某小型鋼鐵廠企業(yè)供電設(shè)計(jì)

烏海職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)烏海職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文論文 某小型鋼鐵廠企業(yè)供電設(shè)計(jì) 1 某小型鋼鐵廠企業(yè)供電設(shè)計(jì)某小型鋼鐵廠企業(yè)供電設(shè)計(jì) 文摘文摘 本文按照鋼鐵廠供電系統(tǒng)對供電可靠性 經(jīng)濟(jì)性的要求 根據(jù)鋼鐵廠的負(fù)荷性質(zhì) 負(fù)荷大小和負(fù)荷的 分 布情況對本廠供電系統(tǒng)做了全面綜合的分析 詳細(xì)闡述了工廠總降壓變電所實(shí)現(xiàn)的理論依據(jù) 通過對整個(gè)供 電系統(tǒng)的分析和對鋼鐵廠的電力負(fù)荷 功率補(bǔ)償 短路電流的計(jì)算 合理的選擇電力變壓器 斷路器等各種電 氣設(shè)備 對工廠總降壓變電所不同的主接線方案進(jìn)行比較 選擇可靠性高 經(jīng)濟(jì)性好的主接線方案 實(shí)現(xiàn)了工 廠供電系統(tǒng)安全 可靠 優(yōu)質(zhì) 經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行 關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞 供電系統(tǒng) 電力負(fù)荷 功率補(bǔ)償 短路電流 電氣設(shè)備 主接線 工廠供電 就是指工廠所需電能的供應(yīng)和分配 亦稱工廠配電 眾所周知 電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動(dòng)力 電能既易于由其它形式的能量轉(zhuǎn)換 而來 又易于轉(zhuǎn)換為其它形式的能量以供應(yīng)用 電能的輸送和分配既簡單經(jīng)濟(jì) 又便于控制 調(diào)節(jié)和測量 有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化 因此 電能在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)及整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)生活 中應(yīng)用極為廣泛 在工廠里 電能雖然是工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動(dòng)力 但是它在產(chǎn)品成本中所占的比重一 般很小 除電化工業(yè)外 例如在機(jī)械工業(yè)中 電費(fèi)開支僅占產(chǎn)品成本的 5 左右 從投資額 來看 一般機(jī)械工廠在供電設(shè)備上的投資 也僅占總投資的 5 左右 因此電能在工業(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(shí)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(dòng)生產(chǎn)率 降低生產(chǎn)成本 減輕工人 的勞動(dòng)強(qiáng)度 改善工人的勞動(dòng)條件 有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化 從另一方面來說 如果工 廠的電能供應(yīng)突然中斷 則對工業(yè)生產(chǎn)可能造成嚴(yán)重的后果 例如某些對供電可靠性要求很 高的工廠 即使是極短時(shí)間的停電 也會引起重大設(shè)備損壞 或引起大量產(chǎn)品報(bào)廢 甚至可 能發(fā)生重大的人生事故 給國家和人民帶來經(jīng)濟(jì)上甚至政治上的重大損失 因此 做好工廠供電工作對于發(fā)展工業(yè)生產(chǎn) 實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化 具有十分重要的意義 由于能源節(jié)約是工廠供電工作的一個(gè)重要方面 而能源節(jié)約對于國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)有十分重要的 戰(zhàn)略意義 因此做好工廠供電工作 對于節(jié)約能源 支援國家經(jīng)濟(jì)建設(shè) 也具有重大的作用 工廠供電工作要很好地為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù) 切實(shí)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(dá)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 2 可靠 應(yīng)滿足電能用戶對供電可靠性的要求 3 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 烏海職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)烏海職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文論文 某小型鋼鐵廠企業(yè)供電設(shè)計(jì) 2 4 經(jīng)濟(jì) 供電系統(tǒng)的投資要少 運(yùn)行費(fèi)用要低 并盡可能地節(jié)約電能和減少有色金 屬消耗量 此外 在供電工作中 應(yīng)合理地處理局部和全局 當(dāng)前和長遠(yuǎn)等關(guān)系 既要照顧局部和 當(dāng)前的利益 又要有全局觀點(diǎn) 能顧全大局 適應(yīng)發(fā)展 工廠供電設(shè)計(jì)的一般設(shè)計(jì)原則 1 遵守規(guī)程 執(zhí)行政策 必須遵循國家的有關(guān)規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn) 執(zhí)行國家的有關(guān)方針 包括節(jié)約電能 節(jié)約有色金屬等技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策 2 安全可靠 先進(jìn)合理 應(yīng)做到保障人身和設(shè)備的安全 供電可靠 電能質(zhì)量合格 技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理 應(yīng)采用效率高 能耗低 性能較先進(jìn)的電氣產(chǎn)品 3 近期為主 考慮發(fā)展 應(yīng)根據(jù)工程特點(diǎn) 規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃 正確處理近期建設(shè)和 遠(yuǎn)期發(fā)展的關(guān)系 做到遠(yuǎn) 近期結(jié)合 以近期為主 適當(dāng)考慮擴(kuò)建的可能性 4 全局出發(fā) 統(tǒng)籌兼顧 必須做到全局出發(fā) 統(tǒng)籌兼顧 按負(fù)荷性質(zhì) 用電容量 工程特點(diǎn)和地區(qū)供電條件等 合理確定設(shè)計(jì)方案 1 工廠的電力負(fù)荷及其計(jì)算 1 1 工廠的電力負(fù)荷 1 1 1 工廠電力負(fù)荷的分級及其對供電的要求 1 電力負(fù)荷的概念 電力負(fù)荷又稱為電力負(fù)載 它有兩重含義 一是指耗用電能的用電設(shè)備或用電單位 用 戶 如說重要負(fù)荷 不重要負(fù)荷 動(dòng)力負(fù)荷 照明負(fù)荷等 另一是指用電設(shè)備或用電單位 所耗用的電功率或電流大小 如說輕負(fù)荷 輕載 重負(fù)荷 重載 空負(fù)荷 空載 滿負(fù) 荷 滿載 等 電力負(fù)荷的具體含義視具體情況而定 2 工廠電力負(fù)荷的分級 工廠的電力負(fù)荷 按 GB50052 95 規(guī)定 根據(jù)其對供電可靠性的要求及中斷供電造成的 損失或影響的程度分為三級 1 一級負(fù)荷 一級負(fù)荷為中斷供電將造成人身傷亡者 或者中斷供電將在政治 經(jīng)濟(jì)上造成重大損失 者 如重大設(shè)備損壞 重大產(chǎn)品報(bào)廢 用重要原料生產(chǎn)的產(chǎn)品大量報(bào)廢 國民經(jīng)濟(jì)中重點(diǎn)企 業(yè)的連續(xù)生產(chǎn)過程被打亂需要長時(shí)間才能恢復(fù)等 在一級負(fù)荷中 當(dāng)中斷供電將發(fā)生中毒 爆炸和火災(zāi)等情況的負(fù)荷 以及特別重要場所 的不允許中斷供電的負(fù)荷 應(yīng)視為特別重要的負(fù)荷 2 二級負(fù)荷 烏海職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)烏海職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文論文 某小型鋼鐵廠企業(yè)供電設(shè)計(jì) 3 二級負(fù)荷為中斷供電將在政治 經(jīng)濟(jì)上造成較大損失者 如主要設(shè)備損壞 大量產(chǎn)品報(bào) 廢 連續(xù)生產(chǎn)過程被打亂需較長時(shí)間才能恢復(fù) 重點(diǎn)企業(yè)大量減產(chǎn)等 3 三級負(fù)荷 三級負(fù)荷為一般電力負(fù)荷 所有不屬于上述一 二級負(fù)荷者 3 各級電力負(fù)荷對供電電源的要求 1 一級負(fù)荷對供電電源的要求 由于一級負(fù)荷屬重要負(fù)荷 如中斷供電造成的后果十分嚴(yán)重 因此要求由兩個(gè)電源供電 當(dāng)其中一個(gè)電源發(fā)生故障時(shí) 另一個(gè)電源應(yīng)不致同時(shí)受到損壞 一級負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷 除上述兩個(gè)電源外 還必須增設(shè)應(yīng)急電源 為保證對特別 重要負(fù)荷的供電 嚴(yán)禁將其它負(fù)荷接入應(yīng)急供電系統(tǒng) 常用的應(yīng)急電源可使用下列幾種電源 獨(dú)立于正常電源的發(fā)電機(jī)組 供電網(wǎng)絡(luò)中獨(dú)立于正常電源的專門饋電線路 蓄電池 干電池 2 二級負(fù)荷對供電電源的要求 二級負(fù)荷 要求由兩回路供電 供電變壓器也應(yīng)有兩臺 這兩臺變壓器不一定在同一個(gè) 變電所 在其中一回路或一臺變壓器發(fā)生常見故障時(shí) 二級負(fù)荷應(yīng)不致中斷供電 或中斷 后能迅速恢復(fù)供電 只有當(dāng)負(fù)荷較小或者當(dāng)?shù)毓╇姉l件困難時(shí) 二級負(fù)荷可由一回路 6kV 及 以上的專用架空線路供電 這是考慮架空線路發(fā)生故障時(shí) 較之電纜線路發(fā)生故障時(shí)易于發(fā) 現(xiàn)且易于檢查和修復(fù) 當(dāng)采用電纜線路時(shí) 必須采用兩根電纜并列供電 每根電纜應(yīng)能承擔(dān) 全部二級負(fù)荷 3 三級負(fù)荷對供電電源的要求 由于三級負(fù)荷為不重要的一般負(fù)荷 因此它對供電電源無特殊要求 1 1 2 工廠用電設(shè)備的工作制 工廠的用電設(shè)備 按其工作制分以下三類 1 連續(xù)工作制 這類工作制的設(shè)備在恒定負(fù)荷下運(yùn)行 且運(yùn)行時(shí)間長到足以使之達(dá)到熱平衡狀態(tài) 如通 風(fēng)機(jī) 水泵 空氣壓縮機(jī) 電機(jī)發(fā)電機(jī)組 電爐和照明燈等 機(jī)床電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷 一般變動(dòng) 較大 但其主電動(dòng)機(jī)一般也是連續(xù)運(yùn)行的 2 短時(shí)工作制 這類工作制的設(shè)備在恒定負(fù)荷下運(yùn)行的時(shí)間短 短于達(dá)到熱平衡所需的時(shí)間 而停歇 時(shí)間長 長到足以使設(shè)備溫度冷卻到周圍介質(zhì)的溫度 如機(jī)床上的某些輔助電動(dòng)機(jī) 例如 進(jìn)給電動(dòng)機(jī) 控制閘門的電動(dòng)機(jī)等 烏海職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)烏海職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文論文 某小型鋼鐵廠企業(yè)供電設(shè)計(jì) 4 3 斷續(xù)周期工作制 這類工作制的設(shè)備周期性地時(shí)而工作 時(shí)而停歇 如此反復(fù)運(yùn)行 而工作周期一般不超 過 10min 無論工作或停歇 均不足以使設(shè)備達(dá)到熱平衡 如電焊機(jī)和吊車電動(dòng)機(jī)等 1 1 3 工廠的負(fù)荷曲線 負(fù)荷曲線是表征電力負(fù)荷隨時(shí)間變動(dòng)情況的一種圖形 它繪在直角坐標(biāo)紙上 縱坐標(biāo)表 示負(fù)荷 有功功率或無功功率 值 橫坐標(biāo)表示對應(yīng)的時(shí)間 一般以小時(shí)為單位 負(fù)荷曲線按負(fù)荷對象分 有工廠的 車間的或某類設(shè)備的負(fù)荷曲線 按負(fù)荷的功率性質(zhì) 分 有有功和無功負(fù)荷曲線 按所表示的負(fù)荷變動(dòng)的時(shí)間分 有年的 月的 日的或工作班 的負(fù)荷曲線 1 1 4 與負(fù)荷曲線和負(fù)荷計(jì)算有關(guān)的物理量 1 年最大負(fù)荷和年最大負(fù)荷利用小時(shí) 1 年最大負(fù)荷 年最大負(fù)荷 Pmax 就是全年中負(fù)荷最大的工作班內(nèi) 這一工作班的最大負(fù)荷不是偶然出 現(xiàn)的 而是全年至少出現(xiàn)過 2 3 次 消耗電能最大的半小時(shí)的平均功率 因此年最大符合 也稱為半小時(shí)最大負(fù)荷 P30 2 年最大負(fù)荷利用小時(shí) 年最大負(fù)荷利用小時(shí)又稱為年最大負(fù)荷使用時(shí)間 Tmax 它是一個(gè)假想時(shí)間 在此時(shí)間內(nèi) 電力負(fù)荷按年最大負(fù)荷 Pmax 或 P30 持續(xù)運(yùn)行所消耗的電能 恰好等于該電力負(fù)荷全年實(shí)際 消耗的電能 年最大負(fù)荷利用小時(shí)是反映電力負(fù)荷特征的一個(gè)重要參數(shù) 它與工廠的生產(chǎn)班制有明顯 的關(guān)系 例如一班制工廠 Tmax 1800 3000h 兩班制工廠 Tmax 3500 4800h 三班制 工廠 Tmax 5000 7000h 2 平均負(fù)荷和負(fù)荷系數(shù) 1 平均負(fù)荷 平均負(fù)荷 Pav 就是電力負(fù)荷在一定時(shí)間 t 內(nèi)平均消耗的功率 也就是電力負(fù)荷在該時(shí)間 t 內(nèi)消耗的電能 Wt除以時(shí)間 t 的值 2 負(fù)荷系數(shù) 負(fù)荷系數(shù)又稱為負(fù)荷率 它是用電負(fù)荷的平均負(fù)荷 Pav與其最大負(fù)荷 Pmax的比值 即 1 max PPK avL 對負(fù)荷曲線來說 負(fù)荷系數(shù)亦稱負(fù)荷曲線填充系數(shù) 它表征負(fù)荷曲線不平坦的程度 即 表征負(fù)荷起伏變動(dòng)的程度 從充分發(fā)揮供電設(shè)備的能力 提高供電效率來說 希望此系數(shù)越 高越趨近于 1 越好 從發(fā)揮整個(gè)電力系統(tǒng)的效能來說 應(yīng)盡量使工廠的不平坦的負(fù)荷曲線 烏海職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)烏海職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文論文 某小型鋼鐵廠企業(yè)供電設(shè)計(jì) 5 削峰填谷 提高負(fù)荷系數(shù) 對用電設(shè)備來說 就是設(shè)備的輸出功率 P 與設(shè)備額定容量 PN的比值 即 2 NL PPK 1 2 三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定 1 2 1 概述 供電系統(tǒng)要能夠在正常條件下可靠地運(yùn)行 則其中各個(gè)元件 包括電力變壓器 開關(guān)設(shè) 備及導(dǎo)線 電纜等 都必須選擇得當(dāng) 除了應(yīng)滿足工作電壓和頻率的要求外 最重要的就是 要滿足負(fù)荷電流的要求 因此有必要對供電系統(tǒng)中各個(gè)環(huán)節(jié)的電力負(fù)荷進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算 通過負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算求出的 用來按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)中各元件的負(fù)荷值 稱為計(jì) 算負(fù)荷 根據(jù)計(jì)算負(fù)荷選擇的電氣設(shè)備和導(dǎo)線電纜 如以計(jì)算負(fù)荷連續(xù)運(yùn)行 其發(fā)熱溫度不 會超過允許值 由于導(dǎo)體通過電流達(dá)到穩(wěn)定溫升的時(shí)間大約為 3 4 為發(fā)熱時(shí)間常數(shù) 截面在 16mm2及以上的導(dǎo)體 其 10min 因此載流導(dǎo)體大約經(jīng) 30min 即半小時(shí) 后可達(dá)到穩(wěn)定溫 升值 由此可見 計(jì)算負(fù)荷實(shí)際上與從負(fù)荷曲線上查得的半小時(shí)最大負(fù)荷 P30 亦年最大負(fù)荷 Pmax 是基本相當(dāng)?shù)?所以計(jì)算負(fù)荷也可認(rèn)為就是半小時(shí)最大負(fù)荷 本來有功計(jì)算負(fù)荷可表 示為 Pc 無功計(jì)算負(fù)荷可表示為 QC 計(jì)算電流可表示為 Ic 但考慮到其 計(jì)算 c 易與 電 容 C 混淆 因此本文借用半小時(shí)最大負(fù)荷 P30來表示其有功計(jì)算負(fù)荷 而無功計(jì)算負(fù)荷 視在計(jì)算負(fù)荷和計(jì)算電流則分別表示為 Q30 S30和 I30 計(jì)算負(fù)荷是供電設(shè)計(jì)計(jì)算的基本依據(jù) 計(jì)算負(fù)荷確定得是否正確合理 直接影響到電器 和導(dǎo)線電纜的選擇是否經(jīng)濟(jì)合理 如計(jì)算負(fù)荷確定過大 將使電器和導(dǎo)線電纜選的過大 造 成投資和有色金屬的浪費(fèi) 如計(jì)算負(fù)荷確定過小 又將使電器和導(dǎo)線電纜處于過負(fù)荷下運(yùn)行 增加電能損耗 產(chǎn)生過熱 導(dǎo)致絕緣過早老化甚至燒毀 同樣要造成損失 由此可見 正確 確定計(jì)算負(fù)荷意義重大 但由于負(fù)荷情況復(fù)雜 影響計(jì)算負(fù)荷的因素很多 雖然各類負(fù)荷的 變化有一定的規(guī)律可循 但仍難準(zhǔn)確確定計(jì)算負(fù)荷的大小 實(shí)際上 負(fù)荷也不是一成不變的 它與設(shè)備的性能 生產(chǎn)的組織 生產(chǎn)者的技能及能源供應(yīng)的狀況等多種因素有關(guān) 因此負(fù)荷 計(jì)算只能力求接近實(shí)際 1 2 2 按需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷 1 基本公式 用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷 是指用電設(shè)備組從供電系統(tǒng)中取用的半小時(shí)最大負(fù)荷 P30 用電 設(shè)備組的設(shè)備容量 Pe 是指用電設(shè)備組所有設(shè)備 不含備用設(shè)備 的額定容量 PN之和 即 Pe PN 而設(shè)備的額定容量 是設(shè)備在額定條件下的最大輸出功率 但是用電設(shè)備組的設(shè)備 實(shí)際上不一定都同時(shí)運(yùn)行 運(yùn)行的設(shè)備也不太可能都滿負(fù)荷運(yùn)行 同時(shí)設(shè)備本身有功率損耗 烏海職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)烏海職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文論文 某小型鋼鐵廠企業(yè)供電設(shè)計(jì) 6 配電線路也有功率損耗 因此用電設(shè)備組的有功計(jì)算負(fù)荷應(yīng)為 3 e WLe L P KK P 30 式中 K 設(shè)備組的同時(shí)系數(shù) 即設(shè)備組在最大負(fù)荷時(shí)運(yùn)行的設(shè)備容量與全部設(shè)備容量之比 KL為設(shè)備組的負(fù)荷系數(shù) 即設(shè)備組在最大負(fù)荷時(shí)的輸出功率與運(yùn)行的設(shè)備容量之比 e為設(shè) 備組的平均效率 即設(shè)備組在最大負(fù)荷時(shí)的輸出功率與取用功率之比 WL為配電線路的平 均效率 即配電線路在最大負(fù)荷時(shí)的末端功率 亦即設(shè)備組的取用功率 與首端功率 亦即 計(jì)算負(fù)荷 之比 令上式中的 K KL e WL Kd 這里的 Kd稱為需要系數(shù) 4 e d P P K 30 即用電設(shè)備組的需要系數(shù) 是用電設(shè)備組在最大負(fù)荷時(shí)需要的有功功率與其設(shè)備容量的比值 由此可得按需要系數(shù)法確定三相用電設(shè)備組有功計(jì)算負(fù)荷的基本公式為 5 edP KP 30 在求出有功計(jì)算負(fù)荷 P30后 可按下列各式分別求出其余的計(jì)算負(fù)荷 無功計(jì)算負(fù)荷為 tan 3030 PQ 6 式中 tan為對應(yīng)于用電設(shè)備組 cos的正切值 視在計(jì)算負(fù)荷為 cos 30 30 P S 7 式中 cos為用電設(shè)備組的平均功率因數(shù) 計(jì)算電流為 8 30I 3 30NUS 式中 UN為用電設(shè)備組的額定電壓 負(fù)荷計(jì)算中常用的單位 有功功率為 千瓦 kW 無功功率為 千乏 kvar 視在 計(jì)算負(fù)荷為 千伏安 kV A 電流為 安 A 電壓為 千伏 kV 2 多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的確定 烏海職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)烏海職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文論文 某小型鋼鐵廠企業(yè)供電設(shè)計(jì) 7 確定擁有多組用電設(shè)備的干線上和車間變電所低壓母線上的計(jì)算負(fù)荷時(shí) 應(yīng)考慮各組用 電設(shè)備的最大負(fù)荷不同時(shí)出現(xiàn)的因素 因此在確定多組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷時(shí) 應(yīng)結(jié)合具體 情況對其有功負(fù)荷和無功負(fù)荷分別計(jì)入一個(gè)同時(shí)系數(shù) 又稱為參差系數(shù)或綜合系數(shù) K p和 K q 對車間干線取 0 85 0 95 p K 0 90 0 97 q K 對低壓母線 1 由用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷直接相加來計(jì)算時(shí)取 0 80 0 90 p K 0 85 0 95 q K 2 由車間干線計(jì)算負(fù)荷直接相加來計(jì)算時(shí)取 0 90 0 95 p K 0 93 0 97 q K 總的有功計(jì)算負(fù)荷為 ip PKP 3030 9 總的無功計(jì)算負(fù)荷為 iq QKQ 3030 10 以上兩式中的 P30 i和 Q30 i分別為各組設(shè)備的有功和無功計(jì)算負(fù)荷之和 總的視在計(jì)算負(fù)荷為 2 30 2 3030 QPS 11 總的計(jì)算電流為 N USI3 3030 12 1 3 變壓器功率損耗的計(jì)算 對于雙繞組變壓器 有功功率損耗和無功功率損耗分別為 烏海職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)烏海職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文論文 某小型鋼鐵廠企業(yè)供電設(shè)計(jì) 8 TT R V QP PP 2 22 0 13 TNT X V QP S I Q 2 22 0 100 14 式中 P0 變壓器器空載有功損耗 I0 變壓器空載電流百分?jǐn)?shù) SN 變壓器的額定容量 P 通過變壓器的有功負(fù)荷 Q 通過變壓器的無功負(fù)荷 V 變壓器運(yùn)行線電壓 RT 變壓器每相電阻 XT 變壓器每相電抗 精確計(jì)算時(shí) P Q V 為同一點(diǎn)的功率和電壓 近似計(jì)算中 可用變壓器額定電壓代替 實(shí)際運(yùn)行電壓 在 V VN的條件下 將 RT及 XT的公式代入上式 就可得到用變壓器實(shí)驗(yàn)數(shù) 據(jù)直接求其功率損耗的表達(dá)式了 即 2 0 N sT S S PPP 15 2 0 100 100 N Ns NT S SSV S I Q 16 式中 n 變壓器臺數(shù) PS 變壓器短路損耗 S 通過變壓器的負(fù)荷視在計(jì)算功率 VS 變壓器短路電壓百分?jǐn)?shù) 當(dāng)有 n 臺同型號同容量的變壓器并聯(lián)對功率為 S 的負(fù)荷供電時(shí) 其總功率損耗為 2 0 N s T S S n P PnP 17 烏海職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)烏海職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文論文 某小型鋼鐵廠企業(yè)供電設(shè)計(jì) 9 2 0 100 100 N Ns NT S S n SV S I nQ 18 在負(fù)荷計(jì)算中 SL7 S7 S9 等型低損耗電力變壓器的功率損耗可按下列簡化公式近似 計(jì)算 30 015 0 SPT 19 30 06 0 SQT 20 1 4 工廠的計(jì)算負(fù)荷和年電能消耗量 1 4 1 工廠計(jì)算負(fù)荷的確定 工廠計(jì)算負(fù)荷是選擇工廠電源進(jìn)線一 二次設(shè)備 包括導(dǎo)線 電纜 的基本依據(jù) 也是 計(jì)算工廠的功率因數(shù)和工廠需電量的基本依據(jù) 1 按逐級計(jì)算法確定工廠計(jì)算負(fù)荷 如圖 1 所示 工廠的計(jì)算負(fù)荷 這里舉有功負(fù)荷為例 P30 1 應(yīng)該是高壓母線上所有高 壓配電線計(jì)算負(fù)荷之和 在乘上一個(gè)同時(shí)系數(shù) 高壓配電線的計(jì)算負(fù)荷 P30 2 應(yīng)該是該線所 供車間變電所低壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷 P30 3 加上變壓器的功率損耗PT和高壓配電 線的功率損耗PWL1 如此逐級計(jì)算 但對一般工廠供電系統(tǒng)來說 由于線路 一般不是很長 因此在計(jì)算負(fù)荷時(shí)往往 省略不計(jì) 工廠及變電所低壓側(cè)總的計(jì)算負(fù)荷 P30 Q30 S30和 I30的計(jì)算公式 分別如 前面式 9 12 所示 其 0 8 0 95 p K 0 85 0 97 q K 2 按需要系數(shù)法確定工廠計(jì)算負(fù) 荷 將全廠用電設(shè)備的總?cè)萘?Pe 不含 備用設(shè)備容量 乘上一個(gè)需要系數(shù) Kd 烏海職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)烏海職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文論文 某小型鋼鐵廠企業(yè)供電設(shè)計(jì) 10 即得到全廠的有功計(jì)算負(fù)荷 即 21 edP KP 30 全廠的無功計(jì)算負(fù)荷 視在計(jì)算負(fù)荷和計(jì)算電流按式 6 8 計(jì)算 3 按年產(chǎn)量估算工廠計(jì)算負(fù)荷 將工廠年產(chǎn)量 A 乘上單位產(chǎn)品耗電量 a 就得到工廠全年的需電量 22 AaWa 各類工廠的單位產(chǎn)品耗電量 a 可由有關(guān)設(shè)計(jì)單位根據(jù)實(shí)測統(tǒng)計(jì)資料確定 亦可查有關(guān)設(shè) 計(jì)手冊 在求出年需電量 Wa后 除以工廠的年最大負(fù)荷利用小時(shí) Tmax 就可求出工廠的有功計(jì) 算負(fù)荷 23 max30 TWP a 其他計(jì)算負(fù)荷 Q30 S30 I30的計(jì)算 與上述需要系數(shù)法相同 4 工廠的功率因數(shù) 無功補(bǔ)償及補(bǔ)償后的工廠計(jì)算負(fù)荷 1 工廠的功率因數(shù) 瞬時(shí)功率因數(shù) 瞬時(shí)功率因數(shù)可由功率因數(shù)表 相位表 直接測量 亦可以由功率 表 電流表和電壓表的讀數(shù)按下式求出 間接測量 24 IUP3cos 式中 P 為功率表測出的三相功率讀數(shù) kW I 為電流表測出的線電流讀數(shù) A U 為電 壓表測出的線電壓讀數(shù) kV 瞬時(shí)功率因數(shù)只用來了解和分析工廠或設(shè)備在生產(chǎn)過程中無功功率的變化情況 以便采 取適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償措施 平均功率因數(shù) 平均功率因數(shù)亦稱加權(quán)平均功率因數(shù) 按下式計(jì)算 25 222 1 1 cos p q qp p W W WW W 式中 Wp為某一時(shí)間內(nèi)消耗的有功電能 由有功電度表讀出 WQ為某一時(shí)間內(nèi)消耗的無功 電能 由無功電度表讀出 我國電業(yè)部門每月向工業(yè)用戶收取電費(fèi) 就規(guī)定電費(fèi)要按月平均功率因數(shù)的高低來調(diào)整 最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù) 最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)指在年最大負(fù)荷 即計(jì)算負(fù)荷 時(shí) 的功率因數(shù) 按下式計(jì)算 烏海職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)烏海職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文論文 某小型鋼鐵廠企業(yè)供電設(shè)計(jì) 11 26 3030 cosSP 我國電力工業(yè)部于 1996 年制定的 供電營業(yè)規(guī)則 規(guī)定 用戶在當(dāng)?shù)毓╇娖髽I(yè)規(guī)定的 電網(wǎng)高峰負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)應(yīng)達(dá)到下列規(guī)定 100kV A 及以上高壓供電的用戶功率因數(shù)為 0 90 以上 其他電力用戶和大 中型電力排灌站 泵購轉(zhuǎn)售電企業(yè) 功率因數(shù)為 0 85 以上 并規(guī)定 凡功率因數(shù)為達(dá)到上述規(guī)定的 應(yīng)增添無功補(bǔ)償裝置 這里所指的功率因數(shù) 即為最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù) 2 無功功率補(bǔ)償 工廠中由于有大量的感應(yīng)電動(dòng)機(jī) 電焊機(jī) 電弧爐及氣體放電燈等感應(yīng)負(fù)荷 從而使功 率因數(shù)降低 如在充分發(fā)揮設(shè)備潛力 改善設(shè)備運(yùn)行性能 提高其自然功率因數(shù)的情況下 尚達(dá)不到規(guī)定的工廠功率因數(shù)要求時(shí) 則需考慮人工補(bǔ)償 要使功率因數(shù)由提高到 必須裝設(shè)的無功功率補(bǔ)償裝置容量為 cos cos tantan 303030 PQQQC 27 或 30 PqQ CC 28 式中 稱為無功補(bǔ)償率 或比補(bǔ)償容量 這無功補(bǔ)償率 是表 tantan C q 示要使 1kW 的有功功率由提高到所需要的無功補(bǔ)償容量 kvar 值 cos cos 在確定了總的補(bǔ)償容量后 即可根據(jù)所選并聯(lián)電容器的單個(gè)容量 qC來確定電容器的個(gè)數(shù) 即 29 CC qQn 由上式計(jì)算所得的電容器個(gè)數(shù) n 對于單相電容器來說 因取 3 的倍數(shù) 以便三相均衡分 配 3 無功補(bǔ)償后的工廠計(jì)算負(fù)荷 工廠裝設(shè)了無功補(bǔ)償裝置后 則在確定補(bǔ)償裝置裝設(shè)地點(diǎn)以前的的總計(jì)算負(fù)荷時(shí) 應(yīng)扣 除無功補(bǔ)償?shù)娜萘?即總的無功計(jì)算負(fù)荷 C QQQ 3030 30 補(bǔ)償后總的視在計(jì)算負(fù)荷 31 2 30 2 3030 C QQPS 烏海職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)烏海職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文論文 某小型鋼鐵廠企業(yè)供電設(shè)計(jì) 12 由上式可以看出 在變電所低壓側(cè)裝設(shè)了無功補(bǔ)償裝置以后 由于低壓側(cè)總的視在計(jì)算 負(fù)荷減小 從而可使變電所主變壓器的容量選得小一些 著不僅降低了變電所的初投資 而 且可減少工廠的電費(fèi)開支 因?yàn)槲覈姌I(yè)部門對工業(yè)用戶是實(shí)行的 兩部電費(fèi)制 一部分 叫基本電費(fèi) 是按所裝用的主變壓器容量來計(jì)費(fèi)的 規(guī)定每月按 kV A 容量要交多少錢 容 量越大 交的基本電費(fèi)就多 容量減小了 交的基本電費(fèi)就少了 另一部分電費(fèi)叫電度電費(fèi) 是按每月實(shí)際耗用的電能 kW h 數(shù)來計(jì)算電費(fèi) 并且要根據(jù)月平均功率因數(shù)的高低乘上一個(gè) 調(diào)整系數(shù) 凡月平均功率因數(shù)高于規(guī)定值的 可按一定比例減收電費(fèi) 而低于規(guī)定值時(shí) 則 要按一定比例加收電費(fèi) 由此可見 提高功率因數(shù)不僅對整個(gè)電力系統(tǒng)大有好處 而且對工 廠本上也是有一定經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的 1 4 2 工廠年電能消耗量的計(jì)算 工廠年電能消耗量的較精確的計(jì)算 可用工廠的有功和無功計(jì)算負(fù)荷 P30和 Q30 即年有 功電能消耗量 Wp a P30Tmax 32 年無功電能消耗量 Wq a Q30Tmax 33 式中 為年平均有功負(fù)荷系數(shù) 一般取 0 7 0 75 為年平均無功負(fù)荷系數(shù) 一般取 0 76 0 82 Ta為年實(shí)際工作小時(shí)數(shù) 1 5 鋼鐵廠的負(fù)荷計(jì)算 1 5 1 各車間的計(jì)算負(fù)荷 1 高爐車間 cos 0 8 tan 0 75 有功計(jì)算負(fù)荷 P30 KdPe 0 42000 800kW 無功計(jì)算負(fù)荷 Q30 P30tan 8000 75 600kvar 視在計(jì)算負(fù)荷 S30 800 0 8 1000 kV A cos30P 2 煉鋼車間 cos 0 8 tan 0 75 有功計(jì)算負(fù)荷 P30 KdPe 0 61170 702kW 無功計(jì)算負(fù)荷 Q30 P30tan 7020 75 526 5kvar 視在計(jì)算負(fù)荷 S30 702 0 8 877 5 kV A cos30P 3 軋鋼車間 1 高壓側(cè)用電設(shè)備 烏海職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)烏海職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文論文 某小型鋼鐵廠企業(yè)供電設(shè)計(jì) 13 cos 0 82 tan 0 698 有功計(jì)算負(fù)荷 P30 KdPe 0 52000 1000kW 無功計(jì)算負(fù)荷 Q30 P30tan 10000 698 526 5kvar 視在計(jì)算負(fù)荷 S30 1000 0 82 1219 512 kV A cos30P 2 低壓側(cè)用電設(shè)備 cos 0 81 tan 0 724 有功計(jì)算負(fù)荷 P30 KdPe 0 5800 400kW 無功計(jì)算負(fù)荷 Q30 P30tan 4000 724 289 6kvar 視在計(jì)算負(fù)荷 S30 400 0 81 493 8kV A cos30P 4 線材車間 cos 0 83 tan 0 672 有功計(jì)算負(fù)荷 P30 KdPe 0 651200 780kW 無功計(jì)算負(fù)荷 Q30 P30tan 7800 672 524 2kvar 視在計(jì)算負(fù)荷 S30 780 0 83 939 8 kV A cos30P 5 機(jī)電修車間 引用劉華友的計(jì)算數(shù)據(jù) P30 100 1kW Q30 76kvar S30 125 7 kV A 6 水泵站 cos 0 8 tan 0 75 有功計(jì)算負(fù)荷 P30 KdPe 0 65500 325kW 無功計(jì)算負(fù)荷 Q30 P30tan 3250 75 243 75kvar 視在計(jì)算負(fù)荷 S30 325 0 8 406 25 kV A cos30P 7 氧氣站 cos 0 8 tan 0 75 有功計(jì)算負(fù)荷 P30 KdPe 0 65300 195kW 無功計(jì)算負(fù)荷 Q30 P30tan 1950 75 146 25kvar 視在計(jì)算負(fù)荷 S30 195 0 8 243 75 kV A cos30P 表 1 各車間低壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷 計(jì)算負(fù)荷序 號 用電單位名 稱 設(shè)備容 量 kW Kd cos tan P30 kW Q30 kvar S30 kV A 烏海職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)烏海職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文論文 某小型鋼鐵廠企業(yè)供電設(shè)計(jì) 14 1高爐車間20000 40 80 758006001000 2煉鋼車間11700 60 80 75702526 5877 5 3軋鋼車間8000 50 810 72400289 6493 8 4線材車間12000 650 830 67780524 2939 8 5機(jī)電修車間引用劉華友的數(shù)據(jù)100 176125 7 6水泵站5000 650 80 75325243 75406 25 7氧氣站3000 650 80 75195146 25243 75 1 5 2 各車間電力變壓器的功率損耗 1 高爐車間 PT 0 015S30 0 0151000 15kW QT 0 06S30 0 061000 60kvar 2 煉鋼車間 PT 0 015S30 0 015877 5 13 2kW QT 0 06S30 0 06877 5 52 7kvar 3 軋鋼車間和機(jī)電修車間 PT 0 015S30 0 015 493 8 125 7 9 3kW QT 0 06S30 0 06 493 8 125 7 37 2kvar 由于軋鋼車間和機(jī)電修車間均采用一臺電力變壓器 并在低壓側(cè)敷設(shè)低壓聯(lián)絡(luò)線互為 備用 所以兩個(gè)車間的變壓器功率損耗相同 4 線材車間 PT 0 015S30 0 015939 8 14 1kW QT 0 06S30 0 06939 8 56 4kvar 5 水泵站 PT 0 015S30 0 015406 3 6 1kW QT 0 06S30 0 06406 3 24 4kvar 6 氧氣站 PT 0 015S30 0 015243 8 3 7kW QT 0 06S30 0 06243 8 14 6kvar 1 5 3 各車間高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷 1 高爐車間 P30 1 P30 PT 800 15 815kW Q30 1 Q30 QT 600 60 660kvar 烏海職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)烏海職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文論文 某小型鋼鐵廠企業(yè)供電設(shè)計(jì) 15 S30 1 1048 73kV A 2 1 30 2 1 30 QP 22 660815 100 9A 1 30I 3 1 30NUS 63 725 1048 2 煉鋼車間 P30 1 P30 PT 702 13 2 715 2kW Q30 1 Q30 QT 526 5 52 7 579 2kvar S30 1 920 32kV A 2 1 30 2 1 30 QP 22 2 579 1 715 88 6A 1 30I 3 1 30NUS 63 317 920 3 軋鋼車間 P30 1 0 95 400 1000 100 1 9 3 1433 9kW Q30 1 0 97 289 6 698 76 37 2 1067 8kvar S30 1 1787 81kV A 2 1 30 2 1 30 QP 22 8 1067 9 1433 172A 1 30I 3 1 30NUS 63 810 1787 4 線材車間 P30 1 P30 PT 780 14 1 794 1kW Q30 1 Q30 QT 524 2 56 4 580 6kvar S30 1 983 71kV A 2 1 30 2 1 30 QP 22 6 580 1 794 94 7A 1 30I 3 1 30NUS 63 713 983 5 機(jī)電修車間 P30 1 P30 PT 100 1 9 3 400 509 4kW Q30 1 Q30 QT 76 37 2 289 6 402 8kvar S30 1 649 41kV A 2 1 30 2 1 30 QP 22 8 402 4 509 62 5A 1 30I 3 1 30NUS 63 412 649 6 水泵站 P30 1 P30 PT 325 6 1 331 1kW Q30 1 Q30 QT 243 8 24 4 268 2kvar S30 1 426 034kV A 2 1 30 2 1 30 QP 22 2 268 1 331 41A 1 30I 3 1 30NUS 63 034 426 烏海職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)烏海職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文論文 某小型鋼鐵廠企業(yè)供電設(shè)計(jì) 16 7 氧氣站 P30 1 P30 PT 195 3 7 198 7kW Q30 1 Q30 QT 146 3 14 6 160 9kvar S30 1 255 68kV A 2 1 30 2 1 30 QP 22 9 160 7 198 24 6A 1 30I 3 1 30NUS 63 677 255 1 5 4 全廠總的計(jì)算負(fù)荷 P30 K p P30 1 0 95 815 715 2 1433 9 794 1 509 4 331 1 198 7 4557 5kW Q30 K q Q30 1 0 97 660 579 2 1067 8 580 6 402 8 268 2 160 9 3607 9kvar S30 5812 7kV A 2 30 2 30 QP 22 9 3607 5 4557 559 3A 30I 3 30NUS 63 7 5812 表 2 各車間高壓側(cè)及全廠的計(jì)算負(fù)荷 變壓器功率損耗計(jì)算負(fù)荷序 號 用電單位名 稱 PT kW QT kvar P30 kW Q30 kvar S30 kV A I30 A 1高爐車間15608156601048 73100 9 2煉鋼車間13 252 7715 2579 2920 3188 6 續(xù)表 2 3軋鋼車間9 337 21433 91067 81787 81172 4線材車間14 156 4794 1580 6983 7194 7 5機(jī)電修車間9 337 2509 4402 8649 4162 5 6水泵站6 124 4331 1268 2426 0341 7氧氣站3 714 6198 7160 9255 6824 6 8全廠合計(jì)K p 0 95 K q 0 97 4557 53607 95812 7559 3 1 5 5 總降壓變電所的功率補(bǔ)償 1 補(bǔ)償前的變壓器容量和功率因素 根據(jù)工廠的一 二級負(fù)荷情況 選擇 2 臺主電力變壓器 因此 主電力變壓器的容量選 擇為 SN T 0 7 S30 0 75812 7 4068 9kV A 因此未進(jìn)行無功補(bǔ)償時(shí) 主變壓器容量應(yīng)選為 5000kV A 型號為 SJL1 5000 35 這時(shí)變電所低壓側(cè)的功率因數(shù)為 烏海職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)烏海職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文論文 某小型鋼鐵廠企業(yè)供電設(shè)計(jì) 17 cos 2 P30 S30 4557 5 5812 7 0 78 2 無功補(bǔ)償容量 按設(shè)計(jì)要求 變電所高壓側(cè)的 cos 0 90 考慮到變壓器的無功功率損耗QT遠(yuǎn)大于 有功功率損耗PT 因此在變壓器低壓側(cè)補(bǔ)償時(shí) 低壓側(cè)補(bǔ)償后的功率因數(shù)應(yīng)略高于 0 90 這里取 cos 0 92 要使低壓側(cè)功率因數(shù)由 0 78 提高到 0 92 低壓側(cè)需要裝設(shè)的并聯(lián)電容器的容量為 QC P30 tanarccos0 78 tanarccos0 92 4557 5 0 802 0 426 1713 62kvar 在確定了總的補(bǔ)償容量后 就可根據(jù)選定的并聯(lián)電容器的單個(gè)容量 qc來確定電容器的個(gè)數(shù) c c q Q n 由上式計(jì)算所得的電容器個(gè)數(shù) n 對于單相電容器來說 應(yīng)取 3 的倍數(shù) 以便三相均衡 分配 在確定了并聯(lián)電容器的容量后 根據(jù)產(chǎn)品目錄 就可以選擇并聯(lián)電容器的單臺容量 這 里選 50kvar 并確定并聯(lián)電容器的數(shù)量 個(gè) 取 n 36 cN c q Q n 34 50 62 1713 式中 單個(gè)電容器的額定容量 kvar qcN 則實(shí)際補(bǔ)償容量為 36 50 kvar 1800 kvarQc 選擇兩臺電容器柜 單臺的容量為 900kvar 型號為 TBB36 900 50 3 補(bǔ)償后的變壓器容量和功率因數(shù) 變電所低壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷為 S30 2 kV A 2 30 2 30 C QQP 99 4902 1800 9 3607 5 4557 22 A 79 4716399 49023 2 30 2 30 N USI 因此無功補(bǔ)償后主變壓器容量 SN T 0 7 S30 0 74902 99 3432 1kV A 變壓器容量應(yīng)選為 4000kV A 型號為 SJL1 4000 35 變壓器的功率損耗為 烏海職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)烏海職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文論文 某小型鋼鐵廠企業(yè)供電設(shè)計(jì) 18 n T P 0 P 2 N S S S n P 2 4000 99 4902 2 39 9 52 11 8 29 30 41 1kW n T Q N S I 100 0 2 100 N NS S S n SV 2 4000 99 4902 2100 40007 4000 100 1 1 2 88 210 26 298 26kvar 變電所高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為 kW 6 4598 1 415 4557 30 1 30 T PPP kvar16 210626 298 1800 9 3607 30 1 30 TC QQQQ kV A97 505716 2106 6 4598 222 1 30 2 1 30 1 30 QPS A 43 8335397 50573 1 3030 N USI 無功補(bǔ)償后 工廠的功率因數(shù)為 909 0 97 5057 6 4598cos 1 30 1 30 SP 這一功率因數(shù)滿足規(guī)定要求 1 5 6 工廠的年電能消耗量 Tmax 6500h 取 7 0 8 0 則工廠年有功電能消耗量 Wp a P30Tmax 0 74598 66500 2 092107kW h 工廠年無功電能消耗量 Wq a Q30Tmax 0 82106 166500 1 095107kvar h 烏海職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)烏海職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文論文 某小型鋼鐵廠企業(yè)供電設(shè)計(jì) 19 2 工廠變配電所 2 1 變配電所的任務(wù) 變電所 擔(dān)負(fù)著從電力系統(tǒng)受電 經(jīng)過變壓 然后配電的任務(wù) 配電所 擔(dān)負(fù)著從電力系統(tǒng)受電 然后直接配電的任務(wù) 變配電所是工廠供電系統(tǒng)的樞紐 在工廠中占有特殊重要的地位 2 2 車間變電所的型式及位置選擇 工廠變電所分總降壓變電所和車間變電所 車間變電所按其主變壓器的安裝位置來分 有下列類型 1 車間附設(shè)變電所 變壓器室的一面墻或幾面墻與車間的墻共用 變壓器室的大 門朝車間外開 如果按變壓器室位于車間的墻內(nèi)還是墻外 還可以進(jìn)一步分為內(nèi)附式和外附 式 2 車間內(nèi)變電所 變壓器室位于車間內(nèi)的單獨(dú)房間內(nèi) 變壓器室的大門朝車間內(nèi)開 3 露天變電所 變壓器安裝在室外抬高的地面上 如果變壓器的上方設(shè)有頂板或挑 檐的 則稱為半露天變電所 4 獨(dú)立變電所 整個(gè)變電所設(shè)在與車間建筑物有一定距離的單獨(dú)建筑物內(nèi) 5 桿上變電臺 變壓器安裝在室外的電桿上 又稱柱上變電所 6 地下變電所 整個(gè)變電所設(shè)置在地下 7 樓上變電所 整個(gè)變電所設(shè)置在樓上 8 移動(dòng)式變電所 整個(gè)變電所裝設(shè)在可移動(dòng)的車上 9 成套變電所 由電器制造廠按一定接線方案成套制造 現(xiàn)場裝配的變電所 上述的車間附設(shè)變電所 車間內(nèi)變電所 獨(dú)立變電所 地下變電所和樓上變電所 均屬 室內(nèi)型 戶內(nèi)式 變電所 露天 半露天變電所和桿上變電臺 則屬室外型 戶外式 變電 所 移動(dòng)式變電所和成套變電所 則有室內(nèi)和室外兩種類型 在負(fù)荷較大的多跨廠房 負(fù)荷中心在廠房中部且環(huán)境許可時(shí) 可采用車間內(nèi)變電所 這 種車間內(nèi)變電所 位于車間的負(fù)荷中心 可以縮短低壓配電的距離 降低電能損耗和電壓損 耗 減少有色金屬的消耗量 因此這種變電所的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較好 但是變電所建在車間 內(nèi)部 要占一定的生產(chǎn)面積 因此對一些生產(chǎn)面積比較緊湊和生產(chǎn)流程要經(jīng)常調(diào)整 設(shè)備也 要相應(yīng)變動(dòng)的生產(chǎn)車間不太合適 而且其變壓器門朝車間內(nèi)開 對生產(chǎn)的安全有一定的威脅 這種變電所在大型冶金企業(yè)中較多 生產(chǎn)面積比較緊湊和生產(chǎn)流程要經(jīng)常調(diào)整 設(shè)備也要相應(yīng)變動(dòng)的生產(chǎn)車間 宜采用附設(shè) 變電所的型式 至于是采用內(nèi)附式還是外附式 要依具體情況而定 內(nèi)附式要占一定的生產(chǎn) 烏海職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)烏海職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文論文 某小型鋼鐵廠企業(yè)供電設(shè)計(jì) 20 面積 但離負(fù)荷中心比外附式稍近一些 而從建筑藝術(shù)來看 內(nèi)附式一般也比外附式好 外 附式不占或少占生產(chǎn)面積 而且變壓器室處于車間的墻外 比內(nèi)附式更安全一些 因此 內(nèi) 附式和外附式各有所長 這兩種型式的車間變電所 在機(jī)械類工廠中比較普遍 露天或半露天變電所的型式 比較簡單經(jīng)濟(jì) 通風(fēng)散熱好 因此只要周圍環(huán)境調(diào)教正常 無腐蝕性氣體和粉塵 可以采用 這種型式的變電所在小廠中較為常見 但這種型式的變電 所安全可靠性差 早靠近易燃易爆的廠房附近及大氣中含有腐蝕性物質(zhì)的場所 不能采用 獨(dú)立變電所 建筑費(fèi)用較高 因此除非各車間的負(fù)荷相當(dāng)小而分散 或需遠(yuǎn)離易燃 易 爆和有腐蝕性物質(zhì)的場所可以采用外 一般不宜采用 桿上變電臺最為簡單經(jīng)濟(jì) 一般用于容量在 315kV A 及以下的變壓器 而且多用于生 活區(qū)供電 地下變電所的通風(fēng)散熱條件差 濕度也較大 建筑費(fèi)用也較高 但相當(dāng)安全 且不礙觀 瞻 這種型式變電所在國外比較多見 而在國內(nèi)較少 有些地下工程和礦井采用 樓上變電所 適于 30 層以上的高層建筑 這種變電所要求結(jié)構(gòu)盡可能輕型 安全 其 主變壓器通常采用無油的干式變壓器 不少采用成套變電所 移動(dòng)式變電所主要用于坑道作業(yè)及臨時(shí)施工現(xiàn)場供電 工廠的高壓配電所 盡可能與鄰近的車間變電所和建 以節(jié)約建筑費(fèi)用 工廠的總降壓變電所和高壓配電所多采用獨(dú)立的室內(nèi)式 按照上述原則 車間變電所的類型均采用車間附設(shè)變電所 如表 3 表 3 車間變電所的類型 序號用電單位名稱變電所類型 1 高爐車間車間附設(shè)變電所 2 煉鋼車間車間附設(shè)變電所 續(xù)表 3 3 軋鋼車間車間附設(shè)變電所 4 線材車間車間附設(shè)變電所 5 機(jī)電修車間車間附設(shè)變電所 6 水泵站車間附設(shè)變電所 7 氧氣站車間附設(shè)變電所 2 3 總降壓變電所所址的選擇 變電所所址選擇的一般原則 1 盡量靠近負(fù)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 2 盡量靠近電源側(cè) 3 進(jìn)出線方便 烏海職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)烏海職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文論文 某小型鋼鐵廠企業(yè)供電設(shè)計(jì) 21 4 盡量避開污源或設(shè)在污源的上風(fēng)側(cè) 5 盡量避開振動(dòng) 潮濕 高溫及有易燃易爆危險(xiǎn)場所 6 設(shè)備運(yùn)行方便 7 有擴(kuò)建和發(fā)展的余地 8 高壓配電所宜與鄰近的車間變電所合建 說明 盡量靠近負(fù)荷中心是選擇變配電所所址的一條很重要的原則 但不是唯一的原則 最終確定所址應(yīng)從實(shí)際出發(fā) 全面考慮 除盡量靠近負(fù)荷中心外 還應(yīng)兼顧其它原則 對于 工廠的總變 配電所所址選擇 應(yīng)將靠近電源側(cè)也作為一條重要的原則 根據(jù)以上原則 總降壓變電所的位置如附錄 A 所示 3 變電所主變壓器的臺數(shù) 容量及型號的選擇 3 1 變電所主變壓器臺數(shù)的選擇 選擇主變壓器臺數(shù)時(shí)應(yīng)考慮下列原則 1 應(yīng)滿足用電負(fù)荷對供電可靠性的要求 對供有大量一 二級負(fù)荷的變電所 宜采 用兩臺變壓器 以便當(dāng)一臺變壓器發(fā)生故障或檢修時(shí) 另一臺變壓器能對一 二級負(fù)荷繼續(xù) 供電 對只有二級而無一級負(fù)荷的變電所 也可以只用一臺變壓器 但必須在低壓側(cè)敷設(shè)與 其它變電所相聯(lián)的聯(lián)絡(luò)線作為備用電源 2 對季節(jié)性負(fù)荷或晝夜負(fù)荷變動(dòng)較大而宜采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式的變電所 也可考慮采 用兩臺變壓器 3 除上述情況外 一般車間變電所宜采用一臺變壓器 但是負(fù)荷集中而容量相當(dāng)大 的變電所 隨為三級負(fù)荷 也可以采用兩臺或以上變壓器 4 在確定變電所主變壓器臺數(shù)時(shí) 應(yīng)適當(dāng)考慮負(fù)荷的發(fā)展 留有一定的余地 根據(jù)上述原則及工廠的實(shí)際情況 廠總變電所主變壓器的臺數(shù)選擇 2 臺 3 2 電力變壓器的并列運(yùn)行條件 兩臺或多臺變壓器并列運(yùn)行時(shí) 必須滿足三個(gè)基本條件 1 所有并列變壓器的額定一次電壓及二次電壓必須對應(yīng)相等 這也就是所有并列變 壓器的電壓比必須相同 允許差值不得超過 5 如果并列變壓器的電壓比不同 則并列變 壓器二次繞組的回路內(nèi)將出現(xiàn)環(huán)流 即二次電壓較高的繞組向二次電壓較低的繞組供給電流 引起電能損耗 導(dǎo)致繞組過熱或燒毀 2 所有并列變壓器的阻抗電壓 即短路電壓 必須相等 由于并列運(yùn)行變壓器的負(fù) 荷是按其阻抗電壓值成反比分配的 所以其阻抗電壓必須相等 允許差值不得超過 10 如果阻抗電壓值過大 可能導(dǎo)致阻抗電壓值較小的變壓器發(fā)生過負(fù)荷現(xiàn)象 3 所有并列變壓器的聯(lián)結(jié)組別必須相同 這也就是所有并列變壓器的一次電壓和而 烏海職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)烏海職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文論文 某小型鋼鐵廠企業(yè)供電設(shè)計(jì) 22 次電壓的相序和相位都應(yīng)分別對應(yīng)地相同 否則不能并列運(yùn)行 此外 并列運(yùn)行的變壓器容量應(yīng)盡量相同或相近 其最大容量與最小容量之比 一般不 能超過 3 1 如果容量相差懸殊 不僅運(yùn)行和不方便 而且在變壓器特性稍有差異時(shí) 變壓 器間的環(huán)流往往相當(dāng)顯著 特別是很容易造成容量小的變壓器過負(fù)荷 3 3 變電所主變壓器容量的選擇 1 只裝一臺主變壓器的變電所 主變壓器容量 ST 設(shè)計(jì)中 一般可概略地當(dāng)作其額定容量 SN T 應(yīng)滿足全部用電設(shè)備總 計(jì)算負(fù)荷 S30需要 即 ST S30 34 2 裝有兩臺主變壓器的變電所 每臺變壓器的容量 ST 一般可概略地當(dāng)作 SN T 應(yīng)同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件 1 任一臺變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí) 宜滿足總計(jì)算負(fù)荷 S30的大約 60 70 的需要 即 ST 0 6 0 7 S30 35 2 當(dāng) 1 臺主變退出運(yùn)行時(shí) 其余變壓器應(yīng)能保證全部一級負(fù)荷及大部分二級負(fù)荷用電 此時(shí)允許變壓器過負(fù)荷 40 運(yùn)行 3 車間變電所主變壓器的單臺容量上限 車間變電所主變壓器的單臺容量 一般不宜大于 1000kV A 或 1250 kV A 這一方面 是受以往低壓開關(guān)電器斷流能力和短路穩(wěn)定度要求的限制 另一方面也是考慮到可以使變壓 器更接近于車間負(fù)荷中心 以減少低壓配電線路的電能損耗 電壓損耗和有色金屬消耗量 現(xiàn)在我國已能生產(chǎn)一些斷流能力更大和短路穩(wěn)定度更好的新型低壓開關(guān)電器如 DW15 ME 等 型低壓斷路器及其它電器 因此如車間負(fù)荷容量較大 負(fù)荷集中且運(yùn)行合理時(shí) 也可以選用 單臺容量為 1250 2000 kV A 的配電變壓器 這樣能減少主變壓器臺數(shù)及高壓開關(guān)電器和電 纜等 對裝設(shè)在二層以上的電力變壓器 應(yīng)考慮垂直與水平運(yùn)輸對通道及樓板荷載的影響 如 采用干式變壓器時(shí) 其容量不宜大于 630 kV A 對居住小區(qū)變電所內(nèi)