低压工厂配电系统课程设计

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工厂供电技术课程设计说明书

题 目： 工厂低压配电系统设计 学 院： 信息与控制工程学院 专 业： 自动化 班 级： 三班 学生姓名: 尚帅 学 号:

指导教师: 刘丽

2016年 11月 30日

目录

1 车间的负荷计算及无功补偿 0

负荷计算的目的、意义及原则 0

工厂负荷情况 (1)

计算负荷、无功负荷、视在负荷的计算 (3)

无功补偿的主要作用 (6)

2 确定车间变电所的所址和形式 (6)

变电所位置的选择，应根据下列要求经技术、经济比较确定 (6)

变电所的形式（类型） (7)

3 确定车间变电所主变压器型式，容量和台数及主结线方案 (9)

4 短路计算 (11)

计算K-1点的短路电流和短路容量（UC1=10KV） (12)

计算K-2点的短路电流和短路容量（UC2=） (13)

5 一次设备的选择 (14)

电气设备选择的一般原则 (14)

高低压电气设备的选择 (15)

6 选择车间变电所高低进出线截面 (17)

变压器高压侧进线电缆截面选择 (17)

380V低压出线的选择 (17)

7 选择电源进线的二次回路及整定继电保护。 (19)

测量与指示 (19)

继电保护 (19)

8 车间变电所的防雷保护及接地装置的设计 (20)

防直击雷 (20)

雷器的选择(防雷电波) (20)

9 车间变电所主结线电路图 (21)

心得体会： (22)

参考文献: (22)

1 车间的负荷计算及无功补偿

负荷计算的目的、意义及原则

（1）供电系统要能安全可靠地正常运行，其中各个元件（包括电力变压器、开关设备及导线、电缆等）都必须选择得当，除了满足工作电压和频率的要求外，最重要的

就是要满足负荷电流的要求。因次，有必要对供电系统中各个环节的电力负荷进行统计计算。

（2）计算负荷是供电设计计算的基本依据。计算负荷确定的是否正确合理，直接影响到电器和导线电缆的选择是否经济合理。如果计算负荷确定的过大，将使电器和导线电缆选的过大，造成投资和有色金属的浪费。如果计算负荷确定的过小，又将使电器和导线电缆处于过负荷下运行，增加电能损耗，产生过热，导致绝缘过早老化甚至燃烧引起火灾，同样会造成更大损失。由此可见，正确确定计算负荷意义重大。（3）平均负荷为一段时间内用电设备所消耗的电能与该段时间之比。常选用最大负荷班（即有代表性的一昼夜内电能消耗量最多的一个班）的平均负荷，有时也计算年平均负荷。平均负荷用来计算最大负荷和电能消耗量。

（4）计算负荷又称需要负荷或最大负荷。计算负荷是一个假想的持续性的负荷，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。

（5）尖峰电流指单台或多台用电设备持续1秒左右的最大负荷电流。一般取启动电流上午周期分量作为计算电压损失、电压波动和电压下降以及选择电器和保护元件等的依据。在校验瞬动元件时，还应考虑启动电流的非周期分量。

负荷计算的方法有需要系数法、利用系数法及二项式等几种。

本设计采用需要系数法确定。

主要计算公式有：有功功率： P30= Pe·Kd

无功功率: Q30 = P30 ·tgφ

视在功率: S3O = P30/cosφ

计算电流: I30 = S30/√3Un

工厂负荷情况

工厂有8个厂房分别为冷加工车间，金属加工车间，变压器装配房，检修车间和4个工具车间。

机床设备情况如下：

表1-1

表1-2

计算负荷、无功负荷、视在负荷的计算

根据公式:有功功率： P30= Pe·Kd

无功功率: Q30 = P30 ·tanφ

视在功率: S3O = P30/cosφ

计算电流: I30 = S30/√3Un

表1-3

车间负荷计算表（Un=380V）

侧最大负荷时因数不应低于.考虑到主变压器的无功损耗远大于有功损耗，因此380V 侧最大负荷时因数应稍大于，暂取来计算380V 侧所需无功功率补偿容量：

Qc=P30(tan φ1-tan φ2)=[tan-tan]kvar=

无功功率补偿装置：一般用并联电容器的方法来进行功率补偿。 查表知选择型号3并联电容器3只取Qc=36 kvar. 补偿后无功功率ΣQ 30－36＝= kvar

补偿后视在功率S 30=√2+2=变压器容量选择(kVA) 200kVA 变压器的功率损耗为：ΔPT=*= ΔQT=*=

变电所高压侧的计算负荷为：P30（1）=+= Q30（1）=+=

S30（1）=√(P30（1）)2+( Q30（1）)2=

补偿后的功率因数：cos φ（1）= P30（1）/ S30（1）=。这一功率因数满足要求。 因此无功补偿后工厂380V 侧和10KV 侧的负荷计算如下表所示： 表1-4

无功补偿的主要作用

无功补偿的主要作用就是提高功率因数以减少设备容量和功率耗损、稳定电压和提高供电质量，在长距离输电中提高系统输电稳定性和输电能力以及平衡三相负载的有功和无功功率。

安装并联电容器进行无功补偿，可限制无功补偿在电网中传输，相应减小了线路的电压损耗，提高了配电网的电压质量。无功补偿应根据分级就地和便于调整电压的原则进行配置。

集中补偿与分散补偿相结合，以分撒补偿为主；高压补偿与低压补偿相结合，以低压补偿为主；调压与降压相结合；并且与配电网建设改造工程同步规划、设计、施工、同步投运。无功补偿的主要作用具体体现在：①提高电压质量；②降低电能损耗；③提高发供电设备运行效率；④减少用户电费支出。

2 确定车间变电所的所址和形式

变电所位置的选择，应根据下列要求经技术、经济比较确定

近负荷中心；进出线方便；接近电源侧；备运输方便；不应设在有剧烈振动或高温的场所；不宜设在多尘或有腐蚀性气体的场所，当无法远离时，不应设在污染源盛行风向的下风侧；不应设在厕所、浴室或其他经常积水场所的正下方，且不宜与上述场所相贴邻；应设在有爆炸危险环境的正上方或正下方，且不宜设在有火灾危险环境的正上方或正下方，当与有爆炸或火灾危险环境的建筑物毗连时，应符合现行国家标准《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》的规定；不应设在地势低洼和可能积水的场所。

的高压配电装置,宜装设在单独的高压配电室内。当高压开关柜的数量为6台及以下时，可与低压配电屏设置在同一房间内。