工厂供电设计的负荷计算毕业论文 -(2)

② 工厂变电所变压器的台数及容量选择

参考电源进线方向，综合考虑设置工厂变电所的有关因素，结合全厂计算负荷以及扩建和备用的需要，确定变压器的台数和容量。 ③ 工厂变电所主接线设计

根据变电所配电回路数，负荷要求的可靠性级别和计算负荷数综合主变压器台数，确定变电所高、低接线方式。对它的基本要求，即要安全可靠有要灵活经济，安装容易维修方便。

④ 工厂供、配电系统短路电流计算

工厂用电，通常为国家电网的末端负荷，其容量运行小于电网容量，皆可按

无限容量系统供电进行短路计算。由系统不同运行方式下的短路参数，求出不同运行方式下各点的三相及两相短路电流。

⑤ 改善功率因数装置设计

按负荷计算求出总降压变电所的功率因数，通过查表或计算求出达到供电部

门要求数值所需补偿的无功率。由手册或厂品样本选用所需移相电容器的规格和数量，并选用合适的电容器柜或放电装置。如工厂有大型同步电动机还可以采用控制电机励磁电流方式提供无功功率，改善功率因数。 ⑥ 变电所高、低压侧设备选择

参照短路电流计算数据和各回路计算负荷以及对应的额定值，选择变电所

高、低压侧电器设备，如隔离开关、断路器、母线、电缆、绝缘子、避雷器、互感器、开关柜等设备。并根据需要进行热稳定和力稳定检验。用总降压变电所主结线图，设备材料表和投资概算表达设计成果。

⑦ 继电保护及二次结线设计

为了监视，控制和保证安全可靠运行，变压器、高压配电线路移相电容器、

高压电动机、母线分段断路器及联络线断路器，皆需要设置相应的控制、信号、检测和继电器保护装置。并对保护装置做出整定计算和检验其灵敏系数。设计包括继电器保护装置、监视及测量仪表，控制和信号装置，操作电源和控制电缆组成的变电所二次结线系统，用二次回路原理接线图或二次回路展开图以及元件材料表达设计成果。

⑧ 变电所防雷装置设计

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参考本地区气象地质材料，设计防雷装置。进行防直击的避雷针保护范

围计算，避免产生反击现象的空间距离计算，按避雷器的基本参数选择防雷电冲击波。的避雷器的规格型号，并确定其接线部位。进行避雷灭弧电压，频放电电压和最大允许安装距离检验以及冲击接地电阻计算。

⑨ 工厂变电所变、配电装置总体布置设计综合前述设计计算结果，参照国

家有关规程规定，进行内外的变、配电装置的总体布置和施工设计。

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第二章 负荷计算和功率补偿

2.1负荷计算的内容和目的

计算负荷又称需要负荷或最大负荷。计算负荷是指导体中通过一个等效负荷时，导体的最高温升正好和通过实际的变动负荷时产生的最高温升相等，该等效负荷就称为计算负荷。计算负荷是供电设计计算的基本依据。计算负荷的确定是否合理，将直接影响到电气设备和导线电缆的选择是否经济合理。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。 尖峰电流指单台或多台用电设备持续1—2秒左右的最大负荷电流。它是由于电动机启动，电压波动等原因引起的，它与计算电流不同，计算电流是指半小时最大电流，尖峰电流比计算电流大的多，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。

平均负荷pav就是指电力负荷在一定时间内消耗的功率的平均值。 pav?Wtt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。

2.2负荷计算的方法

负荷计算的方法有估算法、需要系数法、单相负荷计算及二项式法等几种。 本设计采用需要系数法确定。 主要计算公式有：

有功功率： 无功功率: 视在功率: 计算电流:

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Pj?KdPe (2.1) (2.2)

Qj?Pjtan?Sj?Pj/cos? (2.3)

Ij?Sj/3UN (2.4)

第三章 变压器容量和数量的选择

变压器台数确定原则：

① 应满足用电负荷对可靠性的要求。在一二级负荷的变电所中，选择两台主变压器，当在技术，经济上比较合理时，也可以多于两台。

② 对季节性负荷变化较大的宜采用经济运行方式的变电所，技术经济合理时可选择两台主变压器。

③ 三级负荷一般选择一台主变压器，负荷较大时，也可选择两台主变。 装单台变压器时，其额定容量Sn应能满足全部用电设备的计算负荷Sc，考虑负荷发展应留有一定的容量裕度，并考虑变压器的经济运行，即

Sn≥（1.15-1.4）Sc (3.1)

装设两台主变压器的变电所，每台变压器的容量Sn应同时满足以下两个条件：

1）任一台主变压器单独运行时

Sn=（0.6-0.7）Sc (3.2)

2）任一台主变压器单独运行时

Sn≥Sc（Ⅰ+Ⅱ） (3.3)

在本设计中，工厂负荷属于三级负荷，因此选择单台变压器运行，根据以上计算结果可得，如下：

∑Pe= 1636kW;

∑P j = K∑Pe= 0.7×1636kW =1145.2kW Sj=Pj/ cosφ=1145.2/0.85=1347.3kVA Sn=1.19×Sj=1.19×1347.3=1603kVA

所以，可选择1600 kVA的变压器一台。负载率为84.1%。

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第四章 主接线方案的选择

4.1对变电所主结线的一般要求

变电所主接线要求安全，可靠，灵活，经济。 主要有以下一些原则：

①在高压断路器的电源侧及可能反馈电能的另一侧，必须安装高压隔离开关。

②在低压断路器的电源侧及可能反馈电能的另一侧，必须装设低压刀开关。 ③在装设高压熔断器-负荷开关的出线柜母线侧，必须装设高压隔离开关。 ④变配电所高压母线上及架空线末端，必须装设避雷器，装于母线上的避雷器宜与电压互感器共用一组隔离开关，线路上避雷器前不必装设隔离开关。

⑤变电所的主接线方案，必须与其负荷类型相适应，对于一级负荷，应由两个电源供电，对二级负荷，应由两回路或者一回专用架空线路供电。

⑥接于公共干线上的变配电所电源进线首端，应装设带有短路保护的开关设备。

⑦对一般的生产区的车间变电所，宜由工厂总变配电所采用放射式高压配电，以确保供电可靠性，但对辅助生产区的变电所，可采用树干式配电。

⑧变电所低压侧的总开关，宜采用低压断路器，当有继电保护或自动切换电源要求时，低压侧总开关和低压母线分段开关均应采用低压断路器。

⑨两路电源进线，装有两台主变压器的变电所，当两路电源同时供电时，两台主变压器一般分列运行，当只有一路电源供电，另一路电源备用时，则两台主变压器并联运行。

⑩需带负荷切换主变压器的变电所，高压侧应装设高压断路器或者高压负荷开关。

4.2变电所主结线

对于电源进线电压为35kV及以上的大中型工厂，通常是先经工厂总降压变电所降为6—10kV的高压配电电压，然后经车间变电所，降为一般低压设备所需

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