其他工厂引入WKV电缆作为备用也源，平时不许投入，惟独在该厂的主供电源发生故障或者检修时提供照明及局部重要负荷用电，输送容量不得超过1000KV.Ao35KV侧系统的最大三相短路容量为1000MV.A,最小三相短路容量为500MV.Ao供电部门对功率因数的要求:当以35KV供电时，cos=0.9;当以IoKV供电时，cos=0.950车间7014194701835067703451381050630177车222361241674411305123481574800间194车25117354878961360628

9、42018100间锻工371755920276957145263219019960100车间81128949612951077540010410510630机修车间空压45126685416887213746331251787100锅炉煤气0全1046408165448681113289604379531595总负荷I配电计量点名称设备台数n设备容量nP计算有功功率PiS计算无功功率QjS计算视功功率Sojs计算电流IiS功率因数costan平均有功功率Ppj平均无功功率Qpj有功功率损耗Pb无功功率损耗Qb变压器容量Seb铝绞线(1J)o户外架空路线采用的铝绞线导电性能好，分量轻，对风雨作用

10、的反抗力强，但对化学腐蚀作用的反抗力较差，多用在IOKV及以下路线上，其杆距不超过Ic)(TI25m。钢芯铝绞线(1GJ)O此种导线的外围用铝线，中间线芯用钢线，解决了铝绞线机械强度差的缺点。由于交流点的趋肤效应，电流实际上只从铝线通过，所以钢芯铝绞线的截面积面积是指铝线局部的面积。在机械强度要求较高的场所和35KV及以上的架空路线上多被选用。铜绞线(TJ)。铜绞线导电性能好，对风雨及化学腐蚀作用的反抗力强，但造价高，且密度过大，选用要根据实际需要而定。目前机械厂东北方向6KM处有一地区降压变电所，用一台110/35/1OKV.1*25MV.A的变压器作为工厂主电源，允许用35KV或者IoKV

11、的一种电压，以一回架空线向工厂供电。根据本厂所能获得的电源及本厂用电的实际情况，并适当考虑到工厂消费的开展，按照安全可靠，技术先进，经济合理的要求，综合上述资料发展考虑分析两方案如下：方案一：采用35kv电压供电的特点1、供电电压较高，路线的功率损耗较小，年运行费用较低；2、电压损失小，调压问题容易解决；3、对cos的要求较低，可以减少高功率因数补偿设备的投资；4、需要建立总降压变电所，工厂供电设备便于集中控制管理，易于实现自动化，但要多占一定的土地面积；5、根据运行统计数据，35kv架空路线的故障率比IOkV架空路线的故障率低一半，因此供电可靠性高；6、有利于工厂进一步扩展。方案二：采用IO

12、kV电压供电的特点1、不需投资建立工厂总降压变电所，并少占土地面积；2、工厂内不装设主高压器，可简化接线，便于运行操作；3、减轻维护工作量，减少管理人员；4、供电电压较35kv低，会增加路线的功率损耗和电能损耗，路线的电压损失也会增大；5、要求的cos值高，要增加补偿设备的投资；6、路线的故障率比35kv的高，即供电可靠性不如35kv.方案一：正常运行时以35kv单回路架空路线供电，由邻厂Wkv电缆路线作为备用电源。根据设计根抵资料全厂计算负荷情况，S30=4485kvA,且惟独少数的负荷为二级负荷，大多数为三级负荷，故拟厂内总降压变电所装设一台容量为5000kvA的变压器，型号为SJ11-5

13、000/35型，电压为35/1OkV渣产品样本，其有关技术参数为：P0=6.9kw,Pk=45kw,Uk%=7,IO%=1.1。变压器的功率损耗：有功功率损耗ZXPTZPO+4无功功率损耗QT能QO+QN(S3OSN)2=SNIO%100+UK%100*(S30SN)235kv路线功率等于全厂计算负荷与变压器功率损耗之和.P,30=P30+Q30=Q30+30=S30UN=6125.7*35=101.05A考虑到本厂负荷的增长是逐渐的,为了节约有色金属消耗量，按允许发热条件选择导线截面，而未采用经济电流密度选择导线截面.查有关手册或者产品样本,选择钢芯铝较线1GJ-70,其允许电流为275AI

14、km.35kv路线电压损失为(路线长度1=6km):UAC%=(P30IR0Q301X0)10UN2=426.1/352=0.34%(5%符合要求。查相关设计手册,经过计算,35kv供电的投资费用Z1见表2,年运行费用F1见表3o一车间7014194701835067700.930.393451381050630二车间177222361241674411300.820.68400104105163063312517871000132589447.65000铝绞线(1J)o户外架空路线采用的铝绞线导电性能好，分量轻，对风雨作用的反抗力强，但对化学腐蚀作用的反抗力较差，多用在IOKV及以下路线上，其杆距不超过IO(T125m。钢芯铝绞线(1GJ)O此种