机械厂供配电系统的设计

机械厂供配电系统的设计内容摘要：

用电设备组的总容量，其计算方法如前需要系数法所述； xcP 表示用电设备组中 x台容量最大的设备投入运行时增加的附加负荷，其中 xP 是 x 台最大容量的设备总容量， 为二项式系数。 由于二项式法不仅考虑了用电设备组最大负荷时的平均负荷，而且考虑了少数容量最大设备投入运行时对总计算负荷的额外影响，所以二项式法比较适合确定设备台数较少而容量差别较大的低压干线和分支 线的计算负荷。 负荷计算的目的、意义及原则 供电系统要能安全可靠地正常运行，其中各个元件（包括电力变压器、开关设备及导线、电缆等）都必须选择得当，除了满 足工作电压和频率的要求外，最重要的就是要满足负荷电流的要求。 因此 有必要对供电系统中各个环节的电力负荷进行统计计算。 计算负荷是供电设计计算的基本依据。 计算负荷确定的是否正确合理，直接影响到电器和导线电缆的选择是否经济合理。 如果计算负荷确定的过大，将使电器和导线电缆选的过大，造成投资和有色金属的浪费。 如果计算负荷确定的过小，又将使电器和导线 电缆处于过负荷下运行，增加电能 损耗，产生过热，导致绝缘过早老化甚至燃烧引起火灾，同样会造成 损失。 由此可见，正确确定计算负荷意义重大。 在工厂里，除了广泛应用的三项设备外，还应用电焊机、电炉、电灯等各种单向设备。 单向设备接在三项设备中，应尽可能均衡分配，使三相负荷尽可 10 能均衡。 如果三相线路中单向设备的总容量不超过三相设备总容量的 15%，则不论单相设备如何分配，单相设备可与三相设备综合按三相负荷平衡计算。 如果单相设备容量不超过三相设备容量的 15%时，则应将单相设备容量换算为等效三相设备容量，再与三相设备容量相 加。 计算负荷又称需要负荷或最大负荷。 计算负荷是一个假想的持续性的负荷，其热效应与同一时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。 在配电设计中，通常采用 30 分钟的最大平均负荷作为按发热条件选择电器或导体的依据。 全厂负荷计算表及方法 负荷计算的方法有需要系数法、二项式等几种。 本设计采用需要系数法确定 ，在计算时，需要系数宜适当取大，在 Kd 适当取大的同时， cos 也宜适当取大。 因此，在本设计中二者取所给范围的最大值。 主要计算公式有： 有功功率： 30P PeKd 无功功率 : 30 30 tanQP 视在功率 : 30 30 cosSP  计算电流 : 30 30 /3nI S U 机械厂负荷计算表 序号 用电名称 负荷性质 设备容量KW 需要系数 Kd 功率因数cos tan 计算负荷 30P /kW 30Q /kvar 30S /kV A 30I /A 1 铸造车间 动力 300 ~ ~ 92 照明 5 ~ 0 0 总计 305 2 锻压车间 动力 350 ~ ~ 90 照明 8 ~ 0 0 总计 358 216 3 金工车间 动力 400 ~ ~ 72 照明 10 ~ 0 0 总计 410 174 4 工具车动力 360 ~ ~ 80 照 7 ~ 0 0 11 间 明 总计 367 5 电镀车间 动力 250 ~ ~ 192 144 照明 5 ~ 0 0 总计 255 144 6 热处理车间 动力 150 ~ ~ 108 81 照明 5 ~ 0 0 总计 155 81 7 装配车间 动力 180 ~ ~ 48 照明 6 ~ 0 0 总计 186 109 8 机修车间 动力 160 ~ ~ 39 照明 4 ~ 0 0 总计 164 9 锅炉房 动力 50 ~ ~ 48 照明 1 ~ 0 0 总计 51 106 10 仓库 动力 20 ~ ~ 照明 1 ~ 0 0 总计 21 11 宿舍 350 ~ 0 160 总计（ 380V侧） 动力 2410 977 照 52 12 明 计入 Kep= Keq= 710 1717 无功功率补偿 由上表可知，该厂 380V 侧最大负荷时的功率因数是 ，而供电部门要求该厂 10kv 进线侧最大负荷时因数不应低于 大于有功损耗，因此 380V 侧最大负荷时因数应稍大于 ，暂取 来计算380V 侧所需 无功功率补偿容量： 39。 30 ( ta n ta n ) 8 7 9 . 3 ( ta n a r c c o s 0 . 7 8 ta n a r c c o s 0 . 9 2 ) v a r 3 3 1 v a rcQ P k k      选并联电容器为 ，共 7 个，总共容量 50 var 7 350 varkk。 因此无功补偿后工厂 380V 侧和 10KV 侧的负荷计算如下表所示： 电力负荷计算表 项目 cos 计算负荷 30P /kW 30Q /kvar 30S /kV A 30I /A 380V 侧补偿前负荷 710 1717 380V 侧无功补偿容量 350 380V 侧补偿后负荷 360 主变压器功率损耗 30(2)S = 30(2)S = 10kV 侧负 荷 57 无功补偿的主要作用 ： 无功补偿的主要作用就是提高功率因数以减少设备容量和功率 损 耗 、稳定电压和提高供电质量，在长距离输电中提高系统输电稳定性和输电能力以及平衡三相负载的有功和无功功率。 安装并联电容器进行无功补偿，可限制无功补偿在电网中传输，相应减小了线路的电压损耗，提高了配电网的电压质量。 无功补偿应根据分级就地和便于调整电压的原则进行配置。 集中补偿与分散补偿相结合，以分散 补偿为主；高压补偿与低压补偿相结合，以低压补偿为主；调压与降压相结合；并且与配电网建设改造工程同步规划、设计 、施工、同步投运。 无功补偿的主要作用具体体现在：① 提高电压质量；② 降低电能损耗；③ 提高发供电设备运行效率；④减少用户电费支出。 无功功率补偿装置 ：一般用并联电容器的方法来进行功率补偿 第 三 章 变电所位置和形式的选择 变电所位置选择的一般原则： 13 （ 1） 接近负荷中心，以降低配电系统的电能损耗、电压损耗和有色金属消耗量； （ 2） 进出线方便，特别是要便于架空进出线； （ 3） 接近电源侧，特别是工厂的总降压变电所和高压配电所； （ 4） 设备运输方便，特别是要 考虑电力变压器和高低压成套配电装置的运输； （ 5） 不应设在有剧烈振动或高温的场所，无法避开时，应有防震和隔热的措施； （ 6） 不宜设在多尘或有腐蚀性气体的场所，无法远离时，不应设在污染源的下风侧； （ 7） 不应设在厕所、浴室或其他经常积水场所的正下方，且不宜与上述场所相贴邻； （ 8） 不应设在有爆炸危险环境的正上方或正下方，且不宜设在有火灾危险环境的正上方或正下方，当与有爆炸或火灾危险环境的建筑物毗连时，应符合现行国家标准 GB50058— 1992《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范 》的规定； （ 9） 不应设在地势低洼和可能积水的场所。 变电所的类型 变电所按其主变压器的安装位置来分，有下列类型： （ 1） 车间附设变电所 （ 2） 车间内变电所 （ 3） 露天（或半露天）变电所 （ 4） 独立变电所 （ 5） 杆上变电台 （ 6） 地下变电所 （ 7） 楼上变电所 （ 8） 成套变电所 （ 9） 移动式变电所 变电所位置及类型的选择 我们的工厂是 10kv 以下， 变电所的位置应尽量接近工厂的负荷中心，工厂的负荷中心按负荷功率矩法来确定。 在工厂的平面图下侧和左侧，分别作一条直角坐标的 x 轴和 y 轴，然后测出各车间和宿舍区负荷点的坐标位置，设定 pp p3„„ p10 分别代表厂房 3„„ 10 号的功率， p11 为生活区的负荷中心，而工厂的负荷中心的力矩方程，可得负荷中心的坐标： 1 1 2 2 1 1 1 11 2 1 1()iiiPxP x P x P xx P P P P  1 1 2 2 1 1 1 11 2 1 1()iiiPyP y P y P yy P P P P  把各车间的坐标带入上式，得到 x=， y=。 由计算结果可知，工厂的负荷中心在 5号厂房的东南角。 考虑到周围环境和进出线方便，决定在 5号厂房的东侧靠近 厂房建造工厂变电所，器型为附设式。 14 第 四 章 变电所主要变压器的台数与容量、类型的选择 变电所主变压器台数 的选择 选择主变压器台数时应考虑下列原则： （ 1） 应满足用电负荷对供电可靠性的要求。 对供有大量一、二级负荷的变电所，应采用两台变。