工廠供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)說明

1、杭州電子科技大學(xué)電氣工程課程設(shè)計(jì)報(bào)告題 目 工廠供配電的系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué) 院信息工程學(xué)院專 業(yè)電氣工程及其自動化姓 名魏佳健班 級一班學(xué) 號15907222指導(dǎo)教師高慧敏工廠供電題目五設(shè)計(jì)依據(jù)如下：（1）工廠總平面圖如圖1.1所示。（2）工廠負(fù)荷情況：本廠多數(shù)車間為三班制，年最大負(fù)荷利用小時數(shù)4600h,日最大負(fù)荷持續(xù)時間為6h。該廠處鑄造車間、電鍍車間和鍋爐房屬二級負(fù)荷外，其余均屬三級負(fù)荷。全廠的負(fù)荷表見表1.1。（3）供電電源情況：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的公用電源干線取得電源。該干線走向參看工廠總平面圖。為滿足工廠二級負(fù)荷的要求，可采用高壓聯(lián)絡(luò)線由鄰

2、近的單位取得備用電源。已知與本廠高壓側(cè)有電氣聯(lián)系的架空線路總長度為80km,電纜線路總長度為25km。（4）氣象資料：本廠所在地區(qū)的年最高氣溫為38，年平均氣溫為23，年最低氣溫為-8，年最熱月平均最高氣溫為33，最熱月平均氣溫為26，年最熱月地下0.8m處平均溫度為25.當(dāng)?shù)刂鲗?dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|北風(fēng)，年雷暴日數(shù)為20天。（5）地質(zhì)水文資料：本廠所在地區(qū)平均海拔500m,地層以砂粘土為主，地下水位2m.。（6）電費(fèi)制度：本廠與當(dāng)?shù)毓╇姴块T達(dá)成協(xié)議，在工廠變電所高壓側(cè)計(jì)量電能，設(shè)專用計(jì)量柜，按兩部電費(fèi)制交納電費(fèi)。每月基本電費(fèi)按主變?nèi)萘坑?jì)為18元/(kVA),動力電費(fèi)為0.20元/(kw.h)，照明電費(fèi)為

3、0.50元/(kw.h)。工廠最大負(fù)荷時的功率因數(shù)不得低于0.90。此外，電力用戶按新裝變壓器容量計(jì)算，一次性向供電部門交納供電貼費(fèi)：6 10kV為800元/(kVA)。1. 任務(wù)（1）計(jì)算電力負(fù)荷和無功功率補(bǔ)償；（2）選擇本變電所主變的臺數(shù)、容量和類型；（3）設(shè)計(jì)本變電所的電氣主接線；（4）進(jìn)行必要的短路電流計(jì)算；（5）選擇和校驗(yàn)變電所一次設(shè)備及進(jìn)出線；圖1.1 工廠總平面圖表1.1全廠負(fù)荷表廠房編號廠房名稱負(fù)荷類別設(shè)備容量/Kw需要系數(shù)功率因數(shù)1鑄造車間動力3000.30.70照明60.81.02鍛壓車間動力3500.30.65照明80.71.07金工車間動力4000.20.65照明100

4、.81.06工具車間動力3600.30.60照明70.91.04電鍍車間動力2500.50.8照明50.81.03熱處理車間動力1500.60.80照明50.81.09裝配車間動力1800.30.70照明60.81.010機(jī)修車間動力1600.20.65照明40.81.08鍋爐房動力500.70.80照明10.81.05倉庫動力200.40.8照明10.81.0生活區(qū)照明3500.70.9 1. 電力負(fù)荷和無功功率補(bǔ)償電力負(fù)荷計(jì)算單組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算公式a)有功計(jì)算負(fù)荷（單位為KW） = ， 為系數(shù)b)無功計(jì)算負(fù)荷（單位為kvar）= tanc)視在計(jì)算負(fù)荷（單位為kvA）=d)計(jì)算電流

5、（單位為A） =, 為用電設(shè)備的額定電壓（單位為KV）多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算公式a)有功計(jì)算負(fù)荷（單位為KW）=式中是所有設(shè)備組有功計(jì)算負(fù)荷之和，是有功負(fù)荷同時系數(shù)，可取0.850.95b)無功計(jì)算負(fù)荷（單位為kvar）=，是所有設(shè)備無功之和；是無功負(fù)荷同時系數(shù)，可取0.90.97c)視在計(jì)算負(fù)荷（單位為kvA） =d)計(jì)算電流（單位為A） =經(jīng)過計(jì)算，得到各廠房和生活區(qū)的負(fù)荷計(jì)算表，如表1.1所示（額定電壓取380V）編號名稱類別設(shè)備容量/kW需要系數(shù)costan計(jì)算負(fù)荷/kW/kvar/kVA/A1鑄造車間動力300030.71.029091.8128.6195.4照明6081004.

6、804.87.3小計(jì)30694.891.8133.4202.72鍛壓車間動力350030.651.17105122.9161.5245.4照明80.71005.60 5.68.5小計(jì)358110.6122.9167.1253.93熱處理車間動力1500.60.80.759067.5112.5170.9照明50.81004046.1小計(jì)1559467.5116.5 1774電鍍車間動力2500.50.80.7512593.8156.3237.4照明50.81004046.1小計(jì)25512993.8159.3243.55倉庫動力2004080.75861015.2照明1081000.800.81.

7、2小計(jì)218.8610.816.46工具 車間動力3600.30.61.33108144180273.5照明70.91006.306.39.6小計(jì)367114.3144186.3283.17金工車間動力4000.20.651.178093.6123.1187照明100.810080812.2小計(jì)4108893.6131.1199.28鍋爐車間動力500.70.80.753526.343.866.5照明10810080812.2小計(jì)514326.351.878.79裝配車間動力1800.30.71.025455.177.1117.2照明6081004.804.87.3小計(jì)18658.855.18

8、1.9124.510機(jī)修動力1600.20.651.173237.449.274.8照明4081003.203.24.9小計(jì)16435.237.452.479.711生活區(qū)照明3500.70.90.48245117.6272.2413.6總計(jì)（380V側(cè)）動力22201021.5856照明403計(jì)入=0.85, =0.90.75868.3770.41160.81763.7表1.1各廠房和生活區(qū)的負(fù)荷計(jì)算表無功功率補(bǔ)償:無功功率的人工補(bǔ)償裝置：主要有同步補(bǔ)償機(jī)和并聯(lián)電抗器兩種。由于并聯(lián)電抗器具有安裝簡單、運(yùn)行維護(hù)方便、有功損耗小以及組裝靈活、擴(kuò)容方便等優(yōu)點(diǎn)，因此并聯(lián)電抗器在供電系統(tǒng)中應(yīng)用最為普遍

9、。由表1.1可知，該廠380V側(cè)最大負(fù)荷時的功率因數(shù)只有0.75。而供電部門要求該廠10KV進(jìn)線側(cè)最大負(fù)荷時功率因數(shù)不低于0.9?？紤]到主變壓器的無功損耗元大于有功損耗，因此380V側(cè)最大負(fù)荷時功率因數(shù)應(yīng)稍大于0.9，暫取0.92來計(jì)算380V側(cè)所需無功功率補(bǔ)償容量：=(tan - tan)=868.3tan(arccos0.75) - tan(arccos0.92) = 395.0kvar=-*0.05=770.4-770.4*0.05=731.88kvar參照圖2，選PGJ1型低壓自動補(bǔ)償評屏，并聯(lián)電容器為BWF10.5_100_1型，采用其方案1（主屏）1臺與方案3（輔屏）4臺相結(jié)合，總

10、共容量為100kvar5=500kvar。補(bǔ)償前后，變壓器低壓側(cè)的有功計(jì)算負(fù)荷基本不變，而無功計(jì)算負(fù)荷=（731.88-500）kvar=231.88kvar，視在功率=898.7kVA，計(jì)算電流=1365.5A,功率因數(shù)提高為cos=0.967。在無功補(bǔ)償前，該變電所主變壓器T的容量為應(yīng)選為1250kVA,才能滿足負(fù)荷用電的需要；而采取無功補(bǔ)償后，主變壓器T的容量選為1000kVA的就足夠了。同時由于計(jì)算電流的減少，使補(bǔ)償點(diǎn)在供電系統(tǒng)中各元件上的功率損耗也相應(yīng)減小，因此無功補(bǔ)償?shù)慕?jīng)濟(jì)效益十分可觀。因此無功補(bǔ)償后工廠380V側(cè)和10kV側(cè)的負(fù)荷計(jì)算如表1.2所示。 圖2 PGJ1型低壓無功功率

11、自動補(bǔ)償屏的接線方案表1.2無功補(bǔ)償后工廠的計(jì)算負(fù)荷項(xiàng)目cos計(jì)算負(fù)荷/KW/kvar/kVA/A380V側(cè)補(bǔ)償前負(fù)荷0.75868.3770.41160.81763.7380V側(cè)無功補(bǔ)償容量-500380V側(cè)補(bǔ)償后負(fù)荷0.967868.3270.4898.71365.5主變壓器功率損耗0.01=11.60.05=58.0410KV側(cè)負(fù)荷計(jì)算0.92879.9328.44939.214272.變電所主變壓器及主接線方案的選擇變電所主變壓器的選擇根據(jù)工廠的負(fù)荷性質(zhì)和電源情況，工廠變電所的主變壓器考慮有下列兩種可供選擇的方案：a)裝設(shè)一臺變壓器型號為S9型，而容量根據(jù)式，為主變壓器容量，為總的計(jì)算

12、負(fù)荷。選=1000 KVA>=900KVA，即選一臺S9-1000/10型低損耗配電變壓器。至于工廠二級負(fù)荷所需的備用電源，考慮由鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來承擔(dān)。b)裝設(shè)兩臺變壓器型號為S9型，即：900 KVA=（540630）KVA而且 Snt>=（1+2）=（158+191.5+74）KVA=423.5KVA因此選兩臺S9-630/10型低損耗配電變壓器。工廠二級負(fù)荷所需的備用電源，考慮由鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來承擔(dān)。主變壓器的聯(lián)結(jié)組均為Yyn0 。變電所主接線方案的選擇 按上面考慮的兩種主變壓器方案可設(shè)計(jì)下列兩種主接線方案：1.裝設(shè)一臺主變壓器的主接線方案Y0Y0S9-1000GG-1A(F)-0710/0.4kV聯(lián)絡(luò)線（備用電源）GG-1A(F)-54GW口-1010kVFS4-10GG-1A(J)-03GG-1A(J)-03GG-1A(F)-07GG-1A(F)-54GG-1A(F)-07GG-1A(F)-07主變聯(lián)絡(luò)（備用）220/380V高壓柜列圖2.1 裝設(shè)一臺主變壓器的主接線方案2.裝設(shè)兩臺主變壓器的主接線方案 Y0Y0220/380VS9-630GG-1A(F