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1、工厂供电的设计一、工厂供电的意义和要求工厂供电，就是指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂配电。众所周知，电电能是现代代工业生产产的主要能能源和动力力。电能既既易于由其其它形式的的能量转换换而来，又又易于转换换为其它形形式的能量量以供应用用；电能的的输送的分分配既简单单经济，又又便于控制制、调节和和测量，有有利于实现现生产过程程自动化。因因此，电能能在现代工工业生产及及整个国民民经济生活活中应用极极为广泛。在工厂里，电电能虽然是是工业生产产的主要能能源和动力力，但是它它在产品成成本中所占占的比重一一般很小（除除电化工业业外）。电电能在工业业生产中的的重要性，并并不在于它它在产品成成本中或投投资总
2、额中中所占的比比重多少，而而在于工业业生产实现现电气化以以后可以大大大增加产产量，提高高产品质量量，提高劳劳动生产率率，降低生生产成本，减减轻工人的的劳动强度度，改善工工人的劳动动条件，有有利于实现现生产过程程自动化。从从另一方面面来说，如如果工厂的的电能供应应突然中断断，则对工工业生产可可能造成严严重的后果果。因此，做做好工厂供供电工作对对于发展工工业生产，实实现工业现现代化，具具有十分重重要的意义义。由于能能源节约是是工厂供电电工作的一一个重要方方面，而能能源节约对对于国家经经济建设具具有十分重重要的战略略意义，因因此做好工工厂供电工工作，对于于节约能源源、支援国国家经济建建设，也具具有重
3、大的的作用。工工厂供电工工作要很好好地为工业业生产服务务，切实保保证工厂生生产和生活活用电的需需要，并做做好节能工工作，就必必须达到以以下基本要要求：（11） 安全全 在电能能的供应、分分配和使用用中，不应应发生人身身事故和设设备事故。（2） 可靠 应满足电能用户对供电可靠性的要求。（3） 优质 应满足电能用户对电压和频率等质量的要求（4） 经济 供电系统的投资要少，运行费用要低，并尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗量。此外，在供电工作中，应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，既要照顾局部的当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应发展。 二、工厂供电设计的一般原则按照国家标准GB50
4、052-95 供配电系统设计规范、GB50053-94 10kv及以下设计规范、GB50054-95 低压配电设计规范等的规定，进行工厂供电设计必须遵循以下原则：（1） 遵守规程、执行政策；必须遵守国家的有关规定及标准，执行国家的有关方针政策，包括节约能源，节约有色金属等技术经济政策。（2） 安全可靠、先进合理；应做到保障人身和设备的安全，供电可靠，电能质量合格，技术先进和经济合理，采用效率高、能耗低和性能先进的电气产品。（3） 近期为主、考虑发展；应根据工作特点、规模和发展规划，正确处理近期建设与远期发展的关系，做到远近结合，适当考虑扩建的可能性。（4） 全局出发、统筹兼顾。按负荷性质、用电
5、容量、工程特点和地区供电条件等，合理确定设计方案。工厂供电设计是整个工厂设计中的重要组成部分。工厂供电设计的质量直接影响到工厂的生产及发展。作为从事工厂供电工作的人员，有必要了解和掌握工厂供电设计的有关知识，以便适应设计工作的需要。三、 设计内容及步骤全厂总降压变电所及配电系统设计，是根据各个车间的负荷数量和性质，生产工艺对负荷的要求，以及负荷布局，结合国家供电情况。解决对各部门的安全可靠，经济的分配电能问题。其基本内容有以下几方面。1、负荷计算全厂总降压变电所的负荷计算，是在车间负荷计算的基础上进行的。考虑车间变电所变压器的功率损耗，从而求出全厂总降压变电所高压侧计算负荷及总功率因数。列出负
6、荷计算表、表达计算成果。2、工厂总降压变电所的位置和主变压器的台数及容量选择参考电源进线方向，综合考虑设置总降压变电所的有关因素，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、工厂总降压变电所主结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、厂区高压配电系统设计根据厂内负荷情况，从技术和经济合理性确定厂区配电电压。参考负荷布局及总降压变电所位置，比较几种可行的高压配电网布置放案，计算出导线截面及电压损失，由不同放案的可靠性，电压损失，基建投资，年运行费用
7、，有色金属消耗量等综合技术经济条件列表比值，择优选用。按选定配电系统作线路结构与敷设方式设计。用厂区高压线路平面布置图，敷设要求和架空线路杆位明细表以及工程预算书表达设计成果。5、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。6、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
8、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。7、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。8、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
9、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。35kv及以上系统尚需给出二次回路的保护屏和控制屏屏面布置图。9、变电所防雷装置设计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。10、专题设计11、总降压变电所变、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
10、。第二章 负荷计算及功率补偿一、 负荷计算的内容和目的（1） 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。（2） 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。（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
11、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。二、负荷计算的方法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 = PeKd无功功率: Q30 = P30 tg视在功率: S3O = P30/Cos计算电流: I30 = S30/3UN 三、各用电车间负荷计算结果如下表：四、全厂负负荷计算取取Kp = 0.92; Kq = 0.95根据据上表可算算出：PP30i = 65520kWW; QQ30i = 54463kvvar则 P30 = KPP330i = 0.9965220kW = 59999kWWQ
12、30 = KqQ330i = 0.99554463kvvar = 51990kvaarS300 = (P3022+Q3002)1/2 77932KKVAII30 = S300/3UUN 94.55ACOSS = P30/Q30 = 59999/77932 0.775五、功功率补偿由由于本设计计中上级要要求COSS0.9,而由由上面计算算可知COOS=00.751.5满足保护灵敏度的要求4结线图四、变压器的过负荷保护过负荷保护动作电流的整定IOP(OL) = 1.3I1N.T/Ki = 1.3104/40A = 3A动作时间取1015s五、变压器的瓦斯保护瓦斯保护，又称气体继电保护，是保护油浸式
13、电力变压器内部故障的一种基本的保护装置。按GB5006292规定，800KVA及以上的一般油浸式变压器和400KVA及以上的车间内油浸式变压器，均应装设瓦斯保护。瓦斯保护的主要元件是气体继电器。它装设在变压器的油箱与油枕之间的联通管上。为了使油箱内产生的气体能够顺畅地通过气体继电器排往油枕，变压器安装应取1%1.5%的倾斜度；而变压器在制造时，联通管对油箱顶盖也有 2%4%的倾斜度。当变压器油箱内部发生轻微故障时，由故障产生的少量气体慢慢升起，进入气体继电器的容器，并由上而下地排除其中的油，使油面下降，上油杯因其中盛有残余的油而使其力矩大于另一端平衡锤的力矩而降落。这时上触点接通而接通信号回路
14、，发出音响和灯光信号，这称之为“轻瓦斯动作”。当变压器油箱内部发生严重故障时，由故障产生的气体很多，带动油流迅猛地由变压器油箱通过联通管进入油枕。这大量的油气混合体在经过气体继电器时，冲击挡板，使下油杯下降。这时下触点接通跳闸回路（通过中间继电器），同时发出音响和灯光信号（通过信号继电器），这称之为“重瓦斯动作”。如果变压器油箱漏油，使得气体继电器内的油也慢慢流尽。先是继电器的上油杯下降，发出报警信号，接着继电器内的下油杯下降，使断路器跳闸，同时发出跳闸信号。变压器瓦斯保护动作后的故障分析变压器瓦斯保护动作后，可由蓄积于气体继电器内的气体性质来分析和判断故障的原因几处理要求，如下表：第十章 二
15、二次回路操操作电源和和中央信号号装置二次次回路的操操作电源二二次回路操操作电源是是供高压断断路器跳、合合闸回路和和继电保护护装置、信信号回路、监监测系统及及其它二次次回路所需需的电源。因因此对操作作电源的可可靠性要求求很高，容容量要求足足够大，尽尽可能不受受供电系统统运行的影影响。二次次回路操作作电源，分分直流和交交流两大类类。直流操操作电源又又有由蓄电电池组供电电的电源和和由整流装装置供电的的两种。交交流操作电电源又由所所用（站用用）变压器器供电的由由仪用互感感器供电的的两种。其其中，蓄电电池主要有有铅酸蓄电电池和镉镍镍蓄电池两两种；整流流电源主要要有硅整流流电容储能能式和复式式整流两种种。
16、而交流流操作电源源可分为电电流源和电电压源两种种。采用镉镉镍蓄电池池组作操作作电源，除除不受供电电系统运行行情况的影影响、工作作可靠外，还还有大电流流放电性能能好，比功功率大，机机械强度高高，使用寿寿命长，腐腐蚀性小，无无需专用房房间等优点点，从而大大大降低了了投资等优优点，因此此在工厂供供电系统这这应用比较较普遍。采采用交流操操作电源，可可使二次回回路大大简简化，投资资大大减少少，工作可可靠，维护护方便，但但是它不适适于比较复复杂的电路路。中央信信号装置中中央信号装装置是指装装设在变配配电所值班班室或控制制室的信号号装置。中中央信号装装置包括事事故信号和和预告信号号两种。中中央信号装装置的要
17、求求是：在任任一断路器器事故跳闸闸时，能瞬瞬时发出音音响信号，并并在控制屏屏上或配电电装置有表表示事故跳跳闸的具体体断路器位位置的灯光光指示信号号。事故音音响信号通通常采用电电笛（蜂鸣鸣器），应应能手动或或自动复归归。中央事事故信号装装置按操作作电源分，有有直流操作作的交流操操作的两类类。按事故故音响信号号的动作特特性分，有有不能重复复动作的和和能重复动动作的两种种。中央预预告信号装装置的要求求是：当供供电系统中中发生故障障和不正常常工作状态态但不需立立即跳闸的的情况时，应应及时发出出音响信号号，并有显显示故障性性质和地点点的指示信信号（灯光光或光字牌牌指示）。预预告音响信信号通常采采用电铃，
18、应应能手动或或自动复归归。中央预预告信号装装置亦有直直流操作的的和交流操操作的两种种，同样有有不能重复复动作的和和能重复动动作的两种种。利用ZZC-233型冲击继继电器的中中央复归重重复动作的的事故音响响信号装置置结线图第第十一章 电测量仪仪表与绝缘缘监视装置置电测量仪仪表这里的的“电测量量仪表”按按GBJ663900电力装装置的电测测量仪表装装置设计规规范的定定义，“是是对电力装装置回路的的电力运行行参数所经经常测量、选选择测量、记记录用的仪仪表和作计计费、技术术经济分析析考核管理理用的计量量仪表的总总称。”为为了监视供供电系统一一次设备（电电力装置）的的运行状态态和计量一一次系统消消耗的电
19、能能，保证供供电系统安安全、可靠靠、优质和和经济合理理地运行，工工厂供电系系统的电力力装置中必必须装设一一定数量的的电测量仪仪表。电测测量仪表按按其用途分分为常用测测量仪表和和电能计量量仪表两类类，前者是是对一次电电路的电力力运行参数数作经常测测量、选择择测量和记记录用的仪仪表，后者者是对一次次电路进行行供用电的的技术经济济考核分析析和对电力力用户用电电量进行测测量、计量量的仪表，即即各种电度度表。变配配电装置中中各部分仪仪表的配置置供电系统统变配电装装置中各部部分仪表的的配置要求求如下：11. 在工工厂的电源源进线上，或或经供电部部门同意的的电能计量量点，必须须装设计费费的有供电电度表和无无功电度表表，而且宜宜采用全国国统一标准准的电能计计量柜。为为了解负荷荷电流，进进线上还应应装设一只只电流表。2. 变配电所的每段母线上，必须装设电压表测量电压。在中性点非有效接地的（即小接地电流的）系统中，各段母线上还应装设绝缘监视装置。如出线很少时，绝缘监视电压表可不装设。3. 35110/610KV的电力变压器，应装设电流表、有功功率表、无功功率表、有功电能表和无功电能表各一只，装在哪一侧视具体情况而定。 610/36KV的电力变压器，在其一侧装设