供电技术课程设计第一章 绪论1.1 工厂供电的意义在学完供电技术这门课程后，对电力系统和供配电系统的概念、电能的质量指标和电力负荷等基本知识有了基本的了解，也能根据负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件等条件给出合理的设计方案。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。工厂供电设计主要包括全厂变电所设计、车间配电系统所设计及车间动力和照明设计。电能是一种清洁的二次能源，它不仅能传送和分配，易于转换为其他的能源，而且便于控制、管理和调制，易于实现自动化。所以，电能已广泛应用于国民经济、社会生产和人们的日常生活之中。1.2 设计概述SKMAX=300MVASKMIN=200MVA t=1.6sLJ-70 5kM1、工厂总平面图（参见附图-5）2、各车间用电设计资料（参见附表1）3、电源情况1) 电源电压等级10KV2) 电源线路，用一回架空非专用线向本厂供电，导线型号为LJ70，线路长度为5公里；3) 电源变电所10KV母线短路容量最大运行方式时为300MVA，最小运行方向时为200MVA，单相接地电流为10A；4) 电源变电所10KV引出线继电保护的整定时限为1.6秒。4、全厂功率因数要求不低于供用电规程5、计量要求高供高量6、二部电价制收费：（1）电度电价为0.058元/度（2）设备容量电价4元/KVA月（或最高量电价6元/KW月）7、工厂为二班制生产，全年工作时数4500小时，最大负荷利用小时3500小时（均为统计参考值）8、厂区内低压配电线路允许电压损失3.55%9、本地气象、地壤等资料：（1）海拔高度9.2米（2）最热月平均温度28.4（3）最热月平均最高温度32.2（4）极端最高温度38.5（5）极端最低温度-15.5（6）雷暴日数35.6日/年（7）最热月地下0.8米的平均温度27.41.3 设计任务及设计方案1、设计任务（1）设计说明书一份其内容包括以下主要部分：1）各车间与全厂的负荷计算，功率因数的补偿（放电电阻值）2）变（配）电所位置的确定，变压器数量、容量的决定3）全厂供电系统的接线方式与变电所主接线的确定4）高气压电气设备与导线电缆的选择5）短路电流的计算与电气设备的校验6）继电保护整定电流（2）设计图纸：1）变(配)电所主接线图一张(或将高、低压分开画两张)2）工厂变配电所和电力线路平面布置图一张3）继电保护原理展开图一张4）变配电所平剖面布置图一张（两张）（3）主要设备材料表一份2、设计方案我们根据工厂各车间的实际情况，利用需要系数法计算出各组设备容量、功率因数不满足供电规程，则进行无功补偿。然后按功率距法确定负荷中心，根据变电所位置选择的原则确定了变电所的位置，如果车间的视在功率大于320KVA，则需设一个车间变电所，再确定变压器的台数和容量，并选择了变压器的型号。根据选择的额定容量计算短路电流，在选择电气设备时，一定要遵循选择的原则。继电保护设计时，要就实际情况选择保护。厂区采用电缆接线方式，高压电缆进线用硬铝母线，变压器室需抬高地平，窄面推进，双列，离墙安装。设计时尽量使设计的方案简单明了，不浪费资源。第二章 负荷计算及功率补偿2.1 负荷计算的内容和目的一、负荷计算的内容负荷计算又称需要负荷或最大负荷。计算负荷时一个假想的持续性负荷，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。负荷计算要将各车间设备分组，求出各用电设备的设备容量，然后用需要系数法逐个算出分组的计算负荷，车间计算负荷以及全厂计算负荷。按照要求高压侧的功率因数应该大于0.9，若不满足要求，需要对高压侧进行无功功率补偿。同时，无功功率补偿要考虑设备安装地点和控制方式，根据补偿要求选择相应的成套补偿装置。二、负荷计算的目的工厂企业电力负荷计算的主要目的是：（1）全厂在工程设计的可行性研究阶段要对全厂用电量做出估算以便确定整个工程的方案；（2）在设计工厂供电系统时，为了正确选择变压器的容量，正确选择各种电气设备和配电网络，以及正确选择无功补偿设备等，需要对电力负荷进行计算。 2.2 负荷计算的方法工程上根据不同的计算目的，针对不同类型的用户和不同类型的负荷，负荷计算的方法有很多种，包括估算法、需要系数法、二项式法和单相负荷计算法，我们采用需要系数法。一、进行负荷计算时，首先要将不同工作制下的用电设备的额定容量换算成统一的设备容量。1、长期工作制和短时工作制的用电设备 PeN2、反复短时工作制的用电设备1) 电焊机和电焊机组换算到=100%时的功率 Pe=PN式中电焊机额定有功功率 额定负荷持续率 其值为100%的负荷持续率2) 起重机换算到=25%时的额定功率 Pe=PN式中起重机额定有功功率 额定负荷持续率 其值为25%的负荷持续率3) 照明设备的额定容量可按建筑物的单位面积容量法估算 Pe=式中建筑物单位面积照明容量W/m2S建筑物面积m2二、用电设备的计算负荷1、单台用电设备的计算负荷就是其设备容量 =Pe2、单组用电设备的计算负荷有功功率：=无功功率：视在功率：计算电流：式中该用电设备组的需要系数 功率因数角的正切值3、多组用电设备的计算负荷有功功率：=无功功率：视在功率：计算电流： 式中同时系数三、全厂的负荷计算全厂计算负荷用需要系数法逐级从负荷端计算到变电所电源进线处。表2-1第二车间（中、小件加工）序号用电设备型号名称台数每台设备 额定容量（千瓦）备注1M2110内圆磨床4.72M2120内圆磨床27.13M7120A平面磨床4.24M7130K平面磨床37.65M131W外圆磨床6.86M8621A花键轴磨床34.57MQ1350A外圆磨床17.68HO57外圆磨床17.69Y2235弧齿轮滚齿轮26.510Y4245剃齿机3.911Y4632珩齿轮24.812YB31125滚齿轮23.613Y38A滚齿轮23.914Y38滚齿轮23.915Y3150滚齿轮3.116C6301M车床10.117C6201车床37.618L612020T卧式拉床22.119YB6016花键轴铣床36.820Y5120A插齿机2.421Y54插齿机33.622Y236锥齿轮刨齿机2.923B6050牛头刨床4424B69牛头刨床1125B665牛头刨床3326B5020插床3327B5030插床428X62W万能铣床9.729X502立式铣床4.930X63万能铣床13.231X53T立式铣床13.332Z535立式铣床4.633Z3040摇臂钻床5.234C6150车床7.635C6203车床8.336CW6140A车床837C6201车床2438C6150车床7.639卧式珩磨机1040C6201车床7.641C616A车床33.342C868丝杠车床33.143Y7132锥形砂轮倒角机33.444MG1432齿轮倒角机7.545YJ9332齿轮倒角机51.146M3030砂轮机61.547Z521台式铣床70.648Q1131200剪边机3349W6740板料折边压力机23.850AX320直流弧焊机1451BS3301焊接变压器21KVA单相380伏525吨电动桥式吊车24.2表2-1为第二车间的用电设备。下面是第二车间的负荷计算：各用电设备组的计算负荷为：冷加工机床：；147均分在这一组。=0.16485.312=77.65KW=77.651.73=134.3Kvar剪床压床：；48、49归为一组。=0.25（3+3.8）=1.7KW=1.71.33=2.26Kvar电焊机：65%；50归在这一组。将电焊机的设备容量转换到=100%时的功率，且该组只有1台设备，=PN 14=11.29KW=1.3311.29=15.02Kvar焊接变压器：65%，；51号归于这组。将弧焊变压器的设备容量转换到=100%时的功率，且该组仅有1台设备，故PN =210.4=8.4KW=PN 8.4=6.77KW， =11.73KW=1.3311.29=15.02Kvar吊车：%；52号归与于这组。将吊车的设备容量转换到=25%时的功率，且该组仅有1台设备，=PN 24.2=30.6KW=1.7330.6=52.94Kvar车间照明：S=0.0120000.0272000=1080=9W/，=9.72KW车间2的计算负荷：=（77.65+1.7+11.29+11.73+30.6+9.72）=128.42KW=0.9（134.3+2.26+15.02+26.86+52.94）=208.24Kvar=244.65KVA=371.7A生活：=1.0，0办公室（4层）照明：2352m2，=12W/ m2 =28.224KW 0Kvar职工学校（3层）照明：S=2016 m2，=13W/ m2 =26.208KW 0 Kvar仓库照明：S=780 m2，=5W/ m2 =3.9KW 0 Kvar食堂照明：S=780 m2，=12W/ m2=3.9KW 0 Kvar车库照明：S=312 m2，=7W/ m2=2.184KW 0 Kvar门卫照明：S=180 m2，=8W/ m2 =1.44KW 0 Kvar则照明的总计算负荷为（） =71.404KW =0Kvar =71.404KVA =324.56A其他车间的计算负荷见表2-2表2-2全厂的负荷计算表序号车间及用电设备组Kd计算负荷Ic（A）Pc