1、課程設(shè)計 論文題目：工廠（企業(yè)）變配電設(shè)計題 目 工廠（企業(yè)）變配電設(shè)計專 業(yè) 機電工程系前 言 我國的電力工業(yè)已居世界前列，但與發(fā)達(dá)國家相比還是有一定的差距，我們?nèi)司娏克竭€很低，電力工業(yè)分布也不均勻，還不能滿足國民經(jīng)濟發(fā)展的需要。電力市場還未完善，管理水平、技術(shù)水平都有待提高。 為了使我國電力工業(yè)趕上世界電力技術(shù)的發(fā)展水平，叢21世紀(jì)一開始，我國就進一步加強在電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行、電力系統(tǒng)的自動化調(diào)度與管理、電力通信、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、繼電保護等領(lǐng)域開展研究，尤其注意完善電力市場，研究電力市場的技術(shù)支持系統(tǒng)，促進我們的電力工業(yè)不斷前進。工廠變配電就是指工廠所需電能的變壓和分配。我們知道,電能

2、是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動力，工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用電能和實現(xiàn)電氣化以后,能大大增加產(chǎn)量,提高產(chǎn)品質(zhì)量,提高勞動生產(chǎn)率,降低生產(chǎn)成本,減輕工人的勞動強,改善工人的勞動條件,有利于實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。由此可見,搞好工廠變配電工作對于工業(yè)生產(chǎn)的正常進行和實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化,具有十分重大的意義。工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)所需電能，一般是由外部電力系統(tǒng)供給，經(jīng)企業(yè)內(nèi)各級變電所變電壓后，分配到各用電設(shè)備。工業(yè)企業(yè)變電所是企業(yè)電力供應(yīng)的紐約，所處地位十分重要，所以正確計算選擇各級變電站的變壓器容量及其他設(shè)備是實現(xiàn)安全可靠供電的前提。進行企業(yè)電力負(fù)荷計算的目的就是為正確選擇企業(yè)各級變電站的變壓器容量，各種電氣設(shè)備的型號，規(guī)格以及供電

3、網(wǎng)絡(luò)所用導(dǎo)線型號等提供科學(xué)的依據(jù)。目 錄前言- 1 -摘要- 3 -第一章設(shè)計題目及要求- 4 -第一節(jié)題目設(shè)計.-4-第二節(jié)設(shè)計要求-4-第二章電氣主接線設(shè)計- 5 -第一節(jié)電氣主接線的基本形式及特點-5-第三章工廠的負(fù)荷及計算- 6 -第一節(jié) 電力負(fù)荷的分級- 6 -第二節(jié) 計算負(fù)荷的含義及其確定方法- 7 -第四章電氣設(shè)備選型與校驗- 16 -第一節(jié)變壓器的選型-16 -第二節(jié)高壓開關(guān)和電纜的選型. -16-第三節(jié)低壓隔離開關(guān)、饋線、母線、和斷路器的選擇與校驗-17-第五章 一次主接線圖- 19 -后記- 20 -參考文獻(xiàn)- 21 -摘 要根據(jù)某公司用電負(fù)荷的實際情況及公司的負(fù)荷性質(zhì)、負(fù)

4、荷大小和負(fù)荷的分布情況，設(shè)計出高低壓主接線設(shè)計方案，通過各回路的負(fù)荷計算和電流的計算、選擇合適的導(dǎo)線電纜、按正常條件選擇高低壓設(shè)備。實現(xiàn)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟的變配電系統(tǒng)為設(shè)計目的，完成對某公司變配電系統(tǒng)的設(shè)計。本設(shè)計主要涉及了主接線的形式，母線、饋線、斷路器、隔離開關(guān)、變壓器的選擇與校驗的知識。關(guān)鍵詞10KV變壓器；負(fù)荷性質(zhì)；計算；斷路器；變壓器；主接線；回路電流；第一章設(shè)計題目及要求第一節(jié) 設(shè)計題目某公司占地總面積20000，各單體建筑面積為：辦公樓3500、綜合實驗樓2000、一期廠房6920、二期廠房、職工餐廳900，用電負(fù)荷見表-1。表-1 某公司用電負(fù)荷回路編號回路名稱設(shè)備功率/k

5、W回路編號回路名稱設(shè)備功率/kWWP1一期廠房一層電力150WP13一期廠房三層電力100WP2一期廠房二層電力220WL1一期廠房照明38WP3實驗樓電力110WL2實驗樓照明20WP4辦公樓電力30WL3冷凍水泵電力51.3WP5食堂電力30WL4冷水機組88WP6二期廠房電力100WL5辦公樓照明40WP7二期廠房電力100WL6辦公樓空調(diào)40WP8消防泵30WL7食堂餐廳照明42WP9噴淋泵47WL8二期廠房照明15WP10消防加壓泵2.2WL9二期廠房照明15WP11一期廠房電梯15WL10門衛(wèi)、室外照明13.4WP12一期廠房電梯15WL11冷水機組88第二節(jié) 設(shè)計要求（1）計算總

6、的計算負(fù)荷及各回路的計算負(fù)荷。（2）對變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、母線、饋線等電氣設(shè)備進行選型與校驗。（3）繪出高低壓主接線圖。第二章 電氣主接線設(shè)計第一節(jié) 電氣主接線的基本形式及特點 電氣主接線的基本形式有單母線接線、雙母線接線、橋式接線、1.單母線接線優(yōu)點:電路簡單、使用設(shè)備少以及配電裝置的建造費用低。缺點:可靠性、靈活性較差。當(dāng)母線和隔離開關(guān)發(fā)生故障及檢修時需整個配電系統(tǒng)停電。2.單母線分段接線優(yōu)點：用斷路器把母線分段后，對重要用戶可以從不同段引出兩個回路，有兩個電源供電。當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。缺點：不便于擴建和建造，經(jīng)

7、濟性差。3.雙母線接線優(yōu)點：具有較高的可靠性和靈活性，便于擴建。缺點：增加一組母線和使每回路需要增加一組母線隔離開關(guān)。經(jīng)分析該廠為低壓用電選擇單母線供電方式即可。線路為放射式。第三章 工廠的負(fù)荷及計算第一節(jié)工廠電力負(fù)荷的分級在電力系統(tǒng)中，電氣設(shè)備所需用的電功率稱為負(fù)荷或電力（W或KW）。由于電功率分為視在功率、有功功率和無功功率， 一般用電流表示的負(fù)荷，實際上是對應(yīng)視在功率而言。目前供電部門所分配的負(fù)荷指標(biāo)，主要是指小時平均的有功負(fù)荷指標(biāo)， 而不是視在功率和無功功率。電力負(fù)荷又稱電力負(fù)載。它有兩種含義：一是指耗用電能的用電設(shè)備或用電單位，如說重要負(fù)荷、不重要負(fù)荷、動力負(fù)荷、照明負(fù)荷等。另一種是

8、指用電設(shè)備或用電單位所耗用的電功率或電流大小，如說輕負(fù)荷（輕載）、重負(fù)荷（重載）、空負(fù)荷（空載）、滿負(fù)荷（滿載）等。電力負(fù)荷的具體含義視具體情況而定。電力負(fù)荷的分級按用戶電力負(fù)荷的重要性及要求對其供電連續(xù)性和可靠性程度的不同，一般將電力負(fù)荷分三等級。（1）一級負(fù)荷 重要的電力負(fù)荷。對該類負(fù)荷供電的中斷，將招致人的生命危險、設(shè)備損壞、重要的產(chǎn)品報廢，使生產(chǎn)過程長期紊亂，給國民經(jīng)濟帶來重大損失或超成社會秩序混亂。屬于這類負(fù)荷的有冶金、電爐煉鋼企業(yè)、重要的國防工業(yè)和科研機構(gòu)、醫(yī)院手術(shù)室、鐵路與交通的電力牽引和鐵路鐵路樞紐、行車信號與集中閉塞負(fù)荷等。對一級負(fù)荷一律應(yīng)由兩個獨立電源供電。（2）二級負(fù)荷

9、較重要的電力負(fù)荷供電的中斷，將超成工農(nóng)業(yè)大量減產(chǎn)、工礦交通運輸停頓、生產(chǎn)率下降以及市人民正常生活和業(yè)務(wù)活動遭受重大影響等。一般大型工廠企業(yè)、科研院校等都屬于二級負(fù)荷。（3）三級負(fù)荷 不屬于一、二級的其他電力負(fù)荷，如附屬企業(yè)、附屬車間和某些非生產(chǎn)性場所中不重要的電力負(fù)荷等。第二節(jié)用電設(shè)備組計算負(fù)荷的確定1、計算負(fù)荷的含義及其確定方法計算負(fù)荷，是通過統(tǒng)計計算求出的，用來按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)中的各元件的負(fù)荷值 計算負(fù)荷是供電設(shè)計的基本依據(jù)。通常取半小時平均最大負(fù)荷P30（亦即年最大負(fù)荷）作為計算負(fù)荷。但是由于負(fù)荷情況復(fù)雜，影響計算負(fù)荷的因素很多，實際上，負(fù)荷也不可能是一成不變的，它與設(shè)備的性能，生

10、產(chǎn)的組織以及能源供應(yīng)的狀況等多種因素有關(guān)，因而負(fù)荷計算也只能力求實際。電力負(fù)荷的確定，為選擇變壓器容量、電氣主接線、電氣設(shè)備以及供電網(wǎng)絡(luò)接線和導(dǎo)線型號等提供依據(jù)。負(fù)荷確定得是否正確合理，直接影響到電氣設(shè)備和導(dǎo)線的選擇是否經(jīng)濟合理。若負(fù)荷確定得過大，將使電器和導(dǎo)線過大，造成投資增大和有色金屬的浪費；若負(fù)荷確定得過小，又將使電器和導(dǎo)線運行時增加電能損耗，并產(chǎn)生過熱，加速電氣設(shè)備的絕緣老化，降低設(shè)備的使用壽命，影響供電系統(tǒng)的安全性、可靠性。因而必須正確進行電力負(fù)荷的計算。其計算方法有：需要系數(shù)法、二項式系數(shù)法、單耗法（1）需要系數(shù)法確定計算負(fù)荷需要系數(shù)法是將電力設(shè)備的額定容量加起來，再乘以需要系數(shù)，

11、就得到計算負(fù)荷。由于需要系數(shù)法的需要系數(shù)值是根據(jù)設(shè)備臺數(shù)較多、容量差別不是很大的一般情況來確定的，未考慮設(shè)備容量相差懸殊時少數(shù)大容量設(shè)備對計算機負(fù)荷的影響，因此此法較適用于設(shè)備臺數(shù)較多的車間及全廠范圍額的計算負(fù)荷的確定。 需要系數(shù)法的基本公式為： 有功計算負(fù)荷： （1）式中 ：稱為需要系數(shù)；：為該組內(nèi)各設(shè)備額定功率之和，即=；：為有功功率負(fù)荷；其中： ：設(shè)備組的同時使用系數(shù)（即最大負(fù)荷時運行設(shè)備的容量與設(shè)備組總額定容量之比）；：設(shè)備組的平均加權(quán)負(fù)荷系數(shù)（表示設(shè)備組在最大負(fù)荷時輸出功率與運行的設(shè)備容量的比值）；：設(shè)備組的平均加權(quán)效率；：配電線路的平均效率。 無功計算負(fù)荷： （2） tan：用電設(shè)

12、備組的功率因數(shù)角的正切值； 視在計算負(fù)荷： （3） cos：用電設(shè)備組的平均功率因數(shù)； 計算電流： （4） U：用電設(shè)備組的額定電壓； 注意：需要系數(shù)值是按設(shè)備較多的情況來確定的，對單臺設(shè)備，=1；即 ；但對于電動機，它本身損耗較大，因此當(dāng)只有一臺時，。2、單相計算負(fù)荷的確定1）我們常常將這些單相設(shè)備容量換算成三相設(shè)備容量，以確定其計算負(fù)荷，其具體方法如下：2）如果單相用電設(shè)備的容量小于三相設(shè)備的總?cè)萘康?5%，按三相平衡負(fù)荷計算，不必?fù)Q算。對接在相電壓上的單相用電設(shè)備，盡量是各單相負(fù)荷均勻分配在三相上，然后將安裝在最大負(fù)荷相上的單相設(shè)備容量乘以3，即為等效三相設(shè)備容量。3）在同一線電壓上的單

13、相設(shè)備，等效三相設(shè)備容量為該單相設(shè)備容量的倍。4）單相設(shè)備既接在線電壓，有接在相電壓上，應(yīng)先將接在線電壓上的單相設(shè)備容量換算為接在相電壓上的單相設(shè)備容量，然后分相計算各相的設(shè)備容量和計算負(fù)荷。而總的等效三相有功計算負(fù)荷就是最大有功計算負(fù)荷相得有功計算負(fù)荷的3倍，總的等效三相無功計算負(fù)荷就是對應(yīng)最大有功負(fù)荷相的3倍，最后再按公式（312）計算出和3、二項式系數(shù)法二項式系數(shù)法是將總?cè)萘亢妥畲笕萘恐头謩e乘以不同的系數(shù)后相加。二項式系數(shù)法較需要系數(shù)法更適于確定設(shè)備臺數(shù)較少而容量差別較大的低干線和分支線的計算負(fù)荷。 有功計算負(fù)荷： （5）：表示用電設(shè)備組的平均負(fù)荷。：表示用電設(shè)備組中的x臺容量組大的設(shè)

14、備投入運行時增加的附加負(fù)荷，其中為x臺容量最大的設(shè)備之和； b、c：二項式系數(shù)，其數(shù)值隨用電設(shè)備組的類別和臺數(shù)而定； 無功計算負(fù)荷： （6） 視在計算負(fù)荷： （7） 計算電流： （8）4、單耗法單耗法是用單位耗電量乘以產(chǎn)品總量或者用單位總電量除該類產(chǎn)品負(fù)荷的最大負(fù)荷利用小時數(shù)單耗法的基本計算公式: 或第三節(jié) 在本工廠中采用的是需要系數(shù)法計算負(fù)荷1）、總的計算負(fù)荷1一期廠房、二期廠房的各層380V的動力線路用電設(shè)備總負(fù)荷=150+220+110+30+30+100+100+30+47+2.2+15+15+100+51.3+88+40+88=1013.2 kW查電工手冊，得（取0.8） 有功計算負(fù)

15、荷 =0.81013.2=810.6 kW無功計算負(fù)荷 810.60.75=607.9 kvar視在計算負(fù)荷 =810.6/0.8=1013.2 kV·A計算電流 =1539.4 A一期廠房、二期廠房的單相220V的照明用電設(shè)備的負(fù)荷=38+20+40+42+15+15+13.4=183.4 kW單相用電設(shè)備容量與三相設(shè)備總?cè)萘恐龋?83.4/1013.2=18.1%因單相用電設(shè)備容量與三相設(shè)備總?cè)萘恐却笥?5%，所以要換成三相設(shè)備容量來計算。183.4kW平均分配在三相上為：60 kW 60 kW 63.4 kW查電工手冊，得 需要系數(shù) 即，有功計算負(fù)荷 =163.43=190

16、.2 kW無功計算負(fù)荷 =190.2 kavr視在計算負(fù)荷 190.2/1190.2kVA 計算電流 190.2/×0.38 289.0 A4總的計算負(fù)荷 有功計算負(fù)荷 810.6190.21000.8 kW無功計算負(fù)荷 607.90607.9 kvar視在計算負(fù)荷 1013.2190.21203.4 kV·A計算電流1539.4289.01828.4 A2） 各支路計算負(fù)荷 1動力三相用電設(shè)備 （取0.8） WP1回路 有功計算負(fù)荷 kW無功計算負(fù)荷 kvar視在計算負(fù)荷 kW 計算電流 A WP2 回路有功計算負(fù)荷 kW無功計算負(fù)荷 kvar視在計算負(fù)荷 kV·

17、;A計算電流 A WP3 回路 有功計算負(fù)荷 kW無功計算負(fù)荷 kvar視在計算負(fù)荷 kV·A計算電流 A WP4 回路 有功計算負(fù)荷 kW無功計算負(fù)荷 kvar視在計算負(fù)荷 kV·A計算電流 A WP5 回路 有功計算負(fù)荷 kW無功計算負(fù)荷 kvar視在計算負(fù)荷 kV·A計算電流 A WP6 回路 有功計算負(fù)荷 kW無功計算負(fù)荷 kvar視在計算負(fù)荷 kV·A計算電流 A WP7 回路 有功計算負(fù)荷 kW無功計算負(fù)荷 kvar視在計算負(fù)荷 kV·A計算電流 A WP5 回路 有功計算負(fù)荷 kW無功計算負(fù)荷 kvar視在計算負(fù)荷 kV·

18、;A計算電流 A WP9 回路 有功計算負(fù)荷 kW無功計算負(fù)荷 kvar視在計算負(fù)荷 kV·A計算電流 A WP10 回路 有功計算負(fù)荷 kW無功計算負(fù)荷 kvar視在計算負(fù)荷 kV·A計算電流 A WP11 回路 有功計算負(fù)荷 kW無功計算負(fù)荷 kvar視在計算負(fù)荷 kV·A計算電流 A WP12 回路 有功計算負(fù)荷 kW無功計算負(fù)荷 kvar視在計算負(fù)荷 kV·A計算電流 A WP13 回路 有功計算負(fù)荷 kW無功計算負(fù)荷 kvar視在計算負(fù)荷 kV·A計算電流 A WL3 回路 有功計算負(fù)荷 kW無功計算負(fù)荷 kvar視在計算負(fù)荷 kV&

19、#183;A計算電流 A WL4 回路 有功計算負(fù)荷 kW無功計算負(fù)荷 kvar視在計算負(fù)荷 kV·A計算電流 A WL6 回路 有功計算負(fù)荷 kW無功計算負(fù)荷 kvar視在計算負(fù)荷 kV·A計算電流 A WL11 回路 有功計算負(fù)荷 kW無功計算負(fù)荷 kvar視在計算負(fù)荷 kV·A計算電流 A2 、單相照明用電設(shè)備 查電工手冊，得（取1） 由此可知，視在功率等于設(shè)備的額定功率，沒有無功功率 計算電流 A 計算電流 A 計算電流 A 計算電流 A 計算電流 A 計算電流 A 計算電流 A第四章電氣設(shè)備選型與校驗第一節(jié) 變壓器的選型1.變壓器的容量應(yīng)滿足該廠5-10

20、年的發(fā)展所需要的容量。2.任意一臺變壓器的容量應(yīng)大于該廠總?cè)萘康?0%，其中一臺變器維修時不影響該廠的重要設(shè)備運行。3.該廠的總?cè)萘浚核x變壓器型號如下表:型號S9-800/10短路阻抗高低5%接線組別Dyn11第二節(jié) 高壓開關(guān)和電纜的選擇1.因此兩臺變壓器為10kV室外變壓器裝置，用隔離開關(guān)、斷路器有些欠佳；所以用高壓跌落式熔斷器。2.熔體電流應(yīng)大于線路的計算電流，即3.熔體額定電流應(yīng)躲過線路的尖峰電流，即4.高壓側(cè)的計算電流 1203.4/10=120.34 A10kV進線的選型規(guī)格鋁絞線：LJ-70所選高壓跌落式熔斷器的規(guī)格如下表：變壓器容量800PW4型熔斷器10kV100/75第三節(jié)

21、 低壓隔離開關(guān)、饋線、母線和斷路器的選擇與校驗1. 隔離開關(guān)、饋線和斷路器的電流應(yīng)大于該路的計算電流2.符合線路的電壓等級應(yīng)符合線路電壓所選的隔離開關(guān)饋線和斷路器的型號如下表：回路編號饋線BLV型鋁芯塑料線芯線截面/隔離開關(guān)型號斷路器型號回路編號饋線BLV型鋁芯塑料線芯線截面/隔離開關(guān)型號斷路器型號WP1120DW15-400WP1370DW15-400WP2185DW15-400WL170DW15-400WP370DW15-400WL225DW15-200WP410DW15-200WL325DW15-200WP510DW15-200WL450DW15-200WP670DW15-200WL57