工廠供配電系統(tǒng)設計

1、杭州電子科技大學電氣工程課程設計報告題 目工廠供配電的系統(tǒng)設計學院信息工程學院專業(yè)電氣工程及其自動化姓名魏佳健班級一班學號15907222指導教師高慧敏工廠供電題目五 設計依據(jù)如下：（ 1 ）工廠總平面圖如圖 1.1 所示。（ 2 ）工廠負荷情況：本廠多數(shù)車間為三班制，年最大負荷利用小時數(shù)4600h, 日最大負荷持續(xù)時間為 6h 。該廠處鑄造車間、電鍍車間和鍋爐房屬二級負荷外，其余均屬三級負荷。全廠的負荷表見表1.1 。（ 3 ）供電電源情況：按照工廠與當?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。為滿足工廠二級負荷的要求， 可

2、采用高壓聯(lián)絡線由鄰近的單位取得備用電源。 已知與本廠高壓側有電氣聯(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?shù)刂鲗эL向為東北風，年雷暴日數(shù)為 20 天。（ 5 ）地質水文資料：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 ）電費制度：本廠與當?shù)毓╇姴块T達成協(xié)議，在工廠變電所高壓側計量電能，設專用計量柜，按兩部電費制交納電費。每月基本電費按主變容量計為1

3、8元/（kVA）,動力電費為0.20元/（kw.h）,照明電費為0.50元/（kw.h）。工廠最大負荷時的功率因數(shù)不得低于0.90。此外，電力用戶按新裝變壓器容量計算，一次性向供電部門交納供電貼費： 6 10kV 為 800 元/(kVA)。1.任務(1)計算電力負荷和無功功率補償；(2)選擇本變電所主變的臺數(shù)、容量和類型;(3)設計本變電所的電氣主接線；(4)進行必要的短路電流計算；(5)選擇和校驗變電所一次設備及進出線；圖1.1工廠總平面圖表1.1全廠負荷表廠房編號廠房名稱負荷類別設備容量/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

4、.65照明80.71.07金工車間動力4000.20.65照明100.81.06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3500.70.91.電力負荷和無功功率補償電力負荷計算單組用電設備計算負荷的計算公式a）有功計算負荷（單位為KW）P30 = Kd Pe,Kd為系數(shù)b）無功

5、計算負荷（單位為kvar）P3otan :c）視在計算負荷（單位為kvA）S30P30cos ;精品資料d）計算電流（單位為A）I30=*J, Un為用電設備的額定電壓（單位為 KV）：3U n多組用電設備計算負荷的計算公式a）有功計算負荷（單位為KW）P30= Kp P30i,式中P30i，是所有設備組有功計算負荷P30之和，Kp是有功負荷同時系數(shù),可取 0.850.95 b）無功計算負荷（單位為kvar）Q30 = Kq2Q30i，, ZQ30i，是所有設備無功Q30之和；Kq是無功負荷同時系數(shù),可取 0.90.97c）視在計算負荷（單位為kvA）d）計算電流（單位為A）S30二,P30

6、Q30I 30S303Un經過計算，得到各廠房和生活區(qū)的負荷計算表，如表1.1所示（額定電壓取380V）編號名稱類別設備容量Pe/kW聿里:玄KU攵不數(shù)Kdcos中tan中計算負荷P30/kWQ30 /kvarS30/kVAI 30 /A鑄造動力3000. 30.71.029091.8128.6195.41照明60. 81 . 004.804.87.3車間小計30694.891.8133.4202.7鍛壓動力3500. 30.651.17105122.9161.5245.42照明80.71 . 005.605.68.5車間小計358110.6122.9167.1253.9熱處理動力1500.6

7、0.80.759067.5112.5170.93照明50.81 . 004046.1車間小計1559467.5116.5177電鍍動力2500.50.80.7512593.8156.3237.44照明50.81 . 004046.1車間小計25512993.8159.3243.55倉庫動力200. 40. 80.75861015.2照明10. 81 . 000.800.81.2小計218.8610.816.46工具車間動力3600.30.61.33108144180273.5照明70.91 . 006.306.39.6小計367114.3144186.3283.17金工車間動力4000.20.

8、651.178093.6123.1187照明100.81 . 0080812.2小計4108893.6131.1199.28鍋爐車間動力500.70.80.753526.343.866.5照明10. 81 . 0080812.2小計514326.351.878.79裝配車間動力1800.30.71.025455.177.1117.2照明60. 81 . 004.804.87.3小計18658.855.181.9124.510機修動力1600.20.651.173237.449.274.8照明40. 81 . 003.203.24.9小計16435.237.452.479.711生活區(qū)照明350

9、0.70.90.48245117.6272.2413.6總計（380V側）動力22201021.5856照明403計入 Kp=0.85, Kq=0.90.75868.3770.41160.81763.7表1.1各廠房和生活區(qū)的負荷計算表無功功率補償:無功功率的人工補償裝置：主要有同步補償機和并聯(lián)電抗器兩種。由于并聯(lián)電抗器具有安裝簡單、運行維護方便、有功損耗小以及組裝靈活、擴容方便等優(yōu) 點，因此并聯(lián)電抗器在供電系統(tǒng)中應用最為普遍。由表1.1可知，該廠380V側最大負荷時的功率因數(shù)只有 0.75。而供電部門要求該廠10KV進線側最大負荷時功率因數(shù)不低于0.9。考慮到主變壓器的無功損耗元大于有功損耗

10、，因此380V側最大負荷時功率因數(shù)應稍大于 0.9,暫取0.92 來計算380V側所需無功功率補償容量：QC = P30 (tan 1 - tan ;:2 )=868.3 tan(arccos0.75) - tan(arccos0.92)=395.0kvarQ30 =Q30 -Q30 *0.05=770.4-770.4*0.05=731.88kvar參照圖2,選PGJ1型低壓自動補償評屏，并聯(lián)電容器為BWF10.5_100_1型，采用其方案1一，Q30 =(主屏)1臺與方案3 (輔屏)4臺相結合，總共容量為100kvar父5=500kvar。補償前后，變壓器低壓側的有功計算負荷基本不變，而無功

11、計算負荷(731.88 -500) kvar=231.88kvar ,視在功率 S30 = PP30 +Q3o =898.7kVA ,計算電, 出P30流I30 =F=1365.5A,功率因數(shù)提高為cos中二上一二0.967。,-43U NS30在無功補償前，該變電所主變壓器 T的容量為應選為1250kVA,才能滿足負荷用電的需要；而采取無功補償后，主變壓器T的容量選為1000kVA的就足夠了。同時由于計算電流的減少，使補償點在供電系統(tǒng)中各元件上的功率損耗也相應減小，因此無功補償?shù)慕洕б媸挚捎^。因此無功補償后工廠380V側和10kV側的負荷計算如表1.2所示。主屏輔屏1君C發(fā)C:之C1#方

12、案3#方案6支路6支解2#方案4#方案8支路8支監(jiān)圖2 PGJ1型低壓無功功率自動補償屏的接線方案表1.2無功補償后工廠的計算負荷項目cos中計算負荷P30/KWQ30 /kvarS30 /kVAI 30 /A380V側補償前負荷0.75868.3770.41160.81763.7380V側無功補償容量-500380V側補償后負荷0.967868.3270.4898.71365.5主變壓器功率損耗0.01 S3o=11.60.05 S30 =58.0410KV側負荷計算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)工廠的負荷性質和電

13、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)裝設一臺變壓器型號為S9型，而容量根據(jù)式Snt之S30, Snt為主變壓器 容量，S30為總的計算負荷。選SNT =1000 KVA S30 =900KVA ,即選一臺 S9-1000/10型低損耗配電變壓器。至于工廠二級負荷所需的備用電源，考慮由 鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡線來承擔。b)裝設兩臺變壓器型號為S9型，即：Snt 定(0.6 0.7)父 900 KVA= (540630) KVA而且Snt= S30 (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。工廠二級負荷所需的備用電源，考慮由鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡線來承擔。主變壓器的聯(lián)結組均為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計下列兩種主接線方案:1 .裝設一臺主變壓器的主接線方案10kVS9-100010/0.4kVF220/380V主變聯(lián)絡（備用）高壓柜列GG-GG-GG-GG-1A(J)1A(F)1A(F)1A(F)-03-54-07-07圖2.1裝設一臺主變壓器的主接線方案2 .裝設兩臺主變壓器的主接線方案10kVFS4-10GW-10衿 GG-1A(F)-113、11GG-1A(J)-01J. 工J：GG-1A(F)-54*一-廠yW