电气工程及其自动化课程设计

1 前言

1.1 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。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。

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。

1.2 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；（2）安全可靠、先进合理；（3）近期为主、考虑发展；（4）全局出发、统筹兼顾。

2 负荷计算和无功功率补偿

2.1 负荷计算

1)单组用电设备计算负荷的计算式:

有功计算负荷d e K P P *=30 无功计算负荷Φ*=tan 3030P Q 视在计算负荷Φ=

cos 3030P S 计算电流N

U S

I 33030= 2)单组用电设备计算负荷的计算式：

有功计算负荷max 30)()(x i e cP bP P +∑= 无功计算负荷max max 30tan )()tan (φφx i e cP bP Q +∑=

视在计算负荷2

3023030Q P S += 计算电流N

U S I 330

30=

3）各厂房和生活区的负荷计算如表2.1

表2.1 机械厂负荷计算表

编

号名称类别设备

容量

e

P kW

需要

系数

d

K

cosϕtanϕ

计算负荷

30

P kW30var

Q k

30

S kVA30I A

1 铸造

车间

动力300 0.37 0.68 1.08 111.0 119.7 163.2 248.0 照明7.8 0.8 1.0 0 6.2 0.0 6.2 28.4 小计307.8 117.2 119.7 167.5 254.5

2 锻压

车间

动力280 0.25 0.63 1.23 70.0 86.3 111.1 168.8 照明7 0.8 1.0 0 5.6 0.0 5.6 25.5 小计287 75.6 86.3 114.7 174.3

3 金工

车间

动力300 0.25 0.63 1.23 75.0 92.5 119.0 180.9 照明9 0.8 1.0 0 7.2 0.0 7.2 32.7 小计309 —82.2 92.5 123.7 188.0

4 工具

车间

动力340 0.3 0.63 1.23 102.0 125.7 161.9 246.0 照明7.8 0.8 1.0 0 6.2 0.0 6.2 28.4 小计347.8 —108.2 125.7 165.9 252.0

5 电镀

车间

动力175 0.5 0.75 0.88 87.5 77.2 116.7 177.3 照明8 0.8 1.0 6.4 0.0 6.4 29.1 小计283 —93.9 77.2 121.6 184.7

6 热处

理车

间

动力145 0.5 0.75 0.88 72.5 63.9 96.7 146.9 照明7.5 0.8 1.0 0 6.0 0.0 6.0 27.3 小计152.5 —78.5 63.9 95.1 144.4

7 装配

车间

动力150 0.35 0.7 1.02 52.5 53.6 75.0 114.0 照明7.8 0.8 1.0 0 6.2 0.0 6.2 28.4 小计157.8 —58.7 53.6 79.5 120.8

16 6. 4 机修

车间

动力155 0.25 0.65 1.16 38.8 45.3 59.6 90.6 照明 3.5 0.8 1.0 0 2.8 0.0 2.8 12.7 小计158.5 —41.6 45.3 61.5 93.5

9 锅炉

房

动力75 0.5 0.75 0.88 37.5 33.1 50.0 76.0 照明 1.5 0.8 1.0 0 1.2 0.0 1.2 5.5 小计76.5 —38.7 33.1 50.9 77.4

10 仓库动力20 0.35 0.85 0.61 7.0 4.3 8.2 12.5 照明 1.5 0.8 1.0 0 1.2 0.0 1.2 5.5 小计21.5 —8.2 4.3 9.3 14.1

11 生活

区

照明320 0.75 0.95 0.33 240.0 78.9 252.6 383.9 动力1940 957.8793.6