化纤厂总配电所及配电系统设计 课程设计

化纤厂总配电所及配电系统设计课程设计工厂供电课程设计课题：某化纤厂总配电所及配电系统设计班级：学号：学生姓名：指导老师：完成日期：目录第1章设计题目******************************************************************************2第2章工厂电气设计总则****************************************************************5第3章负荷计算及功率因数补偿*****************************************************8第4章短路电流概念及计算************************************************************24第5章总配电所主接线方案的设计*************************************************29第6章工厂电力线路的设计************************************************************33第7章主要电气设备的选择与校验*************************************************37第8章继电保护装置**********************************************************************41 第9章防雷与接地***************************************************************************45课程设计收获与感想************************************************************************************48第1章设计题目题目8某化纤厂供配电系统设计一.原始资料1．工厂的总平面布置图幼儿园机修车间锻工车间预留扩建机修车间预留扩建单身宿舍仓库水塔饮水站油泵房锅炉房No.3制条车间 纺纱车间织造车间 染整车间No.1No.2俱乐部传达室排球场单身宿舍食堂浴室理发室露天浴池预留机配件库预留机配件库污水处理站化验室及水泵房工厂绿化区电修车间木工车间工厂扩建区比例：1：5000注：车间变电所N图1 工厂总平面布置图2.工厂的生产任务、规模及产品规格：本厂生产化纤产品，年生产能力为 2.3×106m，其中：厚织物占50%，中厚织物占30%，薄织物占20%。

全部产品中以腈纶为主体的混纺物占60%，以涤纶为主体的混纺物占40%。

3.工厂各车间的负荷情况及变电所的容量：如表1。

表1 各车间380V负荷计算表序号车间（单位）名称设备容量/kWKdϕcosϕtan计算负荷车间变电所代号变压器台数及容量/kVAP30/kWQ30/kvarS30/kVAI3/A1 制条车间340 0.8 0.8No.1车变1×纺纱车间340 0.8 0.8饮水站86 0.650.8锻工车间37 0.2 0.65机修车间296 0.3 0.5幼儿园12.80.6 0.6仓库38 0.3 0.5小计（KΣ=0.9）2 织造车间525 0.8 0.8No.2车变1×染整车间490 0.8 0.8浴室、理发室5 0.8 1.0食堂40 0.75 0.8 0单身宿舍50 0.8 1.0小计（KΣ=0.9）3 锅炉房151 0.750.8No.3车变1×水泵房118 0.750.8化验室50 0.750.8油泵28 0.70.8房 5 0 小计（KΣ=0.9）4.供用电协议：（1）从电力系统的某35/10KV 变电站，用双回10KV 架空线路向工厂馈电。

系统变电站在工厂南0.5km 。

（2）系统变电站馈电线的定时限过电流保护的整定时间st op 5.1 ，要求工厂总配变电所的保护整定时间不大于1s 。

（3）在工厂总配电所的10KV 进线侧进行电能计量。

工厂最大负荷时功率因数不得低于0.9。

（4）电力系统的短路数据，如表2所示。

其配电系统图如图2。

表2 电力系统10KV 母线的短路数据 系统运行方式 10KV 母线短路容量 备注 最大运行方式 )3(m ax .k S =187MVA 电力系统可视为无限大容量最小运行方式)3(m in.k S =107MVA工厂总配变电所k架空线路架空线路10KV母线1.5s区域变电站图2 配电系统图（5）供电贴费和每月电费制：每月基本电费按主变压器容量计为18元/kVA，电费为0.5元/kW·h。

此外，电力用户需按新装变压器容量计算，一次性地向供电部门交纳供电贴费：6～10kV为800元/kVA。

5．工厂负荷性质：本厂多数车间为三班制，少数车间为一班或两班制，年最大有功负荷利用小时数为6000h。

本厂属二级负荷。

6．工厂自然条件：（1）气象资料：本厂所在地区的年最高气温为38o C，年平均气温为23 o C，年最低气温为－8 o C，年最热月平均最高气温为33o C，年最热月平均气温为26o C，年最热月地下0.8m处平均温度为25o C。

当地主导风向为东北风，年雷暴日数为20。

（2）地质水文资料：本厂地区海拔60m，底层以砂粘土为主，地下水位为2m。

二．设计内容1．总降压变电站设计（1）负荷计算（2）主结线设计：根据设计任务书，分析原始资料与数据，列出技术上可能实现的多个方案，根据改方案初选主变压器及高压开关等设备，经过概略分析比较，留下2～3个较优方案，对较优方案进行详细计算和分析比较，（经济计算分析时，设备价格、使用综合投资指标），确定最优方案。

（3）短路电流计算：根据电气设备选择和继电保护的需要，确定短路计算点，计算三相短路电流，计算结果列出汇总表。

（4）主要电气设备选择：主要电气设备的选择，包括断路器、隔离开关、互感器、导线截面和型号、绝缘子等设备的选择及校验。

选用设备型号、数量、汇成设备一览表。

（5）主要设备继电保护设计：包括主变压器、线路等元件的保护方式选择和整定计算。

（6）配电装置设计：包括配电装置布置型式的选择、设备布置图。

（7）防雷、接地设计：包括直击雷保护、进行波保护和接地网设计。

2．车间变电所设计根据车间负荷情况，选择车间变压器的台数、容量，以及变电所位置的原则考虑。

3．厂区380V配电系统设计根据所给资料，列出配电系统结线方案，经过详细计算和分析比较，确定最优方案。

三．设计成果1．设计说明书，包括全部设计内容,负荷计算，短路计算及设备选择要求列表2．电气主接线图（三号图纸）3．继电保护配置图（三号图纸）第2章工厂电气设计总则2.1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应和分配，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应用；电能的输送的分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。

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广泛。

在工厂里，电能虽然是工业生产的主要能源和动力，但是它在产品成本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，并不在于它在产品成本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可以大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产成本，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。

从另一方面来说，如果工厂的电能供应突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果。

因此，做好工厂供电工作对于发展工业生产，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）安全在电能的供应、分配和使用中，不应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。

此外，在供电工作中，应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，既要照顾局部的当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应发展。

2.2 研究大型工厂供电系统背景我国的电力工业已居世界前列，但与发达国家相比还是有一定的差距，我们人均电量水平还很低，电力工业分布也不均匀，还不能满足国民经济发展的需要。

电力市场还未完善，管理水平、技术水平都有待提高。

为了使我国电力工业赶上世界电力技术的发展水平,丛21世纪一开始，我国就进一步加强在电网安全、稳定、经济运行、电力系统的自动化调度与管理、电力通信、网络技术、继电保护等领域开展研究，尤其注意完善电力市场，研究电力市场的技术支持系统，促进我们的电力工业不断前进。

工厂供电就是指工厂所需电能的供应和分配。

我们知道,电能是现代工业生产的主要能源和动力，工业生产应用电能和实现电气化以后,能大大增加产量,提高产品质量,提高劳动生产率,降低生产成本,减轻工人的劳动强,改善工人的劳动条件,有利于实现生产过程自动化。

但是,工厂的电能供应如果突然中断,则将对工业生产造成严重的后果,甚至可能发生重大的设备损坏事故或人身伤亡事故；由此可见,搞好工厂供电工作对于工业生产的正常进行和实现工业现代化,具有十分重大的意义。

工业企业生产所需电能，一般是由外部电力系统供给，经企业内各级变电所变电压后，分配到各用电设备。

工业企业变电所是企业电力供应的纽约，所处地位十分重要，所以正确计算选择各级变电站的变压器容量及其他设备是实现安全可靠供电的前提。

进行企业电力负荷计算的目的就是为正确选择企业各级变电站的变压器容量，各种电气设备的型号，规格以及供电网络所用导线型号等提供科学的依据。

2.3 工厂供电设计的一般原则按照国家标准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须遵循以下原则：（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）安全可靠、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。