1 工厂供电设计的基础知识工厂供电的意义和要求工厂供电，就是指工厂所需电能的供给和分派，亦称工厂配电。众所周知，电能是现代工业生产的主要能源和动力。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给用；电能的输送的分派既 简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产进程自动化。因此，电能 在现代工业生产及整个国民经济生活中应用极为普遍。在工厂里，电能虽然是工业生产的主要能源和动力，可是它在产品本钱中所 占的比重一般很小（除电化工业外）。电能在工业生产中的重要性，并非在于它 在产品本钱中或投资总额中所占的比重多少，而在于工业生产实现电气化以后能 够大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产本钱，减轻工人的 劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产进程自动化。从另一方面来讲， 若是工厂的电能供给突然中断，则对工业生产可能造成严峻的后果。因此，做好工厂供电工作对于进展工业生产，实现工业现代化，具有十分重 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 经济建设具有十分重要的战略意义，因此做好工厂供电工作，对于节约能源、支 援国家经济建设，也具有重大的作用。工厂供电工作要很好地为工业生产服务，切实保证工厂生产和生活用电的需 要，并做好节能工作，就必须达到以下基本要求：（1）安全 在电能的供给、分派和利用中，不该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。另外，在供电工作中，应合理地处置局部和全局、当前和久远等关系，既要 照顾局部的当前的利益，又要有全局观点，能保全大局，适应进展。工厂供电设计的一般原则依照国家标准 GB50052-95 供配电系统设计规范、 GB50053-94 10kv 及以下设计规范、GB50054-95低压配电设计规范等的规定，进行工厂供 电设计必需遵循以下原则：（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策，包括节约能源，节约有色金属等技术经济政策。（2）安全靠得住、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，技术先进和经济合理，采用效率高、能耗低和性能先进的电气产品。（3）近期为主、考虑进展； 应根据工作特点、规模和发展规划，正确处理近期建设与远期发展的关系，做到远近结合，适当考虑扩建的可能性。（4）全局动身、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部分。工厂供电设计的质量直接影响 到工厂的生产及发展。作为从事工厂供电工作的人员，有必要了解和掌握工厂供 电设计的有关知识，以便适应设计工作的需要.工厂供电设计的大体内容 工厂供电设计主要包括：工厂变配电所设计、工厂高压配电线路设计、车间 低压配电线路设计及电气照明设计等。工厂变配电所设计 负荷计算及无功功率补偿计算。 变配电所所址和型式的选择。 变电所主变压器台数、容量及类型的选择。 变配电所一次设备的选择。 短路电流计算。 变配电所一次设备的选择。 变配电所二设回路方案的选择及继电保护装置的选择和整定。 变配电所防雷保护与接地装置的设计。 编写设计说明书及主要设备材料清单。绘制变电所主接线路、平面图及必要的剖面图、二次回路图及其他施工图 纸。工厂高压配电线路的设计 工厂高压配电系统方案的肯定。 高压配电线路的负荷计算。 高压配电线路的导线和电缆的选择。 架空线杆位的肯定及电杆、绝缘子、金属等的选择，对电缆线路来讲，则为电缆敷设方式的选择和设计。 防雷保护和接地装置的设计。 编写设计说明书及主要材料清单。 绘制高压配电系统图，平面布线图，电杆总装图及其他施工图纸。车间低压配电电路设计 车间低压配电系统方案的肯定。 低压配电线路负荷的计算。 低压配电线路导线与电缆的选择。 低压配电设备和保护设备的选择。 低压配电线路敷设方式的设计。 低压配电系统接地装置的设计。 编写设计说明书和主要材料清单。 绘制车间低压配电系统图，平面布线图及其它施工图样。2Auto CAD在工厂供电设计中的应用CAD简介Auto CAD是美国Auto desk公司开发和研制的通电运算机辅助画图设 计软件包，是一个交互式的画图软件，是用于二维及三维设计，画图的系统工具， 用户可用它来创建阅读、管理、打印、输出、共享及准确复用富含信息的设计图 形。Auto CAD具有以下特点： 具有完美的图形绘制功能。 具有壮大的图形编辑能力。 能够采用多种方式进行二设开发和用户定制。 能够进行多种图形格式的转换，具有较强的数据互换能力。 支持多种硬件设施。 支持多种操作平台。 具有通用性，易用性、适用于各类用户。电气工程中CAD技术的应用 利用CAD能够设计一些设计手册或设计规范中的数表、图表存储在运算机 中，便于查询。 利用各类高级语言，如MATLAB，C+等编程，进行机械计算和强度计算， 电力系统潮流计算绘制各类导线和曲线等。 彩用 CAD 绘制各类二、三维图纸，电力系统主接线图、平面布置图，配电 装置断面图等。CAD的大体操作在本次设计进程中，主要利用CAD壮大的二维图形设计能力，灵活运用各类 平面图形绘制命令和图形编辑与标注命令。在此设计中主要利用CAD绘制电力系 统的主接线图。画图大型图样一般通过以下步骤： 运用大体的图形绘制命令，画出各类无件，并整合为图块、保留。 别离挪用各分图块，并用连接线进行连接，调整位置，大小使图形美观、 整齐。 进行各类标准说明。 对图样进行检查修改。3、工厂供电设计主体部份在以下内容将工厂供电设计的大体步骤为依据，结合各类分析方式和各类标 准而进行的。其中与各大体步骤相联系的基础知识也进行详细陈述，并结合本次 设计内容进行理论联系实际。设计将如下顺序展开： 对机械厂用电负荷的计算。 对该系统进行无功补偿，对无功补偿设备进行容量、类型的肯定。 变电所所址和型式的选择。 变电所主变压器台数、容量、及类型的选择。 变电所主接线方案的设计。 短路电流计算。 变电所一次设备的选择。 变电所二次回路方案的选择。 继电保护装置的选择和整定。 防雷保护与接地装置的设计。 绘制变电所主接线图主要设备材料清单4 负荷计算和无功功率补偿负荷计算 各厂房和生活区的负荷计算如表 表 机械厂负荷计算表编号名称类别设备容量p/kW需要系数Kdcos申tan申计算负荷P 30 kWQ 30k varS3/kVAI30 A1铸造车间动力330照明900小计3392锻压车间动力340照明1000小计3503金工车间动力370照明900小计3794工具车间动力390照明700小计3975电镀车间动力190照明600小计1966热处理车间动力130照明700小计1377装配车间动力170照明900小计179续表机械厂负荷计算表8机修车间动力130照明700小计1379锅炉房动力59照明100小计6010仓库动力19照明200小计2111生活照明370区总计（380V侧）动力1828照明437计入K z =乙pK =2 q无功功率补偿 由表可知，该厂380V侧最大负荷是的功率因数只有而供电部 门要求该厂 10KV 进线侧最大负荷是功率因数不该该低于。考虑到主变压器的无 功损耗远大于有功损耗，因此380V侧最大负荷是功率因素应稍大于，暂取来计 算380V侧所需无功功率补偿容量：Q = P （tan甲-tan甲）=842.3tan（arccos0.75） - tan（arccos 0.92）kar - 384karC 3012故选 PGJ1 型低压自动补偿屏，并联电容器为型，采用其方案1（主屏）1 台与方 案3（辅屏）4台相组合，总共容量84kvar x5=420kvar。因此无功补偿后工厂380V 侧和10KV侧的负荷计算如表所示。表 无功补偿后工厂的计算的负荷项目cos申计算负荷P 3 kWQ 30k varS 3/kVA13/ A380V侧补偿前负荷380V侧无功补偿容量-420380V侧补偿后负荷主变压器功率损耗10kV侧负荷总计5变电所位置和型式的选择变电所的位置应尽可能接近工厂的负荷中心。工厂的负荷中心按功率矩法来 肯定，计算公式为式和式。变电所的位置应尽可能接近工厂的负荷中心.工厂的负荷中心按负荷功率矩 法来肯定即在工厂平面图的下边和左侧，任作一直角坐标的X轴和Y轴,测出各 车间和宿舍区负荷点的坐标位置，例如P（x,y）、P（x,y）、P（x,y）等而工 1 1 1 2 2 2 3 3 3 厂的负荷中心设在P（x,y）,P为P+P+P+二刀P.因此仿照力学中计算重心1 2 3 i的力矩方程,可得负荷中心的坐标:X = PlXl + P2X2 + P3X3 =工（Pixi）y = Py + 卩22 + 卩33 =工叫P + P2 + P3 工 PiP + P2 + P3 工 Pi图 机械厂总平面图按比例K在工厂平面图中测出各车间和宿舍区负荷点的坐标位置表所示表虑的方便进出线及周围环境情形，决定在 2号厂房的东北角紧靠厂房修建工厂变 电所，其型式为附设式。6变电所主变压器的选择和主结线方案的选择变电所主变压器的选择 按照工厂的负荷性质和电源情形，工厂变电所的主