廠區(qū)供配電設(shè)計淺析

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1、1.緒論1.1選題的背景及其意義本課題應(yīng)用供配電設(shè)計的基本原則和方法，結(jié)合實(shí)際條件進(jìn)行降壓變電所的設(shè)計。通過本設(shè)計，可以較好的解決電力供應(yīng)困難，大大提高供電的可靠性。1.1.1電能的特點(diǎn)及工廠變電所的作用電能是電做功的能力。電能有各種形式，如直流電能、交流電能、交流工頻電能和高頻電能等等。它可作用為動力、照明、冶煉、電鍍、電熱、通信等之用。其優(yōu)點(diǎn)是便于控制、測量、變換和遠(yuǎn)距離輸送，電能使用方便、清潔。電能的單位是千瓦時（俗稱“度”）。電器設(shè)備與電源連接形成回路，當(dāng)電流通過電氣設(shè)備時、電源要輸出電能，電氣設(shè)備要消耗電能。發(fā)電廠是生產(chǎn)電能的工廠，發(fā)電廠將熱能、水能等通過發(fā)電設(shè)備轉(zhuǎn)換為電能。按照

2、發(fā)電廠的動力來源，發(fā)電廠主要分為火力發(fā)電廠、水力發(fā)電廠及核能發(fā)電廠等[1]。發(fā)電機(jī)輸出的交流電壓不夠高，要通過升壓變電所升壓后遠(yuǎn)距離傳送電力，電壓高，則電流小，線路損耗小。電力輸送到用戶區(qū)后，降壓變電所再把電壓降低，供給工廠使用。1.1.2電力系統(tǒng)的發(fā)展概況長期以來我國的電網(wǎng)設(shè)備應(yīng)用未得到應(yīng)有的重視，電力設(shè)備技術(shù)性能陳舊，可靠性低，直接影響了人民生活和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展。隨著新技術(shù)的發(fā)展,電網(wǎng)的規(guī)模越來越大，設(shè)備使用量增加，供電可靠性、自動化水平的要求也在不斷提高。因此從配電網(wǎng)的安全運(yùn)行出發(fā)，電力裝備要符合現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展要求，技術(shù)上先進(jìn)、運(yùn)行安全可靠、操作維護(hù)簡單、經(jīng)濟(jì)合理、節(jié)約能源及符合環(huán)境

3、保護(hù)政策[2]。立足于國情；保證供電可靠性為前提；優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)接線、降低電網(wǎng)損耗；31選擇自化程度較高的自動化設(shè)備；監(jiān)控系統(tǒng)與設(shè)備的綜合配套[3]。我國配電自動化的展望：（1）做好配電網(wǎng)規(guī)劃和改造是實(shí)現(xiàn)配電自動化的前提和基礎(chǔ)配電網(wǎng)規(guī)劃包括電源容量及分布、主干線一次網(wǎng)架、配電設(shè)備等內(nèi)容，只有在配電網(wǎng)網(wǎng)架合理、結(jié)構(gòu)靈活、轉(zhuǎn)供互帶能力強(qiáng)，一次設(shè)備滿足自動化的要求的前提下配電自動化才能順利進(jìn)行。（2）我國配電自動化采用的三種基本功能模式：就地控制的饋線自動化；集中監(jiān)控模式的配電自動化；集中監(jiān)控模式的配電自動化與配電管理相結(jié)合的模式；對于近期采用較多的后兩種模式，都采用分布式總體結(jié)構(gòu)，一般分為兩層（主站

4、、遠(yuǎn)方終端）或三層（主站、子站、遠(yuǎn)方終端）。主站至子站、子站至遠(yuǎn)方終端間通過網(wǎng)絡(luò)聯(lián)在一起，形成統(tǒng)一的配電自動化系統(tǒng)。312.此設(shè)計的主要任務(wù)及原始資料分析根據(jù)本廠所能取得的電源進(jìn)線10千伏及本廠用電負(fù)荷的實(shí)際情況，并適當(dāng)考慮工廠生產(chǎn)的發(fā)展，按照安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的要求，設(shè)計降壓變電所。本次設(shè)計的主要任務(wù)包括選擇變電所的位置與形式及主變壓器的臺數(shù)、容量和類型；選擇變電所的主接線方案及高低壓設(shè)備和進(jìn)出線，確定二次回路方案，選擇整定繼電保護(hù)裝置，確定防雷和接地裝置，完成變配電所的電氣照明設(shè)計，并進(jìn)行必要的短路電流計算。2.1供電協(xié)議（1）從電力系統(tǒng)66/10KV變電站用10kV架空線路

5、向工廠饋電。（2）系統(tǒng)變電站饋電線路定時限過流保護(hù)裝置的整定時間t=2s，工廠總配電所保護(hù)整定時間不得大于1.5s。（3）在工廠總配電所10kV進(jìn)線側(cè)計量。（4）工廠最大負(fù)荷時功率因數(shù)不得低于0.9。（5）供電系統(tǒng)技術(shù)數(shù)據(jù)：電業(yè)部門變電所10千伏母線，為無限大電源系統(tǒng)，其短路容量為200兆伏安。供電系統(tǒng)如圖2-1所示：31圖2-1供電系統(tǒng)圖313.負(fù)荷計算的意義及相關(guān)參數(shù)的計算3.1負(fù)荷計算的意義負(fù)荷計算是設(shè)計的基礎(chǔ)，它決定設(shè)備容量的選用，管網(wǎng)系統(tǒng)的規(guī)模以及工程總造價等，這是技術(shù)人員熟知的事實(shí)。但是近幾年來用估算的方法替代了負(fù)荷計算，給制定方案、工程審核造成一定的困難。3.2參數(shù)的計算全廠

6、總降壓變電所的負(fù)荷計算，是在車間負(fù)荷計算的基礎(chǔ)上進(jìn)行的?？紤]車間變電所變壓器的功率損耗，從而求出全廠總降壓變電所高壓側(cè)計算負(fù)荷及總功率因數(shù)。列出負(fù)荷計算表、表達(dá)計算成果。工廠電力負(fù)荷的計算方法,一般常用的有:逐級法、需要系數(shù)法、二項式法以及產(chǎn)值、產(chǎn)量估算法等。其中需要系數(shù)法計算比較簡單，適用于用電設(shè)備臺數(shù)比較多，各臺設(shè)備容量差別不十分懸殊的用電場合，特別適用于車間及工廠計算負(fù)荷的計算，故本設(shè)計擬采用需要系數(shù)法[4]。具體計算過程：(1)有功功率計算：計算公式：(kW)=(kW)*（3-1）補(bǔ)償值∑(kW)=0.9∑(kW)無功功率計算：計算公式：(kvar)=*(kW)（3-2）補(bǔ)償值∑(

7、kvar)=0.95∑(kvar)(3)視在功率計算：計算公式：（3-3）(4)低壓額定電流(A)計算公式31（3-4）4.31無功補(bǔ)償?shù)挠嬎阍诮涣麟娐分校呻娫垂┙o負(fù)載的電功率有兩種；一種是有功功率，一種是無功功率。有功功率是保持用電設(shè)備正常運(yùn)行所需的電功率，也就是將電能轉(zhuǎn)換為其他形式能量(機(jī)械能、光能、熱能)的電功率。比如：5.5千瓦的電動機(jī)就是把5.5千瓦的電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，帶動水泵抽水或脫粒機(jī)脫粒；各種照明設(shè)備將