小型工厂的供配电系统设计方案

小型工厂的供配电系统设计方案

第一章绪论

第一节工厂供电意义和要求

在工业生产和生活中，电能扮演着极其重要的角色。电能与其他形式的能量之间可以相互转化。做好电能输送和分配这项任务，不仅可以节约成本，而且还可以提高经济效益，提高生产效率。电能是现代文明的物质技术基础，没有了电能，就没有可能实现现代化进程。现代社会的各个方面都是建立在电气化的基础之上，一旦电力系统出现问题或停止工作，将会给用电用户带来严重的影响，甚至造成伤害。

所以设计出安全有效的工厂供电与配电方案有利于扩大工厂的生产能力，减少支出，提高工厂效益，加快工厂的发展具有重要的意义。此外，还有利于国民经济的提高，加快现代化进程，为实现“中国梦”做出应有的贡献。因而从各个方面来讲，做好工厂供配电工作都十分重要。

为了使工业生产和生活有序的进行下去，实现用户电能的要求，工厂供配电工作必须做到以下几点：安全可靠优质经济

第二节本厂的基本概况及设计要求

一、生产任务及车间组成

表1.1 生产规模及车间组成

二、负荷性质及负荷情况

①根据本工厂的实际情况，得出结论：生产车间为三班制，其余的为单班或两班制。该厂全年最大负荷利用小时数为5000小时，属于三级负荷。

②全厂包涵5个车间变电所，每个车间包涵其独立的用电设备，全厂总的有功

功率为kW P 261030=，全厂总的无功功率为var 17339330k .Q =，全厂总的视在功率为A kV .S ?=58398830。

三、供电需求

①本工厂从位于该厂南侧1公里的某变电所取得10千伏架空线路的电源。 ②变电所的整定时间为2秒，本厂配电所应不大于1.3秒。 ③在总配变电所10千伏侧计量。 ④要求本厂的功率因数值在0.9以上。 ⑤供电系统技术数据：

变电所提供的电源系统为无限大，母线上的电压为10千伏，发生短路时，容量为200兆伏安。供电系统如图1.1所示[1]。

图1.1 供电系统图

四、本厂自然条件

1、气象条件

①最高温度为35°C 。

②土壤中0.7～1米深处一年中最热月平均温度为20°C 。 ③年雷暴日为30天。 ④土壤冻结深度为1.10米。 ⑤主导风向夏季为南风。

2、地质及水文条件

①地表平坦，土壤的成分为极土，厚1.6～7米

②地下水位一般为0.7米。

③地耐压力为20吨/平方米。

第三节本章小结

本章主要介绍了安全有效的供电与配电对工厂的意义，一个合理的工厂电力系统所具备的要求，所要设计工厂的基本状况：该厂生产的产品，生产产品需要的车间以及车间的设备，按照负荷对供电的要求划分级别，与当地的用电部门达成的供电协议以及工厂的自然条件。

第二章负荷计算及无功功率

第一节供电电压的选择

选择工厂供电电压时主要考虑以下几个因素：供电电压等级、工厂用电设备的容量、电压和供电距离。配送路线长度和配送容量在一定的情况下，供电电压与线路的电流成反相关，利用这一特点，可以降低线路投资和金属的消耗，如表2.1所示

本厂高压配电电压是10kV，对于那些用电设备所需的电压是6kV，可通过专门的变压器把10kV转换成6.3kV，从而给设备供电。

第二节负荷计算

一、负荷计算的定义及计算方法

1、定义

①计算负荷是人们假象中的负荷，在一定的时间内，负荷的发热量等于在

工厂生产中，负荷在变动情况下所产生的热量[2]。

② 尖峰电流指在持续时间为1秒的情况下，用电设备的最大电流[2]。

③ 平均负荷为用电设备在一段时间内所消耗的电能除以该段时间所得出的

值[2]。

2、负荷计算的方法

负荷计算的主要方法：需要系数法，利用系数法，二项式。本设计将采用需

要系数法予以确定。下面对需要系数法进行介绍：

(1)、基本公式

有功计算负荷为：

e d P K P =30

(2-1) 无功计算负荷为：

θP Q tan 3030=

(2-2)

视在计算负荷为：

θP S cos 3030=

(2-3)

计算电流为：

N U S I 330

30=

(2-4)

K d ----------需要系数

P 30-------有功计算负荷，单位为kW Q 30-----无功计算负荷，单位为var k S 30------视在计算负荷，单位为A kV ? cosθ---用电设备组的平均功率因数 tanθ---用电设备组平均功率因数的正切值

(2)、用电设备是多组的情况下，负荷的计算方法

在计算多组有用设备或低压母线的负荷时，要考虑各用电设备出现的最大负荷不是同一个时间。因此在确定多组用电设备的计算负荷时，应结合具体情况对其用功负荷和无功负荷分别计入一个同时系数p K ∑和q K ∑[3]。 ①对车间干线，取

p K ∑=0.85—0.95 q K ∑=0.90—0.97 ②对低压母线，分两种情况：

●由用电设备组计算负荷直接相加来计算时，取

p K ∑=0.80—0.90 q K ∑=0.85—0.95 ●由车间干线计算负荷直接相加来计算时，取

p K ∑=0.90—0.95 q K ∑=0.93—0.97 总的有功计算负荷为：

∑∑=i p P K P .3030 (2-5)

总的无功计算负荷为：

∑∑=i q Q K Q .3030 (2-6)

以上两式中的30.i P ∑和30.i Q ∑分别为各组设备的有功和无功计算负荷之和。

总的视在计算负荷为：

23023030Q P S +=

(2-7)

总的计算电流为：

N

U S I 330

30=

(2-8)

二、负荷计算结果

由表2.2所示数据可计算出全厂总负荷（参差系数取p K ∑=0.9,q K ∑＝0.95）。 全厂总的有功计算负荷

kW kW P K P .i p 234926109.03030=?=∑?=∑ 全厂总的无功计算负荷

var 53223var 1733939503030k .k ..Q K Q .i q =?=∑?=∑ 全厂总的视在计算负荷

S 30＝230230Q P + =A kV .A kV .?=?+5839885322323492

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