工厂供电课设总结

经过这学期对工厂供电的学习以及经过一周的课程设计，我学到了很多，因此，我做了一些总结。

我认为要做好以下步骤：了解任务要求、计算原始数据、计算无功功率补偿、选择高低压供配电系统、选择变压器、根据选择做出主接线图、计算短路电流、高压设备器件的选择与校验、设计的心得与体会。下面我将一一说明这些步骤的具体做法。

第一步 了解任务要求

此步骤只要读懂以及领会课程设计说明书的要求就行了

第二步 计算原始数据

该数据包括课程设计说明书给出的原始数据以及负荷的计算，而负荷的计算包括有功计算负荷、无功计算负荷、视在计算负荷，负荷的计算要根据说明书给出的要求和数据采用哪一种公式，下面将要说一下负荷计算的两种方法。

第一种 按需要系数法确定工厂计算负荷(常用)

1、单组用电设备计算负荷的计算公式：

a)有功计算负荷（单位为KW ）

30P =d K e P ， d K 为系数 e P 为车间设备的总容量

b)无功计算负荷（单位为kvar ）

30Q = 30P tan ? c)视在计算负荷（单位为kvA ）

30S =?cos 30

P d)计算电流（单位为A ）

30I =N U S 330

, N U 为用电设备的额定电压（单位为KV ）

2、多组用电设备计算负荷的计算公式：

a)有功计算负荷（单位为KW ） 30P =i p P K ??∑∑30

式中i P ?∑30是所有设备组有功计算负荷30P 之和，p K ?∑是有功负荷同

时系数，可取0.85~0.95

b)无功计算负荷（单位为kvar ）

30Q =i q Q K ??∑∑30，i Q ?∑30是所有设备无功30Q 之和；q K ?∑是无功负荷同

时系数，可取0.9~0.97

c)视在计算负荷（单位为kvA ） 30S =230230Q P +

d)计算电流（单位为A ） 30I =N U S 330

第二种 按二项式法确定计算负荷（不常用）

1、单组用电设备计算负荷的计算公式：

P30=bPe+cPx

Pe=用电设备组总容量；Px=X 台最大容量的设备总容量；b 、c 为二项式系数（见附表1）

2、多组用电设备计算负荷的计算公式：

考虑各组用电设备的最大负荷不同时出现的因素在各组用电设备中取其中一组最大的附加负荷（cPx ）max ，再加各组的平均负荷bPe 。

m ax 30)()(x i e cP bP P +∑=

max

max 30tan )()tan (??X i e cP bP Q +∑=

第三步 计算无功功率补偿

无功功率的人工补偿装置：主要有同步补偿机和并联电抗器两种。由于并联电抗器具有安装简单、运行维护方便、有功损耗小以及组装灵活、扩容方便等优点，因此并联电抗器在供电系统中应用最为普遍。

《供电营业规则》规定：100KVA 及以上高压供电的用户其功率因数应达到0.9以上，其它电力用户的功率因数应达到0.85以上。 工厂的功率因数：瞬时功率因数：

UI P 3cos =?； 平均功率因数：

22c os q p P W W W +=?； 最大负荷功率因数：30

30cos /cos P =? 无功补偿容量：)tan (tan '30'3030??-=-=P Q Q Q C ；cos '?='30

30

S P 确定电抗器个数：C C q Q n /=；

无功补偿后的工厂计算负荷：C

Q Q Q -=30'30 230230'30)(C Q Q P S -+=

N U S I 3'30

'

30=

电力变压器的功率损耗按照下式近似计算：

30015.0S P T ≈? 3006.0S Q T ≈?

根据变压器低压侧补偿后的计算负荷和变压器的功率损耗求出变压器高压侧的计算负荷，这样就可以根据容量来选择主变压器。 第四步 选择高低压供配电系统

为了保证供电的安全、可靠、优质、经济，选择导线和电缆时应

满足下列条件：发热条件、电压损耗条件、经济电流密度、机械强度。

根据设计经验：一般10KV 及以下的高压线路和低压动力线路，通常先按发热条件选择导线和电缆截面，再校验其电压损耗和机械强度。对于低压照明线路，因对电压水平要求较高，通常先按允许电压损耗进行选择，再校验其发热条件和机械强度。对长距离大电流线路和35kV 及以上的高压线路，则可先按经济电流密度确定经济截面，再校验其他条件。

高压线路导线的选择：根据上面的设计经验以及课程设计说明书的要求并参考课本给出的电缆型号来选择导线。

低压线路导线的选择：通常先按允许电压损耗进行选择，再校验其发热条件和机械强度。

下面说一下选择导线和电缆截面的条件（发热条件、电压损耗条件、经济电流密度、机械强度）的计算

一、按发热条件选择导线和电缆截面

导线和电缆在通过正常最大负荷电流即计算电流时产生的发热温度，不应超过其正常运行时的最高允许温度。

1、三相系统相线截面的选择

其允许载流量不小于通过相线的计算电流，即：30I I al ≥ 如果环境温度偏差较大时，考虑温度校正系数：

0'0θθθθθ--=al al K

导线允许载流量可查课本附表16、17、18

2、中性线（N 线）截面的选择

三相四线制中性线：?A A 5.00≥；两相三线及单相线路：?A A =0；

3、保护线(PE 线)截面的选择

保护线要考虑三相系统发生单相短路故障时单相短路电流通过时的短路热稳定度,截面不同要求不同 。

当216A mm ?≤时：PE A A ?≥；

当221635mm A mm ?<≤时：2

16PE A mm ≥；

当235A mm ?>时：0.5PE A A ?≥；

4、保护中性线(PEN 线)截面的选择

保护中性线兼有保护线和中性线的双重功能，因此PEN 线截面选择应同时满足上述PE 线和N 线的要求，取其中的最大截面。

二、按经济电流密度选择截面

导线或电缆的截面越大，电能损耗越小，但是线路投资、维修管理费用和有色金属消耗量都要增加。 经济截面：ec ec j I A 30

= 经济电流密度可查课本表格

35kV 及以上的高压线路及35kV 以下的长距离、大电流线路例如较长的电源进线和电弧炉的短网等线路，其截面宜按经济电流密度选择。

三、线路电压损耗的计算（根据损耗选择截面）

导线和电缆在通过正常最大负荷电流时产生的电压损耗，不应超过其正常运行时允许的电压损耗。一般线路允许损耗不超过5% 。

1、集中负荷三相线电压损耗计算

电压损耗：

N x r U Q P U )(+∑=

? 对于无感线路：1cos =? N AU pL U γ)

(∑=?

2、均匀分布负荷的三相线路电压损耗的计算

)2(3210L L IR U +=?

四、按机械强度选择截面 导线和电缆截面不应小于其最小允许截面，可按附录表14和表15来选择。

第五步 选择变压器

1、主变压器台数的选择

满足用电负荷对供电可靠性的要求；对季节性负荷或昼夜负荷变动较大，采用经济运行方式；一般车间变电所采用一台；应考虑欠负荷的发展，有一定余地。

变压器台数应根据负荷特点和经济运行进行选择。当符合下列条件之一时，宜装设两台及以上变压器：有大量一级或二级负荷；季节性负荷变化较大；集中负荷较大。

2、变电所主变压器容量的选择

装设一台主变压器：30.S S T N ≥

装设两台主变压器：)

21(30.30.)7.0~6.0(+≥=S S S S T N T N 装设两台及以上变压器时，每台变压器的容量N T S ?应同时满足以下两个条件：

（1）暗备用条件：任一台变压器单独运行时，宜满足：

30(0.6~0.7)N T S S ?=?；

（2）明备用条件：任一台变压器单独运行时，应满足：30()N T I II S S ?+≥，即满足全部一、二级负荷需求。

车间变电所单台变压器容量上限：1000KVA 或1250KVA

电力变压器并列运行条件：变压器的一、二次额定电压必须对应相等；变压器的阻抗电压（短路电压）必须相等；变压器的连接组别必须相同；变压器的容量尽量相同或相近，最大容量与最小容量之比不超过3：1。

3、型号的选择

根据所选变压器的容量、台数和计算负荷的要求来选择变压器的型号，当然要选择课本所给出以及在网上可以查出来的变压器的型号。

第六步 做出主接线图

工厂变配电所主接线的基本要求：安全、可靠、灵活、经济。主接线图绘制形式：系统式主接线图、装置式主接线图。

要想画出课程设计中的接线图还需要根据课本来画，要弄明白课本第四章第七节的主接线图，画图时要注意课本以及课设中画主接线图的要求。

要弄明白高压配电所的主接线图，车间和小型工厂变电所的主接线图以及工厂总降压变电所的主接线图（重要）是哪一种绘图形式，画图时要明白各种高压设备和各种低压设备的应用位置，不能瞎用，当然，画图需要用AutoCAD 来画主接线图，需要熟练的掌握

AutoCAD 画图技巧。

第七步 计算短路电流

短路的形式有三相短路、两相短路、单相短路、两相接地短路。一般来说，我们所求的短路电流是无限大容量电力系统中的短路电流，一般求得是三相短路电流，下面将要说一下短路电流的计算过程以及计算方法。

短路电流计算过程：绘出计算电路图、元件编号、绘等效电路、计算阻抗和总阻抗、计算短路电流和短路容量。

短路电流的计算方法： 欧姆法、标幺制法，这两种方法要根据课程设计说明给出的要求以及数据来确定用哪一种方法。下面说一下这两种方法具体的计算过程。

一、采用欧姆法进行三相短路计算 计算公式：

22)3(3∑∑+=X R U I C

K )3()3(3K C K I U S = 3/∑X ≥∑R 时,可忽略∑R ；3/∑R ≥ ∑X 时,可忽略∑X

计算高压短路时电阻较小，一般可忽略。

1、电力系统的阻抗计算 OC C S S U X 2= 电力系统的电阻相对于电抗很小，不予考虑。

2、电力变压器的阻抗计算

短路损耗：T N N K R U S P 2)(≈?；电阻：2)(N C K T S U P R ?≈